Книга Воображаемая жизнь - Майкл Саммерс

Вы помните, что мы посвятили значительную часть главы 5 обсуждению долгих и сложных дебатов по вопросу о существовании жизни на Марсе в настоящее время и в прошлом. Пакет инструментов «Mars 2020» предназначен для сбора доказательств, относящихся к этому вопросу. Например, на нём будут установлены приборы, способные обнаруживать органические материалы в минералах на расстоянии, хотя мы должны иметь в виду, что «органические» молекулы не обязательно должны создаваться живыми системами. Тем не менее, эта новая функциональная возможность будет иметь важное значение для определения направления исследований, которые проводит марсоход.

В техническом плане у марсохода также будут усиленные колеса — марсианские камни повредили алюминиевые «шины» «Curiosity», что ограничило его свободу передвижения. Кроме того, «Марс 2020» станет первым марсоходом, у которого будет разведчик: небольшой беспилотник, оснащённый камерами, полетит вперёд и выберет путь для марсохода. Ожидается, что это позволит аппарату двигаться значительно быстрее — в противоположность ему, «Curiosity» всё ещё должен ждать, пока наземные операторы выберут ему путь следования.

Однако самая важная с нашей точки зрения научная возможность нового аппарата заключается в том, что «Марс 2020» будет обнаруживать породы и минералы, которые были созданы водой и, следовательно, могут содержать химические следы живых организмов, которые развивались на заре истории планеты. Эти образцы будут помещены в условленных местах на поверхности Марса и будут подобраны и доставлены на Землю более поздними миссиями. Обсуждения, идущие в настоящее время, предполагают, что такое возвращение может быть осуществлено уже в 2026 году. Идея заключалась бы в том, что спускаемый аппарат забирает образцы, а затем доставляет их на орбиту, где их переместят на другой космический корабль и доставят на Землю или, возможно, на лунную орбиту.

Если предположить, что такие химические «окаменелости», или, возможно, даже микроокаменелости отдельных клеток, будут обнаружены, то вполне возможно, что долгие дебаты о жизни на Марсе могут разрешиться уже в следующем десятилетии. Разумеется, если они не будут найдены, нынешняя удручающая дискуссия будет продолжаться.

Хотя свидетельства существования жизни на Марсе — в прошлом или в настоящее время — стали бы великим научным открытием, у марсохода «Марс 2020» есть и другие компоненты, применение которых, как мы полагаем, может оказать гораздо более глубокое влияние на будущее человечества. Один из них — набор метеорологических приборов, который знаменует начало серьёзного изучения марсианской погоды с прицелом на понимание условий, с которыми могут столкнуться будущие колонисты-люди. Ещё один — это серия инженерных экспериментов, направленных на поиск способов добычи кислорода из атмосферы Марса. Эта атмосфера, пусть и разреженная, состоит в основном из углекислого газа, так что там, в небе, найдётся вдоволь кислорода, если мы сумеем понять, как его получить. Если нам будет сопутствовать успех, у нас будет кислород не только для систем жизнеобеспечения, но и для использования его в качестве окислителя ракетного топлива. Иными словами, эта технология могла бы представлять собой первый шаг человеческой расы на пути к превращению в звёздную цивилизацию.

Космический телескоп «Джеймс Уэбб»

Космический телескоп «Хаббл», знаете ли, тоже не вечен. С момента его запуска в 1990 году, посещавшие его астронавты осуществили пять модернизаций (последняя была в 2009 году), но больше их не планируется, и телескоп, вероятно, перестанет функционировать где-то в следующем десятилетии. Нам будет грустно видеть, как это происходит, потому что, если не считать прибора, который Галилей впервые обратил к небу в 17 веке, «Хаббл», возможно, был самым продуктивным телескопом из когда-либо построенных. Впрочем, не волнуйтесь — его замена уже ждёт своего часа. В 2021 году НАСА запустит космический телескоп «Джеймс Уэбб»[16] — это преемник «Хаббла». (Небольшое пояснение: Уэбб [1906-92] был администратором НАСА в 1960-е годы. Напоминаем вам, что в это десятилетие агентство переживало свои золотые дни, и тогда же были первые высадки «Аполлонов» на Луне.)

Однако прежде, чем мы обсудим прибор, давайте взглянем на то, что может быть самым странным аспектом миссии «Дж. У.»: это орбита, на которую он будет выведен. «Хаббл» вращается вокруг Земли по орбите, удалённой от поверхности на несколько сотен миль, что давало возможность периодических визитов астронавтов для технического обслуживания и ремонта. А вот «Дж. У.» будет находиться в так называемой второй точке Лагранжа в системе Земля-Солнце, на расстоянии 930 000 миль (1,5 миллиона км) от Земли в сторону Солнца. Далее мы обсудим, в чём именно заключается смысл этого, но здесь мы должны сразу отметить одну вещь: ни один астронавт не сможет отправиться на «Дж. У.», когда тот окажется на орбите. Это означает, что всё должно работать правильно с самого начала. Здесь просто нет места для ошибок. И поговорите теперь о давлении на инженеров!

Точки Лагранжа в астрономии названы в честь французского физика и математика Жозефа-Луи Лагранжа (1736-1813). Это места, где силы притяжения двух тел (в данном случае Земли и Солнца), совместно воздействующие на объект, точно компенсируют центробежную силу, связанную с орбитой объекта, тем самым позволяя ему оставаться в одном и том же положени относительно двух тел в течение неопределённо долгого срока. Несмотря на то, что «Дж. У.» будет находиться дальше от Солнца, чем Земля, его положение отрегулировано таким образом, чтобы он завершил оборот вокруг Солнца за тот же годичный период, что и сама Земля. (В качестве технического аспекта отметим, что «Дж. У.» фактически будет вращаться вокруг второй точки Лагранжа, а не оставаться в ней.)

Этот телескоп — чудо современной техники. Главное зеркало состоит из 18 шестиугольных сегментов, каждый из которых весит около 46 фунтов (21 кг) и изготовлен из бериллия с золотым покрытием. Бериллий лёгкий и прочный, зато золото хорошо отражает инфракрасное излучение — к этому моменту мы вернёмся буквально через мгновение. Полностью раскрытое зеркало будет более 21 фута (6,5 м) в диаметре. (Для сравнения: зеркало на «Хаббле» — почти 8 футов [2,4 м] в диаметре.) Зеркало слишком велико, чтобы поместиться внутри ракеты, поэтому перед запуском оно будет сложено, а развернётся только тогда, когда телескоп достигнет точки Лагранжа. Чтобы разработать процедуры складывания и раскладывания, инженеры НАСА изучали японское искусство оригами.

В отличие от «Хаббла», «Дж. У.» сконструирован для обнаружения инфракрасного излучения, у которого длина волны больше, чем у видимого красного света. Как мы уже отмечали, при температуре выше абсолютного нуля каждый объект испускает электромагнитное излучение в той или иной форме. Этот факт создаёт особую проблему для инженеров, проектирующих инфракрасный телескоп. Проще говоря, проблема такова: как не дать телескопу обнаруживать самого себя? В конце концов, он находится при температуре выше абсолютного нуля, поэтому нам придется вылавливать инфракрасные сигналы из космоса в дымке излучения, создаваемой самим прибором.