4 декабря в Институте космических исследований РАН состоялась пресс-конференция, на которой ученые рассказали о результатах работы российского прибора «Динамическое альбедо нейтронов» (ДАН) на американском ровере Curiosity в кратере Гейл на Марсе.
    Участие России в проекте Curiosity определено Исполнительным соглашением между NASA и Роскосмосом, по заказу которого в ИКИ РАН и был создан ДАН. Прибор способен обнаружить воду или лед. точнее, одну из двух составляющих воды - водород. По словам научного руководителя эксперимента, заведующего Лабораторией космической гамма-спектроскопии ИКИ РАН Игоря Георгиевича Митрофанова, процесс напоминает флюорографию. В состав прибора входят импульсный источник нейтронов и приемник нейтронного излучения. Генератор испускает в сторону марсианской поверхности короткие, но мощные импульсы нейтронов. Продолжительность такого импульса около 1 мкс, мощность потока - до 10 млн нейтронов с энергией 14 МэВ за один импульс. Частицы проникают в грунт Марса на глубину до 1 м, где взаимодействуют с ядрами основных породообразующих элементов. В ходе таких взаимодействий быстрые нейтроны замедляются и теряют свою энергию. Часть из них поглощается в грунте, а часть выходит обратно на поверхность, где и регистрируется приемником. На основании полученных данных прибор определяет глубину проникновения нейтронов и состав приповерхностного грунта. Точные измерения возможны до глубины 50-70 см. Помимо активного обследования поверхности Красной планеты, прибор способен вести мониторинг естественного радиационного фона поверхности (пассивное обследование).
    За первые 100 дней работы Curiosity ДАН произвел 120 измерений как при движении марсохода, так и во время его остановок. Примерно половина измерений (58 сеансов) была сделана в активном режиме, половина - в пассивном. Полученные экспериментальные результаты прибора ДАН в целом подтверждают выводы исследователей NASA о том, что Curiosity в настоящее время находится на поверхности русла древнего ручья, некогда впадавшего в обширный водоем на дне кратера.

ИССЛЕДОВАНИЕ МАРСА

В конце ноября в Сети стали появляться сообщения о некоем поразительном открытии Curiosity на Марсе, а потому официальная пресс-конференция NASA от 3 декабря стала «холодным душем» для любителей сенсаций. По текстуре и элементному составу грунт на участке Rocknest оказался сходным с изученным роверами Mars Pathfinder, Spirit и Opportunity. Аппаратура CheMin (Chemistry and Mineralogy) показала, что вещество Марса примерно наполовину состоит из обычных вулканических минералов (полевой шпат, оливин, пироксены, авгит, пижонит и др.) и наполовину из некристаллического материала типа стекла. Наконец, выполненный с помощью прибора SAM (Sample Analysis at Mars) анализ сыпучего грунта выявил связанную воду и соединения серы и хлора.     В частности, были найдены перхлораты, весьма активные вещества, уже известные по работе зонда Phoenix в северной полярной области Марса. В ходе нагрева при анализе были выявлены в очень малых количествах хлорметан и другие простые хлорорга-нические соединения, но если хлор достоверно поступил из грунта, то углерод мог быть загрязнением земного происхождения. Считать это доказательством наличия органических веществ на Марсе пока нельзя. «На данный момент мы не имеем надежного определения марсианской органики, но мы продолжим искать [ее] на различных участках кратера Гейл», - заверил научный руководитель эксперимента SAM Пол Махаффи (Paul Mahaffy). Он также сказал, что метана в атмосфере или совсем нет, или очень мало - не более 5 частей на миллиард.     Если в будущем удастся надежно связать найденные соединения с грунтом Марса, то, по словам научного руководителя проекта Curiosity Джона Гротцингера (John Grotzinger), они могли, в частности, попасть туда с метеоритами, которые (например, углистые хондриты) действительно содержат соединения углерода. Если все же будет доказано, что органика имеет исконно марсианское происхождение, нужно будет выяснить, как она образовалось.     Далее, находка на поверхности Марса органических веществ, если она подтвердится, не может свидетельствовать о наличии на планете жизни ни в настоящем, ни в прошлом. Многие органические вещества могут образовываться абиогенно (путем постепенного усложнения веществ неорганической природы), например, обнаруженные в межзвездном пространстве этиловый эфир муравьиной кислоты, бутиронитрил и другие соединения. Кроме того, в марсианских породах уже находили довольно сложную органику - фенантрен, антрацен, пирен. Вся она имела вулканическое происхождение.

ИССЛЕДОВАНИЕ МАРСА

    По словам И. Г. Митрофанова, результаты позволяют говорить о двухслойности марсианского грунта. У самой поверхности он сухой, и содержание воды не превышает 1 % по массе - как в чилийской пустыне Атакама. Но под сухим слоем толщиной 20-40 см, на глубине до метра, находится грунт с относительно высоким содержанием воды, которое значительно изменяется вдоль трассы движения и в отдельных местах превышает 4%. Один из таких участков - район Rocknest где марсоход проводил длительное - около месяца - изучение свойств грунта.
    Вполне вероятно, что с глубиной влажность продолжает возрастать, но, к сожалению, приборы марсохода не позволяют ему «заглянуть» глубже. А ведь именно глубокие слои марсианского грунта вызывают наибольший интерес исследователей: если верхний слой подвергается воздействию ветров и пыльных бурь и постоянно изменяется, то грунт на глубине остается неизменным и представляет собой ключ к эволюции планеты.
    Еще одна интересная особенность поверхностного слоя Марса - в нем содержится в 5 раз больше дейтерия (тяжелый водород), чем на Земле. Ученые объясняют это потерей значительной части атмосферы планеты, которая, возможно, связана с отсутствием магнитного поля.
    Как рассказал Максим Литвак, ведущий научный сотрудник Лаборатории космической гамма-спектроскопии ИКИ РАН, первые 90 дней «наша команда буквально жила в Лаборатории реактивного движения NASA в Лос-Анжелесе». Работа шла в три смены. Первая собирала поступавшие данные, вторая анализировала их и делала предложения по дальнейшей деятельности, третья претворяла данные предложения в жизнь. Затем эти операции стали выполняться отдельным блоком, а теперь «мы вернулись в Москву и управляем прибором в удаленном режиме». Правда, с этим связана дополнительная сложность: американские специалисты ведут работы с марсоходом в дневное время суток, а россиянам из-за 12-часовой разницы во времени приходится трудиться по ночам.
    Тщательный анализ данных, полученных приборами марсохода, включая и российский ДАН, позволит исследовать особенности эволюции Марса в районе кратера Гейл и выяснить, могла ли природная среда здесь быть достаточно благоприятной хотя бы для примитивных форм внеземной жизни.
    То, что Марс когда-то мог быть пригоден для жизни, было ясно и до полета Curiosity - об этом говорили сохранившиеся на поверхности планеты русла высохших рек. По мнению И. Г. Митрофанова, Марс и Земля «в молодости» были очень похожи друг на друга, и это дает повод для осторожного оптимизма. Чтобы доказать наличие жизни на планете, нужно обнаружить не органические, а биологические структуры. По словам директора ИКИ Льва Зелёного, специалисты называют их биомаркерами. Биомаркеры - это биологические вещества, которые свидетельствуют о наличии жизни.
    В случае нахождения внеземной жизни очень важно узнать, имеет ли она такой же генетический код, как и жизнь земная. Если да, то это станет подтверждением теории панспермии. Гипотезы о появлении жизни на Земле в результате занесения из космического пространства так называемых «зародышей жизни».
    На пресс-конференции выступил Юрий Николаевич Бармаков, заместитель научного руководителя ВНИИ автоматики, учреждения, где был создан генератор нейтронов - основа ДАНа.
    Институт был образован в 1954 г. и до начала 1990-х работал на оборонную промышленность, атомную программу и атомную энергетику. С распадом Советского Союза ВНИИ автоматики начал искать свою нишу на рынке. Были выбраны несколько гражданских направлений деятельности, в основе которых - достижения в оборонной тематике. Благодаря этому институт не только выжил, но и прошел период развития. Сегодня направления деятельности, сформировавшиеся в конце прошлого века, сохраняются. Одно из них - создание автоматизированных систем управления технологическими процессами на АЭС. Это надежное современное оборудование, успешно конкурирующее с продукцией западных фирм. Другое направление - создание портативных нейтронных генераторов, источников нейтронного излучения. Устройство весом всего в несколько килограммов способно реализовывать внутри себя очень сложные физические явления - по сути нецепные термоядерные реакции трития и дейтерия в миниатюрном ускорителе. Оборудование успешно служит народному хозяйству: помогает разведывать нефть и другие полезные ископаемые, отделять нефть от воды на глубине до 5-7 км, просматривать багаж пассажиров транспорта, не открывая его.

Оценка содержания водорода в марсианском грунте при использовании двухслойной модели.

МАРСОХОД CURIOSITY

    Необходимый для проекта ДАН нейтронный генератор похож на те, что изготавливались институтом раньше, но все же имеет принципиальные отличия. Ю. Н.Бармаков не скрывает: подобное оборудование способны производить не только в России, но и в США, Китае, во Франции, правда лишь пять-семь компаний в мире. Однако в космос ни один нейтронный генератор, кроме российского, еще не летал.
    В 2016 г. должна стартовать российско-европейская миссия ExoMars. Предполагается, что на орбитальном марсианском аппарате будет два комплекса российских приборов.

МАРСОХОД CURIOSITY

    Первый - усовершенствованная версия лунного нейтронного телескопа LEND (Lunar Exploration Neutron Detector), работающего на спутнике Луны LRO. Сейчас карта распространения воды на Марсе, составленная российским прибором HEND (High Energy Neutron Detector, установлен на американском аппарате Mars Odyssey), имеет разрешение 300 км, а новая методика позволит улучшить этот показатель в 100 раз. Второй прибор позволит изучить атмосферу и состав поверхности Марса: несколько спектрометров просканируют планету в ближнем инфракрасном диапазоне и в ближнем ультрафиолете. Прототип - эксперимент «Русалка» на МКС.

Параметры «быстрого просмотра» заметно менялись вдоль трассы движения марсохода (показан параметр задержки излучения тепловых нейтронов QL#4)

МАРСОХОД CURIOSITY

    Между тем, по словам Л. М. Зелёного, денег на приборы до сих пор нет и появятся они не раньше весны 2013 г.
    «Мы испытываем беспокойство и тревогу в связи с отсутствием финансирования от Роскосмоса, - заявил Лев Зелёный. - Переговоры идут уже больше года, но мы до сих пор не получили на изготовление приборов ни рубля. Это очень печально и сильно осложняет работу. Средства-то есть, и они достаточные: это страховка после гибели аппарата «Фобос-Грунт». Но мы не можем получить эти деньги, пока не подписано официальное соглашение с ЕКА. Хочется верить, что это произойдет в декабре. Но тогда наше соглашение с Роскосмосом будет подписано только весной. Мне кажется, имеющиеся финансовые законы несколько забюрократизированы. Мы носим «гордый» статус бюджетного учреждения и даже не можем брать кредит в банке, как НПО имени С.А.Лавочкина, например».
    «Наш институт на границе двух экономик: внизу - рыночная, вверху - командно-административная, - добавил Игорь Митрофанов. - Наши партнеры хотят от нас денег, никто комплектацию не будет поставлять, пока мы не заплатим».