Методические материалы, статьи

Великое противостояние

Когда почти тридцать пять лет назад американские астронавты впервые высадились на Луну, первой естественной реакцией на это был восхищенный шок сродни впечатлениям от гагаринского полета. Однако во всеобщем эйфорическом хоре весьма скоро стали слышны диссонирующие голоса.

«Что мы получили от этой многомиллиардной эпопеи? Кучку шлака с поверхности нашего спутника?» — такие мнения звучали не только из уст обывателей, их не скрывали и титулованные ученые. Со временем выяснилось, что многие миллионы самих американцев сочли триумфальную высадку на Луну просто мистификацией. Скептические оценки соотношения затрат и результата с тех пор преследуют практически всякий крупномасштабный космический проект.

Поэтому немудрено, что полеты аппаратов-разведчиков на далекий Марс вызвали такую волну обсуждений, раздули тлеющий костер противоречий и обострили вполне земные разногласия, в особенности с учетом российских реалий.

Скрупулезно подсчитываемые суммы по каждой строке многострадального бюджета, борьба за распределение средств, которых нигде и никому не хватает. И — грандиозные планы освоения неведомых территорий у черта на куличках, предполагающие фантастические затраты.

Сетования по поводу отсутствия денег на поддержание российской части программы развития международной космической станции (а ведь ради нее был затоплен наш «Салют»). И — разработка отметившим уже сорокалетие Институтом медико-биологических проблем объемного сценария предстоящего многомесячного межпланетного перелета.

Чуть ли не каждодневные сообщения об эпидемиях, стихийных бедствиях и техногенных катастрофах, — здесь, на нашей матушке Земле! — от которых мы отнюдь еще не научились защищать сородичей и зачастую проявляем полную беспомощность. И — вполне осознанный риск путешествия в неведомый нам и полный угроз мир, риск, взвешиваемый на международных конференциях по безопасности пилотируемого полета на Марс.

Такое сочетание крайностей на фоне появления подогревающих ажиотаж литературных эпопей и фильмов наподобие «Проекта «Гадюка»» — о существе, засылаемом на Марс для наблюдения его способности там уцелеть, — путает несопоставимое, перемешивает явь и фантастику. Оно словно готовит нас к восприятию грядущих невероятных событий и одновременно отрезвляет холодным душем критики наших реальных возможностей.

Марс проявил отсутствие оптимистичного единства в отношении землян к «выходу из колыбели». С другой стороны, полет человека именно к этой планете, видимо, обозначит рубеж, перейдя который человечество неудержимо устремится в космические дали. Либо — очередной дерзновенный исторический прорыв, удостоенный памятников первопроходцам от благодарных потомков, либо — всепланетная авантюра, обреченная на неудачу и замысленная горсткой безумцев?

Итак, что нам Марс? Слово — тем, кто профессионально его изучает или пристально следит за разворачивающейся на наших глазах историей его покорения.


На этих снимках, полученных Космическим телескопом «Хаббл» (НАСА, США), мы видим оба полушария Марса в момент его великого противостояния в конце августа 2003 года

Он давно уже вошел в наш быт, он стал нам ближе, чем любая иная планета. Мы сроднились с ним еще в 1960-е и почти перестали замечать его отдаленность. Уже в те годы он стал персонажем присказок и анекдотов: «Есть ли жизнь на Марсе, нет ли жизни на Марсе — это науке неизвестно…», «А если и есть, то разве же это жизнь?» Казалось, еще немного — «И на Марсе будут яблони цвести!» Однако история расставила все по своим местам: земные проблемы на десятки лет отодвинули космическую гонку.

Но вот наступили годы относительной стабильности (да-да, я имею в виду нынешнее время). И теперь, когда заходит речь о перспективах российской космонавтики, мы все чаще слышим: «Нужно лететь на Марс!» Нередко это преподносится как новая национальная идея. Мол, американцы уделали нас когда-то с Луной, а теперь мы натянем им нос с Марсом. Причем говорят так именно те, кого уделали с Луной. Счастье, что в нашем правительстве еще помнят печальные истории со сверхдорогими проектами, превратившими страну в загнанную лошадь и ничего ей не давшими.


Нужно ли человеку лететь на Марс?

Трудно найти более преданных фанатов космонавтики, чем астрономы моего поколения: рожденные в начале 1950-х, мы входили во взрослый мир вместе с первым советским спутником (1957) и полетом Гагарина (1961), а оканчивали школу и выбирали профессию в годы потрясающих экспедиций американских «Аполлонов» на Луну (1969 — 1972). Для большинства из нас именно эти события определили выбор профессии. А с каким трепетом мы, студенты-астрономы, рассматривали первые снимки поверхности Венеры, Марса, Меркурия, спутников Юпитера и колец Сатурна, переданные космическими зондами в 1970-х! Казалось бы, перспектива пилотируемой экспедиции на Марс должна воодушевлять именно нас. Однако большинство астрономов, в том числе и я, скептически смотрят на эту затею. Почему?

Ответ прост: если затевается дорогостоящее предприятие, то в первую очередь следует задать вопрос: «Кому это нужно?» Позволю себе процитировать Генерального конструктора РКК «Энергия» академика Юрия Семенова: «Особенность российской космической промышленности такова, что для ее сохранения такие проекты необходимы…» Тут самое время вспомнить один из бессмертных законов Паркинсона: для чего бы ни было создано учреждение (например, министерство), в конце концов оно начинает работать только для самосохранения. Великие проекты дают великие возможности… их руководителям. Многим памятны грандиозные затеи типа поворота сибирских рек. А если говорить конкретно про РКК «Энергия», то все мы знаем, чего стоило создание так и не полетевшей ракеты Н-1 и как напрягалась вся страна, чтобы построить наш советский шаттл «Буран». Где он теперь? Где те «передовые российские технологии», которые разрабатывались для этого монстра?

Не буду больше бить по больному месту. Мне так же трудно об этом писать, как создателям «Бурана» будет обидно читать эти строки. Как-никак, а «Буран» все же был создан и даже совершил один полет. Тогда мы последний раз доказали всем, что можем, когда очень захотим. А американцы и европейцы в те же годы без лишнего шума запускали один за другим относительно недорогие и очень умные зонды, долетевшие почти до всех планет Солнечной системы и сделавшие практически все открытия первого уровня. Так что простите, Юрий Семенов, но «открытие Америки Колумбом» на межпланетных просторах уже состоялось. Если говорить о Марсе, то впереди у нас детальное и кропотливое исследование этой интереснейшей планеты, более других похожей на Землю. Но нужно ли для этого посылать на Марс человека?

С точки зрения астрономов и планетологов, экспедиция людей на Марс — бессмысленная трата сил. Не будем обсуждать риск для экипажа: смельчаки всегда найдутся. Посмотрим на эту идею с точки зрения «затраты — прибыль». Это чрезвычайно дорогостоящее предприятие позволит провести краткое (две недели? год?) изучение одной крошечной области на поверхности планеты. Будут установлены метеостанции, сейсмографы и доставлены на Землю образцы грунта. Все это с гораздо меньшими затратами и большим размахом могут сделать автоматы. Стоимость пилотируемой и автоматической экспедиций на Марс несопоставима: экспедиция с людьми обходится почти в сто раз дороже!

Марс — хоть и небольшая, но весьма разнообразная планета. Кто может сказать, где должны высадиться космонавты — в горах или ущельях, в экваториальной пустыне или у снеговых полярных шапок? А десятки автоматических лабораторий можно разбросать по всем уголкам планеты. В сотни мест можно сбросить пенетраторы — небольшие аппараты, жестко врезающиеся в поверхность и проникающие на глубину в несколько метров. Они будут работать годами и посылать на Землю уникальную информацию без риска для людей и бюджета страны.

В 1997 году американский зонд «Марс Пасфайндер» совершил мягкую посадку на Марс и доставил туда просто-таки игрушечный самоходный аппарат «Соджорнер», который несколько месяцев чрезвычайно эффективно исследовал поверхность планеты вблизи места посадки. А на Земле уже испытаны значительно более подвижные, живучие и интеллектуальные роботы, способные к длительным автономным экспедициям по поверхности Марса, к сбору образцов грунта, их анализу и даже доставке на Землю. В середине 2003 года на Марс были направлены два новых самоходных аппарата, значительно более оснащенных научной аппаратурой, чем маленький «Соджорнер». А в планах на 2014 — 2016 годы — доставка на Землю марсианского грунта (впрочем, не исключено, что это удастся сделать уже в 2011 году).

Разреженная атмосфера Марса, с одной стороны, позволяет использовать в качестве носителя научных приборов аэростаты, а с другой — не мешает детально исследовать с орбиты поверхность планеты. В принципе, с искусственных спутников Марса (два из них — Mars Global Surveyor и 2001 Mars Odyssey — сейчас работают вблизи планеты) можно составить детальнейшую карту поверхности, на которой будут видны все бугорки размером более ладони. Именно такая задача стоит перед «орбитальным разведчиком» (2005 Mars Reconnaissance Orbiter), который уже готовят к полету.

К сожалению, все это не наши проекты. Мы так и не научились делать легкие и надежные автоматы, способные после длительного космического перелета исследовать далекие планеты. И ведь самое обидное не в том, что нам это не по силам: отечественные аппараты первыми и очень неплохо исследовали Луну и Венеру. Просто в нашей стране никогда не было потребности в изощренных, долгоживущих научных приборах, способных вернуть новыми знаниями вложенные в них деньги. Советская система требовала мощной военной техники, для создания которой денег не жалели. На это работала и космическая отрасль. Ей и сейчас для «жизнедеятельности организма» необходимы огромные финансовые вливания, а что это дает для нашей порядком разоренной страны, не совсем ясно.

До сих пор я сознательно не произносил слова «престиж». Не потому, что это маловажное понятие. В 1960-х годах именно «престиж» заставил американцев долететь до Луны. Но станет ли для нашей страны престижной экспедиция на Марс? Поймут ли наши граждане, зачем были потрачены около 100 миллиардов долларов? Ведь это почти по 1000 долларов на каждого жителя России!

А разговоры о том, что Марс — плацдарм для будущего человечества, мягко говоря, не убедительны. Чтобы решить продовольственную проблему развивающихся стран, нет смысла горстями носить чернозем на вершину Эвереста и высаживать там 6 соток картофеля. Еще меньше смысла в миграции человечества на Марс. Эта планета — плацдарм для научных исследований. Только с этой точки зрения на нее и нужно смотреть.

Свое мнение на этот счет имеют биологи. До сих пор не ясно, есть ли жизнь на Марсе и была ли она там в прошлом. Но если мы занесем туда земную органику, то уже никогда не сможем разобраться с собственно марсианской жизнью. Поэтому до тех пор, пока Марс подробно не исследуют автоматы, путь человеку туда заказан.

Впрочем, я не сомневаюсь, что пилотируемые экспедиции на Марс обязательно состоятся — таков уж человек! Но всему свое время. В ближайшие десятилетия Марс должны исследовать только роботы. А там посмотрим…


«Марс нас не любит!»

Именно это сказал в телеинтервью самый заслуженный «марсианин» нашей страны профессор В.И. Мороз. А уж он-то знает: все «Марсы» прошли через его руки. Василий Иванович возглавляет отдел физики планет и малых тел Солнечной системы в Институте космических исследований РАН. Он уверен, что эпоха пилотируемых полетов к Марсу еще не настала и что «не существует такой научной задачи в области исследований Солнечной системы, которая не могла бы быть решена с помощью значительно более дешевых автоматических космических аппаратов». Однако и автоматам на Марсе пришлось нелегко. Напомню некоторые этапы исследования Красной планеты.

Эпоха успешных полетов к Марсу началась 1 ноября 1962 года запуском советского аппарата «Марс 1», который вышел на траекторию полета к планете. А до этого было несколько безуспешных попыток. Последний сеанс радиосвязи с «Марсом 1» состоялся 21 марта 1963 года при удалении аппарата от Земли на 106 миллионов километров. Судя по расчетам, 19 июня 1963 года он прошел на расстоянии около 200 тысяч километров от Марса. И это был несомненный успех юной космонавтики.

В ноябре 1964 года США отправили к Марсу два аппарата — «Маринер 3 и 4», а СССР — один, «Зонд 2». Связь с «Маринером 3» потеряли почти сразу, а с «Зондом 2» она продолжалась до 2 мая 1965 года. Зато с «Маринером 4» связь не прерывалась до его первого успешного сближения с Марсом 15 июля 1965 года. Пройдя в 10 тысячах километров от планеты, аппарат передал изображения, на которых покрытая кратерами поверхность Марса больше напоминала Луну, чем Землю. У многих специалистов это вызвало шок, хотя некоторые астрономы предвидели такой результат еще до начала космической эры.

В июле и августе 1969 года «Маринеры 6 и 7» прошли вблизи Марса, на расстоянии около 3500 километров, и передали около 200 изображений поверхности с разрешением, достигающим 300 метров.

Наступил 1971 год, год великого противостояния. В мае к Марсу отправились два советских аппарата и один американский (второй американский, «Маринер 8», при старте упал в океан). Все три долетели успешно и стали спутниками Марса, причем советские зонды «Марс 2 и 3» впервые сбросили на поверхность планеты спускаемые аппараты, один из которых смог осуществить мягкую посадку. А «Маринер 9», проработав на орбите почти год, передал 7329 изображений поверхности Марса, впервые позволив рассмотреть с близкого расстояния не только всю планету, но и ее спутники. «Маринер 9» кардинально изменил наши знания о Марсе, обнаружив на его поверхности гигантские каньоны, огромные потухшие вулканы и следы эрозии от водяных потоков, существовавших там в далеком прошлом.

В 1973 году к Марсу устремилась советская флотилия — «Марс 4, 5, 6 и 7»; первые два предназначались для орбитальных исследований, а вторые два были пролетными и несли на себе спускаемые аппараты. При подлете к планете «Марс 4» не смог затормозить, но «Марс 5» вышел на орбиту вокруг Марса и некоторое время изучал его поверхность. Спускаемый аппарат «Марса 7» промахнулся, но аппарат «Марса 6» попал на поверхность планеты. Он измерял параметры атмосферы в процессе спуска на парашюте, но после посадки не отозвался.

Еще до полета «Маринера 9» НАСА взялось за подготовку более сложных зондов «Викинг», способных доставить на поверхность Марса приборы для поиска жизни. Поскольку атмосфера у Марса весьма разреженная, мягкая посадка на поверхность потребовала сложных технических решений. Тепловой экран и парашют можно использовать в атмосфере Марса, но их недостаточно, чтобы полностью погасить скорость. Необходим еще реактивный двигатель, управляемый компьютером, который получает от радара данные о расстоянии до поверхности и скорости спуска. Этот этап посадки был уже освоен лунными зондами, однако из-за большой временной задержки все операции вблизи Марса должны происходить автономно, без подсказок с Земли.

«Викинги 1 и 2» прибыли к Марсу в июле и августе 1976 года. Орбитальные блоки обследовали возможные места посадки, а после отделения спускаемых аппаратов ретранслировали их сигналы на Землю. Спускаемые аппараты, снабженные радиоизотопными термоэлектрическими установками, имели по три прибора для поиска жизни, но признаков ее так и не обнаружили. Затем в течение нескольких лет они продолжали исследования и метеорологические наблюдения.

После экспедиций «Викингов» интерес к Марсу резко снизился. В 1988 году СССР запустил «Фобос 1 и 2» для изучения спутника Марса, но радиоконтакт с зондами был потерян перед их подлетом к Фобосу. В 1992 году США запустили «Марс Обсервер», но его сигналы пропали перед самым подлетом к Марсу. В результате неудачного старта 16 ноября 1996 года не вышел на орбиту и погиб российский зонд «Марс 96», имевший аппаратуру нескольких стран для исследований Марса с орбиты и на поверхности.

Затем полоса неудач прервалась. В 1997 году зонд «Марс Глобал Сервейор» (США) вышел на околомарсианскую орбиту и стал передавать подробные изображения поверхности планеты. После серии осечек с космическими зондами НАСА перешло к программе «Быстрее и дешевле» и стало создавать недорогие аппараты для выполнения конкретных задач. В рамках этой программы был запущен «Марс Пасфайндер», совершивший 4 июля 1997 года мягкую посадку на Марс и доставивший первый автоматический самоходный аппарат «Соджорнер», о котором я уже упоминал. Работа этой станции, названной именем известного астронома Карла Сагана, оказалась весьма продуктивной.

Но потом возобновились неудачи. Для исследования атмосферы и водных ресурсов Марса в декабре 1998 года к нему был отправлен небольшой аппарат «Марс Климат Орбитер» (США-ЕКА-Россия), который должен был с помощью аэродинамического торможения выйти на околомарсианскую орбиту в сентябре 1999 года; но он погиб, слишком углубившись в атмосферу Марса. Для изучения южной полярной области планеты в январе 1999 года был запущен аппарат «Марс Полар Лэндер» (США); ему предстояла работа вблизи границы полярной шапки, но и он погиб при посадке 3 декабря 1999 года.

Запущенный в апреле 2001 года «Марс Одиссей» (США) удачно вышел на высокую эллиптическую орбиту вокруг Марса. После нескольких нырков в атмосферу планеты, необходимых для аэродинамического торможения, он к февралю 2002 года оказался на низкой полярной солнечно-синхронной орбите (с периодом 2 часа) и начал составление карты Марса в нескольких инфракрасных диапазонах с разрешением на поверхности около 18 метров. Теперь этот спутник изучает минеральный состав поверхности и ведет поиск подповерхностной воды.

В итоге, по опубликованным данным, статистика космических запусков к Марсу до 2003 года такова: произведено 27 запусков, из которых 14 завершились более или менее полным выполнением программы. При этом СССР/Россия совершила 12 попыток, из которых 6 оказались частично удачными, если иметь в виду исследования самого Марса и его спутника Фобос. Из 14 запусков США удачных было 9. Отправленный к Марсу 3 июля 1998 года, японский аппарат «Нодзоми» («Надежда»), как стало известно в декабре 2003 года, также не добрался до цели.

Правда, некоторые специалисты указывают на неполноту опубликованных данных по советским запускам. В период между 1960 и 1962 годами, вероятно, было около шести неудачных попыток послать к Марсу автоматические аппараты. Поэтому полное их количество к началу 2003 года оценивается в 33, из которых около десяти можно считать полностью удачными и еще около шести — частично удачными. Это мое мнение. Менее оптимистично выглядят данные сотрудника Королевского астрономического общества в Лондоне Питера Бонда. Так или иначе прав профессор Мороз: «Марс нас не любит», из всех планет именно он оказался наиболее сложным объектом для космической техники.


Но мы любим Марс!

Все же нет в Солнечной системе места более романтического, чем Марс. Были эпохи, когда весь просвещенный мир только о нем и говорил. Столетие назад всеобщий интерес вызывали марсианские каналы, дискуссия о природе которых вышла далеко за рамки научных публикаций. Достаточно вспомнить, что именно тогда, в 1898 году, был написан самый известный роман о нашествии марсиан на Землю — «Война миров» Герберта Уэллса. Английский литератор создал свой шедевр под впечатлением самых свежих на тот день астрономических открытий.

В те годы в астрономии происходила техническая революция: строились новые обсерватории, создавались гигантские телескопы. Это обеспечило прорыв во всех областях небесной науки, в том числе и в изучении планет. Имена великих астрономов — Скиапарелли, Ловелла, Антониади, Пикеринга, Тихова… — были в те годы очень популярны. Очарование Марсом долго не оставляло и великих писателей: «Аэлита» Алексея Толстого (1923), «Марсианские хроники» Рэя Брэдбери (1950), «Путь марсиан» Айзека Азимова (1955). Каждое противостояние Марса вызывало всплеск интереса к нему, но особенно долгожданными были великие противостояния — 1924, 1939, 1956… К каждому из них астрономы готовили специальные многотиражные издания, выступали с публичными лекциями.

Затем началась эпоха космонавтики, и роль великих противостояний перешла к эпохам работы автоматических зондов у Красной планеты. Теперь для науки противостояния Марса далеко не так важны, как раньше (хотя и не потеряли полностью своего смысла). Вероятно, поэтому в 2003 году астрономы не приготовили публичных выступлений и книг. А зря: их место на этот раз заняли астрологи. Робкие попытки моих коллег в последний момент, накануне великого противостояния, объяснить через журналистов истинную суть этого явления тонули в сенсационно-мрачных прогнозах астрологов. А жаль. Для любителей научных тайн у Марса припасено еще немало головоломок.

Позволю себе напомнить, что загадка марсианских каналов до сих пор не решена. Да, искусственной оросительной системы на Марсе не обнаружилось. Но с чем связаны те линейные системы, которые видели самые глазастые астрономы прошлых лет, так и осталось неясным. А почему спутник Марса, маленький Фобос, довольно быстро приближается в планете? Да, гипотеза профессора Шкловского об искусственном происхождении Фобоса не подтвердилась, но само явление никуда не делось: орбитальный период спутника уменьшается на глазах!

Каждый год к старым загадкам Марса добавляются новые: где вода, образовавшая гигантские речные русла и каньоны? Куда делась атмосфера? Чем образованы свежие следы ручейков и озер? Действительно ли с Марса на Землю прилетают метеориты? Для тех, кого это действительно интересует, мы с коллегами подготовили книгу «Марс: великое противостояние» (М.: Физматлит, 2003). В ней много новых фактов о Марсе, приведены многочисленные изображения его поверхности.

Владимир Сурдин



См. также:
Обзор выигрышных слотов
ПРОЕКТ
осуществляется
при поддержке

Окружной ресурсный центр информационных технологий (ОРЦИТ) СЗОУО г. Москвы Академия повышения квалификации и профессиональной переподготовки работников образования (АПКиППРО) АСКОН - разработчик САПР КОМПАС-3D. Группа компаний. Коломенский государственный педагогический институт (КГПИ) Информационные технологии в образовании. Международная конференция-выставка Издательский дом "СОЛОН-Пресс" Отраслевой фонд алгоритмов и программ ФГНУ "Государственный координационный центр информационных технологий" Еженедельник Издательского дома "1 сентября"  "Информатика" Московский  институт открытого образования (МИОО) Московский городской педагогический университет (МГПУ)
ГЛАВНАЯ
Участие вовсех направлениях олимпиады бесплатное

Номинант Примии Рунета 2007

Всероссийский Интернет-педсовет - 2005