Книга: Непридуманные космические истории
Назад: По марсианскому времени
Дальше: Другие открытия

Вода, вода…

Ашвин Васавада вырос в Калифорнии и в своих детских воспоминаниях сохранил впечатления о посещении с семьей природных парков штата и национальных парков в юго-западной части США, о том, как он играл между песчаных дюн и карабкался в горы. Теперь он мог заниматься и тем и другим на иной планете, правда, лишь при посредстве Curiosity. В тот день, когда я навестила Васаваду в его кабинете в лаборатории реактивного движения в начале 2016 года, марсоход двигался через поле гигантских песчаных дюн у подножия горы Шарпа, и некоторые дюны возвышались на 9 м над ним.
– Просто потрясает, когда ты вот так близко смотришь на дюны на другой планете, – признается Ашвин. – И чем ближе мы подбираемся к горе, тем более фантастической становится геология, которую мы изучаем. В этих местах происходило очень много различных событий, и мы так мало понимаем, каких же именно… пока что.
Во время нашего с Васавадой разговора Curiosity был готов разменять четвертый земной год работы на Марсе. Сейчас ровер занят изучением заманчивых слоев осадочных отложений горы Шарпа детально, на близком расстоянии. Но до этого ему пришлось найти себе дорогу через дюнное поле Багнолда, которое послужило барьером, протянувшись вдоль северо-западного склона горы. На пути Curiosity делал то, что Васавада назвал «наукой мимоходом», то есть короткие остановки для забора и анализа песчинок из дюн, в то же время стараясь миновать эту зону как можно быстрее.

 

Пятиметровая песчаная дюна на Марсе, которой было дано название «Намиб», является частью дюнного поля из темного песка, названного дюнами Багнолда и расстилающегося у северо-западного склона горы Шарпа. По данным орбитальной фотосъемки поля Багнолда было установлено, что дюны на нем перемещаются со скоростью около 1 м за один земной год. Этот снимок – часть 360-градусной панорамы, снятой марсоходом Curiosity 18 декабря 2015 года на 1197-е марсианские сутки, или сол, его работы на Марсе. Источник: NASA / лаборатория реактивного движения Калифорнийского технологического института / Malin Space Science Systems

 

Занимая теперь должность ведущего научного руководителя проекта, Васавада играет еще более важную роль в его координации.
– Это постоянный поиск баланса между скоростью, тщательностью и эффективностью, а также стремление использовать все возможности имеющихся в распоряжении инструментов, – говорит он.
С момента посадки в августе 2012 года Curiosity прислал десятки тысяч снимков Марса – от обширных панорам до выполненных с самым большим увеличением микроснимков камней и песчинок, и все они помогают читать летопись марсианского прошлого.
По всей видимости, наибольшую любовь публики заслужили селфи Curiosity, на которых марсоход фотографирует себя самого в марсианском пейзаже. Такие селфи – не единичные фотографии, как те, что мы делаем при помощи своих мобильных телефонов, а мозаики из десятков отдельных снимков, сделанных при помощи микрокамеры на манипуляторе (MAHLI) ровера. Другая категория любимых поклонниками проекта снимков – это виды величественных марсианских ландшафтов, которые марсоход, как турист, то и дело фотографирует на своем пути.
У Васавады тоже есть любимый снимок, единственный.

 

Волнистая поверхность первой изученной вблизи марсианской песчаной дюны занимает весь этот кадр, сделанный 27 ноября 2015 года, когда Curiosity нацелил свою камеру Mastcam на дюну, получившую название «Высокая». Этот участок находится на дюнном поле Багнолда, среди активных темных песчаных дюн у северо-западного склона горы Шарпа. Источник: NASA / лаборатория реактивного движения Калифорнийского технологического института / Malin Space Science Systems

 

– Для меня самым значительным фотоснимком, сделанным Curiosity, является одно не такое уж впечатляющее фото, – поясняет он, – оно помогло нам сделать одно из первых открытий, и поэтому для меня в нем заключено очень многое.

 

Популярные селфи ровера Curiosity на самом деле являются мозаиками, собранными из многочисленных снимков, выполненных при помощи установленной на конце его манипулятора камеры MAHLI. Однако сам манипулятор не видно на селфи, потому что при съемке каждой фотографии он поворачивается в «кистевом» сочленении и направляет камеру в нужную сторону. В это время сам манипулятор оказывается вне границы кадра, точно так же как и ваша собственная кисть руки, когда вы фотографируете себя. Тем не менее тень от манипулятора видна на грунте. Это сделанное с низкой точки селфи демонстрирует аппарат на этапе маршрута, где он выполнил бурение камня под обозначением «Бакскин» в нижней части горы Шарпа. Источник: NASA / лаборатория реактивного движения Калифорнийского технологического института / Malin Space Science Systems

 

За первые 50 солов Curiosity удалось сфотографировать то, что геологи называют конгломератами, – скалистые образования, состоящие из булыжников и обломков, спаянных вместе цементирующей породой. Но эти булыжники были не просто камнями – они оказались галькой, окатанной текущей водой. По счастливому стечению обстоятельств роверу удалось отыскать русло древнего ручья, где когда-то вода текла неудержимым, бурным потоком. Основываясь на размерах элементов гальки, ученые пришли к выводу, что вода двигалась со скоростью около метра в секунду, а глубина потока составляла от десятка сантиметров до нескольких метров.

 

Эта геологическая деталь поверхности Марса является обнажением коренной породы, состоящей из небольших, сцементированных вместе фрагментов, или, на геологическом языке, осадочного конгломерата, который свидетельствует о том, что в древности здесь находилось речное русло. Некоторые выглядывающие из толщи породы или выпавшие из нее камни имеют округлую форму, и это позволило ученым проекта Curiosity считать, что камни перемещались вместе с бурным потоком воды. Камера планетохода Mastcam сделала этот снимок при помощи 100-миллиметрового телеобъектива на 39-м соле похода (14 сентября 2012 года). Источник: NASA / лаборатория реактивного движения Калифорнийского технологического института / Malin Space Science Systems

 

– Когда вы такое видите, вы сразу понимаете, что это означает, неважно, садовник вы или геолог, – взволнованно объясняет Ашвин Васавада. – В хозяйственных магазинах сети Home Depot такие же круглые камешки для украшения ландшафта называются речной галькой! У меня кружится голова от мысли, что наш марсоход проехал по дну давным-давно протекавшей здесь реки. Эта картинка заставляет убедиться в том, что когда-то тут действительно двигался поток воды, может быть, по щиколотку или выше колена глубиной.
Васавада опускает глаза.
– У меня до сих мурашки от таких мыслей, – и эти его слова как ничто другое выдают его страсть к исследованиям и открытиям.
После этого раннего открытия Curiosity обнаружил и другие свидетельства, связанные с присутствием воды. Команда марсохода решилась на рассчитанный риск и вместо того, чтобы направить его напрямую к горе Шарпа, проложила маршрут похода восточнее, через область, названную Йеллоунайф-бей.
– Йеллоунайф-бей был деталью, которую мы увидели еще на снимках с орбиты, – объясняет Васавада, – и мы предположили, что это похоже на конус выноса, сформировавшийся под воздействием реки, – то есть потенциальное доказательство наличия здесь воды в древности.
Здесь Curiosity выполнил одну из своих главных задач – определил, являлся ли когда-либо кратер Гейл пригодным для существования простых форм жизни. Ответом на этот вопрос было решительное да. Ровер взял образцы из двух каменных глыб при помощи бура и поместил порции материала размером в половину таблетки детского аспирина в бортовую лабораторию – Анализатор химического и изотопного состава SAM. Анализ установил наличие следов таких элементов, как углерод, водород, азот, кислород – то есть базовых блоков живой материи. Также были обнаружены соединения серы в разных химических формах – возможный источник энергии для микробов.
Собранные другими научными приборами Curiosity данные позволяют сделать реконструкцию того, как это место выглядело раньше: покрытое грязью озерное дно, залитое мягкой, не повышенной кислотности водой. Вспомним, что тут же присутствовали и элементарные кирпичики жизни, и придем к выводу, что Йеллоунайф-бей когда-то давно мог быть прекрасным местом, где резвились живые организмы. Эти факты не означают, что жизнь на Марсе была (или есть), они указывают лишь на то, что начальные ингредиенты для возникновения жизни здесь присутствовали, когда условия среды были более благоприятными.
– То, что мы обнаружили в Йеллоунайф-бей исторически пригодные для жизни условия, было настоящим чудом и показало, как наш проект в своей реализации позволяет измерить так много разнообразных величин, – говорит Васавада. – Перед нами возникла замечательная картина ручьев и речек, которые питают собой водоем наподобие озера. Мы послали аппарат сюда, чтобы он нашел именно это, но мы и не предполагали, что открытие будет ждать нас на первых же шагах похода.
Тем не менее этот озерный бассейн мог возникнуть из-за одиночного события и сохраниться лишь на какие-то сотни лет. Настоящим призом стала бы находка доказательств существования на Марсе воды и теплого климата в течение долгого времени.
К такому открытию пришлось идти немного дольше. Но оно больше значит лично для Васавады.
Климат Марса заинтересовал Ашвина на заре его научной карьеры, и он долгие годы занимался созданием его моделей, пытаясь мысленно проникнуть в древнюю историю красной планеты.
– Я вырос на фотографиях Марса, сделанных аппаратами Viking, – рассказывает Ашвин, – и я думал о нем как о пустынном месте, покрытом острыми вулканическими камнями и засыпанном песком. Потом я проделал всю эту теоретическую работу, посвященную марсианскому климату, доказывая, что реки и океаны, может быть, когда-то существовали на планете, но реальных подтверждений этому у нас не было.

 

На карте изображен маршрут перемещения Curiosity с места посадки в августе 2012 года (обозначено звездочкой) до его положения в декабре 2015 года; вдоль маршрута отмечены изученные детали местности, которым специалисты команды дали условные имена, такие как Йеллоунайф-бей, холмы Парамп или дюны Багнолда. Источник: NASA / лаборатория реактивного движения Калифорнийского технологического института / Университет штата Аризона

 

Вот почему открытие, сделанное Curiosity в конце 2015 года, так взволновало Васаваду и его сотрудников.
– Мы находили округлые камешки и остатки застывшей грязи озерного дна не только на Йеллоунайф-бей, но и повсюду по дороге, – обрисовывает суть открытия Васавада. – Мы сперва нашли речную гальку, затем наклонные пласты песчаника в том месте, где река впадала в озеро. Потом, когда мы приблизились к горе Шарпа, мы увидели обширные каменные плоскости, которые когда-то представляли собой ил, оседавший на дне озера.
Для этого геологического района наилучшим объяснением его морфологии, то есть формы и видоизменений минеральных отложений и деталей рельефа, является картина множества рек, образующих дельты при впадении в озеро. Это было, скорее всего, от 3,8 до 3,3 млрд лет назад. Реки принесли с собой осадочный материал, который медленно накапливался, формируя собой нижние слои горы Шарпа.
– Боже правый, мы вдруг увидели всю эту систему, – рассказывает Ашвин, – благодаря которой нижние сотни метров горы Шарпа целиком состоят из речных и озерных отложений. И мы отвергли предположение об одиночном событии длиной в сотни или тысячи лет; этим рекам потребовалось течь миллионы лет, наполняя озера, чтобы медленно, миллиметр за миллиметром, возвести фундамент горы.

 

Слои отложений в основании горы Шарпа. Эта хорошо видимая на снимке американского марсохода Curiosity слоистость в кратере Гейл раскрывает главы геологической истории Марса. В объективе камеры Mastcam 23 августа 2012 года нижняя часть горы Шарпа, которая является основной целью научного похода ровера. Источник: NASA / лаборатория реактивного движения Калифорнийского технологического института / Malin Space Science Systems

 

Для этого необходимо, чтобы ранее у Марса была более плотная атмосфера, чем сейчас, и чтобы она содержала парниковые газы, по поводу состава которых Васавада сказал, что его еще предстоит выяснить.
Но впоследствии каким-то образом случилось резкое изменение климата, вода исчезла, после чего ветра выточили внутри кратера гору той формы, которую мы наблюдаем сейчас.
Ровер сел на поверхность планеты в самом удачном месте, потому что здесь на небольшой площади оказались сосредоточены следы эволюции природной среды Марса, включая доказательства кардинальной перемены планетарного климата, из-за чего вся вода, некогда покрывавшая отложения кратера Гейл, высохла.
– Все это дает серьезные основания для того, чтобы как следует заняться объяснением климата древнего Марса, – говорит Васавада. – Не может одно событие, такое как падение метеорита, изменить климат на миллионы лет. Это открытие играет роль в масштабах всей планеты, а не только области кратера Гейл.
Назад: По марсианскому времени
Дальше: Другие открытия