Что случится с астронавтами за 3 года полета к Марсу


Когда Марс потерял своё магнитное поле?

Магнитное поле Марса

На протяжении многих лет учёные полагали, что это поле исчезло более 4 миллиардов лет назад, в результате чего атмосфера Марса медленно разрушалась под действием солнечного ветра. Однако, согласно новому исследованию , проведённому сотрудниками Университета Британской Колумбии (UBC), были наложены новые ограничения на исчезновение этого магнитного поля, что указывает на то, что магнитное поле Марса существовало на сотни миллионов лет дольше, чем считалось ранее.

Исследование, которое описывает результаты работы, было недавно опубликовано в журнале Science Advances. Оно было проведено Анной Миттельхольц – научным сотрудником Департамента наук о Земле, океане и атмосфере UBC. К ней присоединилась Кэтрин Джонсон, старший научный сотрудник Института планетологии (PSI), и международная команда исследователей.

Как и на Земле, считается, что глобальное магнитное поле Марса было результатом динамо-эффекта, вызванного вращением его ядра. Это происходит, когда жидкое внешнее ядро ​​вращается вокруг твёрдого внутреннего ядра, в противоположном направлении. К сожалению, магнитное поле исчезло и это привело к тому, что атмосфера планеты со временем была разрушена до такой степени, что она стала чрезвычайно тонкой.

Марс

Учёные связывают это с более низкой массой и плотностью Марса (по сравнению с Землёй), что привело к более быстрому охлаждению внутренней части Красной планеты. Таким образом внешнее ядро ​​планеты стало твёрдым, что остановило эффект марсианского динамо. Между тем считается, что его внутреннее ядро ​​находится в жидком состоянии, потому что давление внутри Марса слишком низкое, чтобы оно затвердело.

В прошлом учёные полагались на изучение намагниченных пород на поверхности и под поверхностью Марса, чтобы восстановить историю магнитного поля планеты – особенно лавовых пород. Этот тип камня берёт начало в мантии планеты, а затем поднимается на поверхность в результате вулканической активности. Поскольку лава охлаждается достигнув поверхности, то минералы входящие в её состав, выравниваются с глобальным магнитным полем.

Исследовав намагниченные образцы поверхностных пород, учёные обнаружили, что динамо было активным между 4,3 и 4,2 млрд. лет назад. Однако, прошлые исследования горных пород, проведённые в трёх крупных бассейнах – Эллады, Аргире и Исидиса – которые образовались 3,9 миллиарда лет назад, привели большинство учёных к выводу о том, что к этому времени динамо было уже неактивно.

Но после анализа новых данных, полученных орбитальным аппаратом MAVEN (НАСА), команде была представлена ​​другая картина. Как объяснила Миттельхольц в недавнем пресс-релизе:

“Мы обнаружили, что марсианское динамо работало 4,5 млрд. лет назад и 3,7 млрд. лет назад. Динамо рассказывает нам об истории планеты, её эволюции и о том, как она оказалась там, где она находится сегодня”.

Предыдущие данные о магнитном поле Марса были собраны спутником MGS, который находился на орбите над Красной планетой в период с 1999 по 2006 годы. По большей части, эта миссия НАСА проводила свои наблюдения, находясь на расстоянии 400 километров над поверхностью. Миссия MAVEN, которая начала свою работу в 2014 году, смогла уловить более слабые сигналы, поскольку она находилась на расстоянии всего 135 километров над поверхностью.

Новые данные MAVEN обнаружили явные свидетельства магнитного поля, исходящего от лавового потока Lucus Planum, который образовался около 3,7 миллиардов лет назад, и показали наличие магнитного поля в тот период. Это указывает на то, что марсианское магнитное поле существовало намного позже, чем предполагали предыдущие исследования.

Океан на Марсе

Кроме того, было обнаружено наличие магнитного поля низкой интенсивности над бассейном Бореалис в северном полушарии планеты. Это одна из древнейших особенностей Марса, возникшая 4,5 миллиарда лет назад, когда самому Марсу было немногим более 100 миллионов лет. Эти два наблюдения указывают на существование динамо в самом начале истории Марса и на то, что оно длилось на полмиллиарда лет дольше, чем думали многие учёные.

Чтобы объяснить отсутствие намагниченных пород в бассейнах Эллады, Аргире и Исидиса, исследователи предлагают два возможных объяснения. С одной стороны, динамо могло остановиться, прежде чем эти бассейны сформировались. С другой стороны, возможно, что удары, которые сформировали их, сместили кору, содержащую минералы, которые могли иметь сильную магнитную сигнатуру.

Больше информации: https://advances.sciencemag.org/

Более 200 тысяч потенциальных исследователей космоса выразили желание совершить путешествие в один конец на Марс. Они все ненормальные? Ранним воскресным утром около 60 оппозиционеров планетарного уровня заполнили небольшую аудиторию на территории кампуса Университета Джорджа Вашингтона. Они собрались там для того, чтобы познакомиться с планом создания автономной колонии в космосе, и они надеются стать там первыми поселенцами, тогда как всем остальным жителям планеты остается лишь один вариант – жить и умереть на Земле. «Кто из вас готов совершить путешествие в один конец на Марс?» — спросил лысеющий инженер на сцене. Его лицо было абсолютно монохромным, с жесткими, морщинистыми складками, что делало его похожим на уменьшенный лунный ландшафт, а еще у него были немного заостренные уши. На его лацкане был прикреплен значок с написью: «Приветствую! Меня зовут: Бас». Когда почти все присутствовавшие в аудитории подняли свои руки, губы Баса Лансдорпа (Bas Lansdorp) скривились, изображая улыбку. Эти люди представляют собой его опору, и они готовы стать подопытными кроликами в смелом и необычном эксперименте. Как раз за день до этого он был гостем программы This Morning телекомпании CBS, в ходе которой он терпеливо объяснял свою идею. «Я просто хочу быть уверенным в том, что я все правильно понимаю, — сказала слегка ошеломленная ведущая этой программы. — Если вы отправитесь в этот полет, то ведь обратно вы уже не вернетесь». Однако в тот день, в августе 2013 года, на первой в истории Марсианской встрече миллионов (Million Martian Meeting) Лансдорп видел перед собой только своих верующих. «Прекрасно! С такими людьми легко работать», — сказал он, расплываясь в улыбке. У многих сидящих в креслах инопланетян был особый демографический, характерный преимущественно для молодых людей вид поклонников планеты Марс: на шее и на руках у них были татуировки, на лице — козлиные бородки и усы — вариация на тему имиджа пародиста «Странного Элла» (Weird Al). Но, кроме того, в помещении присутствовали женщины более почтенного возраста, а также дети, еще слишком юные для того, чтобы иметь водительские права. Всех их объединяла прочная вера в главное послание Лансдорпа, смысл которого состоит в том, что люди должны переселяться на другие планеты, и начать они должны уже сейчас. Несколько лет назад президент Обама объявил о том, что Соединенные Штаты направят в середине 2030-х годов астронавтов на орбиту Марса, однако бюджетные ограничения и секвестрирование замедлили реализацию этого проекта, если вообще не покончили с ним. И даже если НАСА вновь вернется к реализации этого проекта, то, по словам представителей космического агентства, подобный пилотируемый полет будет осуществлен лишь в том случае, если появится возможность вернуть астронавтов назад. Собравшимися в Вашингтоне, округ Колумбия, подобные слова были восприняты как проявление приводящей в бешенство бюрократической осторожности. «Технологий, способных обеспечить возвращение назад человека, просто не существует, — сказал Лансдорп, пытаясь повысить градус настроения своей аудитории, — и, вероятно, их не будет и через 20 лет. Мы должны реализовать наш проект, используя то, что уже есть сегодня, и единственный способ состоит в том, чтобы полететь на Марс и остаться там навсегда». Еще три года назад Лансдорп практически не имел ничего общего с Марсом. Будучи инженером-механиком по образованию, он был совладельцем стартапа в области ветряной энергии, целью которого было получение электроэнергии с помощью нескольких планеров, связанных между собой специальным фалом. Однако в 2011 году этот датский предприниматель продал некоторую часть своих активов в энергетическом бизнесе и начал работу над осуществлением великой идеи: если правительство не хочет раскошеливаться на организацию полета на Марс или неспособно пойти на риск, то тогда его место должен занять частный бизнес. «Мне стало ясно: чтобы это произошло, я должен сделать это сам», — сказал он, обращаясь к собравшимся в зале. Вместе с сооснователем проекта Mars One (Марс Один) Арно Вильдерсом (Arno Wielders) Лансдорп разработал план финансирования полета на Марс, пытаясь в первую очередь представить его как развлечение. Проанализировав особенности проведения Олимпийских игр, Лансдорп обнаружил, что предоставление прав показа этих соревнований телекомпаниям приносит больше миллиарда долларов. Телевизионное реалити-шоу о создании первого в истории экстрапланетарного поселения, по его мнению, может стоить намного больше — по крайней мере, 6 или 7 миллиардов долларов, которые будут необходимы для подготовки и запуска ракеты с соответствующей полезной нагрузкой. Для телевизионного шоу необходимы, конечно, участники, и свою роль в этом деле должно сыграть собрание потенциальных марсиан. Начиная с апреля 2013 года, команда Лансдорпа изучает резюме, направляемые из самых разных частей планеты теми людьми, которые согласны заплатить за участие в проекте скромный первоначальный вступительный взнос (его величина зависит от каждой конкретной страны). Первая фаза этого предприятия завершилась в декабре прошлого года, когда организаторы сократили количество участников до 1058. С этими претендентами будут проводиться собеседования, и состав группы будет еще сокращен в этом году. В конечном итоге лишь четыре человека будут отобраны для первого полета — двое мужчин и две женщины, и каждый из них должен быть представителем разных континентов планеты Земля. Их полет на Марс запланирован на 2025 год. Собравшиеся в аудитории люди понимали, что им предстоит пройти длительный отбор при незначительных шансах на успех, и даже в том случае, если их выберут, сам проект может не сработать. Тем не менее, проект Mars One подарил надежду огромному количеству людей, которые прежде были вынуждены лелеять свои необычные мечты лишь в частном порядке. В ходе кастинга около 200 тысяч человек зарегистрировались в качестве кандидатов на веб-сайте проекта Mars One, а соответствующая группа заинтересованных в фейсбуке составила 10 тысяч человек. Один молодой парень с татуировкой пришел на проводившееся в округе Колумбия собрание в футболке, надпись на которой формулировала настроение и дух всех собравшихся в аудитории людей: «Бас посылает меня на Марс» было написано у него на груди, тогда как надпись сзади гласила: «Спасибо тебе, Бас, ты отличный парень». Некоторым людям, не разделяющим марсианскую мечту — привязанным к Земле журналистам, например, — этот дух кажется, в лучшем случае, немного донкихотским, а в худшем — суицидальным. Если Лансдорп посылает четырех человек доживать свои дни на суровой и пустынной планете, то в чем тогда смысл подобного предприятия? Является ли Бас отличным парнем, или опасным мегаломаном? У Лансдорпа уже заготовлены ответы на вопросы любых сомневающихся: «Люди просто не могут себе представить, что существуют другие люди, которые хотели бы это сделать, — сказал он, завершая свою презентацию. — Говорят, что мы направляемся на Марс для того, чтобы умереть. Но мы, конечно же, не собираемся полететь на Марс для того, чтобы умереть. Мы полетим на Марс для того, чтобы жить». В январе этого года специалисты НАСА объявили о том, что они обнаружили на Марсе какой-то желеобразный пончик. Или, по крайней мере, камень, который немного напоминал пирожное с белой каемкой по краям и серединой земляничного цвета. Тот факт, что подобного рода находка стала предметом обсуждения средствами массовой информации на глобальном уровне, говорит не столько о ее значимости — в конечном итоге, речь шла о простом камне, сколько о пустынном характере того мира, в котором этот камень находится. Уже прошло 10 лет с того момента, когда космические вездеходы Spirit и Opportunity приземлились на Красной планете. В то время они проехали расстояние примерно в 50 километров и взяли пробы грунта на ровном пространстве, расходящемся по всем направлениям и покрытом оспинами мутновато-темного цвета. Они измерили температуру, которая колебалась в диапазоне от 20 градусов Цельсия в летнее время до минус 107 градусов Цельсия в период марсианской зимы, там были отмечены частые и сильные пылевые бури, а непригодная для выживания человека марсианская атмосфера состоит преимущественно из двуокиси углерода. Кроме того там существует достаточное количество радиации от космических лучей и вспышек на солнце, способных вызвать в ДНК человека канцерогенные мутации. Кто сделает выбор в пользу жизни в подобном отвратительном и ужасном месте? Во время ланча для участников конференции я задал этот вопрос молодому человеку по имени Макс Фейгин (Max Fagin). Забудьте о возможной смерти во время этого полета, сказал я. Исходите из того, что не будет никаких компьютерных сбоев или неудачных посадок и что ваш космический корабль не окажется внутри какого-нибудь гигантского огненного шара. Представьте, что вы не заболеете и не сломаете какую-нибудь конечность и не окажетесь без помощи доктора. Давайте исходить из того, что все в техническом отношении пройдет хорошо. Но как тогда быть со всем тем, что вы навсегда оставляете позади себя? А что будет с ощущением падающего снега, легкого дуновения ветра или купания в жаркий день? «Я буду невероятно грустить по поводу всех этих вещей, — сказал Фейгин, студент, готовящийся получить степень магистра на аэрокосмическом факультете Университета Пердью (Purdue University). — Но весь смысл полета на Марс состоит в том, что вы получаете взамен что-то лучшее по качеству. Любой человек имеет возможность поехать к океану. Любой человек может побывать в лесу. Это прекрасные вещи, но они доступны всем. А у меня будет шанс увидеть восход солнца на Марсе. У меня будет шанс постоять у подножья горы Олипм — одной из самых высоких гор в солнечной системе. У меня будет шанс увидеть две Луны на небе. Я просто не могу себе представить, что у меня может возникнуть ностальгия по той жизни, которую ведут в настоящее время 6 или 7 миллиардов людей». За столом рядом с нами было еще несколько марсиан; мы ели сэндвичи и суши — пищу, о которой астронавты могут только мечтать. Я спросил Фейгина, а не станет ли вся эта новизна вполне обыденной через короткое время? Что случится, когда вы увидите восход и заход солнца сотни раз и пройдете вокруг горы Олимп? Что произойдет, когда вы в тесном помещении будете заняты лишь мрачной работой по предотвращению преждевременной смерти? Сказав это, я подхватил палочками рол из тунца, доставленный из магазина Whole Food. Что случится, когда вы вынуждены будете питаться маленькими листочками салата, выращенного в специальном контейнере и притом без всяких приправ? Фейгин дал мне возможность закончить мою речь — его лицо выражало спокойное снисхождение. «Вы смотрите на вещи с узкой точки зрения, — сказал он. – Это кажется вам странным лишь по причине того, когда и где вы живете. А вы станете спрашивать эскимоса, как он выдерживает всю эту скуку, связанную со снегом и камнями?» Я запнулся на секунду, а потом замолчал. Почему, на самом деле, я должен брать мою избалованную жизнь на Земле в качестве точки отсчета? Возможно, жизнь на Марсе не будет сильно отличаться от жизни тысяч поколений. Позднее я найду опровержение его аргументов: Арктика просто кишит всякого рода дикими зверями и растениями, и это совсем не похоже на ту безжизненную пустыню, которую человек обнаружит на Марсе. И, на самом деле, для эскимосов характерны высокий уровень самоубийств и депрессии. Но я уверен, что все эти факты не будут иметь значения для Фейгина. В 2010 году он провел две недели в крохотной исследовательской станции в пустыне штата Юта, где студенты пытались смоделировать условия пребывания на Марсе. При каждом выходе из помещения своей станции они надевали скафандр. «Я не провел там так много времени, как мне хотелось», — сказал он мне. А что ваша семья? Мой голос был полон отчаяния, как будто мне нужно было, чтобы он воспринимал проект Mars One как ведущий к страданию и смерти. Однако Фейгин оставался непоколебимым. Колонисты будут в большей степени поддерживать контакт с домом, чем солдаты во Вьетнаме, сказал Фейгин, и, конечно, в большей степени, чем те мигранты, которые приехали в Америку еще до прокладки первого трансатлантического кабеля. Первые жители на Марсе будут обмениваться видеоматериалами по электронной почте с членами своей семьи. «Мои родители уже в течение некоторого времени спокойно относятся к подобному варианту, — отметил Фейгин. — Они понимают, что в конечном итоге они меня потеряют, потому что эта планета меня потеряет». Позднее вечером, когда уже закончились все презентации и марсиане собирались для того, чтобы совершить поездку в Национальный музей авиации и космонавтики (National Air and Space Museum), я обнаружил Лансдорпа рядом со сценой. Он только что закончил интервью, и команда телевизионщиков уже упаковывала свою аппаратуру. Он казался утомленным своим рекламным мероприятием, его улыбка казалась вымученной, поскольку он вынужден отвечать на одни и те же вопросы с момента объявления о начале реализации марсианского проекта. «Спасения человечества нет в моем списке причин, по которым это нужно делать, — сказал он, обращаясь к небольшой группе журналистов. — Я начал этот проект, потому что я сам хотел туда полететь». Хотя он и называет себя пожизненным энтузиастом Марса, у Лансдорпа не было необходимого опыта для того, чтобы спланировать подобную миссию одному. После окончания Университета Твенте в Голландии он занимался разработкой систем для будущих космических станций и поддерживал контакт с менеджером по полезной загрузке Вильдерсом (Wielders) из Европейского космического агентства. «Он все знает о космосе, а я ничего», — сказал Лансдорп. Вильдерс сказал ему, что полет в один конец является возможным, если они смогут собрать много денег. И тогда они разработали свой план продажи прав вещания и показа своего путешествия на Марс по телевидению. Их концепция имела некоторые изъяны. Программы, посвященные крупным событиям, приносят много денег, однако часто они длятся недолго и насыщенны действием (упомянутые Лансдорпом Олимпийские игры являются хорошим примером в этом смысле). Создатели проекта Mars One хотят, чтобы их шоу продолжалось десятилетиями, и при этом большая часть эфирного времени в ближайшие 10 лет должна быть посвящена напряженному процессу подготовки экипажа. А что случится, если телевизионные сети не будут заинтересованы в освещении продолжающегося в течение многих лет проекта? А что если это шоу никому не понравится? И что случится, если поначалу все пойдет хорошо, но затем колонисты захотят получить защиту своей частной жизни и выключат камеры? Для разработки всех необходимых деталей Лансдорп нанял в качестве помощника одного из самых известных в Европе специалистов в области реалити-шоу Пауля Ремера (Paul Roemer) — создателя голландской программы «Большой брат» (Big Brother). Он отправил этому голландскому продюсеру сообщение по электронной почте со скрытой рассылкой, и сразу получил от него ответ («Это просто удивительно! — говорит Лансдорп. — Вы устанавливаете контакт с медийным экспертом, а он оказывается фанатом научной фантастики!») В июне представители проекта Mars One подписали контракт с компанией Darlow Smithson Production, дочерним предприятием фирмы, где Ремер раньше работал в качестве главного креативщика. Создаваемое шоу будет документировать процесс отбора кандидатов и может выйти в эфир уже в начале 2020 года. Что касается ракетных технологий, то, по мнению представителей проекта Mars One, ничего не будет делаться собственными силами — Лансдорп хочет приобрести все оборудование уже в готовом виде или разработать некоторые образцы вместе с частными поставщиками. Он рассчитывает использовать модернизированную версию ракеты Falcon 9, которая производится компанией SpaceX, а спускаемая капсула будет изготовлена фирмами SpaceX или Lockhead Martin. Ему также потребуется пара марсоходов, но не таких, как последние скачущие роботы НАСА, а аппараты, способные выровнять поверхность на Марсе и уложить солнечные панели из тонкой пленки в процессе подготовки к прибытию поселенцев. График работы в рамках проекта Mars One весьма амбиционный — возможно, даже слишком. Пока еще не ясно, смогут ли подрядчики Лансдорпа подправить свои технологии (для вездеходов, для установок по обеспечению жизнедеятельности и так далее) таким образом, чтобы они соответствовали потребностям самой миссии и временным планам ее осуществления. И с учетом расходов на недавние, значительно более скромные полеты к Красной планете — Марсианская научная лаборатория, включавшая в себя лишь посадку марсохода Curiosity, обошлась в 2,5 миллиарда долларов — предполагаемый Ландсдорпом чек его марсианского проекта кажется довольно заниженным. Хотя представители проекта Mars One не собираются распространяться о том, сколько у них денег в банке, им, скорее всего, удалось собрать лишь малую часть того, что необходимо. «В настоящий момент самым слабым звеном, действительно, является сбор средств», — сказал Лансдорп на прошедшей встрече. — Если бы у нас было уже 6 миллиардов долларов в банке, я был бы весьма уверен в том, что мы добьемся успеха. Однако убедить людей, которые должны дать деньги авансом для финансирования всего оборудования, — это и есть для нас самый большой вызов». Даже присутствовавшие на собрании в округе Колумбия потенциальные марсиане испытывали некоторые сомнения по поводу проекта Mars One. «Мы понимаем, что он может закончиться провалом. Мы знаем, что это рискованное предприятие», — сказал в беседе со мной один из них. Однако проблема, на самом деле, не в этом. Лансдорп показал, что их путь к Марсу не должен быть блокирован бюрократами, сокращающими бюджет. Им не нужно ждать таких парней как Илон Маск (Elon Musk), основатель компании SpaceX, или Деннис Тито (Dennis Tito), миллионер, который планирует совершить облет Марса в 2021 году. Ранее в этом году более 8 тысяч людей обещали перевести 300 тысяч долларов на реализацию проекта Mars One, и сделано это было на краудфандинговом сайте Indiengogo. Несколько лет назад все эти мечтатели остались бы наедине со своим разочарованием. Теперь они встречаются в режиме онлайн и проводят конференции. У нынешних марсиан есть теперь свое движение, и оно растет. Когда я рассказываю о проекте Mars One свои друзьям, то создается впечатление, что многие из них воспринимают его лично; они называют марсиан лунатиками или того хуже. В группе желающих стать марсианами в фейсбуке эта рефлективная враждебность становится предметом многочисленных и продолжительных дискуссий. Один пользователь написал в январе: «Я уверен, что я не первый, кто заметил следующее: где бы и что бы ни публиковалось о проекте Mars One, нам говорят (в комментариях), что мы сумасшедшие, фанаты, люди с психологическими отклонениями; нам говорят, что это самоубийство, что мы скоро будем глубоко разочарованы, что наша миссия является мистификацией, что необходимые технологии не существуют, а в некоторых случаях нам говорят, что мы заслуживаем смерти за то, что участвуем в этом проекте». Лансдорп это тоже видит. Есть люди, которые хотят полететь на Марс, сказал он во время конференции, а есть такие, которые не хотят этого. «Эти две группы людей, на самом деле, никогда не смогут друг друга понять». Однако простое отсутствие понимания не объясняет того раздражения, которое возникает в тот момент, когда марсиане начитают рассказывать публике о своей мечте. И дело не только в том, что их полет кажется сложным или сумасшедшим. Создается впечатление, что они просто хотят убежать с планеты Земля. Но что не так с нашей планетой? — хотели бы мы спросить. Жизнь здесь недостаточно хороша для вас? Или, возможно, есть какие-то личные объяснения: я недостаточно хорош для тебя? «Это не имеет никакого отношения к чему-то рациональному, — сказал в беседе со мной Лансдорп, объясняя, почему у людей возникает желание полететь на Марс. — Это почти то же самое, что и любовь. Вы хотите этого по определенной причине, но вы не можете это толком объяснить, и иногда какая-та одна любовь оказывается для вас более сильной, чем другие». Лансдорп начал этот проект, потому что он сам хотел полететь на Марс, но теперь, когда его девушка ждет ребенка, он, по его словам, уже отказался от идеи полететь туда в числе первых. Он хочет видеть, как растет его ребенок. «Но я понимаю, что есть люди, которые захотят участвовать в проекте», — сказал он. Я тоже не хочу расставаться со своей девушкой. Когда я смотрю на небо, у меня возникает ощущение чуда — это движение разума, но не сердца. Однако во время нашего разговора я вспоминаю о встрече с астронавтом Майклом Массимино (Michael J. Massimino), на которой я однажды присутствовал. Кто-то спросил его, какие чувства испытывает человек во время выхода в открытый космос, когда он издалека смотрит на Землю? Он сказал, что это наиболее потрясающая картина из всего того, что ему довелось до этого увидеть, но одновременно у него возникло чувство глубокой печали. Почему? Потому что он понимал, что никогда не сможет поделиться ощущениями от увиденного с теми людьми, которые ему наиболее дороги. В этом смысле полет в один конец к Марсу вызывает особого рода эмоции. Астронавт не покидает свою семью и не выбирает другую, более сильную любовь, занимающую место первой. Вместо этого он отправляется в открытый космос от их имени, от имени всех, кто остался там внизу, независимо от физической или эмоциональной цены. Желающие стать марсианами говорят о сне под освещенным двумя лунами небом, но они также понимают, что, как и любые другие люди, они будут одиноки в истории времени. И именно поэтому их полет имеет значение — для нас, а также для них: они будут жить на Марсе для того, чтобы у нас, у остальных людей, не было необходимости сделать то же самое. Как раз перед тем, как я собирался покинуть конференцию в округе Колумбия, я встретил еще одну марсианку — Лейлу Цукер (Leila Zucker). Она врач, ей уже за 40, она счастлива в браке, и, тем не менее, она склонна к тому, чтобы отодвинуть все это в сторону. «Я могу работать для того, чтобы жизнь стала лучше на Земле, пока я здесь, — сказала она мне. — Но я могу сделать жизнь на Землю лучше, находясь на Марсе. Представление о том, что я убегаю или что-то в этом роде… нет, я этого не делаю. Люди, которые так думают, ограничены и напуганы. Весь смысл этой идеи состоит в расширении пространства обитания человеческого рода». Перед этим она принимала участие в панельной дискуссии и отвечала на вопросы собравшихся в зале людей. «Никто из нас не планирует умереть, но все мы понимаем, что это может произойти, — сказал она в какой-то момент. – Вы не можете получить мою жизнь за так, но я отдаю ее, потому что в этом состоит моя мечта». Когда дискуссия уже подходила к концу, она вдруг запела: «Я хочу полететь на Красную планету Марс/Но меня не отобрал Бас/ Я хочу полететь на Красную планету Марс/ И теперь я с тоской смотрю на звезды/Но мне все равно, что меня не отобрали для космоса/ Я рада за будущее человеческого рода/ Когда-нибудь мы полетим на Красную планету Марс/ Потому что проект Mars One прокладывает путь к звездам!» После того как она два раза спела последние две строчки, все остальные марсиане начали подпевать.

Материалы ИноСМИ содержат оценки исключительно зарубежных СМИ и не отражают позицию редакции ИноСМИ.

Есть ли у Марса магнитное поле

Магнитное поле исходит от ядра планеты и создает защитную область, которая отклоняет от первоначальной траектории электрические заряды. Все заряды с Солнца или другого объекта не грозят планете, на которой есть такое защитное поле. Земля магнитное поле имеет, но есть ли у Марса такая защита? В этом отношении планета отличается от Земли.

магнитное поле марса

Какое магнитное поле на Марсе? Когда-то глобальная защитная оболочка вокруг планеты существовала, но со временем исчезла по ряду причин. Сейчас магнитное поле на Марсе есть, оно обширное, но не захватывает всю поверхность планеты. Есть локализованные районы, где поле проявляется сильнее. Радиус магнитного поля Марса в некоторых местах составляет 0,2-0,4 Гаусса, что приблизительно равно земным показателям.

Такие особенности сегодня пытаются объяснить ученые. Удалось выяснить, например, что магнитное поле Марса и строение планеты взаимосвязаны. Поле слабое из-за ядра. Марсианское ядро неподвижно относительно коры, что ослабляет действие того самого защитного поля.

Существование жизни на Марсе

Работу магнитного поля планеты ученые изучают и в том отношении, что это может указывать на существование жизни на Марсе. Многочисленные наблюдения породили вокруг этой темы настоящую «марсианскую лихорадку» еще в конце девятнадцатого века. Тогда Никола Тесла наблюдал какой-то неопознанный сигнал при изучении радиопомех в атмосфере.

Он высказал предположение, что это может быть сигнал с других планет, например, с Марса. Сам он не смог расшифровать значение сигналов, но был уверен, что они возникли не случайно. Гипотезу Теслы поддержал британский физик Уильяи Томсон (лорд Кельвин). В 1902 году во время визита в США он сказал, что Тесла действительно поймал сигнал марсиан.

вода на марсе

Научные гипотезы по этому вопросу существуют давно. На Марсе был обнаружен метан и органические молекулы. В условиях красной планеты газ быстро разлагается, так что должен существовать источник его появления. Таковым может быть жизнедеятельность бактерий или геологическая активность (учитывая тот факт, что действующие вулканы на Марсе обнаружить не удалось, это не является причиной появления газа).

В настоящее время проблемами для поддержания жизни на Марсе являются отсутствие жидкой воды, магнитосферы, и слишком разреженная атмосфера. Кроме того, планета находится на грани «геологической смерти». Окончание активности вулканов окончательно остановит круговорот химических элементов между внутренней частью планеты и поверхностью.

Великая катастрофа на Марсе — Земля до потопа: исчезнувшие континенты и цивилизации

История Марса в свете современных научных знанийМогла ли существовать жизнь на этой планете?

Как ни странно, снять завесу тайны могут снимки спутника Сатурна Диона, сделанные американской межпланетной станцией «Кассини» в декабре 2004-2006 гг. На представленных на сайте НАСА снимках этого небесного тела отчетливо видно образование на Дионе протяженной рифтовой системы в результате столкновения с астероидом. Скорее всего, нечто подобное имело место и на Марсе. Об этом могут свидетельствовать десятки-сотни тысяч кратеров диаметром от нескольких сотен метров до 500 км одинакового или близкого возраста, широко распространенные на поверхности Марса, особенно в его южном полушарии. Эти кратеры (точнее, заполняющие их озера) служили источниками и устьями марсианских рек (см. фото рек Маадим и Скамандер) , т. е. они образовались раньше последних. В то же время не получено ни одного документального подтверждения пересечения кратерами ущелий, сформированных на месте рифтовых долин и пересечения рифтовыми долинами кратеров. Это, скорее всего, говорит об их одновременном или почти одновременном образовании.Все вышесказанное дает основание считать, что сотни-десятки миллионов лет назад, а возможно, даже и сотни тысяч лет назад, на Марсе существовали материки, моря и океаны.

Это подтверждают: — результаты топографической съемки, выполненной ОЛА «Глобальный топограф» в 1997 году, свидетельствующие о том, что в северном полушарии Марса когда-то существовал океан глубиной не менее 2-3 км; — установленные в 2002-2004 гг. ОЛА «Марсианский Одиссей» огромные запасы воды в виде льда под поверхностью Марса как в северном (до 75 % от объема грунта), так и в южном (до 50 % от объема грунта) полушариях;- и, наконец, обнаруженные ОЛА «Марсианский экспресс» (Mars Express) в 2005 г. участок размером 800 км х 900 км, покрытый паковым льдом в южной части плато Элизиум , и ледяное озеро на дне кратера в северной части Марса. Климат Марса был совсем не таким, как в настоящее время, а, скорее всего, теплым или даже жарким. Об этом свидетельствует широкое развитие на его поверхности окислов и гидроокислов железа (аналогичные образования на Земле — красноцветные коры выветривания — появляются в теплом влажном климате), а также сульфатов, хлоридов и бромидов (на Земле аналогичные образования — эвапориты — спутники жаркого сухого климата). Присутствие солей в верхней части изученных разрезов марсианской коры может говорить о том, что в конце эпохи морского осадконакопления (перед столкновением с астероидами) климат стал засушливым. Важную роль в поддержании мягкого климата в прошлом, по-видимому, играл парниковый эффект. По данным некоторых исследователей, среднегодовая температура на марсианском экваторе достигала +30°С. По-видимому, над поверхностью Марса простиралась мощная азотно-кислородная атмосфера, близкая по составу к земной. Об этом опять же говорит красновато-коричневый цвет марсианского грунта, который на 19-20 % состоит из гематита (Fe2O3) и продукта его гидратации — лимонита (FeOOH·(Fe2O3·nH2O), где n=1-4). Широкое площадное развитие окислов и гидроокислов железа на поверхности Марса, образовавшихся за счет окисления и гидратации железистых пород марсианской коры, может свидетельствовать лишь об одном:
в недалеком прошлом на Марсе было очень много кислорода и воды.
Доктор геолого-минералогических наук, профессор А. Портнов в 1998 году подсчитал, что для образования красного марсианского грунта понадобилось 5000 триллионов тонн кислорода. Для сравнения: в земной атмосфере содержится сейчас 1200 триллионов тонн кислорода, однако площадь поверхности Марса составляет лишь 28 % поверхности Земли, а его масса примерно в 10 раз меньше. Значит, в марсианской атмосфере кислорода (в процентном отношении) когда-то было ничуть не меньше, чем на Земле. Но кислород производят зеленые растения. И если растения погибнут, свободный кислород очень быстро исчезнет: войдет во всевозможные соединения. Это и случилось на Марсе. Как известно из истории Земли, где есть кислород, вода, леса, там существует и другая жизнь — насекомые, птицы, животные. Значит, можно с большой долей уверенности предполагать, что на Марсе была такая жизнь. Какая именно это была жизнь, каких высот она достигла, наверное, так и осталось бы тайной за семью печатями, если бы не одно «но»…

Время и сценарий великой марсианской катастрофы

Хотя бы для приблизительного определения времени и воссоздания сценария великой марсианской катастрофы обратимся к самому известному марсианскому метеориту Ямато и к содержащемуся в красных марсианских песках минералу маггемиту (магнитной разновидности гематита — g-Fe2O3).

Панорама Марса (фото НАСА)

Ямато, метеорит весом 13,7 кг, был найден в 2000 году в Антарктиде в горах Ямато. Согласно проведенным определениям возраст разных частей метеорита Ямато не одинаков. Наиболее древний возраст — 4,6 млрд. лет — установлен у слагающих его центральную часть ультраосновных пород (вещества мантии, по мнению большинства исследователей, Марса). Другие участки метеорита носят следы интенсивной долговременной переработки при участии окислительной атмосферы, круговорота карбонатов и воды и датируются интервалом 4,5-3,6 млрд. лет. Поверхностные слои метеорита несут следы сильнейшего динамического стресса и плавления; возраст этих участков всего 16 млн. лет. Наконец, минимальный возраст имеет поверхностная оплавленная стекловатая корка, образовавшаяся при прохождении метеорита через земную атмосферу — около 13 тыс. лет назад. Таким образом, если этот метеорит действительно является осколком марсианской коры или мантии (хотя, на мой взгляд, более вероятно, что он является осколком Фаэтона), то он был выброшен за пределы марсианской атмосферы в результате чудовищного взрыва, произошедшего 16 млн. лет назад.

Теории исчезновения поля

Почему на Марсе нет магнитного поля? Какая катастрофа «прорвала» защитную оболочку или что заставило металлическое ядро планеты замереть? Можно ли как-то восстановить поле? В настоящее время ученые рассматривают две основные теории исчезновения магнитного поля Марса.

Согласно первой теории, планета когда-то имела стабильное магнитное поле (как на Земле), но оно было «пробито» столкновением с каким-либо объектом больших размеров. Это столкновение остановило ядро планеты, поле начало ослабевать, а потом и вовсе утратило масштаб. И сегодня одни участки планеты остаются более защищенными, чем другими.

Вторая теория совершенно противоречит первой. Марс мог начать свое существование без магнитного поля. После зарождения планеты железное ядро в центре долгое время оставалось неподвижными и не создавало магнитных импульсов. Но когда-то сильнейшее магнитное поле газового гиганта Солнечной системы Юпитера, способное отталкивать не только мелкие астероиды, но и огромные объекты, оттолкнуло какое-то косметическое тело и направило его на Марс.

поверхность марса

В результате воздействия приливной силы за несколько десятков тысяч лет на Марсе появились конвективные потоки, которые заставили ядро планеты двигаться и спровоцировали формирование магнитного поля. По мере приближения космического тела к Марсу поле усиливалось, но спустя несколько миллионов лет тело разрушилось, так что и магнитное поле постепенно начало исчезать. Именно это сейчас и наблюдается исследователями.

Глобальные взаимодействия. Что случилось с Марсом?

Поскольку при глобальных взаимодействиях облака частиц (считаем их осесимметричными) сопоставимы по своим размерам с диаметром планеты, возмущениями будет охвачена вся атмосфера. Начнем со случая взаимодействия гигантского облака частиц с атмосферой Марса, и вот почему.

Как известно, атмосфера Марса в настоящее время весьма разрежена: давление и плотность у поверхности планеты примерно в 100 раз меньше земных значений. Полеты космических аппаратов дают все больше информации в пользу того, что в далеком прошлом (2—4 млрд лет назад) атмосфера там была гораздо более плотная, в какой-то степени напоминающая нынешнюю земную, но состоявшая в основном из углекислого газа.

Существует эволюционный сценарий, который объясняет потерю Марсом атмосферы [6]. В предельно краткой и упрощенной форме он выглядит так. На раннем этапе эволюции Марса круговорот углекислого газа на планете поддерживался, с одной стороны, за счет растворения CO2 в воде и образования карбонатных отложений, а с другой стороны — поставки CO2 в атмосферу в результате интенсивной вулканической деятельности. Именно на Марсе обнаружены самые большие среди планет Солнечной системы потухшие вулканы. По мере затухания вулканической деятельности атмосфера становилась все более разреженной, парниковый эффект ослабевал, температура понижалась, и, наконец, атмосфера пришла к ее нынешнему состоянию. Данная теория не стала общепризнанной, поскольку она не лишена внутренних противоречий и сталкивается с большими трудностями при объяснении некоторых фактов. В частности, есть свидетельства того, что перемена климата на Марсе произошла довольно быстро, а не в результате длительной и постепенной эволюции. Не обнаружены также пока и карбонатные отложения, которые должны были бы образовывать слой толщиной не менее 80 метров по всей поверхности Марса.

А не мог ли Марс потерять плотную атмосферу в ходе некоторого катастрофического процесса космического масштаба? Расчеты прямо показывают реальность такого события.

Речь идет о моделировании столкновения Марса с большим облаком мелких частиц, сопоставимым по своим размерам с планетой. Подобное облако могло образоваться поблизости от Марса в результате столкновения, например, двух крупных астероидов. В поясе астероидов, расположенном между орбитами Марса и Юпитера, таких тел и сейчас предостаточно, а в далеком прошлом их было еще больше, причем более крупных размеров (считается, что в этом поясе постоянно происходят процессы столкновения и дробления тел [7]). Не случайно автор книги [7], известный специалист в области физики метеоров и малых планет В.С.Гетман, называет этот пояс каменоломней Солнечной системы.

Древняя атмосфера Марса представляется с помощью изотермической экспоненциальной модели. Давление и плотность принимаются совпадающими у поверхности с современными земными значениями, но в силу меньшей силы тяжести на Марсе медленнее меняющимися с высотой (характеристическая высота атмосферы на Марсе H* ~ 22 км по сравнению с H* ~ 7 км для Земли).

Планета берется в виде твердого шара марсианского радиуса R = 3400 км. Предполагается, что на нее налетает облако частиц в виде цилиндрического слоя радиусом R0 и высотой L0 со скоростью n0, направленной вдоль оси цилиндра к центру планеты.

Рассмотрим два набора исходных параметров. В обоих случаях R0 = 1.1R (что больше радиуса Марса примерно на толщину его атмосферы). Начальный радиус каждой частицы равен 1 мм. В случае (а) L0 = =2R0, n0 = 40 км/с (что попадает примерно в середину возможного диапазона относительных скоростей космических тел в Солнечной системе), a0=10–4; во втором L0 = R0, n0 = 5 км/с (вторая космическая скорость у поверхности Марса), a0=10–5. Расчет начинается с высоты 400 км над поверхностью планеты.

На двух рисунках представлены распределение давления (тоновая шкала), плотности газа (изолинии с отмеченными значениями — в единицах невозмущенной плотности атмосферы у поверхности планеты) и поле скоростей газов (стрелки). Левый рисунок дает картину в момент времени t = 600 с после начала вторжения для первого случая. Максимальная скорость в показанной области достигает почти 30 км/c, что в шесть раз больше второй космической. Поэтому разлетающийся газ уже не сможет вернуться к планете и покинет ее навсегда. Распределение плотности показывает, что унос массы атмосферы в основном происходит в направлении движения пылевого облака, т.е. облако как бы срывает атмосферу с планеты и выталкивает ее в космос. Масса оставшейся части атмосферы (не первоначальной, а в смеси с парами частиц) по отношению к начальной массе атмосферы Марса составляет по расчету 0.33. На более поздних стадиях процесса наблюдается сложное течение вокруг планеты с отражениями от оси симметрии (значения давления и плотности у поверхности постепенно выравниваются).

Модель столкновения большого облака мелких частиц с Марсом. На левом рисунке показаны распределения давления, плотности, а также поле скоростей газа около Марса через 600 с после вторжения облака (на высоте 400 км) при скорости n0=40 км/с. В этом случае облако срывает большую часть атмосферы планеты. На правом рисунке — характеристики атмосферы через 3000 с после вторжения облака вдвое меньшего объема, в 10 раз менее плотного и с начальной скоростью 5.3 км/с. Здесь окончательный результат столкновения противоположный — наращивание на 15% массы атмосферы Марса. Расчеты проводились для осесимметричной картины течения; x — координата вдоль вектора начальной скорости облака, r — расстояние от оси симметрии.

Рисунок справа соответствует второму случаю и дает картину течения в момент времени t = 3000 с. Обращаем внимание, что стрелки, изображающие поле скоростей, для обоих рисунков даны в разных масштабах (во втором случае стрелки той же длины соответствуют примерно в шесть раз меньшей скорости, чем в первом). Здесь максимальные скорости в газе (5.3 км/c) лишь немного превосходят вторую космическую скорость, а распределение плотности таково, что уносится незначительная масса газа, поэтому атмосфера не теряет, а наращивает свою массу на 15% за счет паров частиц. Оба рисунка соответствуют примерно одной и той же стадии процесса. Здесь показаны картины течений после воздействия ударной волны на всю поверхность планеты.

Итак, в результате взаимодействия с пылевым облаком масса атмосферы может как существенно уменьшиться, так и возрасти.

В принципе, можно поставить следующую обратную задачу: найти такие параметры налетающего облака частиц, при которых будет уноситься заданная часть массы исходной атмосферы. Иначе говоря, зная нынешние характеристики марсианской атмосферы и предполагая, что в далеком прошлом у поверхности они были, например, как у Земли, можно определить (хотя, конечно, и неоднозначно) параметры облака, встреча с которым вызвала предполагаемую потерю марсианской атмосферы. А затем и оценить, какие процессы и тела могли породить такого “похитителя” атмосферы.

Возникает естественный вопрос: может ли такая катастрофа произойти с Землей?

Очевидно, взаимодействие космического облака частиц с атмосферой Земли имеет принципиально такой же характер, как и для Марса. Различие — только в других значениях параметров: размеров планеты, силы тяжести, второй космической скорости. Земля больше Марса и потерять атмосферу в результате подобного катастрофического процесса ей труднее, но такая возможность не исключена. Наши расчеты позволили установить, от столкновения с каким пылевым облаком это может случиться.

Правда, подробное исследование взаимодействия с атмосферой облаков частиц, которые могут унести в космос значительную часть атмосферы, для Земли не столь актуально, как для необитаемой планеты. Воздействие ударной волны и потоков излучения на земную поверхность будет заведомо губительно для жизни на Земле и при существенно меньшей энергии налетающего облака, когда об уносе значительной части атмосферы можно еще не говорить. Так, если размер облака сравним с диаметром Земли, то уже при небольших скоростях влета (скажем, со второй космической скоростью 11.2 км/с) ударная волна станет опасной даже для самого разреженного града — при наименьшем из рассмотренных значений начальной объемной доли частиц a0=10–9. Такой град, будь он локальным, вообще не создал бы для Земли никакой угрозы.

Нужна предельная осторожность!

Как уже упоминалось, существует важный практический аспект проблемы. В последнее время в научной и популярной литературе много говорится об опасности столкновения с Землей достаточно крупного космического тела — астероида или кометы. Обсуждаются различные способы предотвращения такого столкновения, в том числе — путем дробления тела на множество мелких осколков. Однако такой вариант спасения Земли нужно очень тщательной проработать — ведь в этом случае планета столкнется с большим потоком мелких частиц. А космический град, как мы показали, чреват не менее катастрофическими последствиями для жизни на Земле, чем столкновение с одним компактным телом. Тут требуется предельная осторожность, так как катастрофа может из локальной превратиться в глобальную. Работа в данном направлении поможет установить границы такой опасности, но уже ясно: устранять угрозу столкновения космического тела с Землей лучше путем изменения траектории его полета, а не разрушения.

Наши расчеты подтвердили, что в результате столкновения с большим пылевым облаком планета может лишиться своей атмосферы. При некоторых исходных параметрах налетающего облака частиц (в частности, при меньших скоростях) возможна и обратная ситуация, когда атмосфера существенно вырастет в своих объеме и массе. Но при этом, естественно, может радикальным образом измениться ее состав.

Остается надеяться, что с Землей этого никогда не произойдет. В то же время, имеет смысл повнимательнее вглядеться в окружающее нас космическое пространство. Возможно, где-то подобные взаимодействия иногда все же случаются. Мы установили, что они должны сопровождаться еще и мощными, хотя и кратковременными, световыми вспышками, которые можно зарегистрировать современной аппаратурой даже на межзвездных расстояниях. Обнаружение в космосе таких процессов дало бы много новой интересной информации.

И последнее. Сейчас между Россией и США идет дискуссия по вопросу разработки систем противоракетной обороны. Разрушение ядерных ракет в космосе, конечно, не создаст потоков частиц, способных воздействовать на Землю посредством ударной волны или светового излучения, поскольку у образовавшихся обломков и скорость невелика, и суммарная масса мала. Но здесь появляется третий, новый фактор опасности. Именно — распыление радиоактивного вещества в ближайшем космосе. Как поведут себя радиоактивные частицы? Сколько их выпадет на Землю? Как они распределятся по поверхности Земли? Каково и на каких площадях будет радиоактивное заражение? Все это вопросы, которые требуют тщательного анализа. Не исключено, что в результате “успешного” отражения ракетной атаки вся планета накроется радиоактивным облаком. И тогда вместо локального получится даже более опасное глобальное воздействие на планету, как и в случае разрушения подлетающего к Земле астероида.

Литература

1. Millman P.M.

// Naturwissenschaften. 1979. V.66. P.134—139. 2.
Алимов Р.В., Дмитриев Е.В.
Противоастероидная защита Земли // Природа. 1995. №6. С.94—101. 3.
Плотников П.В., Шуршалов Л.В.
// Астрон. вестн. 1997. Т.31. №1. С.72—81. 4.
Шуршалов Л.В., Плотников П.В.
// Тр. Мат. ин-та им.В.А.Стеклова. 1998. Т.223. С.255—263. 5.
Нигматулин Р.И.
Основы механики гетерогенных сред. М., 1978. 6.
Pollack J.B., Kasting J.F., Richardson S.M., Poliakoff K.
// Icarus. 1987. V.71. №2. P.203—224. 7.
Гетман В.С.
Внуки Солнца. Астероиды. Кометы. Метеорные тела. М., 1989.

Рейтинг
( 2 оценки, среднее 4.5 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: