Курс на Марс. Самый реалистичный проект полета к Красной планете - Ричард Вагнер

Чтобы ответить на этот вопрос, астрономы и биологи вернулись от понятия жизни на Марсе к более простому, но все равно сложному понятию самой жизни. Что это такое? Если мы не можем определить, что такое жизнь, если мы не можем отличить живое от неживого здесь на Земле, то нам придется слишком долго приглядываться к красной точке, удаленной от нас на расстояние в 400 миллионов километров. Итак, поиск жизни на Марсе начался с ревизии единственного известного образца жизни во Вселенной, земной жизни. Поскольку земная жизнь представлена во всевозможных видах, формах и размерах, ее существование заведомо приводит к изменению среды вокруг нее. Эти изменения могут быть малыми, даже еле заметными, если речь идет о крошечных формах жизни. Но независимо от размера жизнь будет влиять на окружающую среду просто потому, что в ней задействованы механизмы обмена веществ и дыхания, сложные физические и химические процессы. Герметично закройте непроницаемую емкость, и смесь газов (если предположить, что стенки емкости сами газ не выделяют) останется неизменной. Если вы поместите в ту же емкость кошку, то исследуемая смесь довольно быстро изменится (как и состояние кошки в емкости). То есть, если вы ищете признаки жизни, создайте контрольный образец среды, поместите туда имеющийся у вас образец живого организма, а затем наблюдайте за физическими и химическими изменениями в емкости. Велики шансы, что значительные изменения можно будет сопоставить с биологическими процессами. По сути, ученые проекта «Викинг» решили проделать нечто подобное.

Программа проекта «Викинг» была довольно прямолинейной в описании – два орбитальных и два посадочных модуля, которые должны были полететь к Марсу в 1973 году для поисков жизни, – но неожиданно сложной в исполнении. Из-за урезанного бюджета пришлось отложить запуск на 1975 год, что оказалось к лучшему, так как космический аппарат просто не успели бы изготовить в 1973 году без «компромисса между техническими возможностями и надежностью», по словам одного из членов команды, создававшей «Викинг».

Состоящий из четырех частей космический аппарат был оснащен инструментами для фотосъемки, картирования водяного пара, температуры, сейсмологии, метеорологии и так далее, но сердцем миссии было оборудование для биологических исследований. Инженеры, обслуживавшие «Викинг», упаковали три биологические лаборатории общим весом около 9 килограммов в объем, который можно уместить на книжной полке.

Три эксперимента в биологическом блоке строились на одном базовом принципе: нужно закрыть в контейнере с питательной средой небольшое количество марсианского грунта, выдержать в различных условиях, а затем измерить количество выделившихся или поглощенных газов. Эти эксперименты отличались друг от друга подходом к выдерживанию образцов и результатами, которые аппаратура должна была зафиксировать и измерить в качестве доказательств жизни. Посадочные модули «Викинг» также были оснащены рентгеновскими инструментами, способными провести химический анализ почвы, и газовыми хроматографами и масс-спектрографами (ГХМС), которые могли обнаружить и идентифицировать органические компоненты почвы.

Поиски жизни начались на восьмой марсианский день аппарата «Викинг-1» – восьмой сол в местной часовой зоне, 28 июля 1976 года на Земле, – когда посадочный модуль вытянул манипулятор для сбора образцов, пронес его над поверхностью Марса и доставил грунт в контейнер для исследований. Три эксперимента получили свои маленькие доли и приступили к работе. В течение следующих трех дней все три эксперимента дали невероятные результаты. Аппаратура зафиксировала мощное выделение газов – в некоторых случаях практически сразу после помещения марсианского грунта в питательную среду.

Биологи из команды «Викинга» были ошеломлены. Три эксперимента, три положительных результата, три указания на существование жизни… возможных указания. Сигналы о выделении газа были уверенные, но внезапность и их возникновения, и их исчезновения говорила о том, что это скорее звено цепочки химических реакций, а не свидетельство биологического роста. Пришлось проявить осторожность. Открытие жизни где-либо в Солнечной системе имело бы далеко идущие последствия не только для науки, но и для человеческого сообщества в целом. Снова, как и во времена Кеплера, оно могло бы узнать правду о своем месте во Вселенной. Мы бы обнаружили, что раз мы не центр Вселенной, мы – часть явления, общего для всей Вселенной. Мы бы узнали, что жизнь охватывает ее всю. Разумеется, это было бы очень важным открытием.

Никто из команды ученых не хотел торопиться с такими заявлениями. К тому же многие биологи в группе подозревали, что зафиксированные реакции были небиологическими по своей природе. Один из ведущих исследователей команды, Норман Горовиц, довольно четко обозначил свою позицию во время пресс-конференции, посвященной первым положительным результатам его собственного эксперимента. «Я хочу подчеркнуть, – сказал он нетерпеливой группе журналистов, – нет, мы не открыли жизнь на Марсе».

На 23-й сол газовый хроматограф и масс-спектрометр проанализировали образец марсианского грунта и не обнаружили там ни следа органических углеродных соединений. После реакций, проведенных тремя биологическими установками, новый результат поразил исследователей и оживил дискуссию. Ученые ожидали, что ГХМС обнаружит хотя бы какие-то следы органических соединений небиологической природы, таких как включения в метеоритном веществе. Исследователей главным образом заботило, как отличить биологическую органику от небиологической. А теперь, когда ГХМС зарегистрировал полное отсутствие органических соединений в марсианском грунте, поиски жизни на Марсе для некоторых ученых свелись к поиску процессов, которые могли бы примирить столь противоречивые результаты.

3 сентября «Викинг-2» высадился на равнину Утопия, примерно в половине окружности планеты, в 6400 километрах, от места посадки «Викинга-1» и на 25 градусов севернее. Биологические лаборатории и ГХМС вскоре включились и начали работать, исследуя почвы, которые казались слегка более сырыми, чем на равнине Хриса. Результаты биологических экспериментов снова дали положительные результаты, которые снова выглядели последствием химических процессов, а ГХМС не показал никаких следов органического углерода. Опять поднялась шумиха, в которой одни ученые поддерживали биологическое объяснение, другие – химическое. Результаты окончательно обрисовали основную проблему: «Викинги» могли провести четыре и только четыре эксперимента, три из которых указывали на возможное существование жизни, в то время как четвертый – на большую сомнительность первых трех. Если бы образцы грунта находились в земной лаборатории, можно было бы провести десятки дополнительных экспериментов, которые помогли бы разрешить спор. На Земле даже можно было бы непосредственно изучить под микроскопом результаты взаимодействия марсианских почв с питательной средой. Но не на Марсе. По сути, у нас были только противоречивые результаты. Как выразился писатель Леонард Дэвид, «Викинг» полетел на Марс и спросил, есть ли на нем жизнь, а Марс в ответ сказал: «Пожалуйста, переформулируйте вопрос».

Сегодня большинство исследователей – но определенно не все – понимают, что «Викинг» не обнаружил следов жизни. Ученые пришли к выводу, что марсианский грунт богат пероксидами и окислами. Согласно этой теории, результаты как минимум двух экспериментов «Викингов» свидетельствуют о химических реакциях, в которых эти пероксиды участвовали. Неудачи ГХМС в попытке обнаружить углерод на обеих площадках примерно согласуются с пероксидно-окисловой теорией, поскольку пероксиды легко разрушают органические соединения. Но не все разделяют эти взгляды, некоторые предполагают, что, возможно, ГХМС оказался недостаточно чувствительным, чтобы зафиксировать исчезающее малые количества органического вещества, то есть жизнь. Вполне вероятно, что во время экспериментов на «Викинге» такое малое количество спор могло быстро разрастись, превратиться в довольно большую популяцию и дать положительный результат. Внезапное исчезновение положительных сигналов, поданных биологическими лабораториями, может объясняться как исчерпанием имевшегося количества пероксидов, так и чрезмерным ростом популяции организмов, отравляющих себя продуктами собственной жизнедеятельности. Гилберт Левин, ведущий исследователь и разработчик биологического эксперимента, названного «Маркированный выпуск» (Labeled Release), по сей день страстно верит, что его оборудование зарегистрировало проявления марсианской жизни. Через десять лет после высадок «Викингов» Левин напишет: «…после многолетних лабораторных попыток воспроизвести результаты с Марса, используя небиологические способы, мы обнаружили, что выводы научного анализа позволяют заявлять с большей уверенностью: в нашем эксперименте на Марсе были зафиксированы следы жизнедеятельности каких-то организмов. Я выражаю не мнение, а позицию, продиктованную объективной оценкой всех научных данных, имеющих отношение к рассматриваемому вопросу» [2]. Всего на двадцать страниц раньше в том же издании член другой группы биологов Норман Горовиц пишет: «Для некоторых Марс всегда будет необитаемым независимо от доказательств… Не нужно долго искать тех, кто считает, что на Марсе условия как в райском саду: во влажном и теплом климате процветает марсианская жизнь. Однако это все мечты» [3].