В бестселлере Энди Вейра "Марсианин" предсказывается, что к 2035 году НАСА трижды высадит людей на Марс, усовершенствует системы возвращения на Землю и будет сотрудничать с Национальным космическим управлением Китая. Сейчас мы на 10 лет отстаем от выхода голливудской экранизации в 2015 году и на 10 лет отстаем от ее вымышленной хронологии. На данный момент исследование Марса выглядит немного иначе, чем в "Марсианине", с большим количеством открытий и противоречий.
Как планетолог-геолог, работающий с миссиями НАСА по изучению Марса, я внимательно слежу за научными исследованиями и политикой в этой области. В 2010 году Национальная космическая политика США установила цели для полетов человека на Марс в 2030-х годах. Но в 2017 году Директива 1 по космической политике Белого дома сместила акцент НАСА на первое возвращение на Луну в рамках программы, которая впоследствии стала программой Artemis.
Несмотря на то, что концепции полетов на Марс с экипажами набирают популярность, реальные планы НАСА по высадке людей на Марс остаются неопределенными. Примечательно, что за последние 10 лет именно роботизированные миссии, а не полеты с экипажами, способствовали открытиям и развитию человеческого воображения.
Роботизированные открытия
С 2015 года спутники и марсоходы изменили представления ученых о Марсе. Они позволили получить бесчисленное количество сведений о том, как менялся его климат с течением времени.
Климатические изменения на Марсе, соседнем с Землей, также отражают процессы, происходившие в Солнечной системе в то время, когда на Земле только зарождалась жизнь. Таким образом, Марс стал центром изучения извечных вопросов "откуда мы пришли?" и "одиноки ли мы?".
Марсоходы Opportunity, Curiosity и Perseverance проехали десятки миль, изучая слоистые скальные образования, которые служат свидетельством прошлого Марса. Изучая осадочные слои — скальные образования, уложенные друг на друга, как слои торта, — планетарные геологи собрали по кусочкам яркую историю изменений окружающей среды, которые затмевают то, что Земля переживает в настоящее время.
Когда—то Марс был миром извергающихся вулканов, ледников, озер и текущих рек - среда, мало чем отличающаяся от ранней Земли. Затем его ядро остыло, магнитное поле ослабло, а атмосфера исчезла. С тех пор открытая поверхность планеты сохранила следы этих процессов в виде ландшафтных узоров, последовательностей слоистых отложений и минеральных смесей.
Аравийская Земля
Одно из направлений научных исследований, проведенных за последние 10 лет, особенно актуально для съемок фильма "Марсианин", но не получило упоминания в сюжете. Чтобы получить наилучшие шансы на выживание, главный герой Марк Уотни, которого играет Мэтт Дэймон, должен пересечь обширную, пыльную и изрытую кратерами область Марса, известную как Аравия Терра.
В 2022 и 2023 годах я вместе с коллегами из Университета Северной Аризоны и Университета Джона Хопкинса опубликовал подробные анализы слоистых материалов, используя снимки, полученные со спутников Mars Reconnaissance Orbiter и Mars Odyssey.
Используя инфракрасные снимки и измеряя размеры поверхностных объектов, мы связали многочисленные слоистые отложения с одними и теми же эпизодами формирования и узнали больше о повсеместном разрушении рельефа, наблюдаемом там сегодня. Поскольку вода имеет свойство плотно скреплять горные породы, этот рыхлый материал указывает на то, что около 3,5 миллиардов лет назад в этом районе был сухой климат.
Чтобы облегчить обсуждение этой области, мы даже совместно с Международным астрономическим союзом дали названия нескольким ранее безымянным кратерам, которые упоминались в статье. Например, один из кратеров, мимо которого Уотни должен был проехать, теперь называется кратер Козова, в честь города на Украине.
Еще кое-что для изучения
Несмотря на стремительный прогресс в науке о Марсе, остается много неизвестного. Ученые до сих пор не уверены в точном возрасте, атмосферных условиях и возможных признаках жизни, связанных с каждым из различных типов горных пород, наблюдаемых на поверхности.
Например, марсоход Perseverance недавно пробурил и проанализировал уникальный набор пород, содержащих органические соединения, то есть соединения на основе углерода. Органические соединения служат строительными блоками для жизни, но требуется более детальный анализ, чтобы определить, были ли когда-то в этих конкретных породах микроорганизмы.
Разрабатываемая миссия по возвращению образцов с Марса направлена на то, чтобы ответить на эти основные нерешенные вопросы, доставив на Землю первые в истории неизмененные фрагменты другого мира. Марсоход Perseverance уже собирает образцы горных пород и почвы, в том числе содержащие органические соединения, в герметичные пробирки. Затем будущему посадочному модулю нужно будет забрать тайники и отправить их обратно на Землю.
Вернувшись домой, исследователи смогут исследовать эти материалы с помощью приборов, на порядок более чувствительных, чем те, которые можно было бы использовать на космическом корабле. Ученые смогут узнать гораздо больше об обитаемости, геологической истории и наличии каких-либо признаков жизни на Марсе с помощью кампании по возврату образцов, чем отправляя людей на поверхность.
Исходя из этой перспективы, НАСА, Европейское космическое агентство и другие организации с 1960-х годов инвестировали около 30 миллиардов долларов в роботизированные исследования Марса. Отдача была ошеломляющей: эта работа привела к быстрому технологическому прогрессу в робототехнике, телекоммуникациях и материаловедении. Например, технология полета на Марс привела к созданию более совершенных швов для операций на сердце и автомобилей, которые могут самостоятельно управлять автомобилем.
Это также укрепило статус НАСА и США как бастионов современных исследований и технологий; и это вдохновило миллионы студентов проявлять интерес к научным областям.
Называть красную планету своим домом?
Колонизация Марса имеет соблазнительную привлекательность. Трудно не восхищаться неукротимым человеческим духом, наблюдая, как Уотни борется с пыльными бурями, нехваткой кислорода и продовольствия на расстоянии более 140 миллионов миль от места спасения.
Большая часть импульса к колонизации Марса сейчас связана с компанией SpaceX и ее генеральным директором Иланом Маском, заявленная миссия которого - превратить человечество в "многопланетный вид" - стала своего рода призывом к объединению. Но хотя на бумаге колонизация Марса выглядит романтично, на самом деле осуществить ее чрезвычайно сложно, и многие критики ставят под сомнение жизнеспособность марсианского жилья как убежища вдали от Земли.
Теперь, когда НАСА, возможно, столкнется с сокращением своего научного бюджета почти на 50%, США рискуют полностью отказаться от своей программы по планетарной науке и роботизированным операциям, включая возврат образцов.
Тем не менее, президент Дональд Трамп и Маск настаивают на том, чтобы освоение космоса человеком каким—то образом продолжало прогрессировать, несмотря на предлагаемые сокращения, что фактически отодвигает на второй план роботизированные научные программы, которые на сегодняшний день лежат в основе всех исследований Марса.
Тем не менее, именно эти программы позволили человечеству получить богатейшее представление о красной планете и дали ученым и рассказчикам, таким как Энди Вейр, основу для представления о том, каково это - вообще стоять на поверхности Марса.
