Член-корреспондент РАН, член Международной Академии астронавтики и Британского Королевского астрономического общества, президент Отделения планетных наук Международного Астрономического Союза Михаил Маров
М.Я.: Добрый день, уважаемые коллеги! Сегодня мы с вами поговорим о чрезвычайно интересной и, я думаю, актуальной теме – о том, что связано с нашим с вами космическим окружением. Ну, у меня так сложилась жизнь, что космосом я занимаюсь больше, чем полвека – практически всю свою сознательную жизнь, по существу с самого начала космической эры.
Мне довелось общаться с нашими многими выдающимися людьми, которые были зачинателями этого направления, которые внесли колоссальный вклад в то, что мы сегодня знаем об окружающем нас космосе, о вселенной. И я попытаюсь вам, конечно, за очень короткое время дать самые главные такие, может быть, основные представления, поскольку ну, чтобы немножечко подробнее в это вникнуть, конечно, нужна не одна лекция.
Мой курс составляют десятки лекций на разные темы, имеющие то или иное соприкосновение с общими вопросами исследования космоса, астрофизики, математического моделирования этих процессов. Я читаю достаточно много лекций в зарубежных университетах, поэтому приношу извинения за то, что некоторые слайды в моей презентации будут содержать англоязычные названия. Ну, как-то мне не очень хотелось это переделывать.
А то, что мы с вами сегодня постараемся понять, уяснить для себя – это то, что мои зарубежные студенты обычно, поскольку всё это собрано в один большой материал в очень ограниченное время, обычно называют брэйн сторминг – мозговой штурм. Вот, я вас к этому призываю, так сказать, себя штурмовать в этом направлении.
Мы поговорим сегодня главным образом о нашем ближайшем космическом окружении – солнечной системе, однако начну я с несколько более широких представлений для того, чтобы вам было понятно, в какой области пространства мы находимся, что мы затеряны абсолютно в безграничных просторах космоса.
При этом сам космос, вселенная, удивительным образом организованы.
Чем больше изучаешь, чем больше узнаешь, тем больше и восхищаешься, и поражаешься той совершенно удивительной структуре, удивительной организации материи, которая нас окружает. На моём первом слайде просто не просто красивая картинка. Это то, что связано с эволюцией материи во вселенной. По существу, начало зарождения вселенной, которое мы ассоциируем с так называемым большим взрывом или биг бэнгом, после этого, в течение очень короткого времени после так называемой инфляционной стадии, начинается образование первых элементов, из которых состоит вся материя, вещество.
Дальше начинают образовываться звёзды, галактики, диски – об этом мы еще будем говорить – вокруг рождающихся звёзд, и, наконец, планеты и малые тела, которые составляют нашу солнечную систему, но наша солнечная система не единственная, мы сейчас знаем о существовании многих планетных систем. Ну, и наконец, высшая форма организации материи, в виде показанной здесь структуры двойной спирали ДНК.
Вот эволюция, которая заняла сотни миллионов, миллиарды лет, и в конечном итоге привела к тому, что в одной, может быть, не самой уникальной части пространства, создались условия для возникновения и развития жизни, вплоть до интеллекта, и это даёт нам с вами возможность эти вопросы обсуждать.
О чем мы будем сегодня говорить. Зачем мы исследуем космос; основные научные вопросы; структура вселенной; наше место во вселенной; наша солнечная система; ближайший космос; природы внутренних и внешних планет и сравнительная планетология – это то, что позволяет нам лучше понять природу нашей земли путём сопоставления с другими мирами, нас окружающими; так называемые, малые тела – астероиды, кометы; дальше вопросы космогонии – это происхождение, эволюция нашей солнечной системы; другие планетные системы, вне солнечные, так называемые, вне солнечные планеты; ну, немножечко о миграционных столкновительных процессах, и это, собственно, практически всё содержание.
Картинка, которая здесь красивая, она просто иллюстрирует то, что та область пространства, в которой мы с вами существуем, она выглядит в виде небольшой туманности, даже если вы наблюдаете её с внешней стороны солнечной системы – с периферии, это мы с вами будем говорить, в поясе Койпера находится одна из маленьких таких планет – Седна, вот с её поверхности так выглядит солнечная система в изображении художника. Это, такого снимка пока получено не было.
Давайте зададимся вопросами, основные научные вопросы: зачем мы исследуем космос? Ну, прежде всего, мы хотим получить ответ на вопрос «как устроен наш мир?» - это вопросы структуры и свойств селенной. Где мы с вами находимся? – это вопросы нашего места во вселенной. И свойства нашей солнечной системы, в том числе планеты Земля, которые сделали возможным наше с вами существование. Как мы возникли? – это та область проблем, которая относится к так называемой космогонии – это происхождение, эволюция солнечной системы и других планетных систем.
Ну, и наконец – откуда мы пришли и куда движемся? Это кардинальные мировоззренческие вопросы, философские, научные вопросы происхождения, эволюции и судьбы вселенной.
Итак, повторяю, это исключительное интересные мировоззренческие вопросы, которые мы с вами сегодня, к сожалению, лишены возможности обсуждать, это тема отдельной, очень большой лекции или нескольких даже лекций. Поэтому, сегодня мы главным образом ограничимся с вами первыми тремя вопросами.
Вот, если вы в ясную, особенно зимнюю ночь, смотрите на небо, вы выделяете известные вам созвездия, в частности, созвездия в зодиакальном поясе, но одновременно вы видите и огромное количество как бы неупорядоченных звёзд, я имею в виду, не относящихся к известным созвездиям. Но в лучшем случае, если даже вы обладаете очень зорким взглядом, острым зрением, вы можете различить ну, несколько сотен, ну, тысячу звёзд.
Остальное недоступно.
Вот уже в течение примерно пятнадцати лет работает очень успешно американский космический телескоп Хаббл, и перед вами область самая удалённая, которую он наблюдает. Это достаточно далеко от нас, это миллиарды световых лет. И, как видите, здесь уже не просто звёзды. Всё, что вы здесь видите, это звёздные скопления – галактики. И таких звездных скоплений – галактик, огромное количество в космосе.
Давайте посмотрим структуру и свойства окружающей нас вселенной. Значит, звезды преимущественно сосредоточены в звёздных ассоциациях. Наша с вами галактика Млечный путь не исключение, она содержит примерно четыреста миллиардов звёзд. Размер нашей галактики – сто тысяч световых лет или это примерно тридцать килопарсек (один парсек – это три и двадцать шесть сотых светового года), или это тысяча триллионов километров.
Это те расстояния, которыми обычно оперируют в астрофизике и даже гораздо большие, а именно мега и гигапарсеки. Галактика имеет форму спирали Архимеда, мы находимся в одном из её спиральных рукавов, центр галактики ассоциируется с наличием в ней массивной чёрной дыры, и вот мы с вами вращаемся вокруг центра галактики, совершая один оборот за двести пятьдесят миллионов лет.
Движение солнечной системы в галактике называется движением к апексу. Вот, как выглядит млечный путь в видимом свете. Естественно, находясь внутри нашей галактики, Млечного пути, мы не можем с вами наблюдать её, скажем, расположенную как бы непосредственно лицом к нам, а только с краю с диска.
Вот так она выглядит с края диска в видимом свете, во так в инфракрасной области спектра, а вот так в далекой инфракрасной области спектра, где уже светит не только сама галактика – вот она, но и пыль, пыль, которая содержится в плоскости нашей солнечной системы или в плоскости эклиптики.
Это так называемый, видимо вы знаете это название, зодиакальный свет и это, кстати, свидетельствует о том, что плоскость эклиптики наклонена к плоскости галактики вот под углом немножко больше сорока пяти градусов. Одна из ближайших к нам галактик, находящаяся на расстоянии шестьдесят миллионов световых лет – это галактика Андромеда. Другая известная галактика, тоже относительно к нам близкая – это Большое Маггеланово Облако.
Но что интересно? И вот здесь я возвращаюсь к тому, о чем начал говорить – об удивительной стройности и организации материи во вселенной. Галактики не существуют сами по себе. Они собраны в какие-то определенные сгущения, которые мы называем галактические кластеры. То есть, вещество во вселенной распределено не равномерно, оно кластеризировано. Оно как бы сосредоточено в отдельных таких сгущениях. Более того, эти отдельные сгущения также собираются в еще более крупные сгущения, которые образуют супер кластеры.
Скажем, наша локальная группа содержит тридцать галактик: туда входит Млечный путь, Андромеда, Маггелановы Облака – то, что я вам показывал, но в некоторых кластерах более тысячи галактик, а в некоторых суперкластерах порядка сотни кластеров.
Вот один из галактических кластеров – созвездие Дева. Ближайшие к нам кластеры галактик, известные вам, это и Большая Медведица, и Близнецы, и Кентавры, это Геркулес, ну и так далее, так далее. Размер этого кластера, к которому и мы с вами относимся, составляет четыреста пятьдесят миллионов парсек. И это далеко не предел.
В диапазоне радиоволн мы с вами видим, как организованы суперкластеры во вселенной. Как видите, они образуют отдельные такие интереснейшие нити. Вот, перед вами суперкластер, насчитывающий примерно один миллион галактик, порядка одного миллиона галактик. А всего во вселенной насчитывается сто миллиардов галактик.
Ну, сразу же забегая немножечко, ну, даже не то, что забегая вперед, просто для любопытных скажу, что это огромное количество вещества. Ну, представляете, сто миллиардов галактик. В каждой порядка сотен миллиардов звёзд и, тем не менее, это всего четыре процента вещества во вселенной, которое мы видим. Остальное – это так называемое тёмное вещество – двадцать четыре процента и так называемая тёмная энергия. И они составляют основную массу – девяносто шесть процентов вселенной.
Мы пока с вами не можем ответить на вопрос, что собой представляет и тёмная материя, и темная энергия. Это та проблема, те проблемы, которыми как раз занимается космология. Вот, до сих пор примерно смог заглянуть телескоп Хаббла – снимок, который я вам показывал в начале. Вот это – это уже та область, которая рассчитывает примерно триста восемьдесят тысяч лет после большого взрыва, то есть, того начала, которое дало рождение вселенной.
И, конечно, кардинальный вопрос, главная задача сейчас в Астрономии – проникнуть как можно дальше вот в эту область и понять, что же собой представлял в конечном итоге большой взрыв, хотя существует много теорий, интересных теорий, которые подтверждаются доступными на сегодня экспериментальными данными.
И вот так выглядит крупномасштабная структура вселенной. Как видите, вещество, как я уже говорил, распределено совершенно неравномерно, оно собрано в виде нитей супер кластеров, образующих перемежающие сгущения, их называют «волс» - стенки и «войтс» – разрежение материи. Вы меня спросите,: «А почему?». Дело в том, что только в последние десятилетия нам удалось понять, что вот такое распределение вещества связано с процессами, сопровождавшими биг бэнг – большой взрыв. Когда вещество разлеталось в пространстве, вселенная расширялась, при этом по этому расширяющемуся веществу распространялись волны, и эти волны – флуктуации, дали возможность зарождения определённых сгустков материи. Ну, вот, это то, что мне хотелось вам рассказать в качестве вводной части, чтобы вы себе лучше представляли нашу вселенную и её совершенно удивительную организацию.
То, что мы с вами видели сейчас – это всё на расстояниях, которые сейчас соответствуют возрасту вселенной. Мы почти проникли (я вам показывал изображение), почти проникли до начала, а весь возраст вселенной и, следовательно её размер, составляет тринадцать и семь десятых миллиардов световых лет. Вдумайтесь в эту цифру. Это размер нашей вселенной.
Для того, чтобы вам лучше понимать, сейчас становится ясным, что наша вселенная не единственная, что существует множество вселенных. Что вселенные постоянно рождаются и исчезают. Это предмет, которым занимается космология. Наш с вами сегодняшний интерес сосредоточен на более близких к нам областях пространства.
Если мы с вами оперировали сейчас, говоря о крупномасштабной структуре вселенной, такими категориями, как десяток миллиардов световых лет – тринадцать и семь десятых – размер вселенной, наблюдаемой, так сказать, вселенной, то, конечно, мы с вами живём в гораздо более ограниченной области пространства, но это та область пространства, которая нас с вами в первую очередь интересует.
Потому что мы здесь и мы должны с вами понимать и какова структура этой области, какова природа тех тел, которые эту область населяет, и в каком взаимоотношении мы с вами, живущие на планете Земля, с этим телами находимся. Итак, где же мы находимся?
Земля находится на расстоянии одной астрономической единицы от солнца. По сравнению с теми расстояниями, о которых я вам рассказывал, это абсолютно ничтожно, это сто пятьдесят миллионов километров. Для нас колоссальное расстояние, во вселенной – абсолютно ничтожное.
Плутон сейчас перестал быть планетой, девятой планетой, его низвергли, так сказать, он стал просто телом, мы к этому с вами еще вернемся. Это сорок астрономических единиц или это шесть миллиардов километров, пять с половиной световых часов – столько распространяется сигнал, скажем, с космического аппарата на орбите Плутона до нас. Размер солнечной системы, он считается до так называемого облака Оорта, где сосредоточена основанная масса комет, опять-таки мы это с вами увидим, это примерно сто тысяч астрономических единиц или это полтора световых года, или 0,5 парсека.
Расстояние до ближайших к нам звёзд – это Альфа Центавра, это четыре и три десятых световых года. Если не использовать новые, новейшие технологии, которые пока недоступны, а лететь на обычных химических двигателях, то этот полёт займёт сто тысяч лет. А вообще, в ближайшей к нам окрестности известно примерно где-то шестьдесят пять звёзд, похожих на наше солнце.
Нашу галактику мы видеть не можем, здесь взята галактика Туманность Андромеды, или галактика Андромеды, и вот здесь в центре тоже находится массивная чёрная дыра. Она очень похожа на нашу галактику Млечный путь. И вот, в сопоставимых размерах мы находимся вот здесь, то есть, на расстоянии примерно двадцать парсек от солнца в одном из спиральных рукавов этой галактики.
Солнечное окружение в пределах всего полутора тысяч световых лет, но это тоже чрезвычайно интересно. Вот здесь вы видите в центре наше солнце, оно окружено различной плотностью, молекулярными облаками, горячим ионизованным газом, есть темные области – это так называемые дыры низкой плотности полевой материи. В конце концов, очень интересно вот видеть, вот эта стрелка – это как раз показывает движение нашей солнечной системы в галактике. Помните, один оборот за двести пятьдесят миллионов лет движения к Апексу.
Ну, вот так выглядит наша солнечная система, как мы её знаем, в самом центре вот эти ближайшие, так сказать, несколько орбит - это планеты, так называемые планеты земной группы. Здесь находимся мы с вами, вот это крупнейшая планеты солнечной системы Юпитер, вот Сатурн, Уран, Нептун. Орбиты вполне регулярные, устойчивые, мы очень и очень комфортно себя чувствуем на той орбите, в которой движется наша с вами планета Земля, потому что именно благодаря такому расстоянию от Солнца – одна астрономическая единица, у нас чрезвычайно комфортные природные условия.
В отличие от других планет. Ну, это, конечно, некая мозаика снимков, значит, здесь совокупность всех тел солнечной системы. Вы видите, это ближайшая к Солнцу планета Меркурий, Венера, наша Земля с Луной, Марс, это Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун. А вот здесь вот находятся так называемые малые тела – это кометы и астероиды. Они являются полноправными членами солнечной системы и оти..них… от их движений, перемещений очень-очень многое зависит, поскольку именно благодаря ним происходят и перенос вещества и вс.. и такие катастрофические события, как столкновения этих тел с планетами.
Ну, вот давайте зададимся вопросом, опять-таки мировоззренческим вопросом – зачем мы исследуем солнечную систему? Это, в общем, не праздный вопрос. Он действительно представляет первостепенный мировоззренческий интерес. Кроме того, исследование нашей солнечной системы обеспечивает закономерный процесс интеграции традиционных наук о Земле. Таких, как геология, геохимия, геофизика, физика атмосферы, климатология.
Он стимулирует развитие экзобиологии, то есть, поиск жизни, по крайней мере в пределах нашей солнечной системы. Это очень интересный и очень важный вопрос.
И поиск, в частности, тех форм жизни, которые могут быть отличны от земной – это открывает перспективы распространения человечества за сферу обитания на собственной планеты. И вот вам, понимаете, это некий последовательный процесс, вот они, стыковка, ну, здесь Мира с шатлом, так же, как сейчас МКС, это уже развертывание крупных конструкций в космосе. Совершенно не эфемерным, вполне практически реализуемым является создание в космосе солнечных электростанций.
Вот здесь показана работа монтажников при создании такого рода станций. Ну, и наконец перспектива освоения других планет. Здесь показаны в перспективе космонавты, которые ходят и по поверхности Марса и исследуют эту планету, обживают её.
Ну, прежде всего, нас интересует Луна – тело, которое находится ну, грубо говоря, в двух суток полёта космического аппарата от нас, которое исследовалось достаточно подробно, на которое высаживались американские астронавты, но мы еще очень-очень мало знаем о Луне.
Луна представляет первостепенный интерес потому, что это как бы окно в раннюю историю Земли. Мы пока не можем ответить на вопрос, какой механизм был ответственен за её возникновение, с.. какое происхождение Луны.
Мы не знаем, содержит ли Луна жидкое ядро в своих недрах и каковы его размеры. Мы не знаем некие ключевые геохимические характеристики Луны, но что важно, на Земле самый-самый древний возраст пород, которые открываются и исследуются, и в частности, которые возвращались геологами в лаборатории, просто обычными геологами земными – это примерно 3,9 миллиарда лет. А возраст Земли и Луны – 4,55 миллиарда лет.
Так вот, первые примерно 600 миллионов лет истории земли полностью стёрты последующими процессами возникновения гидросферы, биосферы, а на Луне это всё сохранилось. И вот здесь вы имеете вот такое вот вещество, которое вернули астроноваты, это так называемое вещество породотворения. Его возраст составляет как раз 4,5 миллиарда лет. Но это только из одного района Луны. Мы должны такое вещество возвращать из разных материковых, так называемых, морских районов и так далее и подробно его исследовать.
Ну, и наконец, на очереди перспектива освоения Луны, как ближайшего к нам небесного тела, и это, в общем, процесс, который по существу уже заложен и который неизбежен для человечества. Я думаю, что первые такие как бы ну, что ли, шаги в этом направлении создания Лунной постоянно обитаемой базы будут предприняты уже где-то, начиная в двадцатых годах этого столетия.
Но мы внесли очень большой вклад в изучение Луны при помощи своих робототехнических средств - это возврат, автоматический возврат грунта с поверхности Луны. Три таких были успешных запуска и, наконец, два лунохода работали на поверхности Луны и… сообщали чрезвычайно важные сведения, работая суммарно примерно полтора года. Это приличный срок, и за это время луноходы прошли достаточно большое расстояние.
Мы сейчас готовим к запуску, значит, через два-три года будет осуществлён запуск аппарата Лунаглоб. Это проект, который разрабатывается российским космическим агентством вместе с нашими институтами, и он снабжён вот этой серией из трёх пенетраторов с тормозными двигателями. Пенетраторы будут отделены от орбитального аппарата и соответствующим образом воткнутся в поверхность Луны, уйдя на глубину, по-видимому, до пяти метров.
Это даст возможность очень подробно исследовать автоматическим образом свойства Луны на разных участках её, а самое главное, методом сейсмического зондирования попытаться определить чётче внутреннее строение, в частности вопрос, о котором я говорил – есть ли на Луне жидкое ядро?
Из планет солнечной системы, планет Земной группы, в частности, ближе всего нам, конечно, наиболее интересны – это Венера и Марс. Это две предельные модели эволюции Земли, две предельные модели. Дело в том, что именно благодаря космическим исследованиям мы о них очень много узнали. Математическое моделирование позволяет довольно глубоко изучать те процессы, которые как бы обобщают экспериментальные данные, ставшие доступными, но вот, что я хотел бы, чтоб вы чётко себе отдавали в чём отчёт: Венера находится примерно на ноль три астрономических единицы ближе к Солнцу. Марс на ноль пять астрономических единиц дальше от Солнца. И вот такое расположение оказалось по существу фатальным для этих планет. Если Земля на своей орбите расположена в такой температурной зоне, когда мы имеем как раз равновесную температуру, отвечающую фазовому переходу воды, и это дает возможность возникновения на Земле благоприятных условий для возникновения Биосферы, в конечном итоге возникновения даже высокоразвитых форм жизни, то на Венере мы имеем абсолютно другие климатические условия.
То есть, опять-таки, математическое моделирование показывает, если вы Землю передвинете даже на ноль одну астрономических единиц ближе к Солнцу, всё нарушится. Никакого баланса, никакой экосистемы на Земле не сохранится. Марс – другая противоположность. Там средняя.. да, ну, сейчас мы увидим с вами, там средняя температура существенно ниже нуля, на Венере она гораздо выше, и в результате этого на Марсе мы тоже не имеем благоприятной ситуации для существования Биосферы.
И это то, что мы называем «сравнительно-планетологический анализ». Повторяю, как бы, сама природа даровала нам две предельных модели эволюции нашей собственной Земли. Это, конечно, абсолютно бесценное для нас ну, качество, что ли, бесценная возможность лучше понимать эволюцию нашей собственной планеты. Что мы знаем сегодня о Венере? Это горячая планета с температурой у поверхности почти пятьсот градусов Цельсия – плавятся некоторые металлы, с давлением у поверхности почти сто атмосфер – это как в океане на километровой глубине, и это углекислая атмосфера с очень незначительным содержанием Азота, практическим отсутствием кислорода.
Очень своеобразный тепловой режим – на Венере создался так называемый необратимый парниковый эффект, в результате чего она и разогрелась до такой высокой температуры. К этому надо добавить, это вообще экзотическая планета. Венера закрыта облаками, протяженность облаков двадцать километров, примерно начиная с высоты сорок километров до шестидесяти – шестидесяти пяти, и эти облака состоят из концентрированного раствора капелек серной кислоты, можете себе представить?
Поэтому, достижение этой планеты, посадка на её поверхность - это представляло, конечно, огромную трудность, колоссальной сложности техническую задачу. Ну, и, конечно, мы не могли видеть Венеру, иначе как ну, вот с такими вот образованиями - это то, что наблюдается в ультрафиолетовых лучах. Когда мы видим отдельные такие, как бы области, перемещающиеся по диску планеты – это так называемые, ультрафиолетовые облака, они впервые дали свидетельство того, что на Венере происходит очень интенсивная циркуляция.
Сама планета очень медленно вращающаяся – один оборот за двести сорок три земных суток, а вот облака но.. на этом уровне наблюдаемом вращаются за четверо суток, то есть, как вы понимаете, почти в пятьдесят раз быстрее. Значит, конечно, сквозь эти облака, сквозь плотную атмосферу невозможно было увидеть поверхность.
Вот так вот, повторяю, можно было видеть…ну, в видимом свете это белое, так сказать, ну, мутное что ли пятно без каких-либо деталей в ультрафиолете вот такие образования, и надо было понять же всё-таки, а что же собой представляет поверхность?
Для того, чтобы изучать поверхность, был использован метод так называемого радиокартирования. Радиокартирование – это использование радиолокационной съемки в диапазоне примерно сантиметровых волн. В этом диапазоне радиоволн атмосфера и облака Венеры прозрачны. И вот когда вы зондируете, ну, это так называемый достаточно сложный метод апертурного синтеза с помощью специальных радиолокаторов и восстановление этих изображений путём решения обратных задач математической физики – это очень и очень сложная обработка, но это позволяет как бы чётко совершенно увидеть поверхность.
И вот, оказалось, что поверхность Венеры – это почти, так сказать, реальный цвет, это поверхность Венеры, которая очень и очень сложная по своему характеру, по своей морфологии. Там есть достаточно высокие горы, порядка восьми километров над поверхностью, там огромное количество разных разломов.
Там, самое главное, присутствие чётких совершенно следов вулканизма. Ну, я несколько слов скажу, поскольку мне пришлось в течение почти пятнадцати – семнадцати лет много заниматься нашими программами космическими Венеры, Марса – это, так сказать, может быть самая такая ну, что ли, активная полоса моей профессиональной карьеры, и результаты, которые здесь получены, это то, чем мы действительно можем гордиться, это результаты, которые не превзойдены нигде в мире. Никто кроме нас в Советском Союзе не смог достичь поверхности Венеры и работать на этой поверхности в течение примерно двух часов. Для того, чтобы такую задачу решить, пришлось создавать специальные аппараты с многослойной теплозащитой, со специальными методами охлаждения. Это своего рода батискафы, но еще и выдерживающие высочайшую температуру.
А для того, чтобы не нагреваться очень сильно в атмосфере горячей, был использован как мы метод обратного парашютирования. Сначала в разреженной области высоко, на уровне примерно от семидесяти до сорока километров выпускались парашюты, вот тройные такие парашюты, как здесь показано, и аппарат медленно опускался, а затем па.. парашюты отцеплялись, и аппарат шёл до поверхности на аэродинамическом щитке и не успевал за это время прогреться.
Я считаю, что это действительно крупнейшее наше достижение, и достижение инженерное, и достижение научное. А вот то, что если говорить теперь уже о поверхности Венеры, то следы вулканизма мы здесь чётко совершенно с вами наблюдаем. Вот это вот, благодаря тому, что аппараты могли выживать на поверхности порядка двух часов, мы смогли передать панорамы поверхности. Это в реальном более или менее цвете. Дело в том, что атмосфера Венеры очень сильно задерживает ультрафиолетовые лучи и не пропуска… не пропуская их до поверхности, поэтому поверхность отли.. освещается главным образом красной частью спектра. Поэтому, когда вы слушаете песенку «…оранжевое небо, оранжевый верблюд» - имейте в виду, что это Венера.
Вот эти панорамы, они говорят как раз о том, что здесь очень и очень сложная структура поверхности. Это опять-таки следы раздробленных лавовых потоков, то есть, опять свидетельство вулканизма. Ну, мы не знаем, сохранился ли на Венере вулканизм в настоящее время. По мнению геологов, скорее всего это закончилось всё где-то примерно ну, порядка ста миллионов лет назад – небольшой срок по гело…в геологическом масштабе времён.
Ну, вот такие излияния лавы, они действительно присутствуют на поверхности. Это своего рода блины, и это экзотическая планеты, которая нам всё время преподносит различные сюрпризы. Конечно, при такой высочайшей температуре, о том, чтобы там существовала жизнь, речи не идет, но, в общем, может быть, всё-таки, в ц… в п… в процессе дальнейших исследований удастся высадить на Венеру более жизнес.т.способные и стойкие автоматические космические аппараты.
Другая предельная для нас модель – это модель Марс. Значит, Марс, я уже сказал, это средняя температура минус пятьдесят градусов, в отличие от Венеры, на противоположном, как бы, конце находится. Давление – если на Венере в сто раз больше, чем на Земле, то на Марсе почти в сто пятьдесят раз меньше. Это, если вы посмотрите на поверхность, то это безжизненная каменистая пустыня с огромным количеством полевого материала.
Но есть свидетельства того, что Марс не всегда был таким. Первые где-то триста – четыреста миллиардов лет Марс был совершенно другим. У него была более плотная атмосфера - это то, что называют более благоприятный палеоклимат, и что его поверхность бороздили потоки воды, поэтому восстановление, история воды, её запасов – это, конечно, одна из ключевых проблем, а с ней связан вопрос, который уже стал ну, чуть ли не анекдотом «есть ли жизнь на марсе?», знаете, вот. Так вот, значит, мы пока на этот вопрос ответить не можем, но есть вполне, так сказать, сейчас благоприятные возможности гораздо более на более высоком, серьёзном уровне эту проблему исследовать.
Ну, вот, я сказал, что мне довелось очень много заниматься и Венерой, и Марсом. Вот к истории наших полётов, я не буду об этом говорить, вот так выглядел космический аппарат с аэродинамическим щитком, чтобы проходить в разреженных слоях атмосферы. Вот это вот система парашютирования, и в конце концов это удалось на аппарате Марс-шесть в семьдесят четвёртом году измерить параметры атмосферы и впервые построить соответствующую атмосферную модель.
На Марсе мы видим многочисленные следы водной эрозии, это геологические следы. Вот здесь вы видите некие каньоны, это вот явно совершено эрозия водная. Вот такие лепёшки, вы можете их иногда наблюдать на мелководии, на озёрах, в реках, когда вот вода образует вот такие вот конфигурации.
А вот это вот просто выход воды из-под поверхности, так называемые сепажи, они тоже встречаются на поверхности Марса в настоящее время, то есть, это свидетельствует о наличии подповерхностной воды, и подтверждение этому было получено в самое н.. последнее время, ну, примерно последние десять лет, когда при помощи так называемого нейтронного мониторинга удалось показать, что в подповерхностном слое Марса на глубине один-полтора метра действительно существует большое количество воды, главным образом в высоки… на высоких широтах.
Ну, вот это явное свидетельство наличия воды, просто озеро ледяное на дне кратера. Кратер поперечником порядка менее двадцати километров, ну вот, в сопоставимых размерах видите, очень большое количество воды в этом озере. А вот это вот спектры. Спектры, которые свидетельствуют о наличии в породах Марса некого окисла железа гематита, а гематит образуется только в присутствии воды.
Ну, и наконец. Мы имеем свидетельства наличия как бы древнего океана на Марсе. Дело в том, что результаты исследований, которые были проведены американскими марсоходами, они работают уже пять лет почти на поверхности Марса и посылают очень важную информацию. Так вот, на поверхности Марса обнаружены некие интересные породы, которые напоминают осадочные породы на океаническом ложе Земли.
Более того, эти породы обогащены солями брома, хлора, и это то, что делает горькой воду наших океанов. И поэтому такого рода образования, они как раз свидетельствуют о том, что по крайней мере в той области, которую марсоходы исследовали, был древний океан и что было определенное молково…мелководье, проходи.. прихо.. происходили процессы испарения, вымерзания, которые и оставили после себя такие структуры.
Мы не оставили наших намерений даже в сложной нашей экономической ситуации в стране, мы сейчас работаем над целым рядом проектов. Я вам показал проект Лунаглоб, ну вот очень интересный и важный проект, который призван дать ответ на целый ряд вопросов, и относительно Марса, и относительно его спутников. Это проект Фобос-грунт.
У Марса есть два спутника – Фобос и Деймос. Фобос – это небольшой спутник, он… максимальные его размер –двадцать четыре километра, в поперечнике семнадцать. Ну, вот, к этому спутнику нацелен полёт космического аппарата, потому что прямое исследование этого спутника, а самое главное возврат вещества с него в Земные лаборатории – это возможность ответить на многие ключевые вопросы о происхождении не только Марса, но и многих тел типа тех, которые… ну, которые напоминает Фобос, то есть, это малых тел, потому что Фобос, по всей вероятности – это тот астероид, который был захвачен Марсом и дальше жил на его орбите.
Ну, и наконец. Вот я вам просто покажу, это схема полёта к Фобосу, которая включает в себя старт с Земли, выход на промежуточную орбиту, отлёт аппарата, он… такой перелёт будет продолжаться примерно девять месяцев. Это прилёт к Марсу, выход на его орбиту, формирование орбиты – это очень сложная баллистическая за.. ..ложная баллистическая задача, формирование орбиты так, чтобы уровнять как бы орбиту космического аппарата с орбитой Фобоса, сблизиться в конечном итоге и осуществить, вот она.. здесь врезка, посадку на поверхность.
После этого произвести забор грунта спомощью специального манипулятора-грунтозаборника и вернуться с помощью возвратной ракеты обратно на орбиту вокруг Марса и, наконец, вернуться к Земле с этой пробой. Вся экспедиция рассчитана примерно на три года, и за три года мы очень надеемся, что аппарат не просто выживет, а и даст огромное количество сведений, в том числе о самом Марсе.
Кстати, платформа, на которая.. на которой садится сам вот этот возвратный аппарат, возвратная ракета, она остаётся после взлёта возвратной ракеты на поверхности и должна в течение трёх лет как бы со спутника Марса, но уже с естественного, а не искусственного наблюдать за его характеристиками.
Так, что повторяю, исключительно интересный, интерес… исключительно важный проект, который сулит очень и очень неплохую перспективу для исследований по крайней мере ближайших областей солнечной системы. Вообще, на Марс нацелены усилия многочисленных космических агентств мира, правительств. Очень амбициозная программа у соединенных штатов Америки, у Европы, а мы здесь вот с проектом Фобос-грунт как бы занимаем свою нишу и есть уже к нам обращения со стороны иностранных коллег о том, чтобы их как бы привлечь в кооперацию. Ну, я не знаю, у нас как раз, насколько я понимаю, мы закончили первую половину, или мы можем еще продолжать… Вот, я именно это и имею в виду, да, и поэтому, значит, у нас есть возможность несколько вопросов…на несколько вопросов. На второй части мы займемся внешними областями солнечной системы – это планеты-гиганты, это малые тела и это вопросы происхождения. Я вас слушаю. Да.
Вопрос из зала: Меня зовут Фёдоров Сергей. Я хочу задать вопрос по поводу телескопа Хаббла. Насколько наши телескопы отстают по времени с этим, как бы сказать, ведущим телескопом в мире? И можем мы с нашим оборудованием видеть конечные точки галактик? Спасибо.
Ответ М.Я.: К большому сожалению, я должен сказать, что да, действительно, мы отстаём в этом направлении. У нас не строится сейчас даже наземных крупных телескопов, хотя во всём мире они постоянно, так сказать, ну, и строются, и очень активно работают. На сколько лет, я не могу сказать, Сергей. Просто по той простой причине, что это зависит от того, когда начать, понимаете? Если будут хорошие ресурсы, и нам скажут: «Начните завтра»… Вы понимаете, Россия отличается тем, что у нас есть потрясающий интеллектуальный потенциал, светлые головы. И еще сохранились замечательнейшие кадры, которые способны подковать блоху, действительно. Так вот, значит, к сожалению, сейчас у нас такого проекта не планируется.
Значит, американцы скоро закончат работы с Хабблом и перейдут на телескоп г.. нового поколения – Джеймс Уэбб, который будет работать тоже, наверно, не один десяток лет, и который будет обладать гораздо большими возможностями.
Мы же пока говорим только о том, что у нас где-то примерно десять лет назад работал ультрафиолетовый телескоп Астрон. Он дал определённую информацию, но он, конечно, существенно меньше по размерам и по возможностям. Мы планируем сейчас вот в р… в планах наших, Российского космического агентства, есть запуск оптического телескопа, как бы Астрона нового поколения – ультрафиолетового телескопа, но это опять-таки инструмент, который ну, по определенным характеристикам, по чувствительности, он не будет, вероятно, уступать Хабблу.
Но по возможностям своим, по разрешению и прочее, он, конечно, не является его аналогом. Ну, вот зато у нас есть два проекта, которые ну, особенно вот один из них, очень-очень интересный и перспективный. Это вот то, что я сказал (перебивают) Нет-нет, по астрономии, по астрофизике.
Значит, вот то, что я сказал «новое поколение за Астроном» - это так называемый с… это вообще поколение трёх спектров для работы в трёх областях – ультрафиолет, радиодиапазон и очень жёсткий гамма-рентген диапазон. Так вот, спектр ультрафиолет, он, я вам рассказал, что он готовится, но на первом месте сейчас так называемый спектр РТ.
Это космический аппарат с радиотелескопом, антенна которого порядка десяти метров и который будет работать в режиме интерферометра. В том числе, интерферометра, который будет иметь одну точку на поверхности Земли, а вторую, близкую к орбите Луны. Вот при такой базе интерферометрической можно будет достичь разрешения несколько микро угловых секунд, а это позволяет в частности разрешать даже структуру вблизи чёрных дыр. Вот это уникальный проект, и если он у нас успешно пойдет, я думаю, что мы выйдем на очень и очень хорошие позиции.
Вопрос из зала: Добрый день, меня зовут Серёдкина Надежда, выпускница финансовой Академии при правительстве Российской Федерации. Вы сказали, что тёмные материи и тёмная энергия – это то, что вызывает наибольшие вопросы в настоящий момент времени. Наверняка же есть какие-то гипотезы о том, что... вот хотелось бы узнать. Спасибо.
Ответ М.Я.: Вы знаете, это действительно очень интересные вопросы, они крайне актуальны. Значит, ну, примерно, повторяю, тёмная материя – это то, что мы не видим, но то, что наверняка присутствует. Ну, просто я вам хочу сказать так, что если бы тёмной материи не было, то просто в силу кинематических характеристик галактики бы развалились.
То есть, нужно еще дополнительная масса, существенно превышающая массу видимого вещества, чтобы они были в такой конфигурации и чтобы, так сказать, сохранялись в таком состоянии в течение ну, очень и очень длительного времени. Это…
Вопрос из зала: …это что-то цитопла…типа цитоплазмы в клетках?
Ответ: Ну, я не знаю, я столь далеко…ну, может быть, в какой-то мере с точки зрения соотношения, да. Так вот, а что касается тёмной энергии – это еще более экзотическая материя. Дело в том, что ну, буквально несколько слов об этом.
Дело в том, что в последнее время, десятилетие, было открыто, что не только галактики разбегаются и что вселенная расширяется. Ну, то, что она расширяется, это было открыто Хабблом еще в две тыщи девятьсот двадцать девятом году. А, значит, это, кстати, одно из подтверждений теории большого взрыва.
Так вот, а в последние десятилетия было открыто, что они разбегаются с ускорением, то есть, они как бы всё время и всё время ускоряются в своём движении от нас. И впервые, вообще говоря, предположение о том, что такой механизм может существовать, был выдвинут Альбертом Эйнштейном еще в тридцатые годы.
У него не поучалось, как согласовать разбегающиеся галактики с той наблюдаемой плотностью материи во вселенной, которая тогда была доступна. Не было известно о тёмной материи, тёмной энергии, ничего не было известно.
Так вот, для того, чтобы обеспечить такой баланс, Эйнштейн ввёл некую космологическую константу Лямбда и прировнял это по существу, плотность вещества с космологической константой, чтобы получить ту самую единицу, которая называемо «омега равно единице», которая как бы обеспечивает такой механизм разбегания галактик.
Подтверждений не было, и уже на закате собственной жизни Эйнштейн назвал это самой крупной ошибкой своей жизни, отказался от этого. Ну, вот, как видите, как в науке бывает. Оказалось, что на самом-то деле Эйнштейн был прав, и что сейчас мы связываем наличие как бы вот этой константы Лямбда с существованием тёмной энергии, которая как бы вот существует во вселенной и обеспечивает это ускоренное движение галактик за счет того, что как бы существует механизм не притяжения (гравитации), а антигравитации.
Тёмная энергия в значительной мере связана как бы с существованием механизма антигравитации. Что это такое – я на этот вопрос, естественно, ответить не могу. Спасибо.
Следующая лекция Михаила Марова
Видео лекции Михаила Марова на телеканале "Культура"
Если у Вас возникли вопросы к лектору, можете задавать их здесь:
