Марсианин: как выжить на Красной планете

Места посадки спускаемых модулей выбирались долго и обдуманно на основании анализа снимков, полученных аппаратом «Маринер-9». Но когда «Викинги» вышли на ареоцентрическую орбиту и направили на выбранные районы телекамеры, обладающие более высоким разрешением (50 м в пикселе), и специальные радары, оказалось, что поверхность в местах посадки неровная, сильно изрезана складками грунта и покрыта небольшими кратерами. Первоначально «Викинг-1» нацелили на протяженное русло так называемой долины Майя (Maja Valles) на равнине Хриса – подозревали, что найдут там следы воды или даже лед. Однако пришлось пересмотреть планы, и в результате аппарат сел на той же равнине, но в районе, больше напоминающем лунный пейзаж. Та же история с «Викинг-2»: предполагали сажать в район Цидония (Cydonia) около границы максимального расширения северной полярной шапки, но посадили севернее – на равнину Утопия (Utopia Planitia), в 7400 км от первого модуля.

За шесть лет работы (а «Викинг-1» замолчал только 13 ноября 1982 года) телекамеры американских посадочных аппаратов не зарегистрировали ничего, напоминающего хоть какие-то проявления жизни. Анализ марсианских атмосферы и грунта не выявил особенностей, которые считаются «типичными» для жизни. Напротив, атмосфера и грунт там создают более сухую и холодную среду, чем в самых сухих пустынях на Земле.

Посадочные аппараты «Викингов» выполнили по три опыта, специально разработанные для обнаружения живых организмов. В первом из них – эксперименте «куриный бульон» – образец марсианского грунта помещался в питательную среду, благоприятную для жизни. Эксперимент «разложение метки» заключался в воздействии на образец грунта соединениями, содержавшими атомы радиоактивного углерода, чтобы проверить, вырабатывает ли грунт какие-либо (радиоактивные) соединения, типичные для жизни. В эксперименте «пиролизное разложение» тоже применялись «меченые» атомы, но на этот раз в составе газов марсианской атмосферы. Любым микроорганизмам в грунте была дана возможность взаимодействовать с этой «меченой» атмосферой, а затем грунт прогревали, чтобы выяснить, содержал ли он «меченые» окись углерода и углекислый газ.

Поразительно, но все три эксперимента дали результаты, которые свидетельствовали о присутствии жизни. В эксперименте «куриный бульон» произошло высвобождение большого количества кислорода. Эксперимент «разложение метки» показал увеличение содержания радиоактивных соединений над марсианским грунтом. Эксперимент «пиролизное разложение» также дал положительную реакцию, подобную реакции антарктического грунта. Жизнь на Марсе есть!

Однако когда химический анализ марсианского грунта показал полное отсутствие каких-либо органических веществ вплоть до уровня нескольких миллиардных долей и ниже, ученые программы «Викинг» более тщательно проанализировали результаты трех экспериментов и пришли к выводу, что они могут быть объяснены небиологическими химическими реакциями – например, они возможны, если марсианский грунт содержит перекиси.

Неоднозначность полученных результатов вроде бы должна была привести к подготовке новой миссии с участием автоматических станций или даже человека. Но произошло примерно то же самое, что в свое время остановило дальнейшее развитие лунной программы «Сатурн – Аполлон». Марсианская «гонка» была выиграна вчистую; проект «Викинг» при неоднозначности результата обошелся американскому налогоплательщику почти в миллиард долларов; у НАСА появились очередные амбициозные проекты по исследованию планет-гигантов; объем полученных материалов (51 539 орбитальных снимков, 4500 панорамных снимков с поверхности, многочисленные метеорологические данные) требовал расшифровки и осмысления – все это вместе послужило хорошим предлогом, чтобы на некоторое время забыть о Марсе и марсианах.

Глава 2 Марсианские проекты

Когда 12 апреля 1961 года космический корабль «Восток-1» с летчиком Юрием Гагариным на борту покинул Землю, перед человечеством открылись новые фантастические перспективы. Появилась техническая возможность для полетов в космос, а это означало, что в обозримом будущем земляне смогут добраться до Луны, Марса и Венеры. Больше того, Луна рассматривалась именно как промежуточная остановка на длинном пути, в качестве «перевалочной базы», с площадок которой будут стартовать большие межпланетные корабли.

Американские и советские конструкторы, работающие в космической отрасли, именно в Марсе видели свою главную цель и тот рубеж, после достижения которого можно будет говорить о следующей цели – звездах. В недрах конструкторских бюро и лабораторий постоянно рождались самые удивительные проекты пилотируемой экспедиции на Марс, но пока что ни один из них не был реализован даже частично.

Марсианская программа НАСА

В сентябре 1969 года руководство агентства НАСА подготовило доклад для президента и его администрации, озаглавленный «Космическая программа после Аполлона: директивы на будущее» («The Post-Apollo Space Program: Directions for the Future»).

В докладе отмечалось, что программа «Сатурн – Аполлон», безусловно, является высшим достижением в космической области на сегодняшний день, но при этом она – лишь этап долговременного процесса по изучению и освоению человеком Вселенной. Авторы доклада указывали, что в этой связи особое беспокойство вызывает намерение администрации сократить ассигнования перспективных программ, в том числе – проект экспедиции на Марс. Руководители НАСА заверяли, что, используя накопленный в ходе освоения Луны опыт, агентство вполне способно осуществить такую экспедицию в течение ближайших пятнадцати лет. Для этого предлагалось принять полет на Марс в качестве основной цели существующей космической программы.

Сама подготовка к такому полету виделась авторам доклада разделенной на три фазы. Первая фаза – переориентация работы всех бюро, институтов, фирм и заводов, занятых в программе «Сатурн – Аполлон», на решение задач марсианского проекта. Вторая фаза – создание долговременной орбитальной станции и постоянной базы на Луне для обеспечения строительства межпланетного корабля и подготовки экипажей. Третья фаза – собственно серия пилотируемых полетов к Марсу с последующим возвращением на Землю.

Выбор конкретного графика реализации программы оставлялся на усмотрение президента. Тот мог выбирать из двух вариантов: параллельное строительство орбитальной станции и межпланетного корабля (приблизительная стоимость – 6 млрд долларов) или последовательное строительство: сначала станции, а потом – корабля (стоимость – от 4 до 5 млрд долларов). В случае если выбор будет сделан в пользу первого варианта, специалисты НАСА обещали построить межпланетный корабль к 1974 году, с тем чтобы запустить его к Марсу уже в 1981 году. Второй вариант гарантировал запуск межпланетного корабля только в 1986 году.

Любопытно, что в докладе не исключалась возможность вовлечения в программу советских космонавтов и специалистов с целью расширения научного сотрудничества между державами. То есть уже в 1969 году эксперты НАСА говорили о международной программе покорения соседней планеты. Советские ученые заговорят об этом значительно позже.

Что же представляла собой американская программа экспедиции на Марс с инженерно-технической точки зрения? В разные годы самые различные организации предлагали свои проекты корабля для полета к Марсу. Разумеется, выбор оставался за руководством НАСА, ведь именно оно выделяло средства на исследования, так или иначе связанные с этой темой.

Например, с 1963 по 1969 год НАСА финансировало проект «НЕРВА» («NERVA»), направленный на создание ядерного ракетного двигателя для полета к Луне и планетам Солнечной системы. Существовало два проработанных варианта межпланетного корабля для полета на Марс с использованием такого двигателя.

В одном из них предполагалось использовать пять типовых ядерных блоков: связку из трех блоков в качестве первой ступени ракеты-носителя, и по одному такому же блоку – для второй и третьей ступеней. Сборка ядерного носителя должна была производиться на околоземной орбите с использованием лунных ракет «Сатурн-5». Сам полет к Марсу, согласно проекту, мог состояться в 1985 году.

Другой проект космического корабля на базе ядерных ступеней «НЕРВА» представлял собой трехступенчатую ракету, которая, в отличие от первой, не нуждалась в повторном запуске какого-либо из установленных на ней ядерных ракетных двигателей: после того как двигатели отрабатывали свое, их отделяли от корабля. Схема межпланетной экспедиции в этом случае выглядела следующим образом. Старт – 12 ноября 1981 года; выход на эллиптическую орбиту вокруг Марса – 9 августа 1982 года; изучение Марса с высадкой экспедиции на его поверхность; отбытие – 28 октября 1982 года; полет к Венере с ее проходом 28 февраля 1983 года; выход на околоземную орбиту – 14 августа 1983 года; стыковка с многоразовым кораблем «Спейс шаттл» («Space Shuttle»); возвращение экипажа на Землю через 640 дней после отправления.