«Америка» 1966 г. март (?), (№113), с.14-15, 18

Так выглядит поверхность Марса через наземный телескоп.

МАРС На фото, сделанном «Маринером-4», виден кратер диаметром в 120 км и другие более мелкие кратеры.

Все эти, как и многие другие сведения о планете, веками будоражившей умы человечества, были получены с помощью автоматической межпланетной станции «Маринер-4», которая с расстояния 214 500 000 км передала на Землю снимки Марса. Запущенный 28 ноября 1964 года (см. «Америка» № 105) 260-килограммовый корабль, преодолев по сложному курсу 520 000 000 км, почти через восемь месяцев, 14 июля 1965 года, приблизился к Марсу. На расстоянии 16 800 километров от красной планеты заработали фототелевизионные камеры «Маринера»; изображения записывались на ленту для последующей передачи на Землю. Съемка была закончена в тот момент, когда расстояние между Марсом и кораблем составляло всего лишь 12 000 км. Ввиду малой мощности — 10 ватт — источника энергии на борту «Маринера», потребовалось 8 часов 20 минут для передачи каждого из 22 снимков, которые телекамеры должны были сделать в течение 25 минут во время прохождения корабля мимо планеты.

Кульминационному пункту полета — фотографированию загадочной планеты — предшествовало долгое и напряженное ожидание, изредка прерываемое информацией, поступавшей с борта автоматической станции. Закодированные данные не только сообщали ученым о работе бортовых систем, но и давали ценные сведения о межпланетной среде, — например, о космической пыли, солнечном излучении и магнитных полях. Такая информация стала поступать с самого начала полета «Маринера». Уже в день своего запуска с мыса Кеннеди во Флориде корабль передал данные об ударной волне, вызванной солнечной радиацией в магнитном поле Земли, передал с высоты, на которой такие измерения еще никогда не производились. Вскоре затем с недостижимой до того точностью была измерена интенсивность излучений в верхних областях окружающих нашу планету радиационных поясов Ван Аллена. Позже «Маринер» отметил десять солнечных вспышек, из которых восемь были подтверждены наземными обсерваториями. К тому времени корабль зарегистрировал 190 столкновений с частицами космической пыли.

О

днако больше всего ученых интересовали данные, собранные в непосредственной близости от Марса. Они знали, что шансов на успех было не так уж много.

Малейшая неточность в вычислениях, самый незначительный перебой в работе даже одного из 138 000 компонентов бортовой аппаратуры, попавшая в тончайший механизм песчинка космической пыли — все это могло разрушить их планы. Кроме того, на психику ученых действовал тот факт, что никому еще не удавалось передавать изображения на расстоянии, превышающем двести миллионов километров.

Процесс передачи снимков был сопряжен с большими трудностями. Из-за недостатка энергии непосредственная передача снимков в форме стандартного телевизионного изображения на 525 строк была неосуществима. Поэтому изображение пришлось разбить на 200 строк, состоящих из 200 элементов (точек). Каждый элемент имел 64 возможных степеней яркости — от абсолютно белого до абсолютно черного цвета. Степень яркости каждого элемента определялась при разложении изображения и, закодированная шестизначной цифрой, записывалась на магнитную ленту запоминающего устройства электронной вычислительной системы на борту «Маринера». Накопленная информация цифровым кодом передавалась по радио на Землю и там с помощью соответственно запрограммированного вычислительного устройства воспроизводилась так, что каждый элемент полученного изображения точно соответствовал по степени яркости аналогичному элементу переданного изображения.

Вся бортовая аппаратура «Маринера» работала в условиях вакуума, за исключением самого ответственного прибора — записывающего устройства, которое сохраняло изображения до момента их передачи на Землю. Ученые опасались испарения смазочных материалов в вакууме. Поэтому прибор был установлен в специальном отсеке, где поддерживалось давление в 1,8 кг на квадратный сантиметр. Так ко всем прочим заботам прибавилась еще одна: опасение, что давление в отсеке может упасть и смазка испариться.

Немалых волнений стоил также сложный маневр, который ученые решили произвести, когда космическая станция начала приближаться к Марсу. Платформа, на которой была установлена телевизионная камера, находилась в нижней части корабля и могла передвигаться взад и вперед при помощи миниатюрных реактивных двигателей. Ученым необходимо было точно определить тот момент, когда платформе надлежало остановиться, чтобы лучше навести камеру на цель.

На Земле для каждого фото пришлось расшифровать по 240 000 знаков.

В вычислениях, связанных с этой операцией, необходимо было учесть скорость корабля, которая к тому времени достигла 17 600 км в час, отдаление его от Земли, которое равнялось 214 500 000 км, и время, нужное для прохождения сигнала от Земли до станции со скоростью света — около 12 минут. Сигнал на борт корабля был послан со станции слежения в Иоганнесбурге, в Южной Африке, где расположена одна из трех главных обсерваторий, наблюдавших за полетом «Маринера». Ответ с борта корабля последовал примерно через 24 минуты: угол обзора камеры соответствовал расчетному с точностью до семи десятых градуса.

По мере приближения «Маринера» к Марсу, волнение среди руководителей полета возрастало. Особенно остро переживали полет сотрудники Лаборатории реактивных двигателей Калифорнийского технологического института, которым Национальное управление по аэронавтике и исследованию космоса поручило проведение этого сложного эксперимента. Некоторые из них работали без передышки по нескольку суток. Однако, внести существенные изменения они уже не имели возможности. Оставалось лишь терпеливо дожидаться сообщения: справился ли «Маринер» со своей главнейшей задачей или провалил ее.

Роль первых предвестников успеха выпала на долю установленных на борту корабля детектора радиации и магнитометра. Из показаний первого выяснилось, что на Марсе нет радиационных поясов подобных тем, которые окружают Землю. Эти пояса защищают нашу планету от солнечной радиации, убийственной для всего живого.

Данные магнитометра показали, что магнитное поле Марса очень слабо или же его вообще не существует. Из этого ученые заключили, что у планеты нет расплавленного металлического ядра. Движение расплавленной массы ядра создает около Земли, которая вращается вокруг своей оси примерно так же, как и Марс, магнитное поле, притягивающее радиационные пояса. Ядро Земли ответственно и за те движения земной коры, в результате которых возникают горы.

Когда, пройдя мимо Марса, «Маринер» обогнул его и скрылся за планетой, наступил долгожданный момент для других экспериментов. Ученые задались целью определить влияние, оказываемое атмосферой Марса на частоту и силу радиосигналов межпланетного корабля. Было установлено, что атмосфера Марса соответствует земной на высоте 30 000 метров от поверхности. При такой разреженной атмосфере и отсутствии, к тому же, радиационных поясов, Марс подвергается бомбардировке метеоритами и убийственному действию солнечных лучей.

Когда «Маринер» уже удалился от Марса на большое расстояние, с борта корабля вдруг начали поступать сигналы, свидетельствующие о неполадках в записывающем устройстве. Это вызвало большую тревогу в Калифорнии: похоже было на то, что половина снимков потеряна. К счастью, тревога оказалась напрасной. Ученым удалось по кусочкам воспроизвести все изображения. На это потребовалось десять дней, но зато снимки превзошли все ожидания людей, вложивших в работу столько труда и терпения.

Всего удалось воспроизвести 21 полный снимок. На самых удачных фото отчетливо видна покрытая кратерами поверхность Марса, которая по внешнему виду напоминает безжизненную поверхность Луны. Все кратеры, по-видимому, обязаны своим происхождением упавшим метеоритам. На одном фото (11-м) можно различить кратер диаметром в 120 км; внутри его разбросано несколько мелких кратеров. Профессор Калифорнийского технологического института Роберт Лейтон охарактеризовал этот снимок как «одну из наиболее замечательных научных фотографий нашего времени».

Неясные снимки (слева) были улучшены при дальнейшей обработке; последующие изображения вышли более отчетливыми.

На других фото также видны кратеры, некоторые из них по краям покрыты чем-то белым, похожим на иней. А на одном из снимков заметен вал с пологими склонами; высота его, возможно, достигает 4000 метров. На одиннадцати фото можно различить до 70 кратеров, диаметры которых колеблются в пределах от трех до 120 километров. Ученые заключают, что если участок, показанный на снимках и представляющий один процент всей площади Марса, типичен по характеру поверхности для всей планеты, то на ней насчитывается в общем около 10 000 кратеров.

Края наиболее крупных кратеров возвышаются на сотни метров над окружающей местностью, а глубина их доходит до нескольких тысяч метров. Это типично для кратеров, образовавшихся от взрывов упавших метеоритов. Таков, например, метеоритный кратер в Аризоне, представляющий собой впадину диаметром в 1200 и глубиной в 180 метров. Некоторые из этих кратеров, по-видимому, указывают на близость астероидного пояса, проходящего между Марсом и Юпитером и состоящего из тысяч планетоидов и множества различной величины осколков, носящихся вокруг Солнца.

Возможно, что на поверхности Марса может отлагаться какое-то количество инея, но, судя по фотографиям, текучих вод на планете нет, да, пожалуй, никогда и не было, так как нет также никаких следов водяной эрозии. Видимое отсутствие воды оставляет мало надежд на существование живых организмов, по стадии своего развития подобных земным. Однако, полагают многие ученые, это еще не исключает возможности существования каких-то форм жизни.

Для детального анализа полученных изображений потребуются еще долгие месяцы. А «Маринер-4» тем временем носится по орбите вокруг Солнца. Ученые уже разрабатывают проект нового космического корабля — «Вояджера», запуск которого последует через несколько лет. Ему предстоит задача доставить контейнеры с инструментами на поверхность отныне уже менее загадочной красной планеты.

1. Сигналы, принятые в Голдстоне (Калифорния), проверяются и затем направляются в лабораторию. 2. В лаборатории записанная на ленте информация поступает в преобразователь.

Радиосигналы Маринера превратились в снимки Марса После 228 дней космического рейса «Маринер-4» передал на Землю первые снимки Марса с близкого расстояния. Работа камеры была запрограммирована с таким расчетом, чтобы каждые 48 секунд производилось по одному снимку. Фото делалось с выдержкой в одну пятую секунды, после чего кодом записывалось на магнитную ленту. Всего было сделано 22 снимка. Через 12 часов после завершения съемки началась передача и воспроизведение изображений (см. схему внизу). Сигналы с корабля передавались по двоичной системе цифровым кодом, состоящим из шестизначных комбинаций нулей и единиц. Каждая из них определяла степень яркости элемента изображения, которых на снимке было 40 000. Абсолютно белый цвет передавался шестью нулями, абсолютно черный — шестью единицами, сочетания нулей и единиц соответствовали оттенкам между белым и черным. Сигналы с «Маринера» принимали сверхчувствительные наземные антенны на шести станциях слежения, разбросанных по всему миру. Из-за вращения Земли ни одна из наземных станций не могла принять изображения полностью; поэтому как только одна из них оказывалась вне радиуса действия радио «Маринера», к приему приступала другая. Усиленные в тысячу раз сигналы записывались на магнитную ленту и по телетайпу передавались в Пасадену (Калифорния). Там вычислительные устройства Лаборатории реактивных двигателей превращали числа в электронные импульсы, которые в свою очередь также записывались на ленту. Электронные импульсы поступали в преобразователь, где под воздействием света, интенсивность которого они сами контролировали, превращались в фото.

3. Теперь преобразователь превращает закодированные данные в изображения.

4. Фильмы с изображением поверхности Марса.

5. Последний этап: ученые приступили и детальному изучению снимков.