ПУТЬ, ВЕДУЩИЙ В МИР ЧУДЕС, ОТКРЫТ

Великие шлюзы, ведущие в мир чудес, раскрылись настежь.

Герман Мелвилл. Моби Дик (1851)

Когда-нибудь, возможно совсем скоро, появится такая нация — а скорее, содружество наций, — что сможет совершить следующий большой шаг на пути человечества в космос. Возможно, это произойдет, когда удастся обойти бюрократов и эффективно использовать современные технологии. Может быть, потребуются новые технологии, более совершенные, чем огромные бесхитростные ракеты на жидком топливе. Экипажи этих кораблей ступят на поверхность новых миров. Когда-нибудь на одной из этих планет родится первый ребенок. Будут сделаны первые шаги к жизни за пределами Земли. Мы пойдем своим путем. Будущее этого не забудет.

МАНЯЩИЙ И ВЕЛИЧЕСТВЕННЫЙ МАРС расположен буквально у нас под боком. Это ближайшая планета, на которой могут безопасно приземлиться астронавты или космонавты. Хотя там иногда бывает столь же тепло, как в Новой Англии в октябре, вообще Марс — студеное место, настолько холодное, что на зимнем полюсе часть углекислого газа из его тонкой атмосферы выпадает в виде сухого льда.

Это ближайшая планета, поверхность которой можно рассмотреть в небольшой телескоп. Во всей Солнечной системе именно эта планета больше всего напоминает Землю. Если не считать пролетов, пока удалось совершить всего две полностью успешные экспедиции к Марсу: «Маринер-9» в 1971 г. и «Викинги-1, 2» в 1976 г. Они открыли глубокую рифтовую долину, которая протянулась бы от Нью-Йорка до Сан-Франциско; колоссальные вулканы, высочайший из которых поднимается более чем на 21 км над средним уровнем марсианской поверхности, то есть втрое превосходит по высоте Эверест. Были открыты затейливые слоистые структуры в полярных шапках Марса и среди его льдов, напоминающие по форме пирамидки из покерных фишек и, возможно, свидетельствующие о древних климатических изменениях; темные и светлые прожилки, вычерченные на поверхности пылевыми вихрями, — готовые карты стремительных марсианских ветров за последние десятилетия и века; обширные всепланетные песчаные бури и загадочные формы рельефа.

На Марсе можно найти сотни каналов и целые сети долин, сформировавшиеся несколько миллиардов лет назад; многие из них расположены на южных возвышенностях, изрытых кратерами. Они позволяют предположить, что раньше условия на Марсе были более мягкими и напоминали земные — очень отличались от тех, что мы сегодня видим под разреженной и морозной марсианской атмосферой. Кажется, что некоторые древние каналы оформились в результате ливней, другие — в ходе иссушения подземных пород и их последующего обвала, третьи — из-за грандиозных потоков, хлынувших из-под земли. Реки врывались в огромные ударные кратеры диаметром не одну тысячу километров и заполняли их — а сегодня эти чаши сухи как пыль. Марсианские водопады, по сравнению с которыми любые их земные аналоги кажутся миниатюрными, срывались в озера. Обширные океаны глубиной сотни метров, а возможно, и километр, могли омывать плавно изгибающиеся побережья, очертания которых сегодня едва различимы. Этот мир можно было бы исследовать. Мы опоздали на 4 млрд лет.

Примерно в тот же период на Земле возникли и начали развиваться первые микроорганизмы. По самым основополагающим причинам земная жизнь тесно связана с жидкой водой. Мы, люди, сами на три четверти состоим из воды. Те же разно­видности органических молекул, которые выпадали с неба и образовывались в атмосфере и морях древней Земли, должны были накапливаться и на древнем Марсе. Возможно ли, что жизнь быстро сформировалась в водах первозданной Земли, но оказалась каким-то образом ограничена и угнетена в водах молодого Марса? Или же марсианские моря могли изобиловать организмами — плавающими, плодящимися, развивающимися? Какие диковинные твари когда-то могли там плескаться?

Какие бы драматичные события ни разворачивались в те далекие времена, все вдруг нарушилось около 3,8 млрд лет назад. Мы видим, что примерно в тот период эрозия древних кратеров начинает разительно замедляться. По мере того как истончалась атмосфера, пересыхали реки, а за ними и океаны. Температуры снижались, организмам оставалось ретироваться в последние благоприятные экосистемы, возможно, ютиться на дне заледеневших озер. Затем и эта жизнь исчезла, а мертвые тела и окаменелости экзотических организмов — возможно, они сформировались по законам, очень отличающимся от земных, — оказались заморожены и до сих пор дожидаются исследователей, которые когда-нибудь в далеком будущем могут прибыть на Марс.

МЕТЕОРИТЫ — ЭТО ОСКОЛКИ ДРУГИХ МИРОВ, которые можно найти на Земле. Большинство из них образуется при столкновениях многочисленных астероидов, обращающихся вокруг Солнца между орбитами Марса и Юпитера. Но некоторые возникают, когда крупный метеорит на высокой скорости врезается в планету или астероид, высекает кратер и выбрасывает в космос поднятые при ударе фрагменты пород. Единицы из этих камней миллионы лет спустя могут быть захвачены другой планетой.

Кое-где во льдах антарктических пустошей встречаются метеориты, которые хорошо сохраняются при низких температурах и вплоть до недавнего времени не попадались на глаза человеку. У некоторых метеоритов, относимых к категории SNC (произносится «сник»), есть одно свойство, которое поначалу казалось просто невероятным. Выяснилось, что глубоко внутри их минеральных и стекловидных структур заключены пузырьки газа, надежно защищенные от смешивания с земной атмосферой. Анализ этого газа показал, что его химический состав и соотношение изотопов точно такие же, как в атмосфере Марса. Мы знаем об атмосфере Марса не только по косвенным данным спектрометров, но и по непосредственным измерениям, выполненным прямо на поверхности Красной планеты спускаемыми аппаратами «Викинг». К всеобщему удивлению, метеориты SNC оказались камнями с Марса.

Изначально это были куски породы, которые расплавились и вновь затвердели. Радиоизотопная датировка всех таких метеоритов свидетельствует, что их материнские породы сформировались из лавы в период от 180 млн до 1,3 млрд лет назад. Затем они были выброшены с планеты после падения космических объектов. В зависимости от того, как долго они подвергались воздействию космических лучей в ходе межпланетного путешествия от Марса к Земле, мы можем определить их возраст — как давно они были отколоты от планеты. Таким образом, возраст этих метеоритов может варьироваться от 10 млн до 700 000 лет. Они представляют собой образцы 0,1% современной истории Марса.

Некоторые содержащиеся в них минералы явно свидетельствуют, что когда-то эта порода находилась в воде, жидкой теплой воде. Такие гидротермальные минералы подсказывают, что каким-то образом, возможно, по всему Марсу, еще недавно имелась жидкая вода. Возможно, она образовалась, когда жар марсианских недр растапливал подземный лед. Но если подобное происходило, то естественно задать вопрос: а вдруг не вся жизнь исчезла, что, если она каким-то образом сохранилась до наших дней в периодически пересыхающих подземных озерах или в пленке воды, увлажняющей подповерхностные зернистые минералы?

Геохимики Эверетт Гибсон и Хэл Карлссон из Космического центра им. Линдона Джонсона в составе НАСА извлекли из одного SNC-метеорита каплю воды. Изотопные соотношения содержащихся в ней атомов кислорода и водорода буквально являются неземными. Я смотрел на эту воду из другого мира и видел в ней стимул для будущих исследователей и поселенцев.

Вообразите, что мы могли бы найти, если бы удалось доставить на Землю большую партию образцов из различных районов Марса, отобранных в зависимости от научной ценности тех или иных минералов, — в том числе никогда не таявший грунт и камни. Мы очень близки к этому — такая задача решаема даже при помощи небольших роботизированных марсоходов.

Межпланетная транспортировка подповерхностного материала подводит нас к еще одному животрепещущему вопросу: 4 млрд лет назад по соседству существовали две планеты, обе теплые и влажные. На заключительном этапе аккреции две эти планеты сталкивались с астероидами гораздо чаще, чем сейчас. Образцы из обоих миров выбрасывались в космос. Мы уверены, что как минимум на одной из двух планет в те времена существовала жизнь. Мы знаем, что некоторые из выбрасываемых обломков остаются холодными в процессе столкновения с астероидом, собственно выброса и попадания на другую планету. Итак, могли ли некоторые из первых земных организмов в целости и сохранности попасть на Марс 4 млрд лет назад и дать толчок к развитию жизни на этой планете? Либо — еще более гипотетически — могла ли жизнь таким образом быть занесена на Землю с Марса? Возможно, такую версию удастся проверить. Если мы откроем жизнь на Марсе и обнаружим, что она очень похожа на земную (и если вдобавок будем совершенно уверены, что речь не идет о попадании на Марс тех земных бактерий, которые мы могли сами занести туда в ходе наших исследований), то гипотезу о том, что жизнь издавна передается с планеты на планету через космическое пространство, потребуется воспринимать серьезно.

КОГДА-ТО СЧИТАЛОСЬ, что Марс изобилует жизнью. Даже суровый и скептически настроенный астроном Саймон Ньюком в своей книге «Астрономия для всех», выдержавшей в начале XX в. множество изданий, которую и я обожал в детстве, заключал: «Вероятно, на планете Марс есть жизнь. Несколько лет назад это утверждение обычно воспринималось как фантастика. Теперь оно является общепризнанным». Но он сразу оговаривался, что речь идет не о «разумной гуманоидной жизни», а о зеленых растениях. Правда, теперь мы уже побывали на Марсе и искали там растения — а также животных, микробов и разумных существ. Даже если бы другие формы отсутствовали, мы могли бы представить на Марсе бурную бактериальную жизнь, как в нынешних земных пустынях — на самом деле бактерий на Земле хватало практически в любую ее эпоху.

Эксперименты по поиску жизни, выполненные «Викингом», были рассчитаны лишь на определенное подмножество мыслимых вариантов биологии; то есть они были ориентированы на поиск именно такой жизни, какая известна нам. Было бы глупо отправлять на Марс приборы, которые не могли бы обнаружить жизнь даже на Земле. Они отличались исключительной чувствительностью, с их помощью удавалось обнаружить бактерии на нашей планете даже в самых неблагоприятных условиях — среди аридных пустынь и пустошей.

В одном из экспериментов исследовался газообмен между марсианским грунтом и атмосферой на предмет присутствия земной органики. Второй заключался во внедрении в марсианский грунт разнообразных органических питательных веществ, помеченных радиоактивными изотопами: предполагалось проверить, есть ли в этом грунте организмы, которые поглощали бы эту пищу и окисляли ее с выделением радиоактивного диоксида углерода. В третьем эксперименте в марсианский грунт заносили радиоактивный диоксид (и монооксид) углерода и проверяли, будут ли эти вещества поглощаться марсианскими микробами. К первоначальному изумлению, полагаю, всех причастных ученых все три эксперимента дали, казалось бы, положительные результаты. Газообмен происходил, органика окислялась, диоксид углерода впитывался в грунт.

Однако были причины и поостеречься. Обычно эти провокационные результаты не считаются достаточными доказательствами существования жизни на Марсе. Гипотетические процессы обмена веществ с участием марсианских микробов протекали в самых разнообразных условиях внутри модулей «Викинг» — во влаге (в жидкой воде, доставленной с Земли) и сухости, на свету и в темноте, на холоде (чуть выше точки замерзания) и при жаре (практически на точке кипения воды в нормальных условиях). Многие микробиологи считают маловероятным, что марсианские микробы оказались столь жизнеспособны в таких разных условиях. Другое веское основание для скептицизма дал четвертый эксперимент: поиск органических веществ в марсианском грунте давал строго отрицательные результаты, независимо от степени чувствительности. Мы ожидаем, что в основе марсианской жизни, как и в основе земной, будут лежать углеродные молекулы. Тот факт, что найти этих молекул не удалось, был с удручением воспринят даже оптимистичными экзобиологами.

В настоящее время явно положительные результаты экспериментов по поиску жизни обычно связывают с веществами, окисляющимися в грунте. В конечном итоге это происходит под действием солнечного ультрафиолета (о чем мы говорили в предыдущей главе). Еще остались некоторые ученые из проекта «Викинг», размышляющие о том, могут ли на Марсе существовать крайне неприхотливые и крепкие организмы, очень тонкой пленкой распределенные по марсианскому грунту — так, что их органическую химию обнаружить не удается и их выдает только обмен веществ. Эти ученые не отрицают, что в марсианском грунте есть окислы, образовавшиеся под действием ультрафиолета, но подчеркивают, что невозможно дать какое-либо исчерпывающее объяснение «условно-положительному» результату экспериментов по поиску жизни. Предлагались гипотезы о наличии органики в SNC-метеоритах, но на самом деле эти вещества кажутся примесями, попавшими в метеорит уже после того, как он оказался в нашем мире. До сих пор никто не заявлял о наличии марсианских микробов в этих небесных камнях.

Возможно, поскольку здесь отдает потворством массовому интересу, НАСА и большинство ученых из проекта «Викинг» крайне неохотно развивают биологическую гипотезу. Даже сейчас можно было бы добиться очень многого, если пересмотреть старые данные и исследовать при помощи инструментов «Викинга» грунт в Антарктике и в других почвах, где микробов очень мало. Можно было бы смоделировать в лабораторных условиях роль окислителей в марсианском грунте, спроектировать эксперименты, которые помогли бы прояснить эти вопросы — не отказываясь от поисков жизни, — когда на Марс отправятся новые посадочные модули.

Если мы действительно не сможем обнаружить никаких признаков жизни в ходе серии высокочувствительных экспериментов, которые будут поставлены в двух точках Марса на расстоянии 5000 км друг от друга — притом что на этой планете мельчайшие частицы грунта очень активно переносятся глобальными потоками ветра, — то можно будет с достаточной уверенностью утверждать, что Марс является мертвой планетой, по крайней мере сейчас. Но если жизни на Марсе нет, то мы имеем две планеты практически одинакового возраста и с почти идентичными условиями на ранних этапах существования, развивавшихся бок о бок в одной Солнечной системе. На одной планете жизнь развивается и изобилует, на другой — нет. Почему?

Возможно, химические следы или окаменелые останки древней марсианской жизни все-таки удастся обнаружить — под грунтом, в сохранности от ультрафиолетового излучения и окисленных им веществ, которые сегодня стерилизуют поверхность планеты. Может быть, в скале, обнажившейся после оползня, либо в берегах древней реки, в сухом озерном ложе или в стратифицированном полярном ландшафте нас ожидают важные доказательства в пользу внеземной жизни.

Несмотря на отсутствие жизни на поверхности Марса, два спутника планеты — Фобос и Деймос, по-видимому, богаты сложными органическими молекулами, которые формировались еще на заре существования Солнечной системы. Советский аппарат «Фобос-2» обнаружил следы водяного пара, отделяющегося от Фобоса, как будто у спутника льдистые недра, подогреваемые радиоактивным распадом. Возможно, Марс давным-давно подхватил свои спутники где-нибудь у границ Солнечной системы; не исключено, что они относятся к ближайшим от Земли образцам такого вещества, которое в нетронутом виде сохранилось с первых дней существования нашей системы. Фобос и Деймос очень маленькие, каждый около 10 км в поперечнике; их гравитация практически пренебрежима. Поэтому к ним сравнительно легко подлететь, приземлиться там, исследовать, разбить базовый лагерь для изучения Марса, а затем отправиться домой.

Марс зовет, он — сокровищница научной информации. Он важен не только сам по себе, но и потому, что позволяет в новом свете взглянуть на экологию нашей планеты. Еще предстоит разгадать тайны его недр, происхождение, природу вулканов на планете, где отсутствует тектоника плит, причудливые формы рельефа на планете, чьи песчаные бури не идут ни в какое сравнение с земными, ледники и полярные ландшафты, понять утрату планетарной атмосферы и захват спутников — вот более или менее произвольная выборка научных проблем, связанных с Марсом. Если когда-то на Марсе было много жидкой воды и преобладал мягкий климат, что же с ним случилось? Как мир, похожий на Землю, стал таким засушливым, холодным и почти безвоздушным? Может ли Марс сообщить нам нечто такое, что мы должны знать и о нашей планете?

Мы, люди, уже вступали на такой путь. Древние первопроходцы уловили бы призыв Марса. Но обычные научные исследования не требуют присутствия человека. Мы всегда можем отправить в экспедицию умных роботов. Они гораздо дешевле, не возражают, их можно послать в гораздо более опасные районы, чем человека, а учитывая, что любая экспедиция может потерпеть фиаско, мы еще и не рискуем ничьей жизнью.

«ТЫ МЕНЯ ВИДЕЛ?» — вопрошал малыш с молочного пакета. — «Я Марс Обсервер, 2 × 1,5 × 1 м, 2500 кг. В последний раз я выходил на связь 21 августа 1993 г., в 627 000 км от Марса».

«М. О., позвони домой» — этот жалобный призыв появился на транспаранте, вывешенном у ЦУП Лаборатории реактивного движения в конце августа 1993 г. Незадолго до этого американскому космическому аппарату «Марс Обсервер», к огромному разочарованию, не удалось выйти на околомарсианскую орбиту. Это был первый за 26 лет послестартовый срыв американской межпланетной миссии (с учетом лунных экспедиций). Множество ученых и инженеров посвятили целое десятилетие своей карьеры М. О. Это была первая американская экспедиция к Марсу за 17 лет — с тех пор, как в 1976 г. туда наведались два орбитальных и два посадочных модуля «Викинг». Кроме того, это был первый серьезный космический аппарат, запущенный после окончания холодной войны: в некоторых исследовательских группах участвовали российские ученые, а сам «Марс Обсервер», в сущности, должен был работать в качестве радиопередатчика-ретранслятора для спускаемых аппаратов планировавшейся российской экспедиции «Марс-94», а также для амбициозной миссии «Марс-96» — в ней предполагалось задействовать аэростаты и марсоходы.

Научные приборы, установленные на «Марс Обсервер», должны были картировать геохимию планеты и проторить путь для следующих миссий, помочь в выборе мест для посадки. Они могли дать новую информацию о грандиозных изменениях климата, которые, по-видимому, случились на ранних этапах марсианской истории. Аппарат мог бы сфотографировать некоторые детали поверхности Марса с детализацией меньше двух метров в поперечнике. Разумеется, мы не знаем, каких диковин не открыл «Марс Обсервер». Но всякий раз, когда мы исследуем тот или иной мир при помощи новых приборов и с сильно улучшенной детализацией, перед нами предстает ослепительная россыпь открытий — точно как перед Галилеем, впервые обратившим телескоп к небесам и положившим начало современной астрономии.

По заключению экспертной комиссии причиной аварии, вероятно, стало протекание топливного бака под избыточным давлением, разбрызгивание жидкостей и утечка газов, в результате чего поврежденный аппарат перешел в неконтролируемое вращение. Возможно, катастрофы удалось бы избежать. Может быть, это был просто несчастный случай. Но чтобы рассмотреть ситуацию в контексте, давайте сделаем обзор всех тех разнообразных экспедиций к Луне и планетам, которые предпринимались США и бывшим СССР.

В самом начале наши достижения были скудны. Космические зонды взрывались на старте, проскакивали мимо цели либо, добравшись к месту назначения, отказывались работать. Время шло, люди становились все искушеннее в межпланетных полетах. Всему требуется учиться. И мы учились очень хорошо, о чем свидетельствуют сухие цифры (по данным НАСА, на основании принятых в НАСА критериев успешности). Наши нынешние возможности технической поддержки зондов прямо в полете наглядно характеризуются миссией «Вояджер», описанной выше.

Мы видим, что лишь примерно к тридцать пятой межпланетной экспедиции (с учетом лунных) суммарный процент успешности американских запусков достиг 50. Русским на достижение такого результата потребовалось 50 запусков. Если считать, что наши последние успехи нивелируют первые небезупречные старты, то оказывается, что общий коэффициент успешного выполнения пусков у СССР и США составляет около 80%. Но общий коэффициент успешного выполнения задач у США по-прежнему ниже 70%, а у СССР/России — ниже 60%. Аналогично процент невыполнения лунных или планетных проектов составляет 30 и 40 соответственно.

Экспедиции к другим мирам с самого начала выполнялись с применением самых ультрасовременных технологий. Такова ситуация и сегодня. Экспедиции проектируются с избыточными подсистемами и ведутся опытными инженерами, но и они несовершенны. Самое интересное, что мы справлялись не так уж плохо, скорее даже, справлялись хорошо.

Мы не знаем, вызвана ли авария «Марс Обсервер» некомпетентностью или это просто статистика. Но мы должны иметь в виду, что при исследовании других миров нас будет постоянно сопровождать череда проваленных миссий. Если мы теряем беспилотный аппарат, то не рискуем ничьей жизнью. Даже если бы мы могли существенно повысить коэффициент успешности, то цена пилотируемых полетов все равно была бы слишком высока. Гораздо лучше пойти на более высокие риски, но запускать больше аппаратов.

Зная о неустранимых рисках, почему же сегодня мы отправляем в рамках миссии всего один зонд? В 1962 г. «Маринер-1», запущенный к Венере, упал в Атлантический океан; практически идентичный ему «Маринер-2» стал первой успешной межпланетной миссией в истории человечества. «Маринер-3» отказал, а его близнец «Маринер-4» в 1964 г. стал первым космическим аппаратом, сфотографировавшим Марс крупным планом. Давайте рассмотрим двойной запуск «Маринер-8»/«Маринер-9» — оба зонда отправились к Марсу. «Маринеру-8» предстояло составить карту планеты. «Маринер-9» должен был изучить таинственные сезонные и вековые изменения поверхностных образований. В остальном два зонда были идентичны. «Маринер-8» упал в океан. «Маринер-9» долетел до Марса; это был первый в человеческой истории космический аппарат, ставший искусственным спутником другой планеты. Он открыл вулканы, слоистые регионы в полярных шапках, древние речные долины, а также выявил, что изменения на поверхности планеты обусловлены потоками ветра. Он опроверг гипотезу о «каналах». Аппарат составил карту планеты от полюса до полюса и открыл все основные геологические объекты на Марсе, известные нам сегодня. Он дал первые крупные планы представителей целого класса малых миров (наведя объектив на Фобос и Деймос, спутники Марса). Если бы мы запустили только «Маринер-8», то все предприятие превратилось бы в абсолютный провал. Двойной запуск обеспечил блестящий исторический успех.

Также было два «Викинга», два «Вояджера», две «Веги», несколько пар «Венер». Почему же запустили всего один «Марс Обсервер»? Обычно говорят: дело в стоимости. Однако проект получился дорогим отчасти из-за того, что аппарат запускали на космическом челноке; такой носитель до абсурда дорогой, если речь идет о межпланетных миссиях, — по крайней мере слишком дорогой для запуска М. О. После множества задержек, связанных с шаттлами, и увеличения бюджета специалисты НАСА передумали и решили запустить «Марс Обсервер» на ракете «Титан». Это потребовало бы задержать миссию еще на два года, а также сконструировать адаптер, чтобы аппарат можно было установить в новую ракету-носитель. Если бы НАСА не пыталось так упорно обеспечить работой все более неэкономичные шаттлы, экспедицию можно было бы запустить на два года раньше, а то и задействовать два аппарата вместо одного.

Но независимо от того, идет ли речь о парных запусках или об одиночных, космические державы явно решили, что настало время для отправки роботизированных экспедиций на Марс. Проекты миссий меняются, в космонавтику приходят новые государства; некоторые страны обнаруживают, что уже не имеют достаточных ресурсов. Даже в тех программах, которые уже профинансированы, нельзя быть уверенным. Но текущие планы позволяют судить об интенсивности работ и о серьезности намерений.

Когда я пишу эту книгу, ориентировочные планы по совместному исследованию Марса при помощи роботизированных аппаратов существуют в США, России, Франции, Германии, Японии, Австрии, Финляндии, Италии, Канаде, Европейском космическом агентстве и других организациях. За семь лет, в период с 1996 по 2003 г., планируется отправить на Марс целую флотилию космических зондов — от 20 до 25, причем большинство из этих аппаратов будут сравнительно компактными и недорогими. Среди этих проектов не предусмотрено пролетов мимо планеты; все они — долгосрочные орбитальные и посадочные экспедиции. США повторно запустят в космос все научные приборы, которые были утрачены вместе с «Марс Обсервер». В российском проекте запланированы особенно амбициозные эксперименты, в реализации которых будут участвовать около 20 государств. Благодаря телекоммуникационным спутникам экспериментальные станции, развернутые в любых точках Марса, смогут передавать информацию на Землю. Аппараты-лазутчики, со скрежетом спускающиеся с орбиты, зароются в марсианский грунт и будут передавать информацию из-под него. Аэростаты с приборами на борту и марсоходы-лаборатории пустятся в путь по марсианским пескам. Некоторые микророботы будут весить всего пару килограммов. Места посадки подбираются и согласовываются. Приборы будут проходить перекрестную калибровку. Предполагается свободный обмен данными. Есть все основания полагать, что в ближайшие годы Марс и его тайны станут для землян значительно понятнее.

В Центре управления полетами на Земле есть специальное помещение, где вы облачаетесь в шлем и перчатки. Вы поворачиваете голову влево — и камеры на марсоходе обращаются влево. Вы видите то, что снимают камеры, перед вами цветная картинка в очень высоком разрешении. Вы делаете шаг вперед — и марсоход движется вперед. Вы протягиваете руку, чтобы поднять с грунта что-то блестящее, — и манипулятор марсохода делает то же самое. Марсианский песок течет сквозь ваши пальцы. Единственная сложность, связанная с такой технологией удаленной реальности, в том, что все это происходит в страшно замедленном темпе. Время, требуемое на обмен исходящими командами с Земли и откликами марсохода, может составлять полчаса и более. Но можно освоить специальную технику. Мы учимся сдерживать наше исследовательское нетерпение, если такова цена изучения Марса. Марсоход можно сделать достаточно интеллектуальным, чтобы он сам справлялся с текущими сложностями. Что-нибудь более нетривиальное — и робот останавливается как вкопанный, переходит в безопасный режим и радирует терпеливому оператору-человеку, чтобы тот взял управление на себя.

Представьте себе умных роботов-вездеходов, каждый — миниатюрная научная лаборатория. Роботы приземляются в безопасных, но неинтересных местах, а затем отправляются в путь, чтобы заснять крупным планом некоторые из неисчислимых марсианских чудес. Возможно, каждый день робот будет добираться до своего горизонта; каждое утро мы увидим вблизи то, что вчера казалось лишь далекой возвышенностью. Длительное путешествие по Марсу будет освещаться в выпусках новостей и изучаться в школе. Люди будут гадать, что еще предстоит обнаружить. Ночные сводки с другой планеты поведают об исследовании новых территорий, о свежих научных находках, и с ними каждый землянин будет причастен к этому приключению.

Кроме того, появится марсианская виртуальная реальность. Данные, поступающие с Марса, хранятся в современном компьютере и подаются вам на шлем, перчатки и ботинки. Вы ходите по пустой комнате на Земле, но ощущаете себя на Марсе: перед вами розовые небеса, россыпи валунов, песчаные дюны, простирающиеся до горизонта, где высится колоссальный вулкан. Вы слышите, как песок хрустит у вас под ногами. Вы переворачиваете камни, выкапываете ямку, берете пробы разреженной атмосферы, заворачиваете за угол и лицом к лицу сталкиваетесь со… всевозможными новыми открытиями, которые ожидают вас на Марсе. Все это в точности копирует Марс и постигается в полной безопасности; все это время вы находитесь в салоне виртуальной реальности в родном городе. Мы исследуем Марс не ради этого, но нам определенно потребуются роботы для съемки реальной реальности, прежде чем мы сможем преобразовать ее в виртуальную.

Особенно с учетом неослабевающих вложений в робототехнику и искусственный интеллект отправка людей на Марс (с чисто научной точки зрения) представляется неоправданной. Людей, которые смогут «ощутить» виртуальный Марс, будет гораздо больше, чем тех, кто мог бы отправиться туда в реальности. Для исследований нам вполне достаточно роботов. Если мы решим снарядить на Марс людей, то для этого нам потребуются более веские причины, чем научно-исследовательская работа.

Мне казалось, что в 1980-е гг. я видел разумное основание для пилотируемых экспедиций на Марс. Я представлял, что СССР и США, два противника в холодной войне, подвергнувшие риску всю нашу цивилизацию, объединятся в дальновидном и высокотехнологичном начинании, которое подарит надежду людям во всем мире. Я воображал своеобразную программу «Аполлон наоборот», движущей силой которой стало бы сотрудничество, а не соперничество, и две ведущие космические державы вместе заложили бы основы для крупнейшего прорыва в человеческой истории — мы наконец-то поселились бы на другой планете.

Символизм казался столь удачным. Те самые технологии, которые позволяют перестреливаться апокалиптическим оружием с континента на континент, обеспечат первую экспедицию человека на другую планету. Это был выбор, отличающийся поразительной мистической силой: отправиться на планету, названную в честь бога войны, а не совершить безумие, угодное этому богу.

Нам удалось заинтересовать советских ученых и инженеров в таком совместном проекте. Роальд Сагдеев, в те годы работавший директором Института космических исследований АН СССР в Москве, уже активно участвовал в международном сотрудничестве, связанном с советскими роботизированными миссиями к Венере, Марсу и комете Галлея, задолго до того, как эта идея стала модной. Прорабатывалось совместное использование советской космической станции «Мир» и ракеты-носителя «Энергия», соответствующей классу «Сатурн-5» по американским стандартам. Такая кооперация была привлекательна для советских КБ, разрабатывавших такое оборудование; в противном случае им было бы сложно обосновать необходимость своей продукции. Выдвинув ряд аргументов (основным из которых было прекращение холодной войны), удалось заручиться поддержкой советского лидера М. С. Горбачева. В ходе вашингтонского саммита, состоявшегося в декабре 1987 г., господин Горбачев на вопрос о том, каков самый важный совместный проект, в рамках которого две страны могли бы символически наладить отношения, без колебаний ответил: «Давайте вместе полетим на Марс».

Но администрация Рейгана не была в этом заинтересована. Сотрудничество с СССР, признание того, что некоторые советские технологии были совершеннее американских аналогов, предоставление СССР доступа к определенным американским разработкам, взаимодоверие, предложение альтернативы для предприятий ВПК — все это не устраивало администрацию. Предложение отклонили. Марсу оставалось ждать.

Всего за несколько лет ситуация изменилась. Холодная война закончилась. СССР распался. Польза от сотрудничества между двумя нациями перестала быть столь очевидной. Другие государства (в частности, Япония и страны — учредители ЕКА) организовали собственные межпланетные экспедиции. Многие срочные и неотложные проблемы предлагается решать за счет факультативной части государственных бюджетов.

Но тяжелая ракета-носитель «Энергия» по-прежнему ожидает своей миссии. Существует основная ракета-носитель «Протон». Космическая станция «Мир», на борту которой практически постоянно работают посменные экипажи, по-прежнему находится на орбите, совершая оборот вокруг планеты за полтора часа. Несмотря на внутренние пертурбации, российская космическая программа активно развивается. Наращивается сотрудничество между Россией и США в космосе. Российский космонавт Сергей Крикалев 1994 г. полетел на шаттле «Дискавери» (это была обычная недельная миссия в рамках программы «Шаттл»; к тому времени Крикалев уже провел на борту станции «Мир» 464 дня). Американские астронавты должны полететь на «Мир». Американские приборы — в том числе предназначенные для исследования тех окислителей, которые, как предполагается, расщепляют органические молекулы в марсианском грунте, — будут доставляться на Марс советскими ракетами-носителями. Планировалось, что «Марс Обсервер» послужит ретранслирующей радиостанцией для посадочных модулей из советских марсианских экспедиций. Русские предлагали включить американский орбитальный аппарат в планируемую миссию к Марсу, в рамках которой на ракете «Протон» предполагается вывести в космос многоцелевую полезную нагрузку.

Американские и российские возможности в области космических технологий пересекаются и переплетаются. Российские недоработки компенсируются нашими технологиями, и наоборот. Говорят, что браки заключаются на небесах, но путь к этому союзу оказался удивительно сложен.

2 сентября 1993 г. вице-президент Альберт Гор и премьер-министр Виктор Черномырдин подписали в Вашингтоне соглашение о всестороннем сотрудничестве. Администрация Клинтона поручила НАСА переработать проект американской космической станции (которая в годы правления Рейгана называлась Freedom — «Свобода»), чтобы она располагалась на той же орбите, что и станция «Мир» и могла стыковаться с ней; к «Свободе» также предполагалось подсоединять японские и европейские модули и канадский роботизированный манипулятор. В настоящее время эти проекты эволюционировали до так называемой «Космической станции "Альфа"», в создании которой участвуют практически все космические державы (наиболее заметное исключение — Китай).

В ответ на американское сотрудничество в космосе и подпитку твердой валютой Россия фактически согласилась при­остановить продажу компонентов баллистических ракет другим государствам и в принципе обеспечивать строгий контроль над экспортом технологий для производства стратегических вооружений. Таким образом, космос вновь становится инструментом национальной стратегической политики, каким был в апогее холодной войны.

Однако новая тенденция поставила в крайне непростое положение как целые отрасли американской аэрокосмической индустрии, так и некоторых членов конгресса. Какова мотивация таких амбициозных разработок в отсутствие между­народного соперничества? Означает ли, что всякий раз, прибегая к использованию российской ракеты-носителя, мы все меньше поддерживаем собственную космонавтику? Могут ли американцы рассчитывать на стабильную поддержку и долгосрочность совместных проектов с русскими (разумеется, русские задают те же вопросы американцам)? Но в долгосрочной перспективе кооперативные программы позволяют экономить время, опираться на таланты выдающихся ученых и инженеров, живущих в разных уголках планеты, а также с оптимизмом смотреть в глобальное будущее. Государственные альянсы могут меняться. Вероятно, мы будем совершать шаги как вперед, так и назад. Но общая тенденция вырисовывается достаточно четко.

Несмотря на растущие проблемы, космические программы двух бывших соперников начинают объединяться. В настоящее время уже можно полагать, что будет сконструирована международная космическая станция — плод усилий не одного государства, а всей Земли, — которая будет собрана под наклоном к экватору в 51°, в нескольких сотнях километров над Землей. Обсуждается захватывающая совместная миссия под названием «Огонь и лед», в рамках которой планируется быстрый пролет мимо Плутона, последней неисследованной планеты. Но чтобы добраться туда, зонд должен будет осуществить гравитационный разгон, в процессе которого он, в сущности, войдет в атмосферу Солнца. Кроме того, мы, по-видимому, на пороге создания всемирного консорциума по научному исследованию Марса. Есть все основания полагать, что такие проекты будут осуществляться совместными усилиями либо не состоятся вообще.

СУЩЕСТВУЮТ ЛИ ВЕСКИЕ, финансово целесообразные, пользующиеся широкой поддержкой причины для отправки людей на Марс — вопрос остается открытым. Определенно, единой точки зрения не существует. Мы обсудим эту тему в следующей главе.

Берусь утверждать, что если мы не собираемся в конечном итоге посылать людей в миры, удаленные от нас хотя бы на такое расстояние, как Марс, то мы теряем основную причину поддержки космической станции — постоянного (или вахтового) человеческого форпоста на земной орбите. Космическая станция далеко не идеальна ни для занятий наукой, ни для наблюдений за Землей сверху, ни для наблюдения космоса, ни для использования микрогравитации (из-за присутствия астронавтов она нарушается). Для целей военной разведки космическая станция гораздо менее удобна, чем автоматические космические аппараты. У нее нет ярко выраженных достоинств с экономической или производственной точек зрения. Она дорогая по сравнению с беспилотными аппаратами. Разумеется, с ней связан определенный риск человеческих жертв. При запуске каждого шаттла для монтажа или снабжения космической станции риск крушения составляет примерно 1–2%. В ходе всех выполненных гражданских и военных работ в космосе мы захламили нижнюю околоземную орбиту различным быстролетящим мусором — рано или поздно какой-то из этих предметов столкнется с космической станцией (хотя станция «Мир» до сих пор не получала повреждений такого рода). Космическая станция также не требуется для исследования Луны человеком. «Аполлон» вполне успешно туда добрался, когда космической станции еще не существовало. Имея ракеты-носители класса «Сатурн-5» или «Энергия», нам, возможно, удастся достичь околоземных астероидов или даже Марса, не собирая для этого межпланетного корабля на орбитальной космической станции.

Космическая станция могла бы служить в мотивирующих и образовательных целях, а также определенно позволила бы укрепить отношения между космическими державами — в частности, между США и Россией. Но единственная серьезная функция космической станции, насколько я могу судить, заключается в долговременных космических полетах. Как чувствует себя человек в условиях микрогравитации? Как противо­действовать прогрессирующим изменениям в химическом составе крови и примерно 6%-ному разрушению костной ткани в год при нулевой гравитации (при трех- или четырехлетнем полете к Марсу этот эффект будет накапливаться, если путешественникам придется все время находиться при нулевом g)?

Едва ли станция поможет прояснить какие-то вопросы из общей биологии — например, касающиеся ДНК или эволюционного процесса; напротив, речь идет о проблемах прикладной биологии человека. Важно знать ответы, но только если мы собираемся отправиться далеко в космос и на путь к цели нам потребуется много времени. Единственная реальная и сообразная цель космической станции — в конечном итоге обеспечить пилотируемые миссии к околоземным астероидам, Марсу и дальше. Исторически в НАСА остерегались четко озвучивать этот факт, вероятно, опасаясь, что конгрессмены с отвращением забракуют космическую станцию как первый шаг на пути к очень дорогостоящим проектам и объявят, что государство не готово отправлять людей на Марс. Фактически после этого в НАСА помалкивали о том, зачем действительно нужна космическая станция. Но все-таки, если у нас будет космическая станция, ничто не обязывает нас лететь прямо на Марс. Мы можем использовать ее для накопления и уточнения важных знаний и потратить на это столько времени, сколько сочтем нужным, — так что, когда придет время, когда мы будем готовы отправиться к другим планетам, у нас будет нужный опыт и наработки, чтобы сделать это без риска.

Авария «Марс Обсервер» и катастрофическая утрата космического челнока «Челленджер» в 1986 г. напоминают нам, что при будущих пилотируемых полетах к Марсу и куда угодно всегда будет определенная неустранимая вероятность крушения. Миссия «Аполлон-13», которой не удалось прилуниться и пришлось просто возвращаться на Землю, подчеркивает, насколько нам повезло. Мы не умеем конструировать абсолютно безопасные автомобили и поезда, хотя и занимаемся этим уже более века. Спустя сотни тысяч лет после приручения огня в каждом городе мира существует пожарная служба, сотрудники которой ожидают вызова, чтобы в очередной раз что-нибудь тушить. На протяжении четырех путешествий в Новый Свет Колумб то и дело терял корабли, в том числе один из тех трех, что составили его флотилию, отправившуюся в путь в 1492 г.

Если мы собираемся куда-либо отправлять людей, у нас должны быть на это очень веские причины, а также мы обязаны четко понимать, что при этом практически наверняка не обойдется без жертв. Астронавты и космонавты всегда об этом знали. Тем не менее нет и не будет недостатка в добровольцах.

Но почему Марс? Почему бы не вернуться на Луну? Она близко, и мы доказали, что знаем, как отправить туда людей. Я беспокоюсь, что Луна при всей ее близости — это просто большой крюк, если не тупик. Мы там были. Мы даже доставили на Землю лунное вещество. Люди видели лунные камни, и по причинам, которые кажутся мне совершенно оправданными, Луна им уже наскучила. Это застывший безвоздушный, безводный, мертвый мир с черным небом. Наиболее интересным аспектом Луны являются, пожалуй, ее кратеры — следы древних катастрофических столкновений, которые претерпевала не только Луна, но и Земля.

На Марсе, напротив, есть погода, песчаные бури, собственные спутники, вулканы, полярные ледяные шапки, причудливые формы рельефа, древние речные долины и свидетельства масштабных климатических изменений, до которых этот мир напоминал Землю. Сохраняются некоторые перспективы найти на Марсе следы вымершей жизни или даже жизнь, сохранившуюся до наших дней. Кроме того, эта планета наиболее благоприятна для новой жизни — для переселения землян, которые смогли бы обеспечить себя всем необходимым прямо на Марсе. Все это не касается Луны. Кроме того, история Марса легко читается по его кратерам. Если бы ближайшим небесным телом в пределах нашей досягаемости был Марс, а не Луна, мы бы не отказывались от пилотируемой экспедиции на эту планету.

Кроме того, Луна не является ни особенно удобным испытательным полигоном для путешествия на Марс, ни перевалочным пунктом на пути к нему. Марсианская и лунная окружающая среда очень различается, кроме того, Луна и Земля примерно одинаково удалены от Марса. Оборудование для исследований Марса можно испытать на орбите Земли, на околоземных астероидах или на самой Земле — например, в Антарктике — как минимум с тем же успехом, что и на Луне.

Япония известна своим скептическим отношением к стремлению США и других государств планировать и реализовывать крупные совместные космические проекты. Есть как минимум одна причина, по которой Япония, в отличие от других космических держав, предпочитает стоять особняком. Японское «Лунно-планетное общество» — это организация, представляющая энтузиастов космонавтики в правительстве страны, университетах и основных промышленных отраслях. На момент написания этой книги общество предлагает сконструировать и обеспечить лунную базу исключительно при помощи роботов. Считается, что такая работа продлится около 30 лет и будет стоить порядка $30 млрд в год (что составляет 7% от текущего американского бюджета на гражданскую космонавтику). Люди прибудут на базу только после того, как она будет полностью готова. Предполагается, что использование роботизированных строительных бригад, управляемых по радио с Земли, вдесятеро удешевит проект. Единственная проблема с этой программой, согласно отчетам, заключается в том, что другие японские ученые спрашивают: «А зачем»? Это хороший вопрос для любой нации.

Вероятно, в настоящее время первая пилотируемая миссия на Марс слишком затратна для любого государства, которое попыталось бы реализовать ее самостоятельно. Кроме того, неуместно, чтобы такой исторический шаг совершали представители лишь одной небольшой части всего человечества. Но проект, в котором бы приняли участие США, Россия, Япония, Европейское космическое агентство и другие государства (возможно, Китай), кажется делом не такого уж далекого будущего. Международная космическая станция поможет проверить, насколько мы готовы вместе выполнять крупные инженерные проекты в космосе.

Стоимость отправки килограмма чего угодно хотя бы на ближнюю околоземную орбиту на сегодняшний день практически равна стоимости килограмма золота. Определенно это основная причина, по которой нам еще только предстоит добраться до древних берегов Марса. Многоступенчатые ракеты на жидком топливе стали тем транспортом, который впервые вывел нас в космос, и мы пользуемся ими до сих пор. Мы стремимся их оптимизировать, сделать безопаснее, надежнее, проще, дешевле. Но этого пока не произошло, а если произойдет, то далеко не так скоро, как многие надеялись.

Поэтому, возможно, лучше поступать иначе: одноступенчатые ракеты могут выводить свою полезную нагрузку прямо на орбиту; может быть, лучше забрасывать на орбиту мелкие партии полезной нагрузки, выстреливая их из пушек либо выпуская на ракетах с самолетов. Может быть, подойдут сверхзвуковые аппараты с прямоточным воздушно-реактивным двигателем. Возможно, есть и еще более рациональные способы, до которых мы пока не додумались. Если нам удастся изготавливать топливо для обратного пути из атмосферы и грунта того мира, куда мы направляемся, то космические путешествия значительно упростятся.

Как только мы окажемся в космосе и отправимся к планетам, ракетная техника уже не обязательно будет наилучшим средством для перемещения значительной полезной нагрузки, даже с гравитационным ускорением. Сегодня мы выполняем несколько ракетных выхлопов на старте, затем следуют коррекции на маршевых участках траектории, а в течение остального пути корабль просто идет по инерции. Но существуют многообещающие ионные и ядерно-электрические реактивные системы, способные обеспечить небольшое и постоянное ускорение. Либо, как впервые предположил еще родоначальник русской космонавтики Константин Циолковский, можно было бы использовать солнечный парус — обширную, но очень тонкую пленку, захватывающую солнечный свет и солнечный ветер. На нем каравелла шириной несколько километров будет скользить в межпланетной пустоте. Такие методы гораздо лучше ракет подходят для полетов к Марсу и более далеких экспедиций.

Как и в случае с большинством наших технологий, когда что-либо хоть как-то работает, является первым устройством в своем роде, мы, естественно, стараемся улучшать эту машину, развивать ее, эксплуатировать. Вскоре в первичную технологию независимо от ее совершенства потребуются такие институциональные инвестиции, что доработать ее до чего-то более качественного будет очень сложно. У НАСА практически нет ресурсов для проработки альтернативных моделей двигателей. Деньги приходится тратить на миссии, запланированные в ближайшей перспективе, которые могут дать конкретный результат и улучшить послужной список НАСА. Инвестирование в альтернативные технологии окупается лишь спустя одно-два десяти­летия. Мы не очень склонны заглядывать в будущее на такой срок. Это одна из причин, по которой начальный успех может в итоге привести к катастрофе; он очень напоминает процессы, протекающие в биологической эволюции. Но рано или поздно какая-нибудь нация — возможно, та, которая и не будет делать огромных вложений в минимально работоспособную технологию, — создаст эффективные альтернативы.

Еще до этого, если мы пойдем по пути кооперации, настанет время — возможно, в первые десятилетия нового века и тысяче­летия, — когда сборка межпланетного корабля будет происходить на орбите и весь этот процесс покажут подробно в вечерних новостях. Астронавты и космонавты, роящиеся как мошки, направят и сочленят заранее изготовленные детали. В конце концов на борт готового и испытанного корабля поднимется международный экипаж, после чего корабль разгонится до второй космической скорости. На протяжении всей экспедиции к Марсу и обратно жизнь членов экипажа будет зависеть от всех и каждого на борту, от микросоциума, нюансы которого свойственны нам и на Земле. Возможно, первая международная экспедиция к другой планете ограничится лишь пролетом мимо Марса или выходом на орбиту вокруг него. Еще раньше автоматические аппараты, оснащенные аэродинамическими тормозами, парашютами и тормозными ракетными двигателями, аккуратно спустятся на поверхность Марса, соберут образцы и доставят их на Землю, а также оставят на Марсе все необходимое для будущих исследователей. Но независимо от того, будут ли у нас убедительные и веские причины, я уверен (если мы прежде не самоуничтожимся), что однажды на Марс ступит нога человека. Вопрос лишь в том, когда это произойдет.

Согласно официальному договору, подписанному Вашингтоном и Москвой 27 января 1967 г., ни одна страна не может претендовать на отдельные районы другой планеты или всю планету целиком. Тем не менее — по историческим причинам, которые хорошо понимал Колумб, — некоторым людям небезразлично, кто первым окажется на Марсе. Если это действительно нас волнует, можно заранее предусмотреть, чтобы в момент схода на поверхность Марса с его слабой гравита­цией все члены экипажа привязались друг к другу за лодыжки.

Путешественники заберут новые и предварительно отобранные образцы — отчасти для поиска жизни, отчасти для того, чтобы понять прошлое и будущее Марса и Земли. Для пользы следующих экспедиций они поставят эксперименты по получению воды, кислорода и азота и марсианских пород, а также попробуют добыть воздух из вечной мерзлоты — чтобы пить, дышать, питать машины и, что касается ракетного топлива и окислителя, вернуться домой. Они испытают марсианские материалы, чтобы в итоге изготовить из них базы и поселения.

Они начнут исследования. Когда я представляю себе человеческих первопроходцев на Марсе, мне всегда видится вездеход, немного напоминающий джип, идущий по одной из пересекающихся долин. Экипаж держит наготове геологические пробо­отборные молотки, фотоаппараты и аналитические инструменты. Люди ищут древние камни, признаки былых катаклизмов, разгадки климатических изменений, исследуют странную химию, окаменелости или — самое захватывающее и маловероятное — что-нибудь живое. Их открытия передаются на Землю по видеосвязи со скоростью света. Вы, устроившись на диване вместе с детьми, рассматриваете древние марсианские речные русла.