Червона планета спливає кров'ю. Ні, не справжньою. Але атмосфера Марса повільно мало-помалу витікає в космос. Винуватцем є Сонце, яке з допомогою вітру і радіації «викрадає» атмосферу Марса. У результаті планета, яка могла б бути придатна для життя, може назавжди втратити атмосфери, залишитися холодної і пустельній …

Канали в грунті Марса у вигляді русла річок, відкриття мінералів, що утворилися за допомогою води, вказують на те, що раніше атмосфера на цій планеті була більш щільною і досить теплою, щоб по поверхні могла текти рідка вода. Однак якимось чином ця щільна атмосфера «витекла» в космос. Виходить, що Марс залишався холодним і сухим протягом мільярдів років, і атмосфера була настільки розрідженою, що навіть найменшу кількість рідкої води відразу ж поглиналося ультрафіолетовим випромінюванням Сонця.

За таких умов не могла існувати жодна відома форма життя. Однак, можливо життя на Марсі «пішла» під землю, де все ще може існувати рідка вода, і куди не проникає сонячне випромінювання.

Головним підозрюваним у викраденні атмосфери Марса залишається Сонце. Усі планети сонячної системи постійно «обдуваються» сонячним вітром – тонким потоком електрично зарядженого газу, який народжується на поверхні Сонця і поширюється в космос. На Землі потужне магнітне поле нашої планети захищає атмосферу від сонячного вітру. Заряджені частинки, йони і електрони, поширювані сонячним вітром, мають складні пересічними один з одним магнітними полями.

«Марс не може захистити себе від сонячного вітру, тому що у нього більше немає щита, магнітне поле планети знищено», говорить Брюс Джакоскі з Колорадського університету в Болдері. Джакоскі очолює дослідницьку місію MAVEN в NASA, мета якої – зрозуміти, що є причиною витоку марсіанської атмосфери. NASA ініціювала місію MAVEN 15 вересня 2008.

Марс втратив своє магнітне поле ще в юності, мільярди років тому. В один прекрасний момент зникло магнітне поле цієї великої планети, і атмосфера Марса виявилася беззахисна перед сонячним вітром. У результаті велика частина атмосфери поступово зникла. В окремих територіях Марса все ж залишилися «застиглі» магнітні поля, але їх недостатньо для того, щоб захистити всю атмосферу від сонячного вітру.

І хоча сонячний вітер – це найбільш очевидний метод «викрадення атмосфери», сонце може робити це і іншими способами. Тим не менше, більшість вчених дотримується думки, що саме сонячний вітер і ультрафіолетове випромінювання Сонця перетворює незаряджені атоми і молекули у верхніх шарах атмосфери Марса в заряджені частинки. Зарядишись, електричні поля, створені сонячним вітром, забирають їх у простір. Електричне поле створюється завдяки руху зарядженого сонячного вітру через систему планет. Магнітне поле створюється Сонцем.

Винятком є атоми і молекули, які завдяки високій температурі Сонця мають достатню швидкість, щоб просто «втекти» від цього процесу. Вони залишаються електрично нейтральними, але стають досить розігрітими для того, щоб противитися гравітації Марса. Крім того, ультрафіолетове випромінювання Сонця може поглинатися молекулами, розділяючи їх на складові атоми і даючи кожному атому енергію, достатню для того, щоб він міг покинути планету.

Але в цій справі є й інші підозрювані. Марс має в своєму розпорядженні більш ніж двадцятьма стародавніми кратерами, шириною більш ніж 600 миль, що утворилися в результаті зіткнень з гігантськими астероїдами. Кожен з таких астероїдів – як маленький Місяць. Ці бомбардування могли відносити в космос більші обсяги марсіанської атмосфери. Однак, величезні вулкани на Марсі, які вивергалися після зіткнень (такі як Олімпус Монс), могли знову наповнити марс атмосферою за рахунок великих обсягів газу, що виходять з надр самої планети.

Не виключено, що викрадення атмосфери Марса було добре організованим злочином, до якого були причетні і зіткнення з астероїдами, і сонячний вітер. Без щита у вигляді магнітного поля будь-яка зміна атмосфери Марса, яке могло статися в результаті виверження вулкана, згодом могло бути «вкрадено» сонячним вітром. Ранні місії на Марс вловлювали свідчення цього «пограбування». Наприклад, потік іонів з верхніх шарів атмосфери Марса було видно двома НАСАвських апаратами: Mars Global Surveyor і European Space Agency's Mars Express.

«Попередні дослідження давали нам 'докази злочину', але нічого конкретного про те, як саме Сонце висмоктує атмосферу Марса і як ще Марс може її втрачати» – говорить Джозеф Гребовскі з Годдардского центру польотів НАСА в Грінбелті. Місія «MAVEL» досліджує всі відомі способи, завдяки яким Сонце може висмоктувати атмосферу Марса, а також зможе відкрити нові, раніше невідомі.

Коли марсіанська атмосфера стала менш щільною, планета стала суші, тому що водяна пара в атмосфері також пішов у космос. Ще тому що решта вода замерзла, адже коли зникла атмосфера, різко знизилася температура. Місія MAVON може відповісти на питання, скільки води Марс віддав космосу, вимірюючи відносини ізотопів водню.

Ізотоп – це більш важкий варіант основного елементу. Приміром, дейтерій – це більш важкий варіант водню. Зазвичай два атоми водню з'єднуються з атомом кисню, і в результаті утворюєся молекула води. Але іноді дейтерій – важкий і рідкісний елемент, – займає місце водню.

На Марсі водень випаровується швидше, тому що він легше Дейтерію. І так як більш легкі елементи випаровуються швидше і частіше, на Марсі залишається все менше водню в порівнянні з кількістю залишився дейтерію. Таким чином, в марсіанській атмосфері стає все більше і більше дейтерію.

Завдання місії MAVEN – виміряти кількість водню по відношенню до дейтерію у верхніх шарах атмосфери Марса, дізнатися про співвідношення водню до дейтерію, актуальне на сьогодні. Астрономи будуть порівнювати цей показник з минулим, який був встановлений, коли Марс був молодий.

Зіставлення цих двох показників дозволить команді дослідників обчислити кількість водню, а значить і води, яке Марсу довелося втратити за все його життя. Наприклад, якщо дослідники виявлять, що марсіанська атмосфера сьогодні в 10 разів багатшими дейтерієм, то початкову кількість води на цій планеті повинне було бути як мінімум у десять разів більше нинішнього показника.

MAVEN також допоможе встановити, скільки марсіанської атмосфери витекло, шляхом виміру відносин ізотопів інших елементів атмосфери, таких як азот, кисень і вуглекислий газ.

Запуск місії MAVEN запланований на період між 18 листопада і 7 грудня 2013 року. Якщо старт відбудеться 18 листопада, то на Марс команда прибуде 16 вересня 2014.

MAVEN є частиною програми NASA's Mars Scout, розробленої в штаб-квартирі NASA у Вашингтоні. Роботу дослідників і вчених на Марсі буде координувати Університет Колорадо. Питання управління проектом, технічного оснащення, безпеки і страховки космонавтів візьме на себе NASA Goddard. Слідкування за траєкторією космічного корабля, питання зв'язку і телекомунікацій ляжуть на плечі співробітників Лабораторії реактивного руху НАСА, місто Пасадена, штат Каліфорнія. Наявність необхідних інструментів на космічному кораблі забезпечать: Каліфорнійський університет, Берклі, Університет Колорадо і NASA Goddard спільно з Centre d'Etude Spatiale des Rayonnements, м. Тулуза, Франція.

За матеріалами: NASA