Очертания городских зданий теряются в дыму, который удушливым покрывалом укутывает мегаполис. Из-за этого дышать в городе, и без того раскаленном до предела, становится невозможно. В сельской местности огонь беззастенчиво пожирает целые деревни. Обезумевшие от жажды дикие животные, забыв про инстинкт самосохранения, выходят к жилищу человека в поисках живительной влаги… Сценарий фильма-катастрофы? Июль наглядно объяснил нам про прелести глобального потепления. Чтобы представить парниковый эффект во всей красе, можно заглянуть на соседнюю Венеру. Эта сестра Земли таит в себе не меньше загадок, чем Марс. Именно она способна рассказать, какое будущее ждет нашу планету.
Огненная Земля
Апокалипсис, сопровождающийся огнем, дымом и пеплом, неоднократно описан в древних преданиях. Дым и копоть у москвичей вызывают аналогичные ассоциации. Кто-то шутит, что горящие торфяники пахнут Армагеддоном, кто-то вспоминает казни египетские, а кто-то говорит о конце света по календарю майя в 2012 году. И это неудивительно. Все источники - от индуистской мифологии до библейских пророчеств - указывают на то, что Апокалипсис непременно будет сопровождаться огненными «спецэффектами». Так, в «Откровении» Иоанна Богослова говорится о том, что, когда трубит первый ангел, на Землю падут «град и огонь», загорятся леса и поля, когда трубит второй ангел, в море извергается «гора, пылающая огнем», с трубой третьего ангела планету ждет падение с неба звезды, от которой пострадают воды на поверхности планеты, а после затмятся Солнце, Луна и звезды.
Сценарий с дымом и копотью упоминается и в предсказаниях мексиканских индейцев, и в древних буддистских источниках, а Эпоха шестого солнца, начало которой майя предсказали к 2012 году, принесет с собой огонь. По подсчетам древнегреческого философа Гераклита Эфесского, мир должен погибать в огне каждые 10 800 лет.
Все эти пророчества, если их формализовать, прекрасно могли бы проиллюстрировать научный доклад о парниковом эффекте. И несмотря на то что сам факт глобального потепления многими учеными ставится под сомнение, аномальный разогрев планеты - вопрос по-прежнему актуальный. Другое дело, что его виновником может быть вовсе не человек. Откуда придет угроза, подробно рассказать может соседка Земли - Венера. Мнения ученых о том, что именно эта планета была когда-то пригодной для жизни, сегодня звучат все чаще. Согласно одной из версий, цветущая планета в результате глобального катаклизма получила атмосферу, практически полностью состоящую из углекислого газа, проницаемую для солнечных лучей. И как следствие, огромную температуру на поверхности, уничтожившую все живое. Не ожидает ли подобная участь Землю?
Дым и копоть непременные атрибуты апокалипсиса во многих древних преданиях и художественных произведениях. Таким, например, представлял себе конец света Альбрехт Дюрер
Здравствуй, сестра…
Венере повезло с имиджем. Само ее имя навевает романтические ассоциации. Венера является предвестницей зари, и рано утром или в сумерках красуется самой яркой точкой на небосклоне. Астрономы ее ласково называют сестрой Земли, поскольку она ближайшая к нам планета и оба небесных тела весьма похожи по размерам. Так, радиус нашей планеты составляет 6356 километров, а Венеры - 6051. Толстый слой облаков, в котором не бывает разрывов, не дает возможности видеть ее поверхность. Из-за скудности научных данных примерно до середины прошлого века бытовало предположение о том, что на Венере могут быть приемлемые условия для жизни. Однако несколько удачных рейсов советских аппаратов к планете этот миф развеяли - выяснилось, что обстановка на планете куда больше напоминает преисподнюю. «Температура на поверхности Венеры - примерно 470 градусов по Цельсию, - объясняет заведующая лабораторией планетной спектроскопии Института космических исследований РАН доктор физико-математических наук Людмила Засова. - Атмосфера на планете примерно в сто раз толще земной и практически полностью состоит из углекислого газа. Только в начале 70-х годов прошлого века ученые выяснили состав облаков, которые наблюдал еще Михаил Ломоносов. Оказалось, что они состоят из высококонцентрированной - 75 процентов - серной кислоты. Чем не ад?»
Как ни парадоксально, но у этого «ада» немало общего с нашим земным «раем». «Объемы углерода и его соединений на Земле и Венере примерно одинаковы, - объясняет Людмила Засова, - то есть на стадии формирования планет они получили примерно равное количество углерода. Только у нас он содержится преимущественно в карбонатах и известковых отложениях на дне океана, а на Венере в качестве углекислого газа в атмосфере. Если Мировой океан будет нагреваться нынешними темпами, постепенно испаряясь, то этот газ может выйти из отложений».
У венерианских сернистых облаков в земной стратосфере тоже есть аналог - сернокислотные аэрозоли, также состоящие из высококонцентрированной серной кислоты. Конечно, им далеко до того содержания, которое наблюдается на Венере, но такое совпадение заставляет задуматься.
Несмотря на то что Венера находится значительно ближе к Солнцу, чем Земля, оба небесных тела получают примерно одинаковое излучение. Но практически половина солнечного ультрафиолета на Венере нейтрализуется на уровне облаков, где помимо серной кислоты присутствует загадочный ультрафиолетовый поглотитель - понять его природу ученые пока не могут.
Возможно, миллиарды лет назад общих черт у наших планет было гораздо больше. Например, у Венеры могло быть жидкое ядро и, соответственно, свое магнитное поле, как у Земли. Более того, вполне вероятно, что в прошлом на поверхности планеты в изобилии могла присутствовать вода. Пока, правда, на это указывают лишь косвенные признаки. «Отношение «тяжелого» изотопа водорода - дейтерия к «легкому» водороду на Венере выше, чем на Земле, в 150-300 раз, - объясняет Людмила Засова. - По-видимому, вода испарилась, и легкий водород, который мог входить в ее состав, со временем улетучился из атмосферы Венеры. На существование океана в прошлом могло бы указать наличие карбонатов, но пока они на Венере не найдены». Впрочем, и без вещественных доказательств многие ученые считают, что Венера могла быть цветущей планетой, ставшей жертвой глобального катаклизма.
Романтичное имя Венеры вводит в заблуждение, обстановка на планете больше напоминает ад
Поехали!
Венера считается «советской планетой». В то время как с миссиями на Марс у нашей страны все время не складывалось, каждая советская экспедиция на Венеру завершалась триумфом - на сегодняшний день именно отечественные ученые могут похвастаться тем, что их аппараты достигли поверхности этой планеты, начиная с «Венеры-7» в 1970 году и до аппаратов «Вега» в 1985 году. В последнее время инициативу, правда, перехватило Европейское космическое агентство с орбитальным аппаратом Venus Express. Опираясь на данные различных миссий, западные ученые сегодня взялись выдвигать одну за другой смелые гипотезы относительно прошлого Венеры.
Американский специалист по планетам земной группы доктор Дэвид Гринспун из Юго-Западного научно-исследовательского института обратил внимание на то, что поверхность Венеры на удивление молода. Ее средний возраст составляет 500 миллионов лет, а самым старым породам - около 700 миллионов, при том что формирование ближайших планет происходило пять миллиардов лет назад. Так, возраст пород на поверхности Марса составляет примерно 3,8 миллиарда лет, Земли - более 4 миллиардов. По мнению доктора Гринспуна, причиной столь радикального омоложения могла стать именно глобальная катастрофа, отправной точкой которой стал сильнейший парниковый эффект. После испарения воды тектонические движения на планете почти полностью остановились, а тепло начало накапливаться не только на поверхности, но и внутри, что спровоцировало плавление всей коры.
Вода на Венере могла элементарно испариться. Так считает специалист Оксфордского университета Колин Уилсон. Он опирается на данные, полученные станцией Venus Express. «Даже сейчас размеры испарений довольно велики, - говорит ученый, - на Венере могли быть если не океаны, то небольшие водоемы». Другой вопрос, как шло развитие парникового эффекта. Было ли оно постепенным?
Пролить свет на происходящее может российский проект «Венера-Д» по комплексному изучению планеты, запуск которого запланирован на 2016-2018 годы. Сам орбитальный аппарат с новейшими измерительными приборами будет наблюдать за поведением планеты и ее атмосферы. Астрономы намерены раскрыть секрет сверхротации - явления, которое заставляет атмосферу планеты вращаться до 60 раз быстрее самой планеты. В гущу «событий» предполагается направить два баллона - один расположится в слое сернистых облаков, а второй спрячется под облаками на высоте 48-50 километров. По результатам их работы, возможно, и удастся выяснить природу вещества, защищающего Венеру от излишков ультрафиолетового излучения. Но самое главное - прямо к планете направится спускаемый аппарат, который сможет проработать на поверхности до двух часов. «При тех научных задачах и экспериментах, которые мы ставим сегодня, этого вполне достаточно, - полагает Людмила Засова. - Долгоживущие станции - дело будущего. После 2020 года появятся аппараты, способные проработать на Венере до двух месяцев».
Каким бы ни был результат, он в любом случае позволит нам больше узнать о будущем Земли. «Мы почти ничего не знаем о жизни во Вселенной, - сетует Дэвид Гринспун, - по сути у нас имеется только одна планета, которая служит примером. А это все равно что делать обобщенный научный вывод на основании единственного источника». В этом смысле вопрос: «Была ли жизнь на Венере?» - не менее актуален, чем вечный: «Есть ли жизнь на Марсе?»
«То, с чем мы имеем дело сейчас на Земле, - говорит Людмила Засова, - называется нестабильностью климата. Это лето аномально жаркое, а следующее, возможно, будет холодным. Но чем обернется такая нестабильность? Для этого мы и изучаем планеты так называемой земной группы, в число которых входят и Марс, и Венера». Возможно, новые исследования подскажут, чем являются катаклизмы этого лета - кратковременным капризом природы или началом длительного процесса, в результате которого Земля превратится в венерианский ад.
Температура на поверхности Венеры достигает 470 градусов по Цельсию
Максим Морозов
В парниковых условиях
Михаил Синицын, сотрудник Государственного астрономического института имени П. К. Штернберга:
Доказательств того, что на Венере могла быть жизнь, нет. Да и представить, что атмосфера этой планеты каким-то образом уплотнилась до размера в 90 атмосфер, сложно. Скорее, наоборот, ее реальнее «разогнать». Поэтому, кстати, и возникают теории из области фантастики о том, что именно на Венере, а не на Марсе можно создать условия для переселения.
Хакан Шведем, специалист Европейского космического агентства:
- «Базовая комплектация» Земли и Венеры, на мой взгляд, была практически идентичной, при формировании они получили одинаковое количество веществ. На Земле в ходе эволюции сформировались идеальные условия для присутствия воды в изобилии и зарождения жизни. Возможно, что-то похожее происходило на Венере, пока в результате неких событий планета не превратилась в раскаленный шар. Это может быть связано с тем, что Венера расположена ближе к Солнцу и под его воздействием воду «выбило» с планеты. Но не исключаю, что важную роль мог сыграть парниковый эффект.
Следуя некоторым видам поиска, мы смогли бы обнаружить жизнь,базирующуюся на совершенно ином химическом составе (без углерода и/или воды). Б.У. Джонс, британский астрофизик
Венера одна из самых загадочных планет в нашей Солнечной системе. Астрофизические исследования последних десятилетий обогатили наши представления о природе множеством интереснейших фактов. В 1995 году была найдена первая экзопланета - планета, которая обращается вокруг одной из звёзд нашей Галактики. Сегодня известно более семисот таких экзопланет (см. «Наука и жизнь» № 12, 2006 г.). Почти все они обращаются по очень низким орбитам, но если светимость звезды невелика, температура на планете может лежать в пределах 650-900 К (377-627°С). Такие условия абсолютно неприемлемы для единственно знакомой нам белковой формы жизни. Но действительно ли она единственная во Вселенной, а отрицание других возможных её видов - это «земной шовинизм»?
Исследовать даже ближайшие из экзопланет при помощи автоматических космических аппаратов в текущем столетии вряд ли получится. Вполне возможно, однако, что ответ удастся отыскать совсем рядом, на нашей ближайшей соседке по Солнечной системе - на Венере. Температура поверхности планеты (735 К, или 462°С), огромное давление (87-90 атм) её газовой оболочки плотностью 65 кг/м³, состоящей в основном из углекислого газа (96,5%), азота (3,5%) и следов кислорода (менее 2·10-5%), близки к физическим условиям на многих экзопланетах особого класса. Недавно были заново исследованы и обработаны телевизионные изображения (панорамы) поверхности Венеры, полученные тридцать лет назад и более. На них обнаружилось несколько объектов размером от дециметра до полуметра, которые меняли форму, положение в кадре, появлялись на одних изображениях и пропадали на других. А на ряде панорам явственно наблюдались осадки, которые выпадали и таяли на поверхности планеты.
В январе журнал «Астрономический вестник - исследования Солнечной системы» опубликовал статью «Венера как естественная лаборатория для поиска жизни в условиях высоких температур: о событиях на планете 1 марта 1982 г.». Она не оставила равнодушными читателей, причём мнения разделились - от крайней заинтересованности до гневного неодобрения, поступающего главным образом из-за океана. И в опубликованной тогда, и в данной статье не утверждается, что на Венере найдена неизвестная доныне внеземная форма жизни, а лишь рассказано о явлениях, которые могут быть её признаками. Но, как удачно сформулировал тему один из двух главных авторов телевизионного эксперимента на аппаратах «Венера» Ю.М. Гектин, «нам не нравится интерпретация полученных результатов как признаков жизни на планете. Однако мы не можем найти другого объяснения тому, что видим на панорамах поверхности Венеры».
Наверное, уместно напомнить афоризм, что новые идеи обычно проходят три стадии: 1. Какая глупость! 2. В этом что-то есть… 3. Ну, кто же этого не знает!
Аппараты «Венера», их видео камеры и первый привет с Венеры
Первые панорамы поверхности Венеры передали на Землю аппараты «Венера-9» и «Венера-10» ещё в 1975 году. Изображения получали при помощи установленных на каждом аппарате двух оптико-механических камер с фотоумножителями (ПЗС-матрицы существовали тогда только в виде идеи).
Фото 1. Поверхность Венеры в месте посадки аппарата «Венера-9» (1975 г.). Физические условия на Венере: атмосфера CO2 96,5%, N2 3,5%, O2 менее 2·10-5; температура - 735 К (462°С), давление 92 МПа (примерно 90 атм). Дневная освещённость от 400 лк до 11 клк. Метеорология Венеры определяется соединениями серы (SO2, SO3, H2SO4).
Зрачки камер располагались на высоте 90 см от поверхности, с двух сторон аппарата. Качающееся зеркальце каждой камеры постепенно поворачивалось и создавало панораму в 177° по ширине, полосой от горизонта до горизонта (3,3 км на ровной местности), а верхняя граница изображения отстояла на два метра от аппарата. Разрешающая способность камер позволяла чётко видеть миллиметровые детали поверхности вблизи и объекты размером около 10 метров у горизонта. Камеры находились внутри аппарата и снимали прилегающий пейзаж сквозь герметичное кварцевое окно. Аппарат постепенно разогревался, но полчаса работы его конструкторы твёрдо обещали. Обработанный фрагмент панорамы «Венера-9» представлен на фото 1. Так увидел бы планету человек в экспедиции на Венеру.
В 1982 году аппараты «Венера-13» и «Венера-14» были оснащены уже более совершенными камерами со светофильтрами. Изображения были вдвое более чёткими и состояли из 1000 вертикальных строк по 211 пикселов размером 11 угловых минут каждый. Видеосигнал, как и раньше, передавался на орбитальную часть аппарата, искусственный спутник Венеры, который в реальном времени ретранслировал данные на Землю. За время работы камеры передали 33 панорамы или их фрагмента, что позволяет проследить развитие некоторых интересных явлений на планете.
Невозможно передать масштаб технических трудностей, которые пришлось преодолеть разработчикам камер. Достаточно сказать, что за прошедшие с тех пор 37 лет эксперимент так и не был повторён. Руководил коллективом разработчиков доктор технических наук А.С. Селиванов, который сумел собрать группу талантливых учёных и инженеров. Упомянем здесь лишь нынешнего Главного конструктора космических приборов ОАО «Космические системы» кандидата технических наук Ю.М. Гектина, его коллег - кандидата физико-математических наук А.С. Панфилова, М.К. Нараеву, В.П. Чемоданова. Первые снимки с поверхности Луны и с орбиты Марса также передавали созданные ими приборы.
На первой же панораме («Венера-9», 1975 г.) внимание нескольких групп экспериментаторов привлёк симметричный объект сложной структуры, размером около 40 сантиметров, напоминающий сидящую птицу с вытянутым хвостом. Геологи осторожно назвали его «странным камнем со стержнеобразным выступом и бугорчатой поверхностью». «Камень» обсуждали в итоговом сборнике статей «Первые панорамы поверхности Венеры» (редактор М.В. Келдыш) и в увесистом томе международного издания «VENUS». Меня он заинтересовал 22 октября 1975 года, сразу как только лента с панорамой выползла из громоздкого фототелеграфного аппарата в евпаторийском Центре дальней космической связи.
К сожалению, в дальнейшем все мои попытки заинтересовать странным объектом коллег в Институте космических исследований АН СССР и администрацию института оказались тщетными. Представления о невозможности существования жизни в условиях высоких температур оказались непреодолимым барьером для любых обсуждений. Всё же ещё за год до опубликования сборника М. В. Келдыша, в 1978 году, вышла книга «Планеты, открытые заново», где приводилось изображение «странного камня». Комментарий к снимку был таким: «Детали предмета симметричны относительно продольной оси. Недостаточная чёткость скрывает его контуры, но… при некотором воображении можно увидеть фантастического обитателя Венеры. В правой части снимка… виден предмет диковинной формы размером около 30 см. Вся его поверхность покрыта странными наростами, причём в их положении можно увидеть какую-то симметрию. Влево от предмета выступает длинный прямой белый отросток, под которым видна глубокая тень, повторяющая его форму. Белый отросток очень похож на прямой хвост. С противоположной стороны предмет оканчивается большим белым округлым выступом, похожим на голову. Весь предмет покоится на короткой толстой «лапе». Разрешение снимка недостаточно, чтобы можно было чётко различить все детали загадочного предмета… Неужели «Венера-9» опустилась рядом с живым обитателем планеты? В это уж очень трудно поверить. К тому же за восемь минут, прошедших до возвращения объектива телекамеры к предмету, он совершенно не изменил своего положения. Это странно для живого существа (если оно не было повреждено краем аппарата, от которого его отделяют сантиметры). Вероятнее всего, мы видим камень необычной формы, похожий на вулканическую бомбу… С хвостом».
Сарказм заключительной фразы - «с хвостом» - показывал, что оппоненты не убедили автора в физической невозможности жизни на Венере. В том же издании говорится: «Представим себе, однако, что в каком-то из космических экспериментов на поверхности Венеры было бы все-таки найдено живое существо… История науки показывает, что, как только появляется новый экспериментальный факт, теоретики, как правило, быстро находят ему объяснение. Можно даже предсказать, каким было бы это объяснение. Синтезированы весьма термостойкие органические соединения, в которых используется энергия π-электронных связей (один из видов ковалентной связи, «обобществления» валентных электронов двух атомов молекулы. - прим. ред.). Такие полимеры способны выдерживать температуры до 1000°С и более. Поразительно, но некоторые земные бактерии используют π-электронные связи в своём метаболизме, однако не для повышения теплостойкости, а для связывания атмосферного азота (что неизбежно требует огромной энергии связей, достигающей 10 eV и более). Как можно видеть, «заготовки» для моделей венерианских живых клеток природа создала даже на Земле».
К этой теме автор возвращался в книгах «Planeten» и «Парад планет». Но в его строго научной монографии «Планета Венера» гипотеза о жизни на планете не упоминается, так как вопрос о необходимых для жизни источниках энергии в безокислительной атмосфере оставался (и продолжает оставаться) неясным.
Новые миссии. 1982 год
Фото 2. Аппарат «Венера-13» на лабораторных испытаниях в 1981 году. В центре видно окно телевизионной камеры, закрытое крышкой.
Оставим на время «странный камень». Следующими удачными полётами к планете с передачей изображений с её поверхности стали миссии «Венера-13» и «Венера-14» в 1982 году. Коллектив Научно-производственного объединения им. С.А. Лавочкина создал удивительные аппараты, которые тогда назывались АМС.
С каждой новой миссией к Венере они становились всё более совершенными, способными противостоять огромным давлениям и температурам. Аппарат «Венера-13» (фото 2), оснащённый двумя телевизионными камерами и другими приборами, опустился в экваториальной зоне планеты.
Благодаря эффективной тепловой защите температура внутри аппаратов поднималась довольно медленно, их системы успели передать много научных данных, панорамные изображения высокой чёткости, в том числе цветные, и с низким уровнем различных помех. Передача каждой панорамы занимала 13 минут. Спускаемый аппарат «Венера-13» 1 марта 1982 года проработал рекордно долго. Он продолжал бы передавать ещё, но на 127-й минуте приём данных с него непонятно кто и зачем приказал прекратить. С Земли была послана команда на выключение приёмника на орбитальном аппарате, хотя спускаемый аппарат продолжал посылать сигналы… Была ли это забота об орбитальном аппарате, чтобы на нём не разрядились аккумуляторы, или что-то ещё, но разве приоритет не оставался за спускаемым аппаратом?
Если исходить из всей переданной информации, в том числе и той, которую ещё недавно считали испорченной шумами, длительность успешной работы «Венеры-13» на поверхности превышала два часа. Опубликованные в печати изображения созданы путём комбинирования цветоделённых и чёрно-белых панорам (фото 3). При низком уровне помех для этого было достаточно трёх изображений.
Фото 3. Панорама поверхности Венеры в месте посадки аппарата «Венера-13». В центре - посадочный буфер аппарата с зубцами турбулизатора, обеспечивающего плавную посадку, выше - сброшенная белая полуцилиндрическая крышка окна телевизионной камеры. Её диаметр 20 см, высота 16 см. Расстояние между зубцами 5 см.
Избыток информации позволил восстановить картинку там, где на короткое время аппарат от изображений поверхности переходил к передаче результатов других научных измерений. Опубликованные панорамы обошли весь мир, многократно перепечатывались, потом интерес к ним стал постепенно угасать; даже специалисты пришли к выводу, что дело уже сделано…
Что удалось увидеть на поверхности Венеры
Новый анализ изображений оказался весьма трудоёмким. Часто спрашивают, почему ждали больше тридцати лет. Нет, не ждали. К старым данным обращались снова и снова, по мере совершенствования средств обработки и, скажем больше, совершенствования наблюдательности и понимания внеземных объектов. Многообещающие результаты получили уже в 2003-2006 годах, а наиболее существенные находки сделали в прошлом и позапрошлом годах, причём работу ещё не завершили. Для исследований использовали последовательности первичных изображений, полученных за достаточно длительное время работы аппарата. На них можно было попытаться обнаружить какие-то различия, понять, что их вызвало (например, ветер), обнаружить объекты, по внешнему виду отличные от естественных деталей поверхности, отметить явления, которые ускользнули от внимания тогда, более тридцати лет назад. При обработке использовали самые простые и «линейные» методы - корректировку яркости, контрастности, размытие или увеличение резкости. Любые другие средства - ретуширование, корректировка или применение какой-либо версии программы Photoshop- полностью исключались.
Наиболее интересны изображения, переданные аппаратом «Венера-13» 1 марта 1982 года. В ходе нового анализа изображений поверхности Венеры удалось обнаружить несколько объектов, которые имели особенности, отмеченные выше. Для удобства им присвоили условные названия, которые, конечно, не отражают реальной их сути.
Фото 4. Нижняя часть крупного объекта «диск», 0,34 м в диаметре, видна справа на верхней границе изображения.
Странный «диск», изменяющий свою форму. «Диск» имеет правильную форму, по-видимому круглую, диаметром около 30 см и напоминает крупную раковину. На фрагменте панорамы на фото 4 видна только его нижняя половина, а верхняя срезана границей кадра.
Положение «диска» на последующих снимках слегка меняется из-за небольшого сдвига сканирующей камеры при разогреве аппарата. На фото 4 к «диску» примыкает вытянутая структура, напоминающая метёлку. На фото 5 приведены последовательные изображения «диска» (стрелка а) и поверхности возле него, а в нижней части кадров указан примерный момент прохождения поля сканера по «диску».
На первых двух кадрах (32-я и 72-я минуты) вид «диска» и «метёлки» почти не менялся, но в конце 72-й минуты в его нижней части появилась короткая дуга. На третьем кадре (86-я минута) дуга стала длиннее в несколько раз, а «диск» начал делиться на части.
На 93-й минуте (кадр 4) «диск» исчез, а вместо него появился примерно того же размера симметричный светлый объект, образованный многочисленными складками V-образной формы - «шевронами», ориентированными примерно вдоль «метёлки».От нижней части «шевронов» отделились многочисленные большие дуги, подобные дуге на третьем кадре. Они закрыли всю поверхность, прилегающую к крышке телефотометра (белый полуцилиндр на поверхности). В отличие от «метёлки», под «шевронами» видна тень, что говорит об их объёмности.
Фото 5. Изменения положения и формы объектов «диск» (стрелка a) и «шевроны» (стрелка b). Примерный момент прохождения сканером изображения «диска» указан в нижней части кадров.
Через 26 минут, на последнем кадре (119-я минута) «диск» и «метёлка» полностью восстановились и видны чётко. «Шевроны» и дуги исчезли, как и появились, возможно, переместившись за границу изображения. Таким образом, пять кадров фото 5 демонстрируют полный цикл изменений формы «диска» и вероятную связь «шевронов» и с ним, и с дугами.
«Чёрный лоскут» у измерителя механических свойств грунта. На аппарате «Венера-13» среди других приборов было устройство для измерения прочности грунта в виде откидной фермы длиной 60 см. После посадки аппарата освобождалась удерживающая ферму защёлка, и под действием пружины ферма опускалась на грунт. Измерительный конус (штамп) на её конце, кинетическая энергия которого была известна, углублялся в почву. По глубине его погружения оценивалась механическая прочность грунта.
Фото 6. Неизвестный объект «чёрный лоскут» появился в первые 13 минут после посадки, обвившись вокруг конического измерительного молотка, который частично углубился в грунт. Сквозь чёрный объект просвечивают детали механизма. Последующие изображения (полученные в интервале от 27-й до 50-й минуты после посадки) показывают чистую поверхность молотка, «чёрный лоскут» отсутствует.
Одной из задач миссии было измерение малых составляющих атмосферы и грунта. Поэтому любое отделение от аппарата каких-либо частиц, плёнок, продуктов разрушения или обгорания при спуске в атмосфере и посадке абсолютно исключалось; при наземных испытаниях этим требованиям уделяли особое внимание. Однако на первом же изображении, полученном в интервале 0-13 минут после посадки, отчётливо видно, что вокруг измерительного конуса, по всей его высоте, обмотался вытянутый вверх неизвестный тонкий предмет - «чёрный лоскут» размером около шести сантиметров по высоте (фото 6). На последующих панорамах, сделанных через 27 и 36 минут, этот «чёрный лоскут» отсутствует. Он не может быть дефектом снимка: на более чётких изображениях видно, что одни детали фермы проецируются на «лоскут», а другие частично просвечивают сквозь него. Второй объект этого типа был обнаружен с другой стороны аппарата, под сброшенной крышкой телекамеры. Похоже, что их появление как-то связано с разрушением грунта измерительным конусом или посадочным аппаратом. Это предположение косвенно подтверждает наблюдение ещё одного похожего объекта, появившегося в поле зрения камер позже.
Звезда экрана - «скорпион». Этот наиболее интересный объект появился примерно на 90-й минуте вместе с примыкающим к нему справа полукольцом (фото 7). Внимание к нему прежде всего привлёк, конечно, его странный вид. Сразу же возникло предположение, что это какая-то деталь, отделившаяся от начавшего разрушаться аппарата. Но тогда аппарат быстро вышел бы из строя из-за катастрофического перегрева его устройств в герметизированном отсеке, куда раскалённая атмосфера под действием гигантского давления проникла бы сразу. Однако «Венера-13» продолжала нормально работать ещё час, и, следовательно, объект ей не принадлежал. Согласно технической документации, все наружные операции - сброс крышек датчиков и телекамер, бурение грунта, работа с измерительным конусом - закончились через полчаса после посадки. Больше от аппарата ничего не отделялось. На последующих снимках «скорпион» отсутствует.
Фото 7. Объект «скорпион» появился на изображении примерно на 90-й минуте после посадки аппарата. На последующих изображениях он отсутствует.
На фото 7 скорректированы яркость и контрастность, повышены чёткость и резкость исходного изображения. «Скорпион» имеет размер около 17 сантиметров в длину и сложную структуру, напоминающую земных насекомых или паукообразных. Его форма не может быть результатом случайного сочетания тёмных, серых и светлых точек. Изображение «скорпиона» состоит из 940 точек, а в панораме их 2,08·105. Вероятность образования такой структуры за счёт случайного сочетания точек исчезающе мала: менее 10-100. Иными словами, возможность случайного появления «скорпиона» исключена. Кроме того, он отбрасывает явственно различимую тень, и, следовательно, это реальный объект, а не артефакт. Простое сочетание точек отбрасывать тень не может.
Позднее появление «скорпиона» в кадре можно объяснить, например, процессами, протекавшими во время посадки аппарата. Вертикальные скорость аппарата составляла 7,6 м/с, а боковая была примерно равна скорости ветра (0,3-0,5 м/с). Удар о почву произошёл с обратным ускорением 50g Венеры. Аппарат разрушил грунт на глубину примерно 5 см и отбросил его в сторону бокового движения, засыпав поверхность. Чтобы подтвердить это предположение, место появления «скорпиона» изучили на всех панорамах (фото 8) и увидели интересные подробности.
Фото 8. Последовательные изображения участка грунта, выброшенного при посадке в сторону бокового движения аппарата. Указаны примерные минуты сканирования соответствующего участка.
На первом изображении (7-я минута) на выброшенном грунте видна неглубокая канавка длиной около 10 см. На втором изображении (20-я минута) стороны канавки приподнялись, а её длина увеличилась примерно до 15 см. На третьем (59-я минута) в канавке стала видна регулярная структура «скорпиона». Наконец, на 93-й минуте «скорпион» полностью выбрался из засыпавшего его слоя грунта толщиной 1–2 см. На 119-й минуте он исчез из кадра и отсутствует на последующих изображениях (фото 9).
Фото 9. «Скорпион» (1) появился на панораме, снятой с 87-й по 100-ю минуту. На изображениях, полученных до 87-й и после 113-й минуты, он отсутствует. Малоконтрастный объект 2, вместе с клочковатой светлой средой, также присутствует только на панораме 87-100-й минут. На кадрах 87-100-й и 113-126-й минут слева, в группе камней, появился новый объект К с изменяющейся формой. Его нет на кадрах 53-66-й и 79-87-й минут. В центральной части снимка показаны результат обработки изображения и размеры «скорпиона».
В качестве возможной причины перемещения «скорпиона» в первую очередь рассматривался ветер. Поскольку плотность венерианской атмосферы у поверхности ρ = 65 кг/м³, динамическое воздействие ветра в 8 раз выше, чем на Земле. Скорость ветра v измеряли во многих экспериментах: по доплеровскому смещению частоты передаваемого сигнала; по перемещению пыли и по акустическому шуму в микрофоне на борту - и оценили в пределах от 0,3 до 0,48 м/с. Даже при максимальном её значении скоростной напор ветра ρv² на площадь боковой поверхности «скорпиона» создаёт давление около 0,08 Н, которое вряд ли могло переместить объект.
Другая вероятная причина исчезновения «скорпиона» может быть в том, что он перемещался. По мере удаления от камеры разрешение изображений ухудшалось, и в трёх-четырёх метрах он стал бы неотличимым от камней. Как минимум, на такое расстояние он должен был отдалиться за 26 минут - время следующего возвращения сканера к тем же строкам на панораме.
Из-за наклона оси камеры возникают искажения изображения (фото 3). Но вблизи камеры они невелики и исправления не требуют. Возможна другая причина искажений - перемещение объекта во время сканирования. На съёмку всей панорамы затрачивалось 780 с, а на участок изображения со «скорпионом» - 32 с. При смещении объекта могло происходить, например, кажущееся удлинение или сокращение его размера, но, как будет показано, фауна Венеры должна быть очень медлительной.
Анализ поведения обнаруженных на панорамах Венеры объектов позволяет предположить, что по меньшей мере какая-то их часть имеет признаки живых существ. С учётом этой гипотезы можно попытаться объяснить, почему в первый час работы спускаемого аппарата никакие странные объекты, кроме «чёрного лоскута », не наблюдались, а «скорпион» появился только спустя полтора часа после посадки аппарата.
Сильный удар при посадке вызвал разрушение грунта и выброс его в сторону бокового движения аппарата. После посадки аппарат около получаса производил сильный шум. Пиропатроны отстреливали крышки телекамер и научных приборов, работала буровая установка, освободилась штанга с измерительным молотком. «Обитатели» планеты, если они там были, покинули опасный район. Но со стороны выброса грунта они уйти не успели и были им засыпаны. То обстоятельство, что «скорпион» около полутора часов выбирался из-под сантиметрового завала, говорит о его невысоких физических возможностях. Огромной удачей эксперимента стало совпадение времени сканирования панорамы с появлением «скорпиона» и его близость к телевизионной камере, что позволило разглядеть и подробности развития описанных событий, и его внешний вид, хотя чёткость изображения оставляет желать лучшего. Сканирующие камеры аппаратов «Венера-13» и «Венера-14» предназначались для съёмки панорам окрестностей мест их посадки и получения общих представлений о поверхности планеты. Но экспериментаторам повезло - удалось узнать намного больше.
Аппарат «Венера-14» тоже опустился в экваториальной зоне планеты, на расстоянии около 700 км от «Венеры-13». Поначалу анализ снятых «Венерой-14» панорам каких-либо особых объектов не обнаружил. Но более подробный поиск дал интересные результаты, которые сейчас изучаются. А мы вспомним про первые панорамы Венеры, полученные в 1975 году.
Миссии «Венера-9» и «Венера-10»
Результаты миссий 1982 года не исчерпывают все имеющиеся наблюдательные данные. Почти на семь лет раньше на поверхность Венеры опустились менее совершенные аппараты «Венера-9» и «Венера-10» (22 и 25 октября 1975 года). Затем, 21 и 25 декабря 1978 года, состоялся десант «Венеры-11» и «Венеры-12». На всех аппаратах также стояли оптико-механические сканирующие камеры, по одной с каждой стороны аппарата. К сожалению, на аппаратах «Венера-9» и «Венера-10» раскрылось только по одной камере, крышки вторых не отделились, хотя камеры работали нормально, а на аппаратах «Венера-11» и «Венера-12» не отделились крышки всех сканирующих камер.
По сравнению с камерами «Венеры-13» и «Венеры-14» разрешение на панорамах «Венеры-9» и «Венеры-10» было почти вдвое ниже, угловое разрешение (единичный пиксел) составляло 21 угловую минуту, длительность развёртки строки - 3,5 секунды. Форма спектральной характеристики примерно соответствовала человеческому зрению. Панорама «Венеры-9» охватывала 174° за 29,3 минуты съёмки с одновременной передачей. «Венера-9» и «Венера-10» проработали соответственно 50 минут и 44,5 минуты. Изображение в реальном времени ретранслировалось на Землю через остронаправленную антенну орбитального аппарата. Уровень шума в принятых изображениях был низким, но из-за ограниченного разрешения качество исходных панорам, даже после сложной обработки, оставляло желать лучшего.
Фото 10. Панорама, переданная 22 октября 1975 года аппаратом «Венера-9» с поверхности планеты.
Фото. 11. Угловая левая часть панорамы на фото 10, где виден склон отдалённого холма.
Фото 12. Изображение объекта «странный камень» (в овале) при исправлении геометрии панорамы «Венеры-9» становится более вытянутым. Центральное поле, ограниченное наклонными линиями, соответствует правой части фото 10.
Вместе с тем изображения (особенно насыщенная деталями панорама «Венеры-9») поддались дополнительной, очень трудоёмкой обработке современными средствами, после которой они стали гораздо чётче (нижняя часть фото 10 и фото 11) и вполне сравнимыми с панорамами «Венеры-13» и «Венеры-14». Как уже отмечалось, ретуширование и дополнения изображений полностью исключали.
Аппарат «Венера-9» опустился на склон холма и встал под углом почти 10° к горизонту. На дополнительно обработанной левой части панорамы чётко виден отдалённый склон следующей возвышенности (фото 11). «Венера-10» села на ровную поверхность на расстоянии 1600 км от «Венеры-9».
Анализ панорамы «Венеры-9» выявил много интересных деталей. Вначале вернёмся к изображению «странного камня». Он был настолько «странным», что эту часть снимка даже вынесли на обложку издания «Первые панорамы поверхности Венеры».
Объект «сыч»
В 2003-2006 годах качество изображения «странного камня» удалось заметно улучшить. По мере изучения объектов на панорамах совершенствовалась и обработка изображений. Аналогично предложенным выше условным названиям «странный камень» за свою форму получил название «сыч». На фото 12 представлен улучшенный результат, основанный на исправленной геометрии изображения. Детализация объекта повысилась, но всё же оставалась недостаточной для определённых выводов. Изображение построено на основе крайней правой части фото 10. Вид равномерно светлого неба может быть обманчивым, так как на исходном изображении просматриваются едва различимые пятна. Если предположить, что здесь, как и на фото 11, виден склон другого холма, то он плохо различим и должен находиться гораздо дальше. Следовало существенно улучшить разрешение деталей исходного изображения.
Фото 13. Сложная симметричная форма и другие особенности объекта «странный камень» (стрелка) выделяют его на фоне каменистой поверхности планеты в точке посадки «Венеры-9». Размеры объекта около полуметра. На врезке объект показан при исправленной геометрии.
Обработанный фрагмент фото 10 приведён на фото 13, где «сыч» отмечен стрелкой и окружён белым овалом. Он имеет правильную форму, выраженную продольную симметрию, и его трудно интерпретировать как «странный камень» или «вулканическую бомбу с хвостом». Положение деталей «бугорчатой поверхности » обнаруживает определённую радиальность, идущую от правой части, от «головы». Сама «голова» имеет более светлый оттенок и сложную симметричную структуру с крупными фигурными, также симметричными тёмными пятнами и, возможно, с каким-то выступом сверху. В целом структуру массивной «головы» понять сложно. Не исключено, что какие-то мелкие камни, случайно совпадающие по оттенкам с «головой», представляются её частью. Исправление геометрии немного удлиняет объект, делая его более «стройным» (фото 13, врезка). Прямой светлый «хвост» имеет длину около 16 см, а весь объект вместе с «хвостом» достигает полуметра при высоте не менее 25 см. Тень под его корпусом, который слегка поднят над поверхностью, полностью повторяет контуры всех его частей. Таким образом, размеры «сыча» довольно велики, что позволило получить достаточно подробное изображение даже при том ограниченном разрешении, которым обладала камера, и, конечно, благодаря близкому расположению объекта. Уместен вопрос: если на фото 13 мы видим не обитателя Венеры, то что это? Очевидная сложная и весьма упорядоченная морфология объекта делает трудным поиск других предположений.
Если в случае «скорпиона» («Венера-13 ») имелась некоторая зашумлённость панорамы, которую устранили известными приёмами, то на панораме «Венеры-9» (фото 10) шумы практически отсутствуют и на изображение не влияют.
Вернёмся к исходной панораме, детали которой видны достаточно чётко. Изображение с исправленной геометрией и наиболее высоким разрешением приведено на фото 14. Здесь есть ещё один элемент, который требует внимания читателя.
Повреждённый «сыч»
Фото 14. Наиболее высокое разрешение удалось получить при обработке панорамы «Венеры-9» с исправленной геометрией.
При первых обсуждениях результатов «Венеры-13» одним из главных был вопрос: как на Венере природа могла бы обойтись без воды, абсолютно необходимой для земной биосферы? Критическая температура для воды (когда её пар и жидкость находятся в равновесии и имеют неразличимые физические свойства) на Земле 374°С, а в условиях Венеры - около 320°С. Температура у поверхности планеты около 460°С, поэтому метаболизм организмов на Венере (если таковые существуют) должен строиться как-то иначе, без воды. Вопрос об альтернативных жидкостях для жизни в условиях Венеры уже рассматривался в ряде научных работ, и химикам такие среды известны. Возможно, такая жидкость присутствует на фото 14.
Фото 15. Фрагмент панорамы - фотоплан. От посадочного буфера тянется тёмный след, который, по-видимому, оставлял за собой раненный аппаратом организм. След образован какой-то жидкой субстанцией неизвестной природы (на Венере не может быть жидкой воды). Объект (размером около 20 см) сумел отползти на 35 см за время не более шести минут. Фотоплан удобен тем, что позволяет сопоставлять и измерять реальные размеры объектов.
От места на торе посадочного буфера «Венеры-9», отмеченного звёздочкой на фото 14, по поверхности камня влево тянется тёмный след. Далее он сходит с камня, расширяется и заканчивается у светлого предмета, похожего на рассмотренного выше «сыча», но вдвое меньших размеров, около 20 см. Других подобных следов на изображении нет. Можно догадаться о происхождении следа, который начинается непосредственно у посадочного буфера аппарата: объект был частично раздавлен буфером и, отползая, оставил тёмный след жидкого вещества, выделившегося из его повреждённых тканей (фото 15). Для земных животных такой след назвали бы кровавым. (Таким образом, первая жертва «земной агрессии» на Венере относится к 22 октября 1975 года.) До шестой минуты сканирования, когда объект возник на изображении, он сумел отползти примерно на 35 см. Зная время и расстояние, можно установить, что его скорость была не меньше 6 см/мин. На фото 15, между крупными камнями, где находится пострадавший объект, можно различить его форму и другие особенности.
Тёмный след указывает, что подобные объекты, даже повреждённые, при серьёзной опасности способны перемещаться со скоростью не менее 6 см/мин. Если «скорпион», о котором уже говорилось, между 93-й и 119-й минутами действительно удалился на расстояние не менее одного метра, за пределы видимости камеры, то его скорость была не менее 4 см/мин. Вместе с тем, сравнивая фото 14 с другими фрагментами изображений, переданных «Венерой-9» за семь минут, видно, что «сыч» на фото 13 не переместился. Неподвижными оставались и некоторые объекты, найденные на других панорамах (которые здесь не рассматриваются). Наиболее вероятно, что такая «неторопливость» вызвана их ограниченными энергетическими запасами («скорпион», например, на несложную операцию собственного спасения затратил полтора часа) и медленные перемещения венерианской фауны для неё нормальны. Заметим, что энерговооружённость земной фауны очень высока, чему способствуют обилие флоры для питания и окислительная атмосфера.
В этой связи следует вернуться к объекту «сыч» на фото 13. Упорядоченная структура его «бугорчатой поверхности» напоминает небольшие сложенные крылья, а опирается «сыч» на «лапу», похожую на птичью. Плотность атмосферы Венеры на уровне поверхности составляет 65 кг·м³. Сколько-нибудь быстрое движение в такой плотной среде затруднительно, зато для полёта потребовались бы совсем небольшие крылья, чуть больше плавников рыб, и незначительные расходы энергии. Однако для утверждения, что объект относится к пернатым, доказательств недостаточно, и, летают ли обитатели Венеры, пока неизвестно. Но, похоже, их привлекают некоторые метеорологические явления.
«Снегопад» на Венере
Об атмосферных осадках на поверхности планеты до сих пор ничего известно не было, кроме предположения о возможном образовании и выпадении высоко в горах Максвелла аэрозолей из пирита, сульфида свинца или других соединений. На последних панорамах «Венеры-13» присутствует множество белых точек, покрывающих их значительную часть. Точки считали шумами, потерей информации. Например, когда сигнал, передаваемый в негативе, от одной точки изображения теряется, на его месте появляется белая точка. Каждая такая точка - это пиксел, либо потерянный из-за сбоя нагревшейся аппаратуры, либо пропавший при краткой потере радиосвязи между спускаемым аппаратом и орбитальным ретранслятором. При обработке панорамы в 2011 году белые точки заменяли осреднёнными значениями прилегающих пикселов. Изображение стало более чётким, однако осталось множество мелких белых пятнышек. Они состояли из нескольких пикселов и представляли собой, скорее, не помехи, а что-то реальное. Даже на необработанных снимках видно, что точки почему-то почти отсутствуют на чёрном корпусе прибора, попавшего в кадр, а само изображение и момент появления помехи никак не связаны. К сожалению, всё оказалось сложнее. На приведённых ниже сгруппированных изображениях помехи встречаются и на близком тёмном фоне. Более того, они редко, но всё же встречаются и на телеметрических вставках, когда трансляция панорамы периодически на восемь секунд замещалась передачей данных с других научных приборов. Поэтому на панорамах видны как осадки, так и помехи электромагнитного происхождения. Последнее подтверждается тем, что применение операции лёгкого «размытия» резко улучшает изображение, устраняя именно точечные помехи. Но происхождение электрических помех остаётся неизвестным.
Фото 16. Хронологическая последовательность изображений с метеорологическими явлениями. Время, указанное на панорамах, отсчитывается от начала сканирования верхнего изображения. Сначала вся сперва чистая поверхность покрылась белыми пятнышками, затем, за последующие полчаса, площадь выпавших осадков уменьшилась не менее чем наполовину, а грунт под «растаявшей» массой приобрёл тёмный оттенок, подобно увлажнённой растаявшим снегом земной почве.
Сопоставив эти факты, можно сделать вывод, что за шумы отчасти принимали метеорологические явления - осадки, напоминающие земной снег, и их фазовые переходы (таяние и испарение) на поверхности планеты и на самом аппарате. На фото 16 показаны четыре такие последовательные панорамы. Выпадение осадков происходило, по-видимому, краткими интенсивными порывами, после чего площадь выпавших осадков уменьшилась не менее чем наполовину за следующие полчаса, а грунт под «растаявшей » массой потемнел, подобно увлажнённой земной почве. Поскольку температура поверхности в точке посадки установлена (733 К), а термодинамические свойства атмосферы известны, главный вывод наблюдения состоит в том, что имеются весьма жёсткие ограничения на природу выпадающей твёрдой или жидкой субстанции. Разумеется, состав «снега» при температуре 460°С - большая загадка. Однако веществ, которые имеют критическую pT-точку (когда они существуют одновременно в трёх фазах) в узком интервале температур вблизи 460°С и при давлении 9 МПа, наверное, очень немного, и среди них - анилин и нафталин. Описываемые метеорологические явления возникли после 60-й или 70-й минуты. В это же время появился «скорпион » и возникли некоторые другие интересные явления, которые ещё предстоит описать. Невольно напрашивается вывод, что венерианская жизнь ждёт осадков, как дождя в пустыне, или, наоборот, избегает их.
Возможность жизни в условиях, аналогичных умеренно высоким температурам (733 К) и углекислотной атмосфере Венеры, не раз рассматривалась в научной литературе. Авторы приходили к заключению, что её наличие на Венере, например в микробиологических формах, не исключено. Рассматривалась также жизнь, которая могла эволюционировать в медленно меняющихся условиях от ранних этапов истории планеты (с более близкими к земным условиям) к современным. Температурный диапазон вблизи поверхности планеты (725-755 К в зависимости от рельефа), конечно, абсолютно неприемлем для земных форм жизни, но если вдуматься - термодинамически он ничем не хуже земных условий. Да, среды и действующие химические агенты нам неизвестны, но их никто и не искал. Химические реакции при высоких температурах очень активны; исходные материалы на Венере мало чем отличаются от земных. Анаэробных организмов известно сколько угодно. Фотосинтез у ряда простейших основывается на реакции, когда донором электронов оказывается сероводород H2S, а не вода. У многих видов живущих под землёй автотрофных прокариотов вместо фотосинтеза используется хемосинтез, например 4H2 + CO2 → CH4 + H2O. Физических запретов на жизнь при высоких температурах не видно, кроме, конечно, «земного шовинизма». Разумеется, фотосинтез при высоких температурах и в безокислительной среде должен, по-видимому, опираться на совершенно другие, неизвестные биофизические механизмы.
Но какими источниками энергии в принципе могла бы пользоваться жизнь в венерианской атмосфере, где основную роль в метеорологии играют соединения серы, а не вода? Обнаруженные объекты довольно велики, это не микроорганизмы. Наиболее естественно предположить, что они, подобно земным, существуют за счёт растительности. Хотя прямые лучи Солнца из-за мощного облачного слоя, как правило, не достигают поверхности планеты, света для фотосинтеза там хватает. На Земле рассеянной освёщенности 0,5-7 килолюкс вполне достаточно для фотосинтеза даже в глубине густых тропических лесов, а на Венере она лежит в пределах 0,4-9 килолюкс. Но если настоящая статья и даёт какие-то представления о возможной фауне Венеры, то судить о флоре планеты по имеющимся данным нельзя. Похоже, что некоторые её признаки удаётся обнаружить на других панорамах.
Независимо от конкретного биофизического механизма, действующего на поверхности Венеры, при температурах падающего T1 и уходящего T2 излучений, термодинамическая эффективность процесса (кпд ν = (T1 - T2)/T1) должна быть несколько ниже земной, так как T2 = 290 К для Земли и T2 = 735 К для Венеры. Кроме того, из-за сильного поглощения сине-фиолетовой части спектра в атмосфере максимум солнечного излучения на Венере смещён к зелёно-оранжевой области и, согласно закону Вина, соответствует более низкой эффективной температуре T1 = 4900 К (у Земли T1 = 5770 К). В этом отношении условиями, наиболее благоприятными для жизни, обладает Марс.
Заключение о загадках Венеры
В связи с интересом к возможной обитаемости определённого класса экзопланет с умеренно высокой температурой поверхности со всей тщательностью были заново рассмотрены результаты телевизионных исследований поверхности Венеры, выполненных в миссиях «Венера-9» в 1975 году и «Венера-13» в 1982-м. Планету Венеру рассматривали как природную высокотемпературную лабораторию. Наряду с ранее опубликованными изображениями изучены панорамы, ранее не включённые в основную обработку. На них видны появляющиеся, изменяющиеся или исчезающие объекты заметных размеров, от дециметра до полуметра, случайное возникновение изображений которых объяснить не удаётся. Обнаружены возможные свидетельства того, что некоторые из найденных объектов, обладающих сложной регулярной структурой, были частично засыпаны грунтом, выброшенным при посадке аппарата, и медленно освобождались из него.
Интересен вопрос: какими источниками энергии могла бы пользоваться жизнь в высокотемпературной безокислительной атмосфере планеты? Предполагается, что, подобно Земле, источником существования гипотетической фауны Венеры должна быть её гипотетическая флора, которая осуществляет фотосинтез особого типа, а некоторые её образцы удастся обнаружить на других панорамах.
Телевизионные камеры аппаратов «Венера » не предназначались для съёмки возможных обитателей Венеры. Специальная миссия для поиска жизни на Венере должна быть существенно более сложной.
На Венере, кажется, нашли жизнь. Или что-то очень на нее похожее, передвигающееся, меняющее форму. Уникальные кадры венерианских «жителей» под кодовыми названиями «птица», «диск», «скорпион» были сделаны в 70–80-х годах прошлого века советскими аппаратами «Венера-9» и «Венера-13»! И лишь спустя 30 лет их рассекретил Институт космических исследований РАН, словно сделав себе такой оригинальный подарок к 50-летию. О странных находках «МК» узнал от доктора физико-математических наук из ИКИ РАН Леонида Ксанфомалити, автора расшифровки кадров с Венеры.
«Нам не нравится интерпретация полученных результатов как признаков жизни на планете. Однако мы не можем найти другого объяснения тому, что видим на панорамах поверхности Венеры», - так сформулировал еще в 1982 году тему телевизионного эксперимента на аппаратах «Венера» один из двух его авторов кандидат наук Юрий Гектин. Но на статье Ксанфомалити в «Астрономическом вестнике» тогда, в 80-х, увы, так все и закончилось. Научная общественность твердо стояла на своем: при +500 по Цельсию и давлением 87–90 атмосфер жизни быть не может. Все, что опровергало эту догму, считалось ненаучным, не имеющим права на существование. И работы по расшифровке первых фильмов с Венеры отправлялись в самый что ни на есть ящик.
Я бы не сказал, что мы опустили руки, - говорит Ксанфомалити. - К старым данным мы обращались снова и снова, по мере совершенствования средств обработки. А наиболее существенные находки сделали два-три года назад.
- Ну расскажите же, наконец, об этих «объектах».
Самые ранние находки стали поступать с «Венеры-9», севшей на одноименную планету, в 1975 году. На первой же панораме, переданной аппаратом, внимание нескольких групп экспериментаторов привлек симметричный объект, напоминающий сидящую птицу с вытянутым хвостом. Геологи осторожно назвали его «странным камнем со стержнеобразным выступом и бугорчатой поверхностью». «Камень» обсуждали в итоговом сборнике статей «Первые панорамы поверхности Венеры» под редакцией Мстислава Келдыша и в увесистом томе международного издания «VENUS». Меня он заинтересовал 22 октября 1975 года - сразу, как только лента с панорамой выползла из громоздкого фототелеграфного аппарата в евпаторийском Центре дальней космической связи. Странный объект-«птица» был симметричен относительно продольной оси, вся его поверхность покрыта странными наростами, причем в их положении тоже можно было увидеть какую-то симметрию. Влево от предмета выступал длинный прямой белый отросток, под которым была видна глубокая тень, повторяющая его форму. Белый отросток очень похож на прямой хвост. С противоположной стороны предмет оканчивался большим белым округлым выступом, похожим на голову. Весь предмет покоился на короткой толстой «лапе». Правда, за восемь минут, прошедших до возвращения объектива телекамеры к предмету (она сканировала всю видимую поверхность планеты), он совершенно не изменил своего положения.
- Но потом были и другие объекты?
Затем информация поступала уже с аппаратов миссии «Венера-13» и «Венера-14» в 1982 году. Так, «Венера-13» передал нам изображение странного «диска», изменяющего свою форму. «Диск» имеет правильную форму, по-видимому круглую, диаметром около 30 см и напоминает крупную раковину. На первых двух кадрах (32-я и 72-я минуты) вид «диска» почти не менялся, но в конце 72-й минуты в его нижней части появилась короткая дуга. На третьем кадре (86-я минута) дуга стала длиннее в несколько раз, а «диск» начал делиться на части. На 93-й минуте «диск» исчез, а вместо него появился примерно того же размера симметричный светлый объект, образованный многочисленными складками V-образной формы - «шевронами». Через 26 минут, на последнем кадре (119-я минута), «диск» полностью восстановился и виден четко. Таким образом, пять кадров демонстрируют полный цикл изменений формы «диска».
Но, пожалуй, самым главным «объектом», найденным на кадрах, переданных с «Венеры-13», стал объект под кодовым названием «скорпион». Он появился примерно на 90-й минуте вместе с примыкающим к нему справа полукольцом. Внимание к нему прежде всего привлек, конечно, его странный вид. «Скорпион» имеет около 17 см в длину и сложную структуру, напоминающую земных насекомых или паукообразных. Его форма не может быть результатом случайного сочетания темных, серых и светлых точек. Изображение «скорпиона» состоит из 940 точек, вероятность образования такой структуры за счет случайного сочетания точек мала. Иными словами, возможность случайного появления «скорпиона» исключена. Кроме того, он отбрасывает явственно различимую тень, и, следовательно, это реальный объект, а не артефакт. Простое сочетание точек отбрасывать тень не может.
Теперь о динамике появления «скорпиона». Удар аппарата о почву при посадке вызвал разрушение грунта на глубине примерно 5 см и отбросил его в сторону бокового движения, засыпав поверхность. На первом изображении (7-я минута) на выброшенном грунте видна неглубокая канавка длиной около 10 см. На втором изображении (20-я минута) стороны канавки приподнялись, а ее длина увеличилась примерно до 15 см. На третьем (59-я минута) в канавке стала видна регулярная структура «скорпиона». Наконец, на 93-й минуте «скорпион» полностью выбрался из засыпавшего его слоя грунта толщиной 1–2 см. На 119-й минуте он исчез из кадра и отсутствует на последующих изображениях.
- Его не мог сдуть ветер?
Мы рассматривали этот вариант. Скорость ветра измеряли во многих экспериментах и оценили его в пределах от 0,3 до 0,48 м/с. Такая скорость вряд ли могла переместить объект. Другая вероятная причина исчезновения «скорпиона» может быть в том, что он перемещался.
- Какие методы вы использовали при работе?
При обработке использовали самые простые и «линейные» методы - корректировку яркости, контрастности, размытие или увеличение резкости. Любые другие средства - ретуширование, корректировка или применение какой-либо версии программы Photoshop - полностью исключались.
Ну, наши ученые, как всегда, в своем репертуаре - скромны, немного стесняются вот-вот готовой обрушиться на них славы. Даже теперь, спустя столько лет, то ли делают вид, то ли действительно недооценивают полученные результаты. Судите сами: о движущихся «объектах», открытых Ксанфомалити и другими сотрудниками института, директор ИКИ РАН профессор Лев Зеленый случайно обмолвился на прошедшей в понедельник пресс-конференции, не придав им особого значения. Нам же остается в данном случае только напомнить известный афоризм, что новые идеи в науке обычно проходят три стадии: 1. Какая глупость! 2. В этом что-то есть… 3. Ну кто же этого не знает!
Татьяна Зимина. По информации ЕКА и ИКИ РАН.
Снимок Венеры в ультрафио-летовом диапазоне (длина волны 0,365 мкм), сделанный с расстояния 30 000 км с помощью камеры, установленной на европейском космическом аппарате «Венера-Экспресс». На фото видны тёмные и светлые области, связанные с неизвестн
Миллиарды лет назад на Венере, по всей вероятности, было значительно больше воды, чем сейчас. Европейский космический аппарат «Венера-Экспресс», работающий на венерианской орбите с апреля 2006 года, подтвердил, что планета в прошлом потеряла большое количество воды.
Венера и Земля считаются внешне похожими планетами - они имеют примерно одинаковые размеры, значения силы тяжести и весьма схожи по основному химическому составу. Это позволяет предполагать, что в прошлом на Венере, как и на Земле, были океаны, а значит, могла быть жизнь. Сегодня же планета раскалена до 460 о С, а вода присутствует лишь в её атмосфере и в столь малых количествах, что, если её сконденсировать на планетарную поверхность, она образует слой толщиной всего 3 см.
Почему же Венера потеряла свою воду? Как считают астрофизики, когда-то, примерно от 500 млн до 4 млрд лет от рождения планеты, под действием ультрафиолетовых лучей Солнца, молекулы воды распались на атомы - два атома водорода и один атом кислорода, и были унесены, вероятно солнечным ветром, в межпланетное пространство. Ведь у Венеры, в противоположность Земле, нет магнитного поля, которое могло бы защищать её от солнечного ветра - потока заряженных частиц, беспрепятственно бомбардирующих верхние слои атмосферы «голубой» планеты, унося из неё ионы.
Эксперименты, проведённые с помощью анализатора космической плазмы и атомов больших энергий (Analyser of Space Plasma and Energetic Atoms - ASPERA), установленного на борту европейского космического аппарата, показали, что на ночной стороне Венеры действительно существуют огромные потери водорода и кислорода, причём в соотношении, характерном для молекул воды. Была измерена скорость «выхода» этих атомов. При этом, как показали эксперименты, верхние слои атмосферы планеты содержат повышенное количество дейтерия, который, будучи более тяжёлым атомом по сравнению с водородом, с меньшей лёгкостью вырывается из объятий планеты.
Как считает Колин Уилсон из Оксфордского университета (Великобритания), экспериментальные данные указывают на то, что в прошлом на Венере было много воды. Однако это всё же не означает, что на её поверхности были океаны.
Эрик Шассфьер из Университета Париж-Юг (Франция) разработал математическую модель, согласно которой вода на Венере в основном присутствовала в её атмосфере и существовала только на самых ранних стадиях развития планеты, когда та была в расплавленном состоянии. После того как распавшиеся молекулы воды улетучились в космическое пространство, температура упала, что, вероятно, привело к затвердеванию поверхности планеты. То есть никаких океанов, согласно этой модели, на Венере никогда не было. Правда, даже если модель Шассфьера окажется верной, это не исключает возможности, что вода могла быть доставлена на планету кометами уже после того, как её поверхность стала твёрдой. Эта вода могла стать средой обитания для живых организмов.
Цель европейской миссии «Венера-Экспресс» - изучение эволюции атмосферы Венеры и содержащихся в ней летучих веществ: как они возникали и как взаимодействовали с поверхностью, а также как атмосфера взаимодействует с солнечным ветром. Кроме того, предполагалось, что в ходе экспериментов обнаружится вулканическая и сейсмическая активность на планете.
В состав аппаратуры европейского космического аппарата включены несколько научных приборов, созданных с участием российских учёных из ИКИ РАН и НПО им. Лавочкина. Это спектрометр высокого разрешения и универсальный спектрометр (SPICAV-SOIR), предназначенные для исследования вертикальной структуры атмосферы, профилей температуры, облаков и малых атмосферных составляющих. А также планетный Фурье-спектрометр, предназначенный для оптического анализа атмосферы и исследования её термической структуры (прибор оказался неработоспособным).
Отметим, что Венера - главный объект исследования российских планетологов, к ней в общей сложности было запущено 16 космических аппаратов серии «Венера» и два аппарата «Вега» с посадочными модулями и аэростатными станциями. Благодаря измерениям, выполненным с борта советских спускаемых и посадочных космических станций в 1970-1980-х годах, была построена базовая модель атмосферы Венеры.
В настоящее время разрабатывается российский проект «Венера-Д» (буква «д» означает «долгоживущая») для дальнейшего изучения химического состава атмосферы, поверхности и выяснения всё того же вопроса: куда исчезла с планеты вода?
Основное отличие посадочного аппарата нового российского космического комплекса - относительно долгая (несколько дней) работоспособность его научного оборудования в условиях высоких температур и давления. (Посадочные аппараты предыдущих венерианских станций работали на планете не более полутора часов.) В состав миссии войдут орбитальный блок, спускаемый аппарат и флотилия аэростатных баллонов, которые будут летать на высотах с 35 до 60 км и с которых будет производиться съёмка поверхности. Запуск космического аппарата планируется на конец 2016 года.
Загрузка...