Антон Первушин - Марсианин: как выжить на Красной планете
Марсом занимался и другой знаменитый современник Гюйгенса – Джованни Кассини, первый директор Парижской обсерватории. В марте 1666 года он изучал красную планету, хотя это был не самый подходящий период – при том противостоянии Марс находился в афелии (то есть на максимальном удалении от Солнца). Рисунки Кассини довольно примитивны, а открытые им пятна (он изобразил их в виде гири) не получили подтверждения в ходе дальнейших наблюдений Марса. И тем не менее независимо от Гюйгенса французский астроном сумел установить суточное вращение Марса куда точнее – он определил продолжительность сола в 24 часа 40 минут.
Два важных открытия были сделаны в период Великого противостояния в сентябре 1672 года. Гюйгенс вновь зарисовал Большой Сирт и яркую южную полярную шапку. В то же время Кассини измерил параллакс Марса и определил точное расстояние красной планеты от Солнца.
В XVIII веке европейская астрономия бурно развивалась, однако исследования Марса отошли на второй план. Астрономы обнаруживали новые большие и малые пятна, но чаще всего их зарисовки оказывались иллюзией, порожденной несовершенством оптической техники. Современные историки науки даже называют три первые четверти XVIII века «темными временами» в изучении Марса, однако нельзя не упомянуть, например, об интересных зарисовках, которые оставил Джиакомо Филиппо Маральди, племянник Кассини-старшего. По итогам наблюдений Великих противостояний 1704 и 1719 годов он составил фактически первую карту Марса, изобразив и Большой Сирт, и некоторые другие темные области, идентифицируемые сегодня. Однако сам Маральди свои эскизы картой не считал, и более того – ему показалось, что пятна на Марсе непостоянны, меняются со временем, а потому являются не элементами поверхности, а облаками. Другим примечательным наблюдением Маральди стало изучение полярных шапок. Он четко зафиксировал, что белое пятно вокруг южного полюса всегда больше и ярче белого пятна у северного полюса. Кроме того, в течение августа-сентября 1719 года он заметил постепенное сокращение и исчезновение южной полярной шапки. Напрашивалась аналогия с таянием земного снега, но Маральди не рискнул сделать обобщение.
Новую волну интереса «созерцателей неба» к Марсу породил англичанин немецкого происхождения Уильям Гершель (Фредерик Вильгельм Гершель), основоположник звездной астрономии и первооткрыватель планеты Уран (которую он, кстати, назвал Светилом Георга в честь короля Георга III, назначившего ученому пожизненную стипендию для занятий астрономией).
В 1784 году, после шести лет кропотливых наблюдений, Гершель объявил, что полярные шапки Марса испытывают значительные изменения: они поочередно растут и убывают, причем этот процесс напрямую связан с временами года. К примеру, когда в северном полушарии Марса бывает зима, северная шапка имеет наибольшие размеры. С наступлением весны она начинает уменьшаться, а летом это уменьшение идет особенно интенсивно. Параллельно южная шапка растет, поскольку в этом полушарии наступает зимний период.
Вывод Гершеля звучал однозначно. Марс, как и Земля, находится довольно близко к Солнцу. Продолжительность суток Марса близка к продолжительности суток на Земле. На Марсе имеются полярные шапки, как и на Земле. На Марсе имеются времена года, как и на Земле. На Марсе заметны климатические изменения, как и на Земле. Следовательно, Марс больше других планет Солнечной системы похож на Землю.
Гершель не сделал следующий шаг и не попытался представить себе гипотетических обитателей красной планеты. Вместо этого он осторожно записал: «Жители Марса, вероятно, обитают в мире, во многих отношениях подобном нашему».
На этом убеждении будет держаться наука о Марсе в течение всего XIX и первой половины ХХ веков.
Глава 2
Рождение марсиан
В XIX веке общепринятой среди образованных европейцев научной теорией, описывающей возникновение и формирование Солнечной системы, стала теория Канта – Лапласа.
В очерке «Всеобщая естественная история и теория неба» («Allgemeine Naturgeschichte und Theorie des Himmels», 1755) знаменитый немецкий философ Иммануил Кант предположил, что до образования планет и Солнца существовала огромная рассеянная туманность. Она обязательно должна была вращаться, чтобы из нее могло возникнуть большое центральное тело и малые планеты. Кант, правда, не сумел внятно объяснить причину вращения этой первичной туманности и высказал гипотезу, что сначала туманность была совершенно неподвижной, а движение ее возникло из местных «локальных» вращений.
Через сорок лет после выхода в свет очерка Канта великий французский математик Пьер Лаплас изложил теорию о том, что первичная туманность вращалась с самого начала и была горячей. По мере охлаждения она сжималась, а скорость ее вращения росла. С увеличением скорости вращения возрастали центробежные силы, что привело к удалению части туманности от центрального тела к периферии и к ее расслоению на кольца. Из этих колец впоследствии образовались планеты и спутники.
Предложенная схема хорошо объясняла, почему планеты Солнечной системы лежат в плоскости эклиптики и движутся в одном направлении. Кроме того, теория Канта-Лапласа позволяла определить сравнительный возраст планет. Считалось, что более удаленные от Солнца планеты имеют более почтенный возраст, поскольку за счет центробежной силы удалились и сформировались раньше тех, которые сегодня находятся ближе к Солнцу.
Таким образом, если брать современную Землю за точку отсчета, то Венера должна быть горячим молодым миром, планетой хвощей и динозавров, а Марс – холодным высушенным старым миром, обиталищем древних и мудрых существ, в которых когда-нибудь превратимся и мы, люди. Тут следует заметить, что великие ученые прошлого ошибались. Если сама идея о формировании Солнечной системы из туманности (сегодня ее называют «протопланетным облаком» или «протооблаком») была в общем верна, то с определением возраста планет вышла неувязка.
С помощью методики радиоактивного датирования удалось определить возраст Земли – он составляет 4,54 миллиардов лет. Марс является сверстником нашей планеты или чуть моложе ее – есть основания считать, что мелкие планеты формируются в протооблаке позже крупных.
Но в XVIII и XIX веках не было методики радиоактивной датировки. Как не было и орбитальных телескопов, позволяющих разглядеть протопланетные облака, формирующиеся у далеких молодых звезд. И остается только восхищаться, сколь сильны были умы европейских ученых того времени, что они без инструментов, одной силой мысли, подошли к разгадке самой великой тайны – Тайны Сотворения.
Начала ареографии
Итак, на рубеже XVIII и XIX веков стало складываться вполне определенное отношение к Марсу.
Популярный астроном своего времени Уильям Гершель показал, что Марс очень похож на Землю. Популярный философ своего времени Иммануил Кант показал, что Марс древнее Земли. Однако эпоха более широких обобщений еще не наступила. Общественное мнение не было готово признать новую ослепляющую гипотезу, а потому потребовалось довольно продолжительное время, чтобы Марс из «незаметного светила» превратился в «суперзвезду» небосвода.
Астрономы не потратили это время зря. Осторожные выводы Гершеля разбудили «сонное царство», призвав в ряды наблюдателей новых энтузиастов.
Одним из первых был немецкий астроном-любитель Иоганн Шретер. Ради изучения планет он оставил выгодную должность в Ганновере и переехал в деревню, где построил собственную обсерваторию. Многие ночные часы он провел за наблюдениями Марса. До нашего времени удалось сберечь 231 рисунок Шретера. Он создал их в период с 1785 по 1810 год, затем, в апреле 1813 года, его обсерватория была разграблена отступающими отрядами французов. На зарисовках Шретера изображены многие характерные детали поверхности Марса. В частности, он первым сделал зарисовку и описание огромного округлого плато, впоследствии получившего название Озеро Солнца (Solis Lacus). Наибольший интерес представляют рисунки, на которых запечатлено темное изогнутое пятно, напоминающее крюк и простиравшееся от Киммерийского моря (Mare Cimmerium) до области, известной под названием Эфиопия (Aethiops). Пятно (оно даже получило название Arrowhead – Наконечник) было одной из самых заметных деталей поверхности Марса в течение двух последних десятилетий XVIII века, а затем исчезло. Современные исследователи отмечают, что это наиболее поразительное изменение на Марсе, зафиксированное за всю историю его наблюдений. Важно, что «крюк-наконечник» видели независимо друг от друга в разное время и Гершель, и Шретер, а значит, пятно действительно существовало.
Впрочем, подобные изменения в карте Марса будут фиксироваться и позже. Любопытно другое. Шретер проявил удивительную научную слепоту – он не считал пятна на Марсе постоянными образованиями, полагая, что наблюдает облачные покровы. Сохранилась запись, в которой он прямо заявляет, будто бы такие пятна, как Большой Сирт, значительно меняют форму в ходе наблюдения. Он зарисовывал этот самый Сирт многократно, но так и не смог увидеть, что это постоянный элемент поверхности Марса. Современные исследователи предположили, что непостоянство форм могли вызвать глобальные песчаные бури, однако внимательное изучение рисунков не подтвердило эту гипотезу. На Марсе не было бурь в тот период, и выводы Шретера целиком остаются на его совести.
