В поисках утраченной марсианской жизни

Вот уже 248,5 солов (256 земных дней) Perseverance и вертолет Ingenuity трудятся в марсианском кратере Езеро. Первые месяцы на новом месте марсоход «присматривал» за подопечным, который впервые в истории космонавтики совершил управляемый полет в инопланетной атмосфере. С начала миссии ему уже удалось 14 раз взмыть в марсианские небеса. Однако «спорить с высотой» на Марсе становится все сложнее: воздух на Красной планете разрежается со сменой времен года.

Perseverance, поработав «няней» и убедившись, что Ingenuity готов к самостоятельности, в августе наконец-то смог заняться сольной карьерой. Сейчас он исследует дно кратера в поисках образцов породы и реголита, которые можно отправить на Землю для дальнейшего изучения. Шестиколесный робот, самый тяжелый и сложный в истории автоматических покорителей Марса, отправился на Красную планету, чтобы искать следы древней жизни. И для того, чтобы заглянуть в прошлое, он тщательно изучает марсианские камни, которые словно капсулы времени на протяжении миллиардов лет хранят «воспоминания» о старом-добром теплом Марсе. Предыдущие миссии обнаружили доказательства того, что на планете когда-то были благоприятные для жизни условия: на ней было достаточно жидкой воды, содержащейся в реках и озерах, и температура была выше, чем сегодня.

Геология района, обследуемого марсоходом Perseverance. Фото: U.S. Department of the Interior, U.S. Geological Survey, Prepared for the National Aeronautics and Space Administration, pubs.usgs.gov

Кратер Езеро, как считают ученые, идеально подходит для астробиологических изысканий. Это впадина шириной 45 км, расположенная к северу от марсианского экватора. Примерно 3,5 млрд лет назад древняя река впадала в большой водоем. Здесь могли сохраниться ценнейшие органические молекулы и потенциальные признаки микробной жизни.

За время работы Perseverance соберет десятки проб. Чтобы добыть образец, бур на манипуляторе-«руке» Perseverance «зарывается» в грунт. В результате получается своеобразный стержень из породы. Марсоход оценивает объем своей геологической «добычи», фотографирует ее и затем бережно запечатывает в специальной герметичной титановой трубке. В запасах Perseverance 43 титановые трубки для образцов. Чтобы миссия марсохода считалась успешной, он должен заполнить как минимум 20 из них. Образцы пород будут путешествовать на борту Perseverance до тех пор, пока ровер не сбросит их прямо на марсианскую поверхность. Чтобы отыскать собранные образцы и отправить их на Землю, к Красной планете отправят двух новых участников миссии. Ими станут посадочная станция Sample Retrieval Lander (SRL) и орбитальный аппарат Earth Return Orbiter (ERO). SRL найдет образцы, укрытые марсианской пылью, и передаст эстафету ракете Mars Ascent Vehicle (MAV), задача которой – поднять образцы на орбиту. Орбитальный аппарат ERO «поймает» собранные сокровища и к 2031 году должен будет доставить их на Землю.

Трубки для сбора образцов закрепляются на марсоход. Они могут стать первым оборудованием, которое вернется на Землю с Марса в 2031 году. NASA/JPL-Caltech, nasa.gov

В августе, предоставив Ingenuity самому себе, но не теряя с ним связь, марсоход поехал на юг и попробовал взять первый образец. Он выбрал камень, получивший поэтичное имя «Рубьон», произвел все необходимые манипуляции и сфотографировал место сверления, окруженное маленьким пыльным холмиком. Но неожиданно мягкая порода рассыпалась. Ситуация, конечно, неприятная, но Perseverance спокойно продолжил работу и занялся поисками более подходящего кандидата. Запас пробирок робота-геолога достаточно большой, поэтому ошибиться разок можно. Да и первая попытка все-таки не полностью провалилась: ровер запечатал в трубке образец марсианской атмосферы – тоже неплохой сувенир с Красной планеты. Далее Perseverance отправился искать геологического счастья на северо-запад вдоль хребта «Артубы». Там он обратил внимание на камень под названием «Рошетт». И оказалось, не зря. Вторая попытка сбора породы была успешной. Получив 6 сентября свой первый образец, названный «Монтданье», ровер уже через два дня раздобыл из того же камня и второй – «Монтаньяк». Обе пробы немного шире карандаша в диаметре, а их длина составляет около 6 см.

Керн (образец горной породы) длиной около 71,1 мм, собранный из базальтовой породы во время испытания системы отбора проб марсохода Perseverance в Лаборатории реактивного движения NASA в Южной Калифорнии. После завершения пробного теста инженеры осторожно извлекают керн из пробирки и помещают его в лоток для проб, чтобы задокументировать результат. nasa.gov

Уже собранные Perseverance образцы свидетельствуют о древних извержениях вулканов и долгом взаимодействии породы с водой. Сама порода имеет базальтовый состав и, вероятно, является продуктом лавовых потоков. Вулканические породы содержат кристаллические минералы, с помощью которых ученым будет легче определить возраст после исследования содержащихся в них радиоактивных изотопов. Каждая проба, взятая Perseverance, сможет служить частью большого хронологического «пазла», собрав который, ученые получат яркую картинку самых важных событий в истории кратера: в какой период он образовался, когда в нем появилось и исчезло озеро, как менялся климат на древнем Марсе. Но на этом не заканчиваются достоинства проб, которыми щедро поделился «Рошетт».

В собранных образцах обнаружены соли. Вероятнее всего, они образовались в результате испарения жидкой воды. Более того, солевые минералы могли сохранить крошечные пузырьки древней марсианской воды, а значит и признаки жизни, если таковая была на Марсе несколько миллиардов лет назад.

Место посадки миссии NASA. Зеленым цветом выделены минералы карбонаты, которые особенно хороши для сохранения окаменелых форм жизни на Земле. Красным – оливиновый песок, размывающий карбонатсодержащие породы. Фото: NASA, mars.nasa.gov

Хотя ученые и раньше предполагали, что в кратере Езеро когда-то было озеро, снимки, сделанные Perseverance, предоставили доказательство этой гипотезы. Была и вероятность того, что оно просуществовало всего 50 лет – после заполнения ударного кратера паводковыми водами. Теперь же ученые уверены, что грунтовые воды присутствовали здесь гораздо дольше. Если на эти породы долго воздействовала вода, в них могли быть обитаемые ниши, способные поддерживать древнюю микробную жизнь. Ученые пока не могут точно сказать, как долго потенциальная марсианская жизнь могла «плескаться» в озере – вода могла «точить» камни в этой области десятки тысяч или миллионы лет. И все же очевидно, что она была там достаточно долго, чтобы создать условия, благоприятные для микроскопических обитателей.

Следующая локация, в которой Perseverance будет добывать образец, находится всего в 200 м от «Рошетт» – в регионе «Южный Сейта». Это ряд хребтов, покрытых песчаными дюнами, валунами и осколками камней, которые ученые сравнивают с «разбитыми обеденными тарелками». Если предыдущая цель марсохода была представителем одного из самых молодых слоев марсианских пород в кратере Езеро, то объекты в «Южном Сейта», вероятно, старше. Ожидается, что образцы, полученные в этой области, предоставят ученым информацию о более ранних событиях в геологической истории кратера.

Следы истирания на скалистом образовании Рошетт (Rochette), mars.nasa.gov

В октябре Perseverance и Ingenuity были вынуждены приостановить общение с Землей на две недели. В это время Марс находится в противоположной от Земли точке орбиты, поэтому связь временно блокировало Солнце. Однако перерыв в «разговорах» с земным начальством не означал, что трудолюбивому марсоходу можно устроить отпуск. До середины октября Perseverance работал самостоятельно, выполняя полученные ранее команды. Например, он проводил измерения погоды с помощью датчиков MEDA (Mars Environmental Dynamics Analyzer), камерами вглядывался в горизонт в поисках «пылевых дьяволов» (вращающиеся воздушные «столбы», видимые из-за пыли, которую они поднимают). Тем временем его микрофоны «прислушивались» к звукам Красной планеты. А вот Ingenuity все же решил отдохнуть и тратил силы лишь на то, чтобы еженедельно сообщать «коллеге» о своем «самочувствии».

Карта региона кратера Езеро на Марсе, каким его увидели ученые NASA в 2020–2021 годах. Фото: U.S. Department of the Interior U.S. Geological Survey, pubs.usgs.gov

Свой первый марсианский год (687 земных дней) Perseverance проведет в кратере Езеро. Если по истечении этого срока ровер еще будет в хорошем рабочем состоянии, его миссию продлят. Тогда марсоход отправится к краю кратера и соберет больше образцов, в том числе вдоль гребня на его границе.

Если с отправкой проб марсианских пород на Землю все сложится успешно, заветную посылку от Perseverance земные ученые получат только в 2030-х годах. И анализ полученных образцов явно не будет быстрым. В истории астробиологии уже были случаи, когда именно Марс сулил открытие внеземной жизни. Например, в 1996 году широкую огласку получила история с возможным обнаружением следов древних бактерий в марсианском метеорите ALH84001, найденном в 1984 году в Антарктике. Однако после долгих споров научное сообщество пришло к выводу, что метеорит содержал не биологические, а химические структуры. Если Perseverance предоставит землянам доказательства примитивной жизни на древнем Марсе, астробиологам предстоит долго и тщательно изучать и проверять их, чтобы вынести результаты на суд коллег и общественности.

До Perseverance ни один марсоход не пытался собрать пробы марсианских пород и реголита для отправки на Землю, хотя ученые впервые выразили интерес к подобной миссии более 30 лет назад. После стольких лет лишнее десятилетие ожидания, пожалуй, не покажется таким уж долгим сроком, особенно если оно сулит открытия, которые перевернут наши представления о жизни.