Распространение и поиски жизни во Вселенной

Рисунок Дж. Скиапарелли.

Поиск внеземной жизни является одной из немногих областей науки, которые обречены на успех вне зависимости от результата. В том случае, разумеется, если мы считаем чудо хорошим результатом. С одной стороны, открытие внеземной жизни, вне всяких сомнений, может стать чудесным, величайшим достижением современного естествознания, с другой — если удастся доказать, что жизнь на нашей планете уникальна хотя бы в пределах нашей галактики, то это будет еще большее чудо.

Проблема обнаружения внеземной жизни имеет два аспекта: 1) поиски простейших форм жизни и 2) поиски разумной жизни.

В первом случае реальные исследования стали возможными только с созданием космических аппаратов, способных достигать те или иные планеты Солнечной системы и передавать полученную научную информацию на Землю. Нам известны лишь отдельные попытки обнаружения внеземной жизни, относящиеся к эпохе докосмических технологий и представляющие на настоящий момент только исторический интерес.

Так, например, итальянский астроном Дж. Скиапарелли в конце XXв. обнаружил на поверхности Марса темные линии, которые он назвал каналами. Американский астроном П. Лоуэлл (1855−1916) продолжил наблюдения Скиапарелли и в течение нескольких десятков лет проводил систематические наблюдения поверхности Марса. Он детально описал несколько сотен каналов, установил их размеры, создал подробные карты карты каналов и оазисов. Лоуэлл полагал, что сложная сеть каналов представляла собой ирригационные сооружения, созданные обитателями Марса для использования воды, образующейся в процессе сезонного таяния снеговых полярных шапок. Темные линии, шириной от 15 до 130 км, — полосы марсианской растительности. Многочисленные оазисы — темные округлые образования на перекрестках каналов — города, населенные разумными существами.

Работа Лоуэлла отличалась большим объемом новых данных, блестящей интерпретацией и стилем, благодаря чему идеи автора пользовались популярностью как среди ученых, так и в общественных кругах. Интересно, что марсианские «каналы» во времена Лоуэлла наблюдались и многими другими астрономами, но вот проблема — к середине XX века увидеть их уже никому не удавалось. Остается только гадать, был ли факт наблюдения марсианских каналов ошибкой, вызванной несовершенством телескопов того времени или же каналы на самом деле исчезли!

Спустя полвека, чл.-корр. АН СССР Г. А. Тихов в своей книге «Астробиология» (1953 г) доказывал существование растительности на Марсе. Он предположил, что красная окраска большей части марсианской поверхности обусловлена растительностью, имеющей красные фотосинтетические пигменты, и пытался подтвердить это предположение данными спектроскопических наблюдений Марса, полученными с помощью телескопа. К сожалению, предположение Г. А. Тихова оказалось неверным — к настоящему моменту можно твердо говорить об отсутствии на Марсе макрофитов (т.е. растений, наблюдаемых невооруженным глазом).

В современный телескоп на поверхности Марса можно различить детали не более 100 км. Поэтому, исследования этой планеты в рамках советской программы «Марс» (1962;1974) и американской — «Маринер» (1963;1971) оказались настоящим научным прорывом. Стало возможным получить фотографии с деталями около 1 км.

Первой автоматической межпланетной станцией, стартовавшей в сторону Марса, стал аппарат «Марс 1». Полет, начавшийся 1-го ноября 1962;го года, поставил рекорд дальности связи (106 млн. км.), но окончился неудачей: система управления станции сработала ненадежно, «Марс 1» отклонился от траектории.

10-го августа 1971;го года в СССР был произведен запуск станций «Марс 2» и «Марс 3». 27-го ноября и 2-го декабря они достигли Марса и были выведены на околопланетные орбиты. Из-за поднявшейся пылевой бури, охватившей всю планету, из космоса нельзя было рассмотреть какие-либо детали поверхности. Спускаемый аппарат «Марса 3» при прохождении атмосферы передавал информацию, но в момент посадки связь оборвалась. Тем не менее «Марс 2» и «Марс 3» успели провести обширную и разнообразную программу исследований. Именно они впервые обнаружили у Марса магнитное поле, которое оказалось значительно более слабым, чем поле Земли.

В июле-августе 1973;го года были запущены еще 4 автоматические станции серии «Марс». И снова неудачи. «Марс 4» не смог выйти на орбиту вокруг Марса и прошел в 2 200 км от поверхности, проводя ее фотосъемку. «Марс 5» благополучно вышел на околопланетную орбиту и произвел качественную фотосъемку поверхности, выбирая места для спускаемых аппаратов станций «Марс 6» и «Марс 7». Однако у последних в полете возникли неисправности, а спускаемый аппарат «Марса 7» даже не смог выйти на посадочную траекторию.

Более удачные попытки посадить спускаемый аппарат на поверхность Марса были сделаны американцами. 20 августа 1975 г был запущен аппарат «Викинг 1» был запущен 20 августа 1975;го года и прибыл к Марсу 19 июня 1976;го. «Викинг 2» был запущен 9 сентября 1975;го года и выведен на орбиту Марса 7 августа 1976;го года. Спускаемый аппарат «Викинга 2» достиг поверхности Марса 3 сентября 1976;го года. Оба «Викинга» передали изображения поверхности, взяли образцы грунта и исследовали их для выяснения состава и наличия признаков жизни, изучены погодные условия, проанализирована информация от сейсмометров.

Эксперименты по обнаружению простейших форм жизни были выполнены «Викингами» в двух направлениях: 1) поиск микроорганизмов, способных поддерживать процесс фотосинтеза (фотоавтотрофных бактерий) и 2) поиск гетеротрофных бактерий.

С целью обнаружения фотосинтетических процессов образец грунта смачивали и подвергали действию света. Контрольные образцы обрабатывались в темноте. О наличии фотосинтеза судили по выделению кислорода освещенной пробой.

Во втором варианте в атмосферу над увлажненным образцом добавляли СО2, меченный радиоактивным углеродом 14С. После удаления избытка радиоактивного газа грунт сильно нагревали с целью разложения органического вещества до СО2. В присутствии фотосинтезирующих микроорганизмов часть меченого углерода из 14СО2 должна включаться в органическое вещество биомассы и обнаруживаться в продуктах разложения.

Для определения присутствия гетеротрофных микроорганизмов образцы грунта помещались в специальную среду, содержащую радиоактивные органические питательные вещества, меченные углеродом 14С. В случае присутствия в грунте жизнеспособных бактерий, способных усваивать добавленные радиоактивные соединения, в газовой фазе должен появляться 14СО2. В контроле образцы стерилизовали нагреванием.

Первые эксперименты, казалось бы, дали обнадеживающие результаты. Из увлажненного грунта в условиях освещения выделяется кислород, в эксперименте с радиоактивно меченными органическими соединениями шло интенсивное выделение радиоактивного углекислого газа. Однако характер выделения и О2, и 14СО2 оказался совсем иной по сравнению с образцами земного грунта. Выделение газов начиналось слишком быстро в и быстро прекращалось. Был сделан вывод, что полученные результаты скорее обусловлены чисто химическими взаимодействий добавленных веществ с какими-то компонентами марсианского грунта, а не биохимической активностью живых организмов.

Кроме того, выделение кислорода из увлажненного грунта наблюдалось не только на свету, но и в темновом контроле, а выделение радиоактивного СО2 происходит не только в случае добавки органических веществ к не подвергнутому нагреванию образцу, но и в контрольном варианте со стерилизованным грунтом, где жизнеспособная микрофлора должна погибнуть при нагревании.

Анализ всей совокупности данных, полученных биологическими модулями «Викингов», привел авторов этой программы к выводу о том, что наличие простейших форм жизни в марсианском грунте маловероятно. Несмотря на то, что, по мнению некоторых специалистов, результаты проведенных экспериментов все же допускают присутствие таких форм, поиски жизнеспособных микроорганизмов на Марсе были приостановлены. Большинство исследователей внеземных форм жизни переключились на поиски ископаемых форм.

В 1984 г, в Антарктиде, американским ученым удалось найти метеорит, в последствии получивший номер ALH 84 001. Обычно метеориты слабо выделяются на фоне почвы, и их находят редко. Но в Антарктиде на фоне снега — это сделать гораздо легче, хотя они глубоко внедряются в лед, но при выветривании старых снегов выходят на поверхность. Так находят до 400 образцов в год. Однако, случай с ALH 8400 был одним из немногих, когда по данным химического анализа удалось доказать его марсианское происхождение. Этот метеорит несколько сотен миллионов лет был выбит с поверхности Марса другим метеоритом и впоследствии захвачен полем земного тяготения.

В процессе микроскопического исследования ALH 84 001 американским исследователем Мак-Кеем удалось обнаружить некие образования («глобулы») весьма похожие на окаменелые остатки бактерий, только очень небольших размеров (приблизительно в 100 раз меньше) по сравнению с типичными земными бактериями. Биологическое происхождение глобул было подтверждено с помощью разнообразных исследований их химического и изотопного состава.

Сомнения, связанные с малыми размерами окаменелостей, в последние годы были рассеяны, поскольку ученым удалось обнаружить бактерии столь же небольших размеров (нанобактерии) и на Земле тоже.

Фотография поверхности Марса, сделанная с летательного аппарата.

Надежды обнаружить на Марсе простейшие формы жизни стимулировали дальнейшие исследования этой планеты, которые наиболее интенсивно проводились в последние 10−15 лет. Однако, удачные экспедиции случались не часто.

• 5 сентября 1992;го НАСА запускает «Mars Observer». Контакт с аппаратом был потерян всего три дня до выхода на околомарсианскую орбиту. Было объявлено, что он взорвался при повышении давления в топливных баках при подготовке к выходу на орбиту.
• 16 ноября 1996;го в путь отправляется отечественный «Марс-96», который из-за неполадок в разгонном блоке вскоре после старта падает в воды Тихого океана. Это в особенности обидно, поскольку «Марс-96» — первый проект подобного масштаба в постсоветской России. Кто виноват в катастрофе? По свидетельствам создателей космического аппарата, хроническое недофинансирование и задолженность по зарплате привели к тому, что изготовление, монтаж и сборка оборудования велись на голом энтузиазме. С другой стороны, проведенная российскими специалистами работа не прошла даром.- Технические идеи и некоторые научные приборы «Марса-96» были использованы при создании зонда Европейского Космического агентства «Бигль-2» .

Одним из немногих удачных запусков космических аппаратов к Марсу был старт американского «Mars Global Surveyor», произведенный 7 ноября 1996 г. Аппарат достиг орбиты Марса 12 сентября 1997;го и приступил к научным наблюдениям, включая подробное картографирование, в марте 1998;го. Программа полета, рассчитанная на 687 дней, была полностью выполнена.

Загадочные борозды на поверхности Марса.

4 декабря 1996;го стартует американский «Mars Pathfinder», посадочный модуль которого совершает 4 июля 1997;го мягкую посадку на Марс и впервые начинаются исследования с использованием марсохода. Прибор не удалялся от базового блока далее чем на несколько метров, но позволил произвести детальные исследования некоторых геологических характеристик Марса и сделать качественные фотоснимки. 7 октября 1997;го по неизвестным причинам радиосвязь с экспедицией прекратилась.

Летом 1998;го на Марс летит японский исследовательский зонд «Nozomi». Из-за неправильного разгонного маневра скорость станции оказалась ниже расчетной. 9 декабря 2003;го связь с «Nozomi» потеряна окончательно.

Жертвой небрежности стал запущенный 11 декабря 1998 г. автоматический зонд «Mars Climate Orbiter». Специалисты по навигации американского центра управления полетом перепутали… английскую систему мер с метрической. Итог: космический аппарат «промахнулся» на 57 км, и, по всей видимости, погиб в плотных слоях марсианской атмосферы.

3 января 1999;го: в космосе «Mars Polar Lander/Deep Space-2». Аппарат должен был совершить посадку 3 декабря 1999 года. Связь со станцией отключили на то время, пока она проходила через марсианскую атмосферу. Через 38 минут станция должна была выйти на связь, но не вышла.

Несколько лет неудач все же завершаются удачным запуском: 7 апреля 2001;го стартует «2001 Mars Odyssey» и 24 октября 2001 г выходит на марсианскую орбиту. и приступает к выполнению исследовательской программы.

• 2003 год: 2 июня с космодрома Байконур запущен европейский «Mars Express» с посадочным модулем «Beagle-2». 3 декабря 2003;го он достиг Марса и сделал первый снимок ее поверхности с близкого расстояния. Задача орбитального модуля «Mars Express» — получить новые данные структуры, геологии и атмосферы планеты, передать на Землю высококачественное цветное трехмерное изображение поверхности Марса. Эта задача удалась. Но, увы, «Бигль-2» замолчал навсегда !
• 10 июня и 8 июля 2003 г американцы в рамках проекта «Mars Exploration Rover» запускают космические аппараты «Spirit» и «Opportunity». Посадки на Марс состоялись 4 и 25 января 2004;го в районе кратера Гусева и плато Меридиана. Основной задачей полетов является изучение поверхности Марса.

Оба аппарата произвели удачную посадку и длительное время совершали работу по обнаружению признаков существования жизни на этой планете.

Несмотря на отсутствие прямых доказательств присутствия простейших форм жизни на Марсе, в последние годы получены косвенные тому свидетельства.

Так, например, установлено, что в некоторых районах Марса наблюдается присутсвие заметных количеств метана. Считается, что метан может образовываться естественным путем либо в результате вулканической активности, либо за счет деятельности микроорганизмов. Вулканическая активность на Марсе не обнаружена. Более того, в районах с повышенным содержанием атмосферного метана часто отсутствуют даже потухшие вулканы.

Загадочные образования на поверхности Марса.

Необходимым условием существования известных нам белковых форм жизни является вода в жидком состоянии. Сейчас уже можно считать твердо доказанным, что в далеком прошлом на Марсе имелись моря и текли реки. Многочисленные снимки марсианской поверхности, сделанные с помощью космических аппаратов позволяют увидеть русла высохших рек, а также геологические структуры, образованные осадочными породами характерного морского происхождения.

Однако, если существование простейших форм жизни в прошлом Марса вполне вероятно, то, могла ли когда-либо на этой планете существовать разумная жизнь? Ответ на данный вопрос специалисты НАСА дают осторожно: на Марсе есть объекты неясного происхождения, которые могут оказаться как естественными, так и искусственными. Что это за объекты? вселенная пространство внеземной марс В районе плато Элизий «Маринер-9» в 1972 г. обнаружил образования, которые у некоторых исследователей получили название «поле четырехугольных пирамид». В южной полярной области «Маринер-9» сфотографировал похожие на искусственные сооружения объекты геометрически правильной структуры.

В 1976 г «Викингом-1» была также сделана интересная фотография, относящаяся к району Кидония (северное полушарие Марса), где находится еще одна группа необычных объектов, имеющая сходство с египетскими пирамидами.

Всего в Кидонии обнаружено 19 «пирамид» и «строений», «дороги», а также странная круглая площадка и огромное (1,3 Х 1,5 км) образование, похожее на человеческое лицо, получившее название «сфинкс» (см. далее). Создается впечатление, что «дороги» проложены не случайным образом; две из них подходят к «пирамидам», а сразу три сходятся к центру скопления объектов.

Самая большая центральная «пирамида» почти в десять раз превосходит знаменитую пирамиду Хеопса в Египте При этом малые марсианские пирамиды примерно равны по размерам большим египетским в Гизе или обнаруженным недавно в джунглях Бразилии (около 250 м).

Нет никаких сомнений, что объект построен очень давно, а если он и возник искусственным путем, то в настоящее время необитаем. В самом деле: крупные метеориты не так уж часто падают на поверхность планеты, но на снимках городах видны по крайней мере два попадания — в левую большую «пирамиду» и в перекресток «дорог». Ни то, ни другое не восстановлено — либо объект все-таки естественный, либо просто восстанавливать уже некому.

Тем не менее: некоторые «дороги» направляются явно в «объезд» метеоритных кратеров!

Изучены общие и местные особенности рельефа Кидонии, получены заключения экспертов, проведены морфологический и композиционный анализы, физическое моделирование марсианских образований, сопоставление с лунной поверхностью, формами и планировкой египетских и мексиканских пирамид.

Предпринятый российскими исследователями композиционный анализ неожиданно показал, что если контуры «пирамид», «сфинкса» и темного кольца определены более или менее правильно, то они расположены не хаотично, а образуют упорядоченную, сложную систему. Ось марсианского «сфинкса» и самой большой «пирамиды» в первом приближении параллельны и ориентированы на север (как и комплекс пирамид в Гизе). Оси трех остальных больших «пирамид» параллельны друг другу и повернуты по отношению к меридиану примерно на 16°, то есть на 1/22 часть дуги окружности*.

Марсианский Сфинкс.

При этом положение и размеры всех фигур как бы взаимосогласованы и зависят от осевых линий и касательных к сторонам их оснований. Темное кольцо расположено посредине поля, занятого «пирамидами» и «сфинксом», так, что проведенная из центра кольца окружность охватывает всю композицию.

Впервые «сфинкс» был обнаружен на поступившим с «Викинга» снимке номер 35А72. С поверхности далекого Марса на операторов смотрело огромное женское лицо. Первоначально на это изображение в НАСА не обратили внимания, посчитав случайной «игрой природы». Однако, нашелся западногерманский исследователь, решивший произвести компьютерную обработку снимка с целью приблизить изображение, взглянуть на него не с высоты орбиты в сотни километров, а всего лишь с полутора километров.

Полученное после обработки изображение подтвердило первоначальное предположение: объект действительно похож на женское лицо!

Но надо отдать должное НАСА; его сотрудники отыскали еще один, ранее забракованный снимок, сделанный на другом витке и, следовательно, в другое время. Сфинкс хоть и был слегка виден, но тем не менее не исчез. Получив в свои руки два снимка, американские специалисты приступили к компьютерной постройке стереоизображения. Ноздри, ожерелье, другие точки, считавшиеся помехами, на новом изображении почему-то не исчезли, зато ЭВМ уверенно вырисовывала только ею увиденные зрачки глаз и даже зубы в приоткрытом рту!

Загадка объектов, обнаруженных в марсианском районе Кидония и в настоящее время остается нерешенной. Если на снимках Марса действительно искусственные сооружения, то это радикально изменит наши представления о происхождении разума во Вселенной.