Мечта романтиков

   Является ли наша Земля единственной обитаемой планетой во Вселенной или планетные системы есть и у других одиночных звезд, подобных Солнцу? А если планетных систем много, то в скольких из них есть планеты, условия на которых благоприятны для возникновения и поддержания жизни? Последние астрономические наблюдения очень молодых звезд, теоретическое моделирование последовательности событий, ведущих к образованию планет, и исследование с помощью космических аппаратов ближайших соседей Земли - Венеры и Марса - позволяют заключить, что обитаемых планет может оказаться много, как утверждает журнал "Аэроспейс Америка".
   Как образовалась Солнечная система? Одна гипотеза - гипотеза катастрофы, которая предполагает столкновение Солнца и кометы или пролет какой-то звезды вблизи Солнца, что привело к отщеплению сгустков. Постепенно они превратились в холодные планеты. Другая гипотеза утверждает образование системы из одного и того же раскаленного вихря газов. Трсгья гипотеза сводится к образованию планет из холодного вещества, вращающегося вокруг Солнца.
   Наблюдения позволили обнаружить большое количество быстро эволюционирующих пылевых облаков. Напрашивается вывод, что они широко распространены во Вселенной и, следовательно, планетных систем, подобных нашей, должно быть много. Космический телескоп Хаббла позволил непосредственно наблюдать другие планетные системы.
   В случае Солнечной системы эволюция межпланетной среды привела к образованию двух малых планет Земной группы (Меркурия и Марса) и двух больших (Венеры и Земли), которые движутся по близким орбитам и имеют почти одинаковые размеры и массы. Средняя плотность грунта планет земной группы - от 5,52 до 3,97 г/см³. Планеты этой группы близки по размерам и химическому составу.
   Планеты-гиганты - Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун - обладают средней плотностью 1,4 г/см³, то есть близкой к плотности Солнца.
   Марс - очень маленькая планета; она настолько мала, что давно уже потеряла внутреннее тепло, выделившееся в процессе аккреции за счет работы сил тяготения. Аккреция (accretio - приращение, увеличение) - гравитационный захват вещества и последующее его падение на космическое тело под действием гравитационных сил. Тектоника плит, при которой литосферные плиты перемещаются под действием конвективных течений в мантии,- это основной механизм, посредством которого планеты, подобные Земле, избавляются от излишков тепла. У Земли, которая гораздо больше Марса, потери тепла велики до сих пор. Именно тектоника плит и связанный с ней вулканизм ответственны за парниковый эффект, благодаря которому Земля остается обитаемой. Если бы Марс был размером с Землю, он тоже был бы тектонически активен, и те механизмы выветривания и вулканизма, которые действуют на Земле, обеспечили бы присутствие в его атмосфере достаточного количества углекислого газа, чтобы компенсировать меньший приток тепла от Солнца. Если бы Марс был размером с Землю, он тоже мог бы быть обитаем, и зона жизни вокруг звезд, подобных Солнцу, была бы довольно широкой.
   Получивший название в честь античного бога войны за свой красно-оранжевый цвет, Марс - планета более древняя, чем Земля.
   Марс - четвертая по порядку от Солнца планета Солнечной системы. Среднее расстояние от Солнца 227,9 млн. км. Период обращения вокруг Солнца 686,98 суток (сидерический период обращения). Период обращения вокруг своей оси 24,5 часа. Средний диаметр 6776 км. Масса составляет 0,108, плотность 0,715, ускорение свободного падения 0,384 от значений этих же характеристик Земли.
   Благоприятные условия для исследования Марса наземными и космическими средствами нарастают во время противостояний, происходящих с интервалом 779,94 суток. Противостояния меняются циклами с продолжительностью 15-17 лет. Противостояния близ перигелия Марса наиболее благоприятны, так как в это время расстояние между планетами становится наименьшим, равным примерно 56 млн. км. Это положение называется великим противостоянием. Свет проходит это минимальное расстояние за три минуты.
   В телескопе Марс предстает небольшим размытым диском оранжевого цвета, на котором заметны детали трех типов: протяженные области (их долго называли пустынями), более темный экваториальный пояс и белые полярные шапки. Поверхность, как правило, хорошо видна сквозь очень разреженную атмосферу планеты. Иногда наблюдаются легкие облака - белые, голубые и желтые - пылевые. Конечно, в телескоп можно различить только крупные детали, размером не меньше 300-600 км.
   Новый этап в изучении этой планеты наступил с началом космической эры. Правда, проекты межпланетных пилотируемых экспедиций и сегодня, спустя почти 40 лет после запуска первого искусственного спутника Земли, находятся пока в начальной стадии.
   На ее разрушаемой ветрами и пыльными бурями поверхности холодно - в среднем около минус 22°С. Образующиеся вблизи полюсов с началом марсианской осени и держащиеся до лета, белые полярные шапки Марса состоят изо льда. Разреженная атмосфера планеты ядовита для людей, поскольку в основном состоит из того же углекислого газа и азота. Любое живое существо без специальной защиты в таких условиях погибло бы.
   Однако спектроскопические измерения геологических отложений подтверждают, что по марсианской поверхности когда-то свободно текла вода. Возможно, здесь имелись благоприятные для жизни условия.
   Когда и почему исчезла с планеты вода, образовавшая русла марсианских рек? Почему изменился климат, почему он стал суровым? Ленинградские ученые предложили свое объяснение. Вполне вероятно, считают они, что смягчить суровые условия в свое время могли активно действовавшие там вулканы, которые изливали мощные лавовые потоки, выбрасывали в атмосферу пепел и водяной пар. Остывая, лава выделяла сернистый газ, который с парами воды образовал мощный облачный слой над всей планетой. Возник парниковый эффект. Росла температура поверхности планеты, увеличивалось содержание влаги в атмосфере. Дождевой поток превращался в водные потоки, следы которых отчетливо видны на марсианских фотографиях.
   Вода в свободном состоянии не может быть на планете, так как при реальном давлении ее атмосферы вода закипит всего при двух градусах тепла. Вода, как полагают ученые, может быть в полярных шапках либо в грунте, в вечной мерзлоте.
   Температура в районе экватора Марса может достигать плюс 20°С, а у полюсов может быть до минус 100°С.
   В телескоп наблюдаются сезонные изменения размера полярных шапок и потемнение поверхности от границ приполярной зоны к экватору. Полагают, что это - результаты химического взаимодействия влаги и грунта.
   В 1958 г., когда велась подготовка к первому пуску космического аппарата к Луне, ОКБ-1 приступило к разработке первых аппаратов для запуска к Венере и Марсу. Создавались новая третья ступень - блок И - и четвертая - блок Л. В мае 1959 г., уже после полета "Луны-1", правительством было принято предложение о запуске космических аппаратов к Венере и Марсу. В соответствии с Постановлением правительства начались работы по подготовке инфраструктуры космического комплекса полетов к дальним планетам. Речь шла о создании, не считая ракетно-космического комплекса, центра дальней космической связи, плавучих измерительных комплексов и других систем обеспечения этих полетов.
   К сентябрю 1960 г. все работы, связанные с подготовкой пусков первых советских межпланетных станций к Марсу, были завершены. Были подготовлены два аппарата. Первый пуск состоялся 10 октября - пуск аварийный. Автоколебания при работе второй ступени привели к повышенному уводу от траектории полета и прекращению работы системы управления. 14 октября второй пуск - аварийный: двигательная установка третьей ступени не вышла на режим.
   В Соединенных Штатах реализовывалась программа первого этапа исследования межпланетного пространства, предусматривающая, в том числе, отработку системы связи и управления космическими аппаратами на больших расстояниях. На этом этапе в период 1958-1960 гг. было запущено девять космических аппаратов из серии "Пионер", из которых один, "Пионер-5", успешно и один, "Пионер-4", не вполне удачно. Для запусков использовались ракеты-носители "Юнона-2", "Тор-Эйбл" и "Атлас-Эйбл". "Пионер-5" был выведен на гелиоцентрическую орбиту в марте 1960 г., и с ним поддерживалась связь до расстояния 32 млн. км от Земли.
   В конце 1960 г. в США была утверждена программа "Маринер", которая предусматривала исследование Венеры с пролетной траектории с помощью аппаратов "Маринер А" и доставка посадочных аппаратов на Венеру и Марс аппаратами "Маринер В".
   В ОКБ-1 в 1960 г, началась разработка унифицированных межпланетных аппаратов как для исследования Венеры, так и для исследования Марса. Аппараты отличались посадочными блоками на поверхности планет в силу естественных физических свойств их атмосферы и поверхности.
   В феврале 1961 г. были запущены из ранее подготовленных космических аппаратов серии 1М и 1MB - неудачно.
   Унифицированные станции из серии 2MB были значительно усовершенствованы по входящим системам, в том числе обеспечивающим ориентацию и термостатирование. Масса аппаратов 900 кг.
   Старты первых трех станций 1962 г. к Венере в конце августа - начале сентября - аварийные. Станции остались на околоземных орбитах и через некоторое время сгорели в атмосфере Земли. Пуск к Марсу состоялся 24 октября. Блок Л взорвался через 16 секунд от начала работы двигателя, разработанного в ОКБ-1. Старт 1 ноября 1962 г. прошел успешно. Аппарат 2МВ-4 вышел на траекторию полета к Марсу, он назывался "Марс-1", но из-за отказа системы ориентации оказалось невозможным провести коррекцию траектории.
   Следующий аппарат был запущен 3 ноября 1962 г. Отказал блок Л - станция осталась на околоземной орбите.
   Следующее стартовое окно приходилось на октябрь - ноябрь 1964 г. Этому предшествовала благоприятная возможность стартовать к Венере в феврале - марте. Готовилась серия станций ЗМВ. Ракета была модифицирована и стала называться "Молния-М", 8К78М. Запуски марсианских аппаратов ЗМВ-1 в ноябре 1963 г., ЗМВ-4 в феврале 1964 г. и ЗМВ-1 в марте 1964 г. в сторону Венеры были неудачными. К Венере вышел только один аппарат, названный "Зонд-1", и из-за многочисленных отказов ушел в межпланетное пространство. Марсианские аппараты срочно дорабатывались по результатам неудачных пусков аппаратов, предназначенных для исследований Венеры. К старту был допущен только один из двух марсианских аппаратов. Пуск состоялся 30 ноября 1964 г. Аппарат стал "Зондом-2". Станция не выполнила своей задачи.
   В июле 1962 г. НАСА очередной раз пересмотрела программу "Маринер" - было решено использовать ракету-носитель "Атлас-Аджена Д". Запуск первого аппарата, получившего после старта название "Маринер-3", был проведен 5 ноября 1964 г. - аппарат ушел на гелиоцентрическую орбиту, но не отделился обтекатель.
   Объект ЗМВ-4 №3, предназначенный для полета к Марсу, 18 июля 1965 г. был запущен в сторону Луны, произвел фотосъемку ее обратной стороны и вышел на гелиоцентрическую орбиту. Снимки имели высокое качество.
   Таким образом, драматическая история штурма Марса в 60-х гг. завершилась. В 1964 г. фронт работ над ракетой Н1-ЛЗ расширился, многие работы, которые ОКБ-1 выполняло - спутники связи, беспилотные спутники-разведчики, баллистические ракеты подводных лодок, твердотопливные баллистические ракеты - были переданы по постановлениям правительства во вновь организованные КБ в Куйбышеве, Красноярске, Миассе. Работы по межпланетным автоматическим станциям в апреле 1965 г. передали в КБ имени С.А.Лавочкина, которым с 5 марта руководил Г.Н.Бабакин.
   Наибольший прогресс в исследованиях Марса был достигнут благодаря полетам космических аппаратов. Запущенный к Марсу в ноябре 1962 г. ракетой-носителем "Молния", космический аппарат "Марс-1" в июне 1963 г. приблизился к планете, преодолев расстояние в 197 млн. км. За время полета к Марсу были получены новые данные о физических свойствах космического пространства между орбитами Земли и Марса, интенсивности космического излучения, напряженности магнитных полей межпланетной среды, о потоках ионизированного газа от Солнца и о распределении метеоритного вещества.
   Фотоснимки участков поверхности впервые получены американским космическим аппаратом "Маринер-4". Запуск этого аппарата в ноябре 1964 г. был осуществлен ракетой-носителем на базе ракеты "Атлас". В июле 1965 г. "Маринер-4" прошел на расстоянии 9,6 тыс. км от поверхности Марса и сделал 22 снимка.
   Снимки стали сенсационными: поверхность Марса оказалась покрытой кратерами, и, ко всеобщему разочарованию, никаких следов загадочных каналов обнаружено не было. Версия о каналах существовала с 1877 г., когда итальянский астроном Дж.Скиапарелли заметил на планете линии, и позднее была составлена карта этих "каналов".
   Космические аппараты "Маринер-6" и "Маринер-7", запущенные в феврале и марте 1969 г., в июле и августе 1969 г. соответственно, продолжая исследования по программе "Маринера-4", передали 75 и 126 снимков, с разрешением около 300 м.
   Первыми искусственными спутниками стали: "Маринер-9", вышедший на орбиту вокруг Марса 14 ноября 1971 г., "Марс-2", 27 ноября перешедший на орбиту искусственного спутника Марса, и "Марс-3", совершивший эти действия в декабре. В 1974 г. "Марс-4" осуществил пролет около Марса, был выведен четвертый искусственный спутник Марса - "Марс-5".
   Съемка районов, которые все-таки были плохо видны сквозь остаточную пылевую пленку, выполнили с очень высоким разрешением "Марс-4" и "Марс-5". Оказалось, что рельеф разных частей планеты различен. Наиболее характерные районы - обширные кратерированные области, пустынные равнины, вулканические зоны и, наконец, районы особого рельефа, которые не укладываются ни в одну группу.
   Обработка фотографий показала, в частности, хорошую сходимость линий "каналов" со скоплениями кратеров и зонами тектонических разрушений. Места пересечения "каналов", так называемые "оазисы", совпадают с участками наибольшей плотности кратеров или разрывных нарушений.
   Сейчас каналами принято называть некоторые естественные формы марсианского рельефа, например, такие, как система узких параллельных трещин. Они вытянуты в линию протяженностью до 1800 км, их глубина достигает нескольких сот метров, при ширине не более километра.
   Космические аппараты серии "Марс" с номера 2 запускались ракетой-носителем "Протон".
   Первая посадка на поверхность Марса была осуществлена космическим аппаратом "Марс-3" 2 декабря 1971 г. Спускаемый аппарат совершил посадку в южном полушарии Марса. Исследования свойств поверхности и атмосферы Марса по характеру излучения в видимом, инфракрасном и ультрафиолетовом диапазонах спектра и в диапазоне радиоволн позволили определить температуру поверхностного слоя, на поверхности выявлены аномалии, оценены теплопроводность, диэлектрическая проницаемость и отражательная способность грунта. Методом радиозондирования определены давление и температура у поверхности планеты. По изменению прозрачности атмосферы получены данные о высоте пылевых облаков - высота порядка 10 км. Фотографический материал позволил уточнить оптическое сжатие планеты, построить профили рельефа по изображению края диска и получить цветные изображения Марса, обнаружить свечение атмосферы на 200 км за линией терминатора, проследить слоистую структуру марсианской атмосферы.
   Первые измерения параметров атмосферы при посадке на планету проведены космическим аппаратом "Марс-6" в марте 1974 г. Космические аппараты "Марс-4, -5, -6, -7" были запущены 21, 25 июля, 5 и 9 августа 1973 г. Впервые полет на межпланетной трассе одновременно совершали четыре космические станции. Спускаемый аппарат "Марса-7" не удалось перевести на траекторию встречи с Марсом, и он прошел около планеты на расстоянии 1300 км от ее поверхности.
   Исследования с помощью "Маринера-9" были завершены в октябре 1972 г. Аппарат передал 7329 снимков Марса, с разрешением до 100 м, его спутников Деймоса и Фобоса. На базе снимков составлена карта планеты и выбраны районы посадки космических аппаратов "Викинг".
   В июне и августе 1976 г. на орбиты спутников Марса были выведены "Викинг-1" и "Викинг-2", посадочные модули которых в июле и сентябре совершили посадки на поверхность планеты на расстоянии 6400 км друг от друга. "Викинг-1" и "Викинг-2" были запущены ракетами-носителями "Титан-3Е". Оба посадочных блока провели исследования при спуске и на поверхности Марса. Получена информация о составе атмосферы, о метеорологических условиях на поверхности планеты, элементном составе и механических свойствах грунта, марсианском ландшафте. Признаков жизни и органических веществ в грунте не было обнаружено, однако выявились новые химические свойства грунта. В зимние периоды зарегистрированы появления белых пятен на участке посадки "Викинга-2", которые считают инеем, состоящим из водяного льда. Орбитальные блоки обоих космических аппаратов передали по несколько тысяч снимков Марса и его спутников.
   Для исследования возможности жизни на Марсе "Викинги" провели эксперименты, которые заключались в попытке инкубации живых организмов грунта при искусственном воздействии солнечного света, воды и питательных веществ. Эксперименты каждого вида проводились несколько раз.
   "Результаты приводили в замешательство,- пишет Д.Вудс. - Из необработанного грунта, не стерилизованного, при воздействии искусственного солнечного света и воды выделилось некоторое количество углекислого газа, но еще больше… кислорода. Вероятно, наблюдаемые реакции были химическими и обусловлены наличием в грунте сильного окислителя, такого как перекись водорода".
   Однозначно доказать, что выделение кислорода и углекислого газа из марсианского грунта связано с какими-либо биологическими процессами на планете, не удалось. В этом направлении был проделан модельный эксперимент, который показал сходимость результатов с реальными процессами. Одной из причин появления кислорода в биологическом эксперименте "Викинга" могли быть последствия бомбардировки Марса космическими лучами - радиационные эффекты в марсианском грунте.
   Исследования возможности жизни на Марсе приводят к необходимости поиска наилучшего способа проведения операции возвращения образцов марсианского грунта.
   Работа и связь с посадочными блоками "Викинга-1" прекратились в 1982 г., "Викинга-2" - в 1980 г.
   Предметом научных споров долгое время оставался состав полярных шапок. Их белый цвет позволял предполагать, что они сложены из льда. Было известно, что размеры полярных шапок периодически меняются: зимой увеличиваются, летом уменьшаются. Это объяснили тем, что с наступлением весны лед тает, выделяя воду. Однако в 1979 г. космические станции передали информацию, из анализа которой выяснилось, что полярные шапки состоят не из обычного водного, а сухого льда - замерзшей углекислоты. Температура материала полярных шапок оказалась очень низкой: минус 125°С - как раз такой, при которой конденсируется углекислый газ.
   Были составлены тепловая карта Марса и карта содержания водяных паров. Позже установлено, что нестаивающая летом часть полярных шапок планеты состоит, в основном, из водяного льда, на который в зимний период почти всюду конденсируется углекислый газ. Ряд признаков указывает на существование слоя вечной мерзлоты.
   "Постепенно, с уточнением состава атмосферы, стала ясна огромная роль полярных шапок в физике атмосферы планеты,- пишет В.Балебанов (Институт космических исследований). - В отличие от Земли, где формирование метеорологических процессов в основном определяется взаимодействием между атмосферой и океаном, на Марсе важнейшее значение имеет сезонный обмен между атмосферой, полярными шапками и грунтом. Осенью, с понижением температуры, происходит вымораживание паров воды из марсианской атмосферы и образование устойчивого снегового покрова, состоящего из водяного льда. Этот покров распространяется к югу и ложится на поверхность планеты. Зимой, при дальнейшем понижении температуры, образуется газгидрат, который при более низкой температуре разлагается на твердые углекислоту и воду. Весной, при таянии полярной шапки, выделяются огромные массы углекислого газа, которые и повышают давление над полярной шапкой. Создаются сильнейшие потоки, скорость которых достигает 40-70 (а иногда и более 100) м/с. Они несут большие массы газа в осеннее полушарие, где идет их конденсация. Ветрам сопутствуют вихри, поднимающие с поверхности рыхлого грунта мелкие частицы и пыль".
   По наблюдениям с Земли, на Марсе выделяются светлые области красно-оранжевого цвета, занимающие три четверти его поверхности, которые получили название "материков", и темные области серо-зеленого оттенка - "моря". Перепады высот в планетарном масштабе, впервые обнаруженные радиолокационными исследованиями приэкваториальной области Марса, достигают 14-16 км.
   Отдельные конусообразные горы, представляющие собой громадные потухшие щитовые вулканы диаметром в основании до 500 км, достигают высоты десятков километров (вулкан Арсия - 27, вулкан Олимп в Северном полушарии - 26). Отмечены следы вулканизма и тектонической деятельности на планете. Как результат этого - многочисленные разломы и сбросы марсианской коры - грабены (рвы), утесы, ущелья с системой ветвящихся каньонов. Ущелья достигают нескольких километров в глубину, десятков километров в ширину и сотен - в длину.
   Обширный разлом вблизи экватора, протянувшийся на 4000 км, напоминает рифовую зону на океаническом ложе Земли. Число кратеров на единицу площади сравнимо с их плотностью на лунной поверхности. Оглаженность кратеров больше, чем на Луне. В формировании современного облика Марса сыграли роль интенсивная ветровая и водная эрозии. Периодическое изменение очертаний светлых и темных областей, видимо, является следствием циркуляции процессов в атмосфере и смены местных ветров эродированного пыле-песчаного тонкозернистого материала. Плотность грунта соответствует модели слабосвязанного материала. Низкая теплопроводность грунта подтверждается практическим отсутствием колебаний температуры на глубине в несколько десятков сантиметров. Грунт представляет собой, очевидно, смесь, состоящую на 80% из богатых железом глин, 10% приходится на сульфат магния, по 5 - на карбонаты и окислы железа.
   Атмосфера Марса сильно разрежена. За среднее давление, примерно соответствующее среднеуровневой поверхности, принято 0,61 кПа (менее одного процента от земного). Основная составляющая атмосферы - углекислый газ (порядка 95%), азот (2,7%), аргон (1,6%), кислород (0,15%). Содержание водяного пара невелико. Сезонно-суточные колебания температуры составляют 100-150°. Из-за сильных температурных контрастов атмосфера динамична, скорость ветра достигает 80-100 м/с во время пылевых бурь. Белые и синие облака в атмосфере имеют конденсационную природу - в тропосфере из воды, в стратосфере из углекислого газа. "Марс-6" обнаружил здесь и инертный газ аргон.
   Особое внимание исследователей привлекли формы рельефа, напоминающие земные речные долины. Ведь реки, вода - это возможная жизнь, если не сейчас, то в прошлом. Кроме форм, сходных с речными долинами, наблюдаются типичные овраги, которые по размерам не уступают некоторым "речным долинам" Марса и намного превышают земные. Несмотря на сходство марсианских долин с земными, у них есть и целый ряд различий. Например, если их длина соизмерима с длиной земных рек, то ширина значительно больше. Сформировались они, по-видимому, без влияния тектоники, об этом свидетельствует отсутствие террас. Марсианские реки менее извилистые, а острова на них более вытянутые, чем земные.
   На фотоснимках, переданных космическими аппаратами, видны длинные ветвящиеся долины типа высохших речных русел, свидетельствующие о водной эрозии в определенные периоды марсианской истории. Возможное содержание подповерхностного льда и полярных шапок оценивается эффективной толщиной равномерно разлитого по поверхности слоя воды порядка 40 м (средняя глубина Мирового океана на Земле примерно 4 км).
   Из сообщений следует, что 3,5 млрд. лет назад на этой планете присутствовала вода. Более того, вода была в изобилии на Марсе. Фотографии, выполненные с помощью космических зондов, не оставляют на этот счет никаких сомнений. Если пока не удалось обнаружить ее на поверхности, вполне вероятно, что она в виде льда в больших количествах находится в глубинных резервуарах под поверхностью планеты. Будут ли, в таком случае, найдены на планете какие-то примитивные формы жизни или, по крайней мере, ее ископаемые остатки? Ответы на эти вопросы будут также, видимо, получены в начале будущего века в результате космических исследовательских экспедиций.
   Спутники Марса получили имена Фобос и Деймос ("страх" и "ужас"). Период обращения Фобоса 7 ч 30 мин., Деймоса - 30 ч 18 мин. Интересно отметить, что орбиты Фобоса и Деймоса соответственно ниже и выше стационарной орбиты, на которой угловая скорость обращения спутника совпадает с угловой скоростью вращения Марса вокруг собственной оси. Фобос находится, в среднем, на расстоянии 9350 км от поверхности Марса, Деймос - 23500 км.
   Из-за малых размеров спутников, по данным наблюдений с Земли не удалось относительно точно определить их массу и размеры. Полагая, что отражательная способность у них такая же, как у Марса, пытались оценивать размеры спутников по блеску. Массу находили тем же способом, умножая полученный объем на среднюю плотность типичных земных пород. Результаты измерений, выполненных с борта космических аппаратов, показали, что размеры Фобоса и Деймоса почти вдвое больше, чем предполагалось. Неправильной астероидной формы, размерами 21 на 26 км (Фобос) и 12 на 13 км (Деймос). Таким образом, спутники Марса оказались по отношению к нему значительно меньшими, чем Луна по отношению к Земле. Но, как и Луна, Фобос и Деймос всегда обращены к своей планете одной стороной - большой осью они постоянно направлены к ее центру.
   Когда с помощью космической техники удалось сделать более подробные снимки Фобоса, на нем обнаружили совершенно неожиданные образования: множество прямых и примерно параллельных борозд шириной 200-300 и глубиной 20-30 м. Почти все они начинаются у крупнейшего кратера Стикни, поперечник которого равен 10 км - более трети поперечника самого спутника. Видимо, сильнейший удар при столкновении с крупным метеоритом послужил причиной не только образования кратера, но и растрескивания всей поверхности Фобоса.
   Масса Фобоса оказалась в полтора раза меньше ожидаемой, что соответствует средней плотности около 2 г/см³. Следовательно, он не может состоять из плотных, переплавленных вулканическими процессами пород, из которых состоят кора и мантия планет земной группы. Спектральные наблюдения изменений отражательной способности этого спутника Марса показали, что они имеют такой же характер, что и у метеоритов. Более того, для тел подобного состава как раз характерна низкая плотность пород.
   Деймос, судя по отражательным свойствам поверхности, состоит из того же материала, что и Фобос. Однако рельеф его иной: поверхность не изрезана бороздами, нет также ни одного крупного кратера, а многие мелкие кратеры и каменные глыбы полностью или частично засыпаны слоем реголита (поверхностного слоя) толщиной в несколько десятков метров.
   Венера - вторая по порядку от Солнца планета. Среднее расстояние от Солнца 108,2 млн км. Период обращения вокруг Солнца 224,7 земных суток. Наименьшее расстояние от Земли 38 млн. км. Средний экваториальный радиус 6052 км. Масса Венеры 0,815 земной, ускорение свободного падения на экваторе 0,89 земного.
   Радиолокационными методами на поверхности обнаружено большое число сглаженных кратеров поперечником от десятков до сотен километров и большая выравненность топографии планеты. Венера окружена плотной атмосферой, ее поверхность недоступна астрономическому наблюдению с Земли. Период вращения вокруг собственной оси 243 суток, вращение обратное по отношению к вращению вокруг Солнца. Ось вращения почти перпендикулярна к плоскости орбиты. Таким образом, за один венерианский год восход и заход Солнца происходит всего дважды.
   Одно из наиболее ярких светил ночного неба - покрытая облаками планета Венера - стало одной из первых целей полетов автоматических межпланетных станций.
   Первым был космический аппарат "Венера-1", запущенный 12 февраля 1961 г., он прошел на расстоянии 100 тыс. км от планеты. В декабре 1962 г. на расстоянии около 35 тыс. км от планеты прошел американский "Маринер-2". Не обнаружены ни магнитное поле, ни радиационные пояса вокруг Венеры. По показаниям датчиков было установлено, что поверхность ее сухая и раскаленная, имеет температуру порядка 435°С. Атмосферное давление на поверхности оценивалось величиной, в 20 раз превышающей земное давление, то есть 20 атм.
   В ноябре 1965 г. к планете прорвались два космических корабля - "Венера-2" и "Венера-3". "Венера-2" в феврале 1966 г. прошла на расстоянии 24 тыс. км от планеты. "Венера-3" достигла ее поверхности. Успешный полет совершила станция "Венера-4". В октябре 1967 г. на расстоянии 45 тыс. км от планеты от станции отделился сферический спускаемый аппарат, парашютная система обеспечила спуск, который продолжался 94 мин. Была принята информация о том, что на высоте 25 км температура атмосферы Венеры 271°С и давление 17-20 атм. По измерениям было установлено, что атмосфера Венеры почти полностью состоит из углекислого газа.
   Американский космический аппарат "Маринер-5" в октябре 1967 г. пролетал над планетой на расстоянии примерно 4100 км.
   Станции "Венера-5" и "Венера-6- в мае 1969 г. вошли в ночную атмосферу Венеры и дали уточненные данные о более глубоких слоях атмосферы, чем при полете "Венеры-4". Эти космические аппараты были оснащены упрочненными спускаемыми аппаратами. В декабре 1970 г. "Венера-7" достигла поверхности планеты на ночной стороне. Космический аппарат передал информацию о давлении порядка 90 атм, и температуре 475°С. При этой температуре плавятся свинец и цинк. Давление соответствует давлению в земном океане на глубине около 800 м. "Венера-8" работала в течение 50 мин. на поверхности планеты в дневное время в июле 1972 г. Переданные данные говорили об уровне освещенности планеты и плотности грунта.
   Американский "Маринер-10" пролетел на расстоянии 5785 км над Венерой и передал первые телевизионные изображения планеты, ее облачного слоя в ультрафиолетовых лучах.
   В октябре 1975 г. спускаемые аппараты космических аппаратов "Венера-9" и "Венера-10" совершили посадку на дневной стороне планеты на расстоянии друг от друга порядка двух тысяч километров. Сами станции продолжали полет, выйдя на двухсуточные сильно вытянутые эллиптические орбиты спутников Венеры. С места посадки спускаемый аппарат "Венеры-9" передавал информацию в течение 53 мин. Давление в районе посадки - 90 атм., температура - 485°С. "Венера-10" передавала с поверхности планеты информацию в течение 65 мин. Телевизионные камеры передали панорамные изображения поверхности Венеры. Несмотря на плотную атмосферу и густую облачность, по освещенности виды напоминали облачный день на Земле. Местность в районе посадки была похожа на каменистые пустыни с малым количеством песка и пыли, покрытые валунами до 10 м.
   В декабре 1978 г. на дневную сторону Венеры совершили посадку спускаемые аппараты "Венера-11" и "Венера-12". В комплексе измерений параметров атмосферы планеты велась регистрация электрических разрядов. "Венера-11" зарегистрировала в среднем 25 ударов молнии в секунду, "Венера-12" - в общей сложности около тысячи, В атмосфере Венеры очень мало воды, но возникновению электрических разрядов, возможно, способствует высокое содержание серной кислоты.
   В декабре этого же года американская космическая станция "Пионер-Венера-1" была выведена на околопланетную орбиту. Совершили посадку четыре зонда, доставленные космическим аппаратом "Пионер-Венера-2". Согласно полученным данным, на поверхности планеты имеется тонкий слой пыли. Было установлено, что атмосфера Венеры содержит 97% углекислого газа, 1-3% азота и 0,1-0,4% водяных паров. Орбитальный аппарат радиолокационным зондированием выявил гигантское плато размерами 3200 на 1600 км, лежащее на 5 км выше окружающей территории, ущелье протяженностью 1400 км, шириной 280 и глубиной 4,6 км.
   В марте 1982 г. спускаемые аппараты советских космических аппаратов "Венера-13" и "Венера-14" осуществили мягкую посадку на поверхность планеты. Впервые получены цветные изображения поверхности и проведен прямой анализ грунта планеты.
   Высокая температура у поверхности планеты объясняется действием парникового эффекта. Скорость ветра у поверхности очень мала и увеличивается до 70-120 м/с на высоте 50 км. Облака неплотные, видимость в них примерно до одного километра, нижняя их граница находится на высоте 48-49 км, верхняя - 65-70. На высоте 48-32 км -слабая подоблачная дымка, ниже - атмосфера относительно прозрачна. Природа частиц облаков не выяснена; с большой вероятностью, это - капли и кристаллические частицы серной кислоты. В термосфере, до высоты примерно 150 км, - в основном, углекислый газ, на высотах от 200 до 250 км - окись углерода и кислород, а выше, до 700 км, атмосфера становится гелиево-водородной.
   По результатам радиовысотометрии горные районы занимают всего 2% всей поверхности, остальная поверхность - с перепадами высот около 500 м. Зафиксировано два обширных плоскогорья: Афродита и Иштар высотой 3-5 км над окружающей равнинной местностью. Вулканический конус Максвелл имеет высоту 12 км и Гаусс и Герц на плоскогорье Афродита - высоту 6-8 км. Плотность породы в месте посадки "Венеры-10" близка к значению, соответствующему базальтам массивной текстуры с низкой пористостью. Заметны тектонические подвижки. В целом поверхность Венеры -это горячая сухая каменистая пустыня.
   Советские автоматические межпланетные станции "Венера-15" и "Венера-16", достигшие планеты в октябре 1983 г., в течение нескольких месяцев передавали на Землю радиолокационные изображения поверхности Венеры, с разрешением в 1-2 км. На 27 Международном геологическом конгрессе советские ученые представили первую в мире геологическую карту приполярной области Венеры. Работы по ее составлению выполнялись в 1984 г. в Институте геохимии и аналитической химии им. В.И.Вернадского Академии наук СССР.
   Приближенная съемка рельефа, выполненная американским аппаратом "Пионер-Венера", показала, что здесь располагаются самые высокие венерианские горы, самые глубокие впадины, обширные равнины, загадочные полосчатые образования и область Бета, где прогнозировали активный современный вулканизм.
   Аппараты "Венера-8, -9, -10, -13, -14" измерили химический состав поверхности, он оказался характерным для базальтов. Фотографии аппаратов "Венера-15" и "Венера-16" дали возможность увидеть эти базальтовые потоки, образовавшие плато Лакшми. Видны системы параллельных хребтов. Несмотря на то, что атмосфера Венеры плотная, выбросы из метеоритных кратеров преодолели сопротивление атмосферы и образуют яркие зоны. Только на Венере наблюдается нагромождение тектонических чешуи и складок, как результат горизонтального сжатия. На Земле есть складчатые пояса. Древние породы, залегающие на глубине, почти все складчатые. На Венере имеются области, где поверхность растянута, и там образовалась прямоугольная система провалов. На Земле есть похожие структуры на дне океанов - это срединно-океанические хребты, а на континентах, например, - это Байкальский риф. Оказалось, что по уровню вулканической и особенно тектонической активности Венера сопоставима лишь с Землей и не похожа на Луну, Меркурий и Марс. На Земле рельеф очень быстро разрушается, а уникальный, по земным меркам, тектоно-магматический рельеф Венеры практически не изменяется.
   "Луна рассказала нам, что было на Земле раньше, - говорят ученые, - а Венера помогает понять, что происходит сейчас".
   Измерения на станциях "Венера-4" и "Венера-6" показали, что планета имеет совсем незначительное, примерно в десять тысяч раз слабее земного магнитное поле. Венера предстала перед нами практически немагнитной планетой. В соответствии с теорией происхождения и поддержания магнитных полей у планет - планетарного динамо,- планета, обладающая собственным магнитным полем, должна достаточно быстро вращаться и иметь жидкое проводящее ядро. В таком случае отсутствие магнитного поля у Венеры можно объяснить и медленным вращением. Однако немагнитная планета Венера имеет магнитосферу, как и планеты, обладающие собственным магнитным полем, но она - наведенная, индуцированная. Установлено также, что ионопауза экранирует ионосферу Венеры от магнитного поля, солнечного ветра и потоков плазмы.
   История штурма дальних планет начиналась с попыток или полетов к "утренней звезде" и "красной планете". С тех пор минули десятки лет - ведь все начиналось в 1958 г. С первого космического аппарата, отправленного в дальний космос в марте 1960 г., с "Пионера-5" и с первой космической станции, которая пролетела около Венеры в феврале 1961 г., "Венеры-1". К концу 1981 г., то есть за двадцать лет, было запущено 45 космических аппаратов. Два советских и два американских осуществили посадку на поверхность Марса. Поверхности Венеры достигли 8 космических аппаратов серии "Венера" и американский аппарат "Пионер-Венера-2".
   Передышка после последнего полета советской станции "Марс-7" в августе 1973 г. и посадки на планету американских космических аппаратов "Викинг-1 и -2" в 1975 г. длилась 15 лет. В августе 1988 г. к Марсу, к его спутнику Фобосу, были запущены две космические станции "Фобос-1" и "Фобос-2". Им предстояло выполнить интересную программу, но их постигла неудача: с обеими космическими станциями связь прекратилась еще до завершения программы полета. "Фобос-1" был потерян через два месяца после запуска из-за того, что оператором была послана на борт ошибочная команда.
   Менее понятно, что произошло с "Фобосом-2", где также имели место многочисленные отказы. 27 марта 1989 г. после корректировки орбиты аппарата, в результате чего он должен был пройти в нескольких сотнях километров от Фобоса, объективы его камер нацелились на спутник Марса. С выключением узконаправленной антенны бортовые вычислительные комплексы должны были дать команду кораблю ориентироваться на Солнце и звезду Канопус для перезарядки солнечных батарей. Команда осталась невыполненной. Не имея возможности пополнять запасы энергии и не отвечая на сигналы, посланец Земли ушел в небытие.
   Американские специалисты, оценивая причину многих отказов при этих запусках, констатировали, что, во-первых, не предусматривалось подтверждение прохождения команд, во-вторых, отсутствовала автоматическая система переориентации на Солнце и звезду Канопус. В прошлом это было обязательным. Это явилось следствием недостаточного резервирования, более того, многофункционального режима некоторых систем, а также бортовой защиты от подачи ложных команд, и все это - опять же из-за недостатка полезного объема и массы аппарата.
   Однако нельзя сказать, что, кроме потерь, ничего больше нет. Полет "Фобоса-2" длился достаточно долго, и в результате был получен значительный объем информации, которая будет полезной при проведении последующих полетов. Полученные данные подтвердили гипотезы, согласно которым Фобос - астероид, давным давно захваченный Марсом. Кроме этого, появились свидетельства того, что "красная планета" прежде имела более толстый слой атмосферы, который уменьшился в результате воздействия солнечного ветра. В то же самое время полученная информация указывает на огромное количество "ископаемой" воды, содержащейся в марсианской почве. Проведенные астрофизические эксперименты впервые доказали тот факт, что всплески гамма-лучей возникают за счет соседства нейтронных звезд. Таким образом, даже неудачно завершившиеся полеты могут приносить положительные результаты.
   Шагом Соединенных Штатов в направлении исследования Марса стало создание орбитальной станции "Марс Обсервер", старт которого первоначально намечался на 1990 г. - тоже после пятнадцатилетнего молчания, но перенесен на 1992 г. Была запущена и в августе 1993 г. станция неожиданно пропала, хотя до момента аварии ничто не вызывало беспокойства за ее судьбу. Планировалось, что станция будет на протяжении целого марсианского года фотографировать поверхность планеты.
   15 и 21 декабря 1984 г. ракетами "Протон" были выведены на отлетную траекторию космические аппараты "Вега-1" и "Вега-2". После шести месяцев полета, преодолев расстояние около 500 млн. км, в начале июня 1985 г. станция "Вега-1" подошла к Венере. 11 июня, при входе в атмосферу планеты, спускаемый аппарат станции разделился на две части: посадочный аппарат, достигший поверхности в районе равнины Русалки, и аэростатный зонд с научной аппаратурой, дрейфовавший в атмосфере Венеры на высоте около 50 км. Через четыре дня аналогичные исследования велись посадочным аппаратом и аэростатным зондом станции "Вега-2". Грунтозаборные устройства посадочных аппаратов взяли пробы грунта и определяли его физико-механические свойства с помощью выносного прибора. Зонд "Веги-1" преодолел расстояние около 10 тыс. км со скоростью 200 км/ч.
   Пролетные аппараты станций "Вега-1" и "Вега-2", совершившие гравитационный маневр в поле тяготения Венеры, продолжали свой полет к комете Галлея. Изначально полет к планете не планировался, но у ученых появилась идея осуществить его, так сказать, бесплатно, используя пролетные аппараты станций "Венера". Аппараты "Вега" точно в рассчитанном районе встретились с кометой. Отсюда и название проекта: "Вега" - "Венера-Галлей".
   Комета Галлея - одна из достопримечательностей Солнечной системы, но увидеть ее можно практически один раз на протяжении человеческой жизни. Комета появляется на земном небосклоне в среднем раз в 76 лет. Комета названа именем английского астронома Эдмунда Галлея, открывшего в 1682 г. первую периодическую комету и предсказавшего ее возвращение в 1758 г. Ученому в то время было 26 лет, ее возвращения Галлей не дождался.
   "Вега-1" примерно через девять месяцев полета прошла на расстоянии 8890 км от ядра, станция "Вега-2" - на расстоянии 8030 км. Этого было достаточно, чтобы получить четкое изображение самого ядра кометы и дать ответы по его структуре. Всего было передано 1500 изображений, в том числе 70 с расстояния от 8 до 50 тыс. км. Комета двигалась в сторону Солнца, не дойдя до орбиты Плутона, с точки своего афелия (на расстоянии 5270 млн. км от Солнца), пересекая орбиты Нептуна в 1966 г., Урана - в 1977 г., Сатурна (1983 г.), в 1985 г." Юпитера и Марса, в январе 1986 г. - Венеры; и в феврале 1986 г. она достигла своей исходной точки в перигелии - точки, от которой она начинала свой очередной путь в апреле 1910 г.
   По результатам исследований, ядро кометы - это вытянутое тело неправильной формы, с размерами примерно 14 на 7,5 на 7,5 км. Ядро вращается вокруг своей оси, совершая один оборот за 53 часа. Считают, что характеристика поверхности ядра близка к лунной: температура примерно плюс 30-130°С. При этом отказаться от "ледяной" модели невозможно, так как твердо установлено, что в результате нагрева солнечными лучами из кометы испаряется вода. Представляется, что комета - это льдина, покрытая тонким слоем тугоплавкого вещества, имеющего пористую структуру. Пылевые счетчики показали, что распределение концентрации пылинок внутри комы имеет сложную структуру. Первые пылевые частицы были обнаружены еще на расстоянии 320 тыс. км от ядра, резкое увеличение их концентрации фиксировалось на расстоянии 150 тыс. км.
   На третьем этапе работ по программе "Пионер" в США в 1972-1973 гг. были созданы космические аппараты "Пионер-10" и "Пионер-11". "Пионер-10" предназначался для исследований Юпитера с пролетной траектории, как основная задача, а также межпланетного пространства и пояса астероидов. "Пионер-11" использовался и для исследования Сатурна и Титана.
   "Пионер-10" и "Пионер 11" были запущены ракетами носителями "Атлас-Центавр-Бернер-2" в начале марта 1972 г. и в апреле 1973 г. Ракеты-носители придали космическим аппаратам у Земли рекордную скорость - примерно 14 км/с (более 50 тыс. км/ч).
   Полеты к дальним планетам связаны с проблемой энергетического обеспечения. Солнечный свет слишком слаб, чтобы его можно было использовать для выработки электроэнергии. Космический аппарат был скомпонован вокруг большой параболической антенны с питанием от радиоизотопных термоэлектрических генераторов. Ориентация аппарата поддерживалась за счет стабилизации вращения со скоростью 5 оборотов в минуту. Ось вращения направлена на Землю.
   Максимальное приближение "Пионера-10" к Юпитеру составило 130,3 тыс. км и состоялось 3 декабря 1973 г. Космический аппарат передал свыше 300 изображений, с умеренным разрешением, Юпитера и его спутников. Под действием гравитационного поля Юпитера аппарат вышел на траекторию, пересекающую орбиту Плутона, и стал первым рукотворным аппаратом, покинувшим Солнечную систему. Через 8 миллионов лет он достигнет точки Вселенной, где сейчас находится звезда Альдебаран.
   "Пионер-11" пролетел на расстоянии около 43 тыс. км от Юпитера в декабре 1974 г., вышел на гигантскую дугу и направился к Сатурну.
   Было установлено, что интенсивность радиационных поясов Юпитера в 10 тысяч раз выше интенсивности околоземных радиационных поясов, а его пульсирующее магнитное поле генерируется сильным круговым током в глубине планеты.
   "Пионер-11" пролетел на расстоянии чуть более 20 тыс. км около Сатурна и около Титана - на расстоянии 356 тыс. км. Под действием силы тяготения Сатурна "Пионер-11" изменил направление своего движения и удалился почти по прямой от Солнца. "Пионер-11" передал ценную информацию о строении системы Сатурна, которая простирается почти на 100 тыс. км от планеты.
   С аппаратов "Пионер" были получены изображения облачного покрова Юпитера и Сатурна.
   Более качественные изображения Юпитера были получены аппаратами "Вояджер-1" и "Вояджер-2". Космические аппараты этой серии компоновались вокруг остронаправленной антенны - на ее обратной стороне. Электропитание от трех вынесенных на кронштейне изотопных генераторов мощностью порядка 400 Вт. Трехосная система ориентации использует датчики Солнца и Канопуса. В этой системе 12 микродвигателей на гидразине.
   Кроме комплекса научной аппаратуры, камер телевидения, на космических аппаратах установлены медные граммофонные пластинки в комплекте с вращающимся диском, звукоснимателем и наглядной инструкцией по проигрыванию. На пластинках записаны "звуки Земли", которые должны дать представление о нашей планете представителям внеземной цивилизации, если к ним попадут космические аппараты: обращение Генерального секретаря ООН К.Вальдхайма, приветствия на 60 языках, включая мертвые, азбука Морзе, отрывки из музыкальных произведений, крик ребенка, звуки прибоя, дождя, извержения вулкана. Пластинки несут видеозапись 115 изображений.
   Запущены "Вояджеры" были с помощью ракет "Титан-3Е": "Вояджер-2" в августе 1977 г. по "медленной" траектории к Юпитеру, "Вояджер-1" в сентябре 1977 г. по "быстрой" траектории.
   "Вояджер-1" совершил пролет около Юпитера на расстоянии 280 тыс. км в марте 1979 г. В ноябре 1980 г. "Вояджер-1" прошел около Сатурна на расстоянии 124 тыс. км и около его спутника на расстоянии около 4,5 тыс. км. В июле 1979 г. пролет около Юпитера на расстоянии 648 тыс. км совершил "Вояджер-2", затем он совершил пролет Сатурна на расстоянии 101 тыс. км и перешел на траекторию полета к Урану, а далее к Нептуну.
   Атмосфера Юпитера оказалась турбулентной с постоянно меняющимися массами красного, оранжевого, желтого, коричневого и синего цветов. Полосы, смешиваясь, расширялись и расходились. Вихри захватывали друг друга. Большое красное пятно - единственная стабильная особенность внешнего вида планеты.
   Спутники Юпитера из водяного льда и камня, каждый из которых оказался совершенно непохожим на остальные. Каллисто, на поверхности которого следы от ударов, окружен концентрическими кольцами диаметром около тысячи километров. Европа - спутник оранжевого оттенка с огромными трещинами, распространяющимися подобно лучам по поверхности. Ганимед - голубой и коричневый ледяной мир со странными яркими белыми пятнами, сравнительно молодой спутник, на нем нет воды, нет кратеров, но есть действующие вулканы. По масштабу вулканической деятельности можно судить, что поверхность спутника обновляется каждый миллион лет.
   Спутник Сатурна Титан имеет атмосферу, состоящую в основном из азота. Среди поразительных открытий "Вояджеров": витое кольцо "Ф" (F) вокруг Сатурна, темные образования, подобные спицам, в кольце В, сложная система вихрей в делении Кассини, узкое кольцо в делении Энке, а также шесть новых спутников Сатурна - теперь их известно 23.
   НАСА и Европейское космическое агентство объединили свои усилия для подготовки экспедиции к планете Сатурн, реализация которой намечалась в 1996 г. Этот проект рассматривается как одна из наиболее важных программ межпланетных исследований из числа всех, когда-либо проводившихся.
   Согласно соглашению, подписанному в декабре 1990 г., НАСА и ЕКА намереваются сотрудничать при разработке беспилотного космического аппарата "Кассини" (Cassini), предназначенного для детального исследования химического состава и других явлений окружающего планету Сатурн гигантского газового кольца, ее самого крупного спутника Титана и ряда других спутников.
   До настоящего времени исследования Сатурна проводились во время кратковременных пролетов космических аппаратов "Пионер-11" и "Вояджер-2" в 1979-1981 гг. Вторая по величине планета Солнечной системы, Сатурн представляет собой шар диаметром 100 тыс. км из газообразных водорода и гелия, в 95 раз более массивный, чем Земля, и обдуваемый ветрами со скоростью до 2038 км/ч. Сатурн состоит из множества тел с улетучивающимися компонентами, которые видоизменяются в результате происходящих процессов. Сложная система колец Сатурна в некоторых местах образовала запутанные переплетения. В этой системе имеется, по крайней мере, 17 спутников. В процессе экспедиции будет проведено изучение структуры и состава атмосферы Сатурна и колец, внутреннего строения планеты и законов ее вращения, ионосферы, магнитосферы и структуры спутников.
   Особое внимание сфокусировано на Титане, который имеет сложную органическую химию. Его атмосфера часто сравнивается с изначальной атмосферой Земли. Помимо наблюдений, которые будут проведены с помощью зонда, орбитальный аппарат осуществит более 30 облетов для изучения этого спутника с близкого расстояния.
   Титан является уникальным среди других объектов Солнечной системы, его атмосфера состоит в основном из азота с небольшой добавкой метана и, возможно, аргона. Атмосфера характеризуется очень низкими температурами, а поверхность имеет приблизительно минус 180°С. В атмосфере обнаружены шесть углеводородных и три цианистых соединений, а также двуокись и окись углерода. Особо важным считается наличие в атмосфере цианида, поскольку он является предшественником пурина - одной из основных составляющих нуклеиновых кислот.
   Поскольку Титан окружен толстым слоем атмосферной дымки, о его поверхности известно очень мало. Нет точных данных, например, является ли она твердой или покрыта, по крайней мере частично, водными просторами, возможно состоящими из метана и этана. Постоянная полимеризация углеводородных соединений в атмосфере ведет к образованию аэрозольных частиц, которые могут выпадать на поверхность в виде дождя из метана и этана. Фактически Титан может иметь гидрологическую систему, в которой метан играет такую же роль, как вода на Земле. Ученые надеются, что изучение Титана может дать ключ к разгадке происхождения жизни на Земле, а также понять физические процессы, в результате которых возникла Солнечная система. Благодаря представляющейся возможности изучить Титан, человечество получит возможность исследовать эволюцию развития своей планеты.
   Меркурий - ближайшая к Солнцу большая планета. Период обращения Меркурия вокруг Солнца - около 89 суток. Радиус планеты 2440 км, масса - 0,054 земной массы. Определяемая совокупным действием вращения и обращения по орбите, длительность солнечных суток на Меркурии равна примерно 176 земным суткам. Поверхность, освещенная Солнцем, кажется яркой, но измерения показали, что она довольно темная и соответствует темно-бурой окраске. Радиоастрономические и поляризационные исследования указывают на сходство микроструктуры поверхностей Меркурия и Луны. Яркостная температура в подсолнечной точке соответствует температуре порядка плюс 340°С и на ночной стороне - минус 162°С.
   Американский космический аппарат "Маринер-10" при трех последовательных пролетах планеты Меркурий в 1974 г. осуществил фототелевизионные передачи изображения примерно трети ее поверхности с расстояния 20 700 км.
   Кратеры ударного происхождения, но менее глубокие, чем на Луне, обильно рассеяны по поверхности планеты. Степень эрозии и сглаживания невелика. Атмосферы на планете нет. Обнаружено заметное магнитное поле планеты. Сила гравитационного притяжения примерно в 2,6 раза меньше земной.
   Уран - седьмая по порядку от Солнца большая планета. Период обращения вокруг Солнца 84 лет. Радиус планеты 25,4 тыс. км. Ускорение свободного падения такое же, как на Земле. Уран - первая планета, открытая при помощи телескопа в 1781 г. Период обращения вокруг своей оси, по последним данным, 24 часа. Экватор планеты наклонен к плоскости орбиты на 98°, направление вращения обратное. Основные компоненты атмосферы планеты - метан и водород. Предполагается, что облака на Уране по структуре и составу близки к облакам Юпитера и Сатурна. Уран имеет шесть спутников. Открыто 9 колец, сходных по строению с кольцами Юпитера.
   Нептун, восьмая от Солнца планета, совершает полный оборот вокруг Солнца за 164,788 года. Радиус планеты составляет 3,5 земного, средняя плотность примерно в 2,5 раза меньше земной, ускорение падения выше земного в 1,38 раза. Период обращения Нептуна вокруг своей оси составляет 15,8 часа. Эффективная температура - минус 220°С. Основные компоненты атмосферы планеты - метан и водород. Предполагается, что почти вся планета состоит из водорода и гелия. Нептун имеет два спутника - Тритон и Нереида.
   Плутон - самая отдаленная от Солнца планета. Период обращения вокруг Солнца - 248,5 года. Плутон - двойная планета, его спутник расположен на расстоянии около 20 тыс. км и обращается синхронно с вращением Плутона за 6,39 суток. Диаметр Плутона 3 тыс. км. Размеры спутника лишь втрое меньше. Температура в подсолнечной точке минус 213°С. По-видимому, поверхность планеты покрыта метановым инеем.
   В 1989 г. Соединенные Штаты начали восьмилетнюю программу исследований планет автоматическими космическими аппаратами запуском в начале мая межпланетной станции "Магеллан" и в октябре - "Галилей". За предыдущее десятилетие с помощью ранее запущенных межпланетных аппаратов в рамках одной программы "Вояджер" и космического аппарата "Пионер-Венера" дважды исследовался Сатурн, дважды - Юпитер, один раз Уран и один - Нептун. Прошедшее десятилетие было трудным - кроме проблем, связанных с финансированием программ, возник ряд сложностей с разработкой космических аппаратов. Американцы отказались от планов изучения кометы Галлея, и даже возникли предложения о полном прекращении исследований планет с помощью автоматических аппаратов.
   Складывалось мнение, что исследования планет потеряли былой приоритет. Однако это явилось результатом быстрого развития космической астрономии, а не упадка наук о планетах. Наука о планетах ставила новые задачи и требовала новых качеств космической техники.
   В рамках утвержденных программ предполагается изучение планет Венера, Юпитер, Марс, Сатурн, а также ряда астероидов и кометы Копффа. Ученые ориентировались на получение данных, которые существенно расширят знания о Солнечной системе.
   Космические станции "Магеллан" и "Галилей" были запущены с помощью "Спейс Шаттла". Следующие запуски планировались с использованием одноразовых ракет-носителей. "Марс Обсервер" был запущен в сентябре 1992 г. ракетой-носителем "Титан-3". Запуски космических аппаратов "КРЭФ" (CRAF) в 1995 г. и "Кассини" (Cassini) в 1996 г. планировалось осуществить с помощью ракет-носителей "Титан-4". Два последние проекта, входящие в программу "Маринер Мк2", представляются особенно значительными вследствие сложности самих аппаратов и важности их научных задач. "Кассини" предполагает изучение Сатурна, "КРЭФ" - кометы Копффа, используя при этом пенетраторы для непосредственных замеров на ее поверхности.
   Космический аппарат "Галилей", запущенный 18 октября 1989 г., имеет следующие особенности:
   • Широкий набор научной аппаратуры на борту - устройства формирования изображений, спектроскопические приборы и аппаратура для регистрации частиц и полей.
   • Спускаемый зонд предназначен для замера характеристик атмосферы Юпитера, которые нельзя определить дистанционными методами.
   • Большая часть экспериментов контролировалась микропроцессорами. Количество электронной аппаратуры на борту "Галилея" эквивалентно 46 000 000 транзисторов (для сравнения "Вояджер" содержал 2,5 млн. транзисторов).
   Масса спускаемого зонда составляла 339 кг, из них 219,5 кг - теплозащитный экран. Программировалось, что зонд, войдя в атмосферу Юпитера, в течение двух минут замедлится до околозвуковой скорости, испытывая при этом перегрузки до 350 единиц. После отделения защитного экрана зонд со скоростью порядка 180 км/ч с раскрытым парашютом осуществляет снижение. Два передатчика передают информацию на орбитальный блок, который ретранслирует ее на Землю и записывает в свое запоминающее устройство.