Космос. От Солнца до границ неизвестного

Вместе с тем наблюдения планет в других звездных системах показали, что строение Меркурия не является уникальным. У двух самых маленьких экзопланет, Kepler-10 b и COROT-7 b, измерили плотность. Они оказались гораздо плотнее, чем можно было ожидать. Значит, у них большие сердцевины, как и у Меркурия. Вдобавок они также располагаются неподалеку от своих солнц.

В 2013 году в Университете Дуйсбурга – Эссена (Германия) высказали гипотезу, позволяющую объяснить наличие большого ядра у планет такого рода. Герхард Вурм с коллегами предложили следующий механизм. Излучение от звезды нагревает крупинки пыли, которые затем сталкиваются с молекулами газа и отдают им часть своего тепла. Молекулы газа будут отскакивать от пылевых гранул быстрее, чем приближались к ним, сообщая пылинкам небольшой импульс. Расчеты Вурма с коллегами показали, как эта сила, названная фотофоретической, заставляет крупинки пыли кружиться вокруг звезды.

Так как металлические гранулы обладают хорошей теплопроводностью, у них у всех будет одинаковая температура. Такие металлические гранулы будут испытывать толчки со всех сторон и не смогут улететь от звезды далеко. Другие гранулы, из которых впоследствии образуются скальные породы, такие как силикаты, являются диэлектриками. Со стороны, обращенной к Солнцу, улетающие молекулы газа будут толкать их сильнее, чем с противоположной стороны. Этот эффект отсортирует гранулы металлов от неметаллических гранул при рождении Солнечной системы: плотные металлы останутся на небольших расстояниях от звезды, а легкие силикаты будут вышвырнуты прочь. Этот процесс может объяснить большую плотность таких ближайших к своим солнцам планет, как Меркурий, Kepler-10 b и COROT-7 b.

Следующую экспедицию к Меркурию, «БепиКоломбо», организовали в рамках совместной миссии Европейского космического агентства (ЕКА) и Японского агентства аэрокосмических исследований. Модуль с двумя орбитальными станциями должен приблизиться к Меркурию в конце 2025 года, тогда и смогут ученые ответить на эти и другие вопросы, заданные железной планетой.

Что случилось с Венерой?

Иногда Венеру называют близняшкой Земли, но по сути наша родная планета и ее ближайшая соседка по планетарной семье больше похожи на доктора Джекила и мистера Хайда[3]. Размеры и химический состав Венеры примерно такие же, как у Земли; освещенность ее Солнцем лишь ненамного превышает земную. В принципе, Венера находится в так называемом поясе жизни Солнечной системы, в котором вода может существовать в жидком состоянии. Возможно, когда-то Венера была покрыта океанами, и в них была жизнь. Почему же она стала такой негостеприимной?

Все попытки исследовать Венеру увязали в плотных облаках из серной кислоты, совершенно непроницаемых для первых летательных космических аппаратов. Из всех космических аппаратов, которые мы отправили исследовать поверхность планеты, при жесткой посадке уцелело менее половины, а остальные не выдержали удручающего давления атмосферы Венеры. Те, которые уцелели, вскоре прекратили свою работу. Общая длительность их наблюдений за поверхностью планеты не превышает одних суток.

Картина, полученная посадочными модулями, оказалась безрадостной: туманная необитаемая пустыня, орошаемая бесконечными сернокислотными дождями и продуваемая клейкими ветрами, резво дышащими на закате и рассвете, но умеряющими свой пыл в жаркую пору дня. Если даже вам удастся выжить в удушающей атмосфере, состоящей в основном из углекислого газа, то окружающая жара с температурой 460 °C, способная расплавить свинец, обязательно вас доконает.

Своеобразие венерианского ландшафта обычно объясняют тем, что планета находится немного ближе к Солнцу, чем нужно для создания комфортных условий. Из-за этого вся вода с поверхности в свое время испарилась, образовалась густая атмосфера, которая улавливает тепло и создает самоподдерживающийся парниковый эффект – отсюда и поистине адские условия, царящие на планете.

Однако наблюдения космического аппарата «Венера-экспресс», проведенные в 2007 году, поставили этот простой сценарий под сомнение. Были обнаружены потоки ионов, утекающие из атмосферы под действием солнечного ветра, который свободно проплывает через слабое магнитное поле Венеры. Кроме того, из-за ветра плазма регулярно взрывается и вырывает из атмосферы планеты огромные клочья.

Из-за этих непрерывных атак не так уж много воды могло сохраниться в атмосфере с прежних времен. Испарение влаги могло посодействовать первоначальному формированию парникового эффекта, но для поддержания удушливой сегодняшней атмосферы должно быть еще кое-что – и это «кое-что» могло оказаться тем фактором, который сыграл свою немаловажную роль и в прошлом.

Наиболее вероятные кандидаты в ключевые факторы формирования состава атмосферы – сера и углекислый газ, появившиеся в результате извержения вулканов на поверхности. На сегодняшний момент активной вулканической деятельности на планете не зафиксировано, но найдены улики такой деятельности в прошлом. Данные зонда «Венера-экспресс» указывают на то, что 80 % поверхности Венеры сформировано под действием вулканических потоков. Возраст некоторых из них – десятки тысяч лет.

Раскрыв тайну формирования атмосферы Венеры, мы сможем исключить подобные тупиковые планеты из наших поисков землеподобных миров вокруг других звезд. И, возможно, прошлое Венеры поведает нам, какая судьба уготована нам самим. Ученые строят модели будущего Земли, из которых следует, что через 2 миллиарда лет, по мере «взросления» Солнца и постепенного увеличения его светимости, земной климат начнет приобретать сходство с венерианским. А вдруг мы ошибаемся в оценках и подобный бесславный конец уже не за горами? Может быть, существует неучтенный фактор, который поставит нас на грань выживания гораздо раньше? Эти вопросы вызвали целый ряд инициатив, направленных на планирование новых полетов к Венере в надежде выяснить, действительно ли она такая безжизненная и всегда ли такой была.

Но давайте приглядимся внимательнее – так ли уж враждебна Венера? На высоте 70 км над адской поверхностью планеты плавают облака, на которых установилась поистине превосходная погода: много солнечного света, изобилие воды, давление и температура почти неотличимы от земных. При таких условиях можно жить и на облаках! Для разведки понадобится «атмосфероход». Аэрокосмическая компания Northrop Grumman разработала проект автономного надувного космоплана, который сможет дрейфовать у планеты в течение года, прощупывая ее окрестности на предмет наличия жизни. Еще более амбициозный проект предложила Лаборатория реактивного движения НАСА – по ее задумке, нужно создать дирижабль, который доставит ученых непосредственно в мягкие объятия венерианских облаков.

Потерянный рай

Результаты компьютерного моделирования указывают на то, что в незапамятные времена Венера могла быть очень похожа на нашу родную планету. Более того, вплоть до недавнего времени она могла быть обитаемой!

Дэвид Гринспун из Планетологического института в Тусоне (Аризона, США) и его коллеги использовали климатическую модель и воссоздали четыре возможные версии развития событий на Венере. Сценарии несколько различались в деталях, таких как количество энергии, получаемое планетой от Солнца, или долгота венерианских суток. Там, где ученым недоставало объективных данных, они восполняли пробелы с помощью правдоподобных допущений. Необычайно высокое соотношение атомов дейтерия к атомам водорода, найденное на Венере, – верное свидетельство того, что когда-то планета не могла пожаловаться на отсутствие воды. Поэтому ученые включили в свою модель неглубокий океан.

Рассмотрев эволюцию каждой версии своей модели, ученые пришли к выводу, что Венера в прошлом могла сильно напоминать Землю на ранних этапах ее развития. Она также могла быть пристанищем для живых организмов – из моделей следовало, что планета могла быть обитаемой не позднее чем 700 миллионов лет назад. Самая перспективная «Венера» с точки зрения существования жизни характеризовалась умеренными температурами и плотным облачным покровом; с венерианского неба иногда сыпал легкий снежок. Гринспун утверждает, что и патриархальная Земля, и Венера удовлетворяли условиям, необходимым для возникновения жизни, – по крайней мере, в той степени, в какой мы эти условия понимаем.

Ученый считает, что в будущем, при планировании полетов на Венеру, надо предусмотреть поиски признаков эрозии из-за воды на поверхности вблизи экватора, и это даст возможность детально проработать «океанскую» концепцию. Аналогичные поиски уже прошли на Марсе и привели к положительным результатам. Сейчас в НАСА рассматривают два альтернативных проекта. В одном из них предполагают послать зонд, который пронзит облачный покров и «привенерится» на поверхность, а в другом космический аппарат просто облетит и пофотографирует планету.

Исследователи не собираются останавливаться на достигнутом. Они хотят построить и другие, альтернативные модели эволюции Венеры – например, планета могла в прошлом быть пустыней, или наоборот – почти полностью была покрыта водой, как Земля. Таким образом можно найти наиболее вероятный сценарий, который приведет к картине, наблюдаемой на Венере сегодня.

Миссия «Аполлон» и рождение Луны

В 1969 году весь мир зачарованно следил за тем, как Нил Армстронг и Базз Олдрин скакали по поверхности Луны. В это же самое время планетологи предвкушали ценный приз. Астронавты миссии «Аполлон-11» должны были вернуться на Землю с уникальной добычей. Планетологов не постигло разочарование: к моменту, когда астронавты поднялись в лунный модуль в последний раз, они собрали 22 кг лунных камней.

Пять экипажей следующих миссий «Аполлон» привезли коллекцию лунных камней, состоящую в совокупности из 2200 пронумерованных экземпляров, с общей массой 382 кг. Три автоматических лунохода из СССР собрали и доставили на Землю 300 г лунного грунта.

Конец ознакомительного фрагмента.

Текст предоставлен ООО «ЛитРес».

Прочитайте эту книгу целиком, купив полную легальную версию на ЛитРес.

Безопасно оплатить книгу можно банковской картой Visa, MasterCard, Maestro, со счета мобильного телефона, с платежного терминала, в салоне МТС или Связной, через PayPal, WebMoney, Яндекс.Деньги, QIWI Кошелек, бонусными картами или другим удобным Вам способом.

Примечания

1

Запуск перенесли на февраль 2020 года (здесь и далее прим. переводчика, если не указано иное).

2

По поводу левой и правой руки Геркулеса есть разночтения. См., напр.: http://www.astronet.ru/db/msg/1166006.

3

Персонажи известного романа Р. Стивенсона «Странная история доктора Джекила и мистера Хайда», в котором описана история раздвоения личности ученого на две субличности: благовоспитанного джентльмена и демонического злодея.