http://www.ras.ru/digest/showdnews.aspx?id=cf8ce5cc-2629-4d1d-bf90-89825335eaa3&print=1© 2024 Российская академия наук
«Полярные области Луны могут стать местом строительства международной станции, которая позволит проводить там научные исследования в интересах всего человечества», — рассказывает директор Института космических исследований РАН академик Лев Зеленый
Современные космические исследования — это не только способ познать окружающий мир, но и средство для решения земных проблем. О будущих российских проектах покорения внеземного пространства «Итогам» рассказал директор Института космических исследований РАН академик Лев Зеленый.
— Лев Матвеевич, правда ли, что Россия готовит новый поход на Луну?
— Действительно, на Северном и Южном полюсах Луны мы планируем посадку станций — сейчас готовится новая российская лунная программа. Для освоения и пилотируемых полетов эти области самые интересные. Они находятся в более благоприятных условиях, где освещенность лучше, температурный режим более щадящий, а главное, там есть один из основных ресурсов, нужных для жизни человека, — вода, которую можно получать из верхнего слоя грунта. Кроме того, там хорошие условия для радиосвязи с Землей, то есть имеется множество плюсов, позволяющих рассматривать эти области как наиболее приемлемые для регулярных посещений человеком.
— Но ведь полюса как место базирования раньше не рассматривались?
— Изучение полярных областей — это совершенно новый вид исследований. До сих пор все знания о Луне были получены при помощи американских и советских посадочных аппаратов, которые изучали реголит (верхний слой грунта) приэкваториальных районов. Но оказалось, что на полюсах Луна совсем иная, чем на экваторе. Последние исследования американского спутника LRO, на борту которого стояла в том числе аппаратура, изготовленная в нашем институте, показали, что полярные области обладают большой влажностью. Откуда взялся там лед, тоже не совсем понятно. Одна из гипотез — «бомбардировка» Луны кометами.
— Почему тогда ледяные только полюса?
— Кометы падают всюду, но на полюсах лучшие условия для сохранения льда — он там не испаряется, поскольку солнечные лучи идут под наклоном. Комета — прилетевший из космоса комок обычно грязноватого снега, то есть замерзшей воды, которая, как мы представляем сейчас, может служить универсальной средой для транспортировки органики. Согласно одной из самых распространенных на сегодня гипотез о происхождении жизни именно кометы доставляют на поверхность небесных тел простейшие органические вещества, которые, попав в благоприятные условия, могут стать основой для зарождения высокоорганизованной жизни. По сей день кометная гипотеза остается самой интригующей, хотя и далеко не единственной. Другая гипотеза — проделки солнечного ветра. У Луны нет магнитного поля, и протоны солнечного ветра, поглощаемые верхними слоями лунного грунта, могут инициировать химические реакции, в результате которых образуется вода. Исследования полярных областей дадут много новой информации как о самой Луне, так и о Солнечной системе в целом и даже о вопросах эволюции жизни. Поэтому центральная тема наших исследований — новая, влажная Луна, ведь до сих пор считалось, что она суха, как пустыня Сахара. Последние данные, полученные в нескольких экспериментах последних лет, показали, что содержание воды в полярных областях Луны может достичь нескольких процентов.
— Ожидается ли какая-то практическая польза от этих исследований?
— Безусловно. На Луне прекрасные условия для радиоастрономических наблюдений — чем не площадка для создания мощной обсерватории? Думаю, полярные области могут стать местом строительства международной станции, которая позволит проводить там научные исследования в интересах всего человечества. Например, доставка лунного вещества из полярных районов на Землю может дать очень много ярких научных результатов. Но нас интересует не только то, что лежит на поверхности, — надо попытаться изучить и внутреннюю структуру нашего естественного спутника. Для этого необходимо доставить в разные районы лунной поверхности несколько сейсмометров и регистрировать распространение сейсмических волн, возникающих при падении крупных метеоритов. Получив эти данные, по томографическому анализу можно оценить, есть ли у Луны заметное ядро. Такая проблема будет решаться в рамках международной программы International Lunar Network: посадочные аппараты разных стран будут оснащены сейсмометрами. Мы надеемся, что «коллективным разумом» и эту задачу удастся решить.
— Луна во многом остается загадкой. Ведь по сей день нет ясности, как она образовалась и как эволюционировала.
— Существует ряд моделей ее происхождения, и каждая имеет свои плюсы и минусы. Первая — модель космического удара, согласно которой в первые миллиарды лет существования Земли по ней ударило крупное космическое тело размером с Марс, прошло по касательной, срезало верхние слои, в результате чего образовался расплав, принявший потом сферическую форму. Сначала пра-Луна находилась близко к Земле и имела очень высокую температуру, но постепенно стала остывать и отдаляться. За миллиарды лет Луна отходила от Земли все дальше, вызывая гигантские приливы в земных океанах. Эта довольно стройная теория объясняет, например, почему сейчас Луна всегда обращена к нам одной стороной. Многие биологи считают, что гигантские приливы перемешивали на Земле вещества океана и суши, и именно это помогло образованию жизни. Иначе говоря, если бы не космический катаклизм, жизни в том виде, какой мы наблюдаем ее сегодня, могло и не быть. Это объясняет также, почему средняя плотность Луны заметно меньше земной: ведь в результате удара были срезаны только верхние слои планеты, части тяжелого металлического ядра туда попасть не могли. Но, увы, не все сходится с изотопным составом лунных пород.
Вторая модель, которую разрабатывает директор Института геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского РАН академик Галимов, предполагает, что Луна образовалась одновременно с Землей как некая двойная планета. Здесь как раз с изотопами все сходится идеально, но возникают другие вопросы.
— Мы начинаем говорить об активном освоении Солнечной системы, ее недр — не секрет, что некоторые земные ресурсы близки к истощению. Настанет ли день, когда повезем с Луны или Марса, скажем, золото?
— Если мы когда-нибудь найдем на Луне золото, привозить его оттуда будет дороже, чем добывать в Магадане. Редкие металлы там есть, но пока они не перевелись и на Земле. Есть более перспективный их источник — так называемые железистые метеориты, и они гораздо пригоднее для утилизации, чем доставка каких-то редких элементов с Луны или других планет. Хотя в целом человеку, безусловно, когда-нибудь придется начать использовать ресурсы Солнечной системы.
— На днях НАСА объявило о намерении отправить на Марс экспедицию «невозвращенцев». А у нас в Институте медико-биологических проблем уже не первый год ведутся эксперименты по подготовке миссии на Красную планету.
— Эти опыты я бы назвал скорее психологической подготовкой к длительному полету. Ведь воспроизвести невесомость, а самое главное — космическую радиацию в земных условиях невозможно. Настоящие условия, которые ждут марсианскую экспедицию, будут изучаться в проекте «Фобос-Грунт». Его основная задача — доставка грунта Фобоса, одного из спутников Марса, на Землю. Кроме этого, приборы на космическом аппарате станут исследовать сам Марс и Фобос дистанционными и контактными методами, а также плазменную обстановку вблизи Красной планеты. У межпланетного аппарата будут и «пассажиры» — земные бактерии совершат путешествие по маршруту Земля — Марс и обратно, испытывая на себе все прелести глубокого вакуума, космического холода и радиации. Конечно, мы уточним, какие радиационные нагрузки будут ожидать экипаж будущей марсианской миссии в межпланетном полете.
— Будут все-таки на Марсе яблони цвести?
— Я считаю, что из всех планет Солнечной системы для возможной колонизации в будущем подходит только эта ближайшая к нам планета. Хотя условия там не слишком комфортные, но человек в принципе сможет к ним приспособиться. В какой-то степени они сопоставимы с антарктическими.
— В последнее время много говорят о том, что на Марсе жизнь существовала, но в результате некоего страшного катаклизма исчезла. Есть и экзотическая гипотеза о том, что Венера была когда-то кометой, угрожавшей безопасности Земли, но на ее пути встал Марс, который и отвел удар от нашей планеты, пожертвовав собственной цветущей флорой и фауной.
— И все-таки ответ на сакраментальный вопрос «Есть ли жизнь на Марсе» может быть положительным. Дело в том, что там, как и на Луне, очень много льда, и этот лед не только на полюсах, но и в экваториальных областях. Во многих аспектах своего строения Марс очень похож на Землю. При этом у него довольно неустойчивая орбита, и то, что сейчас является экватором, какое-то время назад могло быть полюсами, и наоборот. Поэтому в каких-то подповерхностных пещерах и до сих пор может существовать примитивная жизнь, развивающаяся по своим законам. Ей даже не обязательно нужен солнечный свет — она способна эволюционировать за счет химических реакций в поверхностном слое. Марс, к сожалению, потерял свои океаны — так же, как и Венера, и причины этого явления нам точно не известны. Поэтому шансов найти там жизнь немного, но они остаются.
— Насколько известно, Россия готовит также масштабную миссию на спутник Юпитера Европу — гигантский ледяной океан. Он может оказаться Солярисом?
— Солярис — это не просто разумный, а «благоразумный» океан. На такую удачу надеяться не стоит. Европа — скорее всего океан с мертвой органикой.
— А вот европейские биологи в своих экспериментах доказали возможность перераспределения веществ на Европе, в результате чего там могут образовываться существа, способные, скажем, использовать для дыхания подледный кислород.
— Сейчас океан на Европе находится под многокилометровой толщей льда, а такую не пробьет даже атомная бомба. Правда, в некоторых местах могут быть разломы, через которые вода выплескивалась на поверхность, где опять замерзала. Эти трещины — свидетельство прошлого Европы, когда океан имел соприкосновение с поверхностью, и мы надеемся увидеть то, что было когда-то из него вынесено. Велика вероятность, что мертвая органика благодаря ледяному покрову планеты сохранилась достаточно хорошо, и мы сможем судить о том, что она собой представляла. Но нет сомнений, что мы не обнаружим там «зеленых человечков» — это будут в лучшем случае только их трупики. Ведь на поверхности Европы царят жуткие условия — страшная радиация, лютый холод, и никакая жизнь там не удержится.
— Но тем не менее покорение Европы вы считаете одной из самых интересных научных задач.
— Есть несколько экспедиций, запланированных человечеством на 20-е годы текущего столетия. И мы выбрали, возможно, самую трудную из них. Выбрали по ряду причин. Можно изучать небесные тела издали, но окончательный ответ дадут только посадка на их поверхность, контактные измерения. Мы точно не знаем, что нас ждет в этом полете, потому что никогда еще не летали к планетам-гигантам. Это особенно интригует. Но когда-то наши аппараты первыми сели на Венеру. Хочется продолжить эту традицию и оказаться первыми на поверхности спутника Юпитера. Нам удалось заинтересовать проектом очень многих и убедить руководство Федерального космического агентства в важности таких исследований. Наш партнер в техническом отношении — в первую очередь НПО им. Лавочкина. Именно там разрабатывали еще в советские времена межпланетные автоматические станции, и делали их отлично.
— Циолковский писал о том, что если жизнь на Земле столь разнообразна, то «как разнообразна должна быть жизнь во Вселенной, где всякие условия возможны». Однако сегодня есть немало ученых, утверждающих, что жизнь возможна лишь на основе углеводорода, и если мы когда-нибудь встретим братьев по разуму, они будут нашими близнецами.
— Многие биологи отказываются говорить и про кремниевую жизнь, и про Солярис, поскольку для нас очевидна только углеводородная жизнь, а остальное — фантазии. Но я думаю, жизнь многообразна и может существовать на различной основе. Это не обязательно какие-то чудовища, хотя вряд ли они нам визуально понравятся.
— Не могу не задать вопрос: как вы думаете, одиноки ли мы, люди, во Вселенной?
— Из всех открытий последнего времени логически следует, что нет. Наш выдающийся ученый Иосиф Самуилович Шкловский в свое время написал книгу об уникальности жизни во Вселенной. Он перемножил все вероятности различных условий, необходимых для существования разумной жизни, получил чудовищно малую величину и сделал заключение: жизнь на Земле — это чудо, возникшее только в одной точке Вселенной. Сегодня такие взгляды уже не столь популярны. Биологи считают, что жизнь, начав развиваться где-либо, преодолевает некий критический барьер перехода из неживой материи в живую. Этот процесс тоже тайна, покрытая мраком, однако, как говорится, факт налицо — когда процесс самоорганизации жизни запущен, то даже если бы кто-то захотел его остановить, сделать это становится очень сложно.
— Как злокачественная опухоль?
— Странные у вас сравнения, но в каком-то смысле да. С биологической точки зрения логично предположить, что жизнь — явление весьма распространенное, хотя для ее развития требуются некоторые условия. В наше время открыто уже несколько сотен экзопланет, о существовании которых во времена Шкловского ничего не было известно. Сегодня мы понимаем, что в пределах таких планетных систем с относительно высокой степенью вероятности могут возникнуть условия, пригодные для формирования жизни. Мы все больше надеемся, что наличие планетных систем, аналогичных нашей, — не исключение, а правило. Если бы Шкловский сегодня выводил свою формулу, многие коэффициенты он бы изменил. И вероятность у него получилась бы уже не столь крошечная. Так что поиски жизни во Вселенной, а не ее метафизического смысла, имеют под собой сейчас неплохое научное обоснование.