Марс невиден ⇐ Вторая мировая война
-
Автор темыGosha
- Всего сообщений: 63805
- Зарегистрирован: 25.08.2012
- Откуда: Moscow
Re: Марс невиден
Однако к концу января ситуация резко изменилась. Немецко-фашистское командование спешно перебросило из Западной Европы 12 дивизий и 2 бригады. В результате контрударов 33-я армия и 1-й гвардейский кавалерийский корпус оказались в окружении, лишь узкий коридор связывал 22-ю, 29-ю, 39-ю армию и 11-й кавалерийский корпус со своими, позднее и он был перерезан.
Так на картах военного времени появился Ржевско-Вяземский плацдарм. Из словаря-справочника "Великая Отечественная война 1941-45": "Ржевско-Вяземский плацдарм, выступ, образовавшийся в обороне немецко-фашистских войск в ходе наступления советских войск зимой 1941-42 г.г. на западном направлении. Ржевско-Вяземский плацдарм имел размеры до 160 км в глубину и до 200 км по фронту (у основания). Зимой 1942-43 здесь было сосредоточено около 2/3 войск группы армий "Центр". Против этой группировки действовали основные силы Калининского и Западного фронтов". Со 2 по 12 июля вермахтом была проведена наступательная операция под кодовым названием "Зейдлиц" против соединений Калининского фронта, попавших в окружение. На протяжении многих лет о ней предпочитали не говорить.
Так на картах военного времени появился Ржевско-Вяземский плацдарм. Из словаря-справочника "Великая Отечественная война 1941-45": "Ржевско-Вяземский плацдарм, выступ, образовавшийся в обороне немецко-фашистских войск в ходе наступления советских войск зимой 1941-42 г.г. на западном направлении. Ржевско-Вяземский плацдарм имел размеры до 160 км в глубину и до 200 км по фронту (у основания). Зимой 1942-43 здесь было сосредоточено около 2/3 войск группы армий "Центр". Против этой группировки действовали основные силы Калининского и Западного фронтов". Со 2 по 12 июля вермахтом была проведена наступательная операция под кодовым названием "Зейдлиц" против соединений Калининского фронта, попавших в окружение. На протяжении многих лет о ней предпочитали не говорить.
Вероятности отрицать не могу, достоверности не вижу. М. Ломоносов
-
Foxhound
- Всего сообщений: 681
- Зарегистрирован: 20.07.2019
- Образование: школьник
Re: Марс невиден
в такой просьбе нельзя отказать... он же, вид слева...

Отправлено спустя 6 минут 3 секунды:
наша ближайшая в прямом смысле этого слова цель в дальнем космосе - все-таки Марс.
- Я люблю шутить, что на Марс сможет полететь то поколение людей, которое вырастет около чернобыльского реактора, - улыбается Лев Зеленый. - Но мы с вами для путешествия к Марсу, и тем более для жизни там, в том виде, как есть, не годимся. Возможно, это и к лучшему. Свободно перемещаться по Красной планете все равно не получится, придется сидеть в укрытии -от радиации ведь под зонтиком не спрячешься. А это убьет всю романтику.
Ученые спорят, как и когда человеку лучше лететь на Марс? Как вычислить самый удобный для полета период?
- Когда солнце активное, лететь опасно - много солнечной радиации. Однако солнечный ветер «выдувает» из Солнечной системы галактические космические лучи, частицы которых более энергичны и опасны, - говорит Лев Зеленый. - А в солнечном минимуме светило спокойное, зато галактических космических лучей гораздо больше. Солнце легче прогнозировать, мы наблюдаем его, а поведение галактических космических лучей мы предсказать не можем. Сейчас, наконец, мы научились прогнозировать солнечные вспышки, однако периода, чтобы на 11 месяцев Солнце было спокойным, быть не может.
Не менее опасны для человека марсианские песчаные бури, которые удается наблюдать даже в земные телескопы.
МАРСИАНСКОЕ ПРОКЛЯТИЕ
Пока мы можем изучать Красную планету лишь удаленно, при помощи роботов. Но и здесь не все складывается гладко.
Для нашей страны Марс исторически был недружелюбной планетой. В период с 1960-х по 1980-е годы к Марсу были отправлены девять исследовательских зондов. «Марс-1» свою программу выполнил полностью, другие аппараты тоже дали много информации, они не выполнили самого главного - не смогли доставить марсоходы и передавать данные с самой планеты.
В 1988 году к Фобосу, спутнику Марса, были отправлены два зонда - «Фобос-1» и «Фобос-2». Первый аппарат был потерян еще на пути перелета к Красной планете, второй проработал на орбите около трех месяцев, а затем по непонятным причинам связь с ним прервалась.
Новой надеждой стал совместный российско-европейский проект «ЭкзоМарс» (ЕхоМаге), первый этап которого начался в 2016 году.
«ЭКЗОМАРС-2016»
Сейчас орбитальный аппарат TGO (Trace Gas Orbiter, «Орбитальный аппарат для исследования малых составляющих атмосферы») международного проекта «ЭкзоМарс» находится на орбите Красной планеты. Он постепенно снижает высоту орбиты, и, как только достигнет запланированной, начнутся активные измерения. Атмосфера Марса разрежена, а процесс торможения осуществляется с ее помощью (именно так снижает высоту TGO), надо действовать очень аккуратно.
Европейские коллеги также включили в состав этой миссии демонстрационный посадочный модуль «Скиапарелли». Этот аппарат был доставлен к Марсу. Отделившись от основного орбитального модуля, он должен был произвести посадку. Но отработка технологии посадки оказалась неудачной: из-за программной ошибки аппарат разбился.
- Проект «Экзомарс-2016» состоит из двух частей: орбитальный
МНЕНИЕ
Можно сказать спасибо Илону Маску за то, что он возобновил интерес людей к космосу. Его высказывания и идеи привлекают большое внимание, а космос становится более открытым, доступным и популярным. И хотя технологии, которые он использует, не суперсовременные (мы проводили анализ его двигателей), Маск решает свою, более глобальную задачу.
i
Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
Например, сейчас он создает двигатели на метане. Для того чтобы в перспективе лететь к Марсу. Его логика такова: я лечу на Марс и хочу прилететь обратно, но на чем? Керосина же там нет, но следы метана обнаружены, значит, его можно добыть и вернуться назад. Поэтому он и занимается метановыми двигателями. У нас сейчас такой задачи не стоит, но мы ее готовы решать, в том числе и с помощью наших двигателей.
Без маршевых двигателей большой тяги проблему полета к дальним планетам не решить, поэтому сейчас ведется активная работа по созданию ракетного комплекса сверхтяжелого класса. Первым этапом станет создание на базе тяжелой «Ангары» ее модификаций: «Ангара А5П», «А5В» с усовершенствованным двигателем РД-191. В дальнейшем планируется создание ракеты-носителя сверхтяжелого класса, которая за один раз сможет поднимать свыше 80 тонн, а в перспективе и до 100 тонн. В основе ее будет модифицированный РД-171 с индексами, отличающийся от того двигателя, который стоял на «Энергии» - «Буране».
Глобально полет на Марс - это сложная и многофакторная задача. Наши двигатели способны вывести марсианский модуль на орбиту Земли, но дальше возникает много других вопросов: на каких двигателях лететь дальше, как обеспечить защиту от радиации и рассчитать точность приземления. Многие технологии уже есть, но еще предстоит большая работа по подготовке и проведению пробных полетов.
Зачем лететь к дальним планетам, зачем государство финансирует такие проекты? Все очень просто, если вспомнить, что Солнце - это звезда и, в конце концов, погаснет. Не скоро - по оценкам, через 2,5 млрд лет, но задолго до этого оно превратится в красный гигант и сожжет все близлежащие планеты. Где жить дальше? Мы уже сегодня должны искать ответ на этот вопрос, и исследования Луны, Марса и других планет - только первый шаг на этом долгом и сложном пути.
Кстати, именно Россия еще со времен Циолковского является законодательницей мод в области освоения космоса, развития пилотируемой космонавтики. Именно Королёву, Глушко и другим основоположникам практической космонавтики удалось убедить руководство страны в важности развития мирного космоса. Именно они смогли, применив законы физики, предположить, как будет дальше развиваться Солнечная система и что космическая экспансия в будущем необходима.
ч\ \ + от радиации на красной планете можно IО с укрыться, построив здания с достаточ-\ но толстыми стенами или закопавшись ЧД^ в грунт. атмосфера на марсе в 150 раз слабее, чем у земли, поэтому она и плохо защищает от энергичных частиц.
Петр ЛЁВОЧКИН,
главный конструктор НПО «Энергомаш»
trace gas orbiter (tgo) -
аппарат для дистанционного исследования Марса с орбиты планеты. Научная нагрузка включает четыре научных прибора, два из которых российские. Он также обеспечил доставку к Марсу спускаемого модуля «Скиапарелли». Спускаемый аппарат «Скиапарелли» разработан Европейским космическим агентством, назван в честь итальянского астронома и исследователя Марса Джованни Скиапарелли.
аппарат TGO (Trace Gas Orbiter) и посадочный модуль, - рассказывает Лев Зеленый. - 99 % научного оборудования находится на орбитальном аппарате. Посадочный модуль был демонстрационным, предназначенным только для отработки посадки, у него не было источников питания, он должен был прожить на Марсе два-три дня. Несмотря на неудачу при посадке, был получен большой массив данных, которые помогут сделать выводы для миссии «Эк-зомарс-2020» и избежать неудач в дальнейшем. Большого вреда общей программе гибель посадочного модуля не принесла. На Марс довольно трудно сесть, там часто разбивались аппараты - в свое время и советские. Из-за очень разреженной атмосферы такой классический метод торможения, как спуск с парашютом, который работает на Венере и на Земле и помогает сбросить скорость, на Марсе работает гораздо слабее.
НАУЧНЫЕ ПРИБОРЫ ПРОЕКТА «ЭКЗОМАРС»
Прибор, который будет изучать распространение водяного льда под поверхностью Марса, называется ФРЕНД. Он является модернизированной версией прибора ХЕНД - нейтронного детектора, который уже много лет работает на аме-
риканском аппарате «Марс Одиссей». ФРЕНД дает гораздо более точную картину, он оборудован специальным коллиматором, сужающим поле зрения прибора. Благодаря этому можно строить карты распространенности водяного льда более высокого разрешения, то есть различать на них более мелкие детали.
В ходе реализации миссии «Экзомарс-2016» запланировано также исследование атмосферы Марса, измерение концентрации в ней малых газовых составляющих, в первую очередь метана. С этой целью в Институте космических исследований разработан спектрометрический комплекс ACS.
ACS (Atmospheric Chemistry Suite) - набор из трех спектрометров для изучения химии атмосферы, производящих измерения от видимого до теплового инфракрасного диапазона. Одна из главных задач ACS - поиск метана, который может служить признаком биологической активности. Исследователи также хотят попытаться найти источники газов на поверхности планеты и проследить их пространственное распределение. TGO также поможет выбрать место для будущей посадки марсохода «Пастер».
Три возможных места посадки уже есть. Данные TGO помогут выстраивать наиболее интересный, с научной точки зрения, маршрут. Вторая миссия к Марсу запланирована на 2020 год. Она
к
инженер по созданию комплекса для исследования марсианской пыли отдела физики планет ИКИ РАН
Даниил РОДИОНОВ,
заведующий лабораторией
физических исследований поверхности планет отдела физики планет ИКИ РАН
- Я считаю, что планирование и подготовка к пилотируемой экспедиции на Марс - это хороший стимул для технического роста. Исследования положительно влияют на экономику и потом становятся доступными в быту.
Конечно, существует мнение, что человек на поверхности Марса не нужен, потому что за него все могут сделать роботизированные системы. С этим сложно не согласиться. Мы видим, как далеко шагнули робототехника и приборостроение.
Некоторые считают, что нам и на Земле проблем хватает -мол, не до освоения дальнего космоса. Вот с этим я категорически не согласен. Если бы человечество всегда исходило из этого, оно бы никогда не вышло из колыбели цивилизации. Надо решать все задачи и проблемы -и на Земле, и вне Земли.
- «Экзомарс» для нас - это шанс вернуться в проект по исследованию Марса не просто поставщиками приборов, а полноценными участниками. Этот проект, несомненно, важен для будущего возможного пилотируемого освоения Марса. Фактически «Экзомарс» - это первая программа, направленная на поиск следов жизни - органических веществ на Красной планете. Следующим шагом будет доставка грунта с Марса, уже после этого можно говорить о пилотируемых миссиях.
В современном мире одной стране осуществлять такой глобальный проект по исследованию дальнего космоса очень сложно. Подобные миссии лучше готовить консолидированно, разделив и финансовые, и интеллектуальные затраты.
научные цели программы «ЗШМАрС»:
• Поиск возможных следов прошлой или настоящей жизни на Марсе
• Характеристика водного и геохимического распределения на поверхности планеты
i
Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
• Изучение поверхности и окружающей среды на планете, выявление опасностей для будущих пилотируе мых полетов на Марс
• Исследование недр планеты, чтобы лучше понять эволюцию и возможность обитаемости Марса
технологические цели программы «ЭКЗОМАРС»:
• Осуществление посадки большегрузных аппаратов на поверхность Марса
• Использование солнечной электроэнергии на Марсе
• Использование буровой установки для взятия образцов марсианского грунта
• Развитие исследований при помощи марсоходов
.г ■
будет состоять из перелетного блока, посадочной платформы и ровера, оснащенного бурильным комплексом. На посадочной платформе, которую проектирует НПО имени С. А. Лавочкина, будет установлен комплекс российской научной аппаратуры для изучения состава и свойств поверхности, атмосферы и климата планеты.
Также два научных прибора, разработанных в ИКИ РАН, войдут в установленный на европейском марсоходе научный комплекс «Пастер». Главная задача комплекса - поиск соединений и веществ, которые могли бы свидетельствовать о возможном существовании жизни на Марсе.
После съезда марсохода платформа начнет самостоятельную работу как полноценная долгожи-вущая автономная научная лаборатория. Вместе ровер и станция соберут сведения о тех марсианских явлениях, которые важны для планирования будущих полетов на Красную планету.
По прибытию марсохода, в 2021 году орбитальный аппарат TGO будет продолжать наблюдения, а также действовать в качестве спутника-ретранслятора данных.
На марсоходе «Пастер» будет смонтирована бурильная
♦
N
установка. Поверхность Марса как бы засвечена радиацией, и там многого не увидишь. А вот на расстоянии метра вглубь - замерзшая вода.
Мы договорились с Европейским космическим агентством, что бурильную установку, которая сейчас стоит на марсианском ровере, мы установим и на нашем лунном посадочном аппарате «Луна-27».
Для геологов самое интересное, конечно, это доставка грунта. Однако исследование грунта на Марсе сначала придется проводить дистанционно, о доставке речи пока нет. Это уже задача следующих миссий.
СТАРТОВОЕ ОКНО
Ученые уже рассчитали время, в которое лучше всего запускать миссию на Красную планету. Период, когда расположение двух планет наиболее выгодно для старта, называется стартовым окном. Запуск в это время позволяет осуществить перелет к Марсу всего за девять месяцев. Стартовое окно «открывается» приблизительно раз в два года. Поэтому второй этап программы «ЭкзоМарс» будет осуществляться с 2020 года.
- В принципе, до Марса можно долететь практически в любое время, но это будет стоить очень дорого, и для современной техники практически невозможно, - комментирует Лев Зеленый. - Поэтому выбираются периоды, когда есть противостояние Земли и Марса. Каждая из этих планет вращается по своей орбите, и раз в 26 месяцев они сближаются, иногда сильнее, иногда меньше. Это называется противостояние или великое противостояние и создает хорошее окно для старта к Марсу, оптимальные условия по затратам топлива. Длится этот период всего несколько недель - не более месяца.
МНЕНИЕ
Марк СЕРОВ,
инженер-испытатель, ведущий космонавт-испытатель перспективной транспортной системы «Федерация»
Б1
- Мы собрали команду молодых ребят, которые горят тем, чтобы строить космические корабли и на них летать. Это новое поколение инженеров-космонавтов. Нас объединяет желание работать по-королёвски, двигаться вперед, руководствуясь девизом Петра Первого: «Навигация должна быть!» Лично для меня это главный довод. Летать нужно, и это главное!
Думаю, что в нашей отрасли достаточно молодых кадров, талантливых людей, которые смогут сделать и ракету, и двигатель для дальних перелетов. И среди ракетчиков есть команды, готовые работать 24 часа в сутки. На своем участке мы делаем возможное и невозможное, чтобы соблюсти поставленные сроки, и будем надеяться, что и другие команды нас не подведут.
У человечества нет и не было других вариантов, кроме как распространять свое влияние и свою хозяйственную деятельность повсюду. Освоим Арктику, исследуем подводный мир. А что дальше? Только космос и его бескрайнее пространство.
Великие основоположники космонавтики это уже проанализировали и спрогнозировали. Вспомните Циолковского и его теорию о космическом пространстве, о той энергии, которую мы еще не научились использовать до конца, а пользуемся лишь долей ее. Можно верить в это или не верить - это одно из течений философии.
VI
i
Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
ад
Г ,>,
---■■ та
227 млн 900 тысяч /I
километров - среднее расстояние от Земли до Марса
Мы, команда «Федерации», верим в то, что будущее человечества связано с космическими исследованиями и освоением космоса. Уже сейчас, с точки зрения экономики, хозяйственной деятельности, орбита Земли становится основной и необходимой частью государственной и международной инфраструктуры. Здесь размещаются автоматические спутники, средства наблюдения и контроля.
Освоение дальнего космоса - это будущее пилотируемой космонавтики. Луна - наиболее близкий к нам объект, седьмой континент Земли. Изучая космическое пространство, продвигаясь к Марсу, человечество просто вынуждено двигаться к Луне. Так выстроена карта Солнечной системы. Лунные ресурсы позволят нам создавать независимые поселения, вырабатывать компоненты для ракетного топлива. Но таких районов, насыщенных необходимыми ресурсами, на Луне мало. В конечном итоге встанет вопрос о конкуренции. Начнется Solar-политика - политика в рамках Солнечной системы. Как бы фантастично ни прозвуча-
ло, это уже не так далеко от нас. Государства или группы людей, которые желают иметь какое-то влияние в космосе в перспективе10-20-30-50-100 лет, должны озаботиться этим уже сейчас. Технологии освоения космоса настолько сложны, что сразу и вдруг не появятся.
Приведу в пример глобальную инновацию исторического масштаба, которая в свое время многие уголки земли привела к цивилизации: мореплавание. Мореплаватели стремились к неизведанному. Далеко не все их понимали: зачем куда-то плыть, когда и рядом тепло и апельсины растут. Однако именно благодаря им случились Великие географические открытия, континенты соединились морскими коммуникациями. Именно благодаря этим чудакам возросли военная мощь и влияние некоторых стран.
Космонавтика - точно такая же глобальная инновация. Дивиденды от нее прямо сейчас мы можем получить лишь в отдельных элементах, а глобальное понимание, зачем нужно освоение дальнего космоса, придет лишь через 50-100 лет после «отплытия».
как приручить марсианских пылевых дьяволов
Разрабатываемый учеными пылевой комплекс (ПК) представляет собой набор датчиков, предназначенных для изучения эоловых (ветровых) отложений на Марсе. Основной научной задачей ПК является отслеживание циклов перемещений пыли с помощью прямых измерений потоков пылевых частиц у поверхности Марса. Пылевой цикл и его влияние на циркуляцию атмосферы до сих пор плохо изучены, а прямые измерения перемещения пыли у поверхности Марса не проводились.
В Институте космических исследований РАН создают научную лабораторию по исследованию марсианской пыли.
Илья КУЗНЕЦОВ, инженер по созданию комплекса для исследования марсианской пыли отдела физики планет ИКИ РАН:
- Пылевой комплекс состоит из трех блоков и основного датчика. Базовым блоком является ударный сенсор, на котором расположены пьезоэлектрические датчики, измеряющие импульсы пылевых частиц, которые об него ударяются. Над этими датчиками расположены сетки, измеряющие заряд. У нас есть измерения скорости, мы можем отслеживать потоки этих частиц и массоперенос ветра.
В состав пылевого комплекса планируется включить следующие инструменты:
• ударный сенсор (измерение импульсов и зарядов пылевых частиц, потоков частиц);
■ MicroMED (гранулометрия);
■ ЕМА (регистрация возмущения ЭМ-поля вблизи поверхности Марса);
■ ДЭП (измерение разности потенциалов ЭМ-поля в зависимости от высоты).
Марсианская пыль - глобальное явление, порождающее бури как локальные, так и в масштабе всей планеты. Каждые земные полгода на Марсе происходят такие сильные бури что их можно увидеть в телескоп.
Очень много фотографий марсианской пыли мы имеем благодаря марсоходу «Кьюриосити». Аппарат делает селфи, и видно, что пыль покрывает его поверхности
ПОЧЕМУ МАРС - КРАСНАЯ ПЛАНЕТА?
Большое содержание окислившегося железа в частицах марсианской пыли придает планете такой цвет. «Заржавевшие» частички покрывают всю планету, поэтому она выглядит такой рыже-ржавой.
- Пыль может оседать на солнечных батареях, на камерах, забивать механизмы и вредить их работе, - говорит Илья Кузнецов. - Изучение ее деструктивных свойств поможет предотвращать разрушения. Это пригодится для будущих исследований, чтобы не создалась ситуация, когда из-за пылевой бури случилась беда, как показано в фильме «Марсианин», и миссии были успешными, кем бы они ни выполнялись - людьми или машинами.
Частицы пыли запросто поднимаются марсианским ветром и переносятся на большие расстояния. Они могут участвовать в эрозийных процессах и как-то менять твердые поверхности.
Марс без пылевых бурь
Существуют и частицы довольно крупных размеров. Они уже не летают, а как бы перекатываются, переваливаются, участвуя в перемещении марсианских дюн, которое мы можем наблюдать со спутника.
Как мы предполагаем, марсианская пыль имеет нерегулярную форму, то есть это не сферические частицы, а довольно угловатые структуры. Они могут представлять собой самые причудливые формы и, возможно, как у нас снежинки, никогда не повторяются.

Отправлено спустя 6 минут 3 секунды:
наша ближайшая в прямом смысле этого слова цель в дальнем космосе - все-таки Марс.
- Я люблю шутить, что на Марс сможет полететь то поколение людей, которое вырастет около чернобыльского реактора, - улыбается Лев Зеленый. - Но мы с вами для путешествия к Марсу, и тем более для жизни там, в том виде, как есть, не годимся. Возможно, это и к лучшему. Свободно перемещаться по Красной планете все равно не получится, придется сидеть в укрытии -от радиации ведь под зонтиком не спрячешься. А это убьет всю романтику.
Ученые спорят, как и когда человеку лучше лететь на Марс? Как вычислить самый удобный для полета период?
- Когда солнце активное, лететь опасно - много солнечной радиации. Однако солнечный ветер «выдувает» из Солнечной системы галактические космические лучи, частицы которых более энергичны и опасны, - говорит Лев Зеленый. - А в солнечном минимуме светило спокойное, зато галактических космических лучей гораздо больше. Солнце легче прогнозировать, мы наблюдаем его, а поведение галактических космических лучей мы предсказать не можем. Сейчас, наконец, мы научились прогнозировать солнечные вспышки, однако периода, чтобы на 11 месяцев Солнце было спокойным, быть не может.
Не менее опасны для человека марсианские песчаные бури, которые удается наблюдать даже в земные телескопы.
МАРСИАНСКОЕ ПРОКЛЯТИЕ
Пока мы можем изучать Красную планету лишь удаленно, при помощи роботов. Но и здесь не все складывается гладко.
Для нашей страны Марс исторически был недружелюбной планетой. В период с 1960-х по 1980-е годы к Марсу были отправлены девять исследовательских зондов. «Марс-1» свою программу выполнил полностью, другие аппараты тоже дали много информации, они не выполнили самого главного - не смогли доставить марсоходы и передавать данные с самой планеты.
В 1988 году к Фобосу, спутнику Марса, были отправлены два зонда - «Фобос-1» и «Фобос-2». Первый аппарат был потерян еще на пути перелета к Красной планете, второй проработал на орбите около трех месяцев, а затем по непонятным причинам связь с ним прервалась.
Новой надеждой стал совместный российско-европейский проект «ЭкзоМарс» (ЕхоМаге), первый этап которого начался в 2016 году.
«ЭКЗОМАРС-2016»
Сейчас орбитальный аппарат TGO (Trace Gas Orbiter, «Орбитальный аппарат для исследования малых составляющих атмосферы») международного проекта «ЭкзоМарс» находится на орбите Красной планеты. Он постепенно снижает высоту орбиты, и, как только достигнет запланированной, начнутся активные измерения. Атмосфера Марса разрежена, а процесс торможения осуществляется с ее помощью (именно так снижает высоту TGO), надо действовать очень аккуратно.
Европейские коллеги также включили в состав этой миссии демонстрационный посадочный модуль «Скиапарелли». Этот аппарат был доставлен к Марсу. Отделившись от основного орбитального модуля, он должен был произвести посадку. Но отработка технологии посадки оказалась неудачной: из-за программной ошибки аппарат разбился.
- Проект «Экзомарс-2016» состоит из двух частей: орбитальный
МНЕНИЕ
Можно сказать спасибо Илону Маску за то, что он возобновил интерес людей к космосу. Его высказывания и идеи привлекают большое внимание, а космос становится более открытым, доступным и популярным. И хотя технологии, которые он использует, не суперсовременные (мы проводили анализ его двигателей), Маск решает свою, более глобальную задачу.
i
Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
Например, сейчас он создает двигатели на метане. Для того чтобы в перспективе лететь к Марсу. Его логика такова: я лечу на Марс и хочу прилететь обратно, но на чем? Керосина же там нет, но следы метана обнаружены, значит, его можно добыть и вернуться назад. Поэтому он и занимается метановыми двигателями. У нас сейчас такой задачи не стоит, но мы ее готовы решать, в том числе и с помощью наших двигателей.
Без маршевых двигателей большой тяги проблему полета к дальним планетам не решить, поэтому сейчас ведется активная работа по созданию ракетного комплекса сверхтяжелого класса. Первым этапом станет создание на базе тяжелой «Ангары» ее модификаций: «Ангара А5П», «А5В» с усовершенствованным двигателем РД-191. В дальнейшем планируется создание ракеты-носителя сверхтяжелого класса, которая за один раз сможет поднимать свыше 80 тонн, а в перспективе и до 100 тонн. В основе ее будет модифицированный РД-171 с индексами, отличающийся от того двигателя, который стоял на «Энергии» - «Буране».
Глобально полет на Марс - это сложная и многофакторная задача. Наши двигатели способны вывести марсианский модуль на орбиту Земли, но дальше возникает много других вопросов: на каких двигателях лететь дальше, как обеспечить защиту от радиации и рассчитать точность приземления. Многие технологии уже есть, но еще предстоит большая работа по подготовке и проведению пробных полетов.
Зачем лететь к дальним планетам, зачем государство финансирует такие проекты? Все очень просто, если вспомнить, что Солнце - это звезда и, в конце концов, погаснет. Не скоро - по оценкам, через 2,5 млрд лет, но задолго до этого оно превратится в красный гигант и сожжет все близлежащие планеты. Где жить дальше? Мы уже сегодня должны искать ответ на этот вопрос, и исследования Луны, Марса и других планет - только первый шаг на этом долгом и сложном пути.
Кстати, именно Россия еще со времен Циолковского является законодательницей мод в области освоения космоса, развития пилотируемой космонавтики. Именно Королёву, Глушко и другим основоположникам практической космонавтики удалось убедить руководство страны в важности развития мирного космоса. Именно они смогли, применив законы физики, предположить, как будет дальше развиваться Солнечная система и что космическая экспансия в будущем необходима.
ч\ \ + от радиации на красной планете можно IО с укрыться, построив здания с достаточ-\ но толстыми стенами или закопавшись ЧД^ в грунт. атмосфера на марсе в 150 раз слабее, чем у земли, поэтому она и плохо защищает от энергичных частиц.
Петр ЛЁВОЧКИН,
главный конструктор НПО «Энергомаш»
trace gas orbiter (tgo) -
аппарат для дистанционного исследования Марса с орбиты планеты. Научная нагрузка включает четыре научных прибора, два из которых российские. Он также обеспечил доставку к Марсу спускаемого модуля «Скиапарелли». Спускаемый аппарат «Скиапарелли» разработан Европейским космическим агентством, назван в честь итальянского астронома и исследователя Марса Джованни Скиапарелли.
аппарат TGO (Trace Gas Orbiter) и посадочный модуль, - рассказывает Лев Зеленый. - 99 % научного оборудования находится на орбитальном аппарате. Посадочный модуль был демонстрационным, предназначенным только для отработки посадки, у него не было источников питания, он должен был прожить на Марсе два-три дня. Несмотря на неудачу при посадке, был получен большой массив данных, которые помогут сделать выводы для миссии «Эк-зомарс-2020» и избежать неудач в дальнейшем. Большого вреда общей программе гибель посадочного модуля не принесла. На Марс довольно трудно сесть, там часто разбивались аппараты - в свое время и советские. Из-за очень разреженной атмосферы такой классический метод торможения, как спуск с парашютом, который работает на Венере и на Земле и помогает сбросить скорость, на Марсе работает гораздо слабее.
НАУЧНЫЕ ПРИБОРЫ ПРОЕКТА «ЭКЗОМАРС»
Прибор, который будет изучать распространение водяного льда под поверхностью Марса, называется ФРЕНД. Он является модернизированной версией прибора ХЕНД - нейтронного детектора, который уже много лет работает на аме-
риканском аппарате «Марс Одиссей». ФРЕНД дает гораздо более точную картину, он оборудован специальным коллиматором, сужающим поле зрения прибора. Благодаря этому можно строить карты распространенности водяного льда более высокого разрешения, то есть различать на них более мелкие детали.
В ходе реализации миссии «Экзомарс-2016» запланировано также исследование атмосферы Марса, измерение концентрации в ней малых газовых составляющих, в первую очередь метана. С этой целью в Институте космических исследований разработан спектрометрический комплекс ACS.
ACS (Atmospheric Chemistry Suite) - набор из трех спектрометров для изучения химии атмосферы, производящих измерения от видимого до теплового инфракрасного диапазона. Одна из главных задач ACS - поиск метана, который может служить признаком биологической активности. Исследователи также хотят попытаться найти источники газов на поверхности планеты и проследить их пространственное распределение. TGO также поможет выбрать место для будущей посадки марсохода «Пастер».
Три возможных места посадки уже есть. Данные TGO помогут выстраивать наиболее интересный, с научной точки зрения, маршрут. Вторая миссия к Марсу запланирована на 2020 год. Она
к
инженер по созданию комплекса для исследования марсианской пыли отдела физики планет ИКИ РАН
Даниил РОДИОНОВ,
заведующий лабораторией
физических исследований поверхности планет отдела физики планет ИКИ РАН
- Я считаю, что планирование и подготовка к пилотируемой экспедиции на Марс - это хороший стимул для технического роста. Исследования положительно влияют на экономику и потом становятся доступными в быту.
Конечно, существует мнение, что человек на поверхности Марса не нужен, потому что за него все могут сделать роботизированные системы. С этим сложно не согласиться. Мы видим, как далеко шагнули робототехника и приборостроение.
Некоторые считают, что нам и на Земле проблем хватает -мол, не до освоения дальнего космоса. Вот с этим я категорически не согласен. Если бы человечество всегда исходило из этого, оно бы никогда не вышло из колыбели цивилизации. Надо решать все задачи и проблемы -и на Земле, и вне Земли.
- «Экзомарс» для нас - это шанс вернуться в проект по исследованию Марса не просто поставщиками приборов, а полноценными участниками. Этот проект, несомненно, важен для будущего возможного пилотируемого освоения Марса. Фактически «Экзомарс» - это первая программа, направленная на поиск следов жизни - органических веществ на Красной планете. Следующим шагом будет доставка грунта с Марса, уже после этого можно говорить о пилотируемых миссиях.
В современном мире одной стране осуществлять такой глобальный проект по исследованию дальнего космоса очень сложно. Подобные миссии лучше готовить консолидированно, разделив и финансовые, и интеллектуальные затраты.
научные цели программы «ЗШМАрС»:
• Поиск возможных следов прошлой или настоящей жизни на Марсе
• Характеристика водного и геохимического распределения на поверхности планеты
i
Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
• Изучение поверхности и окружающей среды на планете, выявление опасностей для будущих пилотируе мых полетов на Марс
• Исследование недр планеты, чтобы лучше понять эволюцию и возможность обитаемости Марса
технологические цели программы «ЭКЗОМАРС»:
• Осуществление посадки большегрузных аппаратов на поверхность Марса
• Использование солнечной электроэнергии на Марсе
• Использование буровой установки для взятия образцов марсианского грунта
• Развитие исследований при помощи марсоходов
.г ■
будет состоять из перелетного блока, посадочной платформы и ровера, оснащенного бурильным комплексом. На посадочной платформе, которую проектирует НПО имени С. А. Лавочкина, будет установлен комплекс российской научной аппаратуры для изучения состава и свойств поверхности, атмосферы и климата планеты.
Также два научных прибора, разработанных в ИКИ РАН, войдут в установленный на европейском марсоходе научный комплекс «Пастер». Главная задача комплекса - поиск соединений и веществ, которые могли бы свидетельствовать о возможном существовании жизни на Марсе.
После съезда марсохода платформа начнет самостоятельную работу как полноценная долгожи-вущая автономная научная лаборатория. Вместе ровер и станция соберут сведения о тех марсианских явлениях, которые важны для планирования будущих полетов на Красную планету.
По прибытию марсохода, в 2021 году орбитальный аппарат TGO будет продолжать наблюдения, а также действовать в качестве спутника-ретранслятора данных.
На марсоходе «Пастер» будет смонтирована бурильная
♦
N
установка. Поверхность Марса как бы засвечена радиацией, и там многого не увидишь. А вот на расстоянии метра вглубь - замерзшая вода.
Мы договорились с Европейским космическим агентством, что бурильную установку, которая сейчас стоит на марсианском ровере, мы установим и на нашем лунном посадочном аппарате «Луна-27».
Для геологов самое интересное, конечно, это доставка грунта. Однако исследование грунта на Марсе сначала придется проводить дистанционно, о доставке речи пока нет. Это уже задача следующих миссий.
СТАРТОВОЕ ОКНО
Ученые уже рассчитали время, в которое лучше всего запускать миссию на Красную планету. Период, когда расположение двух планет наиболее выгодно для старта, называется стартовым окном. Запуск в это время позволяет осуществить перелет к Марсу всего за девять месяцев. Стартовое окно «открывается» приблизительно раз в два года. Поэтому второй этап программы «ЭкзоМарс» будет осуществляться с 2020 года.
- В принципе, до Марса можно долететь практически в любое время, но это будет стоить очень дорого, и для современной техники практически невозможно, - комментирует Лев Зеленый. - Поэтому выбираются периоды, когда есть противостояние Земли и Марса. Каждая из этих планет вращается по своей орбите, и раз в 26 месяцев они сближаются, иногда сильнее, иногда меньше. Это называется противостояние или великое противостояние и создает хорошее окно для старта к Марсу, оптимальные условия по затратам топлива. Длится этот период всего несколько недель - не более месяца.
МНЕНИЕ
Марк СЕРОВ,
инженер-испытатель, ведущий космонавт-испытатель перспективной транспортной системы «Федерация»
Б1
- Мы собрали команду молодых ребят, которые горят тем, чтобы строить космические корабли и на них летать. Это новое поколение инженеров-космонавтов. Нас объединяет желание работать по-королёвски, двигаться вперед, руководствуясь девизом Петра Первого: «Навигация должна быть!» Лично для меня это главный довод. Летать нужно, и это главное!
Думаю, что в нашей отрасли достаточно молодых кадров, талантливых людей, которые смогут сделать и ракету, и двигатель для дальних перелетов. И среди ракетчиков есть команды, готовые работать 24 часа в сутки. На своем участке мы делаем возможное и невозможное, чтобы соблюсти поставленные сроки, и будем надеяться, что и другие команды нас не подведут.
У человечества нет и не было других вариантов, кроме как распространять свое влияние и свою хозяйственную деятельность повсюду. Освоим Арктику, исследуем подводный мир. А что дальше? Только космос и его бескрайнее пространство.
Великие основоположники космонавтики это уже проанализировали и спрогнозировали. Вспомните Циолковского и его теорию о космическом пространстве, о той энергии, которую мы еще не научились использовать до конца, а пользуемся лишь долей ее. Можно верить в это или не верить - это одно из течений философии.
VI
i
Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
ад
Г ,>,
---■■ та
227 млн 900 тысяч /I
километров - среднее расстояние от Земли до Марса
Мы, команда «Федерации», верим в то, что будущее человечества связано с космическими исследованиями и освоением космоса. Уже сейчас, с точки зрения экономики, хозяйственной деятельности, орбита Земли становится основной и необходимой частью государственной и международной инфраструктуры. Здесь размещаются автоматические спутники, средства наблюдения и контроля.
Освоение дальнего космоса - это будущее пилотируемой космонавтики. Луна - наиболее близкий к нам объект, седьмой континент Земли. Изучая космическое пространство, продвигаясь к Марсу, человечество просто вынуждено двигаться к Луне. Так выстроена карта Солнечной системы. Лунные ресурсы позволят нам создавать независимые поселения, вырабатывать компоненты для ракетного топлива. Но таких районов, насыщенных необходимыми ресурсами, на Луне мало. В конечном итоге встанет вопрос о конкуренции. Начнется Solar-политика - политика в рамках Солнечной системы. Как бы фантастично ни прозвуча-
ло, это уже не так далеко от нас. Государства или группы людей, которые желают иметь какое-то влияние в космосе в перспективе10-20-30-50-100 лет, должны озаботиться этим уже сейчас. Технологии освоения космоса настолько сложны, что сразу и вдруг не появятся.
Приведу в пример глобальную инновацию исторического масштаба, которая в свое время многие уголки земли привела к цивилизации: мореплавание. Мореплаватели стремились к неизведанному. Далеко не все их понимали: зачем куда-то плыть, когда и рядом тепло и апельсины растут. Однако именно благодаря им случились Великие географические открытия, континенты соединились морскими коммуникациями. Именно благодаря этим чудакам возросли военная мощь и влияние некоторых стран.
Космонавтика - точно такая же глобальная инновация. Дивиденды от нее прямо сейчас мы можем получить лишь в отдельных элементах, а глобальное понимание, зачем нужно освоение дальнего космоса, придет лишь через 50-100 лет после «отплытия».
как приручить марсианских пылевых дьяволов
Разрабатываемый учеными пылевой комплекс (ПК) представляет собой набор датчиков, предназначенных для изучения эоловых (ветровых) отложений на Марсе. Основной научной задачей ПК является отслеживание циклов перемещений пыли с помощью прямых измерений потоков пылевых частиц у поверхности Марса. Пылевой цикл и его влияние на циркуляцию атмосферы до сих пор плохо изучены, а прямые измерения перемещения пыли у поверхности Марса не проводились.
В Институте космических исследований РАН создают научную лабораторию по исследованию марсианской пыли.
Илья КУЗНЕЦОВ, инженер по созданию комплекса для исследования марсианской пыли отдела физики планет ИКИ РАН:
- Пылевой комплекс состоит из трех блоков и основного датчика. Базовым блоком является ударный сенсор, на котором расположены пьезоэлектрические датчики, измеряющие импульсы пылевых частиц, которые об него ударяются. Над этими датчиками расположены сетки, измеряющие заряд. У нас есть измерения скорости, мы можем отслеживать потоки этих частиц и массоперенос ветра.
В состав пылевого комплекса планируется включить следующие инструменты:
• ударный сенсор (измерение импульсов и зарядов пылевых частиц, потоков частиц);
■ MicroMED (гранулометрия);
■ ЕМА (регистрация возмущения ЭМ-поля вблизи поверхности Марса);
■ ДЭП (измерение разности потенциалов ЭМ-поля в зависимости от высоты).
Марсианская пыль - глобальное явление, порождающее бури как локальные, так и в масштабе всей планеты. Каждые земные полгода на Марсе происходят такие сильные бури что их можно увидеть в телескоп.
Очень много фотографий марсианской пыли мы имеем благодаря марсоходу «Кьюриосити». Аппарат делает селфи, и видно, что пыль покрывает его поверхности
ПОЧЕМУ МАРС - КРАСНАЯ ПЛАНЕТА?
Большое содержание окислившегося железа в частицах марсианской пыли придает планете такой цвет. «Заржавевшие» частички покрывают всю планету, поэтому она выглядит такой рыже-ржавой.
- Пыль может оседать на солнечных батареях, на камерах, забивать механизмы и вредить их работе, - говорит Илья Кузнецов. - Изучение ее деструктивных свойств поможет предотвращать разрушения. Это пригодится для будущих исследований, чтобы не создалась ситуация, когда из-за пылевой бури случилась беда, как показано в фильме «Марсианин», и миссии были успешными, кем бы они ни выполнялись - людьми или машинами.
Частицы пыли запросто поднимаются марсианским ветром и переносятся на большие расстояния. Они могут участвовать в эрозийных процессах и как-то менять твердые поверхности.
Марс без пылевых бурь
Существуют и частицы довольно крупных размеров. Они уже не летают, а как бы перекатываются, переваливаются, участвуя в перемещении марсианских дюн, которое мы можем наблюдать со спутника.
Как мы предполагаем, марсианская пыль имеет нерегулярную форму, то есть это не сферические частицы, а довольно угловатые структуры. Они могут представлять собой самые причудливые формы и, возможно, как у нас снежинки, никогда не повторяются.
-
mihail.chub
- Всего сообщений: 959
- Зарегистрирован: 07.02.2020
- Возраст: 59
Re: Марс невиден
А вы не подскажете, почему Юпитер нас не утянул к себе по тому же закону всемирного тяготения. Один оборот вокруг солнца, Юпитер делает за двенадцать лет. Земля встаёт на одну линию с Юпитером каждый год. Венера +солце тоже должна оказывать влияние на землю когда встанут на одну линию. Я уже молчу о параде планет. Марс затусовался не по закону всемирного тяготения, т. к при удалении от солнца планеты должны иметь большую массу.
И сам закон мне не нравиться, почему я должен определять притяжение двух масс. Может мне интересно вычислить на какое расстоянии будет действовать та или иная сила. Затем вычесть или сложить таким образом я пойму может ли искомая система находиться в состоянии равновесия. Таких снимков я и сам на земле напечатаю, затем отфотошоплю и уаля слетал на Сатурн.
И сам закон мне не нравиться, почему я должен определять притяжение двух масс. Может мне интересно вычислить на какое расстоянии будет действовать та или иная сила. Затем вычесть или сложить таким образом я пойму может ли искомая система находиться в состоянии равновесия. Таких снимков я и сам на земле напечатаю, затем отфотошоплю и уаля слетал на Сатурн.
-
Foxhound
- Всего сообщений: 681
- Зарегистрирован: 20.07.2019
- Образование: школьник
Re: Марс невиден
юпитер, говорите? двенадцать лет? хм... 2024 год... на грядущее обнуление срока намекаете? )))))))))mihail.chub: 03 апр 2020, 15:58 почему Юпитер нас не утянул к себе по тому же закону всемирного тяготения. Один оборот вокруг солнца, Юпитер делает за двенадцать лет.
-
Foxhound
- Всего сообщений: 681
- Зарегистрирован: 20.07.2019
- Образование: школьник
Re: Марс невиден
В своей лекции о растительности на Марсе наш известный астрофизик Г. А. Тихов, основавший в 1945 году новую науку — астроботанику, становится на точку зрения так называемой геоморфической гипотезы, согласно которой все явления, наблюдаемые на планете Марс, должны быть аналогичны каким-либо земным явлениям. Планету Марс ещё в прошлом столетии некоторые наблюдатели называли «уменьшенным подобием Земли». На диске Марса действительно открыты были такие явления, которые как будто совершенно аналогичны земным. Так, например, ещё в XVIII столетии сначала Маральди (в Париже), а затем знаменитый В. Гершель часто видели на полюсах планеты какие-то белые, яркие сегменты. Теперь все без исключения астрономы считают, что эти белые яркие пятна — нечто вроде снега или инея, представляют собой пространства, покрытые льдом. То же наблюдается и у нас на Земле. С точки зрения геоморфической гипотезы подходит и Г. А. Тихов к вопросу о растительности на Марсе. Подходит он к этому вопросу очень последовательно и логично. Быть может, кое-где у Г. А. Тихова мы видим даже некоторые преувеличения, но это совершенно позволительно ученому, являющемуся пионером в новой интересной области, названной им астроботаникой.
Лекция члена-корреспондента Академии наук СССР Г. А. Тихова будет, как можно думать, особенно ценна по своему содержанию всем тем лекторам, которые читают лекции о Марсе. Относительно климатических условий на Марсе нужно, конечно, быть сдержанным, но отрицать существование растительности на этой далёкой планете вряд ли кто будет в наше время, так как изумрудные, зеленоватые и сине-зелёные цвета её «морей» с несомненностью свидетельствуют о том, что на этой планете имеется какая-то, в общем зелёного цвета растительность, подверженная ясно выраженным сезонным изменениям.
К. Л. БАЕВ, доктор физико-математических наук, профессор.
1. Визуальные наблюдения Марса, произведённые автором в Пулкове и в Ташкенте
Рис. 1-4.
Рис. 5-8.
Рис. 9-10.
В 1918—1920 гг. я наблюдал Марс визуально в Пулкове при помощи 15-дюймового рефрактора[1], а в 1948 г. производил наблюдения в Ташкенте, пользуясь 10-дюймовым рефрактором.
Во всех случаях применялись светофильтры, помещённые между окуляром и глазом. Цвет светофильтров был красный, жёлтый, зелёный и синий.
Применение светофильтров позволяет отчётливо выделять цветные образования. Так, зелёные, голубые и синие места становятся очень тёмными через красный светофильтр.
Через зелёный светофильтр эти места, наоборот, становятся светлыми и весьма мало выделяются на основном, оранжевом, фоне Марса. Одновременно белые места, полярные шапки и облака, становятся подчёркнуто яркими и бросаются в глаза.
Эта подчёркнутость ещё более усиливается через синий светофильтр.
Здесь, на страницах 5, 6 и 7, мы даём 10 типичных рисунков Марса, представляющих хорошие копии с наших оригинальных рисунков, сделанных в Пулкове и в Ташкенте.
На рисунке 1, сделанном через красный светофильтр, сверху видна цепь южных «морей» и внизу — большое тёмное образование, носящие название Mare Acidalium.
На рисунке 2 особенно хорошо видны длинные каналы с утолщениями в нескольких местах.
На рисунке 3 каналы и утолщения на них видны ещё лучше.
Рисунок 4 интересен в двух отношениях: во-первых, на всём левом краю диска не видно никаких подробностей (в журнале наблюдений записано, что здесь находится мгла зелёного цвета), во-вторых, при наблюдении через зелёный фильтр место, обведённое пунктиром, было значительно светлее всех остальных мест диска, кроме северной полярной шапки.
Рисунок 5, сделанный через зелёный фильтр, показывает четыре светлых полосы облаков. Они очень высоки, что видно по светлым язычкам В и Д, выступающим на тёмном фоне ущерблённой части диска. Кроме этого интересно особенно светлое место А, обведённое пунктиром.
На рисунке 6 хорошо видны «моря», северная полярная шапка А и светлое пятно В на утреннем краю диска.
На рисунке 7 хорошо видна северная полярная шапка А и южные моря. В это же время через зелёный фильтр хорошо были видны светлые пятна С и В на утреннем и вечернем краях диска.
На рисунке 8, сделанном через красный фильтр, хорошо видны «моря» и северная полярная шапка, а через зелёный фильтр видно светлое пятно В на вечернем краю диска.
Рисунок 9 интересен тем, что здесь было видно через зелёный фильтр светлое овальное пятно, хорошо известное наблюдателям Марса. Оно обведено на рисунке пунктиром. Любопытно отметить, что через 20 часов это пятно находилось как раз на самом краю диска (рисунок 10) и имело вид очень малой светлой точки в В. Повидимому, это гора или плоскогорье.
Рисунок 10 показывает ещё две светлых площади С и Д на утреннем и вечернем краях диска.
Из моих ташкентских наблюдений следует ещё отметить то, что «моря», находясь на краях диска, отчётливо показывали зеленоватый оттенок, исчезавший при переходе их к среднему меридиану диска. Это явление интересно сопоставить с зелёной мглой, о которой мы говорили при описании рисунка 4.
2. Климат на Марсе
Прежде чем рассматривать вопрос о растительности на Марсе, необходимо знать, каков там климат, может ли вообще там существовать растительность.
Как известно, Марс находится от Солнца в 1,52 раза дальше, чем Земля, и, следовательно, получает тепловой поток от Солнца в 2,3 раза меньший.
Это соотношение станет более понятным из следующего примера: под широтой 43 градуса, например, в Алма-Ате, в день зимнего солнцестояния (22 декабря) единица земной поверхности, например, один квадратный метр, получает в полдень световой и тепловой поток от Солнца как раз в 2,3 раза меньший, чем в полдень во время летнего солнцестояния (22 июня).
Отвлекаясь от атмосферы обеих планет, можно сказать, что лето на Марсе под широтою 43 градуса соответствует по температуре зиме на Земле под той же широтой.
Каково же влияние атмосферы? Известно, что атмосфера Марса значительно разреженнее и прозрачнее земной.
Поэтому тот же тепловой поток на границе атмосферы вызывает на поверхности самого Марса значительно большее нагревание, чем на поверхности Земли. Отсюда следует, что летом дневное нагревание на Марсе значительно больше, чем дневное нагревание зимой на Земле, но зато ночное охлаждение на Марсе сильнее, чем на Земле. Иными словами, суточные колебания температуры на Марсе значительно больше, чем на Земле. Таковы выводы теоретические.
Что же показывают непосредственные наблюдения? Температура разных мест Марса была исследована астрономами. Для этого применялись мощные телескопы и маленькие, весьма чувствительные термоэлементы, на приёмную площадку которых проектировались отдельные места поверхности Марса. Все наблюдатели приходят к одинаковому заключению о том, что в экваториальных местах планеты температура в послеполуденные часы может подняться до +20 градусов по Цельсию. Тёмные места несколько теплее, чем красноватые. Даже на экваторе при восходе и закате Солнца температура много ниже нуля, а ночи должны быть очень холодными. На полярных шапках температура опускается до −70 градусов по Цельсию; но поздним летом, после исчезновения южной полярной шапки, поверхность здесь становится почти такой же тёплой, как на экваторе. В зимнем полушарии держится температура от −70 градусов до −80 градусов. Определения средней годовой температуры Марса сильно отличаются у разных исследователей. Одно можно сказать с уверенностью: средняя годовая температура Марса значительно ниже нуля и, по определению некоторых наблюдателей, не превышает −23 градуса по Цельсию, тогда как на Земле средняя температура равна +15 градусов по Цельсию.
Сделаем не вполне точный, заведомо упрощённый, но хотя бы ориентировочный расчёт. Самые жаркие места на Земле (Судан, некоторые места Индии и др.) имеют среднюю годовую температуру приблизительно +30 градусов, — на 15 градусов больше средней годовой для всей Земли. Прибавив +15 градусов к −23 градусам, получаем, что самые тёплые места на Марсе имеют среднюю годовую температуру −8 градусов. Есть ли места с такой температурой на Земле? Да, есть. Таковы, например, западные берега Новой Земли, Туруханск (на Енисее), некоторые места Якутии и др. В самом Якутске и в Верхоянске даже ещё холоднее; там средняя годовая температура 11 и 16 градусов ниже нуля.
3. Сезонные изменения на Марсе
На Марсе наблюдаются весьма отчётливые сезонные изменения. Начнём с весны. В соответствующем полушарии весна начинается с таяния полярной шапки со стороны экватора. На месте растаявшего снега появляется тёмное кольцо, окружающее ещё не растаявшую часть шапки. Одновременно в весеннем полушарии начинают всё яснее и яснее вырисовываться моря, озёра и каналы, приобретая зеленоватый или голубоватый цвет. Это заметно не только по непосредственным впечатлениям при наблюдении без светофильтра. Названные образования особенно хорошо выделяются и становятся тёмными, когда их наблюдаешь через красный светофильтр. Через зелёный и особенно через синий светофильтр они, наоборот, расплываются и почти не отличаются от материков.
Оттенок и глубина цвета морей, а в некоторых случаях их площадь и форма изменяются с марсианскими сезонами и из года в год. Главные образования довольно постоянны в своей форме и положении, но сильно меняются в яркости. Вообще они лучше выделяются весною, во время таяния полярной шапки, и постепенно уменьшаются или бледнеют осенью, причём некоторые места меняют свой цвет из зелёного в жёлтый или коричневый, а на некоторых появляются жёлтые острова. Эти сезонные явления доходят до экватора и даже за его пределы.
Все эти изменения в большинстве повторяются с достаточной правильностью при последовательных обращениях планеты вокруг Солнца. В некоторых случаях были более постоянные изменения в контурах образований.
По многолетним наблюдениям Ловелла, улучшение видимости каналов весною также происходит благодаря таянию полярной шапки и распространяется к экватору и дальше за ним. Цвет каналов либо зелёный либо синий. Можно предположить, что мы видим не самые каналы, а развивающуюся вдоль них растительность.
4. Приспособляемость земных растений к холоду и сухости
Как было оказано выше, явления на Марсе напоминают сезонные изменения у земной растительности. Попытаемся разобраться в этом вопросе более подробно. Прежде всего рассмотрим, исключает ли суровый климат Марса возможность существования на нём земноподобной растительности. Термин «земноподобная» растительность приходится применить потому, что говорить о какой-либо другой — значило бы просто фантазировать. Вот что сказано о приспособляемости растений к холоду в книге профессора В. В. Алёхина «География растений» (Москва. 1938.):
«Можно сказать, что на земной поверхности почти нет такого места, где бы не могли существовать растения из-за отсутствия тепла; если в иных полярных странах нет растений, то это зависит от того, что там нет земли, свободной от снега и льда, но на каждом участке земли развиваются хотя бы на короткий срок немногие растения» (стр. 78).
«…Пустыни, обусловленные холодом и вечными снегами, — это, во-первых, пустыни высокогорные, а во-вторых, — арктические и антарктические.
Здесь нельзя говорить о весне или осени, так как период произрастания очень короток. Растения прижимаются к земле: она нагревается лучше, чем воздух. Мы здесь не можем иметь сплошного растительного покрова, так как лишь немногие более благоприятные места обитания несут как бы оазисы растительности, а в остальном это почти безжизненные пустыни с редкими отдельными экземплярами.
Примером холодных пустынь является также Памир, находящийся на высоте 3 — 4 тыс., метров и представляющий пустынные плоскогорья. Зимой снежный покров, который мог бы защитить растительность, отсутствует.
Зимой температура падает до −46,7 градуса, а летом может подниматься до +30 градусов, в период произрастания температура может опускаться до 0 градусов и ниже. Температура почвы на её поверхности может доходить до +33,5 градуса, и вообще роль почвы в смысле теплового режима очень велика.
Подобная обстановка крайне неблагоприятна для произрастания растений: они прижимаются к почве, находя здесь более благоприятную среду.
Крайне интересна скученность растений при исключительной разреженности травянистого покрова: так, иногда подушка какого-либо вида прорастает несколькими видами: растения не только прижимаются к почве, но и друг к другу» (стр. 252—254).
«…Обращает на себя внимание ещё одна очень интересная черта высокогорных растений: это крайняя устойчивость против замерзания. Даже и летней ночью вследствие сильного излучения температура опускается ниже 0 градусов; венчики некоторых цветков замерзают и становятся хрупкими, как стекло, но под действием лучей Солнца быстро оттаивают, и цветки продолжают цвести» (стр. 228).
«…Даже на скалах и на снежных полях внутренней Гренландии всё же встречаются некоторые растения: так, на скалах можно встретить довольно значительное число высших растений, а на льдах — некоторые водоросли. Так, водоросль Anabaena Nordenskioeldi окрашивает в пурпурно-бурый цвет значительные пространства ледниковых полей внутренней Гренландии.
Вообще можно думать, что низкие температурные условия нигде на земной поверхности не ставят препятствий для существования растений» (стр. 255—256).
«…Весьма разнообразен жизненный размах растений… в то время как некоторые тропические растения повреждаются от холода при +2 градусах или даже при +5, на севере растения свободно выдерживают очень низкие температуры, и, например, в Верхоянске (Восточная Сибирь) при средней температуре декабря — 48,4 градуса, января — 51,5 градуса, февраля — 46,2 градуса (минимальная температура — 70 градусов, — 76 градусов) растут леса, и флора насчитывает более 200 видов.
Давно известно, что ложечная трава (Cochlearia arctica) на северном берегу Сибири в листьях и бутонах переносит суровую зиму с температурой до — 46 градусов и весной продолжает своё развитие (Чильман). Так же держат себя и многие наши растения (маргаритка — Bellix perennis, мокрица — Stellaria media, анютины глазки — Viola tricolor и др.), выходя из-под снега с зелёными листьями и не успевшими осенью распуститься бутонами. Многие наши травянистые растения не теряют на зиму листьев, являясь зимнезелёными, например, зеленчук — Caleobdolon luteum, копытень — Asarum europaeum» (стр. 78).
Итак, в условиях самых сильных морозов на Земле живут растения. Из этого можно сделать вывод, что температурные условия на Марсе вовсе не исключают возможности для развития растительности. Пусть на этой планете климат суше и холодней. Но разве растения не обладают способностью приспособляться? И если бы земные растения, попав в марсианский климат, погибли, то это вовсе не означает, что марсианские растения, может быть, миллионами лет приспособляющиеся к окружающей среде, не могут существовать.
5. Отличие оптических свойств марсианской растительности от свойств земной
Рис. 11-12.
Прежде всего это относится к инфракрасным лучам. Земные растения очень сильно рассеивают инфракрасные лучи, причём лиственные растения рассеивают их значительно сильнее, чем зимнезелёные. Это хорошо видно на снимках 11 и 12 тянь-шаньской ели, полученных близ Алма-Аты на высоте 2400 метров: снимок 11 — обыкновенный, снимок 12 — в инфракрасных лучах.
Можно было думать, что и марсианская растительность обладает всеми этими свойствами. Но вот в 1924 г. американский астроном Райт, фотографируя Марс в разных лучах, в том числе в инфракрасных, не обнаружил на растительных покровах Марса этого явления. Наоборот, оказалось, что по мере увеличения длины волны моря становятся всё темнее и темнее, причём в инфракрасных лучах они темнее, чем, например, в жёлтых.
В 1939 г. Н. Н. Сытинская определяла на Ташкентской обсерватории отражательную способность морей Марса в разных лучах — от ультрафиолетовых до крайних красных — и не обнаружила в последних никакого усиления отражательной способности. Таким образом, казалось, что вопрос о растительности на Марсе упёрся в тупик, и говорить о земноподобной растительности на Марсе больше не приходится.
Но в 1945 г. алмаатинский агрометеоролог А. П. Кутырева высказала интересное предположение о том, что, приспособляясь к суровому и сухому климату Марса, растения на нём постепенно могли уменьшить и утерять отражательную способность в инфракрасных лучах. Это вполне подтверждается наблюдениями А. П. Кутыревой, указывающими на изменения радиационных свойств растений в зависимости от изменения метеорологических условий их произрастания. В самом деле, растению очень невыгодно в суровом климате сильно отражать инфракрасные лучи, несущие половину солнечного тепла.
Соглашаясь с этим мнением, я пришёл к мысли сравнить отражение инфракрасных лучей лиственными и хвойными растениями, пользуясь рукописными данными из наблюдений Е. Л. Кринова. Можно было ожидать, что отражательная способность в инфракрасных лучах значительно меньше у хвойных растений, чем у лиственных. Это ожидание полностью подтвердилось.
Так, при одинаковых значениях для берёзы и ели в синих лучах отражательная способность берёзы в инфракрасных лучах в три с лишним раза превосходит отражательную способность ели.
При одинаковых значениях для овса и тундрового можжевельника в зелёных лучах отражательная способность овса в крайних красных лучах в три с лишним раза превосходит отражательную способность можжевельника.
Интересно также явление, обнаруженное Е. Л. Криновым и подтверждённое моими наблюдениями: отражательная способность хвойных деревьев в инфракрасных лучах значительно меньше зимою, чем летом.
Другое отличие марсианской растительности от земной состоит в следующем. Земная растительность в основном имеет зелёный цвет. Иначе обстоит дело с теми местами на Марсе, которые считаются растительным покровом. Многие наблюдатели видят их то зелёными, то голубыми, то синими.
Далее, земная зелень сильно поглощает крайние красные лучи, давая в спектре знаменитую красную полосу поглощения хлорофила. У марсианских растений этого не обнаружено: там найдено сильное поглощение во всей длинноволновой части видимого спектра, т. е. в лучах красных, оранжевых, жёлтых и зелёных. По всей вероятности, это происходит от эволюционного приспособления марсианской растительности к суровому климату. В самом деле, если для разложения углекислоты на углерод к кислород и образования органических соединений, так называемого фотосинтеза, земным растениям достаточно поглощать сравнительно мало солнечных лучей, то для марсианских растений, живущих в суровом климате, нужно поглощать больше длинноволновых лучей, в которых сосредоточено в основном солнечное тепло. Вот это и придаёт марсианской растительности голубой и синий цвета.
Голубой оттенок виден и на некоторых земных растениях, живущих в северных странах и на высоких горах. Таковы, например, пихта и канадская сосна. На высоких алма-атинских горах, например, на морене Туюк-Су (высота 3400 метров) живёт в виде подушечек растение остролодка (Oxytropis chionobia), листочки которой, будучи в основном зелёными, имеют ясно выраженный голубой налёт.
В связи с этим большой интерес представляет полученное мною сообщение учёного-лесовода из Киева Георгия Андреевича Стоянова: «Юные сеянцы нашей обыкновенной сосны перед зимой очень часто приобретают густой фиолетовый оттенок на своей хвое. Иногда этот цвет совсем заглушает зелёный цвет, особенно на верхних хвоинках. Это наблюдается только у юных сеянцев.
При посещении (до войны ещё) одним из наших лесоводов питомника в Германии немецкий лесничий просил обратить внимание на молодые сосенки, выведенные из русских семян, так как они резко выделялись от своих юго-западных сверстников лиловым (фиолетовым) оттенком. Он думал, что это — заболевание, хотя вид сосенок был здоровый. Русскому лесоводу пришлось объяснить, что это — явление, обычное на севере, и семена сохранили это свойство по наследственности, перейдя в другие условия и обстановку, где туземные формы этим свойством не обладают».
Таким образом, мы нашли естественное объяснение для голубого и синего цветов марсианской растительности. Для понимания того, что наблюдается на растительных покровах Марса, необходимо изучать оптические свойства земных растений в возможно суровых климатических условиях — в Арктике и особенно на высоких горах, где и давление атмосферы в какой-то мере приближается к атмосферному давлению на Марсе. Эти исследования составляют содержание новой науки — астроботаники, основанной в 1945 г. в Советском Союзе.
6. Листопадные и зимнезелёные растения на Марсе
Подвергая свои старые пулковские наблюдения 1920 г. новому изучению, я обратил в 1945 г. внимание на некоторые записи, которые вначале показались мне весьма странными или даже ошибочными. Так, 13 мая 1920 г. было записано, что через жёлтый фильтр южные растительные покровы кажутся зеленоватыми, а северные — коричневатыми. То же записано и при наблюдении без светофильтра. Наконец, это же подтверждается и тем, что в тот же день при наблюдении через зелёный фильтр растительный покров был в северном полушарии темнее, чем в южном. В южном полушарии Марса в это время была середина зимы, а в северном — середина лета. Таким образом, стало ясно, что на Марсе существуют зимнезелёные растения наряду с растениями, буреющими уже в середине лета.
Это можно подтвердить и другими данными: самое заметное образование, имеющее форму воронки, называется Большим Сыртом. Цвет его отмечался очень многими наблюдателями. Профессор Н. П. Барабашев[2] собрал наблюдения цвета Большого Сырта с 1858 по 1939 год. Профессор Барабашев пишет, что цвет Большого Сырта резко и, повидимому, периодически меняется. Если сопоставить собранные профессором Барабашевым отметки цвета с сезонными в северной части Большого Сырта, то нетрудно установить следующее. Во все сезоны, кроме второй половины осени и первой половины зимы, Большой Сырт бывает синего, голубого или зелёного цветов. Что же касается второй половины осени и первой половины зимы, то цвет его пёстрый: одни наблюдатели называют его голубым, другие — зелёным и большинство — коричневым.
Это опять можно объяснить тем, что на Большом Сырте растут вперемежку как зимнезелёные растения, так и листопадные, буреющие или теряющие свою листву ко второй половине осени.
Многочисленные подтверждения существования на Марсе растительности, меняющей свой цвет в зависимости от сезона, имеются и в зарубежной литературе.
По наблюдениям Марса в марте 1918 г. Филлипс (Phillips) пишет:
«Наиболее интересным в цвете является контраст между северными и южными пятнами: последние зеленовато-голубые в рефрактор и голубовато-серые в рефлектор; северные пятна, например, Mare Acidalium, кажутся мне нейтрального цвета в оба инструмента»[3].
24 марта 1918 г. было зимнее солнцестояние в южном полушарии и летнее — в северном. Таким образом, в южном полушарии наблюдались зимнезелёные растения.
Подытоживая свои наблюдения за несколько лет, Томсон (Н. Thomson) пишет: «Portus Sigeus (широта — 5 градусов) кажется мне меняющим свой вид очень мало из года в год, в заметном контрасте с областями к югу от него, как, например, Раndorae Fretum, которое сильно меняется как по своему виду, так и по интенсивности.
Может быть, интересно сделать предположение, не есть ли это указание на некоторый вид вечнозелёной тропической растительности, которая мало меняется с марсианскими сезонами»[4].
Здесь всё хорошо, кроме слова «тропический». Тропическая растительность совершенно несовместима с суровым климатом Марса. Здесь можно говорить только о зимнезелёной растительности земного полярного типа.
В книге «Earth, Moon and Planets» («Земля, Луна и планеты»)[5] находим следующие места: «Известный французский наблюдатель Марса Антониади видел в 1924 г. изменения цвета в южной полярной области. Он пишет: "Не только зелёные площади, но также сероватые или голубые переходили в коричневые, в коричнево-лиловые или розовые, тогда как другие зелёные или голубоватые области оставались без перемен. Цвета были почти в точности, как цвета листьев, которые падают с деревьев летом или осенью в наших широтах. Но коричневый цвет появлялся иногда рано, иногда поздно в марсианском году и оставался только на непродолжительное время, пропорционально длительности коричневых листьев в нашей растительности"». (Переведено из «La Planete Mars», стр. 18).
«Потемнение полярных областей с таянием шапок и постепенное потемнение к экватору с сопровождающими их изменениями цвета с подавляющей очевидностью указывают на рост и увядание некоторых типов растительности на планете Марс».
В журнале «L' Astronomie» за январь 1925 г. Антониади пишет: «Возможно, что места, остающиеся всё время зелёными, как, например, часть моря Сирен и моря Эритрейского, представляют обширные степи, покрытые травой, или мелкие озёра с водорослями на дне, хотя это кажется менее вероятным».
В том же журнале другой французский астроном, Бальде, на основании своих наблюдений в большой рефрактор Медонской обсерватории пишет: «Возможно, что наряду с континентальной растительностью на Марсе существует растительность водная и болотная, или обширные пространства типа Сарагассового моря (море плавающих водорослей в Атлантическом океане)».
В упомянутой книге «Земля, Луна и планеты» приведена таблица с наблюдениями цвета Эритрейского моря, произведёнными в 1903 г. знаменитым американским исследователем Марса Ловеллом. Здесь я привожу эту таблицу. В ней марсианские даты представлены в земном понимании для северного полушария.
Наблюдения даны в указанной книге без всяких пояснений. Они расшифрованы мною в замечаниях, приведённых в последнем столбце таблицы.
Эритрейское море. (Ловелл 1903 г.)
Марсианская дата Цвет Замечания
Июнь 27
Июль 13 Сине-зелёный Листопадные растения в полном расцвете
Июль 31
Август 4 Шоколадный Листва побурела
Август 13
Август 17 Слабый шоколадный Листва частично опала
Август 19
Сентябрь 6 Слабый сине-зелёный Листва опала, осталась зимнезелёная растительность
Сентябрь 8
Сентябрь 23 Бледный синевато-зелёный Растительность покрыта лёгким инеем
Из этой таблицы наглядно видно, что наблюдения Ловелла делают совершенно естественной гипотезу о существовании на Марсе растительности как листопадной, так и зимнезелёной.
7. Гипотеза о цветах на Марсе
В 1925 году Антониади опубликовал очень интересную карту Марса[6], на которой разной штриховкой обозначены цветовые свойства разных мест этой планеты (по наблюдениям во время противостояния 1924 года): изменивших цвет из зелёного или серого в коричневый; из зелёного, серого или голубого в коричнево-лиловый; принявших каштановый оттенок; изменивших цвет из серого в карминовый, оставшихся неизменно зелёными или неизменно синими, кобальтовыми.
По наблюдениям Антониади, значительная часть пустыни Эфиопии, расположенная между широтами +30 градусов и −5 градусов, изменила серый цвет на розовый, а по наблюдениям Бальде, — на пурпурно-фиолетовый.
Нет ли в изменениях окраски пустыни Эфиопии, наблюдавшихся Антониади и Бальде, сходства с явлениями, происходящими на Земле. «Конец марта-апрель — период весеннего цветения пустыни. В эту пору пустыни кажутся как бы залитыми кровью. Это — массовое цветение маков, оставляющее неизгладимое впечатление. В это время маки встречаются буквально повсюду, даже на глиняных крышах домов и сараев, по заборам на улицах Ташкента и Самарканда»[7].
8. Места на Марсе, наиболее благоприятные для жизни, по крайней мере, растительной
Климатические условия на Марсе не так уж неблагоприятны для жизни растений. Правда, в тех местах планеты, где Солнце ежедневно восходит и заходит, даже на экваторе, температура в течение суток колеблется от 20 градусов выше нуля до 50 градусов ниже нуля. Конечно, растительность могла эволюционно приспособиться и к таким условиям, но ведь в полярных странах Марса, где Солнце не заходит в течение большей или меньшей части марсианского полугодия, почти равного по продолжительности земному году, температура в этот период меняется очень мало, оставаясь непрерывно выше нуля. Вот эти-то места наиболее благоприятны для растительной жизни. За такой продолжительный срок растения вполне могут успеть зазеленеть, зацвести, отцвести и обсемениться.
Семена прячутся в почву, под защиту листвы предыдущих лет. С наступлением осени Солнце начинает заходить, и наступают ночи, сначала очень непродолжительные, а затем постепенно удлиняющиеся, — вплоть до того дня, когда уже наступает ночь почти на целое марсианское полугодие. Таким образом, переход от тёплого времени к суровой марсианской зиме совершается очень медленно и весьма последовательно.
9. Какой можно представить себе растительность на Марсе
Прежде всего она должна быть низкорослой, прижимающейся к почве. Это главным образом травы и стелющиеся кустарники зелено-голубого цвета. Некоторые из них буреют и высыхают к середине лета, другие сохраняют свои зелено-голубые листочки и зимою.
Живут эти растения вперемежку. Некоторое сходство с марсианскими растениями могут иметь наш можжевельник, остролодка, морошка, брусника, мхи, лишайники и другие северные и высокогорные растения.
10. Углекислый газ в атмосфере Марса
В связи с нашей темой исключительное значение приобретает открытие, сделанное в 1947 г. американским астрономом Куйпером[8]. Пользуясь мощными инструментами Иеркесовской обсерватории, он обнаружил, что атмосфера Марса содержит, по крайней мере, столько же углекислого газа, как и земная атмосфера. Больше того: оказалось, что таких ядовитых газов, как аммиак и метан, в изобилии имеющихся в атмосферах больших планет, на Марсе совсем нет.
Значит, на этой планете, несмотря на её суровый по сравнению с Землёй климат, жизнь растений вполне возможна. А отсюда не исключена возможность и того, что на Марсе может существовать и животный мир.
Для человеческого познания нет границ. Рано или поздно этот вопрос так или иначе будет выяснен, и немалую роль в этом сыграет наука о растительности на других планетах — астроботаника.
11. Дальнейшие наблюдения для изучения растительности на Марсе
Прежде всего это должны быть визуальные и фотографические наблюдения Марса при помощи сильных телескопов с применением разных светофильтров.
Такие наблюдения дадут объективные сведения о цвете разных образований на Марсе и об изменении этого цвета с сезонами.
Затем чрезвычайно важно получать спектрограммы небольшой дисперсии разных мест Марса.
Земную растительность надо изучать спектрально в разные сезоны, преимущественно в местах с суровым климатом. Особенно существенно проникновение возможно дальше в инфракрасные лучи.
Лекция члена-корреспондента Академии наук СССР Г. А. Тихова будет, как можно думать, особенно ценна по своему содержанию всем тем лекторам, которые читают лекции о Марсе. Относительно климатических условий на Марсе нужно, конечно, быть сдержанным, но отрицать существование растительности на этой далёкой планете вряд ли кто будет в наше время, так как изумрудные, зеленоватые и сине-зелёные цвета её «морей» с несомненностью свидетельствуют о том, что на этой планете имеется какая-то, в общем зелёного цвета растительность, подверженная ясно выраженным сезонным изменениям.
К. Л. БАЕВ, доктор физико-математических наук, профессор.
1. Визуальные наблюдения Марса, произведённые автором в Пулкове и в Ташкенте
Рис. 1-4.
Рис. 5-8.
Рис. 9-10.
В 1918—1920 гг. я наблюдал Марс визуально в Пулкове при помощи 15-дюймового рефрактора[1], а в 1948 г. производил наблюдения в Ташкенте, пользуясь 10-дюймовым рефрактором.
Во всех случаях применялись светофильтры, помещённые между окуляром и глазом. Цвет светофильтров был красный, жёлтый, зелёный и синий.
Применение светофильтров позволяет отчётливо выделять цветные образования. Так, зелёные, голубые и синие места становятся очень тёмными через красный светофильтр.
Через зелёный светофильтр эти места, наоборот, становятся светлыми и весьма мало выделяются на основном, оранжевом, фоне Марса. Одновременно белые места, полярные шапки и облака, становятся подчёркнуто яркими и бросаются в глаза.
Эта подчёркнутость ещё более усиливается через синий светофильтр.
Здесь, на страницах 5, 6 и 7, мы даём 10 типичных рисунков Марса, представляющих хорошие копии с наших оригинальных рисунков, сделанных в Пулкове и в Ташкенте.
На рисунке 1, сделанном через красный светофильтр, сверху видна цепь южных «морей» и внизу — большое тёмное образование, носящие название Mare Acidalium.
На рисунке 2 особенно хорошо видны длинные каналы с утолщениями в нескольких местах.
На рисунке 3 каналы и утолщения на них видны ещё лучше.
Рисунок 4 интересен в двух отношениях: во-первых, на всём левом краю диска не видно никаких подробностей (в журнале наблюдений записано, что здесь находится мгла зелёного цвета), во-вторых, при наблюдении через зелёный фильтр место, обведённое пунктиром, было значительно светлее всех остальных мест диска, кроме северной полярной шапки.
Рисунок 5, сделанный через зелёный фильтр, показывает четыре светлых полосы облаков. Они очень высоки, что видно по светлым язычкам В и Д, выступающим на тёмном фоне ущерблённой части диска. Кроме этого интересно особенно светлое место А, обведённое пунктиром.
На рисунке 6 хорошо видны «моря», северная полярная шапка А и светлое пятно В на утреннем краю диска.
На рисунке 7 хорошо видна северная полярная шапка А и южные моря. В это же время через зелёный фильтр хорошо были видны светлые пятна С и В на утреннем и вечернем краях диска.
На рисунке 8, сделанном через красный фильтр, хорошо видны «моря» и северная полярная шапка, а через зелёный фильтр видно светлое пятно В на вечернем краю диска.
Рисунок 9 интересен тем, что здесь было видно через зелёный фильтр светлое овальное пятно, хорошо известное наблюдателям Марса. Оно обведено на рисунке пунктиром. Любопытно отметить, что через 20 часов это пятно находилось как раз на самом краю диска (рисунок 10) и имело вид очень малой светлой точки в В. Повидимому, это гора или плоскогорье.
Рисунок 10 показывает ещё две светлых площади С и Д на утреннем и вечернем краях диска.
Из моих ташкентских наблюдений следует ещё отметить то, что «моря», находясь на краях диска, отчётливо показывали зеленоватый оттенок, исчезавший при переходе их к среднему меридиану диска. Это явление интересно сопоставить с зелёной мглой, о которой мы говорили при описании рисунка 4.
2. Климат на Марсе
Прежде чем рассматривать вопрос о растительности на Марсе, необходимо знать, каков там климат, может ли вообще там существовать растительность.
Как известно, Марс находится от Солнца в 1,52 раза дальше, чем Земля, и, следовательно, получает тепловой поток от Солнца в 2,3 раза меньший.
Это соотношение станет более понятным из следующего примера: под широтой 43 градуса, например, в Алма-Ате, в день зимнего солнцестояния (22 декабря) единица земной поверхности, например, один квадратный метр, получает в полдень световой и тепловой поток от Солнца как раз в 2,3 раза меньший, чем в полдень во время летнего солнцестояния (22 июня).
Отвлекаясь от атмосферы обеих планет, можно сказать, что лето на Марсе под широтою 43 градуса соответствует по температуре зиме на Земле под той же широтой.
Каково же влияние атмосферы? Известно, что атмосфера Марса значительно разреженнее и прозрачнее земной.
Поэтому тот же тепловой поток на границе атмосферы вызывает на поверхности самого Марса значительно большее нагревание, чем на поверхности Земли. Отсюда следует, что летом дневное нагревание на Марсе значительно больше, чем дневное нагревание зимой на Земле, но зато ночное охлаждение на Марсе сильнее, чем на Земле. Иными словами, суточные колебания температуры на Марсе значительно больше, чем на Земле. Таковы выводы теоретические.
Что же показывают непосредственные наблюдения? Температура разных мест Марса была исследована астрономами. Для этого применялись мощные телескопы и маленькие, весьма чувствительные термоэлементы, на приёмную площадку которых проектировались отдельные места поверхности Марса. Все наблюдатели приходят к одинаковому заключению о том, что в экваториальных местах планеты температура в послеполуденные часы может подняться до +20 градусов по Цельсию. Тёмные места несколько теплее, чем красноватые. Даже на экваторе при восходе и закате Солнца температура много ниже нуля, а ночи должны быть очень холодными. На полярных шапках температура опускается до −70 градусов по Цельсию; но поздним летом, после исчезновения южной полярной шапки, поверхность здесь становится почти такой же тёплой, как на экваторе. В зимнем полушарии держится температура от −70 градусов до −80 градусов. Определения средней годовой температуры Марса сильно отличаются у разных исследователей. Одно можно сказать с уверенностью: средняя годовая температура Марса значительно ниже нуля и, по определению некоторых наблюдателей, не превышает −23 градуса по Цельсию, тогда как на Земле средняя температура равна +15 градусов по Цельсию.
Сделаем не вполне точный, заведомо упрощённый, но хотя бы ориентировочный расчёт. Самые жаркие места на Земле (Судан, некоторые места Индии и др.) имеют среднюю годовую температуру приблизительно +30 градусов, — на 15 градусов больше средней годовой для всей Земли. Прибавив +15 градусов к −23 градусам, получаем, что самые тёплые места на Марсе имеют среднюю годовую температуру −8 градусов. Есть ли места с такой температурой на Земле? Да, есть. Таковы, например, западные берега Новой Земли, Туруханск (на Енисее), некоторые места Якутии и др. В самом Якутске и в Верхоянске даже ещё холоднее; там средняя годовая температура 11 и 16 градусов ниже нуля.
3. Сезонные изменения на Марсе
На Марсе наблюдаются весьма отчётливые сезонные изменения. Начнём с весны. В соответствующем полушарии весна начинается с таяния полярной шапки со стороны экватора. На месте растаявшего снега появляется тёмное кольцо, окружающее ещё не растаявшую часть шапки. Одновременно в весеннем полушарии начинают всё яснее и яснее вырисовываться моря, озёра и каналы, приобретая зеленоватый или голубоватый цвет. Это заметно не только по непосредственным впечатлениям при наблюдении без светофильтра. Названные образования особенно хорошо выделяются и становятся тёмными, когда их наблюдаешь через красный светофильтр. Через зелёный и особенно через синий светофильтр они, наоборот, расплываются и почти не отличаются от материков.
Оттенок и глубина цвета морей, а в некоторых случаях их площадь и форма изменяются с марсианскими сезонами и из года в год. Главные образования довольно постоянны в своей форме и положении, но сильно меняются в яркости. Вообще они лучше выделяются весною, во время таяния полярной шапки, и постепенно уменьшаются или бледнеют осенью, причём некоторые места меняют свой цвет из зелёного в жёлтый или коричневый, а на некоторых появляются жёлтые острова. Эти сезонные явления доходят до экватора и даже за его пределы.
Все эти изменения в большинстве повторяются с достаточной правильностью при последовательных обращениях планеты вокруг Солнца. В некоторых случаях были более постоянные изменения в контурах образований.
По многолетним наблюдениям Ловелла, улучшение видимости каналов весною также происходит благодаря таянию полярной шапки и распространяется к экватору и дальше за ним. Цвет каналов либо зелёный либо синий. Можно предположить, что мы видим не самые каналы, а развивающуюся вдоль них растительность.
4. Приспособляемость земных растений к холоду и сухости
Как было оказано выше, явления на Марсе напоминают сезонные изменения у земной растительности. Попытаемся разобраться в этом вопросе более подробно. Прежде всего рассмотрим, исключает ли суровый климат Марса возможность существования на нём земноподобной растительности. Термин «земноподобная» растительность приходится применить потому, что говорить о какой-либо другой — значило бы просто фантазировать. Вот что сказано о приспособляемости растений к холоду в книге профессора В. В. Алёхина «География растений» (Москва. 1938.):
«Можно сказать, что на земной поверхности почти нет такого места, где бы не могли существовать растения из-за отсутствия тепла; если в иных полярных странах нет растений, то это зависит от того, что там нет земли, свободной от снега и льда, но на каждом участке земли развиваются хотя бы на короткий срок немногие растения» (стр. 78).
«…Пустыни, обусловленные холодом и вечными снегами, — это, во-первых, пустыни высокогорные, а во-вторых, — арктические и антарктические.
Здесь нельзя говорить о весне или осени, так как период произрастания очень короток. Растения прижимаются к земле: она нагревается лучше, чем воздух. Мы здесь не можем иметь сплошного растительного покрова, так как лишь немногие более благоприятные места обитания несут как бы оазисы растительности, а в остальном это почти безжизненные пустыни с редкими отдельными экземплярами.
Примером холодных пустынь является также Памир, находящийся на высоте 3 — 4 тыс., метров и представляющий пустынные плоскогорья. Зимой снежный покров, который мог бы защитить растительность, отсутствует.
Зимой температура падает до −46,7 градуса, а летом может подниматься до +30 градусов, в период произрастания температура может опускаться до 0 градусов и ниже. Температура почвы на её поверхности может доходить до +33,5 градуса, и вообще роль почвы в смысле теплового режима очень велика.
Подобная обстановка крайне неблагоприятна для произрастания растений: они прижимаются к почве, находя здесь более благоприятную среду.
Крайне интересна скученность растений при исключительной разреженности травянистого покрова: так, иногда подушка какого-либо вида прорастает несколькими видами: растения не только прижимаются к почве, но и друг к другу» (стр. 252—254).
«…Обращает на себя внимание ещё одна очень интересная черта высокогорных растений: это крайняя устойчивость против замерзания. Даже и летней ночью вследствие сильного излучения температура опускается ниже 0 градусов; венчики некоторых цветков замерзают и становятся хрупкими, как стекло, но под действием лучей Солнца быстро оттаивают, и цветки продолжают цвести» (стр. 228).
«…Даже на скалах и на снежных полях внутренней Гренландии всё же встречаются некоторые растения: так, на скалах можно встретить довольно значительное число высших растений, а на льдах — некоторые водоросли. Так, водоросль Anabaena Nordenskioeldi окрашивает в пурпурно-бурый цвет значительные пространства ледниковых полей внутренней Гренландии.
Вообще можно думать, что низкие температурные условия нигде на земной поверхности не ставят препятствий для существования растений» (стр. 255—256).
«…Весьма разнообразен жизненный размах растений… в то время как некоторые тропические растения повреждаются от холода при +2 градусах или даже при +5, на севере растения свободно выдерживают очень низкие температуры, и, например, в Верхоянске (Восточная Сибирь) при средней температуре декабря — 48,4 градуса, января — 51,5 градуса, февраля — 46,2 градуса (минимальная температура — 70 градусов, — 76 градусов) растут леса, и флора насчитывает более 200 видов.
Давно известно, что ложечная трава (Cochlearia arctica) на северном берегу Сибири в листьях и бутонах переносит суровую зиму с температурой до — 46 градусов и весной продолжает своё развитие (Чильман). Так же держат себя и многие наши растения (маргаритка — Bellix perennis, мокрица — Stellaria media, анютины глазки — Viola tricolor и др.), выходя из-под снега с зелёными листьями и не успевшими осенью распуститься бутонами. Многие наши травянистые растения не теряют на зиму листьев, являясь зимнезелёными, например, зеленчук — Caleobdolon luteum, копытень — Asarum europaeum» (стр. 78).
Итак, в условиях самых сильных морозов на Земле живут растения. Из этого можно сделать вывод, что температурные условия на Марсе вовсе не исключают возможности для развития растительности. Пусть на этой планете климат суше и холодней. Но разве растения не обладают способностью приспособляться? И если бы земные растения, попав в марсианский климат, погибли, то это вовсе не означает, что марсианские растения, может быть, миллионами лет приспособляющиеся к окружающей среде, не могут существовать.
5. Отличие оптических свойств марсианской растительности от свойств земной
Рис. 11-12.
Прежде всего это относится к инфракрасным лучам. Земные растения очень сильно рассеивают инфракрасные лучи, причём лиственные растения рассеивают их значительно сильнее, чем зимнезелёные. Это хорошо видно на снимках 11 и 12 тянь-шаньской ели, полученных близ Алма-Аты на высоте 2400 метров: снимок 11 — обыкновенный, снимок 12 — в инфракрасных лучах.
Можно было думать, что и марсианская растительность обладает всеми этими свойствами. Но вот в 1924 г. американский астроном Райт, фотографируя Марс в разных лучах, в том числе в инфракрасных, не обнаружил на растительных покровах Марса этого явления. Наоборот, оказалось, что по мере увеличения длины волны моря становятся всё темнее и темнее, причём в инфракрасных лучах они темнее, чем, например, в жёлтых.
В 1939 г. Н. Н. Сытинская определяла на Ташкентской обсерватории отражательную способность морей Марса в разных лучах — от ультрафиолетовых до крайних красных — и не обнаружила в последних никакого усиления отражательной способности. Таким образом, казалось, что вопрос о растительности на Марсе упёрся в тупик, и говорить о земноподобной растительности на Марсе больше не приходится.
Но в 1945 г. алмаатинский агрометеоролог А. П. Кутырева высказала интересное предположение о том, что, приспособляясь к суровому и сухому климату Марса, растения на нём постепенно могли уменьшить и утерять отражательную способность в инфракрасных лучах. Это вполне подтверждается наблюдениями А. П. Кутыревой, указывающими на изменения радиационных свойств растений в зависимости от изменения метеорологических условий их произрастания. В самом деле, растению очень невыгодно в суровом климате сильно отражать инфракрасные лучи, несущие половину солнечного тепла.
Соглашаясь с этим мнением, я пришёл к мысли сравнить отражение инфракрасных лучей лиственными и хвойными растениями, пользуясь рукописными данными из наблюдений Е. Л. Кринова. Можно было ожидать, что отражательная способность в инфракрасных лучах значительно меньше у хвойных растений, чем у лиственных. Это ожидание полностью подтвердилось.
Так, при одинаковых значениях для берёзы и ели в синих лучах отражательная способность берёзы в инфракрасных лучах в три с лишним раза превосходит отражательную способность ели.
При одинаковых значениях для овса и тундрового можжевельника в зелёных лучах отражательная способность овса в крайних красных лучах в три с лишним раза превосходит отражательную способность можжевельника.
Интересно также явление, обнаруженное Е. Л. Криновым и подтверждённое моими наблюдениями: отражательная способность хвойных деревьев в инфракрасных лучах значительно меньше зимою, чем летом.
Другое отличие марсианской растительности от земной состоит в следующем. Земная растительность в основном имеет зелёный цвет. Иначе обстоит дело с теми местами на Марсе, которые считаются растительным покровом. Многие наблюдатели видят их то зелёными, то голубыми, то синими.
Далее, земная зелень сильно поглощает крайние красные лучи, давая в спектре знаменитую красную полосу поглощения хлорофила. У марсианских растений этого не обнаружено: там найдено сильное поглощение во всей длинноволновой части видимого спектра, т. е. в лучах красных, оранжевых, жёлтых и зелёных. По всей вероятности, это происходит от эволюционного приспособления марсианской растительности к суровому климату. В самом деле, если для разложения углекислоты на углерод к кислород и образования органических соединений, так называемого фотосинтеза, земным растениям достаточно поглощать сравнительно мало солнечных лучей, то для марсианских растений, живущих в суровом климате, нужно поглощать больше длинноволновых лучей, в которых сосредоточено в основном солнечное тепло. Вот это и придаёт марсианской растительности голубой и синий цвета.
Голубой оттенок виден и на некоторых земных растениях, живущих в северных странах и на высоких горах. Таковы, например, пихта и канадская сосна. На высоких алма-атинских горах, например, на морене Туюк-Су (высота 3400 метров) живёт в виде подушечек растение остролодка (Oxytropis chionobia), листочки которой, будучи в основном зелёными, имеют ясно выраженный голубой налёт.
В связи с этим большой интерес представляет полученное мною сообщение учёного-лесовода из Киева Георгия Андреевича Стоянова: «Юные сеянцы нашей обыкновенной сосны перед зимой очень часто приобретают густой фиолетовый оттенок на своей хвое. Иногда этот цвет совсем заглушает зелёный цвет, особенно на верхних хвоинках. Это наблюдается только у юных сеянцев.
При посещении (до войны ещё) одним из наших лесоводов питомника в Германии немецкий лесничий просил обратить внимание на молодые сосенки, выведенные из русских семян, так как они резко выделялись от своих юго-западных сверстников лиловым (фиолетовым) оттенком. Он думал, что это — заболевание, хотя вид сосенок был здоровый. Русскому лесоводу пришлось объяснить, что это — явление, обычное на севере, и семена сохранили это свойство по наследственности, перейдя в другие условия и обстановку, где туземные формы этим свойством не обладают».
Таким образом, мы нашли естественное объяснение для голубого и синего цветов марсианской растительности. Для понимания того, что наблюдается на растительных покровах Марса, необходимо изучать оптические свойства земных растений в возможно суровых климатических условиях — в Арктике и особенно на высоких горах, где и давление атмосферы в какой-то мере приближается к атмосферному давлению на Марсе. Эти исследования составляют содержание новой науки — астроботаники, основанной в 1945 г. в Советском Союзе.
6. Листопадные и зимнезелёные растения на Марсе
Подвергая свои старые пулковские наблюдения 1920 г. новому изучению, я обратил в 1945 г. внимание на некоторые записи, которые вначале показались мне весьма странными или даже ошибочными. Так, 13 мая 1920 г. было записано, что через жёлтый фильтр южные растительные покровы кажутся зеленоватыми, а северные — коричневатыми. То же записано и при наблюдении без светофильтра. Наконец, это же подтверждается и тем, что в тот же день при наблюдении через зелёный фильтр растительный покров был в северном полушарии темнее, чем в южном. В южном полушарии Марса в это время была середина зимы, а в северном — середина лета. Таким образом, стало ясно, что на Марсе существуют зимнезелёные растения наряду с растениями, буреющими уже в середине лета.
Это можно подтвердить и другими данными: самое заметное образование, имеющее форму воронки, называется Большим Сыртом. Цвет его отмечался очень многими наблюдателями. Профессор Н. П. Барабашев[2] собрал наблюдения цвета Большого Сырта с 1858 по 1939 год. Профессор Барабашев пишет, что цвет Большого Сырта резко и, повидимому, периодически меняется. Если сопоставить собранные профессором Барабашевым отметки цвета с сезонными в северной части Большого Сырта, то нетрудно установить следующее. Во все сезоны, кроме второй половины осени и первой половины зимы, Большой Сырт бывает синего, голубого или зелёного цветов. Что же касается второй половины осени и первой половины зимы, то цвет его пёстрый: одни наблюдатели называют его голубым, другие — зелёным и большинство — коричневым.
Это опять можно объяснить тем, что на Большом Сырте растут вперемежку как зимнезелёные растения, так и листопадные, буреющие или теряющие свою листву ко второй половине осени.
Многочисленные подтверждения существования на Марсе растительности, меняющей свой цвет в зависимости от сезона, имеются и в зарубежной литературе.
По наблюдениям Марса в марте 1918 г. Филлипс (Phillips) пишет:
«Наиболее интересным в цвете является контраст между северными и южными пятнами: последние зеленовато-голубые в рефрактор и голубовато-серые в рефлектор; северные пятна, например, Mare Acidalium, кажутся мне нейтрального цвета в оба инструмента»[3].
24 марта 1918 г. было зимнее солнцестояние в южном полушарии и летнее — в северном. Таким образом, в южном полушарии наблюдались зимнезелёные растения.
Подытоживая свои наблюдения за несколько лет, Томсон (Н. Thomson) пишет: «Portus Sigeus (широта — 5 градусов) кажется мне меняющим свой вид очень мало из года в год, в заметном контрасте с областями к югу от него, как, например, Раndorae Fretum, которое сильно меняется как по своему виду, так и по интенсивности.
Может быть, интересно сделать предположение, не есть ли это указание на некоторый вид вечнозелёной тропической растительности, которая мало меняется с марсианскими сезонами»[4].
Здесь всё хорошо, кроме слова «тропический». Тропическая растительность совершенно несовместима с суровым климатом Марса. Здесь можно говорить только о зимнезелёной растительности земного полярного типа.
В книге «Earth, Moon and Planets» («Земля, Луна и планеты»)[5] находим следующие места: «Известный французский наблюдатель Марса Антониади видел в 1924 г. изменения цвета в южной полярной области. Он пишет: "Не только зелёные площади, но также сероватые или голубые переходили в коричневые, в коричнево-лиловые или розовые, тогда как другие зелёные или голубоватые области оставались без перемен. Цвета были почти в точности, как цвета листьев, которые падают с деревьев летом или осенью в наших широтах. Но коричневый цвет появлялся иногда рано, иногда поздно в марсианском году и оставался только на непродолжительное время, пропорционально длительности коричневых листьев в нашей растительности"». (Переведено из «La Planete Mars», стр. 18).
«Потемнение полярных областей с таянием шапок и постепенное потемнение к экватору с сопровождающими их изменениями цвета с подавляющей очевидностью указывают на рост и увядание некоторых типов растительности на планете Марс».
В журнале «L' Astronomie» за январь 1925 г. Антониади пишет: «Возможно, что места, остающиеся всё время зелёными, как, например, часть моря Сирен и моря Эритрейского, представляют обширные степи, покрытые травой, или мелкие озёра с водорослями на дне, хотя это кажется менее вероятным».
В том же журнале другой французский астроном, Бальде, на основании своих наблюдений в большой рефрактор Медонской обсерватории пишет: «Возможно, что наряду с континентальной растительностью на Марсе существует растительность водная и болотная, или обширные пространства типа Сарагассового моря (море плавающих водорослей в Атлантическом океане)».
В упомянутой книге «Земля, Луна и планеты» приведена таблица с наблюдениями цвета Эритрейского моря, произведёнными в 1903 г. знаменитым американским исследователем Марса Ловеллом. Здесь я привожу эту таблицу. В ней марсианские даты представлены в земном понимании для северного полушария.
Наблюдения даны в указанной книге без всяких пояснений. Они расшифрованы мною в замечаниях, приведённых в последнем столбце таблицы.
Эритрейское море. (Ловелл 1903 г.)
Марсианская дата Цвет Замечания
Июнь 27
Июль 13 Сине-зелёный Листопадные растения в полном расцвете
Июль 31
Август 4 Шоколадный Листва побурела
Август 13
Август 17 Слабый шоколадный Листва частично опала
Август 19
Сентябрь 6 Слабый сине-зелёный Листва опала, осталась зимнезелёная растительность
Сентябрь 8
Сентябрь 23 Бледный синевато-зелёный Растительность покрыта лёгким инеем
Из этой таблицы наглядно видно, что наблюдения Ловелла делают совершенно естественной гипотезу о существовании на Марсе растительности как листопадной, так и зимнезелёной.
7. Гипотеза о цветах на Марсе
В 1925 году Антониади опубликовал очень интересную карту Марса[6], на которой разной штриховкой обозначены цветовые свойства разных мест этой планеты (по наблюдениям во время противостояния 1924 года): изменивших цвет из зелёного или серого в коричневый; из зелёного, серого или голубого в коричнево-лиловый; принявших каштановый оттенок; изменивших цвет из серого в карминовый, оставшихся неизменно зелёными или неизменно синими, кобальтовыми.
По наблюдениям Антониади, значительная часть пустыни Эфиопии, расположенная между широтами +30 градусов и −5 градусов, изменила серый цвет на розовый, а по наблюдениям Бальде, — на пурпурно-фиолетовый.
Нет ли в изменениях окраски пустыни Эфиопии, наблюдавшихся Антониади и Бальде, сходства с явлениями, происходящими на Земле. «Конец марта-апрель — период весеннего цветения пустыни. В эту пору пустыни кажутся как бы залитыми кровью. Это — массовое цветение маков, оставляющее неизгладимое впечатление. В это время маки встречаются буквально повсюду, даже на глиняных крышах домов и сараев, по заборам на улицах Ташкента и Самарканда»[7].
8. Места на Марсе, наиболее благоприятные для жизни, по крайней мере, растительной
Климатические условия на Марсе не так уж неблагоприятны для жизни растений. Правда, в тех местах планеты, где Солнце ежедневно восходит и заходит, даже на экваторе, температура в течение суток колеблется от 20 градусов выше нуля до 50 градусов ниже нуля. Конечно, растительность могла эволюционно приспособиться и к таким условиям, но ведь в полярных странах Марса, где Солнце не заходит в течение большей или меньшей части марсианского полугодия, почти равного по продолжительности земному году, температура в этот период меняется очень мало, оставаясь непрерывно выше нуля. Вот эти-то места наиболее благоприятны для растительной жизни. За такой продолжительный срок растения вполне могут успеть зазеленеть, зацвести, отцвести и обсемениться.
Семена прячутся в почву, под защиту листвы предыдущих лет. С наступлением осени Солнце начинает заходить, и наступают ночи, сначала очень непродолжительные, а затем постепенно удлиняющиеся, — вплоть до того дня, когда уже наступает ночь почти на целое марсианское полугодие. Таким образом, переход от тёплого времени к суровой марсианской зиме совершается очень медленно и весьма последовательно.
9. Какой можно представить себе растительность на Марсе
Прежде всего она должна быть низкорослой, прижимающейся к почве. Это главным образом травы и стелющиеся кустарники зелено-голубого цвета. Некоторые из них буреют и высыхают к середине лета, другие сохраняют свои зелено-голубые листочки и зимою.
Живут эти растения вперемежку. Некоторое сходство с марсианскими растениями могут иметь наш можжевельник, остролодка, морошка, брусника, мхи, лишайники и другие северные и высокогорные растения.
10. Углекислый газ в атмосфере Марса
В связи с нашей темой исключительное значение приобретает открытие, сделанное в 1947 г. американским астрономом Куйпером[8]. Пользуясь мощными инструментами Иеркесовской обсерватории, он обнаружил, что атмосфера Марса содержит, по крайней мере, столько же углекислого газа, как и земная атмосфера. Больше того: оказалось, что таких ядовитых газов, как аммиак и метан, в изобилии имеющихся в атмосферах больших планет, на Марсе совсем нет.
Значит, на этой планете, несмотря на её суровый по сравнению с Землёй климат, жизнь растений вполне возможна. А отсюда не исключена возможность и того, что на Марсе может существовать и животный мир.
Для человеческого познания нет границ. Рано или поздно этот вопрос так или иначе будет выяснен, и немалую роль в этом сыграет наука о растительности на других планетах — астроботаника.
11. Дальнейшие наблюдения для изучения растительности на Марсе
Прежде всего это должны быть визуальные и фотографические наблюдения Марса при помощи сильных телескопов с применением разных светофильтров.
Такие наблюдения дадут объективные сведения о цвете разных образований на Марсе и об изменении этого цвета с сезонами.
Затем чрезвычайно важно получать спектрограммы небольшой дисперсии разных мест Марса.
Земную растительность надо изучать спектрально в разные сезоны, преимущественно в местах с суровым климатом. Особенно существенно проникновение возможно дальше в инфракрасные лучи.
-
mihail.chub
- Всего сообщений: 959
- Зарегистрирован: 07.02.2020
- Возраст: 59
Re: Марс невиден
Отправлено спустя 3 минуты 3 секунды:
Нет это они убирают за собой, чтобы не засерать планету. На снимке отчётливо видно отверстие и грунт, а вот местность размыта. Наверное сильно сфокусировались на отверстии.
Отправлено спустя 3 минуты 3 секунды:
Ни на что я не намекаю. Просто интересуюсь.Foxhound: 03 апр 2020, 16:14 юпитер, говорите? двенадцать лет? хм... 2024 год... на грядущее обнуление срока намекаете? )))))))))
-
Foxhound
- Всего сообщений: 681
- Зарегистрирован: 20.07.2019
- Образование: школьник
Re: Марс невиден
возможно, конечно, но тема остро дискуссионная... не исключено, что придется развернуть ее более подробно, дабы у заинтересованных читателей не складывалось искаженное представление о... марсе, конечно же.mihail.chub: 03 апр 2020, 16:33 Нет это они убирают за собой, чтобы не засерать планету. На снимке отчётливо видно отверстие и грунт, а вот местность размыта. Наверное сильно сфокусировались на отверстии.
-
Foxhound
- Всего сообщений: 681
- Зарегистрирован: 20.07.2019
- Образование: школьник
Re: Марс невиден
Почему Марс?
В.Н. Жарков, В.И. Мороз
Владимир Наумович Жарков, доктор физико-математических наук, профессор, главный научный сотрудник Объединенного института физики Земли им.О.Ю.Шмидта РАН. Область научных интересов — физика высоких давлений, физика планетных недр, космогония, теория фигуры и собственных колебаний Земли и других планет. Лауреат премии им.О.Ю.Шмидта АН СССР (1980).
Василий Иванович Мороз, доктор физико-математических наук, профессор, заведующий отделом физики планет и малых тел Солнечной системы Института космических исследований РАН, заслуженный деятель науки Российской федерации, лауреат Государственной премии СССР (1985). Область научных интересов — физика планет и инфракрасная астрономия. Научный руководитель ряда экспериментов на космических аппаратах “Марс-2, -З, -5”, “Венера-9—15”, “Вега-1 и -2” и “Фобос-2”.
На вопрос, зачем мы изучаем историю своей страны, В.О.Ключевский ответил: чтобы лучше понять самих себя. На вопрос, почему мы изучаем Солнечную систему, можно ответить: чтобы понять свое место в ней и во Вселенной. Центральная задача планетных исследований — создание научной теории образования и эволюции тел Солнечной системы (планет, спутников, комет и астероидов). Особо следует выделить проблему построения теории образования и эволюции Земли, способной дать прогноз дальнейшего ее развития. Это можно сделать только в рамках сравнительной планетологии (Жарков В.Н. От физики Земли к сравнительной планетологии // Природа. 1998. №12. С.86—97).
Марс с данной точки зрения представляет исключительный интерес. Не удивительно, что в исследованиях Солнечной системы космическими аппаратами ему уделялось большое внимание. Перечень марсианских миссий выглядит весьма внушительно: пролетные аппараты “Маринер-4 (1965), -6, -7 (1969)”, “Марс-4” (1974); искусственные спутники “Маринер-9” (1971), “Марс-2 и -3 (1971), -5 (1974)”, “Фобос-2” (1989), “Марс-Глобал-Сервейер” (1997, продолжает работать и сейчас); посадочные аппараты “Марс-6” (1974), “Викинг-1 и -2” (1976), “Марс-Патфайндер” с марсоходом “Соджорнер” (1997). Полученные результаты легли в основу современных представлений о поверхности, внутреннем строении и атмосфере Марса.
Бум, который в настоящее время наблюдается в науке о Марсе, связан, с одной стороны, с надеждой получить информацию о том, как формировалась Земля, о ранней эпохе ее развития, с другой — выяснить, действительно ли на раннем Марсе были условия для возникновения биологической активности.
Важную роль играет изучение SNC метеоритов, которые, считается, представляют собой куски марсианской коры. Данные, полученные в миссии “Марс-Патфайндер” (J.Geophys. Res. 1999. V.104. №E4. P. 8521—9096; Первые шаги на Марсе // Природа. 1998. №3. C.46—72), этому не противоречат. На основе анализа изотопных систем Sm—Nd и Hf—W в SNC метеоритах показано, что дифференциация Марса — образование ядра и выделение коры — произошла в течение первых 100 млн лет, т.е. очень быстро (Harper C.L. Nyquist L.A., Bansal B. et al. // Nature. 1995. V.367. P.213—217; Lee D.C., Halliday A.N. // Ibid. 1997. V.388. P.854—857). Это можно рассматривать как прямое указание на эффективно горячее происхождение планеты.
Следующий вопрос, который подогревает интерес к изучению Марса: существуют ли доказательства биологической активности на Красной планете? Анализ бурных событий в этой области за последние несколько лет дан в статье А.Треймана (Treiman A. // EOS. 1999. V.80. №18. P.205—209).
Роль метеоритной бомбардировки
Постепенно становится ясно, что заключительная катастрофическая метеоритная бомбардировка — одна из важнейших эпох в истории Луны, Земли и Марса. На Луне следы этой бомбардировки сохранились в виде гигантских круговых морей и крупных кратеров. На Земле они полностью стерты. Марс занимает промежуточное положение: на нем можно обнаружить некоторые последствия таких событий. Например, в Южном полушарии — это гигантские кратерные бассейны Эллада и Аргир. А в Северном — следы гигантских круговых кратеров стерты последующими геологическими процессами. На Луне круговые моря представляют собой масконы — понижения, характеризующиеся положительными гравитационными аномалиями, которые свидетельствуют о концентрации массы вблизи поверхности. По аналогии бассейн Исидис в Северном полушарии Марса скорее всего представляет собой реликт кругового моря. Более надежно следы описываемых событий смогут быть выявлены при широкомасштабных исследованиях Марса с помощью космических аппаратов, абсолютного датирования, создания и нормировки кратерной временно€й шкалы.
Наибольшее изменение в истории Марса, видимо, связано с тем, что катастрофическая бомбардировка по существу разрушила имевшуюся в то время плотную атмосферу планеты и теплый влажный климат сменился климатом близким к современному.
На Луне эпоха катастроф началась примерно 4.1 млрд лет назад (такой возраст имеет гигантский кратерный бассейн Аиткен с диаметром примерно 2250 км, расположенный у Южного полюса Луны), а закончилась около 3.8 млрд лет назад (дата образования Моря Восточного). Катастрофическая метеоритная бомбардировка завершила формирование лика Луны.
Данные, полученные космическими аппаратами серии “Аполлон”, привели к важным выводам: Луна и планеты земной группы (Меркурий, Венера, Земля и Марс) имеют горячее происхождение, т.е. в конце процесса формирования их недра были сильно разогреты и, возможно, частично расплавлены. Факт быстрого образования мощной коры на Луне привел к становлению новой идеи, согласно которой планеты земной группы в заключительной фазе своего формирования проходили через стадию “океана магмы”. Под “океаном магмы” понимается частично расплавленный мощный наружный слой. Он перемешивается падающими планетезималями — телами астероидных размеров. Измерение абсолютного возраста лунных пород, доставленных на Землю, позволило создать временную кратерную шкалу — определение возраста поверхности по плотности расположенных на ней кратеров.
Пока на Земле не обнаружено следов катастрофической метеоритной бомбардировки (Appel P.W.U., Moorbath S. // Ibid. №23. P.257—264). Несмотря на то что Земля как планета сформировалась примерно 4.5 млрд лет назад, наиболее древние образцы горных пород, отобранные in situ, имеют возраст около 3.8 млрд лет. Древнейшие следы биологической активности на 50—100 млн лет моложе. Наиболее древние (3.4—3.5 млрд лет) ископаемые с клеточным строением встречаются в осадочных породах Южной Африки и Западной Австралии. На Земле эпоха от 4.5 до 3.8 млрд лет, от которой на поверхности не осталось следов, изучается с помощью изотопного анализа образцов горных пород, извлеченных из мантии, и атмосферных газов. Эти исследования указывают на то, что уже 4.4—4.3 млрд лет тому назад химическая дифференциация и дегазация Земли практически были завершены.
Тепловой поток из планетных недр характеризует основной масштаб внутренней энергетики планеты. По оценкам, теплопотери из земных недр первые 0.6 млрд лет были более чем в пять раз выше современных. Это означает, что, не располагая данными о жизни планеты в то время, мы не можем судить о начальной ее эволюции, которая по своему масштабу эквивалентна эволюции за последние 3 млрд лет.
Данные о ранней Земле можно получить, рассматривая эволюцию лунной орбиты ( Жарков В.Н. // Астрон. вестн. 2000. Т.34. №1. С.1—12). До эпохи катастрофической бомбардировки Луна отодвигалась от Земли за счет приливного трения в теле Земли. Такая ситуация соответствует планете, покрытой водной оболочкой — глобальным океаном. Катастрофическая бомбардировка привела к возникновению и росту континентального сегмента Земли, появлению мелководья, разрушение приливных волн на котором сопровождается сильным ростом приливного трения. Таким образом, после эпохи катастрофической бомбардировки отодвигание Луны от Земли связано с трением океанских приливов.
а
б
в
г
Гипсометрические карты полушарий поверхности Марса (с поворотом на 90°), построенные по данным измерений при помощи лазерного альтиметра на космическом аппарате “Марс-Глобал-Сервейер”. Красным цветом отмечены положительные высоты (до 10 км); розовым и бело-розовым — максимальные (более 10 км); зеленым и синим — отрицательные. Карты а, б и г хорошо демонстрируют явление дихотомии в геологическом строении поверхности Марса: северная половина планеты в среднем значительно ниже южной. Не исключено, что несколько миллиардов лет назад северная низменность была покрыта океаном. Анализ данных лазерной альтиметрии детально показал форму его береговой линии. На карте а (внизу) хорошо виден бассейн Эллада. На карте в, в левой части, выделяется плоскогорье Фарсида с четырьмя гигантскими потухшими вулканами — горами Олимп (вблизи края), Аскрийская (верхняя из тройки), Павлина и Арсия; в правой части прослеживается долина Маринеров — тектонический разлом протяженностью около 5000 км.
Мы уже отмечали, что поверхность Марса хранит следы событий, которые происходили в зоне планет земной группы до эпохи катастрофической бомбардировки. Одна из важнейших задач исследования Марса — сбор данных о ранней эпохе его развития, которые также помогут продвинуться в разработке теории ранней Земли.
Проблема раннего Солнца и эволюция планет земной группы
Светимость раннего Солнца была примерно на 30% меньше современной. Это заключение получено на основе детальных численных моделирований эволюции звезд. Когда температура в центре звезды достигнет значений, при которых начинаются термоядерные реакции и превращение водорода в гелий, Солнце вступает на главную эволюционную ветвь звездной последовательности. “Горение” водорода приводит к выигрышу объема, т.е. происходит сжатие вещества, сопровождаемое увеличением температуры. Скорости термоядерных реакций быстро повышаются с ростом температуры. Все это приводит к подъему температуры излучающей поверхности звезды и увеличению ее площади. Расчет как раз и показывает, что в эпоху (4.6 млрд лет тому назад) выхода Солнца на главную последовательность его светимость была примерно на 25—30% меньше современной. Рост светимости Солнца со временем может быть приблизительно описан линейным законом.
Низкая светимость молодого Солнца означает, казалось бы, что температура поверхности ранней Земли и Марса должна быть существенно меньше современной. Между тем имеются данные, согласно которым на Земле в архее был теплый влажный климат. Что касается Марса, то и в этом случае имеются аргументы в пользу теплого влажного климата (Carr M.N. Global history of water and climate // Abst. 5-th Intern. Mars Conf. Pasadena, 1999). В ту эпоху и атмосфера была намного плотнее современной. Кратеры диаметром в несколько десятков километров на территориях старше 3.5—3.8 млрд лет обнаруживают разный возраст. В раннюю эпоху (до заключительной тяжелой бомбардировки планеты, разрушившей плотную атмосферу) скорость эрозии кратеров составляла примерно 10 мкм в год. Эрозия кратеров, образовавшихся в более поздние эпохи, напротив, резко уменьшилась — до 0.01 мкм в год.
Предполагается, что относительно теплый климат на Земле и Марсе в ранние эпохи обеспечивался парниковым эффектом в их атмосферах, который создавался углекислым газом при небольшой примеси водяного пара (Мороз В.И. Физика планеты Марс. М., 1978). Впервые эту модель предложили и количественно анализировали Л.М.Мухин и В.И.Мороз (Мухин Л.М., Мороз В.И. // Письма в Астрон. журн. 1977. Т.3. С.78; Мороз В.И., Мухин Л.М. // Космич. исслед. 1978. T.15. C.901).
Лишь позднее ее стали рассматривать западные исследователи (Каstings J.F., Toon O.B. Climate evolution on the terrestrial planets // Origin and Evolution of Planetary and Satellite Atmospheres / Eds S.K.Atreya, J.B.Pollack, M.S.Matthews. Tucson, 1989; Forget F., Pierrenhumbert R.T. Warming of early Mars and Earth with CO2 clouds ice clouds // Planetary Systems, the long view / Eds L.M.Celnikier, J.Tran Thank Van. 1998. P.299—302) — без ссылок на наши работы.
Напомним, что парниковый эффект играет огромную роль в формировании климата современной Земли, поддерживая среднюю температуру ее поверхности на 38 К выше эффективной (т.е. соответствующей равновесию планетарного уходящего и солнечного приходящего излучений). На современном Марсе парниковый эффект тоже есть, но гораздо более слабый, всего около 4 К.
Даже при давлении около 6 мбар углекислый газ обеспечивает некоторое увеличение температуры поверхности — благодаря мощной полосе поглощения вблизи длины волны 15 мкм, что частично блокирует выход теплового инфракрасного излучения. Однако эта полоса в спектре не широкая, а другие полосы CO2 поглощают намного слабее. Кроме того, увеличение толщи атмосферы приводит к увеличению альбедо планеты, что еще более уменьшает солнечный поток, приходящий на поверхность. Чтобы поднять температуру Марса на 100 К и компенсировать эффект низкой светимости молодого Солнца, необходимо атмосферное давление примерно в 5 бар. Реальность этой оценки вызывает сомнения по двум причинам: конденсация углекислого газа изымает часть его из газовой фазы и, если на поверхности появляется жидкая вода, то она резко активизирует превращение силикатов в карбонаты (процесс Юри), также забирая CO2 из атмосферы.
Одно из возможных решений предложили Ф.Форже и Р.Пиренхумберт. Они показали, что облака, состоящие из частиц конденсированного CO2, при определенных условиях (достаточно крупных частицах) отражают вниз значительную долю теплового излучения, усиливая парниковый эффект. Это позволяет уменьшить оценку давления до 300 мбар. Что касается второй трудности (процесс Юри), то от нее можно освободиться, допустив, что температура поверхности Марса не поднималась выше 0°С, и водные бассейны на раннем Марсе были покрыты льдом. Накопление CO2 идет до тех пор, пока температура поверхности не достигает точки таяния, а потом прекращается. Если это объяснение правильно, то океан, который, как предполагается, покрывал когда-то часть Северного полушария, был замерзшим. Так что слова о теплом и влажном климате раннего Марса надо понимать условно: он, вероятно, был более теплым и влажным, чем сейчас, но более холодным, чем на современной Земле.
Космогонический аспект
Считается, что исследования Марса внесут крупный вклад в решение проблемы образования Солнечной системы (Zharkov V.N. // Geophys. Monograph 74, IUGG Am. Geophys. Union. 1993. V.14. P.7—17). Марс — планета земной группы. По массе он в 10 раз меньше Земли, но по оценке распределения в Солнечной системе нелетучей компоненты (силикатов, сплавов железа и никеля) должен быть больше Земли примерно в два раза. Малая масса Марса объясняется эффектом Юпитера.
Первым из планет образовался Юпитер. Благодаря мощному гравитационному полю ранний Юпитер разбросал оставшиеся прототела из своей зоны питания. Прототела, а также резонансные взаимодействия разрушили зону питания планеты, которая могла бы сформироваться в поясе астероидов, и уменьшили количество прототел в зоне питания молодого Марса, приостановив его рост. Именно поэтому масса Марса оказалась на порядок меньше. Сильно кратерированное его Южное полушарие сложено очень древними породами. Не исключено, что, узнав возраст марсианской коры, мы сможем оценить время формирования Юпитера — важнейшего неизвестного параметра в современной космогонии.
Влияние Юпитера привело к перемешиванию прототел из различных зон питания растущих планет земной группы. В этом смысле образование Земли и Марса было многокомпонентным. На основе анализа картины распространенности элементов в мантии Земли и в SNC метеоритах была выдвинута идея о том, что планеты этой группы сформировались из планетезималей с разной степенью окисленности. Г.Дрейбус и Х.Вэнке (Dreibus G., Waenke H. Origin and evolution of planetary and satellite atmospheres / Eds S.K.Atreya, J.B.Pollack, M.S.Mattehews. Tucson, 1989. P.268—288) предложили (как первое приближение) модель аккумуляции планет земной группы, состав которых рассматривается в виде некоторой смеси компонент А и Б. Прототела, состоящие из сильно восстановленного вещества компоненты А, заполняли зону питания формирующейся Земли. В компоненте Б вещество сильно окислено и содержит все элементы (включая летучие) с отношениями, как у хондритов класса С1. Из компоненты Б состояли прототела зоны, где в настоящее время расположен пояс астероидов.
Дрейбус и Вэнке пришли к заключению, что компоненты А и Б в Марсе смешаны в отношении 60:40, а в Земле — 85:15, и аккумуляция Марса шла почти однородно, в противоположность химически неоднородной аккумуляции Земли. В наших работах также показано, что именно в строении Марса должна ярче всего проявиться двухкомпонентность (Жарков В.Н. // Астрон. вестн. 1996. Т.30. №6. С.514—524).
Модель внутреннего строения Марса
При моделировании внутреннего строения планет на первых шагах разрабатывается сферически симметричная модель, когда плотность r(r) и давление p(r) зависят только от радиуса. В дальнейшем необходимо построить региональные модели наружных слоев. Для Марса сейсмические данные отсутствуют, и, чтобы их получить, нужно создать обширную сейсмическую сеть на поверхности планеты. В наше время для понимания внутреннего строения Марса используется химическая модель (ВД), предложенная Вэнке и Дрейбус.
Был построен набор моделей (Жарков В.Н., Гудкова Т.В. // Там же. 1998. Т.32. №5. C.403—412), удовлетворяющих данным о средней плотности r0 = 3.94 г/см3 и приведенном моменте инерции (I), который удалось определить в результате космической миссии “Марс-Патфайндер” (Folkner W.M., Yoder C.F., Yuan D.N. et al. // Science. 1997. V.278. P.1749—1751),
I = (A+B+C)/3MR2 = 0.3658±0.0017,
где А и В — главные экваториальные моменты инерции, а C — полярный; М = 6.43х1026 г — масса, R = 3390 км — средний радиус планеты.
Глобальная модель получилась путем соединения моделей коры, силикатной мантии и ядра, предложенных разными исследователями (Бабейко А.Ю., Жарков В.Н. // Астрон. вестн. 1997. T.31. №5. C.404—412; Bertka C.M., Fei Y. A profile of Martian mineralogy and density up to core-mantle boundary // 29-th Lunar and Planet Sci. Conf. Houston, 1998. P.107—108). Когда будут получены более детальные данные, каждая из этих моделей поможет решить ряд фундаментальных вопросов. Модель коры должна дать ответ на содержание в ней воды и карбонатов и, таким образом, приблизить нас к решению проблемы ранней плотной атмосферы, состоящей из СО2 и Н2О, которые обеспечивали парниковый эффект и теплый, влажный климат на молодом Марсе. Модели мантии и ядра позволят конкретизировать процесс образования планет земной группы. Кроме того, модель ядра сможет объяснить генерацию магнитного поля на раннем Марсе, причем ядро, судя по огромным значениям полосовых магнитных аномалий, должно было находиться в состоянии развитой конвекции.
Основной дискуссионный вопрос — это насколько космохимическая модель (ВД), дающая массовое отношение Fe/Si = 1.71, может соответствовать современным представлениям о внутреннем строении планеты. Крупный шаг вперед будет сделан, когда с достаточной точностью удастся определить радиус ядра. Хотя практически никто не сомневается, что ядро Марса жидкое, это также требует проверки.
В Лаборатории реактивного движения НАСА построена модель гравитационного поля “Mars 50 c”, в которой разложение гравитационного потенциала по сферическим функциям доведено до 50-й гармоники (Konopliv A.S., Siogren W.L. The JPL Mars gravity field. Mars 50 c. Based upon Viking and Mariner 9 Doppler tracking data // JPL publ. 1995. V.95. №5). В этой модели пики гравитационных аномалий 2387, 1646, 1221 и 1547 мгал (1 гал=1 см/с2) относятся к гигантским щитовым вулканам — Олимпу, Арсии, Павлине и горе Аскрийской соответственно. Наибольшие гравитационные аномалии на Земле порядка 100 мгал. Гигантские, по земным меркам, значения гравитационных аномалий Марса указывают на то, что последний имеет мощную литосферу, около 500 км, которая выдерживает нагрузки от таких структур. Наружный слой Марса достаточно холодный, что можно рассматривать как косвенное указание на существование “океана магмы” в его начальном развитии, во время которого произошло заметное обеднение мантии радиоактивными источниками тепла из-за их выноса в кору.
На сегодняшний день информационное обеспечение науки о Марсе основано на данных о поверхности планеты и ее атмосфере. Геофизические зондирования (сейсмические, электромагнитные) планетных недр добавят третье измерение. Как кульминация исследований Марса при помощи автоматов, экспедиция с участием человека проведет эксперименты с активной и пассивной сейсмикой, бурение и измерение теплового потока, что позволит приступить к построению вещественных моделей наружных слоев планеты и реальной гидрогеологической модели криолитосферы.
Модель внутреннего строения Марса,
удовлетворяющая всем имеющимся на сегодняшний день данным.
Многообразие марсианской проблематики
Марс — планета, наиболее похожая на Землю. Но кроме того, что он меньше по массе и размеру, много различий также в характеристиках коры, поверхности и атмосферы, в истории воды. Геологические процессы здесь исключительно разнообразны, и их изучение позволит обогатить геологические аспекты сравнительной планетологии.
На поверхности Марса выделяется плоскогорье Фарсида, приподнятое на 4 км и занимающее около 15% площади планеты. На нем расположены гигантские щитовые вулканы, один из которых — гора Олимп — крупнейший в Солнечной системе. Поверхность Марса характеризуется дихотомией: Южное полушарие, более древнее и испещренное кратерами, приподнято, а Северное, равнинное, несколько опущено. В промежутке расположена обширная переходная зона. От Фарсиды на восток протягивается гигантская рифтовая система — Долина Маринеров.
Гора Олимп — самый большой вулкан среди известных на планетах Солнечной системы.
Трехмерная реконструкция на основе анализа изображений,
полученных космическими аппаратами “Викинг-1 и -2”.
Большой прогресс в изучении марсианской поверхности достигнут при помощи лазерного альтиметра и фотографической камеры высокого разрешения на борту “Марс-Глобал-Сервейера”. Оказалось, что слоистость верхней коры характерна для всей планеты. В долине Маринеров она прослежена до глубины ~10 км.
В отличие от Земли, развивающейся главным образом при господстве механизмов плитной тектоники, эволюция Марса происходит в режиме плюмовой тектоники. Один гигантский мантийный плюм создал Фарсиду, а другой, менее мощный, — Элизий. Считается, что тектоника плит на Земле связана с присутствием воды. На Марсе (в отличие от Венеры) также есть вода, но тем не менее развитие планеты пошло скорее всего по линии тектоники плюмов, а не плит. Несомненно, изучение Марса внесет важный вклад в понимание механизма возникновения тектоники плит на Земле.
Причиной более низкого уровня рельефа Северного полушария может быть то, что активность процессов плитной тектоники, локализованных в Северном полушарии, снизилась из-за недостатка энергии в недрах планеты и последующего ее охлаждения. Эта гипотеза, предложенная Н.Слипом (Sleep N.H. // J. Geophys. Res., 1994. V. 99. №E3. P.5639—5655), критиковалась М.Прайсом и К.Танака (Prais M.J., Tanaka K.L. The martian Northern plains did not result from plate tectonics // 26-th Lunar and Planet Sci. Conf. Houston, 1995. P.1147—1148), так что вопрос остался пока нерешенным.
Неожиданное открытие сделано “Марс-Глобал-Сервейером” и касается характеристик магнитного поля планеты. Результаты предшествующих измерений (на наших аппаратах “Марс-3 и -5”, “Фобос-2”) трудно интерпретировались, хотя был сделан вывод о том, что планета имеет слабое собственное магнитное поле. Сложности связаны с работой наших искусственных спутников на эллиптических орбитах с высоким перицентром. “Марс-Глобал-Сервейер” был выведен на почти круговую и более близкую к поверхности орбиту. Проведенные магнитные измерения (Connerney, J.E.P., Acuсa M.H., Wasilewski P. et al. // Science. 1999. V.284. P.794—798) подтвердили, что магнитное поле у Марса есть, но оно не дипольное и состоит из локальных очагов. Самые сильные из них с индукцией до 1500 гамм (1 гамм = 10–5 гаусс) расположены в Южном полушарии.
Это своего рода магнитные полосы, протягивающиеся с востока на запад, причем соседние полосы намагничены в противоположных направлениях. Найдено 5—6 таких пар. Подобную магнитную структуру обнаруживает океаническое дно Земли, что связано с переполюсовками земного магнитного поля и раздвижением океанического дна. На Земле, по мере удаления от срединно-океанических хребтов, возраст океанического дна увеличивается. Возраст магнитных полос на Марсе не определен. Механизм их образования также не ясен, хотя можно ожидать, что они свидетельствуют о каких-то важных процессах, происходивших на планете в первые 0.5 млрд лет, когда в жидком ядре генерировалось собственное магнитное поле.
На Марсе имеется ряд других крупных геологических структур разных масштабов: гигантские кратерные бассейны, полярные шапки. Особый интерес с точки зрения более поздних эволюционных процессов представляют проявления флювиальных и карстовых процессов, перенос вещества ветром, полярные слоистые образования.
Атмосфера на 95% состоит из диоксида углерода. Давление у поверхности близко к давлению тройной точки воды — 6.1 мбар. И это, возможно, не случайное совпадение. Открытые водоемы не могут существовать на Марсе, однако вода присутствует: следы водяного пара в атмосфере, вода, адсорбированная реголитом, кристаллизационная (в некоторых минералах горных пород), лед в полярных шапках и, возможно, при определенных условиях (в теплых областях в теплое время суток, при соляных добавках) жидкая — в грунтовых порах. Несмотря на то что вода на Марсе “спрятана”, ее роль в современной жизни планеты весьма значительна. Она даже может служить регулятором, поддерживающим содержание диоксида углерода в атмосфере на постоянном уровне.
Ряд особенностей современной поверхности планеты указывает на то, что были эпохи, когда вода играла еще большую роль. Разветвленные долины, весьма напоминающие русла высохших рек (вади), — наиболее яркий пример. Гипотеза о более теплом древнем Марсе с открытыми водоемами — реками, озерами, может быть, морями — и с более плотной атмосферой (на что указывает изотопный состав последней) обсуждается уже более двух десятилетий. Однако многие вопросы еще ждут ответа. Каковы запасы воды? Как они распределяются между разными резервуарами (реголитом, вечной мерзлотой и др.), широтными зонами, геологическими провинциями? Как менялось это распределение со временем (история воды)? Действительно ли была, и если да, то как давно началась и закончилась эпоха теплого и влажного климата; была ли она однократным событием или повторялась?
Система Ниргал — пример русла высохшей марсианской реки
с разветвленной сетью притоков.
В сущности речь идет о том, что на Марсе произошла некогда глобальная экологическая катастрофа. Учитывая те изменения в климате Земли, которые происходят на наших глазах вследствие вмешательства индустриальной цивилизации и явно несут Земле угрозу глобальной экологической катастрофы, чрезвычайно важно понять, как и почему это случилось с Марсом. Здесь невозможно ничего сделать при помощи какого-то однократного космического эксперимента. Только серия многочисленных экспедиций разного типа (посадочные аппараты — стационарные и подвижные, спутники, миссии с доставкой вещества и, наконец, крупномасштабные экспедиции с участием человека) позволит накопить сведения, необходимые для воссоздания климатической истории Марса. Это долгий и трудный путь, требующий объединения усилий специалистов из разных стран.
Понять историю марсианского климата невозможно, не зная его современное состояние. Значительная по массе доля атмосферы проходит через процессы конденсации (осенью) и испарения (весной) диоксида углерода в сезонных полярных шапках. Это сопровождается сильным меридиональным переносом. Некоторое (и возможно значительное) количество СО2 не участвует в сезонных процессах, видимо, потому что часть его не успевает испариться из северной полярной шапки, а другая — адсорбирована реголитом. При изменениях наклонения плоскости экватора, распределение диоксида углерода между газовой и твердой фазой варьирует. Парниковый эффект значительно увеличится при соответствующем изменении соотношения фаз. Здесь прослеживается возможная аналогия со сменами периодов оледенений и потеплений на Земле.
Поиски жизни на Марсе
Если у Марса в далеком прошлом были более плотная атмосфера, теплый климат и жидкая вода на поверхности, там могла существовать жизнь. В 1996 г. опубликовано сенсационное сообщение (McKay D.S., Gibson E.K., Thomas-Kerta K.L. et al. // Ibid. 1996. V.273. P.924—930) о находке в одном из SNC метеоритов — ALH84001— возможных свидетельств биологической активности в далеком прошлом. Это известие вызвало громадный интерес не только ученых, но и широкой общественности. В течение последних трех лет велись большие работы по изучению SNC метеоритов, различных аспектов марсианской палеобиосферы, а также возможности жизни в экстремальных условиях на Земле. Тем не менее вопрос остается нерешенным. Возможно, более убедительные свидетельства будут получены позднее (в 2008 г.?), когда планируется доставка образца марсианского грунта на Землю. Скорее же всего решение проблемы будет отложено до полета человека на Марс, когда можно будет сознательно провести отбор вещества из осадочных слоев с детальным описанием места отбора.
Гипотеза о жизни на Марсе пережила долгую и драматическую историю, в которой можно выделить несколько этапов:
— открытие “каналов” и сезонных изменений (конец XIX — начало ХХ в.);
— попытки идентификации полос поглощения органических веществ в спектре Марса (50—60-е годы);
— проведение на посадочных аппаратах “Викинг-1 и -2” экспериментов по обнаружению следов жизнедеятельности микроорганизмов, а также сложных органических молекул (1976);
— упомянутые выше исследования метеорита ALH84001.
Каналы оказались оптическим обманом. Сезонные изменения объясняют сейчас перемещением пыли. Полосы поглощения, как выяснилось, не имели отношения к Марсу. Наконец, результаты биологических экспериментов на “Викингах” были отрицательными (хотя иногда они трактуются и как неопределенные). О ситуации вокруг ALH84001 мы уже упомянули. Тем не менее поиски должны быть продолжены. Обнаружение марсианской биосферы, современной или вымершей, будет одним из величайших открытий в истории науки.
Фобос и Деймос
Спутники Марса, Фобос и Деймос, открыты американским астрономом Холлом в 1877 г. Это объекты 12-й звездной величины, и наблюдение их в телескоп затрудняется соседством яркого Марса. Плоскости орбит почти совпадают с плоскостью экватора планеты. Вращение — синхронное (к планете всегда обращена одна и та же сторона). Фото- и телевизионные камеры космических аппаратов “Маринер-9”, “Викинг-1 и -2”, “Фобос-2” позволили определить их форму, размеры, строение поверхности. Это были первые малые тела, ставшие доступными для детального исследования. Их происхождение до сих пор не понятно: захваченные ли они астероиды или образовались вместе с Марсом.
Фобос исследован более детально. В 1988 г. к нему отправились космические аппараты “Фобос-1 и -2”. “Фобос-2” сблизился с этим космическим телом и даже стал его искусственным спутником, однако последняя фаза миссии (тесное сближение и высадка малых станций) не удалась. По этой причине не знающие существа дела оценивают всю миссию как неудачную. Это не так. Было получено много новых научных данных как о самом Фобосе, так и о Марсе. Определены масса и плотность Фобоса, уточнены карты поверхности, измерены тепловая инерция и спектр отражения поверхностного слоя. Фобос имеет очень малое альбедо, и ранее предполагалось, что он состоит из углистых хондритов, однако спектры отражения, измеренные “Фобосом-2”, заставляют отказаться от этой гипотезы (Ksanfomality L.V., Moroz V.I. // Icarus. 1995. V.117. P.383—401). Загадочная особенность — борозды на поверхности этого спутника Марса. Возможно, они связаны с глубинными трещинами ударного происхождения. Инфракрасные измерения показали, что на поверхности Фобоса находится раздробленный материал (реголит), похожий на лунный, но, по-видимому, с частицами несколько большего размера. Подозревается существование тороидального пылевого облака (кольца?) на его орбите.
Не исключено, что вещество Фобоса, как и других малых тел Солнечной системы, первично, т.е. сохранилось со времени формирования последней. Поэтому детальные исследования его состава, особенно изотопного, представляются задачей высокого приоритета. Многое можно сделать в прямых измерениях во время посадки, однако самое надежное — доставка вещества на Землю и изучение его в лабораториях. Для решения этой задачи в России приступили к созданию космического аппарата “Фобос-Грунт”. Не будем говорить о сроках реализации, учитывая, что общее положение с финансированием фундаментальных научных исследований (включая космические) в нашей стране пока остается катастрофическим.
Счет 2:4 не в нашу пользу!
Далеко не все в исследованиях Марса получается так, как хотелось бы. За последние 10 лет к Марсу стартовали семь космических аппаратов. Один из них— японский — еще находится в полете. Что же касается остальных шести, то только два сработали успешно — “Марс-Патфайндер” и “Марс-Глобал-Сервейер”. Погибли российский “Марс-96” и американские “Марс-Обсервер” (1992), “Марс-Клаймит-Орбитер” и “Марс-Полар-Лэндер” (1999).
Высокий процент неудач наводит на еретическую мысль: а вдруг на Марсе все-таки существует разумная цивилизация и марсиане решили оказывать организованное сопротивление? Но дело, конечно, не в этом.
Во всяком случае причины двух последних неудач имеют вполне земной корень — это внутренне противоречивое стремление делать все “лучше, дешевле, быстрее”. Именно так НАСА сформулировало в 1992 г. свой подход к организации научных космических проектов. Была создана весьма амбициозная программа исследований Марса, предусматривающая запуск двух космических аппаратов (спутник и посадочный аппарат) в каждое астрономическое окно, т.е. с интервалом примерно два года. Кульминацией должна стать очень сложная миссия с доставкой на Землю образца марсианского вещества (старт в 2005 г., прибытие капсулы с образцом в 2008 г.). На эту программу отведены ресурсы по нашим масштабам громадные, но по американским — в обрез. Стали экономить на вещах, на которых экономить опасно. В результате получилось то, что получилось.
Один из способов экономить ресурсы — международное сотрудничество. Несколько лет велись переговоры о российско-американских полетах “Вместе к Марсу”. Например, рассматривался вариант, в котором наша ракета выводит к Марсу российский посадочный аппарат и американский спутник. Переговоры захлебнулись из-за невозможности с нашей стороны дать в нынешних условиях какие-либо гарантии по срокам. В конце концов все свелось к участию российских ученых в американских миссиях на уровне отдельных экспериментов, как на аппаратах “Марс-Клаймит-Орбитер” и “Марс-Полар-Лэндер”.
Очень серьезное партнерство в будущих исследованиях Марса завязалось между НАСА и КНЕС (французское космическое агентство). Для проекта по доставке вещества КНЕС предоставит ракету “Ариан-5” и выведет на околомарсианскую орбиту спутник для перехвата контейнера с образцом. Вероятно, эта программа будет сдвинута по срокам, но вряд ли отменена.
Европейское космическое агентство развернуло работы над независимым проектом “Марс-Экспресс” — искусственный спутник и посадочный аппарат (старт в 2003 г.). На спутнике будет установлено несколько крупных приборов, взятых из запасного комплекта “Марса-96”. Ответственные за эти эксперименты — ученые Франции, Германии, Италии, Швеции. Но в подготовке работ участвуют также и российские специалисты.
Таким образом, вокруг исследований Марса сложилась широкая международная кооперация. Задумка дальнего прицела — пилотируемая экспедиция на Марс (2020). Россия уже внесла большой вклад в решение этой грандиозной задачи результами уникальных медико-биологических исследований на станции “Мир”.
Требуется запасная планета
Зачем нужно посылать на Марс пилотируемую экспедицию, высаживать на его поверхность космонавтов? Будут ли оправданы риск, огромные затраты ресурсов? Есть ли такие научные задачи, ради которых стоит это делать? Американские пилотируемые полеты на Луну (миссия “Аполлон”) прошли успешно.
Однако всем ясно, что эти программы выполнялись не для науки, а для достижения мощного политического эффекта: доказать всему миру (и самим себе) американское превосходство в освоении космоса. Напомним, что запуск в СССР первого искусственного спутника Земли и полет Ю.А.Гагарина были шоком для всей той части мира, от которой мы были отгорожены железным занавесом.
Хочется верить, что не будет больше ни железного занавеса, ни холодной войны и такие грандиозные затеи, как пилотируемая экспедиция на Марс, будут выполняться с участием специалистов многих стран, включая и Америку, и Россию. Но тогда что же остается — только решение научных задач?
Мы думаем, что в области исследования Солнечной системы не существует такой научной задачи, которая оправдала бы затраты в сотни миллиардов долларов. Но есть задача футурологическая. Космические катастрофы не раз обрушивались на планеты. Около 70 млн лет назад на Земле исчезли динозавры — все и одновременно. Причиной могла быть космическая катастрофа: столкновение нашей планеты с астероидом или кометой. Можно предположить, что подобное событие, если оно произойдет в будущем, приведет к гибели человечества. Чтобы от этого застраховаться, надо иметь в Солнечной системе обитаемые базы с автономным жизнеобеспечением. Лучше всего иметь запасную планету. И наиболее перспективная — Марс.
Если в прошлом там были более плотная атмосфера и теплый климат, то, может быть, в очень отдаленном будущем удастся вернуть Марс в это состояние? Мы видим, что всего за 100 лет антропогенные процессы на Земле оказались достаточными для некоторых изменений состава атмосферы и климата (усиление парникового эффекта). Что же касается других планет, то уже есть в научной литературе термин “terraforming” — искусственное преобразование планетных атмосфер в сторону приближения по свойствам к земной. Есть надежда, что в очень далеком будущем человечество превратит Марс в еще одну обитаемую планету, которая может пригодиться и в случае космической катастрофы. На наш взгляд — это важнейшая мотивация пилотируемых экспедиций на Марс, которые несомненно начнут осуществляться в ХХI в.
В.Н. Жарков, В.И. Мороз
Владимир Наумович Жарков, доктор физико-математических наук, профессор, главный научный сотрудник Объединенного института физики Земли им.О.Ю.Шмидта РАН. Область научных интересов — физика высоких давлений, физика планетных недр, космогония, теория фигуры и собственных колебаний Земли и других планет. Лауреат премии им.О.Ю.Шмидта АН СССР (1980).
Василий Иванович Мороз, доктор физико-математических наук, профессор, заведующий отделом физики планет и малых тел Солнечной системы Института космических исследований РАН, заслуженный деятель науки Российской федерации, лауреат Государственной премии СССР (1985). Область научных интересов — физика планет и инфракрасная астрономия. Научный руководитель ряда экспериментов на космических аппаратах “Марс-2, -З, -5”, “Венера-9—15”, “Вега-1 и -2” и “Фобос-2”.
На вопрос, зачем мы изучаем историю своей страны, В.О.Ключевский ответил: чтобы лучше понять самих себя. На вопрос, почему мы изучаем Солнечную систему, можно ответить: чтобы понять свое место в ней и во Вселенной. Центральная задача планетных исследований — создание научной теории образования и эволюции тел Солнечной системы (планет, спутников, комет и астероидов). Особо следует выделить проблему построения теории образования и эволюции Земли, способной дать прогноз дальнейшего ее развития. Это можно сделать только в рамках сравнительной планетологии (Жарков В.Н. От физики Земли к сравнительной планетологии // Природа. 1998. №12. С.86—97).
Марс с данной точки зрения представляет исключительный интерес. Не удивительно, что в исследованиях Солнечной системы космическими аппаратами ему уделялось большое внимание. Перечень марсианских миссий выглядит весьма внушительно: пролетные аппараты “Маринер-4 (1965), -6, -7 (1969)”, “Марс-4” (1974); искусственные спутники “Маринер-9” (1971), “Марс-2 и -3 (1971), -5 (1974)”, “Фобос-2” (1989), “Марс-Глобал-Сервейер” (1997, продолжает работать и сейчас); посадочные аппараты “Марс-6” (1974), “Викинг-1 и -2” (1976), “Марс-Патфайндер” с марсоходом “Соджорнер” (1997). Полученные результаты легли в основу современных представлений о поверхности, внутреннем строении и атмосфере Марса.
Бум, который в настоящее время наблюдается в науке о Марсе, связан, с одной стороны, с надеждой получить информацию о том, как формировалась Земля, о ранней эпохе ее развития, с другой — выяснить, действительно ли на раннем Марсе были условия для возникновения биологической активности.
Важную роль играет изучение SNC метеоритов, которые, считается, представляют собой куски марсианской коры. Данные, полученные в миссии “Марс-Патфайндер” (J.Geophys. Res. 1999. V.104. №E4. P. 8521—9096; Первые шаги на Марсе // Природа. 1998. №3. C.46—72), этому не противоречат. На основе анализа изотопных систем Sm—Nd и Hf—W в SNC метеоритах показано, что дифференциация Марса — образование ядра и выделение коры — произошла в течение первых 100 млн лет, т.е. очень быстро (Harper C.L. Nyquist L.A., Bansal B. et al. // Nature. 1995. V.367. P.213—217; Lee D.C., Halliday A.N. // Ibid. 1997. V.388. P.854—857). Это можно рассматривать как прямое указание на эффективно горячее происхождение планеты.
Следующий вопрос, который подогревает интерес к изучению Марса: существуют ли доказательства биологической активности на Красной планете? Анализ бурных событий в этой области за последние несколько лет дан в статье А.Треймана (Treiman A. // EOS. 1999. V.80. №18. P.205—209).
Роль метеоритной бомбардировки
Постепенно становится ясно, что заключительная катастрофическая метеоритная бомбардировка — одна из важнейших эпох в истории Луны, Земли и Марса. На Луне следы этой бомбардировки сохранились в виде гигантских круговых морей и крупных кратеров. На Земле они полностью стерты. Марс занимает промежуточное положение: на нем можно обнаружить некоторые последствия таких событий. Например, в Южном полушарии — это гигантские кратерные бассейны Эллада и Аргир. А в Северном — следы гигантских круговых кратеров стерты последующими геологическими процессами. На Луне круговые моря представляют собой масконы — понижения, характеризующиеся положительными гравитационными аномалиями, которые свидетельствуют о концентрации массы вблизи поверхности. По аналогии бассейн Исидис в Северном полушарии Марса скорее всего представляет собой реликт кругового моря. Более надежно следы описываемых событий смогут быть выявлены при широкомасштабных исследованиях Марса с помощью космических аппаратов, абсолютного датирования, создания и нормировки кратерной временно€й шкалы.
Наибольшее изменение в истории Марса, видимо, связано с тем, что катастрофическая бомбардировка по существу разрушила имевшуюся в то время плотную атмосферу планеты и теплый влажный климат сменился климатом близким к современному.
На Луне эпоха катастроф началась примерно 4.1 млрд лет назад (такой возраст имеет гигантский кратерный бассейн Аиткен с диаметром примерно 2250 км, расположенный у Южного полюса Луны), а закончилась около 3.8 млрд лет назад (дата образования Моря Восточного). Катастрофическая метеоритная бомбардировка завершила формирование лика Луны.
Данные, полученные космическими аппаратами серии “Аполлон”, привели к важным выводам: Луна и планеты земной группы (Меркурий, Венера, Земля и Марс) имеют горячее происхождение, т.е. в конце процесса формирования их недра были сильно разогреты и, возможно, частично расплавлены. Факт быстрого образования мощной коры на Луне привел к становлению новой идеи, согласно которой планеты земной группы в заключительной фазе своего формирования проходили через стадию “океана магмы”. Под “океаном магмы” понимается частично расплавленный мощный наружный слой. Он перемешивается падающими планетезималями — телами астероидных размеров. Измерение абсолютного возраста лунных пород, доставленных на Землю, позволило создать временную кратерную шкалу — определение возраста поверхности по плотности расположенных на ней кратеров.
Пока на Земле не обнаружено следов катастрофической метеоритной бомбардировки (Appel P.W.U., Moorbath S. // Ibid. №23. P.257—264). Несмотря на то что Земля как планета сформировалась примерно 4.5 млрд лет назад, наиболее древние образцы горных пород, отобранные in situ, имеют возраст около 3.8 млрд лет. Древнейшие следы биологической активности на 50—100 млн лет моложе. Наиболее древние (3.4—3.5 млрд лет) ископаемые с клеточным строением встречаются в осадочных породах Южной Африки и Западной Австралии. На Земле эпоха от 4.5 до 3.8 млрд лет, от которой на поверхности не осталось следов, изучается с помощью изотопного анализа образцов горных пород, извлеченных из мантии, и атмосферных газов. Эти исследования указывают на то, что уже 4.4—4.3 млрд лет тому назад химическая дифференциация и дегазация Земли практически были завершены.
Тепловой поток из планетных недр характеризует основной масштаб внутренней энергетики планеты. По оценкам, теплопотери из земных недр первые 0.6 млрд лет были более чем в пять раз выше современных. Это означает, что, не располагая данными о жизни планеты в то время, мы не можем судить о начальной ее эволюции, которая по своему масштабу эквивалентна эволюции за последние 3 млрд лет.
Данные о ранней Земле можно получить, рассматривая эволюцию лунной орбиты ( Жарков В.Н. // Астрон. вестн. 2000. Т.34. №1. С.1—12). До эпохи катастрофической бомбардировки Луна отодвигалась от Земли за счет приливного трения в теле Земли. Такая ситуация соответствует планете, покрытой водной оболочкой — глобальным океаном. Катастрофическая бомбардировка привела к возникновению и росту континентального сегмента Земли, появлению мелководья, разрушение приливных волн на котором сопровождается сильным ростом приливного трения. Таким образом, после эпохи катастрофической бомбардировки отодвигание Луны от Земли связано с трением океанских приливов.
а
б
в
г
Гипсометрические карты полушарий поверхности Марса (с поворотом на 90°), построенные по данным измерений при помощи лазерного альтиметра на космическом аппарате “Марс-Глобал-Сервейер”. Красным цветом отмечены положительные высоты (до 10 км); розовым и бело-розовым — максимальные (более 10 км); зеленым и синим — отрицательные. Карты а, б и г хорошо демонстрируют явление дихотомии в геологическом строении поверхности Марса: северная половина планеты в среднем значительно ниже южной. Не исключено, что несколько миллиардов лет назад северная низменность была покрыта океаном. Анализ данных лазерной альтиметрии детально показал форму его береговой линии. На карте а (внизу) хорошо виден бассейн Эллада. На карте в, в левой части, выделяется плоскогорье Фарсида с четырьмя гигантскими потухшими вулканами — горами Олимп (вблизи края), Аскрийская (верхняя из тройки), Павлина и Арсия; в правой части прослеживается долина Маринеров — тектонический разлом протяженностью около 5000 км.
Мы уже отмечали, что поверхность Марса хранит следы событий, которые происходили в зоне планет земной группы до эпохи катастрофической бомбардировки. Одна из важнейших задач исследования Марса — сбор данных о ранней эпохе его развития, которые также помогут продвинуться в разработке теории ранней Земли.
Проблема раннего Солнца и эволюция планет земной группы
Светимость раннего Солнца была примерно на 30% меньше современной. Это заключение получено на основе детальных численных моделирований эволюции звезд. Когда температура в центре звезды достигнет значений, при которых начинаются термоядерные реакции и превращение водорода в гелий, Солнце вступает на главную эволюционную ветвь звездной последовательности. “Горение” водорода приводит к выигрышу объема, т.е. происходит сжатие вещества, сопровождаемое увеличением температуры. Скорости термоядерных реакций быстро повышаются с ростом температуры. Все это приводит к подъему температуры излучающей поверхности звезды и увеличению ее площади. Расчет как раз и показывает, что в эпоху (4.6 млрд лет тому назад) выхода Солнца на главную последовательность его светимость была примерно на 25—30% меньше современной. Рост светимости Солнца со временем может быть приблизительно описан линейным законом.
Низкая светимость молодого Солнца означает, казалось бы, что температура поверхности ранней Земли и Марса должна быть существенно меньше современной. Между тем имеются данные, согласно которым на Земле в архее был теплый влажный климат. Что касается Марса, то и в этом случае имеются аргументы в пользу теплого влажного климата (Carr M.N. Global history of water and climate // Abst. 5-th Intern. Mars Conf. Pasadena, 1999). В ту эпоху и атмосфера была намного плотнее современной. Кратеры диаметром в несколько десятков километров на территориях старше 3.5—3.8 млрд лет обнаруживают разный возраст. В раннюю эпоху (до заключительной тяжелой бомбардировки планеты, разрушившей плотную атмосферу) скорость эрозии кратеров составляла примерно 10 мкм в год. Эрозия кратеров, образовавшихся в более поздние эпохи, напротив, резко уменьшилась — до 0.01 мкм в год.
Предполагается, что относительно теплый климат на Земле и Марсе в ранние эпохи обеспечивался парниковым эффектом в их атмосферах, который создавался углекислым газом при небольшой примеси водяного пара (Мороз В.И. Физика планеты Марс. М., 1978). Впервые эту модель предложили и количественно анализировали Л.М.Мухин и В.И.Мороз (Мухин Л.М., Мороз В.И. // Письма в Астрон. журн. 1977. Т.3. С.78; Мороз В.И., Мухин Л.М. // Космич. исслед. 1978. T.15. C.901).
Лишь позднее ее стали рассматривать западные исследователи (Каstings J.F., Toon O.B. Climate evolution on the terrestrial planets // Origin and Evolution of Planetary and Satellite Atmospheres / Eds S.K.Atreya, J.B.Pollack, M.S.Matthews. Tucson, 1989; Forget F., Pierrenhumbert R.T. Warming of early Mars and Earth with CO2 clouds ice clouds // Planetary Systems, the long view / Eds L.M.Celnikier, J.Tran Thank Van. 1998. P.299—302) — без ссылок на наши работы.
Напомним, что парниковый эффект играет огромную роль в формировании климата современной Земли, поддерживая среднюю температуру ее поверхности на 38 К выше эффективной (т.е. соответствующей равновесию планетарного уходящего и солнечного приходящего излучений). На современном Марсе парниковый эффект тоже есть, но гораздо более слабый, всего около 4 К.
Даже при давлении около 6 мбар углекислый газ обеспечивает некоторое увеличение температуры поверхности — благодаря мощной полосе поглощения вблизи длины волны 15 мкм, что частично блокирует выход теплового инфракрасного излучения. Однако эта полоса в спектре не широкая, а другие полосы CO2 поглощают намного слабее. Кроме того, увеличение толщи атмосферы приводит к увеличению альбедо планеты, что еще более уменьшает солнечный поток, приходящий на поверхность. Чтобы поднять температуру Марса на 100 К и компенсировать эффект низкой светимости молодого Солнца, необходимо атмосферное давление примерно в 5 бар. Реальность этой оценки вызывает сомнения по двум причинам: конденсация углекислого газа изымает часть его из газовой фазы и, если на поверхности появляется жидкая вода, то она резко активизирует превращение силикатов в карбонаты (процесс Юри), также забирая CO2 из атмосферы.
Одно из возможных решений предложили Ф.Форже и Р.Пиренхумберт. Они показали, что облака, состоящие из частиц конденсированного CO2, при определенных условиях (достаточно крупных частицах) отражают вниз значительную долю теплового излучения, усиливая парниковый эффект. Это позволяет уменьшить оценку давления до 300 мбар. Что касается второй трудности (процесс Юри), то от нее можно освободиться, допустив, что температура поверхности Марса не поднималась выше 0°С, и водные бассейны на раннем Марсе были покрыты льдом. Накопление CO2 идет до тех пор, пока температура поверхности не достигает точки таяния, а потом прекращается. Если это объяснение правильно, то океан, который, как предполагается, покрывал когда-то часть Северного полушария, был замерзшим. Так что слова о теплом и влажном климате раннего Марса надо понимать условно: он, вероятно, был более теплым и влажным, чем сейчас, но более холодным, чем на современной Земле.
Космогонический аспект
Считается, что исследования Марса внесут крупный вклад в решение проблемы образования Солнечной системы (Zharkov V.N. // Geophys. Monograph 74, IUGG Am. Geophys. Union. 1993. V.14. P.7—17). Марс — планета земной группы. По массе он в 10 раз меньше Земли, но по оценке распределения в Солнечной системе нелетучей компоненты (силикатов, сплавов железа и никеля) должен быть больше Земли примерно в два раза. Малая масса Марса объясняется эффектом Юпитера.
Первым из планет образовался Юпитер. Благодаря мощному гравитационному полю ранний Юпитер разбросал оставшиеся прототела из своей зоны питания. Прототела, а также резонансные взаимодействия разрушили зону питания планеты, которая могла бы сформироваться в поясе астероидов, и уменьшили количество прототел в зоне питания молодого Марса, приостановив его рост. Именно поэтому масса Марса оказалась на порядок меньше. Сильно кратерированное его Южное полушарие сложено очень древними породами. Не исключено, что, узнав возраст марсианской коры, мы сможем оценить время формирования Юпитера — важнейшего неизвестного параметра в современной космогонии.
Влияние Юпитера привело к перемешиванию прототел из различных зон питания растущих планет земной группы. В этом смысле образование Земли и Марса было многокомпонентным. На основе анализа картины распространенности элементов в мантии Земли и в SNC метеоритах была выдвинута идея о том, что планеты этой группы сформировались из планетезималей с разной степенью окисленности. Г.Дрейбус и Х.Вэнке (Dreibus G., Waenke H. Origin and evolution of planetary and satellite atmospheres / Eds S.K.Atreya, J.B.Pollack, M.S.Mattehews. Tucson, 1989. P.268—288) предложили (как первое приближение) модель аккумуляции планет земной группы, состав которых рассматривается в виде некоторой смеси компонент А и Б. Прототела, состоящие из сильно восстановленного вещества компоненты А, заполняли зону питания формирующейся Земли. В компоненте Б вещество сильно окислено и содержит все элементы (включая летучие) с отношениями, как у хондритов класса С1. Из компоненты Б состояли прототела зоны, где в настоящее время расположен пояс астероидов.
Дрейбус и Вэнке пришли к заключению, что компоненты А и Б в Марсе смешаны в отношении 60:40, а в Земле — 85:15, и аккумуляция Марса шла почти однородно, в противоположность химически неоднородной аккумуляции Земли. В наших работах также показано, что именно в строении Марса должна ярче всего проявиться двухкомпонентность (Жарков В.Н. // Астрон. вестн. 1996. Т.30. №6. С.514—524).
Модель внутреннего строения Марса
При моделировании внутреннего строения планет на первых шагах разрабатывается сферически симметричная модель, когда плотность r(r) и давление p(r) зависят только от радиуса. В дальнейшем необходимо построить региональные модели наружных слоев. Для Марса сейсмические данные отсутствуют, и, чтобы их получить, нужно создать обширную сейсмическую сеть на поверхности планеты. В наше время для понимания внутреннего строения Марса используется химическая модель (ВД), предложенная Вэнке и Дрейбус.
Был построен набор моделей (Жарков В.Н., Гудкова Т.В. // Там же. 1998. Т.32. №5. C.403—412), удовлетворяющих данным о средней плотности r0 = 3.94 г/см3 и приведенном моменте инерции (I), который удалось определить в результате космической миссии “Марс-Патфайндер” (Folkner W.M., Yoder C.F., Yuan D.N. et al. // Science. 1997. V.278. P.1749—1751),
I = (A+B+C)/3MR2 = 0.3658±0.0017,
где А и В — главные экваториальные моменты инерции, а C — полярный; М = 6.43х1026 г — масса, R = 3390 км — средний радиус планеты.
Глобальная модель получилась путем соединения моделей коры, силикатной мантии и ядра, предложенных разными исследователями (Бабейко А.Ю., Жарков В.Н. // Астрон. вестн. 1997. T.31. №5. C.404—412; Bertka C.M., Fei Y. A profile of Martian mineralogy and density up to core-mantle boundary // 29-th Lunar and Planet Sci. Conf. Houston, 1998. P.107—108). Когда будут получены более детальные данные, каждая из этих моделей поможет решить ряд фундаментальных вопросов. Модель коры должна дать ответ на содержание в ней воды и карбонатов и, таким образом, приблизить нас к решению проблемы ранней плотной атмосферы, состоящей из СО2 и Н2О, которые обеспечивали парниковый эффект и теплый, влажный климат на молодом Марсе. Модели мантии и ядра позволят конкретизировать процесс образования планет земной группы. Кроме того, модель ядра сможет объяснить генерацию магнитного поля на раннем Марсе, причем ядро, судя по огромным значениям полосовых магнитных аномалий, должно было находиться в состоянии развитой конвекции.
Основной дискуссионный вопрос — это насколько космохимическая модель (ВД), дающая массовое отношение Fe/Si = 1.71, может соответствовать современным представлениям о внутреннем строении планеты. Крупный шаг вперед будет сделан, когда с достаточной точностью удастся определить радиус ядра. Хотя практически никто не сомневается, что ядро Марса жидкое, это также требует проверки.
В Лаборатории реактивного движения НАСА построена модель гравитационного поля “Mars 50 c”, в которой разложение гравитационного потенциала по сферическим функциям доведено до 50-й гармоники (Konopliv A.S., Siogren W.L. The JPL Mars gravity field. Mars 50 c. Based upon Viking and Mariner 9 Doppler tracking data // JPL publ. 1995. V.95. №5). В этой модели пики гравитационных аномалий 2387, 1646, 1221 и 1547 мгал (1 гал=1 см/с2) относятся к гигантским щитовым вулканам — Олимпу, Арсии, Павлине и горе Аскрийской соответственно. Наибольшие гравитационные аномалии на Земле порядка 100 мгал. Гигантские, по земным меркам, значения гравитационных аномалий Марса указывают на то, что последний имеет мощную литосферу, около 500 км, которая выдерживает нагрузки от таких структур. Наружный слой Марса достаточно холодный, что можно рассматривать как косвенное указание на существование “океана магмы” в его начальном развитии, во время которого произошло заметное обеднение мантии радиоактивными источниками тепла из-за их выноса в кору.
На сегодняшний день информационное обеспечение науки о Марсе основано на данных о поверхности планеты и ее атмосфере. Геофизические зондирования (сейсмические, электромагнитные) планетных недр добавят третье измерение. Как кульминация исследований Марса при помощи автоматов, экспедиция с участием человека проведет эксперименты с активной и пассивной сейсмикой, бурение и измерение теплового потока, что позволит приступить к построению вещественных моделей наружных слоев планеты и реальной гидрогеологической модели криолитосферы.
Модель внутреннего строения Марса,
удовлетворяющая всем имеющимся на сегодняшний день данным.
Многообразие марсианской проблематики
Марс — планета, наиболее похожая на Землю. Но кроме того, что он меньше по массе и размеру, много различий также в характеристиках коры, поверхности и атмосферы, в истории воды. Геологические процессы здесь исключительно разнообразны, и их изучение позволит обогатить геологические аспекты сравнительной планетологии.
На поверхности Марса выделяется плоскогорье Фарсида, приподнятое на 4 км и занимающее около 15% площади планеты. На нем расположены гигантские щитовые вулканы, один из которых — гора Олимп — крупнейший в Солнечной системе. Поверхность Марса характеризуется дихотомией: Южное полушарие, более древнее и испещренное кратерами, приподнято, а Северное, равнинное, несколько опущено. В промежутке расположена обширная переходная зона. От Фарсиды на восток протягивается гигантская рифтовая система — Долина Маринеров.
Гора Олимп — самый большой вулкан среди известных на планетах Солнечной системы.
Трехмерная реконструкция на основе анализа изображений,
полученных космическими аппаратами “Викинг-1 и -2”.
Большой прогресс в изучении марсианской поверхности достигнут при помощи лазерного альтиметра и фотографической камеры высокого разрешения на борту “Марс-Глобал-Сервейера”. Оказалось, что слоистость верхней коры характерна для всей планеты. В долине Маринеров она прослежена до глубины ~10 км.
В отличие от Земли, развивающейся главным образом при господстве механизмов плитной тектоники, эволюция Марса происходит в режиме плюмовой тектоники. Один гигантский мантийный плюм создал Фарсиду, а другой, менее мощный, — Элизий. Считается, что тектоника плит на Земле связана с присутствием воды. На Марсе (в отличие от Венеры) также есть вода, но тем не менее развитие планеты пошло скорее всего по линии тектоники плюмов, а не плит. Несомненно, изучение Марса внесет важный вклад в понимание механизма возникновения тектоники плит на Земле.
Причиной более низкого уровня рельефа Северного полушария может быть то, что активность процессов плитной тектоники, локализованных в Северном полушарии, снизилась из-за недостатка энергии в недрах планеты и последующего ее охлаждения. Эта гипотеза, предложенная Н.Слипом (Sleep N.H. // J. Geophys. Res., 1994. V. 99. №E3. P.5639—5655), критиковалась М.Прайсом и К.Танака (Prais M.J., Tanaka K.L. The martian Northern plains did not result from plate tectonics // 26-th Lunar and Planet Sci. Conf. Houston, 1995. P.1147—1148), так что вопрос остался пока нерешенным.
Неожиданное открытие сделано “Марс-Глобал-Сервейером” и касается характеристик магнитного поля планеты. Результаты предшествующих измерений (на наших аппаратах “Марс-3 и -5”, “Фобос-2”) трудно интерпретировались, хотя был сделан вывод о том, что планета имеет слабое собственное магнитное поле. Сложности связаны с работой наших искусственных спутников на эллиптических орбитах с высоким перицентром. “Марс-Глобал-Сервейер” был выведен на почти круговую и более близкую к поверхности орбиту. Проведенные магнитные измерения (Connerney, J.E.P., Acuсa M.H., Wasilewski P. et al. // Science. 1999. V.284. P.794—798) подтвердили, что магнитное поле у Марса есть, но оно не дипольное и состоит из локальных очагов. Самые сильные из них с индукцией до 1500 гамм (1 гамм = 10–5 гаусс) расположены в Южном полушарии.
Это своего рода магнитные полосы, протягивающиеся с востока на запад, причем соседние полосы намагничены в противоположных направлениях. Найдено 5—6 таких пар. Подобную магнитную структуру обнаруживает океаническое дно Земли, что связано с переполюсовками земного магнитного поля и раздвижением океанического дна. На Земле, по мере удаления от срединно-океанических хребтов, возраст океанического дна увеличивается. Возраст магнитных полос на Марсе не определен. Механизм их образования также не ясен, хотя можно ожидать, что они свидетельствуют о каких-то важных процессах, происходивших на планете в первые 0.5 млрд лет, когда в жидком ядре генерировалось собственное магнитное поле.
На Марсе имеется ряд других крупных геологических структур разных масштабов: гигантские кратерные бассейны, полярные шапки. Особый интерес с точки зрения более поздних эволюционных процессов представляют проявления флювиальных и карстовых процессов, перенос вещества ветром, полярные слоистые образования.
Атмосфера на 95% состоит из диоксида углерода. Давление у поверхности близко к давлению тройной точки воды — 6.1 мбар. И это, возможно, не случайное совпадение. Открытые водоемы не могут существовать на Марсе, однако вода присутствует: следы водяного пара в атмосфере, вода, адсорбированная реголитом, кристаллизационная (в некоторых минералах горных пород), лед в полярных шапках и, возможно, при определенных условиях (в теплых областях в теплое время суток, при соляных добавках) жидкая — в грунтовых порах. Несмотря на то что вода на Марсе “спрятана”, ее роль в современной жизни планеты весьма значительна. Она даже может служить регулятором, поддерживающим содержание диоксида углерода в атмосфере на постоянном уровне.
Ряд особенностей современной поверхности планеты указывает на то, что были эпохи, когда вода играла еще большую роль. Разветвленные долины, весьма напоминающие русла высохших рек (вади), — наиболее яркий пример. Гипотеза о более теплом древнем Марсе с открытыми водоемами — реками, озерами, может быть, морями — и с более плотной атмосферой (на что указывает изотопный состав последней) обсуждается уже более двух десятилетий. Однако многие вопросы еще ждут ответа. Каковы запасы воды? Как они распределяются между разными резервуарами (реголитом, вечной мерзлотой и др.), широтными зонами, геологическими провинциями? Как менялось это распределение со временем (история воды)? Действительно ли была, и если да, то как давно началась и закончилась эпоха теплого и влажного климата; была ли она однократным событием или повторялась?
Система Ниргал — пример русла высохшей марсианской реки
с разветвленной сетью притоков.
В сущности речь идет о том, что на Марсе произошла некогда глобальная экологическая катастрофа. Учитывая те изменения в климате Земли, которые происходят на наших глазах вследствие вмешательства индустриальной цивилизации и явно несут Земле угрозу глобальной экологической катастрофы, чрезвычайно важно понять, как и почему это случилось с Марсом. Здесь невозможно ничего сделать при помощи какого-то однократного космического эксперимента. Только серия многочисленных экспедиций разного типа (посадочные аппараты — стационарные и подвижные, спутники, миссии с доставкой вещества и, наконец, крупномасштабные экспедиции с участием человека) позволит накопить сведения, необходимые для воссоздания климатической истории Марса. Это долгий и трудный путь, требующий объединения усилий специалистов из разных стран.
Понять историю марсианского климата невозможно, не зная его современное состояние. Значительная по массе доля атмосферы проходит через процессы конденсации (осенью) и испарения (весной) диоксида углерода в сезонных полярных шапках. Это сопровождается сильным меридиональным переносом. Некоторое (и возможно значительное) количество СО2 не участвует в сезонных процессах, видимо, потому что часть его не успевает испариться из северной полярной шапки, а другая — адсорбирована реголитом. При изменениях наклонения плоскости экватора, распределение диоксида углерода между газовой и твердой фазой варьирует. Парниковый эффект значительно увеличится при соответствующем изменении соотношения фаз. Здесь прослеживается возможная аналогия со сменами периодов оледенений и потеплений на Земле.
Поиски жизни на Марсе
Если у Марса в далеком прошлом были более плотная атмосфера, теплый климат и жидкая вода на поверхности, там могла существовать жизнь. В 1996 г. опубликовано сенсационное сообщение (McKay D.S., Gibson E.K., Thomas-Kerta K.L. et al. // Ibid. 1996. V.273. P.924—930) о находке в одном из SNC метеоритов — ALH84001— возможных свидетельств биологической активности в далеком прошлом. Это известие вызвало громадный интерес не только ученых, но и широкой общественности. В течение последних трех лет велись большие работы по изучению SNC метеоритов, различных аспектов марсианской палеобиосферы, а также возможности жизни в экстремальных условиях на Земле. Тем не менее вопрос остается нерешенным. Возможно, более убедительные свидетельства будут получены позднее (в 2008 г.?), когда планируется доставка образца марсианского грунта на Землю. Скорее же всего решение проблемы будет отложено до полета человека на Марс, когда можно будет сознательно провести отбор вещества из осадочных слоев с детальным описанием места отбора.
Гипотеза о жизни на Марсе пережила долгую и драматическую историю, в которой можно выделить несколько этапов:
— открытие “каналов” и сезонных изменений (конец XIX — начало ХХ в.);
— попытки идентификации полос поглощения органических веществ в спектре Марса (50—60-е годы);
— проведение на посадочных аппаратах “Викинг-1 и -2” экспериментов по обнаружению следов жизнедеятельности микроорганизмов, а также сложных органических молекул (1976);
— упомянутые выше исследования метеорита ALH84001.
Каналы оказались оптическим обманом. Сезонные изменения объясняют сейчас перемещением пыли. Полосы поглощения, как выяснилось, не имели отношения к Марсу. Наконец, результаты биологических экспериментов на “Викингах” были отрицательными (хотя иногда они трактуются и как неопределенные). О ситуации вокруг ALH84001 мы уже упомянули. Тем не менее поиски должны быть продолжены. Обнаружение марсианской биосферы, современной или вымершей, будет одним из величайших открытий в истории науки.
Фобос и Деймос
Спутники Марса, Фобос и Деймос, открыты американским астрономом Холлом в 1877 г. Это объекты 12-й звездной величины, и наблюдение их в телескоп затрудняется соседством яркого Марса. Плоскости орбит почти совпадают с плоскостью экватора планеты. Вращение — синхронное (к планете всегда обращена одна и та же сторона). Фото- и телевизионные камеры космических аппаратов “Маринер-9”, “Викинг-1 и -2”, “Фобос-2” позволили определить их форму, размеры, строение поверхности. Это были первые малые тела, ставшие доступными для детального исследования. Их происхождение до сих пор не понятно: захваченные ли они астероиды или образовались вместе с Марсом.
Фобос исследован более детально. В 1988 г. к нему отправились космические аппараты “Фобос-1 и -2”. “Фобос-2” сблизился с этим космическим телом и даже стал его искусственным спутником, однако последняя фаза миссии (тесное сближение и высадка малых станций) не удалась. По этой причине не знающие существа дела оценивают всю миссию как неудачную. Это не так. Было получено много новых научных данных как о самом Фобосе, так и о Марсе. Определены масса и плотность Фобоса, уточнены карты поверхности, измерены тепловая инерция и спектр отражения поверхностного слоя. Фобос имеет очень малое альбедо, и ранее предполагалось, что он состоит из углистых хондритов, однако спектры отражения, измеренные “Фобосом-2”, заставляют отказаться от этой гипотезы (Ksanfomality L.V., Moroz V.I. // Icarus. 1995. V.117. P.383—401). Загадочная особенность — борозды на поверхности этого спутника Марса. Возможно, они связаны с глубинными трещинами ударного происхождения. Инфракрасные измерения показали, что на поверхности Фобоса находится раздробленный материал (реголит), похожий на лунный, но, по-видимому, с частицами несколько большего размера. Подозревается существование тороидального пылевого облака (кольца?) на его орбите.
Не исключено, что вещество Фобоса, как и других малых тел Солнечной системы, первично, т.е. сохранилось со времени формирования последней. Поэтому детальные исследования его состава, особенно изотопного, представляются задачей высокого приоритета. Многое можно сделать в прямых измерениях во время посадки, однако самое надежное — доставка вещества на Землю и изучение его в лабораториях. Для решения этой задачи в России приступили к созданию космического аппарата “Фобос-Грунт”. Не будем говорить о сроках реализации, учитывая, что общее положение с финансированием фундаментальных научных исследований (включая космические) в нашей стране пока остается катастрофическим.
Счет 2:4 не в нашу пользу!
Далеко не все в исследованиях Марса получается так, как хотелось бы. За последние 10 лет к Марсу стартовали семь космических аппаратов. Один из них— японский — еще находится в полете. Что же касается остальных шести, то только два сработали успешно — “Марс-Патфайндер” и “Марс-Глобал-Сервейер”. Погибли российский “Марс-96” и американские “Марс-Обсервер” (1992), “Марс-Клаймит-Орбитер” и “Марс-Полар-Лэндер” (1999).
Высокий процент неудач наводит на еретическую мысль: а вдруг на Марсе все-таки существует разумная цивилизация и марсиане решили оказывать организованное сопротивление? Но дело, конечно, не в этом.
Во всяком случае причины двух последних неудач имеют вполне земной корень — это внутренне противоречивое стремление делать все “лучше, дешевле, быстрее”. Именно так НАСА сформулировало в 1992 г. свой подход к организации научных космических проектов. Была создана весьма амбициозная программа исследований Марса, предусматривающая запуск двух космических аппаратов (спутник и посадочный аппарат) в каждое астрономическое окно, т.е. с интервалом примерно два года. Кульминацией должна стать очень сложная миссия с доставкой на Землю образца марсианского вещества (старт в 2005 г., прибытие капсулы с образцом в 2008 г.). На эту программу отведены ресурсы по нашим масштабам громадные, но по американским — в обрез. Стали экономить на вещах, на которых экономить опасно. В результате получилось то, что получилось.
Один из способов экономить ресурсы — международное сотрудничество. Несколько лет велись переговоры о российско-американских полетах “Вместе к Марсу”. Например, рассматривался вариант, в котором наша ракета выводит к Марсу российский посадочный аппарат и американский спутник. Переговоры захлебнулись из-за невозможности с нашей стороны дать в нынешних условиях какие-либо гарантии по срокам. В конце концов все свелось к участию российских ученых в американских миссиях на уровне отдельных экспериментов, как на аппаратах “Марс-Клаймит-Орбитер” и “Марс-Полар-Лэндер”.
Очень серьезное партнерство в будущих исследованиях Марса завязалось между НАСА и КНЕС (французское космическое агентство). Для проекта по доставке вещества КНЕС предоставит ракету “Ариан-5” и выведет на околомарсианскую орбиту спутник для перехвата контейнера с образцом. Вероятно, эта программа будет сдвинута по срокам, но вряд ли отменена.
Европейское космическое агентство развернуло работы над независимым проектом “Марс-Экспресс” — искусственный спутник и посадочный аппарат (старт в 2003 г.). На спутнике будет установлено несколько крупных приборов, взятых из запасного комплекта “Марса-96”. Ответственные за эти эксперименты — ученые Франции, Германии, Италии, Швеции. Но в подготовке работ участвуют также и российские специалисты.
Таким образом, вокруг исследований Марса сложилась широкая международная кооперация. Задумка дальнего прицела — пилотируемая экспедиция на Марс (2020). Россия уже внесла большой вклад в решение этой грандиозной задачи результами уникальных медико-биологических исследований на станции “Мир”.
Требуется запасная планета
Зачем нужно посылать на Марс пилотируемую экспедицию, высаживать на его поверхность космонавтов? Будут ли оправданы риск, огромные затраты ресурсов? Есть ли такие научные задачи, ради которых стоит это делать? Американские пилотируемые полеты на Луну (миссия “Аполлон”) прошли успешно.
Однако всем ясно, что эти программы выполнялись не для науки, а для достижения мощного политического эффекта: доказать всему миру (и самим себе) американское превосходство в освоении космоса. Напомним, что запуск в СССР первого искусственного спутника Земли и полет Ю.А.Гагарина были шоком для всей той части мира, от которой мы были отгорожены железным занавесом.
Хочется верить, что не будет больше ни железного занавеса, ни холодной войны и такие грандиозные затеи, как пилотируемая экспедиция на Марс, будут выполняться с участием специалистов многих стран, включая и Америку, и Россию. Но тогда что же остается — только решение научных задач?
Мы думаем, что в области исследования Солнечной системы не существует такой научной задачи, которая оправдала бы затраты в сотни миллиардов долларов. Но есть задача футурологическая. Космические катастрофы не раз обрушивались на планеты. Около 70 млн лет назад на Земле исчезли динозавры — все и одновременно. Причиной могла быть космическая катастрофа: столкновение нашей планеты с астероидом или кометой. Можно предположить, что подобное событие, если оно произойдет в будущем, приведет к гибели человечества. Чтобы от этого застраховаться, надо иметь в Солнечной системе обитаемые базы с автономным жизнеобеспечением. Лучше всего иметь запасную планету. И наиболее перспективная — Марс.
Если в прошлом там были более плотная атмосфера и теплый климат, то, может быть, в очень отдаленном будущем удастся вернуть Марс в это состояние? Мы видим, что всего за 100 лет антропогенные процессы на Земле оказались достаточными для некоторых изменений состава атмосферы и климата (усиление парникового эффекта). Что же касается других планет, то уже есть в научной литературе термин “terraforming” — искусственное преобразование планетных атмосфер в сторону приближения по свойствам к земной. Есть надежда, что в очень далеком будущем человечество превратит Марс в еще одну обитаемую планету, которая может пригодиться и в случае космической катастрофы. На наш взгляд — это важнейшая мотивация пилотируемых экспедиций на Марс, которые несомненно начнут осуществляться в ХХI в.
-
mihail.chub
- Всего сообщений: 959
- Зарегистрирован: 07.02.2020
- Возраст: 59
Re: Марс невиден
Ни когда в жизни не смотрел в телескоп, но судя по рисункам нашей солнечной системы вполне понятно, что многие планеты не всегда видны из-за разности скоростей и длинн орбит, и по простому от взгляда с земли другие планеты будут скрываться за солнцем. А если такового не происходит, то нынешнее предположение о расположении планет является вымышленным, так-же как и вся история, включая историю космических полетов на иные планеты.
-
Автор темыGosha
- Всего сообщений: 63805
- Зарегистрирован: 25.08.2012
- Откуда: Moscow
Re: Марс невиден
8 января — 20 апреля 1942 года была проведена Ржевско-Вяземская операция — наступление войск Калининского фронта под командованием генерал-полковника И. С. Конева и Западного фронтов под началом генерала армии Г. К. Жукова, проведённая при содействии Северо-Западного и Брянского фронтов. Это было продолжение стратегической битвы за Москву. Советские войска отбросили противника на западном направлении на 80 — 250 км, завершили освобождение Московской и Тульской областей, освободили многие районы Калининской и Смоленской областей. Результатом операции стало образование ржевско-вяземского выступа.
Ржевско-Вяземский выступ имел до 160 км в глубину и до 200 км по фронту (у основания). Немецкое командование рассматривало этот выступ как стратегический плацдарм для наступления на Москву. Здесь было кратчайшее направление на Москву — от линии фронта до Москвы по прямой около 150 км. Зимой 1942 — 1943 года на этом участке было сосредоточено около 2⁄3 войск группы армий «Центр». Понятно, что советское командование пыталось всеми силами уничтожить острие, направленное на столицу СССР. Против плацдарма действовали основные силы Калининского и Западного фронтов. Советское командование провело последовательно несколько операций с целью его ликвидации, что разгромить и отбросить войска группы армий «Центр» дальше от Москвы.
30 июля — 1 октября 1942 года состоялась Первая Ржевско-Сычёвская операция (или Второе сражение за Ржев). Наши войска наступали с целью разгрома немецкой 9-й армии под началом генерала В. Моделя, оборонявшейся на ржевско-вяземском выступе, и ликвидации вражеского плацдарма. В ходе операции советские войска продвинулись на запад на 40 — 45 километров, но поставленных целей не достигли.
Стоит отметить, что по накалу, ярости и потерям на ржевском направлении очевидцами с обеих сторон сравнивались с боями в Сталинграде. По воспоминаниям советского военного корреспондента И. Г. Эренбурга: «Мне не удалось побывать у Сталинграда… Но Ржева я не забуду. Может быть, были наступления, стоившие больше человеческих жизней, но не было, кажется, другого, столь печального — неделями шли бои за пять-шесть обломанных деревьев, за стенку разбитого дома да крохотный бугорок…».
Немецкий военный журналист Ю. Шуддекопф в октябре 1942 года в статье «Засов Ржев» писал: «В двух местах достигло Волги немецкое наступление на Востоке: у стен Сталинграда и у Ржева… То, что разворачивается у Сталинграда происходит в меньших масштабах у Ржева уже почти год. Почти день в день год назад немецкие войска в первый раз достигли Волги… С тех пор три больших сражения развернулись за кусок земли в верхнем течении Волги — и идёт четвёртое, самое ожесточённое, не прекращающееся уже более двух месяцев».
Бои под Ржевом стали одним из самых кровавых эпизодов Великой Отечественной войны. По данным исследования историка А. В. Исаева, проведённого на основе архива Министерства обороны, потери в операциях на дуге, опоясывающей Ржев, протяжённостью 200 — 250 километров, с января 1942 года по март 1943 года составили: безвозвратные — 392 554 человека; санитарные — 768 233 человека.

Планы сторон
Замысел советской операции «Марс» возник в конце сентября 1942 года как продолжение Первой Ржевско-Сычевской операции. 10 октября советские войска получили директиву на продолжение Ржевско-Сычевской операции, которая вновь должна была проводиться силами Калининского и Западного фронтов с целью: окружение и уничтожение 9-й немецкой армии в районе ржевского выступа. Начало наступления намечалось на 23 октября. Затем сроки были сдвинуты на месяц. Общее руководство операцией осуществлял генерал армии Г. К. Жуков.
Из одиннадцати армий Западного фронта под началом генерала Конева в наступлении должны были участвовать 20-я, 31-я и 29-я. Основной удар наносила 20-я армия под командованием генерал-майора Н. И. Кирюхина в составе шести стрелковых дивизий и четырех танковых бригад. После прорыва вражеской обороны в ее полосе планировали ввести в сражение подвижную группу под общим командованием генерал-майора В. В. Крюкова в составе 6-го танкового, 2-го гвардейского кавалерийского корпусов и 1-й самокатно-мотоциклетной бригады.
От Калининского фронта генерал-полковника М. А. Пуркаева выделялись также 3 армии. 41-я армия под командованием генерал-майора Ф. Г. Тарасова и 22-я армия генерал-майора В. А. Юшкевича наносили удар на восток, навстречу частям Западного фронта, а 39-я армия генерал-майора А. И. Зыгина должна была наступать на юг, в направлении Оленино. В полосе 41-й армии для развития успеха планировалось ввести в бой 1-й механизированный корпус генерала М. Д. Соломатина. Корпус Соломатина насчитывал более 15 тыс. бойцов и 224 танка, из них 10 КВ, 119 Т-34 и 95 Т-70. Кроме того, в резерве 41-й армии находились 47-я и 48-я танковые бригады (ещё сотня танков). В полосе 22-й армии, кроме 185-й, 238-й стрелковых дивизий, должен был действовать 3-й мехкорпус под командованием генерал-майора М.Е. Катукова — три механизированные и одна танковая бригада, 13,5 тыс. человек, 175 танков. В резерве командарма имелась 114-я стрелковая бригада и 39-й танковый полк.
Таким образом, разгромить немецкую армию собирались путём нескольких одновременных прорывов на тех участках фронта, где до того не проводилось крупных наступлений: между реками Осуга и Гжать — силами 20-й армии, в районе Молодого Туда — силами 39-й армии, в долине реки Лучеса — силами 22-й армии, южнее города Белый — силами 41-й армии. На последних трёх участках плотность немецкой обороны была 20 — 40 км на пехотную дивизию, что должно было облегчить её прорыв. На участке 20-й армии оборона была гораздо плотнее — 2 дивизии (в том числе 1 танковая) на фронте в 15 км. В случае успеха первого этапа к операции должны были подключиться 5-я и 33-я армии (им противостояла 3-я танковая армия немцев) в направлении на Гжатск, Вязьму. Впоследствии, уже после неудачи первого этапа, Ставка директивой от 8 декабря 1942 года дала новое указание: после перегруппировки войск Калининского и Западного фронтов разгромить к концу января месяца 1943 года группировку противника и выйти на наш старый оборонительный рубеж. То есть предполагался выход к рубежу, на котором в сентябре 1941 года в тылу Западного фронта стояли армии Резервного фронта.
Одновременно на правом крыле Калининского фронта готовилась ещё одна операция — наступление 3-й ударной армии генерал-майора К. Н. Галицкого на Великие Луки и Невель с целью перерезать в районе Новосокольники железную дорогу Ленинград — Витебск. В перспективе советское командование рассчитывало, ликвидировав великолукский плацдарм противника, открыть путь в Прибалтику. В резерве армии находился 2-й механизированный корпус под командованием генерала И. П. Корчагина. Главный удар южнее Великих Лук в обход города с северо-запада наносил 5-й стрелковый корпус генерал-майора А. П. Белобородова. В полосе прорыва главных сил 5-го стрелкового корпуса вводился 2-й мехкорпус. Навстречу Белобородову из района севернее Великих Лук наступала 381-я стрелковая дивизия полковника Б. С. Маслова. С фронта город охватывала 257-я стрелковая дивизия полковника А. А. Дьяконова. Южнее гвардейцев Белобородова наносили вспомогательные удары 21-я гвардейская и 28-я стрелковая дивизии 3-й ударной армии и правофланговая 360-я дивизия 4-й ударной армии.
Немцы здесь не имели достаточно войск, поэтому сосредоточили усилия на защите наиболее важных участков. Район Великих Лук обороняли части 83-й пехотной дивизии и один охранный батальон. Однако сам город был превращен в мощный, подготовленный к круговой обороне узел сопротивления, насыщенный огневыми средствами. Многие здания превратили в долговременные огневые точки, взаимодействовавшие друг с другом и перекрывавшие огнем улицы и перекрестки. Передний край обороны проходил в 5 км от городских окраин. Южнее, в районе Мартьяново, участок прикрывался двумя отдельными батальонами. Между этими двумя гарнизонами и севернее Великих Лук имелись лишь небольшие гарнизоны в отдельных населенных пунктах.
В районе Новосокольников располагалась 3-я горнострелковая дивизия и 55-й полк 6-ствольных минометов. Также немцы подтягивали резервы: северо-восточнее Невеля сосредоточивалась 20-я мотодивизия; в район Опухлики против южного фланга генерала Галицкого подтягивалась 291-я пехотная дивизия; к северо-востоку от Великих Лук, с холмского направления перебрасывалась 8-я танковая дивизия. Прибывший в Новосокольники из Витебска штаб 59-го армейского корпуса должен был объединить все эти соединения. Позднее, уже с целью деблокирования окружённого гарнизона Великих Лук в сражение вступили и другие немецкие соединения.
Силы сторон
На московском стратегическом направлении на участке от Холма до Болхова по-прежнему была сосредоточена основная группировка советских войск. В сумме силы двух фронтов и Московской зоны обороны с резервами Ставки насчитывали 1890 тыс. человек, более 24 тыс. орудий и минометов, 3375 танков и 1100 самолетов. Им противостояли почти все войска группы армий «Центр» (кроме пяти дивизий на её крайнем правом фланге), и 2 дивизии группы армий «Север — всего 72 дивизии (кроме 9-ти охранных и учебно-полевых в тылу), из них 10 танковых и 6 моторизованных. Группа армий «Центр» вместе с резервами имела около 1680 тыс. человек, до 3500 танков.
Для проведения операций «Марс» выделялось в общей сложности 545 тыс. человек и 1200 танков. Два советских фронта задействовали в наступлении семь армий из семнадцати: 41-ю, 22-ю, 39-ю, 30-ю, 31-ю, 20-ю и 29-ю. На втором этапе (в начале декабря) к наступлению должны были подключиться 5-я и 33-я армии. Намеченное наступление этих двух армий не состоялось только вследствие неудачи первого этапа операции.
9-я армия генерал-полковника В. Моделя, принявшая основной удар советских войск, имела в своём составе: 6-й армейский корпус (2-я авиаполевая, 7-я воздушно-десантная и 197-я пехотная дивизии); 41-й танковый корпус (330-я и 205-я пехотные дивизии, полк 328-й пехотной дивизии); 23-й армейский корпус (246-я, 86-я, 110-я, 253-я и 206-я пехотные дивизии, полк 87-й пехотной дивизии и полк 10-й моторизованной дивизии); 27-й армейский корпус (95-я, 72-я, 256-я, 129-я, 6-я и 251-я пехотные дивизии, два полка 87-й пехотной дивизии); 39-й танковый корпус (337-я, 102-я и 78-я пехотные, 5-я танковая дивизия). В подчинении штаба 9-й армии находились две моторизованные дивизии (14-я и «Великая Германия»), 1-я и 9-я танковые дивизии, танковый батальон 11-й танковой дивизии (37 танков) и 1-я кавалерийская дивизия. Кроме того, у основания выступа располагались резервы группы армий «Центр» — 12-я, 19-я и 20-я танковые дивизии, которые в критической ситуации могли быть достаточно быстро переброшены на опасное направление.
Непосредственно на ржевско-вяземском выступе перед фронтом 20-й и 31-й советских армий оборону занимал 39-й танковый корпус. Позади него стояли резервы — 9-я танковая и 95-я пехотная дивизии. На западном фасе выступа перед 22-й и 41-й армиями находился немецкий 41-й танковый корпус, позади которого тоже имелись армейские резервы — 1-я танковая дивизия и мотодивизии СС «Великая Германия». Севернее оборону занимал 23-й армейский корпус.
Немецкое командование учло ошибки прежней кампании и подготовилось к зиме (в ходе кампании 1941 года Гитлер планировал одержать победу до наступления зимы, поэтому войска не были готовы с суровой русской зиме). Весь личный состав был снабжен теплым обмундированием. Немецкая оборона непрерывно совершенствовалась в инженерном отношении. На всех направлениях вероятных ударов противника были выставлены минные поля, созданы мощные опорные пункты, система деревоземляных огневых точек т. д.
Ржевско-Вяземский выступ имел до 160 км в глубину и до 200 км по фронту (у основания). Немецкое командование рассматривало этот выступ как стратегический плацдарм для наступления на Москву. Здесь было кратчайшее направление на Москву — от линии фронта до Москвы по прямой около 150 км. Зимой 1942 — 1943 года на этом участке было сосредоточено около 2⁄3 войск группы армий «Центр». Понятно, что советское командование пыталось всеми силами уничтожить острие, направленное на столицу СССР. Против плацдарма действовали основные силы Калининского и Западного фронтов. Советское командование провело последовательно несколько операций с целью его ликвидации, что разгромить и отбросить войска группы армий «Центр» дальше от Москвы.
30 июля — 1 октября 1942 года состоялась Первая Ржевско-Сычёвская операция (или Второе сражение за Ржев). Наши войска наступали с целью разгрома немецкой 9-й армии под началом генерала В. Моделя, оборонявшейся на ржевско-вяземском выступе, и ликвидации вражеского плацдарма. В ходе операции советские войска продвинулись на запад на 40 — 45 километров, но поставленных целей не достигли.
Стоит отметить, что по накалу, ярости и потерям на ржевском направлении очевидцами с обеих сторон сравнивались с боями в Сталинграде. По воспоминаниям советского военного корреспондента И. Г. Эренбурга: «Мне не удалось побывать у Сталинграда… Но Ржева я не забуду. Может быть, были наступления, стоившие больше человеческих жизней, но не было, кажется, другого, столь печального — неделями шли бои за пять-шесть обломанных деревьев, за стенку разбитого дома да крохотный бугорок…».
Немецкий военный журналист Ю. Шуддекопф в октябре 1942 года в статье «Засов Ржев» писал: «В двух местах достигло Волги немецкое наступление на Востоке: у стен Сталинграда и у Ржева… То, что разворачивается у Сталинграда происходит в меньших масштабах у Ржева уже почти год. Почти день в день год назад немецкие войска в первый раз достигли Волги… С тех пор три больших сражения развернулись за кусок земли в верхнем течении Волги — и идёт четвёртое, самое ожесточённое, не прекращающееся уже более двух месяцев».
Бои под Ржевом стали одним из самых кровавых эпизодов Великой Отечественной войны. По данным исследования историка А. В. Исаева, проведённого на основе архива Министерства обороны, потери в операциях на дуге, опоясывающей Ржев, протяжённостью 200 — 250 километров, с января 1942 года по март 1943 года составили: безвозвратные — 392 554 человека; санитарные — 768 233 человека.
Планы сторон
Замысел советской операции «Марс» возник в конце сентября 1942 года как продолжение Первой Ржевско-Сычевской операции. 10 октября советские войска получили директиву на продолжение Ржевско-Сычевской операции, которая вновь должна была проводиться силами Калининского и Западного фронтов с целью: окружение и уничтожение 9-й немецкой армии в районе ржевского выступа. Начало наступления намечалось на 23 октября. Затем сроки были сдвинуты на месяц. Общее руководство операцией осуществлял генерал армии Г. К. Жуков.
Из одиннадцати армий Западного фронта под началом генерала Конева в наступлении должны были участвовать 20-я, 31-я и 29-я. Основной удар наносила 20-я армия под командованием генерал-майора Н. И. Кирюхина в составе шести стрелковых дивизий и четырех танковых бригад. После прорыва вражеской обороны в ее полосе планировали ввести в сражение подвижную группу под общим командованием генерал-майора В. В. Крюкова в составе 6-го танкового, 2-го гвардейского кавалерийского корпусов и 1-й самокатно-мотоциклетной бригады.
От Калининского фронта генерал-полковника М. А. Пуркаева выделялись также 3 армии. 41-я армия под командованием генерал-майора Ф. Г. Тарасова и 22-я армия генерал-майора В. А. Юшкевича наносили удар на восток, навстречу частям Западного фронта, а 39-я армия генерал-майора А. И. Зыгина должна была наступать на юг, в направлении Оленино. В полосе 41-й армии для развития успеха планировалось ввести в бой 1-й механизированный корпус генерала М. Д. Соломатина. Корпус Соломатина насчитывал более 15 тыс. бойцов и 224 танка, из них 10 КВ, 119 Т-34 и 95 Т-70. Кроме того, в резерве 41-й армии находились 47-я и 48-я танковые бригады (ещё сотня танков). В полосе 22-й армии, кроме 185-й, 238-й стрелковых дивизий, должен был действовать 3-й мехкорпус под командованием генерал-майора М.Е. Катукова — три механизированные и одна танковая бригада, 13,5 тыс. человек, 175 танков. В резерве командарма имелась 114-я стрелковая бригада и 39-й танковый полк.
Таким образом, разгромить немецкую армию собирались путём нескольких одновременных прорывов на тех участках фронта, где до того не проводилось крупных наступлений: между реками Осуга и Гжать — силами 20-й армии, в районе Молодого Туда — силами 39-й армии, в долине реки Лучеса — силами 22-й армии, южнее города Белый — силами 41-й армии. На последних трёх участках плотность немецкой обороны была 20 — 40 км на пехотную дивизию, что должно было облегчить её прорыв. На участке 20-й армии оборона была гораздо плотнее — 2 дивизии (в том числе 1 танковая) на фронте в 15 км. В случае успеха первого этапа к операции должны были подключиться 5-я и 33-я армии (им противостояла 3-я танковая армия немцев) в направлении на Гжатск, Вязьму. Впоследствии, уже после неудачи первого этапа, Ставка директивой от 8 декабря 1942 года дала новое указание: после перегруппировки войск Калининского и Западного фронтов разгромить к концу января месяца 1943 года группировку противника и выйти на наш старый оборонительный рубеж. То есть предполагался выход к рубежу, на котором в сентябре 1941 года в тылу Западного фронта стояли армии Резервного фронта.
Одновременно на правом крыле Калининского фронта готовилась ещё одна операция — наступление 3-й ударной армии генерал-майора К. Н. Галицкого на Великие Луки и Невель с целью перерезать в районе Новосокольники железную дорогу Ленинград — Витебск. В перспективе советское командование рассчитывало, ликвидировав великолукский плацдарм противника, открыть путь в Прибалтику. В резерве армии находился 2-й механизированный корпус под командованием генерала И. П. Корчагина. Главный удар южнее Великих Лук в обход города с северо-запада наносил 5-й стрелковый корпус генерал-майора А. П. Белобородова. В полосе прорыва главных сил 5-го стрелкового корпуса вводился 2-й мехкорпус. Навстречу Белобородову из района севернее Великих Лук наступала 381-я стрелковая дивизия полковника Б. С. Маслова. С фронта город охватывала 257-я стрелковая дивизия полковника А. А. Дьяконова. Южнее гвардейцев Белобородова наносили вспомогательные удары 21-я гвардейская и 28-я стрелковая дивизии 3-й ударной армии и правофланговая 360-я дивизия 4-й ударной армии.
Немцы здесь не имели достаточно войск, поэтому сосредоточили усилия на защите наиболее важных участков. Район Великих Лук обороняли части 83-й пехотной дивизии и один охранный батальон. Однако сам город был превращен в мощный, подготовленный к круговой обороне узел сопротивления, насыщенный огневыми средствами. Многие здания превратили в долговременные огневые точки, взаимодействовавшие друг с другом и перекрывавшие огнем улицы и перекрестки. Передний край обороны проходил в 5 км от городских окраин. Южнее, в районе Мартьяново, участок прикрывался двумя отдельными батальонами. Между этими двумя гарнизонами и севернее Великих Лук имелись лишь небольшие гарнизоны в отдельных населенных пунктах.
В районе Новосокольников располагалась 3-я горнострелковая дивизия и 55-й полк 6-ствольных минометов. Также немцы подтягивали резервы: северо-восточнее Невеля сосредоточивалась 20-я мотодивизия; в район Опухлики против южного фланга генерала Галицкого подтягивалась 291-я пехотная дивизия; к северо-востоку от Великих Лук, с холмского направления перебрасывалась 8-я танковая дивизия. Прибывший в Новосокольники из Витебска штаб 59-го армейского корпуса должен был объединить все эти соединения. Позднее, уже с целью деблокирования окружённого гарнизона Великих Лук в сражение вступили и другие немецкие соединения.
Силы сторон
На московском стратегическом направлении на участке от Холма до Болхова по-прежнему была сосредоточена основная группировка советских войск. В сумме силы двух фронтов и Московской зоны обороны с резервами Ставки насчитывали 1890 тыс. человек, более 24 тыс. орудий и минометов, 3375 танков и 1100 самолетов. Им противостояли почти все войска группы армий «Центр» (кроме пяти дивизий на её крайнем правом фланге), и 2 дивизии группы армий «Север — всего 72 дивизии (кроме 9-ти охранных и учебно-полевых в тылу), из них 10 танковых и 6 моторизованных. Группа армий «Центр» вместе с резервами имела около 1680 тыс. человек, до 3500 танков.
Для проведения операций «Марс» выделялось в общей сложности 545 тыс. человек и 1200 танков. Два советских фронта задействовали в наступлении семь армий из семнадцати: 41-ю, 22-ю, 39-ю, 30-ю, 31-ю, 20-ю и 29-ю. На втором этапе (в начале декабря) к наступлению должны были подключиться 5-я и 33-я армии. Намеченное наступление этих двух армий не состоялось только вследствие неудачи первого этапа операции.
9-я армия генерал-полковника В. Моделя, принявшая основной удар советских войск, имела в своём составе: 6-й армейский корпус (2-я авиаполевая, 7-я воздушно-десантная и 197-я пехотная дивизии); 41-й танковый корпус (330-я и 205-я пехотные дивизии, полк 328-й пехотной дивизии); 23-й армейский корпус (246-я, 86-я, 110-я, 253-я и 206-я пехотные дивизии, полк 87-й пехотной дивизии и полк 10-й моторизованной дивизии); 27-й армейский корпус (95-я, 72-я, 256-я, 129-я, 6-я и 251-я пехотные дивизии, два полка 87-й пехотной дивизии); 39-й танковый корпус (337-я, 102-я и 78-я пехотные, 5-я танковая дивизия). В подчинении штаба 9-й армии находились две моторизованные дивизии (14-я и «Великая Германия»), 1-я и 9-я танковые дивизии, танковый батальон 11-й танковой дивизии (37 танков) и 1-я кавалерийская дивизия. Кроме того, у основания выступа располагались резервы группы армий «Центр» — 12-я, 19-я и 20-я танковые дивизии, которые в критической ситуации могли быть достаточно быстро переброшены на опасное направление.
Непосредственно на ржевско-вяземском выступе перед фронтом 20-й и 31-й советских армий оборону занимал 39-й танковый корпус. Позади него стояли резервы — 9-я танковая и 95-я пехотная дивизии. На западном фасе выступа перед 22-й и 41-й армиями находился немецкий 41-й танковый корпус, позади которого тоже имелись армейские резервы — 1-я танковая дивизия и мотодивизии СС «Великая Германия». Севернее оборону занимал 23-й армейский корпус.
Немецкое командование учло ошибки прежней кампании и подготовилось к зиме (в ходе кампании 1941 года Гитлер планировал одержать победу до наступления зимы, поэтому войска не были готовы с суровой русской зиме). Весь личный состав был снабжен теплым обмундированием. Немецкая оборона непрерывно совершенствовалась в инженерном отношении. На всех направлениях вероятных ударов противника были выставлены минные поля, созданы мощные опорные пункты, система деревоземляных огневых точек т. д.
Вероятности отрицать не могу, достоверности не вижу. М. Ломоносов
-
- Похожие темы
- Ответы
- Просмотры
- Последнее сообщение
-
- 119 Ответы
- 4832 Просмотры
-
Последнее сообщение Gosha
Мобильная версия