Версия для печати
Вернуться к списку

МАРС: ВСЁ КРАСНОЕ И МОКРОЕ

Максим Литвак в Штатах жил по марсианскому хронометражу Что нашли?

За несколько месяцев ровер Curiosity проехал около 400 метров, а российский прибор, предназначенный для поиска воды, провёл 120 измерений.

«Первые 90 дней наша команда буквально жила в лаборатории реактивного движения НАСА в Лос-Анджелесе. Марсианский день не совпадает с земным, так что иногда приходилось работать по ночам. Теперь мы вернулись в Москву и управляем прибором в удалённом режиме», – рассказал Максим Литвак, ведущий научный сотрудник лаборатории космической гамма-спектроскопии ИКИ РАН.

Эксперименты показали, что прародительница жизни распределена под поверхностью кратера Гейла неравномерно. Учёные даже предполагают, что марсоход высадился в русле высохшего ручья.

В верхнем слое грунта воды нашлось около полупроцента по массе – меньше, чем на поверхности Сахары. Это сопоставимо только с пустыней Атакама в Чили, самой сухой областью на Земле. А вот на глубине содержание воды значительное: по осторожным оценкам – больше 4 процентов по массе. Есть только одна точка, где данные на поверхности и в глубине почти совпадают и близки к 2 процентам. Там равнина обнажена.

Данные российского прибора ХЕНД на борту марсианского спутника «Одиссей» указывали на содержание в кратере Гейла около 5 процентов воды по массе

Верхний слой поверхности подвержен постоянным изменениям. Там дуют ветры и бушуют пылевые бури, днём он нагревается, ночью остывает. Эта информация интересна скорее планетарным климатологам. Но грунт на глубине нескольких десятков сантиметров интересен уже с точки зрения эволюции Марса. Узнав больше о распределении воды и таких породообразующих элементов, как железо и хлор, мы сможем заглянуть в прошлое Красной планеты и выяснить перипетии её развития.

Как ищут?

Прибор «Динамическое альбедо нейтронов» состоит из генератора и детектора. Нейтронный генератор создан во Всероссийском научно-исследовательском Институте автоматики имени Духова. Изначально аппарат использовали в качестве «запала» для ядерного оружия. Потом перевели на гражданскую тематику: нейтронный каротаж при бурении скважин, поиск нефти и газа, обнаружение взрывчатых веществ в багаже авиапассажиров. Теперь прибор служит и для межпланетных исследований. Подобные генераторы производят 5–7 компаний в США, Франции и Китае, но представители NASA отдали предпочтение российской технике.

Нейтронный генератор расположен по правому, а детектор – по правому борту Curiosity

В генераторе проходит термоядерная реакция – конечно, не цепная, речь не о бомбе. Дейтерий сливается с тритием, и прибор короткими импульсами испускает нейтроны с высокой энергией 14 мэгаэлектронвольт – не меньше 10 миллионов частиц за одну микросекунду. Импульсы могут идти как в одиночном режиме, так и с частотой до 10 Герц. Нейтроны проникают в грунт планеты на глубину до двух метров. Дальше их судьба разнится. Либо ядро какого-то элемента захватывает нейтрон, либо он при столкновении с ядром теряет часть энергии и летит дальше. Этот процесс называют замедлением или термализацией нейтронов.

Игорь Митрофанов уподобил водород на Марсе автомобилям в Москве Чем легче ядро, с которым столкнулся нейтрон, тем больше энергии он способен передать атому. Поэтому наиболее эффективно замедление нейтронов происходит на ядрах водорода, легчайшего химического элемента, где протон всего один. Массы нейтрона и протона практически идентичны, и нейтрон при столкновении с положительно заряженным собратом теряет примерно половину энергии.

– Чем больше водорода, тем меньше энергии. Похоже на пробки в Москве. Только там от количества машин зависит потеря скорости. А энергия убывает не кинетическая – скорее нервная, – пошутил Игорь Митрофанов, заведующий лабораторией космической гамма-спектроскопии ИКИ РАН. Прибор «ДАН» создавали под его руководством.

Всего в грунте поглощается около 60 процентов нейтронов. Оставшаяся часть выходит обратно на поверхность. Там их регистрирует приёмник нейтронного излучения. Измерения идут с помощью блока детекторов. Их два: один фиксирует более быстрые нейтроны, другой – менее быстрые. По соотношению можно узнать процентное содержание водорода в грунте. Именно водорода. Все выводы о воде гадательны, но уверенность в них велика.

Прибор позволяет заглянуть на глубину одного метра и достоверно судить о слое 50–70 сантиметров. Все данные сопоставляют с расчётными моделями, предсказаниями ядерной теории. Поэтому точность результатов зависит не только от чувствительности аппаратуры, но и от совершенства математического аппарата.

Куда деньги дели?

На январь 2016 года намечен первый этап европейской миссии «ЭкзоМарс». Предполагается, что на орбитальном марсианском аппарате будет два комплекса российских приборов. Первый – усовершенствованная версия лунного нейтронного телескопа. Сейчас карта распространения воды на Марсе имеет разрешение 300 на 300 километров, новая методика позволит увеличить этот показатель в 100 раз. Второй прибор позволит изучить атмосферу и состав поверхности Марса. Несколько спектрометров просканируют планету в ближнем инфракрасном диапазоне и в ближнем ультрафиолете. Прототип – эксперимент «Русалка» на Международной космической станции.

Институт Льва Зелёного оказался на границе двух экономик – рыночной и командно-административной Вот только денег на приборы до сих пор нет, и появятся они не раньше весны 2013 года.

«Мы испытываем беспокойство и тревогу в связи с отсутствием финансирования от Роскосмоса, – заявил Лев Зелёный, директор ИКИ РАН. – Переговоры идут уже больше года, но мы до сих пор не получили на изготовление приборов ни рубля. Это очень печально и сильно осложняет работу.

Средства-то есть, и они достаточные: это страховка, полученная после гибели аппарата «Фобос-грунт». Но мы не можем получить эти деньги, пока не подписано официальное соглашение с Европейским космическим агентством. Хочется верить, что это произойдёт в декабре. Но тогда наше соглашение с Роскосмосом будет подписано только весной.

Мне кажется, имеющиеся финансовые законы несколько забюрократизированы. Мы носим «гордый» статус бюджетного учреждения и даже не можем брать кредит в банке, как НПО имени Лавочкина, например».

«Наш институт на границе двух экономик: внизу – рыночная, вверху – командно-административная, – добавил Игорь Митрофанов, заведующий лабораторией космической гамма-спектроскопии ИКИ РАН. – Наши партнёры хотят от нас денег, никто комплектацию не будет поставлять, пока мы не заплатим. А Роскосмос полагает, что платить в назначенные сроки совершенно необязательно».