Марс атакуют

Тайны Красной планеты. Международный космический корабль «Феникс» приступил к первым экспериментам. Задача-минимум — обнаружить в марсианской почве следы воды, которая, как известно, является основой земной жизни

«Феникс», приземлившийся на Марсе в конце мая, сел около полярной шапки, где, предполагают ученые, может находиться подземная вода, точ- нее, лед. Его рука-манипулятор загрузила порцию марсианской почвы в печь: она бу- дет медленно нагреваться до 1000о С, а бор- товой масс-спектрометр — пытаться обна- ружить в испарениях из почвы следы воды и небольших органических молекул. После этого приборы для электрохимического анализа позволят определить соленость и кислотность почвы. На все эксперименты у «Феникса» максимум 150 дней: даже при идеальном стечении обстоятельств потом его убьет марсианская полярная зима — ко- рабль будет засыпан «сухим льдом» из угле- кислого газа.

NASA идет за водой

При всей сенсационности нынешней экс- педиции «Феникс» ¹ — это всего лишь еще один шаг в истории марсианских миссий, часть 50-летнего экс- перимента по поиску жизни вне Земли, — эксперимента, в кото- ром переплелись астрономия, геология, физика, химия и био- логия. Кроме этого, исследо- вания в области космической биологии идут рука об руку с изучением земных экстремофилов — ор- ганизмов, которые могут размножаться при сильном морозе, жить в засоленной почве, черпая кислород и энергию из химических источников.

NASA и другие организации, участвующие в проекте, называют свою стратегию Follow the water («Идти за водой»). Дело в том, что вода — ключевой фактор существования жизни. Живые существа могут жить без кислорода в атмосфере, как многие земные анаэробные бактерии; могут жить без солнечной энергии и фотосинтеза: существуют земные бактерии, которые живут за счет окисления серы и других видов химосинтеза; могут жить в сухой замерзшей почве: в пустыне Макмурдо в Антарктике тоже живут бактерии, которыми кормятся микроскопические черви (нематоды). Наконец, экстремофилы могут жить в кипящей воде, кислотах и щелочах, даже в ядерном реакторе. Но живые существа не могут жить без жидкой воды. А как раз с ней на Марсе имеются некоторые проблемы.

Мертвая планета?

Дело в том, что из-за низкого атмосферного давления (в 100 раз меньше земного) жидкая вода на поверхности Марса мгновенно испаряется. Марс — небольшая планета, его гравитация не может удерживать плотную атмосферу, марсианская же состоит преимущественно из углекислого газа с примесью азота и аргона. Тем не менее на Марсе существуют крупные полярные шапки, состоящие преимущественно из водяного льда. Сверху шапку покрывает слой замороженного углекислого газа (того самого «сухого льда», который используют продавцы мороженого). Марс находится в полтора раза дальше от Солнца, чем Земля, и температура его поверхности, слабо защищенной атмосферой, скачет от +20^о до –140^о С.

Казалось бы, эти условия исключают жизнь на Марсе. Но наблюдения, сделанные предыдущими миссиями, показали, что по Марсу когда-то текли крупные реки, от которых остались следы — извилистые долины и дельты с характерными отложениями. Как такое могло быть? А так: наклон оси вращения Красной планеты менялся, и вместе с ним менялся и климат. Миллионы лет назад он мог быть теплее и гораздо влажнее. Более того, ученые не исключают варианта, что 3–4 миллиарда лет назад, когда жизнь появилась на Земле, она могла бы появиться и на Марсе.

Надежды и разочарования

Первые надежды на то, что Марс обитаем, появились в конце XIX века. В 1877–1890 годы итальянский ученый Джованни Скиапарелли составил карты Марса, на которых он отметил геологические структуры, названные им canali (канал, пролив). Из-за неточного перевода на английский (английское слово channel означает «искусственный канал») многие люди решили, что речь идет о каналах, построенных разумными существами. Американский астроном Персиваль Ловелл развил красочные предположения о великой цивилизации марсиан, создавших гигантскую сеть каналов для орошения засушливой планеты водой из полярных шапок. Затем в 1909 году французский астроном Эжен Антониади показал, что «каналы» являются оптической иллюзией. Несмотря на это, образ марсиан и древней цивилизации Красной планеты устойчиво вошел в мировую фантастическую литературу.

Большинство миссий к Марсу были неудачны. Первым космическим кораблем, приблизившимся к Марсу в 1963 году, был советский «Марс-1», но он потерял контакт с Землей, не долетев до Марса. Первым космическим кораблем, приземлившимся на Марс в 1971 году, был тоже советский «Марс-3», но он потерял контакт с Землей после посадки. В 1965 году американский зонд «Маринер-4» пролетел над Марсом и показал, что на Марсе нет никаких каналов, нет и магнитного поля, которое могло бы защитить живые организмы от ультрафиолетовой радиации, а низкое атмосферное давление не допускает существования жидкой воды. Ученые вынесли приговор: Марс является совершенно мертвым холодным миром, наподобие Луны. Однако в 1971 году зонд «Маринер-9» сделал фотографии долин, которые миллионы лет назад определенно были дельтами рек.

Мы потомки марсиан?

Возможен даже сценарий, что споры древних бактерий были перенесены с Марса на Землю метеоритами: космические «путешественники», падавшие на планету, вырывали из нее камни, которые вылетали в космическое пространство и через какое-то время оказывались в зоне притяжения Земли и падали на ее поверхность. Таких метеоритов было обнаружено 34, причем на трех из них (найденных в Египте, Индии и Антарктике) были обнаружены образования, которые некоторыми исследователями (в частности, профессором Крисом Маккеем, одним из авторов экспериментов на «Фениксе») интерпретировались как возможные следы «нанобактерий». Если на древнем Марсе жили бактерии, то в результате «космического биллиарда» марсианских метеоритов они могли попасть на Землю и стать далекими прапредками homo sapiens, человека разумного.

Викинги на Марсе

Одной из самых важных марсианских миссий была экспедиция американских кораблей «Викинг-1» и «Викинг-2», высадившихся на планету в 1976 году. Главной их задачей было обнаружение бактерий. Один из экспериментов вроде бы дал надежду, что микроскопические существа в почве Марса есть. Однако наука, как известно, предполагает повторяемость результата, а повторить результат не удалось.

Правда, «Викинги» сели в том районе планеты, где не могло быть следов подземной воды. Эту ошибку «учел» «Феникс», кроме того, он оснащен суперсовременными приборами для обнаружения воды, легкой органики, окислителей и засоленности. Решение, чем оснастить «Феникс», было сделано с учетом изучения сходных районов Земли — морозных высокогорных пустынь Антарктиды. Так что надежда, что «Феникс» обнаружит что-то, что снизит вероятность нашего абсолютного одиночества в Солнечной системе, пока остается.

The New Times обратился к ведущим космобиологам мира, участвующим в разработке марсианских экспе диций, с просьбой оценить вероятность возможной — пусть хотя бы в прошлом — жизни на Марсе

Одна из заявленных целей миссии «Феникс» — определить, пригоден ли Марс для жизни. В прошлом различные биологи (например, Эдвард Вилсон) сравнивали Марс с сухими долинами Макмурдо в Антарктиде, где живут экстремофилы — бактерии, археи и черви нематоды. Считаете ли вы это сравнение обоснованным? Что случится, если переместить организмы из Макмурдо в марсианскую среду?

Эндрю Кнолл: Места, подобные сухим долинам Антарктиды, более похожи на место приземления «Феникса», чем другие места Земли. Но важно помнить о различиях. В условиях низких температур и низкого атмосферного давления на современном Марсе жидкая вода нестабильна (то есть вода может существовать либо как пар, либо как лед, но не как жидкость. — The New Times). Кислород присутствует в ничтожных количествах — заведомо слишком низких для поддержания процесса дыхания, которое необходимо вам, мне, другим животным, таким как черви нематоды. Поэтому я думаю, что если экспортировать организмы земных сухих долин на Марс, то они там быстро погибнут.

Крис Маккей: В Антарктиде действительно есть черви нематоды, но они живут в низинах, в «мокрой» вечной мерзлоте, в которой каждое лето формируется толстый слой почвы, насыщенный жидкой водой. Мы не нашли нематод высоко над уровнем моря, в областях Антарктиды, похожих на Марс. Вместе с тем наши исследования прошлым летом показали, что в марсоподобных земных почвах существуют бактерии (и вероятно, археи).

Эндрю Кнолл: Есть еще один важный момент: на Земле биологически экстремальные экосистемы, как правило, окружены более обитаемым миром, в результате экстремальные зоны получают… ну что ли «субсидии» от «нормальных» экосистем в виде питательных веществ и организмов. На Марсе такого нет, экстремальные экосистемы — единственные на планете…

В земных недрах, на глубине до 3 километров, обитают так называемые эндолиты — бактерии, археи и грибы. Возможно ли, что нечто подобное есть и на Марсе?

Крис Маккей: Маловероятно, что мы сможем осуществлять глубокое бурение на Марсе, во всяком случае в обозримом будущем: бурить на глубину одного километра или более станет возможно только в случае создания постоянной исследовательской базы на Марсе.

Допустим, «Феникс» или одна из следующих экспедиций найдет живые микроорганизмы на Марсе или доказательства их существования в прошлом. Как это повлияет на развитие науки?

Крис Маккей: Одно дело, если марсианская жизнь окажется родственной земной жизни (то есть у них был общий предок), другое — если марсианская жизнь окажется чужой, настоящим вторым генезисом жизни. Если мы сможем еще и получить органические остатки этой, иной по происхождению жизни, то мы сможем изучать ее альтернативную биохимию и генетику и сравнить ее с нашей собственной, основанной на биохимии белков и генетике ДНК. Есть фундаментальные вопросы, касающиеся происхождения жизни, на которые мы сможем ответить, только когда у нас будет более чем один тип жизни для изучения.

Марс — наша единственная надежда на «преодоление одиночества» в Солнечной системе?

Лесли Тамппари: Европа (Спутник Юпитера) — предполагают, что гипотетически там тоже могла бы быть какая-то жизнь. Потому что считается, что под ледяной оболочкой Европы находится слой жидкой воды. Так как Европа еще и притягивается и сжимается гравитационными эффектами Юпитера и других крупных спутников, под ее поверхностью может происходить вулканическая активность. Если это имеет место, такая активность может обеспечивать источник энергии для потенциальных организмов. В настоящее время NASA изучает вопрос возможности отправить экспедицию на Европу.

_____________
1 В миссии при- нимают участие университеты, исследовательские и коммерческие организации США, Канады, Швейцарии, Филиппин, Дании, Германии, Великобритании и Финляндии.