Загадочной и опасной представлялась нашим предкам Красная планета, названная Марсом в честь древнеримского бога войны. Во многом неразгаданной она остаётся и сегодня. Конечно, современные астрономы уверены, что на Марсе нет каких-либо разумных обитателей, нет и сколько-нибудь сложных организмов. Остаётся неясным, существуют ли там простейшие организмы, например бактерии. Кроме того, интересно узнать, был ли Марс обитаем в далёком прошлом или всегда напоминал безжизненную красноватую пустыню. Всё это учёные хотят выяснить не просто из любопытства. Приближается время пилотируемых экспедиций на Марс, а это значит, что изучение природы планеты приобретает практическое значение. Причём надо не только заранее выбрать наиболее подходящее место для «примарсианивания» космических кораблей, но и понять, сумеют ли космонавты использовать марсианскую воду, если она там действительно есть.
Марс приближается к Земле на кратчайшее расстояние 55 млн километров только в годы Великих противостояний, повторяющихся через 15—17лет. Так что живёт наш сосед далековато. (Сравните: расстояние от Земли до Луны немногим более 380тыс. километров). Последнее Великое противостояние Марса было 28 августа 2003 года, а следующее произойдёт 27 июля 2018 года.
Астрономы смогли впервые разглядеть какие-то детали поверхности Марса, когда появились телескопы с 500-кратным увеличением. Правда, и в такой телескоп Марс виден не так хорошо, как хотелось бы: он похож на шарик размером с вишню, удалённый от глаз на расстояние 25 сантиметров. Согласитесь, не так-то просто разглядеть на нём мелкие детали. Но кое-что астрономы всё-таки увидели. В XVII—XVIII веках уже было известно, что период вращения Марса вокруг своей оси составляет 24 часа 40 минут, а вблизи его полюсов расположены полярные шапки, размеры которых меняются в зависимости от времени года (на Марсе он длится 687 земных суток, или 668 солов — так называются марсианские сутки).
В XIX веке в распоряжении астрономов уже были не просто рисунки, а первые карты Марса с обозначенными на них светлыми пятнами — материками и более тёмными — морями, по аналогии с земными названиями. Крупные образования на Луне тоже назвали материками и морями. Но не моря, которые в суровых природных условиях Марса не могут быть заполнены водой, а таинственные каналы вызвали огромный интерес к Красной планете, и многие стали считать её обитаемой разумными существами.
Каналы на Марсе открыл в 1877 году (во время одного из Великих противостояний) выдающийся итальянский астроном Джованни Скиапарелли (1835—1910). Это был блестящий наблюдатель, который, используя телескоп-рефрактор с диаметром объектива 50 сантиметров, систематически исследовал Марс и создавал карты его поверхности. На светлых материках Марса он увидел сеть тёмных линий, которые назвал canale (в переводе с итальянского — проливы, каналы). Несмотря на то что Скиапарелли не считал каналы делом «рук марсиан», интригующая идея об искусственном происхождении каналов захватила умы многих астрономов и людей, далёких от этой науки.
Профессиональные астрономы, включая таких выдающихся учёных, как Камиль Фламмарион (1842—1925), Персиваль Лоуэлл (1870—1944), Эжен Мишель Антониади (1870—1944) и другие, долгое время внимательно наблюдали каналы и искали объяснение этому феномену. Высказывались предположения, что каналы представляют собой не сплошные одиночные или двойные линии, а сливающиеся в полосы отдельные «пятнышки». Выдвигалась гипотеза и о том, что каналы — это вовсе не оросительные сооружения, поставляющие влагу из полярных областей Марса в экваториальные, а, как допускал Лоуэлл, полосы растительности вдоль искусственных водных артерий.
В начале XX века появились первые фотографии поверхности Марса, но по количеству запечатлённых на них деталей они уступали великолепным рисункам выдающихся наблюдателей. Никаких каналов на фотографиях, конечно, не было. Не оказалось их и на снимках, переданных на Землю американским искусственным спутником Марса «Маринер-9», на которых отчётливо видны кратеры, потухшие вулканы (в том числе огромных размеров), каньоны и детали, похожие на русла давно высохших рек. Возможно, кое-что из увиденного земные наблюдатели воспринимали как каналы, но их не обнаружили ни «Маринер-9», ни другие марсианские космические роботы, работавшие на орбите Красной планеты, ни марсоходы, исследовавшие его поверхность.
Красивая легенда о марсианских каналах ушла в прошлое, а в истории поиска воды на Марсе открылись новые страницы. Они написаны не астрономами, работающими в наземных обсерваториях, а умными приборами, которыми оснащены исследующие Марс космические аппараты. На основании полученных с их помощью данных была выдвинута захватывающая воображение гипотеза об искусственном происхождении спутников Марса — Фобоса и Деймоса. Их открыл американский астроном Асаф Холл (1829—1907) в 1887 году, тогда же, когда Скиапарелли увидел марсианские каналы. Долгое время оба спутника особого интереса не вызывали, но во второй половине XX века, когда были уже довольно подробно исследованы особенности их движения, появилась новая гипотеза. В ней высказывалось предположение, что Фобос и Деймос могут быть полыми и, возможно, представляют собой своеобразные памятники, сооружённые древними разумными обитателями планеты. И эта гипотеза была «похоронена», когда появились фотографии спутников Марса с близкого расстояния: оба они представляют собой глыбы, «украшенные» кратерами, бороздами и другими деталями вполне естественного происхождения.
За первые полвека космической эры к Марсу стартовало 40 автоматических межпланетных станций (АМС), из них 20 отечественных, 18 американских, одна европейская и одна японская. К сожалению, далеко не все полёты оказались успешными. Интересно, что в начале 2006 года на Марсе и вокруг него одновременно работали три искусственных спутника и два марсохода. Это были АМС «Марс Глобал Сервейер», «Марс Одиссей» и «Марс Экспресс». В марте 2006 года появился четвёртый искусственный спутник Марса — «Марсианский орбитальный разведчик». По сей день поверхность Красной планеты обследуют два самых успешных марсохода: «Спирит» (Дух) и «Оппотьюнити» (Возможность), прилетевшие туда в начале 2004 года.
На Марс прилетали и другие передвижные лаборатории: в 1971 году — «Марс-3», в 1973-м — «Марс-6», в 1997-м — «Соджорнер», но им либо вообще не удалось поработать, либо, как это было в случае с «Соджорнером», удалось, правда, не более трёх месяцев и в непосредственной близости от посадочного аппарата. Лишь «Спирит» и «Оппотьюнити» оказались «долгожителями» и внесли важный вклад в поиск воды на Марсе. Они обнаружили, например, в некоторых скальных породах следы взаимодействия с водой. Это стало возможным благодаря оснащению марсоходов самой совершенной аппаратурой, разработанной учёными разных стран, включая Россию. Высокоточные и чувствительные приборы не только помогают искать и находить воду в атмосфере Марса, на поверхности и в подповерхностных слоях, но и дают уникальную возможность узнать о том, какой климат и какая геологическая обстановка были на Марсе сотни тысяч, миллионы и миллиарды лет назад.
Новую страницу в истории исследования Марса и поиска воды на нём открыла АМС «Феникс» (США), стартовавшая с Земли 4 августа 2007 года. Её спускаемый аппарат совершил мягкую посадку на поверхность Красной планеты 25 мая 2008 года в районе Северного полюса. На марсоходе было три научных прибора и три фотокамеры. Он умел копать траншеи глубиной до метра, захватывать и доставлять в собственную мини-лабораторию образцы грунта и тщательно их исследовать. «Феникс» имел свою метеостанцию, позволяющую определять температуру марсианского воздуха, его состав и влажность, скорость и направление ветра. Искусственные спутники Марса («Марсианский орбитальный разведчик» и «Марс Одиссей») получали добытую «Фениксом» научную информацию и передавали её на Землю.
Работа «Феникса» на поверхности Марса не всегда шла гладко, но, преодолев технические неполадки, учёные заставили его провести анализы проб водяного льда и грунта, а также уточнить, сколько водяного пара содержится в марсианской атмосфере. Напомним, что впервые водяной пар в атмосфере Марса обнаружили наши и зарубежные астрономы ещё в 60-х годах прошлого века.
30 июля 2008 года «Феникс» отыскал воду в одном из образцов марсианского грунта. Но это ещё не всё: исследуя атмосферу над местом посадки, метеостанция «Феникса» зафиксировала что-то подобное снежинкам. Они падали с марсианского неба и испарялись на высоте около 4 километров над поверхностью. Кроме того, в грунте аппарат нашёл два минерала — известковый камень и глину, которые без воды вообще не могли образоваться. Новые открытия учёных доказывают, что некоторое количество воды есть в атмосфере Марса, а на поверхности она могла быть в далёком прошлом.
Пока рано подводить итоги поиска воды на Марсе, но ясно следующее. На поверхности этой планеты большие запасы воды в виде льда могут быть сосредоточены в полярных шапках. По наблюдениям, размеры шапок в полярных областях значительно сокращаются во время марсианского лета. До недавнего времени учёные считали, что эти шапки, в отличие от земных, тонкие, к тому же состоят в основном не из водяного льда, а из замёрзшей углекислоты. Как известно, углекислый газ довольно широко распространён на Марсе — из него почти на 95% состоит разрежённая марсианская атмосфера. В земном воздухе содержится примерно 0,03% углекислого газа — это одна из главных составляющих «парниковых» газов, и мы заинтересованы в том, чтобы его количество не возрастало.
В последние годы выяснилось, что природа Северной и Южной полярных шапок Марса неодинакова. Северная шапка, скорее всего, «водяная», Южная — меньше и холоднее Северной, а та её часть, которая остаётся летом не растаявшей, состоит из твёрдой углекислоты и водяного льда. Температура поверхности планеты в районе Южной полярной шапки даже летом составляет около –123оС. Примерно при такой температуре атмосферный углекислый газ замерзает (конденсируется) и в виде льда выпадает на поверхность, обогащая твёрдой углекислотой Южную полярную шапку.
Сегодня учёным важно не просто убедиться, что водяной лёд есть в полярных шапках Марса, но и постараться выяснить, сколько его там — ничтожное количество или огромные запасы. По этому поводу высказываются диаметрально противоположные мнения. Например, американские исследователи, анализировавшие данные, переданные на Землю европейской АМС «Марс Экспресс», считают, что толщина льда в районе Южного полюса Марса не менее 3—4 километров (а возможно, раза в три больше!). Они приводят такое сравнение: если бы весь этот лёд растаял, то поверхность Марса покрылась бы слоем воды высотой 10—11 метров. Помимо полярных шапок лёд наверняка есть в подповерхностных слоях и других областях Марса, о чём свидетельствуют, например, данные, полученные марсоходами.
Сколько же на самом деле льда на Марсе? Возможно, ответ на этот вопрос дадут новые мощные марсоходы, которые сейчас проектируют американские и европейские специалисты. Запуск одного из них — «Марсианской научной лаборатории» — намечен на осень 2009 года, другого, под названием «Экзомарс», — на 2013 год. А лет через двадцать пять (почему бы и нет?!) на Марс прилетит пилотируемый корабль и никому неизвестный сегодня мальчишка сделает первые шаги по Красной планете. И тогда его имя, как и имя Юрия Гагарина, войдёт в историю человечества.
