Все знают, что никто не знает, есть/была ли жизнь на Марсе. Это первая загадка. Пятнадцать лет назад второй загадкой была вода на Марсе. Сейчас ее уже многократно разгадали -
Все знают, что никто не знает, есть/была ли жизнь на Марсе. Это первая загадка. Пятнадцать лет назад второй загадкой была вода на Марсе. Сейчас ее уже многократно разгадали -
Метан - это простое органическое соединение с одним атомом углерода и четырьмя - водорода. Метан занимает большую роль в жизни человечества на Земле, т.к. это основной компонент природного газа. Углеводороды все называют органическими, но далеко не все относится к организмам. Однако, сейчас считается, что до 90% земного метана, в том числе запасенного в недрах, имеет биологическое происхождение. В то же время, в космосе его тоже немало. Метан регистрировали
В 2003 году астрономы сообщили сенсационную новость - на Марсе найден метан. Более того, он не был равномерно “размазан” по всей атмосфере, а явно тяготел к определенным участкам планеты. Концентрация его была довольно ничтожна: от 250 до 10 частей на миллиард, по разным оценкам. Общий объем
Метановые выбросы зарегистрировали одновременно американские и российские астрономы, а через год эти данные были подтверждены с марсианской орбиты спутником Mars Express, т.е. ошибки быть не могло. Значит ученым потребовалось найти ответ, откуда он взялся. Объяснить всё марсианской жизнью слишком заманчиво, но недостаточно аргументировано. Метан может быть результатом геофизической активности марсианских недр, может вырабатываться в некоторых реакциях окисления железа... Однозначно можно было сказать, что это метан сегодняшний, по геологическим меркам, т.к. под солнечным ультрафиолетом органика в атмосфере распадается за несколько сот лет.
Пока ученые думали, откуда метан появился на Марсе, он пропал. То есть практически совсем. Не рассеялся в атмосфере, до какого-то усредненного значения, а просто исчез, оставив совсем уж ничтожные концентрации, которые едва регистрировались доступными на тот день приборами.
Ученые приняли вызов, и к 2012 году снарядили марсоход Curiosity, который оборудовали чутким газоанализатором, способным определять метан атмосфере. Правда, послали его не туда, где наблюдались выбросы метана, т.к. главными в проекте были геологи, а у них нашлись свои цели в
Успешно высадившись и освоившись на Марсе, Curiosity провел первые исследования и признал, что метана нет. Точнее нет в той концентрации, которая была доступна его приборам. Астрономы с Земли практически подтвердили его результаты - метана и правда было совсем мало, на пределе разрешающей способности земных спектрометров.
Пока исследователи размышляли о марсианском метане Шредингера, прошел еще год, и Curiosity прислал новые данные - таинственный газ снова появился в кратере Гейла… А потом снова пропал.
Пока американские ученые пытались высмотреть метан с телескопов с Земли и гонялись за ним на марсоходе, европейские и российские планетологи решили взяться за дело по-своему. Получив колоссальный опыт совместной эксплуатации космический аппаратов Mars Express и Venus Express, и значительно доработав исследовательские приборы, они решили искать марсианский метан с орбиты. Как уже упоминалось, Mars Express регистрировал метан, но его разрешающая способность по распределению атмосферных газов оставляла желать лучшего. Набравшись опыта, россияне и европейцы решили подготовить аппарат, который сможет искать метан с точностью не менее чем в тысячу раз превышающую возможности Mars Express. Так родилась идея космического аппарата ExoMars Trace Gas Orbiter.
Точнее, идея у европейцев появилась давно, но она переживала
Сотрудничество по “ЭкзоМарсу” строится по принципам, уже отработанным на “Экспрессах”: Россия обязалась предоставить две ракеты “Протон-М” для запуска спутника и марсохода, и на аппаратах будут установлены российские научные приборы вместе с европейскими. Первым рейсом отправляется спутник Trace Gas Orbiter. Он должен сбросить тестовый спускаемый модуль Schiaparelli, а потом несколько лет заниматься разгадыванием метановой головоломки. Заодно он сможет определить низкие концентрации других газов в атмосфере Марса, если они там есть. Например, если местные вулканы не совсем еще закаменели, и хотя бы немного сочатся вулканическими газами, TGO должен найти эти газы и определить их источники.
Вообще, если предыдущее десятилетие было посвящено изучению геологии Марса, как с орбиты, так и с поверхности, то сейчас уже идет “атмосферный” этап. Еще два года назад к Марсу
Индийские ученые тоже заинтересовались метановым вопросом, и даже снарядили отдельный прибор для его поиска, но пока только
ExoMars TGO - это трехметровый четырехтонный комический аппарат, который несет на борту 600 килограммовую “летающую тарелку” Schiaparelli и четыре основных научных прибора.
Schiaparelli нужен европейцам, чтобы научиться садиться на Марс. Ранее у них был неудачный опыт посадки в 2003 году. Как
Следующий этап проекта ExoMars - посадку марсохода, берет на себя Роскосмос, поэтому Schiaparelli - это задел на совсем уж далекое будущее. Хотя, по некоторым оговоркам ясно, что потом Европа замахнется на новую амбициозную задачу - доставку грунта с Марса.
На Schiaparelli будет и климатическая исследовательская станция, но проработает она всего неделю - пока не сядут аккумуляторы. Долговременных источников питания на аппарате не предусмотрено. Одна любопытная деталь аппарата - лазерный уголковый отражатель.
Спутник ExoMars TGO не оборудован лазером, поэтому уголковый отражатель Schiaparelli точно так же остается на будущее. Возможно в него попытаются пострелять даже с Земли. Еще в Schiaparelli интересно место посадки - равнина Меридиана.
На ней уже работает марсоход Opportunity, и эта посадка будет самым тесным сближением на Марсе двух посадочных аппаратов. Несмотря на “близость”, реально их будут разделять сотни километров, поэтому Oppy не сможет поздороваться со Schippy лично, в лучшем случае попытается пронаблюдать посадку, хотя и маловероятно что-то увидеть с такого расстояния.
Два главных научных прибора ExoMars TGO: европейский NOMAD и российский ACS являются блоками нескольких спектрометров и частично дополняют друг друга, но захватывают разные диапазоны световых волн. Именно на них возлагается главная задача миссии - картография газов атмосферы Марса.
Оба они будут пользоваться одним “секретным методом” - наблюдать атмосферу на просвет. Т.е. анализировать свет солнца, погружающегося в атмосферу Марса на линии горизонта. Этот метод и высокое спектральное разрешение приборов позволяет не просто определять газы в атмосфере, но даже отличать их изотопный состав. А это ключевой показатель, который в теории позволит отличить биогенный газ от геологических выбросов. Разница - в атомном весе углерода.
На Земле жизнь предпочитает выделять метан с легким изотопом С12, т.к. его легче связывать с водородом в результате биохимических процессов. Геологические процессы не так избирательны, и в них С12 и С13 формируют метан примерно в равных пропорциях. Кроме метана, на биологическую активность может указывать аммиак, который точно так же выделяется живыми организмами в результате жизнедеятельности. Пока аммиака на Марсе не находили, но если он хоть немного содержится в атмосфере, то TGO его найдет. Разумеется, ученые знают только земную жизнь, и, фактически, ее признаки ищут на Марсе, но за неимением альтернатив приходится “искать там, где светлее”. В свое оправдание они говорят, что законы физики и химии на наших планетах работают одинаково, геологическое строение похожее, а когда-то и условия были схожи, поэтому нет оснований полагать, что эволюция вещества из неживого в живое проходила как-то иначе.
К слову сказать, до конца неясно, как на Земле-то проходил процесс зарождения жизни, и это, кстати, важный аргумент в пользу исследования Марса. Казалось бы, зачем вваливать сотни миллионов долларов, чтобы найти того, кто напустил газу на другой планете? А вот для того - чтобы понять, как мы на нашей-то планете оказались.
Сейчас уже мало кто из ученых всерьез полагает, что мы можем оказаться марсианами-переселенцами, в виде бактерий добравшиеся на метеоритах с Марса на Землю. Скорее обратный вариант - найдя на Марсе местную жизнь, придется доказать, что она действительно местная, а не залетела с Земли. Но все-таки, Марс является такой относительно независимой лабораторией, где вдалеке от Земли мог проводиться повторный природный эксперимент по созданию живой материи, способной к осознанию себя, окружающего мира, запуску космических аппаратов и написанию постов.
Кроме оптических спектрометров, TGO несет на борту еще камеру
К сожалению, кадры CaSSIS не помогут нам в
Четвертый прибор TGO снова российский - нейтронный детектор FREND. Его задача - картографирование содержания воды в грунте Марса на глубине до одного метра.
Подобный прибор того же
Нейтронные детекторы регистрируют нейтроны, которыми планету бомбардирует Солнце. Часть нейтронов “отскакивает” от планеты, предварительно погрузившись в грунт на полметра или чуть больше. Скорость их возврата зависит от того, встретились ли они с водородом в грунте. Чем больше водорода, тем медленнее летят нейтроны. Регистрируя скорость нейтронов, можно определять, сколько водорода сокрыто в поверхности, а наиболее вероятный резервуар этого летучего газа - водяной лед. Предыдущее поколение детектора -
На орбите Луны, на спутнике NASA LRO, протестировано следующее поколение прибора - LEND. Он уже имеет т.н. “коллиматор” - маску, которая отсекает часть нейтронов, позволяя принимать их только с узкого участка местности. Этот коллиматор
Но самую важную часть миссии - старта - нам ждать уже пару часов. Старт запланирован на сегодня на 12:31 МСК
Больше информации о проекте ExoMars можно узнать на
Оригинал взят у zelenyikot
© 2009 Технополис завтра
Перепечатка материалов приветствуется, при этом гиперссылка на статью или на главную страницу сайта "Технополис завтра" обязательна. Если же Ваши правила строже этих, пожалуйста, пользуйтесь при перепечатке Вашими же правилами.