Карл Саган - Голубая точка. Космическое будущее человечества

Вскоре появилась масса объяснений. Я отстаивал точку зрения, что высокая яркостная температура в радиодиапазоне прямо свидетельствует, что у Венеры горячая поверхность и что причина высоких температур заключается в мощном парниковом эффекте, возникающем под действием углекислого газа и паров воды. При этом часть солнечного света проникает через облака и разогревает поверхность, но планете крайне сложно излучать это тепло обратно в космос, поскольку и углекислый газ, и водяной пар сильно задерживают инфракрасные лучи. Углекислый газ поглощает излучение в инфракрасном спектре и на уровне более длинных волн, но, по-видимому, в его спектре существуют «окна» между полосами поглощения, и через эти «окна» поверхность вполне могла бы сбрасывать излишки тепла в космос. Однако водяной пар поглощает излучение на тех участках инфракрасного спектра, которые частично перекрывают «окна» в спектре поглощения двуокиси углерода. Мне казалось, что два эти газа вместе вполне могут захватывать практически все инфракрасное излучение, даже если водяного пара там очень мало. Представьте себе две изгороди из штакетника, установленные так, что дощечки одной случайно перекрывают щели в другой.

Существует и другая, принципиально иная категория объяснений, согласно которым высокая яркостная температура Венеры никак не связана с ее поверхностью. Условия на поверхности все-таки могли быть умеренными, щадящими, пригодными для жизни. Предполагалось, что в атмосфере Венеры или в окружающей ее магнитосфере может быть область, активно излучающая радиоволны в пространство. Считалось, что между каплями воды в облаках Венеры могут возникать электрические разряды. Обсуждалась гипотеза о тлеющих разрядах, в ходе которых на восходе и закате происходит рекомбинация ионов и электронов в верхних слоях атмосферы. Некоторые ученые высказывались и в пользу очень плотной ионосферы, где радиоволны могли возникать под действием взаимного ускорения свободных электронов – так называемого «свободно-свободного излучения». (Один из сторонников этой идеи даже предположил, что требуемая для этого высокая ионизация вызвана в 10 000 раз большей радиоактивностью на Венере, чем на Земле, возможно, из-за недавно происходившей там ядерной войны.) Причем в свете открытия излучения, испускаемого магнитосферой Юпитера, было естественно предположить, что радиоволны возникают в огромном облаке заряженных частиц, которые могли быть захвачены неким гипотетическим и очень сильным магнитным полем Венеры.

В серии научных работ, которые я опубликовал в середине 1960-х гг. (многие из них – совместно с Джимом Поллаком [45] Джеймс Поллак внес важный вклад во все сферы планетологии. Он был моим первым аспирантом, и с тех пор мы стали коллегами. Он превратил Исследовательский центр им. Эймса при НАСА в ведущую мировую организацию, занимающуюся исследованиями планет и постдокторской подготовкой ученых-планетологов. Джеймс был добрейшим человеком, обладавшим выдающимися научными талантами. Он умер в 1994 г. в расцвете сил. – Прим. авт. ), были критически проанализированы эти симбиотические модели, допускающие сосуществование горячей области интенсивного излучения и прохладной поверхности. К тому времени у нас появились еще две новые важные подсказки: радиоспектр Венеры и данные «Маринера-2», согласно которым радиоизлучение в центре венерианского диска было более выраженным, чем по краям. К 1967 г. мы могли с определенной уверенностью исключить альтернативные модели и прийти к выводу, что на поверхности Венеры царит палящая жара и температура далека от земной – там более 400 ℃. Но наши аргументы строились на основе умозаключений и содержали множество промежуточных этапов. Очень хотелось получить непосредственные измерения.

В октябре 1967 г. – в десятилетнюю годовщину запуска первого спутника – советская станция «Венера-4» сбросила в облака Венеры спускаемый аппарат. Он передал данные из горячих верхних слоев атмосферы, но до поверхности не добрался. Днем позже мимо Венеры пролетел американский аппарат «Маринер-5», прозондировавший планету в радиодиапазоне на постепенно увеличивающейся глубине и передавший эту информацию на Землю. Темпы затухания сигнала позволили судить о температуре атмосферы. Хотя между данными двух аппаратов наблюдалось некоторое разногласие (позже его удалось разрешить), обе экспедиции не оставляли сомнений, что поверхность Венеры очень горячая.

С тех пор ряд советских зондов серии «Венера» и группа американских аппаратов «Пионер» («Пионер-12» и далее) входили в глубокие слои венерианской атмосферы, садились на саму планету и непосредственно измеряли ее поверхностные и приповерхностные температуры – как правило, просто выдвигая термометр. Оказалось, что эта температура составляет около 470 ℃. C поправкой на такие факторы, как погрешности калибровки наземных радиотелескопов и излучательная способность поверхности, старые радиоастрономические наблюдения хорошо согласовывались с непосредственными измерениями, выполненными космическими аппаратами.

Первые советские посадочные модули были рассчитаны на атмосферу, подобную земной. Они просто расплющились под огромным давлением, как жестяная банка в руке рестлера-чемпиона или субмарина времен Второй мировой войны в желобе Тонга. Впоследствии советские спускаемые аппараты из серии «Венера» были значительно укреплены, как современные подводные лодки, и успешно садились на раскаленный грунт. Когда стало ясно, какова глубина венерианской атмосферы и толщина облаков, советские конструкторы предположили, что поверхность Венеры может быть угольно-черной. Аппараты «Венера-9» и «Венера-10» были оснащены прожекторами. Оказалось, в них не было нужды. До поверхности планеты доходит несколько процентов солнечного света, заливающего облака, и на Венере примерно такая видимость, как в облачный день на Земле.

Думаю, наше долгое неприятие идеи о том, что поверхность Венеры раскалена, можно объяснить нежеланием отказаться от мысли, что ближайшая планета пригодна для жизни, будущих исследований, а в долгосрочной перспективе, пожалуй, даже может быть заселена людьми. Оказывается, там нет никаких палеозойских болот, никакого океана нефти или минеральной воды. В действительности Венера – это душное мрачное пекло. На ней встречаются пустыни, но в основном это мир застывших озер лавы. Наши надежды не оправдались. Сегодня этот мир влечет нас гораздо слабее, чем на заре космической эры, когда практически все казалось возможным и могли подтвердиться даже самые романтические наши представления о Венере.

МНОГИЕ КОСМИЧЕСКИЕ ЭКСПЕДИЦИИвнесли вклад в наши нынешние представления о Венере. Но первым был «Маринер-2». «Маринер-1» отказал на старте и, как скаковая лошадь, сломавшая ногу, был пущен в расход. «Маринер-2» сработал отлично и предоставил важнейшие предварительные радиоданные о венерианском климате. Он исследовал в инфракрасном спектре свойства облаков. На пути от Земли к Венере он открыл и измерил солнечный ветер – поток заряженных частиц, летящих от Солнца. Солнечный ветер наполняет магнитосферы всех планет, встречающихся на его пути, под его действием вырастают хвосты у комет и образуется далекая гелиопауза. «Маринер-2» был первым успешно сработавшим межпланетным зондом, открывшим эру планетных исследований.