О Марсе написано больше, чем о какой-либо другой планете. Но только исследования последнего десятилетия, по существу революционизировавшие многие прежние концепции относительно планет Солнечной системы, открывают нам облик Марса.

В исследованиях этой планеты наиболее плодотворным оказался комплексный эксперимент, проведенный в 1971 – 1972 гг. с помощью советских и американского искусственных спутников «Марс-2», «Марс-3» и «Маринер-9». Исследования поверхности и атмосферы, а также изучение физических явлений в околомарсианском пространстве дали много чрезвычайно ценной информации, которую невозможно было получить с помощью наземных методов исследований.

Анализ всей совокупности данных позволяет сделать принципиальный вывод о том, что Марс до сравнительно недавнего времени, видимо, оставался активным в геологическом отношении. Он менее примитивен, чем Луна. В формировании поверхности Марса важную роль, несомненно, играли вулканизм, тектоническая активность и бомбардировка метеоритами.

Предположение о типичности для Марса испещренных кратерами ландшафтов, подобных лунным, сделанное на основании полученных в 1964 – 1969 гг. фотоснимков ограниченных участков поверхности, не подтверждается более полными данными. Правда, такие ландшафты характерны для ряда средне- и высокоширотных районов Южного полушария, но и там большинство кратеров, образованных ударами метеоритов, подверглось сильной эрозии – дно их существенно более выровнено, чем у лунных.

Вблизи кромок отдельных кратеров хорошо различим покров из материала метеоритов, выброшенного при ударе, у некоторых прослеживаются лучевые структуры. Хорошо известные на Марсе крупные, почти круговые котловины (типа Хеллас) содержат большое количество светлого сыпучего материала, перенос которого сглаживает неоднородности поверхности на дне, что при наблюдении с Земли создает впечатление светлых равнин.

Доказательства тектонической активности в формировании марсианской поверхности особенно многочисленны в экваториальной зоне планеты и средних широтах Северного полушария, где в целом рельеф более неровный. Именно здесь находятся крупнейшие горные купола с крутыми склонами вулканического происхождения – кальдеры, четыре из которых по крайней мере вдвое массивнее существующих на Земле. Особенно выделяется хорошо известная по наземным наблюдениям своей повышенной яркостью область Никс Олимпика (Снега Олимпа), которая оказалась громадной горой протяженностью около 500 километров в основании. Вершина ее представляет собой кратер диаметром 65 километров, над которым еще возвышается пик с почти отвесными склонами. Общая высота горы, видимо, около 20 километров.

Характерное проявление тектонической активности Марса – горные гряды, похожие на цепочки кратеров лунных морей, которые обычно считаются следствием образования разломов в коре с последующим излиянием лавы, а также обширные ущелья с системой «ветвящихся» каньонов. Поражают воображение их размеры. Так, система каньонов, протянувшаяся в восточно-западном направлении на расстояние свыше 2.500 километров, представляет собой экваториальную рифтовую зону, имеющую ширину около 75 километров и глубину от 3 до 4,5 километра. В соседних областях сложные сетки мощных каньонов достигают ширины 120 километров. Они разделены плоскими плато или столовыми горами.

Такие резкие переходы и вместе с тем отчетливо выраженная эрозия отдельных выемок, желобов, модифицировавшая первичные структуры, в принципе позволяют определить временную шкалу в летописи геологических процессов, протекавших на планете, проникнуть в историю ее эволюции. С этой же точки зрения, а также для понимания особенностей внутреннего строения громадное значение имеют данные о существовании у планеты собственного магнитного поля. Результаты измерений дают основание считать, что Марс, по-видимому, обладает слабым постоянным магнитным полем, напряженность которого примерно в 500 раз меньше земного.

В приполярных областях хорошо различаются слоистые образования, сложенные осадочными породами, которые обнажаются при таянии ледников полярных шапок. Ледники, выветривание и перенос ветром эродированного материала из других областей планеты, вероятно, сыграли главную роль в формировании этих структур. Результатом такой циклической деятельности являются, в частности, концентрические наслоения около Южного полюса, похожие на выходы обнаженных пород, в которых различается до нескольких сот слоев толщиной менее 100 метров.

Некоторые ученые предполагают, что здесь могут содержаться сконденсировавшиеся газы, перемешанные с пылью или вулканическим пеплом, которые так же, как и углекислота, преимущественно образующая полярные шапки, участвуют в газообмене с атмосферой.

Возможность существования значительных количеств льда или жидкой воды является сейчас одной из самых интригующих проблем в физике Марса. Дело в том, что атмосфера Марса, почти целиком состоящая из углекислого газа, в сто раз более разрежена, чем земная, а ее температура в средних широтах колеблется (в зависимости от времени суток и сезона) в пределах приблизительно от минус 70 до плюс 20 градусов Цельсия. При таких условиях жидкой воды на поверхности быть не может, а в атмосфере Марса ее содержание ничтожно – почти в тысячу раз меньше, чем в атмосфере Земли. Однако точка замерзания воды при давлении марсианской атмосферы составляет около минус 70 градусов Цельсия, и не исключено, что значительное ее количество сосредоточено у поверхности в слое вечной мерзлоты.

Измерения, проведенные на искусственных спутниках Марса, действительно обнаружили изменения в несколько раз концентрации водяного пара в атмосфере в зависимости от времени года (повышение весной). Возможно, что на водный обмен между поверхностью и атмосферой влияет также гидратированная окись железа (хорошо известная нам как ржавчина), содержащаяся в поверхностном слое Марса и придающая ему характерный красновато-оранжевый оттенок. Такое изменение должно приводить к интенсивному таянию льда и высвобождению воды и газов из почвы приполярных областей, в результате чего давление атмосферы могло бы достигнуть почти половины земного. В этом случае вода могла бы находиться в жидкой фазе.

Конечно, столь смелое предположение должно быть подвергнуто строгой теоретической и экспериментальной проверке. Тем более, что с ним связываются и определенные представления о возможной биологической активности Марса. Все это чрезвычайно заманчиво, хотя и представляется довольно фантастичным.

Если же опираться на факты, то биологическая активность Марса представляется маловероятной. Один из самых веских аргументов – высокая интенсивность достаточно жесткой ультрафиолетовой радиации, проникающей сквозь разреженную атмосферу до поверхности и губительно действующей на живые организмы.

Когда-то «биологическим аргументом» была хорошо известная астрономам сезонная смена окраски Марса – так называемая «волна потемнения», распространяющаяся с началом весны от полюсов к экватору, которую связывали с пробуждением растительности. Сейчас ясно, что эта «волна» обусловлена переносом мелкой пыли, обладающей повышенной отражательной способностью, и обнажением более темных участков поверхности при сезонной смене направления ветров.

Атмосфера Марса очень динамична. Это объясняется ее низкой плотностью, отсутствием таких мощных аккумуляторов тепла, как океаны на Земле, а также низкой теплопроводностью грунта. Измерения, проводившиеся на спутниках, не только позволили проследить смену направлений ветра, но и оценить его интенсивность в различные периоды времени, Наибольшей силы (до 60 – 80 метров в секунду) ветры достигали во время бушевавшей на Марсе более четырех месяцев сильнейшей пылевой бури, когда в атмосферу поднялись огромные массы пыли (порядка миллиарда тонн!).

Размеры пылевых частиц, вероятнее всего, лежат в пределах от 1 до 10 микрон. Их спектральные характеристики свидетельствуют о высоком (более 50 процентов) содержании окиси кремния, примерно соответствующем составу изверженных пород, а это в свою очередь служит дополнительным доказательством геологической активности Марса.

Природа Марса только начинает раскрывать нам свои тайны. По существу лишь сейчас вознаграждаются многовековые усилия поколений астрономов, которые пытались найти объяснения многим наблюдавшимся явлениям и проникнуть в существо порождающих их процессов. Теперь на вооружении у ученых находятся такие мощные средства, как космические аппараты, способные не просто приблизиться к объекту исследования, но и проводить прямые измерения в атмосфере и на поверхности планет.

Фундаментальное значение таких экспериментов блестяще подтверждено успешной программой изучения другой соседней планеты – Венеры, в течение ряда лет проводившейся в нашей стране, а также исследованиями Луны. Замечательный успех советской науки – осуществление в декабре 1972 г. первой мягкой посадки спускаемого аппарата автоматической станции «Марс-3» на поверхность Марса – открывает громадные возможности для изучения в недалеком будущем прямыми методами и этой планеты.

Не следует, конечно, думать, что один или даже несколько полетов автоматических станций позволят получить однозначные ответы на многие сложные вопросы, связанные с физикой, химией, геологией и биологией Марса. Для этого необходима планомерная программа исследований, сочетание дистанционных методов, обеспечивающих глобальный охват, с непосредственными измерениями в локальных областях планеты.

Расположение светил, как выражаются астрологи, в 1973 году не благоприятствовало стартам к Марсу. Красная планета лишь один раз в 15 – 17 лет сравнительно близко подходит к нашей голубой Земле, и эти редкие события звучно именуются великими противостояниями. В 1971 году, когда на разведку Марса отправились две советские автоматические станции и американский аппарат «Маринер-9», как раз было великое противостояние, и планеты 10 августа разделяло всего 56 миллионов километров. А теперь противостояние было обычным, рядовым, и космическая бездна «раздвинулась» на 10 миллионов километров больше, когда Земля, Марс и Солнце оказались вновь на одной линии – наша планета в самой удаленной от светила точке орбиты, а ее сосед – наоборот, в самой близкой.

Для конструкторов увеличение расстояния между Землей и Марсом означает своеобразный «энергетический кризис». Ведь чем дальше находится планета назначения, тем сильнее должен разогнаться аппарат, стартуя с Земли. А это все расходы топлива. Вес, который может вывести на орбиту ракета-носитель, строго определен, на большее ее не уговоришь. Поэтому конструкторам приходится «балансировать» в очень жестких рамках, – ведь космический аппарат нельзя превратить в цистерну с горючим. Полет к Марсу не самоцель – надо провести комплекс научных исследований.

Поэтому решили станции специализировать – «Марс-5» стал спутником, а «Марс-6» доставил к красной планете спускаемый аппарат.

Внешне все станции похожи друг на друга. У них одна и та же унифицированная перелетная ступень, которая выполняет роль космического лайнера на марсианской трассе, но разные пассажиры. В одном случае – это спускаемый аппарат, а в другом – его место занимает комплекс научных приборов для исследований с орбиты спутника Марса. Правда, в первом случае на борту «космического лайнера» размещается дополнительная аппаратура для изучения межпланетного пространства.

12 февраля «Марс-5» стал спутником Марса и приступил к изучению нашего космического соседа.

Перед «Марсом-6» стояла гораздо более сложная задача – посадка на саму поверхность планеты. В окрестности Марса земной посланец прибывает с громадной скоростью – 5,7 километра в секунду. Ее надо погасить до нуля. Сделать это с помощью одних только ракетных двигателей, подобно тому как совершается торможение при посадке на Луну, нельзя. На Луне сила тяжести в 6 раз меньше земной, а на Марсе – всего в 2,5 раза. Значит, чтобы противоборствовать силе марсианского притяжения, пришлось бы потратить гораздо больше топлива, а его и так в обрез.

Единственный выход – использовать для торможения сопротивление марсианской атмосферы. Заместитель главного конструктора марсианских автоматических станций, рассказывая журналистам о посадке спускаемого аппарата «Марса-6», вспомнил, что на его памяти представление о марсианской атмосфере разительно менялось. Совсем недавно считали, что давление у поверхности Марса около 150 миллиметров ртутного столба, а теперь выяснилось, что на самом деле оно в пятьдесят раз меньше. В земных условиях такое давление соответствует примерно тридцатипятикилометровой высоте.

И все же, как ни разрежен марсианский воздух, его можно использовать для торможения. Но для этого нужно, чтобы оно длилось как можно дольше, т. е. траектория полета спускаемого аппарата была максимально пологой. Если он пойдет круто к поверхности, то слабенького сопротивления атмосферы не хватит, чтобы унять его бешеную скорость. Но и переусердствовать в пологости траектории тоже опасно – аппарат может просто «чиркнуть» по атмосфере и проскочить мимо планеты.

Поэтому точность нацеливания спускаемого аппарата должна быть поистине ювелирной. И дело осложняется тем, что все расчеты станция должна выполнить сама. С Земли положение станции известно достаточно хорошо благодаря ее радиосигналам, а вот положение самого Марса определяется с астрономической точностью, которая в данном случае, увы, оказывается недостаточной. Навигационная система станции должна сама определить положение аппарата относительно Марса, Земли и Солнца. По этим данным бортовая вычислительная машина сама рассчитывает, как нужно развернуть станцию, чтобы прицел получился точным, и в какой момент дать команду на отделение спускаемого аппарата.

Когда «глазам» навигационной системы «Марса-6» открылась долгожданная планета, она сияла внизу под ним и была похожа на ущербную Луну красноватого цвета. Взор станции обежал планету, и данные наблюдений поступили в бортовую вычислительную машину. Обдумав увиденную картину, она дала команду, и станция развернулась «хвостом» к планете под определенным углом. Гироскопы спускаемого аппарата твердо запомнили нужное направление. И когда до планеты оставалось пятьдесят пять тысяч километров, он отделился от перелетного отсека.

Ракетный двигатель перевел спускаемый аппарат на траекторию, обеспечивающую попадание в заданный район Марса. Затем противоборство с марсианским притяжением начал аэродинамический конус, который прикрывает весь аппарат словно щит. Несмотря на разреженность марсианской атмосферы, из-за громадной скорости аппарата этот щит разогревается до тысячи градусов. Когда скорость аппарата существенно снизилась, маленький ракетный двигатель вывел в небо вытяжной парашют, а затем вырвался и основной. 148 секунд аппарат спускался на парашюте, впервые в истории проводя непосредственные измерения в атмосфере Марса. В непосредственной близости от поверхности Марса радиосвязь со спускаемым аппаратом прекратилась. Все данные были приняты перелетным отсеком «Марса-6» и затем с помощью его большой параболической антенны переданы на Землю. Ученые получили ценнейшее добавление к сведениям, которые уже собрал спутник «Марс-5».

– В 1972 году на Марсе бушевала сильнейшая пулевая буря, – напомнил нам один из создателей «Марсов». – Миллиарды тонн песчинок скрывали поверхность планеты, и из сплошной пелены проглядывали только макушки самых высоких гор. В этом году атмосфера прозрачна. Мы получили снимки марсианской поверхности, сделанные с помощью фототелевизионных устройств высокого качества, что позволило изучить сравнительно мелкие детали рельефа. Использование при съемке светофильтров дает возможность получить цветные снимки, а стереопары позволяют увидеть марсианский ландшафт объемно.

«Прозрачность атмосферы была подтверждена также данными одного из фотометров, установленных на спутнике, – добавляет руководитель лаборатории Института космических исследований АН СССР Л. Ксанфомалити. Мы получили сведения о марсианской поверхности и атмосфере не только в оптическом диапазоне, но и в ультрафиолетовых и инфракрасных лучах, исследовали тепловое излучение Марса. Изучение характера поляризации света позволило получить ценные данные о структуре поверхности и запыленности марсианской атмосферы.

Все бортовые приборы дали интересные сведения, которые широко охватывают характеристики Марса и окружающей среды. Профессор В. Мороз особо отмечает исследование содержания водяных паров в атмосфере Марса, По результатам прошлой экспедиции атмосфера Марса представлялась необычайно сухой. Сейчас содержание водяных паров оказалось гораздо выше.

Марсианские снимки захватывающе интересны. Сейчас, видимо, земной науке надо давать названия... марсианским рекам. Да, рекам. Их высохшие русла отчетливо видны на полученных снимках. Это кажется удивительным, потому что при таком низком давлении, какое царствует на Марсе, вода должна кипеть примерно при нулевой температуре, а по идее в жидком виде ее на этой планете не должно быть.

Но теоретические исследования, проведенные совсем недавно американскими учеными, и расчеты на электронно-вычислительных машинах позволяют высказать предположение, что на Марсе могут быть два устойчивых состояния атмосферы – нынешнее и другое, с давлением около одной атмосферы, гораздо большей влажностью и более высокой температурой. Так что Марс оказывается удивительной планетой».

Действительно, Марс преподносит один сюрприз за другим. Первые снимки, сделанные космическими аппаратами, выглядели разочаровывающе – марсианские пейзажи весьма смахивали на лунные. Окончательно похоронен был миф о марсианских каналах. Марс представлялся холодной, мертвой планетой. Эпопея 1972 года опровергла эти взгляды: на Марсе открыли гигантские вулканы, подножие которых занимает территорию больше Московской области, обнаружился тектонический разлом, протянувшийся на 5000 километров, и множество других образований, которые убедительно свидетельствуют о геологической активности этой планеты. И вдобавок русла рек, два возможных устойчивых состояния атмосферы!

Казалось, что теперь, когда планету Аэлиты рассмотрят глаза автоматических станций, а не литературных героев, Марс постигнет участь Луны и Венеры, Ведь мир селенитов давно отошел в прошлое, никого уже не привлекают захватывающие путешествия в джунглях Венеры, и только Марс не сдается. Фантастика литературного замысла уступила здесь фантастике мысли, научных дерзаний. Но от этого действительность не стала менее фантастичной.

Задача геологов не только в том, чтобы найти месторождение, но и понять, почему оно образовалось именно в этом месте планеты, распутать всю цепочку причин, ведущих к рождению «земных богатств», чтобы более эффективно искать их дальше. Увы, очень часто эта цепочка уходит не только в глубь Земли, но и в глубины ее истории – в те времена, когда гигантские катаклизмы сотрясали молодую планету. Время стерло многие звенья причинной цепочки, и, как это ни парадоксально, «восстановить» их теперь можно только изучая другие небесные тела. Вот почему для геологов освоение космоса оказалось поистине «манной небесной». И особенно ценным может оказаться исследование Марса автоматическими станциями – эта мысль была лейтмотивом выступлений ученых Геологического института Академии наук СССР, собравшихся за «Круглым столом «Известий».

– Мы знаем, – говорит руководитель лаборатории сравнительной планетологии доктор геолого-минералогических наук М. МАРКОВ, – что первичное вещество нашей Солнечной системы, из сгустков которого образовались планеты, было примерно одинаково. Дальнейшее развитие этого вещества на разных планетах могло быть обусловлено разными причинами. С одной стороны, размерами планеты, с другой – ее положением в Солнечной системе, с третьей – специфическими особенностями, о которых можно только догадываться.

Любые данные, которые мы получаем по другим планетам Солнечной системы, позволяют выявить общие закономерности их развития и в то же время лучше понять геологические особенности эволюции Земли.

– Марс по своим размерам и плотности занимает промежуточное положение между Луной и Землей или Венерой, – замечает член-корреспондент АН СССР П. КРОПОТКИН. – Их сравнение представляет глубокий научный интерес. Земля – наиболее массивное и плотное среди этих космических тел. Расчеты показывают, что Земля должна иметь большое ядро, состоящее из железа (с примесью никеля и других элементов), – около трети своей массы, У Венеры плотное ядро составляет примерно одну пятую, у Марса – четыре процента массы, а в Луне, очевидно, совсем нет ядра.

Но при этом Марс, Земля и Луна обладают примерно одинаковым перепадом высот рельефа. От вершин возвышенностей до дна впадин на Марсе – 12 – 14 километров (если исключить гигантский вулкан «Никс Олимпика»), на Луне – 11 – 12 километров, на Земле – сейчас 18 километров. Но если бы Земля вдруг лишилась воды, то, освободившись от этой нагрузки, дно океана приподнялось бы и разница на Земле также была бы 13 – 14 километров. Это сходство между Землей, Марсом и Луной удивительно.

На Земле и на Луне возвышенные и низменные районы резко отличаются по составу пород. У нас на материках толщина земной коры колеблется от 30 до 50 километров и состоит она в основном из гранитных пород. В океанических впадинах Земли кора имеет небольшую толщину – около 10 километров и сложена главным образом базальтами. Лунная кора в темных морских районах – это также базальты, а вот в более светлых материках – другие породы, в частности аноргозиты, представляющие, по мнению ученых, наиболее легкую фракцию плавления первичного вещества Луны.

Сопоставляя то, что известно о Марсе, я пришел к выводу, что там также имеются два типа областей – возвышенности и понижения, различающиеся между собой не только по уровню рельефа, но, вероятно, также по толщине коры и по ее химическому и минералогическому составу. На Марсе некоторые светлые возвышенности оказываются настолько яркими, что соперничают даже с полярными шапками Марса. Но если такие светлые участки – возвышенности, то по идее здесь должна быть и более толстая марсианская кора. На Луне она сложена из пород типа анортозита, на Земле из гранитов. А что окажется на Марсе? Я думаю, скорее все-таки из гранитных горных пород. Ведь и на Венере аппарат, доставленный советской межпланетной станцией «Венера-8», обнаружил в грунте такое содержание калия, урана и тория, которое указывает на гранитный состав,

– Фотографии, сделанные станцией «Маринер-9» и только что спутником «Марс-5», также принесли много неожиданностей, в частности, была обнаружена гигантская гора «Никс Олимпика», подножие которой в поперечнике превышает 500 километров. Как расценивают геологи эти открытия?

– До недавнего времени, – говорит кандидат геолого-минералогических наук А. СУХАНОВ, – мы могли проводить геологическое сравнение только Земли с Луной. Среди лунных кратеров много гигантских кальдер – вулканических «провалов», а на Земле их не так много, и размеры их гораздо скромнее. Но зато на Земле – тысячи крупных конусовидных вулканов, а на Луне они редки и мелки.

После того как поступили материалы по Марсу, обнаружилось, что он занимает промежуточное положение по характеру вулканизма между Луной и Землей. Но открытый там вулкан «Никс Олимпика» оказался необыкновенным – ничего подобного в нашей Солнечной системе мы не встречали. Он поднимается над окружающей его возвышенностью еще на 16 километров, В целом же по размерам марсианские вулканы сходны с земными. Но на вершинах этих вулканов оказались кальдеры диаметром до 50 – 100 километров. Таких крупных кальдер нет на земных вулканах, но они обычны для Луны. Получается сравнительный ряд из трех планет: Луна, Земля, Марс.

Недавно кратеры диаметром от 33 до 160 километров были обнаружены и на Венере. После того как будут хорошо изучены Венера, Меркурий и спутники Юпитера, мы сможем гораздо лучше разобраться, что же определяет характер вулканизма на планетах, какая из характеристик планет является здесь ведущей. Отсюда можно будет делать важные выводы относительно ранней истории Земли.

– Снимки Марса, сделанные спутниками, развеяли многие мифы. В частности, теперь нет сомнений, что «марсианские каналы» – это плод земного воображения, на Марсе воды нет. Но что же это за загадочные образования, столь похожие на каналы, как они родились?

– На одном из снимков марсианской поверхности прекрасно виден гигантский ров шириной 50 – 80 километров, протянувшийся на 1000 километров около экватора. Это – темная полоса, которую раньше называли каналом, – отвечает П. КРОПОТКИН, – но, на мой взгляд, он имеет чисто тектоническое происхождение. Такого рода структуры получаются при процессах растяжения. На Земле такие тектонические рвы называют грабенами. Марсианский грабен похож на долины реки Иордан и среднего течения Рейна. Отлично видны оба борта этого рва, прорезанные оврагами.

На Земле тектонические рвы чаще всего окаймлены термальными источниками, как, например, грабены озера Байкал или Центральной Исландии, Вполне возможно, что такое же положение и на Марсе. Поднимаясь по разломам, влага выбивалась ближе к поверхности и частично испарялась. Я думаю, что на Марсе под слоями песка она стекала вниз по прочному основанию, сложенному изверженными породами, и размывала русло. Получались своего рода тоннели, куда проваливались вышележащие слои.

На марсианских снимках обнаружены не только такие овраги, но и ряд настоящих речных долин, принимающих разветвленную сеть притоков. Длина таких долин – до 400 – 700 километров. В их верхнем течении отлично видны глубоко врезанные каньоны, в нижнем – петляющие из стороны в сторону русла, так называемые меандры, характерные для равнинных рек, протоки, удлиненные острова между ними, речные косы.

Как совместить это с тем, что сейчас на Марсе условия более суровые, чем были на Земле во время ледникового периода? Атмосфера очень разреженная. В этих условиях, если вода поступает снизу в виде паров или жидкости, она должна испаряться и очень быстро превращаться в лед. На Марсе сейчас господствует вечная мерзлота.

Ответ состоит в том, считают американские исследователи, что в недавнем геологическом прошлом там был теплый межледниковый период, который они называют флювиальным (от латинского флювиус – река). В это время растаяли полярные ледники и те прослойки льда, которые перемежаются со слоями, состоящими из пылевидных частиц, принесенных ветром. Атмосфера была насыщена влагой, выпадали дожди, стекали ручьи, реки размывали свои долины. Я думаю, что этот флювиальный период на Марсе соответствует середине третичного периода на Земле, когда у нас, 20 миллионов лет назад, повсюду господствовал теплый климат, и в Гренландии росли пальмы.

Меня как тектониста больше всего интересует тот факт, что на Марсе отчетливо проявляют себя силы растяжения, которые у нас работают еще более активно. На Луне таких громадных рвов, как на Марсе, нет. Она покрыта частой сеткой мелких разрывов с небольшими смещениями. Так как мы до сих пор не знаем причин тектонических процессов, то нам очень интересно сравнивать в этом смысле Землю с Марсом, Луной. Путем таких сопоставлений мы сможем лучше понять механизм, который приводит к раздроблению земной коры.

Снимок тектонического рва с оврагами по краям, о котором уже шла речь, интересен и тем, что на нем отчетливо видна трещина, которая проходит параллельно краям рва. Это говорит о том, что здесь действовало общее поле напряжений. Виден целый ряд нанизанных на этой трещине небольших кратеров. Можно утверждать, что они явно не ударного происхождения, Метеориты падали бы как попало, а не легли бы точно на эту тектоническую трещину. Больше всего похоже на то, что здесь из недр прорывались газы.

На Земле отличают вулканы, где мало лавы, и, наоборот, такие, где она обильно изливалась. Если систематически изливается лава, то естественно, что в этом месте растет возвышенность, получается большая конусообразная или щитообразная вулканическая гора, Если же лавы при извержениях мало, а преобладают газы, то они дают такой же эффект, как бомба или метеорит, «взрывающийся» за счет энергии своего удара при падении на поверхность планеты.

На Луне и на Марсе, видимо, вулканизм в большей степени, чем на Земле, был связан как раз с подъемом газов. Вырываясь из глубины, они отбрасывали в сторону поверхностные слои, и получался кольцевой вал. Если разровнять этот вал, то особого повышения высоты местности не получается.

– Существуют методы определения относительного возраста поверхности планет по характеру кратеров, степени их разрушенности, – вступает в беседу А. СУХАНОВ. – Всю поверхность Марса можно разделить на несколько областей, различающихся по относительному возрасту. Оказывается, что в самых молодых областях этой планеты древние кратеры почти целиком стерты и перекрыты поздними наслоениями. Либо это ветровые отложения, либо ледниковые, либо смешанного происхождения.

Сравнивая эти области с лунными районами, где имеются данные и по абсолютному возрасту пород, можно примерно оценить, когда происходил процесс интенсивного разрушения марсианских кратеров. Оказывается, было это несколько сот миллионов лет назад, когда атмосфера Марса, видимо, была гораздо плотнее и влажнее. На снимках находят даже следы долинных ледников, которых сейчас уже нет, так как для этого слишком мало атмосферной влаги.

Получается, что Луна начала остывать и терять свою активность примерно три миллиарда лет тому назад. На Марсе активное изменение рельефа закончилось несколько сот миллионов лет назад. А на Земле оно и сейчас в расцвете. Марс «состарился» раньше нашей планеты.

Но, правда, надо заметить, что Луна и сейчас не совсем мертвая планета, а тем более Марс: там следует ожидать более заметных проявлений геологической активности.

– А что все-таки может дать земной науке изучение других планет?

– Ценность всех этих работ, – подытоживает беседу М. МАРКОВ, – заключается в том что они дают сравнительный материал. Полученные данные позволяют перейти к поискам более общих закономерностей развития планет. Идя по этому пути, мы могли бы решить такую большую проблему естествознания, как развитие вещества в Солнечной системе, образование из него того или иного типа пород. Эта проблема выходит за рамки геологии; она имеет значение и для других наук.

С другой стороны, когда мы изучаем планеты, мы познаем прошлое нашей Земли. В частности, сейчас существует мнение, что на Земле существовала лунная стадия в ее развитии, для которой очень характерно было развитие анортозитов. Следы ее остались в тех местах, где выходят на поверхность самые древние породы, скажем, на Скандинавском, Канадском щитах.

Если бы мы хорошо знали Луну, Марс, Венеру, это нам очень много дало бы для понимания ранних стадий развития Земли и было бы полезно как в чисто научном отношении, так и при поисках полезных ископаемых. Например, с ранним докембрийским периодом связано образование гигантских запасов железа и урановых руд. «Корни» очень многих месторождений уходят в прошлое.

Этот сакраментальный вопрос будоражил страсти еще со времен открытия знаменитых каналов. Теперь уже точно известно, что марсианские каналы ничего общего с разумной деятельностью не имеют. Но извечный вопрос остался. Конечно, теперь уже никто не думает, что на Марсе могут быть формы жизни, подобные земным, но почему бы там не существовать каким-либо экзотическим микроорганизмам?

Холодно? Разреженная атмосфера? Но ведь помещали земные микробы в камеры с марсианскими условиями, и ничего – приспособились. Подумаешь, холодно, – во льдах Антарктиды сколько угодно микроорганизмов.

Нет над Марсом мощного защитного озонового слоя, и ультрафиолетовые лучи, губительные для всего живого, свободно достигают поверхности? Но ведь известно, что существуют виды бактерий, которые живут даже в атомных реакторах. Микроорганизмы могли выработать какую-то защитную окраску от ультрафиолетового облучения.

Нет кислорода? Ну и что, известны целые семейства бактерий, которым не нужен кислород для поддержания жизни.

Нет воды? Да, действительно, паров воды чрезвычайно мало в атмосфере Марса. А без воды жизни нет. Но всегда ли был Марс безводен?

На некоторых фотографиях, переданных на Землю во время полета американской станции «Маринер-9» и советского спутника «Марс-5», отчетливо видны образования, удивительно напоминающие высохшие русла рек. Может, на Марсе когда-то условия были совершенно другими? Может, атмосфера была плотнее и текли настоящие реки?

Есть гипотезы, что каждые несколько десятков тысяч лет на Марсе происходит резкая смена климата. Северная полярная шапка тает, и лед превращается в ручьи, влага испаряется и переходит в атмосферу, которая становится плотнее. Марсианские организмы, которые все это время пребывали в «анабиозе», пробуждаются. А когда благодатная пора кончается, они вновь впадают в спячку.

Как видите, жизнь на Марсе, так или иначе раз возникнув, может поддерживать свое существование. Вопрос в том, как она могла возникнуть? Гипотез также по этому поводу более чем достаточно. Вот что думают специалисты.

– Жизнь на Марсе, – говорит заместитель заведующего отделом планет Института космических исследований АН СССР кандидат физико-математических наук Л. МУХИН, – могла возникнуть в процессе эволюции подобно тому, как это произошло на Земле. Мы не можем «реконструировать» точно условия, которые были миллиарды лет назад на нашей собственной планете, что уж говорить о Марсе! Вполне возможно, что когда-то там была более плотная и богатая влагой атмосфера. Там могли быть открытые водоемы. И жизнь вполне могла зародиться в результате естественного эволюционного процесса.

Сейчас доказано, что в метеоритах могут быть органические соединения, в частности удалось установить, что в одном из метеоритов, упавшем на территорию Австралии, они явно внеземного происхождения. Так почему бы подобным органическим соединениям не быть на Марсе. И их постепенное усложнение вполне могло привести к возникновению жизни.

Наконец, существует гипотеза лауреата Нобелевской премии Ф. Крика, раскрывшего тайну генетического кода, и известного химика Л. Оргела, что какая-то древняя инозвездная цивилизация вполне осознанно «осеменяла» Землю и другие планеты. К этой гипотезе их привели размышления над тем, почему все живое на Земле имеет универсальный генетический код, т. е. схема передачи наследственной информации совершенно одинакова у «царя природы» – человека, у волка, лягушки, инфузории – любого живого существа.

– А по моему мнению, – утверждает известный советский геолог, член-корреспондент АН СССР П. КРОПОТКИН, – жизнь на Марсе вполне могла иметь свое собственное, чисто марсианское происхождение. В отличие от многих геологов, я являюсь сторонником глубинного происхождения углеводородов, нефтяных и газовых месторождений. Сложные органические соединения широко распространены в природе, и только они могли стать первоначальной «основой» жизни. Нам известны бактерии, которые в отличие от всех других живут за счет разложения нефти. На контакте воды и нефти развиваются специфические бактерии, которые черпают свою жизнедеятельность за счет разложения нефтяных углеводородов в воде.

Если мы примем это во внимание, мы можем сказать, что и на Марсе, где практически нет кислорода, могли быть все же условия для возникновения жизни и даже существования таких разновидностей живых существ, которые использовали в качестве пищи глубинные органические соединения. По краям тектонических трещин могли быть выходы глубинных термальных вод и нефти или битумов, которые могли дать «пищу» микроорганизмам.

Но если на Марсе жизнь была или сохранилась поныне в какой-то форме, значит, ее в принципе можно обнаружить. Как это сделать? Где ее искать и какими методами?

Наиболее перспективными районами, видимо, являются «горячие» точки на поверхности Марса, обнаруженные земными искусственными спутниками. Возможно, там прорывается вулканическое тепло и, может быть, тает вечная мерзлота или подступают глубинные теплые воды.

Как искать – это вопрос сложный. Большинство ученых считают, что поначалу надо просто искать органические соединения в пробах грунта. Если они найдутся, это с большой степенью вероятности будет свидетельствовать в пользу марсианской жизни. Обнаружить эти соединения, если они есть, вполне могут космические роботы с помощью приборов.

Предлагаются и прямые поиски микроорганизмов. Если, допустим, взять образец марсианского грунта и поместить его в питательную среду, то, возможно, микроорганизмы начнут размножаться. Следы их деятельности можно будет обнаружить, например, по изменению прозрачности питательной среды, выделению газов и т. д.

Пока идет разведка марсианских условий и принимаются строгие меры, чтобы не заразить эту планету земными микроорганизмами.

Обнаружение внеземных форм жизни имело бы колоссальное значение для человечества. Изучение чужой жизни, биохимии внеземных организмов, механизмов их развития, процессов передачи наследственной информации, конечно, представляло бы гигантский интерес прежде всего для биологов. Пока мы имеем только один пример жизни. Естественно, возникает вопрос: так ли уж он совершенен? Может быть, есть опробованные природой принципы более гибких, более долговечных и выносливых живых систем. И, возможно, Марс хранит их разгадку.

«Стерео», «Калипсо», «Аркад» – эти звучные названия носят программы совместных работ советских и французских исследователей космоса. Сотрудничество ученых двух стран оказалось чрезвычайно плодотворным и открыло новые, широкие перспективы. Использование мощных советских ракет, автоматических межпланетных станций и искусственных спутников вместе с некоторыми видами французской научной аппаратуры позволяет осуществить ряд весьма ценных и интересных научных экспериментов. Два года назад ЖАН-КЛОД ЮССОН, руководитель отдела научных программ Национального центра космических исследований Франции, рассказал нам о первых шагах в практической реализации совместных проектов. Недавно ваш корреспондент снова встретился с ним и попросил ответить на ряд вопросов.

– Как развивалось советско-французское сотрудничество в изучении космоса со времени нашей последней беседы?

– Я считаю, что весьма успешно. Мы смогли подвести итоги некоторым совместным программам, приступить к выполнению новых и наметить планы на будущее.

– Можете ли вы рассказать о каком-то конкретном эксперименте?

– С большим удовольствием. Возьмем, к примеру, проект «Стерео-1». Напомню, что его целью являлось изучение излучений Солнца, их направления, для чего требовалось организовать стереоскопическое наблюдение с двух разных точек. Одной из этих точек стала наша наземная радиоастрономическая лаборатория в Нансе, а другой – советская автоматическая станция «Марс-3», на которой была установлена созданная французскими учеными аппаратура. Опыт позволил локализовать место появления и направление излучения солнечных «вспышек». Сессия Международного астрономического союза, проходившая в августе прошлого года в Сиднее, расценила полученные результаты как крупнейшее научное достижение за последние годы.

– Какие были сделаны выводы из этого эксперимента?

– Успех первого опыта показал высокую эффективность этого действительно нового способа исследований Солнца, применение которого стало возможным лишь благодаря советским межпланетным станциям. Учитывая это, мы разработали следующую программу, получившую название «Стерео-5». Она начала выполняться в августе 1973 года с запуском новой серии автоматических станций «Марс». В принципе программа мало чем отличается от первого эксперимента, хотя используется другая гамма электромагнитных колебаний. Замечу, что в будущем можно будет менять как длину радиоволн, так и использовать различные методы оптического стереоскопического наблюдения.

– Кем и как были обработаны данные, полученные в результате программы «Стерео-1»?

– В экспериментах, реализованных с помощью советских автоматических станций, сигналы, получаемые от них, как правило, принимаются в Советском Союзе. Они обрабатываются вычислительным центром Института космических исследований в Москве, а затем уже у нас во Франции. Поначалу возникла трудность вследствие различия конструкций электронно-вычислительных машин. Но мы быстро договорились об установке в Москве дополнительной французской аппаратуры, и дело пошло на лад. Данные обработки, полученные в СССР, ежемесячно отправляются во Францию. Советские специалисты регулярно приезжают к нам, а французские – в вашу страну, чтобы убедиться в правильности производимой обработки.

– Хотелось бы знать об участии Франции в других программах, выполняемых с помощью автоматических станций «Марс».

– Их несколько, таких программ. Они касаются исследований межпланетного пространства и Солнца. Одна из них, проведенная с помощью аппаратуры, разработанной советскими учеными, но включавшая и приборы французской стороны, была нацелена на изучение водорода в атмосфере Марса. Этой программой руководили французский профессор Бламон и советский ученый, доктор физико-математических наук В. Курт. Оба они выразили свое большое удовлетворение достигнутыми результатами.

Хочется отметить, – продолжал наш собеседник, – интересные эксперименты, осуществленные с помощью французской аппаратуры на «Марсе-6» и «Марсе-7». Я имею в виду программы «Жемо-С» и «Жемо-Т». Обе они призваны исследовать космические частицы. «Жемо-С» имеет двойную задачу. Первая из них – установить происхождение (солнечное или галактическое) частиц, проникающих в межпланетное пространство. Это может быть достигнуто лишь путем измерения потоков космических излучений в процессе полета автоматических станций. Эксперимент проводился группой электронной физики Центра ядерных исследований в Сакле (Франция), которой руководит профессор Равьяр, в тесном сотрудничестве с группой советских ученых из Института космических исследований АН СССР, возглавляемой кандидатом физико-математических наук Н. Писаренко.

Вторая задача эксперимента «Жемо-С» – изучение солнечной активности путем очень тонкого исследования потоков частиц. Замечу, что комплекты аппаратуры, установленные на «Марсе-6» и «Марсе-7», весят по семь килограммов.

Эксперимент «Жемо-Т», разработанный Центром космических исследований в Тулузе в сотрудничестве с группой советских ученых из Института космических исследований АН СССР во главе с кандидатом физико-математических наук О. Вайсбергом, дополняет программу «Жемо-С». Она нацелена на изучение плазмы частиц, составляющих солнечный ветер, что имеет важное значение для фундаментального познания космического пространства.

– Как протекают эти сложные эксперименты?

– Вначале мы испытывали некоторое беспокойство: аппаратура нагревалась слишком сильно. Но по мере удаления автоматической станции от Земли температура снизилась и приборы стали действовать без помех. Сейчас информация еще поступает с борта станции, и рано, конечно, говорить об итогах, но ходом работ мы довольны.

Перечень экспериментов, проводимых с помощью автоматических станций «Марс», был бы неполным, – добавил Юссон, – без упоминания о попытках изучения почвы «красной планеты». Состоит ли она из скалистого грунта? Или же покрыта пылью? Профессор Дольфюс из Парижской обсерватории задумал совместно с советскими учеными оригинальный эксперимент, с помощью которого можно будет дать ответ на этот вопрос. Прибор, предназначенный для этой цели, был разработан в Москве в лаборатории кандидата физико-математических наук Л. Ксанфомалити, изготовлен в СССР, а затем был послан для калибровки во Францию. Это было в феврале прошлого года. После этого инструмент был возвращен в Советский Союз и установлен на автоматической станции «Марс-5», которая стала спутником далекой планеты.

– О каких еще других совместных работах вам хотелось бы поделиться своим мнением?

– Боюсь, что подробный рассказ о них займет слишком много времени. Поэтому упомяну лишь кратко о некоторых, в частности о программе, названной «Калипсо» и предназначенной для изучения частиц малых энергий во внешних слоях магнитосферы, и программе «Снег» для исследования гамма-лучей и нейтронов солнечного происхождения.

Обе программы осуществлялись с помощью спутников типа «Прогноз». Эти спутники движутся вокруг Земли по вытянутой орбите, апогей которой достигает около двухсот тысяч километров. Они интересны с двух точек зрения: во-первых, можно исследовать всю магнитосферу, а во-вторых, эти спутники постоянно направлены в сторону Солнца. Нам очень повезло: во время полета «Прогноза-2» произошла сильная солнечная «вспышка», и ее удалось зарегистрировать с помощью бортовых приборов, Полученные данные сейчас обрабатываются.

Наконец, хочется остановиться на программах «Аркад», проведенных с помощью спутников «Ореол». Они призваны изучить потоки нейтронов и протонов в верхних слоях атмосферы, а также природу полярных сияний. Первый опыт «Аркада-1» прошел очень хорошо. Поэтому был предпринят второй эксперимент на спутнике «Ореол-2», запущенном в декабре прошлого года. Эти совместные исследования проводятся под руководством профессора Камбу с французской стороны и доктора физико-математических наук Гальперина – с советской.

– А каковы планы на будущее?

– Я уже частично ответил на этот вопрос, говоря об опытах, которые мы решили продлить. Добавлю, что в октябре 1973 года на очередной встрече советских и французских исследователей космоса был намечен перечень совместных работ. Мне хочется выделить среди них очень важный, на мой взгляд, эксперимент «Аракс». В ходе его с острова Кергелен будут запущены две французские ракеты «Эридан». Они понесут на борту оборудование для весьма сложных научных опытов. Главным элементом явятся электронные пушки, созданные советскими учеными. Они должны вызвать искусственное полярное сияние. Подготовка к эксперименту идет полным ходом. Мы недавно видели советское оборудование, поступившее в Тулузу, где находятся ракеты «Эридан».

В целом многочисленные и успешные эксперименты, поставленные совместными усилиями советских и французских ученых, отвечают планам, намеченным двумя странами. Итоги положительные, а перспективы многообещающие.

Разведку космоса мы ведем во имя Земли. И каждый новый факт о других планетах прежде всего оценивается с точки зрения его полезности для решения чисто земных проблем. В этом отношении магнетизм других планет представляет для нас исключительный интерес. Магнитное поле Земли с определенным основанием до сих пор считают одним из самых загадочных явлений природы, хотя люди научились использовать его с большим успехом еще в глубокой древности.

Известный русский геофизик Э. Лейст, которому принадлежит честь открытия Курской магнитной аномалии, 80 лет назад предпринял первую попытку обнаружения магнитных полей других планет по их возможному влиянию на магнитное поле Земли. «Нельзя допустить, – писал он, – что магнетизм составляет исключительное свойство нашей Земли, а скорее можно предположить, что все планеты обладают этой силой...»

Но только с началом космической эры появилась возможность проверить, так это или нет. Как известно, непосредственные исследования магнитных полей были проведены в окрестности Луны, Венеры и Марса уже в первом космическом десятилетии. Эти и последующие детальные исследования, выполненные советскими и американскими космическими аппаратами в ближайшей окрестности планеты Марс и на поверхности Луны, позволяют сделать заключение, что среди земной группы небесных тел Солнечной системы магнитное поле Земли уникально по своей величине.

Чем же это объясняется? Как возникло магнитное поле нашей Земли и за счет чего оно существует миллиарды лет? Современная наука связывает магнитное поле Земли с наличием у нее жидкого электропроводящего ядра. В последние годы стала популярной так называемая «гипотеза динамо-машины», согласно которой магнитное поле Земли образуется при ее вращении из-за перемешивания вещества внутри планеты.

Теоретические модели «земного динамо» позволили описать главные особенности земного магнитного поля – в частности дипольный характер главной его части (напоминающей поле обыкновенного стержневого магнитика), близость, но не совпадение его оси с осью вращения Земли. Кроме того, в рамках моделей «динамо» оказалось возможным объяснить главные особенности медленных изменений поля и «переполюсовки» земного магнита, которые имели место в прошлом. Но до сих пор нет физической теории «земного динамо», ибо условия в недрах нашей планеты известны весьма приблизительно.

Естественно было надеяться, что задача будет облегчена при получении информации о магнитных полях других планет. Уже сам факт наличия или отсутствия магнитного поля у той или другой планеты представляет собой фундаментальную информацию о внутреннем строении планеты в свете теории «земного динамо».

Особое значение придавалось вопросу о существовании магнитного поля у планеты Марс. Назовем две проблемы, в которых позитивный или негативный ответ на этот вопрос в корне меняет наши представления.

По гипотезе Рамзая–Лодочникова, у всех планет земной группы одинаковый химический состав и они не имеют железных ядер. При высоких давлениях, существующих в глубинах Венеры и Земли, по этой гипотезе, силикаты переходят в другое состояние, приобретая металлические свойства, в частности, высокую электрическую проводимость, необходимую для возникновения магнитного поля. В глубинах меньшего по размерам Марса не достигается давление, необходимое для перехода вещества в металлическое состояние. И хотя Марс имеет одинаковую с Землей скорость вращения, у него не должно быть магнитного поля, согласно этой гипотезе.

Другим пробным камнем «земного динамо» является проблема двигателя планетарной «динамо-машины». Существуют различные гипотезы. Первые модели «земного динамо» использовали «тепловые двигатели» в качестве причины перемещения вещества в ядре. Оценки энергии, необходимой для возникновения и поддержания поля, заставили некоторых исследователей усомниться в эффективности такого двигателя из-за низкого коэффициента полезного действия тепловых машин.

Более эффективными можно было считать продолжающуюся дифференциацию вещества нашей планеты, перемещение масс под действием силы тяжести: опускание тяжелого железа и всплытие легкого кремния. Земля уже израсходовала значительный запас этой энергии. У Марса, имеющего меньшие размеры, процесс дифференциации должен был закончиться давно, и, согласно этой гипотезе, опять-таки Марс не должен иметь в современную эпоху самоподдерживающегося магнитного поля.

Третий механизм связывает перемешивание вещества планеты и, следовательно, существование магнитного поля с особенностями движения нашей планеты: вращаясь, она покачивается подобно волчку под действием гравитационных сил Луны и Солнца. Согласно этой гипотезе, магнитное поле поддерживается энергией, запасенной во вращающейся Земле. Марс имеет практически одинаковые с Землей скорость вращения и характер волчкообразного движения, однако есть и некоторое отличие. Сейчас ось земного «волчка» направлена на Полярную звезду, через 13 тысяч лет она будет смотреть на созвездие совсем в другой части неба, а вновь вернется к Полярной звезде через 25 600 лет. А для марсианского «волчка» этот цикл длится в семь раз дольше.

С точки зрения геофизики этот факт чрезвычайно важен тем, что он позволяет проверить гипотезу «динамо-машины», потому что если она верна, то можно ожидать сравнительно простого соотношения между характеристиками магнитных полей Земли и Марса.

В 1965 году станция «Маринер-5» прошла на расстоянии 13 200 километров от планеты Марс с утренней стороны. Станция обнаружила ударный фронт, но не нашла признаков собственного магнитного поля планеты. Заметим, что годом раньше ударный фронт был обнаружен впереди нашей планеты. Его образование во время магнитных бурь было предсказано советскими физиками в 1959 году и связывалось с тем, что Земля с ее магнитным полем является препятствием для сверхзвукового потока солнечной плазмы. Постоянное существование ударного фронта впереди геомагнитного поля обязано солнечному ветру – потоку заряженных частиц, увлекающих с собой магнитные поля с Солнца.

Препятствием для солнечного ветра могут служить и ионосферы планет, состоящие из слоев заряженных частиц. Однако, если препятствием является магнитное поле планеты, ударный фронт возникает далеко от нее (у Земли на расстоянии примерно 16 радиусов планеты). Если же препятствием служит ионосфера планеты – ударный фронт возникает близко от нее. Примером может служить Венера, где ударный фронт возникает на расстоянии 0,5 радиуса планеты.

Станция «Маринер-5» пересекла ударный фронт, который расходящимся конусом огибает планету, в его «хвостовой части». Возникновение ударного фронта могло быть приписано влиянию необнаруженного магнитного поля или, наоборот, обнаруженной ионосферы. Между 1965 – 1971 годами в литературе утвердился последний вариант. Исходя из этого, считали, что магнитного поля у Марса нет.

21 января 1972 года магнитометр спутника «Марс-3», который в перицентре приближался к планете на расстоянии 1100 километров от поверхности, зарегистрировал напряженность поля около 30 гамм. Совокупность данных о величине и форме обнаруженного магнитного поля, положении ударного фронта и интенсивности солнечного ветра наиболее естественно объяснялась в предположении, что планета Марс имеет собственное магнитное поле. Расчеты показали, что напряженность магнитного поля на поверхности Марса должна быть 60 гамм – примерно в 500 раз меньше земного.

Данные измерений, выполненных спутниками «Марс-2», «Марс-3», дали основания предположить, что магнитное поле Марса как бы прижато со стороны Солнца давлением солнечного ветра.

Известно, что геомагнитное поле на солнечной стороне нашей планеты простирается всего до 10 земных радиусов, а на ночной стороне – уже до 1000 радиусов, образуя магнитный шлейф. Естественно было ожидать, что на ночной стороне Марса магнитное поле также должно обнаруживаться на больших расстояниях от поверхности планеты. Это было четко установлено по данным, переданным со спутника «Марс-5».

Магнитное поле на вечерней стороне планеты прослеживается по крайней мере до высот 7500 километров от поверхности. Данные плазменных датчиков также подтверждают наличие магнитного шлейфа. Результаты, полученные «Марсом-5», анализируются. Они согласуются с предположением о существовании собственного магнитного поля Марса.

Мир, в котором живет человек, обладает удивительным свойством. Он непрерывно расширяется. Пять тысяч лет назад миром человечества было, в сущности, небольшое пространство, на котором обитали полудикие племена, а дальше начиналось неведомое. Пятьсот лет назад обжитое пространство расширилось до целых материков, а потом охватило всю планету. Отважнейшие люди своего времени бороздили океаны и пересекали материки. Это была эпоха великих географических открытий.

Мы живем в новую эпоху великих открытий, но сцена уже иная – космос. Вместо каравелл космические автоматы уходят в неизведанные просторы, и масштабы тоже иные – это уже не тысячи, а миллионы и сотни миллионов километров.

Десять лет назад мы изучали планеты Солнечной системы теми же методами, что и звезды – объекты Вселенной куда более далекие. И, можно сказать, изучали успешно. Спектроскопические, фотометрические, радиоастрономические наблюдения планет, проводившиеся с помощью наземных телескопов, рассказали о них много интересного. Тем не менее то, что мы узнали о соседних планетах – Венере и Марсе в результате первых полетов к ним космических автоматов, дало не меньший вклад в науку о планетах, чем вся предыдущая история их исследований.

Сейчас герой дня – Марс, и мы будем говорить о нем. Эта планета не очень большая по размерам, радиус ее около 3400 километров – примерно вдвое меньше земного. Но в то же время Марс примерно вдвое больше Луны. И это определяет многие особенности Марса. В некоторых отношениях Марс похож на Луну – большая часть его поверхности покрыта кратерами, образовавшимися в результате бомбардировки метеоритными телами, грунт раздробленный. Но во многом Марс похож и на Землю. На Марсе есть атмосфера, пусть разреженная (примерно в 100 раз менее плотная, чем земная), но вполне достаточная, например, для того, чтобы затормозить космический аппарат, предназначенный для посадки на эту планету. Есть горы вулканического происхождения. Гигантский вулканический конус Никс Олимпика имеет диаметр около 500 километров и превосходит по размерам земные вулканы. Континентальные массивы на несколько километров возвышаются над океаническими впадинами совсем как на Земле, правда, эти впадины водой не заполнены.

Атмосфера Марса отличается от земной не только плотностью, но и составом. Углекислый газ – вот одна из главных ее составляющих. Его не менее 50 процентов. Очень мало кислорода – около 0,1 процента, столько же примерно окиси углерода и водяного пара. Содержание воды в атмосфере принято измерять, пользуясь очень наглядным представлением, – толщиной слоя жидкой воды, который получится, если сконденсировать атмосферный водяной пар. На Земле средняя толщина такого слоя около одного сантиметра. На Марсе несколько тысячных долей сантиметра. На Марсе, как и на Земле, количество пара в атмосфере различно в разных местах планеты, в разные сезоны и даже в разное время суток. Заметим, что жидкая вода не может существовать на Марсе, она должна вскипать и испаряться – слишком мало давление.

Имеются ли в атмосфере Марса какие-либо другие газы, кроме углекислого, в сравнимых с ним количествах – не десятые доли процента, а десятки процентов? Вот, например, в земной атмосфере больше всего азота, есть ли он на Марсе? Спектры свечения верхних слоев атмосферы Марса не содержат линий излучения азота. Отсюда был сделан вывод, что он не может быть в атмосфере Марса в количествах, превышающих несколько процентов по отношению к углекислому газу. Следующий важный претендент – это аргон. Если скорость выделения аргона из марсианской коры такая же, как и на Земле, его содержание в атмосфере может быть на Марсе несколько десятков процентов.

Вопрос о содержании аргона в марсианской атмосфере прямо связан с проблемой эволюции планеты. Сейчас рассматривается несколько возможностей. Первая – Марс никогда не имел плотной атмосферы. В течение всей его геологической истории она была примерно такая же, как сейчас. Другая возможность – Марс имел плотную атмосферу и большие количества жидкой воды на поверхности сотни миллионов или миллиарды лет назад, а потом она стала более разреженной. Третий вариант – Марс «всего» несколько миллионов или даже несколько сот тысяч лет назад имел атмосферу, близкую по плотности к земной, а также воду на поверхности, и через столь же короткое время может обрести ее вновь, причем такая перемена происходит в течение геологической истории планеты многократно с определенной периодичностью.

Третья возможность, крайне невероятная с первого взгляда, в последние годы приобрела серьезных сторонников. Почему? Во-первых, на Марсе обнаружены следы водной эрозии – сухие речные русла, возраст которых не превышает миллионов лет. Они видны на фотографиях, полученных «Маринером-9» два года назад и «Марсом-5» совсем недавно. Во-вторых, есть подозрение, что 99 процентов марсианской атмосферы заморожено в полярных шапках, которые состоят из конденсированной углекислоты («сухой лед») и воды (обычный лед). Чтобы убедиться в последнем, важно доказать, что в целом газовыделение из марсианской коры идет с такой же скоростью, как и на Земле. Если доля аргона в марсианской атмосфере достигает нескольких десятков процентов, это будет серьезным доводом в пользу такого предположения.

На спускаемом аппарате «Марса-6» в числе других был установлен прибор для измерения химического состава атмосферы. Этот прибор был разработан в Институте космических исследований АН СССР (ИКИ АН СССР) под руководством доктора физико-математических наук В. Истомина. Анализ телеметрической информации, полученной при измерениях в атмосфере Марса, показал, что она содержит несколько десятков процентов какого-то инертного газа. Наиболее вероятно, что это – аргон. Таким образом, первые в мире прямые измерения состава атмосферы Марса дали ответ на важнейший вопрос, касающийся всей истории планеты.

Эксперимент по прямому анализу химического состава был только одним из элементов большого комплекса исследований Марса и межпланетного пространства, проводившегося на космических аппаратах «Марс-4», «Марс-5», «Марс-6» и «Марс-7».

В этот комплекс входили исследования как на спускаемом, так и на орбитальном аппарате. Вопрос по аргону был задан атмосфере Марса спускаемым аппаратом «Марса-6», два других аналогичных вопроса: о содержании водяного пара и озона – были заданы орбитальным аппаратом «Марс-5» с помощью чувствительных оптических приборов, регистрирующих присутствие этих газов по поглощению, создаваемому ими в определенных длинах волн.

Методика определения содержания водяного пара в атмосфере Марса разрабатывалась автором этой статьи и его сотрудниками в ИКИ АН СССР и Государственном астрономическом институте им. П. К. Штернберга в течение многих лет. Первые измерения были проведены на «Марсе-3». Они показали относительно малые даже по марсианским масштабам количества воды в атмосфере планеты. Сейчас оно возросло и достигло 50 – 70 микрон осажденной воды в наиболее влажных участках планеты. Кроме того, обнаружилось, что имеются значительные колебания влажности от места к месту.

Озон – газ, которого очень немного в атмосфере Земли, но он играет весьма важную роль, защищая поверхность Земли, а главное – ее биосферу от действия ультрафиолетового солнечного излучения. Есть ли озон в атмосфере Марса? Американские станции «Маринер» обнаружили озон, связанный в твердом веществе полярных шапок, но вопрос о присутствии его в атмосфере оставался открытым. Специальный фотометр, разработанный в нашем институте под руководством В. Краснопольского и установленный на «Марсе-5», показал присутствие следов озона и в атмосфере.

Несколько экспериментов на «Марсе-5» было направлено на изучение физических характеристик поверхности планеты. Фототелевизионная съемка дала высококачественные изображения поверхности, а различные оптические приборы одновременно определяли яркость, спектральные свойства, поляризацию, по которым можно косвенно судить о структуре и составе поверхности, ее высоте, температуре. Несколько приборов, предназначенных для измерений такого типа, были разработаны у нас в институте в лаборатории Л. Ксанфомалити. Один из них измеряет толщину атмосферы вдоль трассы полета и позволяет выяснить, как она изменяется, и тем самым судить о высотах рельефа. Другой прибор определяет по интенсивности инфракрасного излучения температуру самого верхнего слоя грунта.

Одновременно измеряется температура на глубине в несколько десятков сантиметров по излучению в радиодиапазоне с помощью бортового радиотелескопа. Радиоастрономический эксперимент совместно с ИКИ АН СССР ведет ряд других институтов. Исследования теплового излучения поверхности планеты в инфракрасном и радиодиапазоне позволяют получить данные о плотности грунта, а также его структуре.

Исследования планеты по ее радиационным (излучательным) характеристикам – очень важный источник информации.

Диапазон длин волн охватывается очень широкий – на самой длинной волне работает радиотелескоп, а самая короткая уходит в область гамма-излучений. Исследования гамма-излучения планеты на борту «Марса-5», которые проводились под руководством доктора физико-математических наук Ю. Суркова из Института геохимии и аналитической химии АН СССР, дадут сведения о составе марсианских пород. Коротковолновое ультрафиолетовое излучение верхней атмосферы Марса дает сведения о ее температуре, составе и протяженности. Этот эксперимент проводится в ИКИ АН СССР лабораторией доктора физико-математических наук В. Курта.

Большой интерес представляет проблема магнитного поля планеты. Измерения, которые были начаты на «Марсе-2 и 3», успешно продолжены на «Марсе-5» под руководством кандидата физико-математических наук Ш. Долгинова из Института земного магнетизма и распространения радиоволн АН СССР.

В 1971 году магнитометры «Марса-2» и «Марса-3» обнаружили в ближайшей окрестности планеты магнитное поле порядка 30 гамм, что в 7 – 10 раз превышает межпланетное невозмущенное поле, переносимое потоком заряженных частиц, уходящим от Солнца. При взаимодействии с планетой поле межпланетного происхождения может усиливаться, однако определенные особенности в пространственных характеристиках магнитного поля вблизи Марса позволяют предположить, что оно принадлежит самой планете. Измерения, проведенные на «Марсе-5», дали дополнительные аргументы в пользу этой гипотезы.

Отдельный комплекс приборов, установленных на борту станций «Марс-4» и «Марс-5», регистрировал частицы солнечного ветра как вблизи самой планеты, так и на всей трассе полета от Земли к Марсу. Межпланетный нейтральный газ также исследовался на трассе полета с помощью ультрафиолетового фотометра. Согласно предварительным данным, Солнечная система заполнена нейтральным водородом с плотностью около одного атома на десять кубических сантиметров пространства.

Обработка результатов, полученных на марсианских космических аппаратах, только началась. Но уже первые данные говорят о том, что мы изучаем планету живую, подверженную быстрым изменениям. Найдут ли там будущие экспедиции жизнь в собственном смысле слова, имеет ли Марс хотя бы простейшую биосферу?

Новые данные о планете, полученные в течение последних лет, и особенно за последний месяц, все больше позволяют надеяться, что ответ будет оптимистическим. Во всяком случае еще в недавнем геологическом прошлом Марс, по-видимому, имел плотную атмосферу и гидросферу, то есть те условия, которые необходимы для зарождения жизни. Не исключено, что такие периоды вновь повторятся в будущем, и для наших далеких потомков Марс станет второй Землей.

Спускаемый аппарат станции «Марс-6» готовят к далекому путешествию.

Марсианский спутник – автоматическая станция «Марс-5».

Советская автоматическая станция «Марс-6» со спускаемым аппаратом.

На орбитальной панораме, полученной с автоматического марсианского спутника «Марс-5», изображен участок поверхности Марса, ограниченный меридианами 10° и 120° и параллелями к югу от экватора 30° и 50°. В правой части панорамы изображена покрытая кратерами равнина Ноахис (Ночь Ноя), непосредственно примыкающая к старому разрушенному кратеру Аргир. В средней части панорамы изображено Эритрейское Море, в левой части панорамы – область Босфор и плато Тавмасия, усеянное многочисленными кратерами.

На снимке изображены долины протяженностью в сотни километров. Их ширина на некоторых участках достигает 80 километров, Извилистая форма, напоминающая русла земных рек, наличие системы притоков указывает на вероятную водноэрозионную природу этих образований. Они соединяют между собой систему кратеров размером до 130 километров, причем отчетливо видны следы впадения русел в эти кратеры.

На снимке, полученном станцией «Марс-5», изображен участок поверхности, приходящийся на центр предыдущего кадра. Отчетливо виден кратер с плоским дном диаметром 43 километра с кратером-спутником диаметром 13 километров. На снимке изображено также большое количество кратеров с диаметром от двух до двенадцати километров, причем только кратеры небольших размеров имеют чашеобразную форму. Большие же кратеры имеют пологие днища.

В монтажно-испытательном цехе готовят «космического робота» к отправке на космодром.

Один из залов Центра дальней космической связи. Идет сеанс радиосвязи с «Марсами».

Сейчас эти антенны принимают сигналы с далекого Марса.

●

Специальный выпуск

ЭСТАФЕТА КОСМИЧЕСКИХ СТАРТОВ

М. «Известия», 1974, 112 стр. с илл.

Составитель Б. Коновалов

Редактор Б. Колтовой

Художеств. редактор И. Смирнов

Технический редактор А. Гинзбург

Корректор Н. Мишина.

Фото корреспондентов «Известий», ТАСС и АПН

●

Б03017. Сдано в набор 28/Ш-74 г. Подписано в печ. 25/IV-74 г. Формат 70×l08¹/₃₂. Печ. л. 3,5+0,5 печ. л. вкладок. Усл. печ. л. 5,6. Уч.-изд. л. 5,21. Зак. 1178. Тираж 50 000.

Цена 23 коп.

●

Издательство «Известия Советов депутатов трудящихся СССР». Москва, Пушкинская площадь, 5.

Типография издательства «Известия Советов депутатов трудящихся СССР» имени И. И. Скворцова-Степанова.

4-я стр. обложки