Сегодня 35-летие первой миссии на Марс

Проект "Викинг", ставший первой успешной посадочной миссией НАСА к Марсу, в пятницу отмечает 35-летие запуска первого аппарата - 20 августа 1975 года американская ракета "Титан III-Центавр" с аппаратом на борту стартовала с космодрома на мысе Канаверал, а 20 июля 1976 года спускаемый аппарат "Викинг-1" передал на Землю первую фотографию с поверхности Красной планеты.

Зонды-"близнецы" (с интервалом в месяц маршрут своего старшего "собрата" повторил "Викинг-2") не только передали первые цветные снимки с поверхности планеты и изучили химические свойства ее грунта: "Викинг-1" вплоть до весны 2010 года удерживал абсолютный рекорд продолжительности миссии на поверхности Марса - шесть лет и 116 дней. 20 мая 2010 года этот рекорд побил марсоход Opportunity.

Кроме того, "Викинг-1" - первый в истории космических исследований аппарат, коснувшийся поверхности Марса и при этом выполнивший свою научную задачу: сигнал посадочного модуля советского аппарата "Марс-3", совершившего мягкую посадку 2 декабря 1971 года, пропал через 14,5 секунды после начала передачи панорамы поверхности.

Путь "Викингов"

Работа над проектом "Викинг" началась в исследовательском центре Лэнгли (Langley Research Center) НАСА в 1968 году. Спускаемые аппараты для миссии разрабатывала Лаборатория реактивного движения (JPL) НАСА, которая в дальнейшем руководила научной работой и сейчас остается "базой" исследований Марса в структуре НАСА.

Как пишут в своей книге "На Марс" историки НАСА Эдвард и Линда Эзелл, проект "Викинг" был бы невозможен без фундамента, заложенного более ранним проектом "Вояджер" - разработанной в 1960-х годах миссией полетов к Марсу и Венере. Программа была свернута из-за недостатка финансирования, технических сложностей и задержек в параллельной программе орбитальных исследований Марса "Маринер", а также государственного приоритета пилотируемых полетов к Луне.

Миссия "Викинг" предполагала запуск двух практически идентичных зондов, каждый из которых состоял из орбитального модуля и спускаемого аппарата. Основной задачей "близнецов" после посадки на Марс должен был стать поиск следов жизни: для этого "Викинги" взяли образцы грунта, которые затем анализировались в различных экспериментах.

Аппараты стартовали с Земли 20 августа и 9 сентября 1975 года. Спустя почти год, 19 июня 1976 года, первый из "близнецов" вышел на орбиту Марса и начал поиски места для высадки. Изначально планировалось, что аппарат спустится к поверхности Марса 4 июля, в день 200-летия принятия Декларации независимости США, однако снимки выбранного места посадки показали, что оно слишком неровное для безопасного выполнения задачи.

В итоге спускаемый аппарат коснулся поверхности Марса 20 июля 1976 на равнине Хриса (Chryse Planitia) в западном полушарии планеты. В течение 19 минут, пока сигнал идет от Марса до Земли, вся команда проекта "задержала дыхание", ожидая подтверждения успешной посадки.

"Мы получали телеметрию с аппарата на всем пути вниз к поверхности, так что мы знали, что парашют сработал, что двигатели работали, система управления и радар функционировали. Но были эти 19 минут, когда мы не знали, успешно ли сел "Викинг-1". От волнения мы все грызли ногти", - вспоминал руководитель группы Джеймс Мартин (James Martin), чьи слова приведены на архивной странице проекта на сайте НАСА.

Сразу после посадки "Викинг-1" сфотографировал собственную "ногу", чтобы увидеть, насколько глубоко она погрузилась в марсианский грунт. Этот снимок стал первой в истории фотографией, переданной на Землю с поверхности Марса.

Через месяц после этих исторических событий аналогичный путь проделал "Викинг-2", который 3 сентября 1976 года приземлился на равнине Утопии (Utopia Planitia) в восточной части северного полушария Марса.

Марсианские хроники

"Викинги" изучали физические свойства поверхности Марса и характеристики атмосферы, химический состав грунта, погоду и сейсмическую активность планеты - всего на борту аппаратов было 12 наборов экспериментального оборудования для решения различных задач. Часть работ выполнялась даже в ходе спуска аппаратов к планете - эксперимент RPA (Retarding Potential Analyzer) позволил изучить свойства ионосферы Марса.

Наиболее известны биологические эксперименты аппаратов по поиску различных свидетельств существования живых организмов на Марсе. Три анализатора на борту "Викингов" искали в марсианском грунте три различных "сигнала" жизни: поглощение газа, его выделение - своеобразное "дыхание" гипотетических марсианских микроорганизмов - и метаболизм (обмен веществ). Кроме этого, отдельный анализатор использовался для поисков органических соединений в почве.

Все эксперименты дали отрицательные результаты, кроме метаболического эксперимента Labeled Release (LR). В пробу грунта добавлялся бульон с питательными веществами, в которых содержались радиоактивные атомы углерода-14. Если бы эти атомы затем удалось зарегистрировать в воздухе над грунтом, это могло бы означать присутствие в нем микроорганизмов, поглотивших питательные вещества и "выдохнувших" радиоактивные изотопы в составе CO2. Эксперимент LR неожиданно показал, что в воздух из грунта пошел стабильный поток радиоактивного газа сразу после первого ввода бульона. Однако последующие инъекции не подтвердили это явление.

В целом научное сообщество пришло к выводу о том, что биологические эксперименты "Викингов" дали неопределенные результаты. Поскольку никаких следов органических соединений в грунте найти не удалось, возможность существования на Марсе такой жизни, под поиск которой были "заточены" Викинги, можно было исключить.

Неожиданные результаты метаболического эксперимента, по мнению ученых, можно объяснить наличием в грунте очень сильного окислителя, который мог вступить в реакцию с водой и питательными веществами. В 2008 году аппарат "Феникс" нашел на Марсе перхлорат, очень сильный окислитель, который и считается причиной ложноположительного результата.

Орбитальные компоненты аппаратов изучали поверхность планеты и, в частности, обнаружили образования, похожие на русла высохших рек. Впоследствии гипотезы о "жидком" прошлом Марса выдвигались неоднократно: авторы одной из последних работ, опубликованной в журнале Nature Geoscience в июне 2010 года, считают, что примерно 3 миллиарда лет назад треть поверхности Красной планеты покрывал океан жидкой воды, в который впадали реки, а в атмосфере формировались облака и шли дожди.

Кроме того, орбитальный зонд "Викинг-1" отметился по-своему легендарным снимком: изображение выветренного холма на поверхности Марса, который похож на человеческое лицо, получило всемирную известность как "Лицо на Марсе" (Face on Mars). Многие сторонники теории внеземной жизни после публикации изображений в 1977 году объявили холм "марсианским сфинксом", считая его следом некогда существовавшей на Марсе цивилизации.

Впоследствии снимки Mars Global Surveyor и других зондов с гораздо более высоким разрешением показали, что это обычный холм, "лицо" на котором является оптической иллюзией, результатом игры света и тени, а также определенного угла съемки.

"Дети" и "внуки"

За 35 лет с момента старта "по следам" "Викингов" прошло множество орбитальных и спускаемых аппаратов, в том числе их прямые "наследники", ставшие следующими этапами программы НАСА Mars Exploration Program. В 1997 году на поверхность Марса опустился зонд Mars Pathfinder ("Марсианский следопыт"), который через день после посадки выпустил первый в истории марсоход, Sojourner ("Приезжий"). В 2004 году к ним присоединились "внуки" спускаемого модуля "Викинг-1" - марсоходы Spirit и Opportunity ("Шанс"), которые побили рекорд продолжительности работы на поверхности, установленный "дедушкой".

"Все эти миссии опирались на технологии проекта "Викинг", - говорится в сообщении НАСА.

Не менее активно развивались орбитальные исследования Марса. Сейчас с орбиты планету изучают зонды Mars Odyssey, Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) и европейский Mars Express, почти десятилетие, до 2006 года проработал Mars Global Surveyor.

На конец 2011 года запланирован запуск марсианской научной лаборатории Curiosity ("Любопытство"), которая, как ожидается, доберется до Марса летом 2012 года. Новый марсоход НАСА в июле обзавелся тремя парами колес - аппарат использует такую же систему подвески, как и его более миниатюрные предшественники Spirit, Opportunity и Sojourner.

"Любопытный" марсоход будет изучать окружающую среду с точки зрения ее пригодности для микроорганизмов, а также искать на планете следы присутствия воды и органические вещества - то есть фактически продолжит дело, начатое более 30 лет назад первым в истории НАСА спускаемым аппаратом, успешно севшим на Марс, "Викингом-1".