Астрономический институт имени Улугбека - Новый номер журнала «Фан ва турмуш»

O’zb

Ўзб

Рус ...

Eng

Меню ...

Наш адрес

Узбекистан,100052, г.Ташкент
Астрономическая 33
Тел: +998 71 235-81-02
Факс: +998 71 234-48-67
E-mail: info@astrin.uz

Новый номер журнала «Фан ва турмуш»

Вышел новый номер журнала «Фан ва турмуш».

Первый номер научно-популярного журнала «Фан ва турмуш» на узбекском языке вышел в 1933г. Тираж его не превышал двух тысяч, но он сразу же завоевал любовь и уважение читателей, так как на его страницах рассказывалось о новейших достижениях мировой и отечественной науки и техники.

В 80-х годах прошлого столетия «Фан ва турмуш» пользовался огромной популярностью. Его тираж составлял более полумиллиона экземпляров, что делало журнал самым популярным изданием на «душу населения» в бывшем Союзе (на каждые три узбекские семьи приходилось по экземпляру).

С 2003г. в целях расширения читательской аудитории «Фан ва турмуш» - «Наука и жизнь Узбекистана» стал одновременно выходить и на русском языке.

О журнале

Мана, саксон йилдирки, «Фан ва турмуш» журнали халқимизни жаҳоншумул илмий янгиликлардан, мамлакатимиз олимларининг илмий тадқиқотларидан хормай-толмай хабардор қилиб келмоқда.

Журнал дастлаб 1933 йилдан Илм қўмитаси ва Ўзбекистон Давлат план комиссиясининг органи сифатида “Социалистик илм ва техника” номида нашр этила бошланган. Ойда бир марта чиқадиган ижтимоий-сиёсий, иқтисодий, илмий-техника журналининг ўша йили учта, келгуси йили эса ўн иккита сони чоп этилди. Журнал 1935 йилдан “Социалистик фан ва техника” номида Ўзбекистон Фанлар комитетининг органи сифатида фаолиятини давом эттирди. 1939 йили эса унинг номи “Социалистик фан ва турмуш” деб ўзгартирилди ва Ўзбекистон Халқ Комиссарлари Совети қошидаги фанлар комитетининг “ўз-ўзидан ўқиб маълумотни оширувчилар учун ўзбек тилида ойда бир марта чиқатўғон илмий журнал” бўлиб қолди. (Подробней)
1940 йил собиқ Иттифоқ Фанлар академиясининг Ўзбекистон филиали ташкил қилингач, журнал унинг таркибига киритилди. Уруш бошланганидан кейин республикамиздаги бир қанча вақтли матбуот органлари қатори журналининг чиқиши ҳам вақтинча тўхтатилди. Ниҳоят 1957 йил мартида журнал ҳозирги «Фан ва турмуш» номи билан қайта чиқа бошлади.

Ўша вақтда Ўзбекистон Фанлар академиясига атоқли олим Ҳабиб Абдуллаев президент этиб сайланган эди. Ўзбекистон Фанлар академияси нашриётининг директори Аҳмаджон Ёқубов Ҳабиб Абдуллаевга урушдан олдин нашр этиб келинган, республикадаги ягона илмий оммабоп журналини қайта тиклаш таклифи билан мурожаат этганида Ҳабиб Абдуллаев: “Маъқул, Сиз марҳамат, журнални чиқаришни ташкил этаверинг” дейди. Аҳмаджон Ёқубов бу жавобдан иккиланиб: “Ахир бу ҳақда республика раҳбариятининг рухсати керак-ку” дейди. Шунда Ҳабиб Абдуллаев: “Буёғига мен турибман, Сиз журнални бемалол чиқараверинг” дейди қатъий ишонч билан. Шу алфозда «Фан ва турмуш» журнали чиқа бошлаган.

Эсимда 1960 йилларнинг ўрталарида юқори идоранинг мажлислар залида вақтли матбуот муаллифларига бағишланган катта йиғин вақтида амалдор бир нотиқ сўзлай туриб: «Фан ва турмуш» журнали ноқонуний чиққан» деб қолди. Нотиқ сўзини тугатиши билан журналнинг масъул котиби Анвар Муҳаммадқулов минбарга кўтарилди: “Қани энди барча журналлар ҳам «Фан ва турмуш» сингари дастлаб ноқонуний чиқиб, эл-юрт меҳрини қозониб қонуний журналга айланса эди” деганида зал гулдурос қарсакдан ларзага келганди. Журнални қайта тиклаш ҳамда муҳарририят ишини ташкилий жиҳатдан йўлга қўйиш ва ижодий ривожлантиришда Ўзбекистон Фанлар академияси, хусусан, унинг ўша йиллардаги президенти Ҳабиб Абдуллаев ҳамда академик Тошмуҳаммад Қори-Ниёзий, ўша даврда дунёнинг деярли барча мамлакатларига бориб келгани учун “ўзбек Магелани” номини олган машҳур жаҳонгашта профессор Ҳамидулла Ҳасанов, атоқли журналист Аҳмаджон Ёқубов катта роль ўйнади.

«Фан ва турмуш» журнали 1976-1982 йилларда ярим миллион нусхада чоп этилиб, статистик маълумотларга кўра, мамлакат журналхонлар жон бошига тўғри келиши жиҳатидан собиқ Иттифоқда биринчи ўринни эгаллаган – республиканинг ҳар 19 нафар журналхонига биттадан «Фан ва турмуш» тўғри келган. Ўша йилларда Ўрта Осиёдаги қўшни республикалардан ташқари узоқ хорижнинг 26 мамлакатидаги ватандошларимиз ҳам «Фан ва турмуш» ни мунтазам ўқиб туришди.

Журналга турли йилларда адабиётшунос, файласуф ва жамоат арбоби, Ўзбекистон илм қўмитаси раиси Отажон Ҳошим (1933-1937 йиллар), Икром Исломов (1938-1939 йиллар), академиклар: Тошмуҳаммад Қори-Ниёзий (1938 йил, 1940-1941 йил майигача ҳамда 1958 йилдан то 1970 йил мартигача – умрининг охиригача), Иброҳим Муминов (1957 йил), Муҳаммаджон Ўрозбоев (1970 йил октябридан то 1971 йил майигача – умрининг охиригача), Музаффар Ҳомудхонов (1972 йил январдан то июн ойига қадар – умрининг охиригача), Ёлқин Тўрақулов (1974-1988 йиллар), Комилжон Зуфаров (1988-1992 йиллар), Мурод Шарифхўжаев (1992-2002 йиллар) Бош муҳаррирлик қилиб келишган.

Таниқли астроном олим, профессор Шуҳрат Эгамбердиев ўтган устозларни давомчиси сифатида 2002 йилдан буён журналнинг бош муҳаррири бўлиб фаолият олиб бормоқда.

«Фан ва турмуш» сўнгги йилларда ҳам мазмунан, ҳам полиграфик ижросига кўра жаҳон стандартлари даражасига кўтарилди. Айниқса, журналнинг жаҳон цивилизациясига катта ҳисса қўшган Хоразм Маъмун академияси, қадимий шаҳарларимиз, жумладан, Самарқанднинг 2750 йиллиги, Қаршининг 2700 йиллиги, Марғилоннинг 2000 йиллиги, Ўзбекистон ҳудудида қадимий одам пайдо бўлишига бағишлаб чиқарилган сонлари кўпчиликка манзур бўлди.

Журнал 2003 йилдан бошлаб ўз саҳифаларида рус тилида ҳам мақолаларни чоп этиб русий забон муштарийларни хушнуд этмоқда.

Ҳозирда журнал ўз ўқувчилари, айниқса ёш авлод қалби ва тафаккурида умумбашарий қадриятларга, фаннинг сўнгги ютуқларига асосланган замонавий дунёқарашни шакллантириш, халқимизни юксак маънавиятли, маърифатли этиш йўлида жаҳон кашфиётларини, ўзбек олимларининг илмий натижаларини кенг тарғиб қилишни ўз олдига мақсад қилиб қўйган.

В номере

«2016 йилги Физика соҳасидаги Нобел мукофотига топологиянинг нима даҳли бор?» Зафар Тўрақулов	«Наномашиналар» Бахтиер Атабаев
«Назарияни реал ҳаёт билан боғлаган тадқиқот» Убайдулло Ғафуров	«Қилни қирқ ёриб...» Мирзакамол Аюбов ва Иброҳим Абдураҳмонов
«Боб Дилан Нобель мукофотини олишга нолойиқми?» Шуҳрат Эгамбердиев	«Инқилобий илмий кашфиётларга мукофот»
«Кўкка йўғрилган нигоҳ» Алишер Ходжаев	«Қоратепадаги будда ибодатхонасининг деворий нақшлари» Шокир Пидаев
«Халқ табобати – вужудимиздаги текинхўрлар кушандаси» Иван Мальцев	«Ёзув қанча туради?» Пўлат Тожимуротов
«Нобелевская премия по физике 2016 года: причем тут топология?» Зафар Туракулов	«Наномашины – инженерия на молекулярном уровне» Бахтиер Атабаев
«Премия за понимание реальных контрактов и институтов» Дмитрий Тростянский	«Нобелевская премия по физиологии и медицине за изучение механизмов аутофагии» Венера Камбурова и Иброхим Абдурахмонов
«Певец, музыкант, поэт» Анатолий Лиходиевский	«Премии за прорывные исследования»
«Небесный глаз Поднебесной» Алишер Ходжаев	«Настенные росписи в буддийском храме на Каратепе» Шокир Пидаев
«Когда человек полетит на Марс?» Игорь Ибрагимов	«Народная медицина против паразитов внутри нас» Иван Мальцев
«Почём нынче почерк?» Пулат Таджимуратов	«Мир на пороге революции в солнечной энергетике» Анвар Захидов и Борис Оксенгендлер
Будущее биологии за омик–науками Забардаст Буриев

Ниже опубликованы две статьи из номера. Одна из них посвящена крупнейшему в мире радиотелескопу FAST - был введен в строй в Китайской Народной Республике в 2016г.
Вторая посвящена возможности осуществления в будущем пилотируемой экспедиции на Марс, а так же современным исследованиям Марса с помощью автоматических космических орбитальных аппаратов и аппаратов работающих на поверхности.

НЕБЕСНЫЙ ГЛАЗ ПОДНЕБЕСНОЙ

В 2016 г. в Китайской Народной Республике введен в строй 500-метровый радиотелескоп (с площадью отражающей поверхности 250 тыс. кв.м, что эквивалентно совокупной площади 30 футбольных полей!) – крупнейший в мире радиотелескоп с заполненной апертурой и с рабочим диапазоном радиочастот 70 МГц – 30 ГГц. Напомним, что радиотелескоп — это астрономический инструмент для приема радиоизлучения космических объектов и детального исследования их характеристик. 25 сентября 2016 г. этот сферический радиотелескоп с пятисотметровой апертурой (Fivehundred-meter Aperture Spherical Telescope, FAST) провёл первые научные наблюдения далёких галактик. До этого в тестовом режиме его запускали несколько раз. В один из тестовых запусков он уловил сигнал от пульсара на расстоянии 1351 светового года от Земли. Строительство радиотелескопа с неофициальным названием «Небесный глаз», обошлось в 1,2 млрд юаней (порядка $180 млн).

Самый крупный в Мире радиотелескоп FAST диаметром главного отражателя 500 м.

Следует отметить, что КНР тратит миллиарды долларов на гигантские космические проекты. Таким бюджетам могут позавидовать даже американские научные коллективы, не говоря уже о европейской науке, которая получает очень скромные суммы от государства. Радиотелескоп FAST превосходит по размеру 304,8-метровый радиотелескоп обсерватории Аресибо в Пуэрто-Рико (с рабочим диапазоном частот от 50 МГц до 10 ГГц), который считался крупнейшим в мире на протяжении последних 53 лет. Заметим, что российский радиотелескоп РАТАН-600 (расположен в Карачаево-Черкессии), хотя и имеет диаметр 576 м, но его апертура не заполнена. Таким образом, именно радиотелескопы в Аресибо и FAST являются крупнейшими в мире радиотелескопами с заполненной апертурой. У FAST вдвое большая чувствительность, чем у радиотелескопа обсерватории Аресибо, а также в 5–10 раз более высокая скорость наведения на объект (любопытно, что в переводе с английского слово fast означает быстрый, скорый).

Радиотелескоп в Аресибо (Пуэрто-Рико), расположенный в кратере потухшего вулкана. Диаметр радиотелескопа около 300м и он смог бы обнаружить звонок мобильного телефона на Юпитере. Инструмент используется в том числе и для поиска радиосигналов от технически развитых цивилизаций.

Размеры радиотелескопа определяют его рабочие характеристики — чувствительность, разрешение и т.д. Чем больше радиотелескоп, тем меньшие по размеру или более удаленные объекты он может различить. С точки зрения разрешения абсолютным рекордсменом является «РадиоАстрон». Это система для наблюдения за космическими объектами с помощью радио-интерферометрии со сверхдлинными базами, состоящая из космического радиотелескопа «Спектр-Р» и различных наземных радиотелескопов. Вместе они образуют прибор, эквивалентный радиотелескопу с диаметром порядка ста тысяч километров. Однако подобные системы обладают невысокой чувствительностью вследствие их малой эффективной площади. Общая чувствительность определяется как среднее геометрическое из чувствительностей 10-метрового «Спектра-Р» и наземного радиотелескопа, работающего с ним в паре. Поэтому для таких наблюдений необходимы наземные приборы высокой чувствительности и использование FAST как одного из компонентов в сети даст рекордное разрешение (благодаря сверхдлинной базе) и рекордную чувствительность. Кроме того, новые радиотелескопы, безусловно, расширяют инструментарий, доступный астрономам со всего мира.

Конструкция радиотелескопа FAST включает один рефлектор в форме геодезического купола, состоящего из 4450 треугольных отражающих панелей со стороной 11 м. Положение каждой панели можно регулировать с высокой точностью: для этого предназначена сетка из стальных канатов с гидравлическими приводами. Таким образом радиотелескоп фокусируется на определённое направление. FAST может сфокусироваться на любом участке в пределах ±40° от зенита. Несмотря на 500–метровый диаметр, при наблюдениях будут использоваться только фрагменты отражателя диаметром около 300 м – это эффективный диаметр радиотелескопа. По этому показателю FAST лишь ненамного лучше радиотелескопа обсерватории Аресибо (221 м). Однако 500-метровый отражатель позволит радиотелескопу иметь гораздо большее поле зрения. Следовательно, выходит, что в названии радиотелескопа FAST две фактические ошибки: ведь апертура радиотелескопа составляет менее 500 м, а сам радиотелескоп не идеально-сферический.

Отражатели радиотелескопов в Аресибо (сверху) и FAST (снизу) в одном масштабе.

Сооружение радиотелескопа заняло около 5 лет: с марта 2011 г. до июля 2016 г., хотя концепция FAST разрабатывалась с 1994 г. Инженерам и строителям пришлось годами жить в одном из горных ущелий вдали от цивилизации, где в первое время даже не было электричества. Именно это заброшенное место выбрали из 400 вариантов: природная долина в горах на высоте от 850 до 1100 м над уровнем моря идеально подходила по размеру и являлась естественной защитой от радиочастотных помех. Правда, ради этого научного проекта пришлось переселить 65 жителей деревни в этой долине и отселить 9110 жителей из восьми окрестных деревень.

Теперь в радиусе 5 км вокруг FAST не будет ни одного источника помех типа микроволновок. Такие проблемы на протяжении 17 лет мешали австралийским радиоастрономам, т.е. в окрестности радиотелескопа должно соблюдаться полное «радиомолчание». Несмотря на это, власти решили построить туристические объекты в окрестностях радиотелескопа, в том числе смотровую площадку на соседней горе, на которую будет организован доступ туристических групп — до двух тысяч человек в день. Китайские и иностранные туристы смогут приехать и своими глазами увидеть это чудо. В таком решении есть резон: например, в Аресибо ежегодно приезжают около 90 000 туристов и 200 учёных. На торжественную церемонию запуска FAST в уезд Пинтан Цяньнань-Буи-Мяоского автономного округа провинции Гуйчжоу на юго-западе КНР съехались сотни учёных и энтузиастов астрономии со всей страны. Руководство КНР поздравило учёных, инженеров и строителей, которые довели до конца сложнейший научно-технический проект.

Подборка последних снимков активной галактики Мессье 87, полученных в радио и оптике. Это сверхгигантская эллиптическая галактика, крупнейшая в Скоплении Девы и одна из самых массивных галактик в Местном сверхскоплении галактик. Из центра галактики, где находится сверхмассивная черная дыра (массой в 3,5± 0.8 млрд масс Солнца), которая делает ядро галактики активным, вырывается релятивистская струя высокоэнергетической плазмы(jet), простирающаяся как минимум на 4900 св. лет. Является мощным источником радиоизлучения, который получил специальное название Дева А.

В задачи FAST войдёт слежение за пульсарами, исследование межзвёздного газа, поиск сложных молекул, двойных нейтронных звёзд и анализ объектов эпохи реионизации. Ученые ожидают, что радиотелескоп удвоит количество пульсаров, известных науке. Это может помочь в поисках сигналов гравитационных волн в «сбоях» излучения пульсаров (такими наблюдениями занимается, например, консорциум NANOGrav). Представители проекта «РадиоАстрон» ранее выражали надежду, что FAST сможет работать в паре со «Спектром-Р». Вместе с тем, будущая работа FAST в радиоинтерферометрическом тандеме со строящимся в нашей республике на плато Суффа Зааминского района Джизакской области одним из наиболее крупных на данный момент полноповоротных радиотелескопов с заполненной апертурой и активным, или, как говорят специалисты, адаптивным зеркалом диаметром в 70 м, при скором его запуске заполнила бы важнейший вектор в базисе всеобщей радиоинтерферометрической системы. Эта коллаборация также позволила бы получить дополнительные и весьма важные для астрофизического моделирования сведения на миллиметровых и субмиллиметровых диапазонах ЭМ волн, на которые рассчитан радиотелескоп Суффы.

К основным задачам радиотелескопа FAST, кроме того, относят изучение тёмной материи и эволюции галактик, а также поиски признаков жизни вне Земли и сигналов от внеземных цивилизаций. Считается, что теоретически, если в космосе есть развитая цивилизация, то радиосигнал от неё будет похож на сигнал, который мы можем принимать от пульсара. Да и вообще ожидается, что FAST, как самый крупный радиотелескоп на планете, позволит обнаружить явления и объекты, которых мы никогда не наблюдали раньше, и открыть новые законы развития Вселенной.

Изображение галактики UGC 1382 в оптическом (слева), ультрафиолетовом (центр) и радио (справа) диапазонах электромагнитного спектра. Легко заметить, что наибольшая информативность по охвату и детализации галактики достигается при наблюдениях в радио. Эта галактика находится в скоплении галактик и в оптике выглядит как обычная эллиптическая. Однако ультрафиолетовое и радиоизображения в корне меняют представление о ней – она становится спиральной и гораздо большей по размеру! За её загадочность (монстрообразность) эта галактика получила прозвище «галактика Франкенштейна».

Астрономы КНР получат приоритет для работы на FAST в первые 2–3 года его функционирования, когда продолжится его настройка, затем обещают открыть доступ к исследованиям на FAST и международному сообществу. Для обработки данных с FAST в КНР имеются собственные вычислительные мощности: 2 мощнейших на планете суперкомпьютера (один из них в штаб-квартире Национальных астрономических обсерваторий АН КНР, НАОК в Пекине) в отличие от радиотелескопа в Аресибо, где используется программа распределенных вычислений. Возможно, что доступ к радиотелескопу учёные всего мира получат и раньше намеченного срока, так как сейчас для проекта в КНР не могут найти достаточное число специалистов: чтобы задействовать FAST на полную мощность, нужны сотни исследователей, и исследовательская группа FAST не может найти в КНР даже 50 радиоастрономов. Мы вместе с зарубежными учёными будем с нетерпением ждать завораживающих открытий с этого нового мощного радиоока Земли.

Алишер Ходжаев.
ЎзР ФА Астрономия институти,
Ўзбекистон миллий университети.

КОГДА ЧЕЛОВЕК ПОЛЕТИТ НА МАРС?

«Земля – колыбель человечества, но нельзя
же вечно жить в колыбели»

В конце XIX в. знаменитый английский ученый лорд Кельвин предсказывал, что аппарат тяжелее воздуха никогда не полетит. Через десять лет, 17 декабря 1903г., взлетел первый аэроплан братьев Райт, а сейчас мы не можем представить себе жизни без авиации. Чуть позже не менее выдающийся физик Эрнст Резерфорд, создатель ядерной физики, написал: «Люди никогда не будут использовать энергию атомного ядра, а исследованиями по ядерной физике будут заниматься лишь несколько ученых-энтузиастов». В 1932 г. его поддержал великий Альберт Эйнштейн, заявив: «Нет ни одного малейшего признака того, что контролируемый распад атомного ядра будет когда-либо доступен». Через 13 лет в США создали атомную бомбу, а девятью годами позже в бывшем СССР был запущен ядерный реактор для выработки электроэнергии и начато строительство первого атомного ледокола. Жизнь непрерывно доказывает: даже великие умы ошибаются, когда речь заходит о научно-технических прогнозах. Существует даже шутка, что все прогнозы сбываются, только в другое время, в другом месте и не так, как было предсказано.

Но относительно вопроса, вынесенного в за головок статьи, ситуация несколько иная. Дело в том, что пилотируемый полет на Марс в принципе был возможен 40 лет назад. Такой проект разрабатывался в 1960-х годах в бывшем СССР, были созданы мощные ракетоносители, получен первый опыт длительных орбитальных полетов и найдены основные технические решения межпланетных перелетов. Однако стоимость марсианского проекта была чрезвычайно высокой и в 10 раз превышала затраты на всю американскую программу пилотируемых полетов на Луну «Аполлон» (около 40 миллиардов долларов), поэтому данный проект был закрыт. Это было разумное решение, поскольку, как мы сейчас понимаем, космонавты неминуемо погибли бы от космической радиации или необратимых изменений, вызванных длительным пребыванием в условиях микрогравитации.

1) Автоматическая станция Марс-1 - первый аппарат, посланный человеком к Марсу; 2) Модель спускаемого аппарата Викинг; 3) Первый панорамный снимок поверхности Марса (был сделан аппаратом Викинг-1)

Марс — планета земной группы, четвёртая по удалённости в Солнечной системе, с массой около одной десятой массы Земли. Он имеет разреженную атмосферу, состоящую на 93% из углекислого газа, на 2,7% из азота, на 1,6% из аргона и на 0,13% из кислорода, а давление у поверхности в 160 раз меньше земного. Сутки на Марсе немного длиннее земных – 24 часа 40 минут, а марсианский год длится 687 земных суток. Сила тяжести на экваторе Марса составляет 38% от земной. Он имеет два небольших спутника, названных Фобос и Деймос (Страх и Ужас) по именам древнегреческих богов, являвшихся помощниками бога войны Ареса-Марса. У Марса очень слабое магнитное поле и нет магнитосферы, поэтому жесткое космическое излучение доходит до поверхности Марса, лишь немного ослабляясь в его атмосфере. На Марсе расположены самая большая гора Солнечной системы – потухший вулкан Олимп высотой около 27 км и глубочайшая впадина – система каньонов Валис Маринерис длиной 4 тысячи км и глубиной от 2 до 7 км.

1) Изображение Марса полученное орбитальными аппаратами Викинг (мозаика из 102 изображений);
2) Закат на Марсе (снимок Mars Exploration Rover);
3) Панорама кратера Виктория на Марсе (снимок Mars Exploration Rover)

Мечта о полете человека на планету Марс имеет давнюю историю, но только сегодня мы подошли к возможности ее исполнения очень близко. Правда, возникает вопрос, зачем вообще лететь на Марс? А зачем люди, рискуя жизнью, покоряют неприступные горные вершины, пересекают в одиночку на лыжах Гренландию, как норвежский полярный исследователь Фритьоф Нансен, или переплывают Атлантический океан на резиновом плоту, как французский врач Ален Бомбар? Вызов, стремление к новому и к борьбе с трудностями заложены в душе человека, иначе люди до сих пор сидели бы в пещерах и с тоской смотрели на недоступное небо.

Кадры из кинофильма

Разумеется, это не аргумент для современного рационального человечества – потратить огромные средства, чтобы просто посмотреть своими глазами на мрачный каменисто-песчаный марсианский пейзаж и провести несколько исследований на очень небольшом участке поверхности Марса. Тем более что в последние десятилетия было осуществлено несколько успешных программ по доставке на Марс автоматизированных передвижных лабораторий–роверов. В 1997 г. американский зонд «Марс Пасфайндер» совершил мягкую посадку на Марс и доставил небольшой самоходный аппарат «Соджорнер», который в течение нескольких месяцев исследовал поверхность планеты вблизи места посадки. В начале 2004 г. опустились на Марс и успешно проработали там несколько лет американские марсоходы «Спирит» и «Оппортьюнити», оснащенные большим комплексом научной аппаратуры. Эти аппараты прошли десятки километров по поверхности Марса, управляемые дистанционно с Земли, и передали множество визуальных и геологических (вернее, марсологических) данных, причем без всякого риска для здоровья людей.

Минимарсоход Sojourner. На нижней фотографии приведена панорама, снятая камерой с посадочной платформы. В правой части панорамы можно видеть сам марсоходик Sojourner, подъехавший к камню для его изучения - эта часть панорамы в увеличенном масштабе приведена на самой правой фотографии сверху.

В июне 1997г в рамках программы Mars Pathfinder на Марс совершил посадку самый первый из марсоходов, марсоход Sojourner (Пришелец). Первый марсоход был небольших размеров, его масса составляла 10-15кг. Основная часть оборудования располагалась не на самом марсоходе, а на посадочной платформе. Аппарат проработал на поверхности Марса 3 месяца (гораздо больше расчётного ресурса, по плану - от недели до месяца).

С 2006 г. на орбите Марса функционирует автоматическая станция MRO (Mars Reconnaissance Orbiter – «Орбитальный разведчик»), предназначенная для исследования его поверхности с помощью оптических и радарных сенсоров. На основе переданных снимков, разрешение которых составляет 0,3 м, была составлена подробнейшая карта Марса. Кроме того, MRO выполняет роль ретранслятора, передавая на Землю информацию с марсоходов. Недавно, в ноябре 2016 г., с помощью радара SHARAD на борту MRO, позволяющего просвечивать марсианский грунт на несколько сотен метров и определять его химический состав, под равниной Утопия были обнаружены огромные запасы водяного льда, масса которого сравнима с количеством воды в Великих озерах.

Марсоход миссии Mars Exploration Rover. 1) Проверка систем ровера перед отправкой на Марс; 2) Рисунок художника; 3) Панорама кратера Санта-Мария, снятая Оппортьюнити.

Следующей после программы «Mars Pathfinder» была широко известная миссия «Mars Exploration Rover», в рамках которой в январе 2004г на поверхность Марса практически друг за другом совершили посадку марсоходы Spirit (Дух) и Oportuniti (Возможность). В отличии от аппаратов Викинг, нацеленых на обнаружение жизни, близнецы Spirit и Oportuniti предназначались для проведения геологических исследований, и одной из основных задач марсоходов был поиск свидетельств деятельности воды на Марсе. Миссией были получены доказательства существования жидкой воды на поверхности Марса в прошлом.

Посадочный модуль Phoenix. 1) Сборка аппарата на Земле. 2) Рисунок художника.
В 2007г в рамках программы Mars Scout к красной планете был отправлен робот геолог Phoenix. Посадочный модуль совершил посадку в мае 2008г. Место посадки было выбрано по результатам орбитального аппарата «Одиссей», обнаружившего районы вечной мерзлоты вокруг полярной шапки на севере и на юге. Phoenix стал первым аппаратом, успешно совершившим посадку в полярном регионе Марса. Главным научным результатом миссии стало обнаружение льда в приповерхностном слое. Зонд подтвердил присутствие воды на Марсе и тем самым выполнил основную поставленную перед ним задачу — «За водой» — так звучал неофициальный лозунг этой миссии. Аппарат проработал на поверхности более пяти месяцев (против запланированных трех). В отличии от Спирита и Оппортьюнити, работавших в экваториальной зоне Марса, Феникс находился за полярным кругом и со временем энергии получаемой от солнечных батарей стало недостаточно для обогрева аппарата - его движущихся частей, научной аппаратуры, электроники и аппарат замерз. Кадры от июня 2010 полученные с Mars Reconnaissance Orbiter подтверждают, что аппарат Феникс не пережил марсианскую зиму, и одна из солнечных батарей сломалась под тяжестью льда из углекислого газа.

Выдающимся успехом НАСА была доставка в 2012 г. на Марс марсохода третьего поколения «Кьюриосити» – «Любознательность», совершившего мягкую посадку в районе кратера Гейла. Кстати, название марсохода предложила шестиклассница из штата Канзас Клара Ма, победительница в конкурсе, объявленного среди школьников США на лучшее имя марсианского ровера. Миссия «Кьюриосити» имела следующие цели: установить, имелись ли когда-либо на Марсе условия, подходящие для существования жизни на нём, получить подробные сведения о климате и геологии Марса и провести подготовку к высадке человека на Марсе. Полная стоимость проекта составила примерно 2,5 миллиарда долларов.

На марсоходе установлены цветные видеокамеры для съемок местности, камеры навигации, ковш для забора грунта, бурильная установка и свыше 10 уникальных приборов для определения химического состава образцов марсианского грунта, органических соединений, анализа атмосферы, радиационного излучения и сбора метеоданных. В результате исследований получено огромное количество уникальных изображений марсианского пейзажа и «марсологической» информации по химическому составу грунта и атмосферы. Одним из главных результатов было обнаружение на Марсе воды, относительное содержание которой в грунте на глубине 1 м превышает 4%.

Марсоход третьего поколения Curiosity. 1) Автопортрет Кьюриосити (сверху слева); 2) Рисунок художника (сверху посередине); 3) Сравнение Кьюриосити с другими марсоходами; 4) Первая панорама поверхности Марса, сделанная камерой Кьюриосити. По пути следования Кьюриосити будет изучать накапливавшиеся век от века напластования и слой за слоем будет читать геологическую историю прошедших марсианских эпох.

Следующей после Феникса стала миссия Mars Science Laboratory - в ноябре 2011 к Марсу был запущен марсоход Curiosity (Любопытство). 6 августа 2012 аппарат благополучно совершил посадку на поверхности Марса в районе кратера Гейла. Curiosity - представитель уже третьего поколения марсоходов. Он значительно превосходит по своим возможностям предшественников: почти игрушечного Sojourner, и несколько более солидных Spirit и Opportunity. Это самый большой и самый сложный научный аппарат на поверхности Марса. Марсоход имеет длину 3 м, высоту с установленной мачтой 2,1 м и ширину 2,7 м, его масса составляет 899 кг (например близнецы Spirit и Opportunity весили по 170 килограммов). Curiosity может стать новым марсианским долгожителем - источником энергии для него являются не солнечные батареи, а радиоизотопный термоэлектрический генератор (РИТЭГ, им успешно пользовались спускаемые аппараты Викинг). Эта энергоустановка на основе плутония может снабжать его энергией в течение 14 лет и сделает независимым ни от времени года, ни от погоды. Одним из замечательных новшеств Кьюриосити является набор инструментов для проведения дистанционных геологических исследований. Марсоход оснащен мощным инфракрасным лазером, предназначеном для того чтобы испарять породу в интересующей области, и может провести химический анализ вещества, анализируя спектр света, излучаемого испаряемой породой. Это позволит Кьюриосити проводить исследования, которые были недоступны предыдущим марсоходам и дотягиваться туда куда он не может дотянуться своим манипулятором - к примеру он сможет изучать, вызывающие большой интерес у ученых, вертикальные стенки с геологическими слоями.

Изучение марсианской среды с помощью ровера позволило ученым определить, что сотни миллионов лет назад в этом районе имелись озера и текли подземные воды, создающие необходимые условия для существования жизни. Сегодня Марс выглядит сухим, а условия на его поверхности весьма агрессивны, но он по-прежнему является очень интересным для дальнейшего изучения. Хотя планируемый срок службы «Кьюриосити» на Марсе был один марсианский год (687 земных суток), его миссию продлили, и он успешно продолжает функционировать в настоящее время. Интересный факт: на свою первую годовщину работы на Марсе, 5 августа 2013 г., «Кьюриосити» спел себе песню «Happy Birthday to You», которая стала первой мелодией, прозвучавшей на Марсе.

Описание марсохода Curiosity и схема посадки на Марс.
Вследствие большой массы аппарата при посадке была применена новая, никогда прежде не использовавшаяся технология Sky Crane («небесный кран»), о которой сами разработчики говорили, что она «похожа на безумие». Ровер опустился на поверхность планеты не на платформе с двигателями, как советские луноходы, не как аппараты Викинг, не в коконе из пневматических мешков, как Spirit и Opportunity, а на тросах с «небесного крана» - тягового модуля оснащенного тормозными реактивными двигателями, который завис над поверхностью и поставил любопытный марсоход сразу на его собственные колеса.

Очень важный результат был получен с помощью радиационного детектора RAD, измерявшего космическую радиацию во время полета и на поверхности Марса. По результатам исследований ученые пришли к выводу, что участники экспедиции на Марс получат за время полета потенциально опасную дозу космической радиации: свыше 1 зиверта ионизирующего излучения (более 100 рентген). При такой дозе вероятность возникновения раковых заболеваний у человека составляет около 10%, что превышает принятую сейчас допустимую норму риска для космонавтов в три раза. Проблема радиационной защиты экипажа является крайне сложной, поскольку частицы галактического космического излучения, а также протоны и ядра от мощных солнечных вспышек имеют высокую энергию и проникающую способность.

Ранее во многом интерес к Марсу был связан с ожиданием встречи братьев по разуму. В 1877 г. астроном Джованни Скиапарелли, наблюдая Марс во время великого противостояния, когда он находился на кратчайшем расстоянии от Земли, объявил, что обнаружил каналы, пересекающие поверхность Марса в разных направлениях. Другой знаменитый астроном Персиваль Ловелл, основатель Аризонской обсерватории, составил карту десятков марсианских каналов. Поначалу их считали естественными водоемами, но затем была высказана гипотеза об искусственном происхождении каналов. Разгорелись жаркие споры о том, нет ли на Марсе развитой цивилизации, которая построила каналы для борьбы с высыханием планеты. Однако наблюдениями, проведенными в начале ХХ в. с помощью более мощных телескопов, было установлено, что марсианские каналы представляют собой естественные неоднородности на поверхности Марса, которые при меньшем разрешении действительно похожи на каналы. Но самое интересное заключается в том, что новейшие результаты исследования Марса показали, что эти каналы действительно являются руслами рек, которые текли на Марсе сотни миллионов лет назад.

Иллюстрация марсианского треножника из французского издания «Войны миров» 1906 года и система каналов на Марсе, зарисованная астрономом П. Лоуэллом (1898г), который рассматривал их как следы древней марсианской цивилизации страдавшей от нехватки воды. Предполагалось, что это система гидротехнических сооружений, которые пересекаются и тянутся на многие тысячи километров, и что от полюсов по этим каналам передается вода в засушливые экваториальные зоны.

К сожалению, доказательств существования на Марсе жизни, а тем более разумных существ не найдено, хотя ученые не теряют надежду отыскать там простейшие формы жизни в виде микроорганизмов. Основанием для оптимизма является обнаружение на Марсе воды и ряда органических соединений, например метана, которые могут являться продуктом жизнедеятельности таких микроорганизмов. Правда, некоторые энтузиасты-уфологи уже нашли на Марсе инопланетян на снимках, переданных «Кьюриосити» совсем недавно, 8 декабря 2016 г. При очень богатом воображении можно увидеть двух существ в черных скафандрах, которые поднимаются по марсианским скалам. Вообще говоря, похоже, не правда ли? Существа заметили неизвестный аппарат, испугались и решили спрятаться. Как автор добавлю, а темная фигура слева, похожая на гигантского рака или скорпиона, – транспортное средство этих ребят, «марсианская лошадка». К разочарованию уфологов, при внимательном изучении эти фигуры оказались тенями выступающих скальных пиков.

«Инопланетяне» на Марсе

Конечно, значение полета человека на Марс заключается не только в поиске жизни вне Земли. Самым важным является то обстоятельство, что Марс – единственная планета, перспективная с точки зрения ее колонизации. Причин колонизации Марса, помимо национального престижа, может быть несколько.

Научно-исследовательская – возможность больше понять про эволюцию планет и Солнечной системы, возникновение жизни и т.п. Это весьма интересно, поскольку непосредственные исследования на планете предпочтительнее дистанционных. Хотя, как уже отмечалось, изучение Марса роботами обходится намного дешевле и без риска для людей.

Более важной причиной является технологическая – пилотируемая экспедиция на Марс потребует решения массы инженерных задач, многие из которых смогут найти применение на Земле. Это автономные жилые поселения, новые средства радиационной защиты и медицинские препараты, растения, созданные на основе генной инженерии для пустынь или интенсивной переработки углекислого газа, что поможет решить проблему парникового эффекта. Многие технические разработки, созданные в космических отраслях, нашли широкое применение в повседневной жизни и являются вполне рентабельными: спутниковая связь и телевидение, спутниковая навигация, изучение Земли из космоса и т.д. Даже простые и удобные застежки-липучки и памперсы впервые были разработаны для космических скафандров.

Социально-психологический фактор – новая мечта для молодежи, возрождение интереса к научно-техническому творчеству, преодоление психологии потребления, возможность для самореализации. Уже сейчас имеются сотни тысяч добровольцев, которые готовы лететь на Марс, зная, что пока это дорога в один конец. Этот порыв, пожалуй, лучше сдерживать до тех пор, пока не будут решены все технические и медицинские проблемы полета на Марс.

Глобальная катастрофа на Земле – падение крупного астероида или кометы. Хотя в ближайшие десятилетия столкновение с очень крупными астероидами, способными уничтожить жизнь на Земле, нам не грозит, все же такую угрозу нельзя совсем исключить. В июле 1994г. на Майданакской обсерватории наблюдалось падение на Юпитер кометы Шумейкера-Леви, которая была открыта всего годом раньше. Фрагменты кометы упали в его атмосферу со скоростью 64 км/с, вызвав мощные возмущения облачного покрова размером с Землю, а выделенная энергия при столкновении в миллионы раз превышала общую мощность всего накопленного ядерного оружия. В случае падения такой кометы на Землю практически вся жизнь на нашей планете будет уничтожена. Но если будет основана колония на Марсе, то она выживет, и человечество будет иметь шанс на возрождение. Марс также может послужить удобной базой для добычи полезных элементов и минералов из пояса астероидов и тем самым решить проблему исчерпания ресурсов Земли.

Наконец, к настоящему моменту имеются основные технические решения и возможности для создания пилотируемого межпланетного корабля, накоплен ценнейший опыт долговременных орбитальных полетов, разработаны методы компенсации негативных последствий, вызываемых длительным пребыванием в условиях невесомости.

Поэтому сейчас, спустя почти полвека после первой посадки на эту планету станции Марс-3 в 1971г., космические агентства США, России, Евросоюза и Китая объявили полёт на Марс своей целью в XXI в. Рассматривается несколько возможных реализаций этой программы.

Полет с Земли на Марс и обратно займет около 2 лет. Корабль, в котором все это время будет находиться экипаж, должен иметь массу около 1000 т, а топлива ему потребуется сотни тонн, поэтому он будет собран на околоземной орбите по частям с использованием уже отработанных на орбитальных станциях технологий сборки в космосе. После старта с земной орбиты межпланетный корабль за 6–7 месяцев по гелиоцентрической траектории долетит до Марса и выйдет на круговую орбиту вокруг него. Ускорение корабля, корректировка траектории и его торможение при подлете к Марсу будут обеспечиваться электроракетными двигателями, которые, хотя и имеют небольшую тягу, но в десятки раз более экономичны по расходу топлива. Такие двигатели уже созданы, многократно испытаны и показали очень высокую надежность. Кроме того, поскольку таких двигателей потребуется несколько сотен, они будут многократно резервированы, и выход из строя нескольких из них вследствие поломки или попадания микрометеорита не повлияет на длительность экспедиции.

Во время полета космонавты будут жить и работать в отсеке корабля, конструкция которого аналогична жилому модулю действующей международной космической станции МКС, но большего размера и окруженного пассивной защитой, например композитной оболочкой из алюминия и высокомолекулярного полиэтилена. При мощных солнечных вспышках космонавты могут укрыться на 1–2 суток в специальном помещении, защищённом от ионизирующей радиации. К сожалению эффективной защиты от высокоэнергичного галактического излучения пока не существует. Рассматривается вариант создания искусственного магнитного поля вокруг жилого модуля для отклонения быстрых заряженных частиц, но он слишком энергоемкий и пока технически не реализован. В последнее время проводятся достаточно успешные опыты по использованию антиоксидантов для снижения воздействия космической радиации на ДНК человека, но полностью компенсировать вред от радиационного облучения не удается, поэтому риск получения лучевой болезни для космонавтов останется высоким.

Другим важным вопросом является психологическая атмосфера долгого полёта в условиях тесного помещения и ограниченного круга общения. Поэтому отбор космонавтов будет осуществляться не только по технической и научной квалификации, но и по устойчивости их нервной системы к стрессам, а также по принципу психологической совместимости членов экипажа. В этой области уже накоплен многолетний опыт подбора экипажей для долговременной работы на орбитальных станциях. Кроме того, в России проведен наземный эксперимент по полной изоляции международного экипажа из 6 человек в модуле, аналогичном межпланетному кораблю, с максимально достоверной имитацией перелета на Марс и обратно. В течение 520 дней на «борту» было поставлено более сотни экспериментов, связанных с разными аспектами и проблемами пилотируемой экспедиции к Марсу. Команда отлично справилась с задачей «полета на Марс». Аналогичные эксперименты были проведены в США и Китае, и они также показали, что психологические и медицинские проблемы, которые раньше считались крайне опасными для планируемой реальной экспедиции на Марс, вполне разрешимы.

Для посадки части экипажа на поверхность Марса в составе межпланетного корабля будет взлетно-посадочный модуль. Одним из вариантов программы предусмотрена предварительная доставка беспилотными кораблями к месту посадки конструкций для создания жилого модуля базы на Марсе, запасов топлива, кислорода, воды, питания, технических и научных средств. Это значительно повысит безопасность миссии и позволит провести комплексные исследования на Марсе в течение нескольких месяцев. Для работы на поверхности Марса уже разработан новый тип скафандра, который намного легче, практичнее и удобнее, чем используемые сейчас «космические костюмы». После окончания исследований на поверхности космонавты вернутся на корабль, находящийся на околомарсианской орбите, перелетят к Земле, выйдут на орбиту, с которой стартовали к Марсу, а затем на корабле возвращения экипаж спустится на Землю.

Рассматривается и другой сценарий: при первых полетах к Марсу экипаж останется на околомарсианской орбите, а на поверхность спустятся только телеуправляемые автоматические аппараты–«аватары», усовершенствованные аналоги ровера «Кьюриосити», которые будут являться «глазами и руками» исследователей. В этом варианте реализуется виртуальное присутствие человека на поверхности Марса, обеспечивается безопасность экипажа и в полной мере используется опыт и творческий подход ученых, которые будут проводить исследования с борта межпланетного орбитального корабля в режиме реального времени. С Земли это сделать невозможно, поскольку скорость передачи сигналов сильно ограничена из-за большого расстояния, а их задержка составляет несколько десятков минут. Правда, в этом случае на «пыльных тропинках Марса» останутся следы не людей, а только их «аватаров», но такой вариант более безопасный и дешевый. Да и следы эти очень быстро заметет очередная песчаная буря, которые на Марсе происходят постоянно, охватывая огромные территории, иногда до половины всей поверхности, а поднимаемая ими марсианская пыль тоже представляет серьезную угрозу космонавтам и технике. Эту проблему еще предстоит решить.

Наконец, сценарий «One way ticket» – билет в один конец – собственно начало процесса колонизации Марса. Основная идея проекта, разрабатываемого американским космическим агентством НАСА, состоит в том, чтобы отправлять людей на Марс безвозвратно. Это значительно сократит стоимость полёта, появится возможность взять намного больше полезного груза и людей. Астронавты, а также группа учёных и технических специалистов, доставленные на Марс вместе с высокотехнологичной аппаратурой и небольшим ядерным реактором, смогут добывать воду из разведанного марсианского льда, производить кислород и пищу, выращивать растения в оранжереях. Уже выбрано несколько десятков мест на Марсе, наиболее перспективных для основания первых колоний. Каждые два года, когда Марс окажется в подходящей точке своей орбиты, с Земли можно будет пополнять продовольственные и технические запасы колонистов, а также доставлять новых астронавтов. Как уже отмечалось, добровольцев, желающих стать первыми «марсианами с постоянной пропиской», более чем достаточно.

Какой из этих вариантов будет реализован, сейчас сказать невозможно. Что же касается сроков первой пилотируемой экспедиции на Марс, то наиболее вероятной датой называется 2033 год. Именно в это время Земля и Марс будут находиться на кратчайшем расстоянии друг от друга – в так называемом великом противостоянии. Такое положение планет повторится еще через два года – в 2035 г., что создаст благоприятные условия для возвращения на Землю, если это будет запланировано. Ждать осталось не так уж долго, и будем надеяться, что современное поколение молодых людей станет свидетелями, а некоторые избранные и участниками этого эпохального события – полета людей на Марс.

Игорь Ибрагимов.
Астрономический институт АН РУз

Астрономический институт имени Улугбека,