Joel Levine: Зачем снова на Марс?

Ученый планетолог Джоел Левайн на событии TEDxNASA показывает новые занимательные и в то же время загадочные открытия планеты Марс: кратеры полные льда, следы древних океанов и намеки на существование жизни в прошлом. Он обосновывает необходимость вернуться на Марс чтобы сделать еще больше открытий.

Я хочу рассказать об отрезке истории в 4.6 млрд. лет

за 18 минут

Это 300 миллионов лет в минуту.

Начнем с первой фотографии планеты Марс,

полученной НАСА

со станции Маринер-4.

Она была получена в 1965.

Когда появилось это изображение,

широко известный научный журнал

Нью Йорк Таймс опубликовал в редакторской колонке:

“Марс безынтересен.

Это мертвый мир. НАСА больше не должно тратить

никаких ресурсов для изучения Марса."

Но, к счастью, наше руководство в Вашингтоне

в штаб-квартире НАСА оказалось мудрее.

И мы приступили к обширному изучению

красной планеты.

Одним из ключевых вопросов науки является

“Есть ли жизнь за пределами Земли?”

Я полагаю что Марс - наиболее вероятное место

существования жизни за пределами Земли.

За несколько минут я продемонстрирую Вам

поразительные результаты измерений, которые свидетельствуют,

что на Марсе возможна жизнь.

Но позвольте начать фотографией с Викинга.

Этот цветной снимок сделан Викингом в 1976.

Викинг был разработан и управлялся

научно-исследовательским центром НАСА в Лэнгли.

Мы отправили два орбитальных и два поверхностных аппарата летом 1976.

У нас было четыре космических аппарата: два на орбите Марса,

и два на его поверхности,

что само по себе было выдающимся достижением.

Это первая фотография c поверхности

какой бы то ни было планеты.

Её сделал марсоход Викинг

с поверхности Марса.

Таки да, красная планета действительно красная.

Марс в два раза меньше Земли.

Но поскольку 2/3 Земли покрыто водой,

площадь поверхности суши Земли

сравнима по площади с поверхностью Марса.

Итак, на Марсе довольн-таки много места, несмотря на то, что он вдвое меньше.

Мы получили результаты топографических измерений

поверхности Марса. Мы знаем о его

высотах и глубинах.

Мы знаем многое о Марсе.

На Марсе находится самый большой вулкан в солнечной системе -

Олимп.

На Марсе находится гранд каньон

солнечной системы - Долина Маринера.

Очень и очень интересная планета.

На Марсе находится самый большой

кратер, возникший в результате столкновения, в солнечной системе -

Эллада.

Диаметром в 3 200 км.

Если бы вы оказались на Марсе в день столкновения,

когда этот кратер образовался,

денёк бы точно не задался…

(смех из зала)

Это Олимп.

Он больше чем штат Аризона.

Вулканы очень важны, поскольку они

производят атмосферу и океаны.

А это Долина Маринера,

самый большой каньон в солнечной системе,

наложенный на карту Соединенных Штатов,

длиной более 4 800 км.

Одна из наиболее занимательных особенностей Марса,

а по версии Национальной Академии Наук,

одна из 10 главных загадок космической эры -

почему некоторые зоны Марса

так сильно намагничены?

Мы называем это коровым магнетизмом.

Некоторые участки коры Марса ввиду каких-то причин,

о которых мы пока не знаем,

намагничены очень сильно.

Есть ли на Марсе вода?

Ответ – нет. Воды в жидком виде

на поверхности Марса на сегодняшний день нет!

Однако, есть интересные свидетельства

которые показывают, что раньше на Марсе,

возможно, текли реки

и быстрые потоки воды.

Сейчас Марс крайне сухой.

Однако, мы полагаем, что вода может находиться в полярных шапках.

Полярные шапки есть как на Северном, так и на Южном полюсах.

Вот несколько последних снимков

Этот со Спирита и Опотьюнити.

А эти изображения

показывают, что на поверхности Марса ранее была быстро текущая вода.

Почему вода так важна? Вода важна

потому что без воды не бывает жизни.

Вода – ключевой ингридиент

в эволюции, источник жизни на планете.

Вот фотография Антарктики

и фотография Олимпа,

очень похожие очертания, ледники.

Итак, это замерзшая вода.

Это лед на Марсе.

Это мой любимый снимок. Сделан всего несколько недель назад.

Он еще не был опубликован.

Сделан Европейским космическим агентством.

Изображение кратера Марса с марсохода Экспресс

и в центре кратера

есть вода и лед.

Очень занимательная фотография.

Мы считаем, что ранее Марс,

а именно 4.6 миллиарда лет назад,

был очень похож на Землю.

На Марсе были реки, были озера,

но самое главное – на Марсе были океаны планетарного масштаба.

Мы считаем, что океаны находились в северном полушарии.

Эта зона, отмеченная голубым,

впадина глубиной в 6 км

ранее была древним океаном

на поверхности Марса

Куда же делись все океаны полные воды?

В общем, у нас есть предположение.

Вот результаты измерений, полученных несколько лет назад

с орбитального спутника Марса - Одиссея.

Подземная вода на Марсе

находится в замороженном состоянии льда.

Вот доля в процентном соотношении. Голубым цветом

показано 16 процентов от общей массы.

16 процентов от общей массы поверхности

состоят из замерзшей воды, или льда.

Итак, подземных вод очень много.

Самое занимательное и в то же время загадочное измерение,

когда-либо полученное с Марса, по-моему, то,

которое опубликовали ранее в этом году

в журнале «Сайнс».

То что мы наблюдаем – это наличие газа метана,

CH4 в атмосфере Марса.

Как вы видите имеется три различных метановых зоны.

Почему метан так важен?

Потому что на Земле, практически весь метан,

99.9 процентов метана

производится живыми существами,

не маленькими зелеными человечками, а микроскопическими формами жизни

под или над поверхностью.

Теперь у нас имеются доказательства

присутствия метана в атмосфере Марса,

газа, который на Земле

является биогенным по происхождению,

производимый живими системами.

Это три шлейфа - это А, B1, B2.

И есть та местность, над которой был найден метан.

И мы знаем из результатов геологических исследований,

что это старейшие районы Марса.

На самом деле, Земля и Марс

ровесники – им обеим по 4.6 миллиарда лет.

Однако, самому старому камню на Земле всего 3.6 миллиарда лет.

Причина в том что есть миллиардный пробел в истории

наших геологических исследований,

из-за тектонического движения плит,

кора земли подверглась рециркуляции.

И у нас нет геологических данных

за первый миллиард лет истории.

Однако, такие данные есть на Марсе.

Поверхность, которую мы с Вами наблюдаем

образовалась 4.6 миллиарда лет назад.

в день формирования Земли и Марса.

Это был Вторник.

(смех из зала)

Эта карта показывает,

куда мы отправляли наши космические аппараты на поверхности Марса.

Вот Викинг I, Викинг II.

Это Опотьюнити. Это Спирит.

Это Марс Пасфайндер. Это Феникс,

который мы отправили всего два года назад.

Заметьте, что все наши вездеходы и спускаемые аппараты

отправлялись на северное полушарие.

Это потому, что на северном полушарии

располагается регион древнего

океанического бассейна.

На нем немного кратеров.

Это потому что вода защищала поверхность бассейна

от ударов метеоритов и астероидов.

Но взгляните на южное полушарие.

На южном полушарии видны кратеры, возникшие в результате столкновения,

и вулканические кратеры.

Это Эллада,

кардинально отличающаяся по геологическому строению.

А теперь посмотрите где находится метан - в не пригодной для посадки

грубой скалистой местности.

Каким же образом нам разгадать

главные тайны Марса в таком случае?

Мы подняли этот вопрос 10 лет назад.

Мы пригласили 10 лучших исследователей Марса

в научно-исследовательский центр в Лэнгли на два дня.

На повестку мы вынесли

главные вопросы, на которые у нас не было ответа.

И мы потратили два дня, решая

как на них лучше ответить.

Результатом нашей встречи стал

роботизированый ракето-носитель, который мы назвали Арес.

Воздушный Исследователь Окружающей Среды Регионального Масштаба

Это модель Ареса.

Это макет в 5 раз меньше оригинала.

Этот летательный аппарат был разработан в научно-исследовательском центре Лэнгли.

Если в мире и существует место,

где бы смогли создать самолет для полетов на Марсе,

так это научно-исследовательский центр Лэнгли,

на протяжении почти ста лет являющийся

ведущим центром аэронавтики в мире.

Мы пролетим на высоте в 1.6 км над поверхностью.

Мы преодолеем сотни километров,

пролетев со скорость около 700 км/ч.

Мы сможем совершить ряд вещей, которые не могут сделать ни вездеходы,

ни спускаемые аппараты.

Мы сможем пролететь над горами, вулканами, ударными кратерами.

Пролететь над долинами.

Над поверхностным магнетизмом,

полярными шапками и подземными водами.

И мы можем искать жизнь на Марсе.

Но не менее важно,

что пролетая в атмосфере Марса,

мы будем транслировать этот полет -

изображения первого авиа перелета за пределами Земли -

на Землю.

И наша задача – вдохновить Американскую общественность,

налоговые деньги которой тратятся на эту миссию.

Но что еще более важно,

мы вдохновим будущие поколения ученых,

технологов, инженеров и математиков.

И это, пожалуй, важнейшая задача национальной безопасности

и оздоровления экономики – убедиться

что мы создаем новое поколение

ученых, инженеров, математиков и технологов.

Так выглядит Арес

во время полета на Марсе.

Сначала мы запрограммируем полет.

Мы полетим туда, где метан.

На борту будут инструменты,

позволяющие забирать образцы атмосферы Марса каждые три минуты.

Мы будем искать метан,

а также другие газы,

производимые живыми организмами.

Так мы обнаружим источник образования всех этих газов.

Ведь у нас будут результаты измерения градиента доли содержания газа.

Так мы поймем, куда отправить следующую экспедицию,

чтоб она приземлилась в правильном месте.

Как мы доставим самолет на Марс?

Если коротко – очень аккуратно.

Дело в том, что мы не пилотируем его на Марс,

мы помещаем его в космический аппарат,

который посылаем на Марс.

Проблема заключается в том,

что максимальный диаметр таких космических аппаратов составляет всего 2.7 метра.

Размах крыльев Ареса составляет 6.4 метра, а длина 5.2

Как же мы доставим его на Марс?

Мы сложим его,

и поместим в космический корабль.

Внутри так называемого защитного кожуха.

Вот как мы собираемся это сделать.

У нас есть небольшое видео, описывающее последовательность.

Видео: Запуск разрешен. 5,4,3,2,1.

Старт главного двигателя. И... отрыв.

Джоел Левайн: Это запуск с космодрома Кэннеди во Флориде.

Путь космического аппарата до Марса

займет 9 месяцев.

Он входит в атмосферу Марса.

Сильно нагревается.

Нагревается от трения. Он летит со скоростью 29 тысяч км/ч.

Раскрывается парашют и замедляет челнок.

Сбрасывается термо-керамическая защита.

Наш самолет впервые подвергается воздействию атмосферы Марса.

Он раскрывается.

Включается реактивный двигатель.

Мы считаем, что за часовой полет

мы сможем переписать всю историю исследования Марса,

производя высокоточные замеры атмосферы,

выявляя газы органического происхождения,

выявляя газы вулканического происхождения,

исследуя поверхность, исследуя поверхностный магнетизм,

который мы не понимаем,

и многие другие явления.

Опыт - сын ошибок трудных.

Откуда мы знаем что мы сможем это сделать?

Потому что мы тестировали несколько моделей Ареса

в шести аэродинамических трубах

в научно-исследовательском центре НАСА в Лэнгли, на протяжении 8ми лет,

в условиях Марса.

И что не менее важно,

мы протестировали Арес в земной атмосфере,

на высоте 30ти киллометров,

где ее плотность и давление сопоставимы

с таковыми атмосферы Марса, где мы и собираемся летать.

Например, если вы летите самолетом через всю страну до Лос Анжелеса,

вы летите на высоте 11 киллометров.

Мы делали наши тесты на высоте в 30.

И я хочу Вам показать один из таких тестов.

Это модель уменьшенная в два раза.

Это гелиевый стратостат,

поднятый над Тиламуком, штат Орегон.

Мы поместили на него сложенный самолет.

Подъем на такую высоту занял порядка 3х часов.

Затем, мы отпустили его по команде

на высоте в 31.4 км.

Мы разложили самолет и все отлично работало.

И мы сделали

тесты на большой и малых высотах

чтобы отработать технику.

Теперь мы полностью готовы.

Я принес уменьшеную модель.

Но у нас есть настоящая модель,

хранящаяся в научно-исследовательском центре НАСА в Лэнгли.

Мы готовы. Все что нам сейчас нужно - так это чек из штаб-квартиры НАСА

(смех из зала)

чтобы покрыть расходы.

Я готов пожертвовать свой гонорар за сегодняшнюю речь

для миссии.

Конечно, никаких гонораров здесь не предусмотрено.

Это команда разработчиков Ареса.

Это 150 ученых, инженеров,

из Лаборатории реактивных двигателей

центра космических полетов имени Годдарда,

научно-исследовательского центра имени Эймса, а также с полдюжины других крупных университетов

и корпораций, причастных к разработке.

Это большой труд. Это всё - научно-исследовательский центр НАСА в Лэнгли.

И позвольте мне закончить,

не так далеко отсюда,

прямо вниз по этой дороге в Китти-Хок, штат Северная Каролина,

немногим более 100 лет назад

вершилась история

когда мы совершили первый в истории авиаполет на Земле.

И сейчас мы в шаге от

совершения первого авиаперелета

за пределами атмосферы Земли.

Мы готовы пролететь над Марсом,

переписать его историю.

Если Вы хотите узнать более подробно,

у нас есть вебсайт который описывает эту захватывающую

и увлекательную миссию и то, почему мы хотим ее осуществить.

Огромное спасибо.

(аплодисменты)