Последним великим астрономом, наблюдавшим небо без помощи телескопов, был знатный датский дворянин Тихо Браге. Он был современником Джордано Бруно, но судьба его была гораздо более удачной, чем судьба великого Ноланца.

Тихо Браге провел довольно бурную молодость. Он дрался на дуэли и в результате носил на переносице протез из золота и серебра, так как во время дуэли лишился носа — весьма заметной части человеческого лица.

Слава Тихо Браге как астронома связана, в частности, с его наблюдениями новой звезды, появившейся на небе в созвездии Кассиопеи в 1572 году. Заметим, что эта вспышка поколебала веру многих образованных людей того времени в учение Аристотеля, утверждавшего, что все неизменно в этом мире. Тихо Браге проводил тщательные измерения положения «новой» звезды на небе, изменения ее яркости и цвета и в 1573 году опубликовал книгу о своих наблюдениях, хотя поначалу сильно сомневался, совместимо ли это с его дворянским достоинством.

Король Дании Фредерик отдал в распоряжение Тихо Браге небольшой островок Хвен неподалеку от Копенгагена, где Браге и выстроил себе обсерваторию, обсерваторию без телескопа, «дворец астрономии», как он назвал свое детище. Это была одна из первых обсерваторий в Европе, оборудованная новыми измерительными инструментами для определения положения светил на небе и расстояний между ними. Браге сам изобретал эти инструменты, квадранты и секстанты, а искусный механик швед И. Бюрги изготавливал их.

Но что можно было сделать в астрономии до изобретения телескопа? Лишь наблюдать то, что видит глаз человека, да увеличивать точность измерения положения планет и звезд.

Браге вел многолетние и систематические наблюдения. Он составил впервые после Гиппарха и Птолемея каталог, который почти сто лет оставался самым лучшим и надежным справочником для любого астронома. Он непрерывно занимался определением положения Луны и планет, и здесь также его данные были лучшими для своего времени.

После смерти короля Фредерика Браге вынужден был покинуть Данию и переселился в Прагу, где в то время правил император Рудольф II, большой любитель алхимии и астрологии. В последний год своей жизни Браге взял к себе в помощники молодого И. Кеплера, который и получил пост директора императорской обсерватории в 1601 году, после кончины своего наставника.

А через три года после смерти Браге в Европе появились первые телескопы. Имя изобретателя телескопа неизвестно. Мы знаем лишь одно: в 1604 году торговец стеклами для очков голландец Янссен «снял копию» с телескопа, принадлежащего неизвестному итальянцу. А уже в 1608 году сразу два человека, Липперсгей и Метиус, сделали «заявку» на изобретение телескопа. Но телескоп оставался не более чем забавной игрушкой в руках людей, был предметом развлечения на многочисленных ярмарках до той поры, пока Г. Галилей, бывший, кроме всего прочего, мастером на все руки, не изготовил в 1609 году свой первый экземпляр телескопа, который он направил на небо.

Интересно, что телескоп и микроскоп появились почти одновременно. Оба эти инструмента, один предназначенный для изучения макро-, а другой для исследования микрообъектов, произвели революционный переворот в естествознании.

Именно наблюдения и удивительные открытия Галилея, сделанные им с помощью телескопа, способствовали признанию гелиоцентрической системы мира Коперника.

Сначала Галилей писал о своих открытиях лишь друзьям и знакомым, а 8 марта 1610 года появилась его книга «Звездный вестник», в которой и были изложены основные результаты. Что же удалось увидеть Галилею в телескоп?

Естественно, что прежде всего он направил его на Луну. Оказалось, что граница между светлой и более темной частью отнюдь не сплошная. На рисунках Луны, сделанных Галилеем, видны светлые пятнышки в более темной части нашего спутника, а сама граница между освещенной и темной частью сильно изрезана. Галилей сразу догадался, что поверхность Луны не хрустальная, как учили в древности, а покрыта возвышенностями и долинами. Правда, он считал, что более светлые части поверхности — это суша, а более темные — водная гладь. Светлые точки на темной половине Луны — вершины гор, освещаемых лучами Солнца.

Но самое удивительное обнаружилось 7 января 1610 года, когда Галилей открыл три спутника у Юпитера, а 13 января увидел и четвертый. Стало ясно, что район Юпитера как бы наша Солнечная система в миниатюре.

Мы помним, в какие времена жил и работал Галилей. Ведь всего десять лет назад в Риме на Площади цветов пылал факелом Джордано Бруно. Поэтому нет ничего удивительного в том, что, ища покровительства сильных мира сего, Галилей назвал открытые им новые небесные тела «медичейскими звездами» в честь великого герцога Тосканского Джулиано Медичи. Однако это название спутников Юпитера сегодня забыто. Весь мир знает их сейчас как Галилеевы спутники.

Открытия Галилея были сенсационны. Его тактический ход с названием спутников оказался правильным. В шахматной партии комментатор поставил бы около него восклицательный знак: уже 5 июня 1610 года Галилея уведомили о том, что отныне он — первый математик Пизанского университета и философ светлейшего герцога. Дополнительно к этому ученый получил денежный оклад — 1000 флорентийских скуди в год. Галилей продолжал развивать атаку на герцога и 12 июня 1610 года получил титул математика его светлости герцога Тосканского, что сильно упрочило общественное положение ученого. А в этом он очень нуждался.

«Лучшее — враг хорошего», — гласит пословица. Хотя Галилей, непрерывно совершенствуя свои телескопы, имел лучшие инструменты в Италии, он, конечно, был не единственным астрономом-наблюдателем. Многим хотелось проверить открытия Галилея, а многим и опровергнуть новые данные. Философы Падуанского университета пошли по наиболее легкому и проверенному пути. «Поскольку у Аристотеля, — говорили они, — ничего не сказано о спутниках Юпитера, то их и не должно быть на небесном своде». Против Галилея начал плести интриги престарелый астроном Маджини из Болоньи, распространяя письма, в которых обвинял Галилея в лучшем случае в самообмане, а потом и в обмане.

Галилей приехал в Болонью, где был телескоп, и показывал собравшимся у Маджини профессорам Юпитер, но почти все заявили, что не видят никаких спутников. Так вера в открытие Галилея была подорвана из-за того, что его телескоп был лучше, чем в Болонье, а многие наблюдатели не имели хороших навыков работы с телескопом.

Но Галилей неожиданно получил очень мощную поддержку с той стороны, с которой менее всего ожидал. Председатель Римской коллегии и иезуитского научного центра астроном и священник X. Клавий в рапорте главе инквизиции кардиналу Беллармину подтвердил истинность открытий Галилея. Серьезная поддержка пришла также из Праги. Главный астроном императора Рудольфа II И. Кеплер также безоговорочно поддержал Галилея.

Иезуиты пригласили Галилея в Рим и радушно приняли его там 29 марта 1611 года. Галилей к тому времени еще не вступил на свой трагический путь отречения. Все его открытия трактовались церковью в рамках геоцентрической системы мира, и лишь приблизительно в 1613 году Галилей начал борьбу за систему мира Коперника. Многочисленные друзья советовали ему быть осторожным и ограничиться лишь описанием наблюдений. Но Галилей не внял советам. Так была открыта одна из самых трагических страниц в истории науки.

Конечно же, у Галилея были союзники. Великий гуманист Кампанелла, автор «Города Солнца», писал Галилею из тюрьмы письма, в которых просил его твердо стоять на позициях коперникианства. По иронии судьбы кармелитский монах Фоскорини также написал письмо, но не Галилею, а генералу своего ордена, в котором защищал систему Коперника. Тем не менее церковь обвинила Галилея в ереси. Сначала ему легко удалось снять с себя все обвинения инквизиции, тем более что сам глава римской церкви папа Урбан VIII был дружески расположен к Галилею. Но… «дружба дружбой, а служба службой», и Галилей в 1616 году снова предстал перед главой инквизиции кардиналом Беллармином, который запретил пропагандировать учение Коперника.

Галилей продолжал свою уничтожающую критику учения Аристотеля, и, конечно же, иезуиты не простили ему этого. Для начала они сделали папу врагом Галилея, и этого оказалось вполне достаточно для того, чтобы в 1635 году ученый был вызван в суд инквизиции, осужден и вынужден был торжественно отречься от учения Коперника. Науке был нанесен тяжелейший удар.

Драме Галилея посвящена обширная литература, а нам надо теперь разобраться в том, что же дали телескопы при изучении планет.

Телескопы, аналогичные тем, которые использовал Галилей, могли давать увеличение не более чем в 30 раз. Поэтому, когда на смену им пришли телескопы X. Гюйгенса, одного из родоначальников современной оптики, удалось сделать ряд новых интересных открытий. В 1656 году Гюйгенс обнаружил спутник Сатурна и заинтересовался странными маленькими «шариками», которые были как бы привязаны к Сатурну и все время изменяли свою форму, иногда совсем исчезая. Эти «шарики» наблюдал еще Галилей. Анализируя форму этих «придатков» планеты, Гюйгенс предположил в 1659 году, что «Сатурн окружен тонким плоским кольцом, которое нигде не соприкасается с ним…». «Следует учесть, — продолжал он далее в своей книге „Система Сатурна“, — что эта гипотеза не является моим измышлением или фантазией… я видел это кольцо собственными глазами».

В эти годы из знаменитого на весь мир венецианского стекла, украшавшего дворцы дожей, начали изготавливать самые лучшие линзы для телескопов. Итальянец Д. Кассини, приглашенный Людовиком XIV в Париж и ставший там придворным астрономом, используя телескопы с «венецианскими линзами», сумел открыть еще четыре маленьких спутника Сатурна.

Наблюдая планеты в телескоп, астрономы могли видеть на них пятна и полосы. Уже Гюйгенс заметил и описал экваториальные полосы на Юпитере и пятна на Марсе, а все тот же Кассини, имея лучшие в XVII веке телескопы и наблюдая пятна на Юпитере и Марсе, установил периоды осевого вращения этих планет. Удалось увидеть и затмения спутников Юпитера, когда они вступали в тень планеты. Ну и, конечно же, Луну исследовали очень много, и к середине XVII века появились первые карты спутника Земли. Огромные горы на Луне были названы позднее именами великих ученых — Тихо Браге, Коперника, Платона, Аристотеля.

13 марта 1781 года В. Гершель открыл Уран.

Ученые начали понимать необходимость создания больших, постоянных обсерваторий.

В XIX веке благодаря работам талантливого немецкого самоучки Й. Фраунгофера научились отливать из флинтгласового стекла диски диаметром сначала 10–15 сантиметров, а затем и до 30–35. Финансируемый богатым меценатом Утушнейдером, Фраунгофер основал в Мюнхене оптический институт, где стал изучать преломление света. Экспериментируя с солнечным светом, он увидел в спектре темные линии, которые впоследствии получили его имя.

С изобретением фотографии телескоп начал давать «визитные карточки» планет. С развитием физической оптики ученые стали получать информацию об атмосферах и поверхностях планет. То, что не только Земля, но и Венера имеет атмосферу, было замечено еще М. Ломоносовым, но исследовать атмосферы стало возможным лишь тогда, когда ученые стали изучать планеты с помощью спектрометров, соединенных с телескопами. Каков же принцип действия подобной установки?

Если на пути луча света поставить небольшие кюветы с газами, каждая будет по-разному в зависимости от свойств содержащегося в ней газа поглощать свет. Аргон, к примеру, практически не будет поглощать, а аммиак или углекислый газ на определенной длине волны поглощают свет весьма и весьма заметно. Поэтому, если исследовать лучи Солнца, прошедшие через атмосферу планеты, можно получить так называемые полосы поглощения, а по их положению в спектре определить, что за газ содержится в атмосфере планеты. Начатые в XIX веке патером Секки, эти работы получили наибольшее развитие в XX веке.

В 1801 году итальянский астроном Д. Пиацци открыл малую планету, расположенную между Марсом и Юпитером. Эта зона Солнечной системы давно интересовала астрономов, так как, по всем предположениям, здесь должна была бы располагаться планета. Но как ее ни искали, обнаружить планету не удавалось. Небесное тело, которое открыл Пиацци, было в тысячу раз менее ярким, чем Марс и Юпитер. Пиацци назвал его Церерой, по имени богини — покровительницы Сицилии.

В 1802 году в этой же области неба нашли еще одну малую планету Палладу, затем Юнону, а в 1807 году — Весту. Но все они были очень маленькие — около нескольких сотен километров в диаметре. А ведь между Марсом и Юпитером ожидалась настоящая, полноценная планета. Ей даже название дали — Фаэтон.

С 1845 года начался новый поток открытий малых планет, получивших название астероидов. В 1852 году их насчитывалось 20, а к 1870 году — 110. К 1938 году число малых планет достигло 1500, и эта зона Солнечной системы получила название пояса астероидов. А как же Фаэтон? Даже сегодня есть ученые, которые считают, что Фаэтон был. Был, а потом взорвался, таким образом и появились астероиды в этом районе.

С развитием физической оптики, как мы уже говорили, представилась возможность фотометрических наблюдений, а также закономерностей поведения отраженного от планет солнечного света. Благодаря этому удалось, в частности, выявить, что поверхность Луны совсем не гладкая, а похожа как бы на поверхность вулканической пемзы. Фотометрические наблюдения позволили выяснить, что кольца Сатурна состоят из отдельных небольших тел. Ученые определили, что поверхность Венеры скрыта от нас мощным слоем облаков. Используя чувствительные приемники тепла — радиометры, конечно же в сочетании с телескопами, астрономы определили температуру поверхности Меркурия. Она оказалась равной 400 градусам Цельсия. Анализ спектров дал возможность получить кое-какие сведения о химическом составе атмосфер Марса, Венеры, Юпитера, Урана, Сатурна.

Но телескопы имели свой предел, свои ограничения. Одно из самых серьезных препятствий — земная атмосфера. Каждый, кто в ясный и жаркий летний день смотрел на вспаханное поле, видел, как «дрожит» над ним воздух. Это происходит потому, что лучи света по-разному преломляются, проходя через слои воздуха с различной температурой. Так вот, на пути луча зрения телескопа, пронизывающего всю толщу земной атмосферы, всегда найдутся участки атмосферы с коэффициентом преломления света, отличающимся от среднего. Этот факт связан с так называемыми турбулентными движениями воздуха в атмосфере, которые хорошо известны каждому летавшему в самолете. Тряска и «воздушные ямы» также вызваны турбулентными движениями.

Поэтому атмосферное дрожание сильно мешает при наблюдениях небесных тел. Кроме того, сама атмосфера Земли обладает заметным поглощением, поскольку содержит и пары воды, и углекислый газ. Короче говоря, в XX веке стало ясно, что средства наземного исследования планет — телескопы имеют свои вполне определенные ограничения.

Но тем не менее за триста с лишним лет исследования планет с помощью телескопов дали человечеству огромную информацию. Мы поняли, как устроена Солнечная система, узнали, сколько в ней больших и малых планет. Теперь на повестку дня выступила проблема детального изучения свойств планет Солнечной системы. Но эта проблема могла быть решена только после того, как человек овладел космической техникой.

Автоматы в космосе

О космических исследованиях написано много книг, и поэтому я остановлюсь здесь на наиболее важных, эпохальных экспериментах, проведенных при помощи космических аппаратов. Конечно, при оценке важности того или иного космического запуска к планетам всегда присутствует элемент субъективности. Это, вообще говоря, относится не только к космическим исследованиям. Ф. Хойл, например, со свойственной ему категоричностью говорил: «…Не верю, что из исследований кучи шлака, которую представляет собой поверхность Луны, выйдет что-нибудь путное». Знаменитый астрофизик считал, что гораздо важнее исследовать звезды, а не планеты, и не стеснялся ругать Национальное управление США по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) за то, что оно недостаточно финансирует астрофизиков.

Мы, однако, не будем обсуждать, что важнее, например, изучение Луны или Венеры. Побеседуем сейчас об исследованиях Венеры, Марса и планет-гигантов. Венера особенно интересна потому, что это практически двойник Земли по массе и размерам. Марс традиционно интересен в связи с проблемой возможного существования жизни на нем. Ну а планеты-гиганты — особые миры, совсем непохожие на «кучи шлака» — планеты земной группы (Меркурий, Венера, Земля и Марс). Начнем с нашей ближайшей соседки — Венеры.

Итак, во второй половине пятидесятых годов в научной печати появились первые сообщения о том, что температура поверхности Венеры гораздо выше, чем думали раньше, — несколько сот градусов по шкале Цельсия. Эти результаты, полученные с помощью радиотелескопов, прозвучали как гром среди ясного неба. Ведь еще совсем недавно считалось, что на Венере есть жизнь, а уж в том, что ее поверхность покрыта океанами, мало кто сомневался. Именно поэтому на первых космических аппаратах, направляющихся к Венере, были установлены датчики фазового состояния поверхности. Ведь надо было знать, сел корабль на твердую поверхность или окунулся в венерианское море.

Но начиная с 1967 года, на автоматической станции «Венера-4» и на всех последующих этих датчиков уже не было. Ясно, что при температуре поверхности около 480 градусов Цельсия ни о каких океанах не может быть и речи. На этой станции и на всех последующих стояла мощная тепловая защита.

Так что же мы хотели узнать о Венере и что знаем о ней сегодня, через 15 лет ее исследования с помощью космических станций?

Мне хочется прежде всего вспомнить, как принималось решение о составе научной аппаратуры на космическом аппарате. Ведь и вес и энергопотребление имели очень жесткие пределы, а желающих «прописать» свой прибор на борту станции было всегда более чем достаточно, по вполне понятным причинам.

Поэтому, когда планировался очередной запуск, у М. Келдыша собирался совет, на котором и выносилось окончательное заключение по поводу научной программы. Нельзя не сказать о том, что всех присутствовавших на заседаниях этого совета поражала быстрота и точность, с которой Келдыш мог оценить важность какой-либо научной проблемы. Блистательный математик, теоретик космонавтики, он с удивительной интуицией замечал и слабые и сильные стороны космических экспериментов. Но кроме этого, он всегда оказывал большую конкретную помощь экспериментаторам.

Ведь что греха таить! От идеи проведения какого-нибудь космического эксперимента до ее воплощения в бортовой прибор, «в металл», как принято говорить, лежит очень тяжелая дорога. Попробуйте уговорить руководителя предприятия изготовить прибор в космическом исполнении. Здесь даже неважно, о каком приборе идет речь. Важно следующее. Допустим, нужно провести масс-спектрометрический анализ воздуха в комнате. Лабораторный серийный образец прибора для таких целей весит, как правило, от 100 до 500 килограммов, а для анализа воздуха на Венере на борт надо поставить прибор с точно такими же характеристиками, а иногда и с лучшими, но весом не более 10 килограммов. Поэтому размещение заказа на каком-нибудь предприятии — дело, скажем прямо, нелегкое.

Руководство предприятия, как правило, принимало экспериментаторов хорошо. Как-никак «фирма» солидная — Академия наук СССР. Все понимают: вопрос важный, престиж советской науки — дело нешуточное. Секретарши носят чай с печеньем, обед в директорской столовой, десерт. Разговор иногда продолжается не один день. В кабинете слышатся слова «приоритет», «престиж», «интересно», «важно». Но в конце концов тональность разговора меняется. «А если прибор пойдет „на полку“?» — лукаво спрашивает директор предприятия? В переводе на русский язык это означает: «Вдруг прибор не полетит?»

Вы начинаете уверять, что прибор полетит обязательно, что это важный эксперимент, что вся прогрессивная научная общественность уже давно ожидает проведения именно этого эксперимента и т. д. и т. п. Мало того. Вы говорите, что предприятию, где вы хотите разместить заказ, будет оказана всяческая помощь, что Келдыш позвонит министру.

И действительно, если Келдыш был убежден в важности эксперимента, он и звонил, и писал, и встречался с людьми самого высокого ранга, и вы получали возможность разместить заказ и в конце концов иметь прибор в космическом исполнении.

В изучении Венеры особенно острая ситуация сложилась к 1978 году. До сих пор Венера была «вотчиной» советской космической техники. Мы многое узнали об этой планете. Удалось выяснить, что основным компонентом атмосферы является углекислота, узнали температуры поверхности и атмосферы, получили уникальные снимки поверхности планеты. Оказалось, что в атмосфере Венеры очень мало воды.

На повестку дня стал вопрос о проведении нового цикла экспериментов, на более высоком уровне, с большей точностью и чувствительностью. Это было тем более необходимо потому, что американские ученые запускали к Венере свой аппарат под названием «Пионер-Венера». Итак, «Венера-11» и «Венера-12», с одной стороны, и «Пионер-Венера» — с другой, — взаимная проверка научных данных. Да и посадка на Венеру почти в одно и то же время.

Наши станции были сконструированы таким образом, что они совершали мягкую посадку и часть приборов могла работать на поверхности планеты. Это было достигнуто при помощи системы тормозных парашютов, а после того, как они отстреливались, посадочный аппарат тормозился опоясывающим его металлическим щитком (конструкторы называли его тормозной юбкой, а более решительные люди просто мини-юбкой). Такая схема посадки имела существенные преимущества перед проектом американцев, поскольку она давала возможность получить большое количество информации на траектории спуска и на поверхности. В частности, наши станции сумели проанализировать химический состав облачного слоя.

Американцы пошли по другому пути. У них был большой космический аппарат, из которого выбросили три маленьких и один исследовательский зонд побольше. На всех зондах была установлена научная аппаратура. Зонды прошли всю атмосферу Венеры до самой поверхности; при столкновении с поверхностью Венеры все они, кроме одного, погибли: скорость соударения достигала 11 метров в секунду. Один маленький зонд «жил» на поверхности 67 минут. Какая же научная аппаратура была на аппаратах и что нового мы узнали о Венере после этих космических запусков?

Приборов было много, и я буду говорить лишь о самом главном.

Во-первых, и у нас и у американцев для анализа химического состава атмосферы использовались масс-спектрометры и газовые хроматографы. Эти приборы обладают очень высокой чувствительностью и позволяют обнаруживать в смеси газов примесь, концентрация которой составляет примерно одну миллионную часть, а масс-спектрометры способны еще проводить изотопный анализ благородных газов. Почему этот анализ очень важен?

Мы хорошо знаем, что в атмосфере Земли, например, много аргона. Но этот аргон состоит из двух изотопов. Один получается в результате распада в земной коре калия-40, который превращается в аргон с атомным весом 40, а второй изотоп, его называют нерадиогенным, или первичным, имеет атомный вес 36. Первого в атмосфере Земли почти в 300 раз больше, чем второго. Поскольку благородные газы практически не участвуют ни в каких химических реакциях, они являются исключительно важными элементами, по содержанию которых можно судить об эволюции планеты, образовании ее атмосферы и т. д.

Именно поэтому масс-спектрометрические измерения и принесли самые сенсационные результаты.

Кроме масс-спектрометров и газовых хроматографов, на советских космических аппаратах стояли спектрофотометры — оптические приборы, определяющие поглощение солнечного излучения в атмосфере Венеры в различных диапазонах длин волн. Это был тоже очень интересный эксперимент, поскольку различные примеси в атмосфере имеют свою характерную длину волны поглощения. Поэтому результаты экспериментов использовались не только для оценки свойств атмосферы Венеры в целом и теплового режима планеты, но также и для определения некоторых малых примесей в атмосфере. На наших станциях стояли приборы для изучения электрической активности атмосферы, а попросту говоря, ученые хотели узнать, есть ли на Венере грозы. Изучался химический состав облачного слоя, оптические свойства частичек, слагающих его.

Даже этот далеко не полный перечень научной аппаратуры дает нам хорошее представление о том, какой гигантский труд затрачивают разработчики и конструкторы научной аппаратуры для космических исследований. Ведь все эти сложнейшие приборы размещаются в шарике диаметром чуть более метра! А кроме всего прочего, каждый прибор должен выдерживать значительные перегрузки. Чтобы читателю стало ясно, какие требования предъявляются к космической аппаратуре, я приведу лишь один пример, касающийся устойчивости работы прибора после динамических перегрузок, неизбежных при входе в плотные слои атмосферы и при отстреле тормозных парашютов.

Так вот, устойчивость любого прибора в этом случае должна быть такова, что, если его сбросить с высоты около одного метра на стальную плиту, он должен полностью сохранить свою работоспособность.

Поэтому, прежде чем перейти к результатам, полученным при помощи космических аппаратов, я не могу не рассказать о том, как «рождался» газовый хроматограф для изучения Венеры. Тем более что история с нашим газовым хроматографом имела интригующее продолжение.

Нужно сказать, что прибор подобной сложности (я имею в виду чисто механическую часть прибора) должен был лететь впервые. Коллектив разработчиков прибора, которым руководил Б. Охотников, трудился дни и ночи. Люди не выходили из лаборатории сутками. Большую помощь оказывал нам академик Р. Сагдеев, его заместитель В. Золотухин и главный конструктор станций «Венера-11, 12».

Наконец «кастрюля», как любовно, но непочтительно называли мы газовый хроматограф, заработала. Нужно сказать, что принцип действия газового хроматографа очень прост. Вы запускаете исследуемую смесь газов в длинную трубочку, заполненную каким-нибудь сорбентом, к примеру обычным углем, и, поскольку каждый газ в смеси сорбируется по-разному, на выходе из трубочки, ее называют колонкой, вместо смеси вы получаете отдельные компоненты. Но все просто только на словах. Колонка должна все время продуваться газом. В приборе масса кранов, он должен быть герметичен; в нем сложнейшая электроника, автономный блок управления, память, и все это весило около десяти килограммов.

«Кастрюлю» (она получила кодовое название «Сигма») поставили на стол, который окружило со всех сторон большое начальство. «Пускайте», — сказал Охотников нервно. На контрольном пункте управления зажглась лампочка, и чудо техники грустно вздохнуло. «Это что еще такое?» — с подозрением спросило начальство. «Газ пошел». — «Ну-ну», — сказало начальство, проявляя свою научную эрудицию. А «Сигма» тем временем выполняла цикл измерений. Переключались краны, со вздохом выходил газ из линии сброса. «Да, такого еще у нас не было», — задумчиво сказал главный конструктор. Я подумал, что в этот момент у него возникли сомнения в успехе миссии: уж очень одушевленно вел себя прибор.

«Конечно, не было», — скромно сказал Охотников. «Но ведь должны же мы идти вперед», — добавил я и заслужил одобрительный взгляд начальства.

Короче говоря, после двух лет напряженнейшей работы прибор полетел. И когда наконец в Центре дальней космической связи пошла лента с информацией от «Сигмы», мы все были просто счастливы.

Это лишь сейчас, спустя несколько лет, можно писать обо всех сложностях в полушутливом тоне. А тогда нам было не до шуток. Обнаружились серьезнейшие разногласия между данными нашей «Сигмы» и американским газовым хроматографом. В числе малых примесей в атмосфере Венеры мы обнаружили угарный газ и установили, что кислород практически отсутствует. Американские исследователи В. Ояма и М. Карле написали в своей статье, что угарного газа нет вообще, а кислорода в атмосфере Венеры содержится немало. Что значит немало? Около одной десятитысячной доли.

«Подумаешь, — скажет неискушенный человек, — ведь это пустяки». Но это были отнюдь не пустяки. Именно такая комбинация — отсутствие окиси углерода и наличие кислорода — ставила перед геохимиками исключительно сложные задачи. Поэтому разногласия между результатами двух приборов оказались в центре внимания.

Началась круглосуточная работа по повторным послеполетным калибровкам прибора. Мы были уверены в наших результатах. Но, честно говоря, ситуация оставалась весьма скользкой. Дело в том, что Ояма уже имел значительный опыт космического приборостроения. Он участвовал в создании сложнейшего прибора для «Викингов», исследовавших Марс, хроматомасс-спектрометра (сочетание газового хроматографа с масс-спектрометром). У нас же «Сигма» была первой «пробой пера». Вполне естественно, что акции Оямы на мировой научной бирже котировались выше. А тут еще у нас затевалась совместная работа с французами, которые стали весьма косо смотреть на меня. Профессор Ж. Гюйшон — научный руководитель с французской стороны и мировая величина в области газовой хроматографии — не поленился слетать в Сан-Франциско к Ояме и проверить все данные. «У Оямы не может быть ошибки», — сказал, он мне весьма категорическим тоном, вернувшись из США. «Думаю, что у нас тоже нет ошибки», — сказал я ему. Гюйшон пожал плечами.

Шли месяцы. Я полетел в командировку во Францию для обсуждения планов совместных работ. Совещания проходили в Центре космических исследований в Тулузе. Место удивительной красоты, каждое здание Центра носит имя великого французского ученого. Наши заседания, например, проходили в «Лагранже». Французскую делегацию возглавлял член академий «бессмертных», кавалер ордена Почетного легиона Ж. Бламон. Дело уже подходило к концу, через несколько дней надо было улетать. На одном из вечерних заседаний Бламон отвел меня в сторону и сказал: «Завтра у меня будет для вас важная информация. Мне звонили из США, Ояма подготовил какое-то письмо. Что в нем, я не знаю, но завтра телекс будет здесь». Нужно ли говорить, в каком состоянии я находился до следующего дня?

Во время утреннего заседания я все время выходил в коридор покурить. Наконец я увидел Бламона, быстро идущего ко мне с какой-то бумагой. «Ояма ошибся, — сказал он улыбаясь. — Ваши результаты верные».

Что же произошло? Как объяснял мне потом Ж. Гюйшон, немедленно снова слетавший к Ояме, американцы чересчур доверились машинной технике вывода и обработки информации. Они не сочли нужным проверять машину, а она спутала сигнал от угарного газа и выдала его как сигнал от кислорода. Только через несколько месяцев Ояме удалось установить эту ошибку. Я не могу не сказать о том, что от Оямы потребовалось большое мужество и честность настоящего ученого, чтобы публично признать все это и разослать письма исследователям Венеры.

Некоторые разногласия с Оямой остались и до сегодняшнего дня. Он дает очень большое содержание воды в атмосфере Венеры. Все другие приборы на этом объекте показали гораздо более низкие концентрации водяного пара.

Но вернемся теперь к масс-спектрометрии. Я уже говорил, что, по-моему, результаты масс-спектрометров — центральное событие и в советской и в американской космической миссии. На всех аппаратах был зарегистрирован значительный избыток нерадиогенных, первичных изотопов неона, аргона и криптона по сравнению с земной атмосферой. Причем этот избыток нешуточный: аргона и неона в атмосфере Венеры почти во сто раз больше, чем на Земле.

После получения этих данных узел уже имевшихся противоречий затянулся еще туже. Ну посудите сами. На Земле океаны, на Венере — горячая сухая атмосфера, поверхность раскалена. Где вода? Ведь планеты-то практически одинаковы по массе и размерам. Венера только расположена поближе к Солнцу.

Казалось бы естественным предположить, что вещество Венеры было изначально обеднено водой из-за более высоких температур. Но тогда спрашивается, почему же запасы углекислоты и азота на Земле и Венере примерно одинаковы, а первичных газов в сто раз больше на Венере? Ведь именно эти газы должны были бы (из-за более высоких температур) еще на стадии сборки планеты утеряться в первую очередь, еще раньше, чем вода. Обсуждая все эти вопросы, я вспоминаю, что еще много лет назад известный американский экзобиолог и планетолог К. Саган, суммируя все эти проблемы, опубликовал статью под названием «Загадки Венеры». Приходится констатировать, что спустя почти десять лет после появления этой статьи число загадок не уменьшилось.

К сегодняшнему дню появилось около десятка статей, в которых предлагаются различные объяснения этого поразительного факта. Заметим сначала, что и в масс-спектрометрических экспериментах по количественной оценке содержания благородных газов в атмосфере Венеры между советскими и американскими данными есть существенное расхождение. Согласно данным станций «Венера-11, 12» содержание криптона на Венере примерно в 50 раз больше, чем показал масс-спектрометр «Пионер-Венера». Это очень существенный момент, но, к сожалению, сейчас еще нельзя сказать, кто прав, поскольку и в результатах станций «Венера-13, 14» также существуют некоторые противоречия.

Приборы обнаружили в атмосфере Венеры двуокись серы и чистую серу. Первое соединение зафиксировали газовые хроматографы, а второе — спектрофотометр. Как раз двуокись серы участвует в цикле фотохимических реакций, приводящих к появлению серной кислоты в облаках Венеры.

Но «Венеры-11, 12» преподнесли и новые сюрпризы. Оказалось, что сера не может быть основным компонентом облачного слоя. В облаках обнаружено много хлора. В научной печати появились сообщения о том, что в облаках есть железо. Тогда часть облачного слоя может состоять из гидратированной соли железа — хлорного железа, которая присоединяет к себе несколько молекул воды.

Но и в этом случае ни хлорное железо, ни серная кислота не могут согласно проведенным оценкам составить основную массу облаков Венеры. Поэтому вопрос о химическом составе аэрозольной фазы облаков можно сейчас считать решенным лишь наполовину. Правда, сегодня данные аппаратов «Венера-13, 14» вновь возвращают нас к сернокислотной модели облаков.

Исключительно интересным, но лишь в известной мере неожиданным было открытие на Венере сильной электрической активности. Природа венерианских молний до конца неясна и сегодня. Грозы на Венере и чаще и сильнее, чем на Земле. Нельзя исключить того, что электрические разряды в облаках играют большую роль в химии облачного слоя.

Совершенно сенсационными оказались результаты станций «Венера-13, 14», которые сумели снять впервые в истории космических исследований цветные панорамы Венеры и проанализировать при помощи буровой установки, соединенной с рентгенофлуоресцентным спектрометром, химический состав грунта Венеры.

Сложность этого эксперимента трудно себе вообразить. Ведь пробы грунта брали при температуре около 500 градусов Цельсия и давлении окружающего воздуха почти в сто атмосфер. А сам анализ пробы необходимо проводить при пониженном давлении. Поэтому вся система эксперимента отрабатывалась долгие годы. Были получены спектры образца грунта и установлено, что грунт Венеры похож на земные щелочные базальты.

Нет жизни на Марсе

Исследование этой планеты средствами космической техники началось давно, около двадцати лет назад. 1 ноября 1962 года в Советском Союзе была запущена к Марсу первая станция «Марс-1». Марс дальше от Земли, чем Венера, поэтому запуски к нему — задача более технически сложная, чем запуски к Венере. «Марс-1» держал связь с Землей до расстояния 106 миллионов километров, но, когда вплотную приблизился к Марсу, связь прервалась. Запуск первого американского аппарата к Марсу «Маринера-3» был неудачным, но «Маринер-4» 15 июля 1965 года с расстояния примерно 10 тысяч километров передал на Землю около 20 фототелевизионных изображений Марса. В дальнейшем к Марсу было запущено шесть советских и четыре американских космических аппарата.

27 ноября 1971 года от станции «Марс-3» отделился спускаемый отсек и совершил мягкую посадку на поверхность красной планеты. К сожалению, удалось передать на Землю лишь несколько строк фототелевизионных сигналов, а затем передача прекратилась. Но на орбитальном аппарате «Марс-3» удалось провести важные эксперименты по изучению температуры, тепловых свойств, структуры и рельефа поверхности, характеристик атмосферной пыли, содержанию паров воды в атмосфере. Проводилась фотосъемка поверхности красной планеты. Много интересной информации принес искусственный спутник Марса «Маринер-9». Американским ученым удалось получить фототелевизионные изображения всей планеты, причем разрешение при съемках некоторых участков достигало 100 метров.

А в 1974 году спускаемый аппарат советской станции «Марс-6» вновь совершил посадку на поверхность красной планеты. Во время спуска впервые изучалась структура марсианской атмосферы.

Но человечество всегда волновал вопрос о том, есть ли жизнь на Марсе. И поэтому бесспорно кульминационным шагом в изучении Марса был проект «Викинг», готовившийся более 10 лет.

Нам были хорошо известны детали этого проекта. Американские ученые обсуждали с нами различные аспекты экспериментов по обнаружению жизни. Особенно мне запомнились беседы с американским микробиологом В. Вишняком. Он разработал прибор, который мог фиксировать практически отдельные микробные клетки. Испытывал он этот прибор в Антарктиде и там, провалившись в глубокую ледяную трещину, погиб. Прибор был назван в его честь еще при жизни «Ловушкой Вольфа», но, к сожалению, не был поставлен на борт «Викингов». Я говорю «к сожалению», потому что, быть может, именно этот прибор помог бы решить загадку жизни на Марсе.

Итак, «Викинги» и поиск жизни на Марсе. Во второй половине 1976 года на поверхность Марса были доставлены две американские автоматические станции «Викинг-1» и «Викинг-2», оснащенные научной аппаратурой для изучения поверхности и атмосферы планеты.

По словам руководителей проекта «Викинг», задачей номер один был поиск жизни. Вообще говоря, информация, которая была собрана о Марсе еще до «Викингов», не противоречила возможности существования здесь простейших форм жизни. Однако уточнение природных условий планеты, которое входило в программу экспедиции, имело огромное значение не только для решения поставленной «сверхзадачи».

«Викинги» выполнили множество экспериментов, среди которых одним из главных было фотографирование марсианской поверхности. Снимки, сделанные с орбитальных аппаратов и непосредственно с посадочного модуля, содержат очень ценную научную информацию. Например, перед выбором места посадки «Викингов» были тщательно исследованы участки планеты площадью около 4,5 миллиона квадратных километров. Это позволило получить новые сведения о поверхности Марса.

С помощью масс-спектрометрического анализа удалось определить химический и изотопный состав атмосферы Марса. Главный ее компонент — углекислый газ. Аргона около 1,5 процента, азота около 2 процентов, обнаружены следы кислорода, озона и окиси углерода.

При анализе соотношения изотопов азота и аргона оказалось, что оно резко отличается от земного. Атмосфера Марса обогащена по сравнению с Землей изотопами аргона-40 и азота-15. Дело в том, что из-за меньшего притяжения на Марсе легкие газы, в частности изотопы азота, могут покидать атмосферу и уходить в космическое пространство. Естественно, что скорости этого процесса для азота-14 и азота-15 различны, поэтому марсианская атмосфера беднее азотом-14. Отсюда следует вывод, что пути эволюции марсианской и земной атмосфер были разными.

Предварительный анализ полученных данных позволяет считать, что атмосфера Марса в прошлом была более плотной и давление у поверхности могло достигать 2 бар, в то время как сейчас оно всего 6 миллибар. Если эти данные верны, то Марс претерпевал за свою историю значительные изменения климата.

Эксперименты «Викингов» по поиску жизни на Марсе делятся на две группы.

Первая — анализ проб грунта на присутствие в нем органических молекул. Эти опыты проводили при помощи бортового хроматомасс-спектрометра весьма высокой чувствительности: многие соединения выявляются этим прибором даже в том случае, если присутствуют в пробе в количестве, меньшем чем одна часть на миллиард. Что же это за прибор?

Он представляет собой хроматографическую разделительную колонку, соединенную со входом в ионный источник миниатюрного масс-спектрометра. Начальный участок колонки связан с печкой, в которой сжигаются пробы марсианского грунта. При сжигании сложных органических соединений обычно образуются летучие вещества — нитрилы, альдегиды, бензол и другие достаточно простые продукты. Попадая все вместе в хроматографическую колонку, они разделяются по времени выхода из этой колонки, и поэтому масс-спектрометр анализирует не сложную смесь веществ, а индивидуальные простые соединения, спектры которых хорошо известны.

Руководители программы «Викинг» исходили из естественного предположения, что, если жизнь на поверхности Марса существует, ей должны сопутствовать достаточно сложные органические соединения. Действительно, на Земле мы всегда встречаем продукты деградации и метаболизма микрофлоры, и поэтому органические остатки на поверхности нашей планеты встречаются практически повсеместно. Но очень чувствительный прибор на «Викингах» не обнаружил в грунте никаких органических молекул. Была зафиксирована лишь вода в совсем малых дозах, 0,1–1 процент.

Эти результаты (они были одними из первых переданных на Землю) нанесли сильный удар по оптимизму сторонников «жизни на Марсе». Ведь исследователи рассчитывали обнаружить на поверхности Марса хотя бы продукты абиогенного синтеза, которые в принципе могут образовываться из атмосферных компонентов под действием ультрафиолетового излучения. Правда, концентрация таких соединений должна быть очень низкой, поскольку создающий их ультрафиолет оказывает одновременно и сильное разрушающее действие.

Поэтому руководители программы решили «копнуть» глубже — взять пробу на анализ из-под камня, где органические соединения защищены от ультрафиолета и должны были бы сохраниться. Но и здесь ученых постигла неудача. В этой пробе органики также не было.

Казалось, вопрос решен: Марс — биологически мертвая планета. Но тут на Землю стала поступать информация, получаемая в результате других экспериментов, чисто биологических. Этих экспериментов было три.

Первый состоял в изучении фотосинтетического усвоения гипотетической марсианской микрофлорой меченых углекислоты и окиси углерода (14CO2 и 14CO). Пробы грунта поместили в небольшой замкнутый объем (камеру). В камере смонтировали миниатюрный осветитель, имитирующий солнечный свет, а внутрь вместо марсианского воздуха вводили 14CO2 и 14CO. Авторы этого эксперимента предполагали, что, если в пробе грунта содержатся микроорганизмы, под действием солнечного света они могут усваивать 14CO2 и 14CO, включая в молекулы клеточного вещества радиоуглерод из газовой фазы.

После экспонирования на свету образцы грунта нагревали. Сначала при нагревании и продувке инертным газом удалялись все исходные и сорбированные газы. Затем температура повышалась до 600 градусов Цельсия и происходило пиролитическое разложение гипотетических марсианских микроорганизмов, при котором должна была бы выделяться усвоенная ими углекислота с радиоуглеродом. Для фиксации этого меченого радиоуглерода служил счетчик радиоактивности, который и зарегистрировал искомый сигнал. Контрольный образец, прошедший предварительную термическую обработку, дал отрицательный результат.

Во втором эксперименте изучали хорошо известный для земных условий факт «дыхания грунта». Если взять образец грунта и увлажнить его, процессы жизнедеятельности микроорганизмов в этом образце как бы усиливаются, активнее выделяются газы: азот, углекислота, кислород. Приборы «Викингов» зарегистрировали выделение из увлажненной пробы кислорода и углекислоты.

В третьем опыте к пробе грунта добавлялась питательная жидкая среда, содержащая меченые радиоактивные соединения — аминокислоты, лактат и прочие. Этот метод широко используют микробиологи для изучения обмена веществ у земной микрофлоры. Микроорганизмы, усваивая эти соединения, окисляют их до углекислоты, которая радиоактивна, так как содержит 14C. На «Викингах» счетчики радиоактивности зарегистрировали рост счета импульсов, что может свидетельствовать о присутствии в пробе микрофлоры.

Хорошо известно, что каждый биологический эксперимент требует контроля. Как были организованы контрольные опыты на «Викингах»? Те же самые процедуры, о которых мы только что говорили, дублировались на образцах, предварительно нагретых до 170 градусов Цельсия. Если в этих пробах и была жизнь, построенная по земному образу и подобию, она бы погибла при нагревании. Значит, все процессы обмена и усвоения не должны были происходить, и соответственно нельзя в этом случае было ожидать сигналов от датчиков во всех трех биологических экспериментах.

Так вот, самым интересным было то, что сигналы от датчиков в опытах с предварительно простерилизованным при температуре 170 градусов Цельсия образцом отсутствовали.

Итак, налицо противоречие. Хотя кривые, фиксирующие выделение 14CO2, и непохожи на те, которые получаются на Земле, но рост количества меченой углекислоты очевиден, и вся серия биологических экспериментов как будто не согласуется с хроматомасс-спектрометрическим анализом.

Попробуем разобраться в этом противоречии. Здесь открываются, по крайней мере, две возможности. Первая состоит в том, что следует принять вывод: жизни на Марсе нет (по крайней мере, в местах посадки «Викингов»).

В этом случае результаты биологических экспериментов могут быть объяснены следующим образом: меченые соединения, содержавшиеся в жидкой питательной среде, были окислены до 14CO2 чисто неорганическим путем. Из-за отсутствия на Марсе защитного озонового экрана на поверхность планеты падает поток жесткого ультрафиолетового излучения Солнца. При облучении ультрафиолетом минералы Марса могут сильно изменять свои свойства. На их поверхности могут образовываться активные центры, придающие минералам свойства сильных катализаторов, ускоряющих разнообразные химические реакции. Подобный эффект вызывает не только ультрафиолет, но и потоки электронов и гамма-лучей.

В нашей лаборатории совместно с Институтом атомной энергии в подтверждение этой гипотезы был поставлен следующий эксперимент. Проба грунта облучалась потоком быстрых электронов и гамма-квантов. Таким образом мы моделировали условия, в которых находится марсианский грунт. Затем проба увлажнялась. И вот на активных центрах, которые образовались после облучения, начиналось разложение воды на водород и кислород. Так нам удалось доказать, что сигналы от приборов могли иметь «неживую основу».

Вторая возможность — сделать вывод, что жизнь на Марсе есть.

Но как же отнестись в этом случае к результатам хроматомасс-спектрометрии? Объяснение может быть найдено и тут.

Если концентрация клеток в марсианском грунте низка, например, как у нас в Антарктике, то тогда хроматомасс-спектрометры «Викингов» могли «не почувствовать» этих клеток. А биологические тесты? Они нацелены на изучение результатов длительного процесса, когда даже одна клетка может заметно изменить состав питательной среды. Но ведь кривая на рисунке выходит на плато, что означает прекращение жизнедеятельности. Может ли это быть?

Представим себе такую ситуацию: марсианские микроорганизмы находились в анабиозе. После того как они «проснулись» в посадочном модуле «Викинга» в условиях земной питательной среды, они начали поглощать незнакомую пищу. Началось выделение 14CO2 в газовую фазу. Но пища оказалась неприемлемой для инопланетной микрофлоры. Произошло отравление, и марсианские микроорганизмы погибли. Рост меченой углекислоты прекратился.

Как мы видим, интерпретация результатов может быть взаимоисключающей.

Возникает естественный вопрос: можно ли предусмотреть ситуацию, когда один эксперимент (хроматомасс-спектроскопия) говорит с определенностью «нет», а другие (биологические) говорят «возможно»?

Об этом судить сейчас очень трудно. Руководители программы «Викинг» провели громадную многолетнюю подготовительную работу, проверяя все приборы в крайне суровых климатических районах Земли. Мысль об особых свойствах поверхности Марса возникла лишь после получения информации с «Викингов»…

Так или иначе, строгого ответа на вопрос, есть ли жизнь на Марсе, «Викинги», к сожалению, не дали…

А в самое последнее время Национальный совет исследований США, тщательно проанализировав результаты «Викингов», пришел к выводу, что нет никаких доказательств жизни на Марсе. «Мы считаем поиск внеземной жизни в Солнечной системе законченным», — пишется в заключении совета. И тем не менее недавно в печати появились сообщения о том, что в 1994 году на Марс можно будет запустить космический корабль с людьми. В 1995 году экипаж, снабженный вездеходом, мог бы высадиться на Марс, поработать там около 20 дней, и затем, взяв на борт 300 килограммов грунта, вернуться на Землю. Как знать, может быть, это помогло бы решить загадку жизни на Марсе.

Но надежды на осуществление этого проекта практически нет. Сейчас Национальное управление США по аэронавтике и космонавтике получает от правительства все меньше денег на научные исследования. Число научных проектов резко сокращено, и можно с уверенностью сказать, что экспедиция с людьми отправится на Марс не скоро.

Свидания с гигантами

Два космических аппарата — «Пионер-10» и «Пионер-11» — прошли около Юпитера в 1973 и 1974 годах, а потом «Пионер-11» по команде с Земли направился к Сатурну. Затем исследование планет-гигантов продолжили космические аппараты «Вояджер» («путешественник»). «Вояджер-1» пролетел около Юпитера в марте 1979 года, а возле Сатурна в ноябре. «Вояджер-2» прошел около Сатурна в августе 1981 года, и ожидается, что в 1986 году он долетит до Урана. «Пионеры» и «Вояджеры» захватили с Земли послания к иным цивилизациям. Послание, отправленное на «Пионерах», представляло собой небольшую золотую пластину с очень краткой информацией о нашей планете, а на «Вояджерах» установили капсулы с довольно обширными сведениями не только о Земле, но и о ее обитателях. Инструкция, содержащаяся в капсуле, символически объясняла родословную самого космического аппарата, назначение фотографий и звуковых записей на прилагаемом 12-дюймовом золотом диске.

Звуковые записи были двух категорий: музыка и шелест листвы, шум прибоя… Среди музыкальных записей на «Вояджере» три отрывка из произведений Баха, отрывки из музыки Бетховена, Моцарта, Стравинского; азербайджанские, негритянские, перуанские и многие другие песни. На отправленных в космос фотографиях были планеты Солнечной системы, математические определения, структура ДНК, схема Земли, дельфины и цветы, дети и старики, животные и города, самолеты, космонавты, страница из книги Ньютона «Система мира»…

Узнают ли представители иных миров об этой информации, не будем гадать. Лучше остановимся на том, что сообщили нам космические аппараты. «Пионеры» первыми вышли за орбиту Марса и пересекли пояс астероидов. На огромном расстоянии от Земли они мерили напряженность солнечного магнитного поля, плотность солнечного ветра, галактические космические лучи…

Крошечные пылевые частицы и мелкие метеориты на «Пионерах» регистрировались двумя типами приборов: оптическими телескопами, замечающими солнечный свет, отраженный от частиц, и детекторами прямого счета частиц. Более 200 ячеек детектора, заполненных аргоном и азотом, были помещены на панели вне аппарата. Если пылинка весом более одной миллиардной грамма пробивала ячейку, начиналась утечка газа, пропорциональная размеру частицы.

Специалисты с нетерпением ждали вхождения аппаратов в пояс астероидов. Детектор частиц к июню 1972 года, то есть до вхождения корабля в пояс астероидов, зарегистрировал лишь 41 удар микрометеоритов. А когда «Пионер-10» заканчивал путь в первой половине пояса астероидов, было зарегистрировано почти столько же ударов — 42. Иначе говоря, число столкновений оказалось постоянным и независящим от того, находится корабль в поясе астероидов или нет, и, стало быть, для космических кораблей пояс астероидов не преграда.

Однако главные открытия были впереди: «Пионеры» передали на Землю уникальные фотографии Юпитера и деталей его атмосферы. Но все-таки «самое-самое» рассказали «Вояджеры». Космические аппараты такого типа стоят очень дорого, порядка двух миллионов долларов на килограмм массы научной станции. Было бы намного дешевле изготовить макет станции в натуральную величину из чистого золота.

При отборе экспериментов учитывался каждый грамм научного прибора и каждый милливатт потребляемой мощности. На станциях был установлен изотопный преобразователь энергии, который обеспечил работу всей научной аппаратуры «Вояджеров» и передачу огромного количества информации с расстояния примерно в полтора миллиарда километров. И все это потребовало около 500 ватт энергии — мощность хорошего утюга. Что же обнаружили «Вояджеры»?

Кольца Юпитера! Астрономы были уверены, что они есть только у Сатурна и Урана, но 4 марта 1979 года была обнаружена узкая кольцевая полоса вещества, отстоящая от центра Юпитера на 128 000 километров. Ее ширина всего несколько тысяч километров, а толщина (по различным оценкам) от 1 до 30 километров. Неудивительно, что наземная астрономия проглядела столь узкое и чрезвычайно разреженное кольцо. Космические же приборы поведали, что у Юпитера два кольца — внутреннее (ширина 5000 километров) и внешнее (ширина 800 километров).

Судя по всему, кольца состоят из очень мелких, как пылевые частицы, обломков горных пород. Эти частицы движутся вокруг Юпитера по индивидуальным круговым орбитам с периодом 5–7 часов, и, что самое любопытное, их орбиты неустойчивы. Частички должны падать на Юпитер. А это значит, необходим источник, пополняющий вещество колец. Может, открытый «Вояджером» 14-й спутник Юпитера Адрастея медленно разрушается и поставляет материал кольцам?

И еще один феномен: на спутнике Юпитера Ио обнаружено по меньшей мере восемь действующих вулканов!

Были получены и переданы на Землю фотографии всех спутников Юпитера, заодно был открыт и новый. Уточнена структура колец Сатурна. В атмосфере Юпитера замечены огромные молнии.

А что нового в Большом красном пятне? Вот что: у атмосферы Юпитера очень сложная турбулентная структура. Вокруг Большого красного пятна двигаются малые пятна, взаимодействующие с ним и друг с другом. Разгул чудовищных вихрей в экваториальной области Юпитера хорошо виден в коротеньком фильме, смонтированном из переданных на Землю фотографических изображений. Уточнен и состав юпитерианского воздуха: отношение этана к ацетилену выше в полярных районах, а количество гелия всюду одинаково.

Обо всех этих открытиях и их возможной интерпретации мы поговорим в следующих главах, посвященных планетам Солнечной системы. По необходимости нам придется довольно бегло обсуждать удивительные открытия космической эры. Но надо учесть, что многие явления даже сейчас окончательно не объяснены, хотя, как сказал известный американский астроном Ф. Уиппл, после полетов «Вояджеров» «теоретики поспешно мобилизовали свои умственные способности, ручки и вычислительные машины…».

Я уверен в том, что результаты, полученные в 70-х и 80-х годах XX столетия, будут служить причиной постоянной «мобилизации» теоретиков еще многие десятилетия.