Марсианин

На вопрос о наличии воды на Марсе должен был окончательно ответить орбитальный аппарат «Марс Одиссей» («2001 Mars Odyssey»), получивший свое название в честь известного научно-фантастического романа Артура Кларка, экранизированного культовым режиссером Стэнли Кубриком. Аппарат стартовал 7 апреля 2001 года.

Перед «Одиссеем» были поставлены следующие задачи: глобальное картирование элементного состава поверхности Марса, определение количества водорода (то есть наличия водяного льда и воды) в тонком поверхностном слое, исследование минералогии поверхности с высоким пространственным и спектральным разрешением, изучение морфологии поверхности Марса и геологических процессов, которые ее сформировали. Предполагалось также получить данные для планирования мест посадки следующих автоматических межпланетных станций и выяснить радиационную обстановку вблизи Марса для оценки риска будущей пилотируемой экспедиции.

Итак, «Марс Одиссей» отправился в дальний путь. По дороге к Марсу у аппарата отказал один из приборов, но позднее операторам удалось его «оживить». Станция вышла на ареоцентрическую орбиту 11 января 2002 года. И открытие века состоялось! В первые же недели российский детектор нейтронов высоких энергий HEND, входящий в состав бортового гамма-спектрометра GRS, не просто подтвердил наличие воды, но нашел ее огромные запасы в южной полярной области Марса!

Картина снова переменилась. Если начиная с 1969 года наличие воды и водяного льда где-либо на Марсе отрицалось и считалось, что полярные шапки красной планеты состоят из замерзшего углекислого газа, то с 28 мая 2002 года, когда был опубликован официальный пресс-релиз НАСА, астрономам вновь пришлось пересматривать свое отношение к красной планете.

Первые наблюдения показали, что лед находится под 60-сантиметровым слоем грунта, занимая огромную площадь ниже 60° южной широты и под 30-сантиметровым слоем – ниже 75° южной широты. К сожалению, гамма-спектрометр не способен видеть глубже трех метров, поэтому трудно сказать, какую толщину имеет лед, но даже той воды, которая была обнаружена в самом начале работы аппарата, хватило бы, как сказано в пресс-релизе, чтобы «дважды заполнить озеро Мичиган»!

Ранние исследователи, от Гершеля до Тихова, неожиданно оказались правы, а их опровергатели – нет. Все же Марс горазд на уловки!..

За минувшие годы аппарату «Марс Одиссей» удалось составить более подробную карту распределения льда под слоем грунта. Новые открытия, сделанные на Марсе, прокомментировал Игорь Митрофанов, создавший детектор HEND, в интервью журналу «Новости космонавтики»:

«– Действительно ли различаются северная и южная полярные области по запасам водяного льда, или видимое отсутствие льда на севере Марса – чисто сезонный эффект?

– Правы оказались те, кто советовал подождать с выводами до прихода весны в северное полушарие Марса. С каждым месяцем уменьшался поток нейтронов от северной полярной области и возрастал – от южной. А это означало, что на севере зимний покров из сухого льда испарялся и обнажал богатый льдом грунт, а на юге, наоборот, углекислота из атмосферы оседала на грунт и закрывала собой лед. Максимальная толщина этого слоя сухой углекислоты… достигает 1,5 м на севере и приближается к 1 м на юге. <…>

Еще в декабре 2002 года… Уильям Бойнтон объявил, что количество льда в северной полярной области больше, чем в южной. <…> В то же время полигональные структуры на поверхности Марса, связанные с вечной мерзлотой, местами заходят ближе к экватору, чем выявленная теперь граница вечной мерзлоты. Вероятно, ближе к экватору лед залегает глубже. Но даже если учитывать только „видимые“ 2–3 метра выше 55° широты, то содержащаяся в них вода могла бы залить весь Марс слоем толщиной не менее 10 см.

– Верно ли предположение об отсутствии заметных количеств льда в экваториальных районах Марса?

– Нет, неверно, и это одно из самых интересных новых открытий станции Mars Odyssey. <…> В большинстве экваториальных районов льда действительно очень мало. Меньше всего его на равнине Солнца (Solis Planum, 90° з. д., 30° ю. ш.), и она используется как «эталонная» область для выявления вариаций сигнала HEND от атмосферных условий и от фона космических лучей. В кратерном море Аргир льда примерно 2,1 %, в Элладе – от 2,9 % на севере до 5,4 % на юге, где оно примыкает к полярной области.

Районы существенного дефицита тепловых нейтронов – а значит, повышенного количества водяного льда – найдены в Аравии (центр на 25° в. д., 10° с. ш.), недалеко от кратера Скиапарелли, и на противоположной стороне планеты, где находятся область Элизий и борозды Медузы. Значение потока, регистрируемого над этими областями, практически не зависит от времени года. <…> А вот в самом Скиапарелли – гигантском кратере диаметром свыше 400 км – концентрация льда понижена…»