Антон Первушин - Марсианин: как выжить на Красной планете

«Марсианские хроники» Рэя Брэдбери подвели своеобразный итог романтическому периоду в истории изучения Марса. Красная планета снова изменилась. Если раньше существование на ней высокоразвитой цивилизации мало кто оспаривал, то в начале 1950-х годов, наоборот, требовалось доказывать, что на Марсе имеются хоть какие-то признаки биологической жизни. Новейшие методы астрономических наблюдений убили марсианскую цивилизацию быстрее и надежнее, чем это сделала «ветрянка» Брэдбери.

Напомню, что гипотеза о постепенном умирании Марса была высказана еще Персивалем Лоуэллом. В книге «Марс как пристанище жизни» («Mars as the Abode of Life», 1910) он в очередной раз писал:

«Нас привлекает эта картина печального существования, существования, дни которого в космическом масштабе времен уже сочтены. Для наших потомков в отдаленном будущем вопрос о жизни на Марсе не будет уже больше ни загадкой, ни проблемой, требующей решения; эта жизнь исчезнет, уйдя за пределы познания и воспоминаний. Таким образом, для нас она представляет тем более жгучий интерес, что ей осталось уже недолго существовать. Процесс, который привел ее к настоящей стадии, должен продолжаться неотвратимо до его печального конца, когда погаснет последняя искра жизни на Марсе. Высыхание планеты будет по необходимости продолжаться, и в конце концов на поверхности ее никакая жизнь не сможет существовать. Медленно, но верно время покончит с ней. Когда погаснут последние тлеющие угли, планета будет продолжать свой путь в пространстве как мертвый мир, навеки отошедший от всяких возможностей эволюции».

Мы убедились, что в той или иной форме такое видение неизбежного угасания разделяли почти все авторы «марсианской» прозы. Однако реальность оказалась проще и грубее: Марс не был умирающей планетой, он давно умер.

После смерти Персиваля Лоуэлла ведущим наблюдателем обсерватории Флагстафф стал Весто Слайфер. Он был поклонником идей своего увлекающегося патрона, верил в искусственное происхождение каналов Марса и с 1905 года по 1964 сделал свыше 100 тысяч фотографий красной планеты, на которых видны тонкие прямые линии. Примечательно, что карта Слайфера, испещренная «каналами» Лоуэлла, была принята за основу американскими Военно-воздушным силами, специалисты которых разрабатывали в конце 1950-х проект космического корабля для полета на Марс.

Но среди других астрономов, изучавших соседнюю планету, все более крепло убеждение, что наблюдаемые каналы имеют скорее естественное, чем искусственное происхождение: например, это могут быть глубокие расселины в коре. В любом случае факт наличия или отсутствия каналов не отвечал на главный вопрос: есть на Марсе жизнь или он бесплоден, как Луна? Чтобы ответить на него, следовало получить достоверные данные об атмосфере Марса и прежде всего установить, имеются ли там кислород и водяные пары. Кроме того, установленная величина высоты атмосферы Марса позволила бы сделать вывод о среднем давлении и температуре у поверхности.

Согласно кинетической теории газов, Марс должен иметь разреженную атмосферу. Из-за того, что его притяжение намного меньше земного, любые газовые молекулы, которые достигают скорости 5 км/с, со временем улетят в космос. Марс, как ожидалось, должен был потерять весь водород, но сохранил более тяжелые газы типа азота, кислорода и водяного пара. Их соотношение предполагалось таким же, как и на Земле: 78 % на азот, 21 % на кислород и 1 % на другие газы, включая аргон и водяной пар.

В течение Великого противостояния 1909 года молодой сотрудник Пулковской обсерватории Гавриил Тихов сделал серию снимков Марса, используя различные светофильтры. В частности, он установил: резкость деталей на диске планеты постепенно снижается к краю, что, по мнению Тихова, свидетельствовало о наличии плотной атмосферы. Действительно, атмосфера планеты независимо от состава должна рассеивать солнечные лучи, а интенсивность рассеянного света изменяется обратно пропорционально четвертой степени длины волны. Поэтому зеленые лучи должны рассеиваться атмосферой сильнее, чем красные, а детали поверхности будут замываться рассеянным светом атмосферы. Еще сильнее должны рассеиваться синие и фиолетовые лучи; в еще большей степени – ультрафиолетовые. Астрономы попытались проверить открытие Тихова во время следующего Великого противостояния 1924 года, когда американский астроном Уильям Райт получил с помощью рефлектора обсерватории Лик серию снимков Марса во всех лучах спектра от инфракрасных до ультрафиолетовых. Вскоре такую же серию снимков сделал и другой американец Фрэнк Росс.

Снимки Райта и Росса не только подтверждали результаты Тихова, но и позволили обнаружить два новых эффекта. Во-первых, в синих, фиолетовых и ультрафиолетовых лучах никакие детали поверхности не просматривались, а были видны только полярные шапки. Во-вторых, диаметр диска Марса в фиолетовых лучах был заметно больше, чем в красных. Их открытие не стало столь же громкой публичной сенсацией, как открытие марсианских каналов, но в научных кругах оно вызвало не менее горячие споры, чем вопрос о каналах.

Разность диаметров диска Марса в ультрафиолетовых и инфракрасных лучах на снимках Райта и Росса достигала от 200 до 300 км. Если это результат рассеяния солнечных лучей в атмосфере Марса, то ее высота должна быть равна половине от названной величины: от 100 до 150 км. Отсюда Уильям Райт сделал вывод, что Марс окружен плотной и протяженной атмосферой. Однако непосредственные наблюдения показывали, что атмосфера прозрачна. Получалось противоречие: если бы Марс обладал очень плотной атмосферой, то она казалась бы нам молочно-белой, примерно как атмосфера Венеры.

Некоторые ученые пытались объяснить эффект Райта несовершенством фотографических методов, и в 1926 году астроному пришлось повторить опыт. Росс, используя аналогичное оборудование, сфотографировал Юпитер, Венеру и искусственные модели планет, показав, что для этих планет и моделей эффект Райта не наблюдается.

Дискуссия продолжалась. Теоретическое исследование процесса рассеяния света в атмосфере планеты, выполненное в том же 1926 году советским астрономом Василием Фесенковым, показало, что при любых предположениях о строении атмосферы Марса разность видимых радиусов планеты в фиолетовых и красных лучах не может превысить 35 км, но никак не 100 или 150 км. Тогда Уильям Райт предложил новое объяснение своему эффекту. Атмосфера Марса может быть очень разреженной и прозрачной, но на некоторой высоте (скажем, 100 км) в ней находится слой каких-то частиц в виде мглы или дымки, рассеивающий фиолетовые лучи. Он получил название «фиолетового слоя» или «голубой дымки». Этот феномен долгое время мучил астрономов, но в конце концов получил объяснение, что таким образом проявляются уникальные фотометрические свойства марсианской поверхности.