Вы упомянули о некоторых книгах, в частности, о концепции Азимова. Так вот они покоятся на наших данных, отражающие эпоху начала нашего глубокого проникновения в Солнечную систему, которую мы сейчас называем рекогносцировкой.
Так вот, к концу прошлого столетия, после очень успешных полетов, в частности, полетов в дальнюю Солнечную систему «Вояджера», «Галилея», до этого - «Пионеров», у нас раскрылись глаза, мы действительно очень многое узнали. А сейчас совершенно сумасшедшие результаты получаются и по Марсу, и по малым телам. Мы имеем возможность высаживать аппараты… Не мы, а американцы, но под «мы» я имею в виду человечество. Мы высаживаем аппараты на малые тела, мы говорим о том, чтобы запустить спутники вокруг этих малых тел. И, скажем, NEAR Шумейкер - так называется аппарат для исследования астероидов, сближающихся с Землей, - уже практически это сделал. И после того как он стал спутником, он опустился на поверхность этого астероида, я имею в виду астероид Эрос. Кстати, очень небольшой астероид. Он имеет форму картофелины, максимальный размер где-то порядка 35-ти километров, а два других размера - по 8. Так вот, на это тело опускается космический аппарат, не просто фотографирует его при сближении, а проводит исследование на поверхности.
И опять-таки, вернемся к математическим моделям, к моделям, которые обобщают эти данные. Скажем, экстраполируя ту область, которую исследует NEAR, можно говорить о том, что количество мелких кратеров на этом астероиде отвечает цифре (если брать с порогом порядка 15-20 метров) порядка 100 тысяч. Это сразу же дает представление о тех исключительно важных динамических процессах, которые мы имеем в Солнечной системе. То есть это соударение, это очень сильная модификация вещества, его переработка вследствие такой метеоритной бомбардировки - и так далее, и так далее.
Так вот, то направление, которым мне довелось заниматься в течение уже многих лет (а сейчас это, пожалуй, стало основным в моей деятельности, поскольку эксперименты очень ограничены) - это своего рода механика природных космических сред. И сюда подпадает очень многое - это развитие различного рода моделей, связанных с многокомпонентной радиационной гидродинамикой, это разреженный газ, это турбулентные процессы в различного рода сплошных средах с привлечением кинетических процессов. То есть, исследование обратной связи между гидродинамикой и химической кинетикой. Это по существу совершенно новое направление, которое мы, позволю себе сказать, достаточно успешно развиваем в течение примерно последних двух десятков лет.
Поэтому эти модели очень сильно стимулируют и экспериментальные исследования. И это стимулирование в значительной мере связано с тем, что открываются не только новые возможности, о которых я говорил в плане космической техники, в плане использования космических аппаратов для достижения самых, может быть, амбициозных целей. По крайней мере, в ближайшем будущем эти такие, например, цели, как сопровождение кометы при помощи космического аппарата, и прослеживание всей эволюции, связанной с сублимацией газа при ее сближении с Солнцем. Это совершенно фантастическая вещь, это не просто какие-то отдельные обрывки информации при быстром пролете около кометы, это действительно ее сопровождение в течение, по некоторым предварительным прогнозам, может быть года, может быть полутора лет. Это очень большой срок - конечно, не в геологическом смысле, но это очень большой срок для того, чтобы такую эволюцию прослеживать.
Так вот, с одной стороны, совершенно колоссальная перспектива и уже наблюдаемый прогресс в космической технике. Параллельно с этим совершенно колоссальные, новые результаты, которые получаются с помощью наземных инструментов.
Наземные астрономические инструменты дают нам возможность сейчас делать то, что когда-то было абсолютно немыслимо. Скажем, в качестве яркого примера, можно назвать исследование колец Урана. Кстати, просто попутно: все планеты-гиганты имеют кольца, причем кольца различной конфигурации. Самый знаменитый пример - это кольца Сатурна, у которого их множество систем. Кстати, в каждом из этих видимых колец находится до тысяч мелких колечек, и это связано, в частности, с динамикой поведения этих колец вблизи космического тела. Значительное число этих колец, как это сейчас на экране показано, поддерживается спутниками, которые находятся в окрестности этого кольца. И неслучайно они называются спутниками-пастухами, они как бы пасут те частицы, которые составляют кольцо.
Так вот, кроме Сатурна, повторяю, у всех планет, - у Юпитера, у Урана, у Нептуна - тоже есть свои системы колец со своими замечательными и определенными свойствами. Скажем, очень узкие есть колечки у Урана, 9 колец, чрезвычайно узкие и очень тонкие. У Нептуна - это кольца, которые не складываются в единую систему, а представляют собой отдельные дуги.
Связано это с тем, что происходит размазывание частиц, существующих на различных расстояниях, с различными скоростями - частиц, обращающихся вокруг тела. И они не имеют возможности соединиться в единое кольцо, потому что есть система резонансов от спутника, и это резонансное явление отражается в виде таких разрывных колец. Примеров таких можно очень много привести.
Так вот, повторяю, это было в начале выдающихся успехов в наземной астрономии. А сейчас эти успехи вообще грандиозны. Скажем, последние несколько лет открывается один за другим колоссальное количество спутников в окрестности опять-таки планет-гигантов. Вообще открытие спутника - это всегда было грандиозным событием. В свое время «Вояджеры», американские аппараты, последовательно пролетели мимо Юпитера, Сатурна, Урана, Нептуна. Где-то в районе, по-моему, 2015 года они должны выйти на периферию Солнечной системы, пересечь ту область, которая связана с натеканием солнечной плазмы на межзвездный газ, где образуется своего рода ударная волна. Это, кстати, тоже очень интересная вещь, которую предстоит исследовать. «Вояджеры» открыли большое количество новых спутников у всех этих планет при пролете мимо них, и открытие каждого спутника было событием.
Так вот, мы думали, скажем, что у Юпитера - 17 спутников, у Сатурна - 18. А за последние несколько лет мы узнали, что у Юпитера их - порядка 40, у Сатурна - 32. Сейчас поступила совсем новая информация: у Нептуна, самой далекой планеты Солнечной системы, тоже открыто три новых спутника, и это сделано не при помощи космических аппаратов, а при помощи так называемой ПЗС-матрицы. Она обладает очень высокой чувствительностью и устанавливается на телескопы умеренного размера. Это колоссальный прогресс, который нам позволяет сильно расширить представление о Солнечной системе.
Ну, и наконец, математическое моделирование. Оно стимулируется не только этим новым потоком знаний - всегда надо на что-то опираться, когда вы строите модель, а не только напрягать серое вещество и использовать ту квалификацию, которую вы получили в течение вашей научной жизни. Очень важно при всем при этом обладать очень хорошими инструментами. И в данном случае инструментами являются, конечно, отличные компьютеры, которые сейчас стали привычным инструментом. И теперь мы можем просчитывать те модели, которые раньше были абсолютно не в состоянии считать (скажем, я упомянул о химической кинетике, которая связана с гидродинамическими процессами). Это стало возможным именно благодаря тому, что мы можем использовать машины терафлопного уровня. Это, конечно, грандиозное достижение.
Я чувствую, что я, может быть, немножко увлекся этим общим аспектом.
Александр Гордон: Вы рассказали о том, как богат и широк сегодня инструментарий, какие замечательные открытия делают с его помощью. Но мне бы хотелось дальнейшую беседу, если вы позволите, построить таким образом: «Прежде мы думали, что… Теперь мы знаем, что…» Потому что Солнечная система, в общем, достаточно обманчивая вещь. Зная из школьной программы о достижениях Коперника, мы, так или иначе, на протяжении всей жизни, получая какую-то информацию, выстраиваем каждый себе свою Солнечную систему. Она достаточно схожа с другими, - все системы схожи друг с другом, - но оказывается, мы не знаем каких-то вещей, которые являются основными, основополагающими в этой системе.
М.М. Я себе позволю, Александр, учитывая дефицит времени, несколько схематично ответить на ваш вопрос. Скажем, мы имели абсолютно смутное представление о ближайших наших соседях, я с этого начал.
Итак, Венера - когда запускали первые космические аппараты, мы не знали, на какое давление эти аппараты рассчитывать. Я очень хорошо помню первое обсуждение с главным конструктором АКБ имени Лавочкина Георгием Николаевичем Бабакиным, очень рано ушедшим из жизни, памяти которого я посвятил одну из своих книг. Мы обсуждали, какое давление может быть на поверхности.
А.Г. Какие гипотезы были?
М.М. Гипотезы были такие: от 0.5 атмосфер до тысячи, грубо говоря. Поэтому Бабакин принял, я бы сказал, генеральское решение, он сказал: «будем строить на 15». И, как оказалось, на высоте 23 километра при давлении, правда, в 18 атмосфер (это был конструкторский запас) мы были раздавлены. То есть давление на поверхности оказалось 92 атмосферы. Мы себе этого не представляли. Хотя о температуре по радиоастрономическим данным уже были представления - неоднозначные, но, тем не менее, они существовали: что температура на поверхности порядка 500 градусов, если точнее, 470 градусов Цельсия.
Далее, углекислый газ - страшно негостеприимная среда. О том, что на поверхности, какой рельеф, никаких вообще представлений не было. Мы очень смутно себе представляли, что скрывает эту поверхность. Это не только плотная атмосфера, но и облака, которые тоже оказались экзотическими: они сложены из серной кислоты примерно 85-процентной концентрации. Это, кстати, заставило очень серьезно поработать в технологическом плане, чтобы парашюты смогли выдержать такие условия.
Явления на поверхности. Мы сейчас знаем, что Венера обладает достаточно молодой поверхностью, что там, по-видимому, совсем недавно в геологическом смысле (это десятки, сотни, может быть, миллионов лет, что несопоставимо с возрастом Солнечной системы в 4 с половиной миллиарда лет) закончилась, а может быть, даже и продолжается, вулканическая деятельность. И так далее, о Венере можно говорить исключительно много.
Итак, это абсолютно новый взгляд на эту планету, и мы (я уже говорил о математических моделях) очень много занимались тем, что обусловило такие процессы, таковы современные условия на Венере.
Что касается так называемого необратимого парникового эффекта, чем он вызывается, как планета эволюционировала? Мы думаем, что на Венере изначально был достаточно мощный океан, но в силу начальных этапов эволюции этот океан был потерян. И есть некие свидетельства, которые подкрепляют такую модель, такую гипотезу.
Марс. Сейчас запущен «Марс-Экспресс», аппарат Европейского космического агентства. Успешно работают на орбите «Марс-Сорвейер» и «Марс-Одиссей», американские аппараты, они дали очень много новой информации. Мой коллега Брюс Яновский как-то написал: «Я думал, что знаю о Марсе все, но оказалось, - это он сказал в 2001 году, - что я знаю очень и очень мало».
Так вот, мы сейчас имеем достаточно много свидетельств того, что на Марсе, видимо, есть вода, которая в основном, видимо, существует в подповерхностном слое достаточно близко к поверхности. И это не просто обнаружение реального свидетельства наличия воды при помощи нейтронных мониторов, которые летают до сих пор на «Марс-Одиссее», и мы очень гордимся тем, что один из этих приборов наш, российский. Но он определяет воду исключительно в тонком слое порядка одного метра.
Это, кстати, тоже отдельный разговор, и очень интересный. Ведь определяется наличие не воды, а водорода. И есть некие вариации, причем и сезонные, и долготно-широтные вариации. Это связано с тем, что есть определенные новые представления о минеральном составе поверхности, потому что водород связан не только в воде, он связан еще в гидротированных минералах.
Кроме того, мы знаем, что в полярных шапках Марса запасено огромное количество льда, если мне память не изменяет, это десятки миллионов кубических километров. Но если ее равномерно разлить по поверхности, то это всего будет слой, может быть, в 25-30 метров. Но, безусловно, воды на Марсе гораздо больше. Кстати, оценки показывают, что за счет диссипации, убегания, могло быть потеряно всего несколько метров такого водяного слоя. Спрашивается: где остальная вода? По-видимому, она в подповерхностном слое. И сейчас есть яркие геологические свидетельства, что эта вода располагается достаточно близко.
Там есть не только старые высохшие русла, но и конфигурации типа оврагов, которые показывают, что происходит вынос воды изнутри. Причем, опять-таки модели показывают, что уже на глубине несколько сот метров, до километра, существуют уже достаточно теплые условия, и там может быть жидкая вода. Я, кстати, говорил об этом в одной из своих книжек, тоже где-то в 80-х годах. Эти вопросы мы когда-то очень бурно обсуждали с совершенно великолепным специалистом, планетологом Карлом Саганом. Так вот, эти представления сейчас подкрепляются реальными данными. Таково изменение нашего взгляда на Солнечную систему, о котором вы меня спрашиваете.
И наконец, если там есть жидкая вода, а мы видим эти свидетельства, значит, есть гораздо большая вероятность действительно обнаружить живые организмы на Марсе. Вот показан метеорит, который был найден в Антарктике, ALH-80001, это шерготитовый метеорит, который является определенным свидетельством наличия жизни. Но дебаты продолжаются: свидетельство ли это биопродуцирования организмов, или это все-таки просто некая органика. Скажем, полициклические ароматические углеводороды, которые там обнаружены.
Кстати, эти находки имеют нанаметровые размеры, и были возражения, что на Земле таких нет. Это неверно, на Земле есть такого рода образования, это некие, что ли, ископаемые.
А.Г. Окаменелости.
М.М. Да, окаменелости. И в этом смысле мы можем говорить о том, что все-таки, по-видимому, биогенное происхождение этих находок более вероятно. Об этом, в частности, свидетельствует и то, что там сосуществуют сернистые соединения вместе с гематитами, то есть с железистыми образованиями, и так далее.
А.Г. Но органика не значит - жизнь.
М.М. Я имею в виду «биогенное происхождение», это значит, что они продуцируются именно за счет таких процессов.
Но загадки продолжаются, не надо думать, что нам сразу же все стало ясно. Да, мы говорим о том, что существует большая вероятность встретить там жизнь. На Марсе для меня исключительно интересным представляется то, что обнаружено палеомагнитное поле. То есть Марс имел достаточно сильное магнитное поле, когда у него еще, видимо, было достаточно мощное жидкое ядро. Потому что мы исходим из представлений о необходимости динамо-механизма для формирования магнитного поля, его возникновения и поддержания.
Так вот, эти следы магнитного поля не равномерно распределены по планете, и это тоже может иметь объяснение. Различные области, возможно, нагревались по-разному и проходили так называемую точку Кюри, где происходит полное размагничивание. Но в определенных местах эти следы сохранилось. И очень интересна корреляция следов магнитного поля с гематитами. Что такое гематиты? Это хорошо известная ржавчина. Как образуется ржавчина из железистых соединений? При наличии воды (опять-таки вода!) и наличии кислорода. Но одновременно с этим на Марсе колоссальные пространства образованы такими минералами, как полевые шпаты и пироксены. Это очень хорошо известные изверженные породы. Но возьмите пример Гавайев: свежеизверженная лава в течение нескольких лет при наличии воды и кислорода превращается в глины. Если на Марсе образуются гематиты (а я сказал, при каких условиях это может быть), то почему там сохраняются такие неокисленные изначальные породы? Это одна из загадок. И примеры можно продолжать.
Опять-таки, мы абсолютно ничего не знали о внешних областях Солнечной системы, у нас были очень смутные представления. Полнейшей неожиданностью, открытием было наличие мощнейшего вулканизма на Ио. Это один из четырех галилеевых спутников Юпитера. Кстати, все эти четыре галилеевых спутника по размерам находятся между Луной и Меркурием. Так вот, мощнейший вулканизм на Ио, где постоянно наблюдается где-то около десятка действующих вулканов. А всего таких вулканов, по оценкам, где-то порядка 500, и это на теле размером меньше Луны! То есть вулканизм на Ио гораздо более мощный, чем на Земле. Чем он поддерживается? Приливными влияниями.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28