Марс давно перестал быть просто красной точкой на ночном небе. Сегодня это одна из лучше всего изученных планет за пределами Земли: вокруг него работают орбитальные аппараты, по поверхности ездят роверы, а данные десятилетий миссий позволяют восстанавливать историю мира, который когда-то был заметно влажнее и, вероятно, теплее. При этом Марс остаётся хорошим примером того, как научная картина меняется по мере накопления фактов: от каналов, придуманных наблюдателями XIX века, до реальных древних русел, дельт и минералов, сформированных в присутствии воды.
Планета, похожая на Землю только издалека
Марс — четвёртая планета от Солнца. Его радиус составляет около 3390 километров, то есть примерно половину земного, а среднее расстояние от Солнца — около 228 миллионов километров, или 1,5 астрономической единицы. Марсианские сутки длятся 24 часа 39 минут, поэтому смена дня и ночи выглядит почти привычно. Год, напротив, почти вдвое длиннее земного — 687 суток.
Наклон оси Марса близок к земному, поэтому на планете есть сезоны. Но сходство быстро заканчивается. Атмосфера очень разреженная и состоит главным образом из углекислого газа, с небольшими долями азота и аргона. Она плохо удерживает тепло и почти не защищает поверхность от космического излучения. Температура сильно меняется в зависимости от времени суток и места, а пылевые бури иногда охватывают огромные районы.
Красный цвет связан не с необычным освещением, а с железом в породах и пыли. Окисленные соединения железа — по сути ржавчина — окрашивают поверхность и взвешенную в атмосфере пыль в характерные охристые оттенки.
Геология Марса хранит следы совсем другой эпохи
На Марсе находятся одни из самых впечатляющих форм рельефа Солнечной системы. Вулкан Олимп — гигантский щитовой вулкан, поднявшийся на десятки километров от основания. Система каньонов Долины Маринер простирается почти на четыре тысячи километров и местами достигает сотен километров в ширину. Огромные ударные бассейны напоминают о ранней эпохе интенсивных столкновений.
Но для истории планеты особенно важны не рекорды размеров, а формы, которые трудно объяснить без жидкой воды: разветвлённые долины, высохшие русла, древние озёрные котловины и дельты. Минералогические наблюдения также показывают, что некоторые породы изменялись в присутствии воды. Современный Марс холоден и сух, однако несколько миллиардов лет назад условия на его поверхности были другими.
Куда делась марсианская вода
Вода на Марсе не исчезла полностью. Большие запасы льда находятся в полярных областях и под поверхностью, особенно в высоких широтах. Но стабильная жидкая вода на открытой поверхности сегодня невозможна в земном смысле: из-за низкого давления и температур она быстро замерзает или испаряется.
Вопрос о прошлом связан с атмосферой. Ранний Марс должен был удерживать достаточно тепла, чтобы вода могла существовать в реках и озёрах хотя бы эпизодически. Затем планета потеряла значительную часть атмосферы. У Марса нет современного глобального магнитного поля, подобного земному, и взаимодействие верхней атмосферы с солнечным ветром стало одним из процессов её постепенной утраты. Орбитальные миссии изучают этот механизм, чтобы понять, как планета перешла от более влажного состояния к нынешнему холодному пустынному климату.
Поиски жизни: что действительно ищут роверы
Ни одна марсианская миссия пока не обнаружила подтверждённую жизнь. Вопрос формулируется осторожнее: существовали ли когда-то условия, пригодные для микроорганизмов, и сохранились ли в породах следы возможных биологических процессов.
Именно поэтому места посадки выбирают не случайно. Curiosity исследует древние осадочные породы в кратере Гейла, а Perseverance работает в кратере Езеро, где в прошлом существовали озеро и речная дельта. Роверы изучают минералы, органические молекулы, структуру пород и химическую среду. Наличие органики само по себе не доказывает биологическое происхождение: органические соединения могут возникать и без жизни. Ценность таких находок в том, что они помогают реконструировать древнюю среду и выбирать наиболее перспективные образцы.
Поиск современной жизни ещё сложнее. Поверхность подвергается сильному ультрафиолетовому и космическому излучению, а жидкая вода нестабильна. Если пригодные ниши существуют сейчас, наиболее вероятные кандидаты находятся под поверхностью, где условия мягче. Пока это гипотеза, а не открытие.
Почему Марс продолжают исследовать
Марс важен не только как возможное место древней жизни. Он позволяет сравнить две каменные планеты, начавшие историю из сходного протопланетного материала, но пришедшие к очень разным результатам. Земля сохранила плотную атмосферу, океаны и активную биосферу; Марс потерял большую часть атмосферы и превратился в холодную пустыню. Сравнение помогает понять, какие процессы делают климат планеты устойчивым — и какие могут изменить его необратимо.
За последние десятилетия Марс стал менее загадочным, но не менее интересным. Мы уже знаем, что на нём были реки и озёра, что вода в виде льда существует и сегодня, что его атмосфера постепенно менялась и что некоторые древние среды могли быть пригодны для жизни. Неизвестным остаётся главное: возникала ли там когда-либо жизнь. Ответ потребует не красивой гипотезы, а совокупности независимых химических, геологических и, возможно, биологических доказательств.
