"На зов таинственного Марса" - читать интересную книгу автора (Шевченко Владислав Владимирович)

Страх и Ужас рядом с Марсом

Долгое время, пожалуй, не было в Солнечной системе более загадочных тел, чем спутники Марса.

О существовании двух спутников красной планеты стали говорить за полтораста лет до их настоящего открытия.

Всем известно имя Гулливера и его сложные взаимоотношения с лилипутами. Но кроме страны крошечных человечков, Гулливер посетил много различных удивительных стран с не менее удивительными жителями. Полное описание этих фантастических приключений было изложено Джонатаном Свифтом в книге «Путешествия в некоторые отдаленные части света Лемюэля Гулливера, сначала хирурга, а потом капитана нескольких кораблей», которую знаменитый сатирик закончил и передал издателю в 1726 году.

Осталось неизвестным, когда точно Дж. Свифтом была написана та часть книги, где Гулливер попадает на фантастический остров Лапутию. Но именно тогда, в двадцатые годы XVIII столетия, впервые были произнесены слова о существовании у Марса двух небольших спутников.

Гулливер посещает Лапутянскую академию наук и знакомится с достижениями лапутянских астрономов. Оказывается, что, располагая не слишком большими по размерам, но мощными телескопами, лапутянские астрономы значительно опередили своих тогдашних европейских коллег в области изучения звезд, составления звездных каталогов и в ряде других исследований. «Кроме того, они открыли две маленькие звезды, или спутника, обращающиеся около Марса, из которых ближайший к Марсу удален от центра этой планеты на расстояние, равное трем ее диаметрам, а более отдаленный находится от нее на расстоянии пяти таких же диаметров. Первый совершает свое обращение в течение 10 часов, а второй в течение 21 с половиной часа, так что квадраты времен их обращения почти пропорциональны кубам их расстояний от центра Марса, каковое обстоятельство с очевидностью показывает, что означенные спутники управляются тем же самым законом тяготения, которому подчинены другие небесные тела».

Современники хорошо знали и понимали сарказм и иносказания Свифта. Для них не было загадкой, что под видом наукообразных занятий неведомых лапутян Свифт высмеивает подобное же времяпрепровождение современных ему «деятелей» науки.

Но вот для нас, по-видимому, навсегда останется загадкой, каким образом в шуточном виде Свифту удалось дать очень близкий к истине прогноз существования марсианских спутников.

Высказывались разные догадки для объяснения столь невероятного события. Во времена Свифта недавним прошлым были жизнь и деятельность выдающегося немецкого астронома И. Кеплера. Не исключено, что Свифт мог читать произведения Кеплера о гармонии Вселенной, подчиняющейся пифагорейскому учению о гармонии чисел. Вспомните, с чего мы начали рассказ о положении Марса в Солнечной системе. Уже в работах Кеплера появились предположения о существовании спутников Марса. Расчеты, связанные с гармонией чисел, следующим образом приводили к подобному выводу.

Тогда было известно, что у Венеры спутников нет совсем. У Земли — один спутник, Луна. Галилео Галилей открыл четыре спутника у Юпитера. И простое увеличение числа спутников у планет, и более сложный закон геометрической прогрессии приводили к одному и тому же результату: у Марса должно быть два спутника.

Так объясняется первая часть предсказания Свифта. Второе положение — о малости спутников. Ведь если даже у Юпитера, более отдаленной планеты, можно наблюдать спутники и астрономы их видят, то не видеть спутники близкого Марса возможно только по одной причине — из-за их малых размеров. А вот объяснить последующие детали прогноза представляется более сложным.

Свифт приводит далее вполне конкретные данные об удаленности небольших тел от планеты и величины периодов обращения, которые по порядку величин невероятно точно совпадают с известными сегодня.

Приведенный отрывок из книги о путешествиях Гулливера свидетельствует о том, что Свифт был знаком с научной основой тогдашней небесной механики. Можно предположить, что по аналогии с удалением спутников Юпитера от планеты, исчисляемом в диаметрах центрального тела, Свифт назвал величину удаления спутников Марса, а периоды обращения уже вычислял согласно законам Кеплера. Во всяком случае, прежде чем написать фрагмент рассказа о приключениях Гулливера, писатель, по-видимому, какое-то время провел в раздумье и расчетах.

В XVIII веке и в первой половине XIX века астрономы делали попытки обнаружить спутники Марса, но неуловимые небесные тела долгое время оставались фантазией Джонатана Свифта.

Открытие свершилось лишь в 1877 году.

Очередное великое противостояние Марса совпало с введением в строй самого большого по тем временам телескопа-рефрактора на Морской обсерватории близ Вашингтона в США.

После ряда попыток в августе 1877 года А. Холл сначала обнаружил внешнюю «луну» Марса, а затем и внутренний спутник.

Рассказывают, что названия открытых спутников предложила одна английская школьница, напомнив, что в античной мифологии бога войны Марса всегда сопровождали спутники Страх и Ужас — в переводе на древнегреческий: Фобос и Деймос. Небесные спутники были так и названы.

В середине нашего века всех интересующихся астрономией взбудоражила еще одна сенсация. Были обнаружены данные о движении Фобоса, формальным объяснением которых могло быть только одно — спутник является полым внутри. Поскольку легче представить себе, что полое тело имеет искусственное происхождение, разговоры о марсианах и марсианской цивилизации вновь получили всеобщее распространение.

В 1945 году на той же Морской обсерватории, где были открыты Фобос и Деймос, где хранились многочисленные результаты наблюдений за их движением, Б. Шарплесс обнаружил, что Фобос движется с постепенным нарастанием скорости.

Он сопоставил наблюдения, выполненные на Пулковской обсерватории под Петербургом в XIX веке, с более поздними результатами других исследователей. Получалось, что Фобос как бы переходит все время на более низкие орбиты с более коротким периодом вращения вокруг Марса, то есть вращается все быстрее. Конечно, величина этих изменений оказывалась незначительной. Расчеты показывали, что опасное сближение с планетой, во время которого спутник под влиянием сил тяготения может разрушиться, произойдет лишь через 15 миллионов лет.

Но особый интерес представляла не отдаленная дата гибели Фобоса, а физическая причина, ведущая к этому печальному событию. Уже в наше время появились данные, с помощью которых можно объяснить непонятное явление. Ученым стало известно, что искусственные спутники Земли также медленно переходят на все более низкие орбиты и сгорают, входя в плотные слои атмосферы. Чтобы сохранить спутник на орбите, надо периодически поддерживать включением ракетных двигателей нормальный полет по заданной траектории.

Причиной торможения оказалось сопротивление очень разреженной верхней атмосферы Земли.

Но ведь Фобос находится весьма близко к Марсу, может быть, он тоже испытывает сопротивление хотя и разреженной, но все же существующей газовой оболочки планеты?

В 1959 году астрофизик И. С. Шкловский сделал нужные расчеты и выяснил, что для воздействия на Фобос очень разреженной атмосферы надо, чтобы спутник имел большие размеры и маленькую массу. Практически это означало, что Фобос должен быть пустым внутри и состоять из относительно тонкой оболочки.

Вот тут и заговорили опять о марсианах, в незапамятные времена якобы запустивших на орбиты вокруг своей планеты два искусственных спутника громадных размеров, которые могли служить орбитальными космодромами для высокоразвитой цивилизации на красной планете!

Позднее выяснилось, что названные Б. Шарплессом изменения орбитальной скорости Фобоса преувеличены. Поэтому смелые гипотезы лишились своего обоснования. Но сама проблема движения спутников Марса остается и ждет еще дальнейшего развития.

Почти через сто лет после открытия Фобоса и Деймоса земляне увидели наконец подробные изображения спутников Марса, полученные с помощью космических аппаратов. Удлиненные, неправильной формы тела этих объектов оказались усеянными многочисленными кратерами, а также изрезанными — особенно Фобос — трещинами и бороздами неизвестного происхождения.

После получения подробных снимков поверхности Фобоса и Деймоса начался новый период загадок и сомнений. Конечно, спутники оказались вполне естественными, без каких-либо следов разумной деятельности на своей поверхности. В этом отношении безжизненность марсианских гор и равнин вполне совпадает с внешним видом двух огромных каменных обломков неправильной формы, вращающихся вокруг планеты по спутниковым орбитам.

Как и следовало ожидать, Страх (Фобос) оказался по размерам больше Ужаса (Деймоса). Фобос более вытянут в одном направлении. Наибольший поперечник этого тела равен 27 километрам. Наименьший — примерно 18 километрам. Размеры Деймоса составляют 15 километров и 11 километров вдоль самой длинной и самой короткой оси его неправильного тела.

Оба спутника состоят из очень темного материала, который гораздо темнее пород Марса. Эта особенность послужила одним из первых намеков на то, что Марс и его спутники не являются космическими родственниками.

По изученным характеристикам вещество, из которого состоит Фобос и Деймос, более похоже на материал астероидов или метеоритов. Средняя плотность тел также оказалась необычно низкой для горных пород, из которых состоят тела планет. В одном кубическом сантиметре вещества спутников Марса умещается всего лишь полтора грамма породы. Такой результат может свидетельствовать о высоком содержании льда, что весьма характерно для астероидов или ядер комет.

Очень интересны кратерные формы на поверхности обоих спутников.

Наиболее крупные кратеры по размерам можно сопоставить с размерами самих спутников. На Фобосе один из кратеров по диаметру равен почти половине наименьшего поперечника спутника и достигает 10 километров. На Деймосе наибольшая впадина простерлась на два километра.

Поверхность спутников усеяна небольшими кратерами примерно так же, как наиболее старые районы лунной поверхности. Их число уже не увеличивается, поскольку каждый новый удар метеорита о поверхность приходится в существующую воронку от более раннего удара. Старый кратер уничтожается, на его месте возникает новый, но общее число не изменяется.

Такое состояние «насыщенности» кратерами поверхности небесного тела присуще только очень древним космическим ландшафтам. Эта особенность поверхности марсианских спутников опять возвращает нас к мысли, что более древние, чем сама планета, карликовые «луны» могли существовать первоначально как самостоятельные космические странники — астероиды. Только вот с точки зрения небесной механики захват свободно пролетающего небесного тела и превращение его в спутник планеты представляется маловероятным событием.

Новые данные о спутниках красной планеты не объяснили их происхождение, которое остается по-прежнему загадочным.

Споры вокруг происхождения Фобоса и Деймоса продолжаются. Ученые знают примерно, какова природа этих тел, но не могут пока сказать, каким образом и когда появились Страх и Ужас рядом с Марсом.

Хотя оба спутника Марса очень похожи, исследователи обнаружили любопытные различия в структуре ландшафтов Фобоса и Деймоса. При общем сходстве, обилии мелкораздробленного материала, покрывающего поверхности спутников, Фобос выглядит более «ободранным» и обнаженным. Деймос же, напротив, имеет более сглаженную, засыпанную поверхность. На Фобосе сохранились в большом количестве очень мелкие кратеры. На Деймосе же таких кратеров не обнаружено. Такие процессы, как осыпание или обваливание внутренних стенок крупных кратеров, не обнаружены на Фобосе. А на Деймосе наблюдаются кратеры, заполненные рыхлым материалом до глубины в несколько метров.

Падающие на спутники метеориты одинаково разрушают, дробят и распыляют каменную основу их тел.

Почему же на Фобосе размельченного вещества меньше, чем на Деймосе? Казалось, должно быть наоборот, поскольку Фобос больше по массе и сила тяжести на его поверхности примерно вдвое больше, чем на поверхности Деймоса.

Как же объяснить очередную загадку таинственных карликов?

Наверное, надо согласиться с одним наблюдением, очень тонко подметившим различия в условиях на поверхности Фобоса и Деймоса.

Когда удар метеорита выбрасывает с поверхности Фобоса тучу пыли и камней, значительная часть разлетается вокруг спутника на большие расстояния из-за малой силы тяжести.

Но орбита Фобоса проходит слишком близко от самого Марса. Поэтому выбросы недолго сопровождают спутник. Попадая в поле тяготения планеты, кусочки породы и пыль постепенно оказываются на поверхности Марса. И только меньшая их часть оседает среди кратеров и трещин Фобоса.

Примерно то же сначала происходит и на Деймосе — удар, последующий взрыв и выброс большого количества осколков и пыли. При еще меньшей силе тяжести каменный рой и пылевое облако рассеиваются вдоль орбиты спутника на более значительные расстояния. Но Деймос Движется на удалении от Марса, превышающем в два с половиной раза удаление Фобоса: Поэтому частицы раздробленного вещества остаются на орбите Деймоса или вблизи него, и спутник, проходя раз за разом через этот рой, собирает свои собственные осколки. Крупные и мелкие фрагменты оседают на его поверхность, погребая под толстым слоем мелкие кратеры. Кратеры размером менее 50 метров, по-видимому, полностью засыпаются слоем камней и пыли. Зато на поверхности Деймоса хорошо различимы отдельные глыбы, величиной с сельский дом.

На Фобосе обнаружили загадочные борозды, пересекающие почти весь спутник из конца в конец.

Борозды имеют ширину от 100 до 200 метров и тянутся на десятки километров. Глубина их от 20 до 90 метров. Каким образом на поверхности спутника пропаханы такие ущелья, не разрушившие его на отдельные части?

Некоторые ученые предполагали, что если Фобос — осколок большого планетного тела, то в виде борозд на его «боку» мы просматриваем слоистое строение космической глыбы. Другие настаивали на том, что борозды оставлены косо падавшими метеоритами, тем более что в отдельных случаях их можно принять за непрерывные цепочки кратеров. Третьи склонны были видеть в них трещины, по которым Фобос «трескается» под воздействием приливных сил со стороны Марса, — опасно быть близким соседом более массивного тела. Наконец, четвертые считают виновником самый большой кратер на Фобосе, носящий название Стикни.

Если Фобос по своей природу действительно подобен астероиду, то в его составе может быть значительная доля льда. Когда в результате удара образовался кратер Стикни, поверхность в месте взрыва могла быть нагрета на большой площади до 200 градусов по Цельсию. Это повлекло высвобождение большого количества воды и могло породить наблюдаемые трещины и цепочки небольших кратеров, через которые пар с большой скоростью вырывался из толщи каменных пород.

Но все же достаточно убедительного объяснения возникновению непонятных форм рельефа так и не найдено.

Загадки спутников-малюток с грозными именами Страх и Ужас требуют новых исследований их природы и взаимоотношений с главным телом — планетой Марс.