Следом за «Марс Глобал Сервейор» к соседней планете отправился спускаемый комплекс «Марс Патфайндер» («Mars Pathfinder»), который должен был продемонстрировать возможность непосредственного изучения красной планеты с помощью относительно недорогих аппаратов (265 миллионов долларов, включая стоимость запуска) и хорошо справился с этой задачей. Аппарат состоял из стационарной посадочной платформы и «ровера» – маленького шестиколесного марсохода «Соджорнер» («Sojourner»), название которого можно перевести как «Пришелец». Весь комплект стартовал 4 декабря 1996 года и 6 июля 1997 года вошел в атмосферу Марса на высоте 125 км. Парашют замедлил его спуск, а надувные подушки обеспечили смягчение удара. Дважды подпрыгнув, посадочный модуль окончательно остановился. После того как воздух из подушек был выпущен, марсоход по выдвижному пандусу покинул платформу, которая автоматически открылась после посадки. Работая на солнечных батареях, он обследовал район вокруг станции.
Спускаемый модуль совершил посадку на древней равнине на границе долины Ареса (Ares Vallis, точные координаты – 19,33° северной широты и 33,55° западной долготы), несколько миллиардов лет тому назад затопленной водой, но впоследствии высохшей. Предполагается, что с тех пор ее поверхность почти не претерпела изменений. Одной из задач стало исследование горных пород в районе посадки в надежде обнаружить какие-то следы воды или саму воду. После посадки модуль «Марс Патфайндер» обрел свое новое название – Мемориальная Станция Сагана, в честь умершего незадолго до этого знаменитого астрофизика Карла Сагана, который верил в существование «каналов» и марсианского разума.
Расчетная научная программа была выполнена в течение первых семи дней. Посадочный модуль измерял скорость ветра и температуру, связывался с Землей и передавал команды марсоходу. Всего «Марс Патфайндер» передал 16 тысяч изображений поверхности Марса, на некоторых из них запечатлена работа «Пришельца». В свою очередь тот проанализировал пятнадцать образцов пород. Некоторые из достаточно больших камней на фотографиях получили свои имена: Му, Джо, Ведж и тому подобные.
Первые же цветные фотографии, полученные на Земле, показали, что окрестности Станции имени Сагана выдержаны в красных тонах. Обычно такой цвет породе придают железистые минералы. На них-то и было сосредоточено внимание исследователей при изучении окрестностей спектральным методом. Что касается химического состава камней, то подробнее всего «Пришелец» проанализировал его для камней Барнакл Билл и Йоги. Оказалось, что оба имеют вулканическое происхождение.
Геологи, детально изучив окружающий пейзаж, пришли к выводу, что не далее как миллиард лет назад в ее районе протекал поток воды глубиной в сотни метров, по своей мощи схожий с потоком, наполнившим в свое время Средиземное море.
Ветры в районе Станции достигали 6–8 м/с. Часто случались смерчи – за два месяца пребывания на красной планете «Марс Патфайндер» наблюдал двенадцать пылевых смерчей. Один из них даже прошел непосредственно над Стацией, оставив след в виде характерного изменения атмосферного давления.
Как и следовало ожидать, на Марсе очень холодно. После полудня температура не поднималась выше отметки −15 °C. Ночью же царит антарктический холод: около −70 °C. Только посадка самого «Марс Патфайндер» согрела окрестный марсианский воздух до +0,2 °C, но ненадолго. Давление в районе Станции стабильно не поднималось выше 4,8 мм ртутного столба.
Зато через месяц наблюдений за холодной и сухой планетой «Марс Патфайндер» заснял на рыжем марсианском небосклоне самые настоящие облака. Они оказались голубого цвета и, как убеждены американские исследователи, состоят из мельчайших частичек замерзшей воды, взвешенных на высоте 10–15 км над поверхностью планеты. Голубой цвет их связан с тем, что голубые лучи лучше всего рассеиваются на мелких частичках. Крупные же частички железистой пыли, взвешенной в воздухе, синие лучи поглощают, а красные – рассеивают, чем и придают небесам оранжевый оттенок…
Связь со Станцией имени Сагана прервалась 27 сентября 1997 года по неустановленной причине. Но собранных ею данных хватило, чтобы показать необходимость дальнейшего изучения красной планеты.
Марсианские овраги и сугробы
Несмотря на то, что новейшие данные о соседней планете указывали на полное отсутствие каких-либо признаков жизни на ее поверхности, оставался еще шанс, что она прячется где-то в глубине, под поверхностью. В любом случае, чтобы доказать теоретическую возможность существования на современном Марсе хоть каких-то форм жизни, требовалось подтвердить наличие там воды в жидком состоянии.
Первые (хотя и очень скромные) доказательства этому нашел еще «Марс Глобал Сервейор». Прекрасные снимки, переданные им с ареоцентрической орбиты, позволили обнаружить «молодые» глубокие овраги, объяснить происхождение которых можно, если только признать, что они образованы текущей водой.
Сотрудники Университета штата Колорадо Дженнифер Хелдманн и Майкл Меллон рассмотрели несколько гипотез образования этих оврагов: течение жидкой углекислоты, течение жидкой воды от таяния снежных сугробов, оползни под ветровым воздействием. В результате они пришли к выводу, что никакая из моделей формирования оврагов не соответствует тому, что мы видим на Марсе. Согласно их новейшей гипотезе, овраги формируются под размывающим воздействием воды, которая образуется из лежащего под грунтом льда, тающего в районах с геотермальной активностью.
Филип Кристенсен из Государственного университета Аризоны и Паскаль Ли из Института Марса (Калифорния) отстаивают теорию образования оврагов от таяния сугробов. Кристенсен утверждает, что сугробы служат защитой для жидкой воды, не давая ей испаряться при низком давлении.
Марсианские сугробы – наиболее вероятное место обитания микроорганизмов, если они там есть. Линн Ротшильд, специалист по экосистемам Исследовательского центра имени Эймса, показала, что в таких сугробах вполне способна жить и размножаться морская водоросль Chlamydomonas nivalis. Ее обнаруживают на склонах высоких гор в условиях разреженной атмосферы и низких температур. Сугробы, в которых она поселяется, со временем окрашиваются в красный цвет – за это они даже получили особое название: «арбузный снег» («watermelon snow»).
Озадачивают и темные пятна, заснятые аппаратом «Марс Глобал Сервейор». Они появляются буквально на глазах, и объяснить их природу никто не может. Возможно, это проступают грунтовые воды, а возможно, это песчаные наносы, формируемые смерчами.
Пристальное внимание вызывают и «серые» пятна, которые появляются на песчаных дюнах, расположенных на стенках кратеров в южном и северном приполярных районах Марса. Группа венгерских исследователей детально обследовала окрестности южного полюса. Выяснилось, что пятна появляются в конце зимы, а к лету исчезают. Сперва они появляются по периметру дюн и изредка – на песчаных гребнях. Их расположение (независимо от высоты местности) и форму (круглую на плоских поверхностях и продолговатую на склонах) нелегко объяснить с помощью одних лишь физических механизмов. Венгерские исследователи предложили биологическое объяснение феномена. Согласно их гипотезе, пятна могут представлять собой колонии микроорганизмов, которые на протяжении зимы находятся под поверхностью ледового покрова. После появления Солнца над горизонтом лучи света проникают сквозь лед, возобновляется процесс фотосинтеза, а выделяемое тепло нагревает ближайшие окрестности. По мере того как ледяной покров становится тоньше, колонии микроорганизмов становятся видимыми сквозь него как серые пятна. Как только лед полностью растапливается, они моментально обезвоживаются и становятся черными. По мнению ученых, это позволяет объяснить наличие у этих образований темного центра, окруженного серым ореолом.
Другие ученые также ведут поиск возможных физических и геологических объяснений феномена. Пятна могут образовываться при постепенном выделении газа, в том числе водяных паров, из марсианской коры. Рассматривается возможность формирования подобных пятен из пыли, переносимой ветром.
«Одиссей» находит воду
На вопрос о наличии воды на Марсе должен был окончательно ответить орбитальный аппарат «Марс Одиссей» («2001 Mars Odyssey»), получивший свое название в честь известного научно-фантастического романа Артура Кларка, экранизированного культовым режиссером Стэнли Кубриком. Аппарат стартовал 7 апреля 2001 года.
Перед «Одиссеем» были поставлены следующие задачи: глобальное картирование элементного состава поверхности Марса, определение количества водорода (то есть наличия водяного льда и воды) в тонком поверхностном слое, исследование минералогии поверхности с высоким пространственным и спектральным разрешением, изучение морфологии поверхности Марса и геологических процессов, которые ее сформировали. Предполагалось также получить данные для планирования мест посадки следующих автоматических межпланетных станций и выяснить радиационную обстановку вблизи Марса для оценки риска будущей пилотируемой экспедиции.
