Космическая миссия NASA «Mars 2020» знаменует собой принципиально новый этап в исследовании Красной планеты, полностью сфокусированный на поиске следов древней внеземной жизни. Ведущий канала Veritasium отправился в Лабораторию реактивного движения (JPL) в Пасадине, Калифорния, чтобы обсудить с главным ученым проекта Кеном Фарли уникальные технологии нового ровера и исторические уроки прошлых марсианских экспедиций. Этот материал раскрывает, почему Марс называют «капсулой времени» Земли и как именно ученые планируют разгадать тайну зарождения жизни в нашей Солнечной системе.
🚀 Миссия «Mars 2020»: Новый подход к поискам марсианской жизни 0:01
Лаборатория реактивного движения NASA (JPL) в Пасадине знаменита проектированием и сборкой марсоходов и космических зондов. Именно здесь создавался проект «Mars 2020» — первая за последние 40 лет миссия NASA, разработанная специально для поиска жизни на другой планете.
Главный ученый проекта Кен Фарли объясняет, что отсутствие однозначных находок до сегодняшнего дня не означает, что жизни на Марсе никогда не было. По его словам, одна из главных проблем заключается в том, что исследователи до конца не уверены, что именно они ищут, ведь марсианская жизнь могла принципиально отличаться от земной.
Предыдущие успешные миссии, включая марсоход Curiosity и исследовательские роверы (Exploration Rovers), руководствовались стратегией «следуй за водой». Они искали и успешно находили следы древних водоемов, доказывая обитаемость среды в прошлом. Теперь, когда зоны потенциальной обитаемости определены, ученые переходят от поисков воды к целенаправленному поиску древней микробиологической жизни.
🪨 Биосигнатуры и Марс как «капсула времени» 1:32
По мнению экспертов JPL, в настоящее время на поверхности Марса нет живых организмов. Если современная жизнь там и существует, то она скрыта глубоко под землей или под ледяными шапками — в местах, крайне труднодоступных для современных посадочных аппаратов. Поэтому миссия «Mars 2020» сосредоточена на поиске «биосигнатур» — особых текстур или химических веществ в горных породах, которые могли быть сформированы исключительно живыми организмами.
Для получения неопровержимых доказательств роверу потребуется собрать образцы керна размером с кусок мела. План миссии включает сбор 37 подобных трубок-контейнеров, которые будут временно оставлены на поверхности планеты для последующей доставки на Землю. Кен Фарли подчеркивает принципиальное отличие этой миссии от прошлых:
«Если эти образцы будут доставлены на Землю, мы сможем применить к ним самые разнообразные методы анализа, многие из которых на сегодняшний день еще даже не изобретены, поскольку перед учеными просто не стояло таких задач».
Сам Фарли признается, что скептически оценивает шансы найти прямые улики существования жизни, называя их «меньше чем равными». Тем не менее он считает миссию критически важной для понимания ранней истории Солнечной системы, ведь Марс находился в тех же условиях, что и Земля в период зарождения на ней живых организмов.
На Земле горные породы, зафиксировавшие этот древнейший период, полностью уничтожены из-за движения тектонических плит и выветривания. В этом контексте изучение Марса — это уникальная возможность взглянуть на версию нашей собственной планеты, застывшую во времени как раз в тот момент, когда на ней зарождалась жизнь.
🧪 Исторические уроки: Загадка экспериментов «Викингов» 3:55
Попытки обнаружить жизнь на Марсе имеют долгую драматическую историю. Первое в истории изображение с поверхности планеты передал советский аппарат «Марс-3» 2 декабря 1971 года после совершения успешной мягкой посадки. Однако станция проработала всего 14,5 секунд, после чего связь оборвалась — предположительно, из-за бушевавшей в тот момент мощной пылевой бури.
Первый четкий снимок марсианского пейзажа был получен 20 июля 1976 года американским аппаратом Viking 1. Одной из ключевых задач «Викингов» был поиск признаков существующей биологической активности. Для этого проводился знаменитый эксперимент Labeled Release («меченый выброс»):
- Взят образец марсианского грунта.
- В почву добавлен слабый раствор питательных веществ, содержащий радиоактивный изотоп углерод-14.
- Ученые ожидали, что если в грунте есть живые организмы, они переработают питательную среду и выделят радиоактивный углекислый газ ($^{14}CO_2$).
Эксперимент неожиданно дал строго положительный результат — датчики зафиксировали выброс радиоактивного газа. Более того, аппарат Viking 2, приземлившийся в другом районе, повторил эксперимент и получил аналогичный результат. Однако повторный запуск теста через неделю на тех же образцах с добавлением новой порции питательных веществ не привел к дополнительному выделению углекислоты.
Поскольку другие биологические тесты на борту «Викингов» не выявили следов органики, научное сообщество пришло к выводу, что реакция носила чисто химический характер. Химики предполагают, что в марсианском грунте содержатся высокоокисляющие вещества — перхлораты. Они мгновенно вступили в реакцию с введенным раствором, выделив газ, но быстро истощились, из-за чего повторный тест оказался безрезультатным. Эта история наглядно показала, как сложно искать жизнь дистанционными методами, и почему так важно доставить физический грунт в земные лаборатории.
🔬 Технологии ровера и строгий режим планетарной защиты 6:20
Новый марсоход оснащен передовыми инструментами для микроскопического анализа горных пород. Один из приборов, получивший название PIXL, использует рентгеновскую спектрометрию для определения химических элементов с пространственным разрешением до размера отдельного песчинки.
Основной целью поисков станут слоистые структуры, напоминающие земные строматолиты. На Земле такие минеральные отложения формировались миллиардами микроскопических организмов и служат главным свидетельством древнейшей биосферы. Ученые ищут не сами окаменелости бактерий, а макроструктуры, которые они после себя оставили.
Важнейшим фактором при подготовке миссии является соблюдение принципа планетарной защиты — недопущения занесения земных микроорганизмов на другие космические тела. Ведущий канала Veritasium отмечает:
«Худшее открытие жизни, которое мы могли бы сделать на Марсе, — это жизнь, которую мы сами туда занесли с помощью нашего космического корабля».
Некоторые земные организмы обладают экстремальной выживаемостью даже в условиях космического вакуума и жесткой радиации. По этой причине аппараты проходят строжайшую многоступенчатую стерилизацию, а самой миссии Mars 2020 запрещено совершать посадку в районах, где подозревается наличие жидкой воды, чтобы исключить риск случайного заражения и размножения земных бактерий.
