Наука о чужих. Как ученые объясняют возможность жизни на других планетах - Антон Иванович Первушин

соотношение воды и углекислого газа было таким же, как на Земле. Количество большое, достаточное, чтобы покрыть Марс на глубину в несколько метров, если она находилась в жидком состоянии. Другое наблюдение относится к большому количеству кратеров, образовавшихся в результате ударов метеоритов, которые разбросаны по поверхности Марса. Кратеры были бы уничтожены эрозией, если бы там присутствовало достаточное количество воды; следовательно, можно сделать разумный вывод, что на Марсе не существовало океана с момента образования древнейших кратеров. Многим кратерам, по-видимому, миллиарды лет… Отсюда можно показать, что, если бы на Марсе когда-либо был океан, он существовал бы только в течение первых нескольких сотен миллионов лет из 4,5-миллиардной истории планеты. Поскольку в большинстве современных [эволюционных] теорий сохраняющийся водоём считается необходимым для зарождения жизни, та ранняя эпоха была единственным временем, когда это могло произойти. Следует отметить, что ископаемые находки указывают на то, что зарождение жизни на Земле также произошло очень рано, несомненно, в течение первого миллиарда лет истории Земли. Подытоживая, можно сказать, что… вероятность зарождения жизни на Марсе сохраняется. Если бы это произошло, то получившиеся организмы, возможно, приобрели бы путём эволюции приспособления, необходимые для существования в суровых марсианских условиях современности и могли бы выживать там до сих пор».

Понятно, что слабая надежда найти на Марсе криптобиосферу не могла изменить настроение общего разочарования. У администраторов NASA вроде бы не оставалось серьёзных причин для включения биологической темы в план исследовательской программы космического аппарата, который предполагалось отправить на поверхность планеты в 1976 году. Однако результаты полёта аппарата «Маринер-9» (Mariner 9), который начался 30 мая 1971 года, побудили пересмотреть негативную точку зрения. 14 ноября он благополучно добрался до Марса, вышел на ареоцентрическую орбиту и проработал там одиннадцать месяцев. Главным достижением «Маринера-9» было получение 7329 снимков, из которых была составлена фотографическая карта всей поверхности планеты. Поскольку теперь учёные смогли увидеть большие области, ранее недоступные наблюдению, выяснилось, что Марс не представляет собой ещё один вариант Луны, а является планетой с собственной сложной историей.

К такому выводу подвели несколько удивительных открытий.

На Марсе были обнаружены огромные потухшие вулканы и изрытые кратерами равнины, гигантский каньон Долины Маринера (Valles Marineris) и необычные слоистые ландшафты вокруг южной полярной шапки. Но наибольшее внимание привлекли, несомненно, многочисленные протоки – «русла» протяжённостью до сотен километров, которые, вероятно, были «вырыты» в далёком прошлом текущей водой (они не видны с Земли и не имеют никакого отношения к пресловутым каналам Лоуэлла). Среди них встречаются извилистые речные русла, образующие вместе со своими притоками типичную систему водостока. Источником воды в этих случаях мог быть лежащий под поверхностью лёд (вечная мерзлота), который таял в результате нагревания, вызванного тектонической активностью. Некоторые русла начинаются внезапно и выглядят очень крупными образованиями, как бы созданными внезапным катастрофическим наводнением. Все они появились довольно давно: судя по числу перекрывающих ударных кратеров, их возраст превышает миллиард лет.

Возможность того, что когда-то по поверхности Марса текла вода, вновь сделала экзобиологию востребованным междисциплинарным направлением. Карл Саган с энтузиазмом заявлял в интервью журналу «Популярная наука» в сентябре 1972 года: «Люди в прошлом утверждали, что марсианская среда, вероятно, слишком сурова для жизни. На мой взгляд, это слишком провинциальный взгляд. Мы и другие [учёные] проводили эксперименты, моделируя марсианские условия в лаборатории. Мы обнаружили, что разные земные организмы прекрасно выживают в них. Они выдерживают ультрафиолетовое излучение, когда находятся под крошечным фрагментом камня, и даже растут в тёплое время дня, если в почве имеется небольшое количество жидкой воды… Вывод, который я хотел бы сделать относительно жизни на Марсе, заключается в том, что убедительных доказательств существования жизни на Марсе, конечно, нет, но в равной степени нет и убедительных доказательств против неё. „Маринер-9“ не был предназначен для её обнаружения и не обнаружил жизнь на Марсе».

К лету 1975 года NASA подготовило две большие межпланетные станции «Викинг» (Viking), которые должны были дать ответ на вопрос о принципиальной возможности существования жизни на Марсе.

Каждая станция состояла из двух аппаратов: орбитального (Viking Orbiter) и спускаемого (Viking Lander). Для поиска марсиан спускаемые аппараты были снабжены одинаковыми наборами из шести приборов: две телекамеры, газовый хроматограф с масс-спектрометром и три прибора, предназначенные для выявления метаболитической активности микроорганизмов в грунте. За работу каждого из приборов и интерпретацию его показаний отвечала своя группа учёных.

Камеры могли зафиксировать появление и движение рядом с аппаратами живых существ, их следы или останки, но, к сожалению, не давали возможность разглядеть микроорганизмы.

Рис. 52. Американский астрофизик Карл Саган позирует рядом с макетом межпланетного посадочного аппарата «Викинг» (Viking), созданного для изучения Марса, в Долине Смерти, Калифорния (США). Фотоснимок неустановленного автора для телесериала «Космос: персональное путешествие» (Cosmos: A Personal Voyage). 1980 год. NASA.

Устройство с газовым хроматографом (Gas Chromatograph – Mass Spectrometer, GCMS), созданное группой австрийско-американского химика Клауса Биманна из Массачусетского технологического института, должно было взять образец грунта с помощью ковша, укреплённого на конце раздвижной стрелы, и нагреть его до температуры 500 °C. Выделившиеся газы направляли в колонку хроматографа – длинную трубку, заполненную гранулами синтетического органического материала, через которую они двигались с различными скоростями в зависимости от массы молекул. По мере разделения смеси её компоненты выходили через другой конец колонки, один за другим попадая в масс-спектрометр. Та м под действием пучка электронов происходило дальнейшее разделение каждого компонента на заряженные «осколки», массы которых измерялись по величине их ускорения в электростатическом и магнитном полях. Изучая полученный таким образом спектр молекулярных масс, опытный специалист мог установить структуру молекулы, из которой образовались «осколки». Метод GCMS отличался чрезвычайно высокой чувствительностью при анализе органических соединений. Он позволял определить присутствие нескольких молекул вещества, содержащего больше двух атомов углерода, среди миллиарда других молекул или несколько частей на миллион в случае соединений, содержащих не более двух атомов углерода в молекуле, что, соответственно, в 100 и 1000 раз меньше той концентрации органических молекул, которая встречается в почвах пустынь на Земле.

Каждый из приборов выявления метаболитической активности предназначался для регистрации результатов конкретного эксперимента.

В первоначальном варианте эксперимент по газообмену (Gas Exchange, GEX), придуманный биохимиком Вэнсом Оямой из Исследовательского центра Эймса, предусматривал смачивание образца марсианского грунта питательным раствором (витамины, аминокислоты, пурины и пиримидины, органические кислоты и неорганические соли), который исследователи называли «куриным бульоном», в герметически закрытой камере при температуре около 10 °C. При этом камеру следовало продувать газовой смесью (гелий, криптон и углекислый газ), контролируя через определённые промежутки времени изменения в её составе. Предполагалось, что микроорганизмы,