«Викинги» на Марсе

«Викинг-1» была исследована поверхность Марса общей площадью около 4,5 млн. км². По этим данным оказалось возможным выбрать два места посадки в районах Cydonia (B1) и Capri (C1), расположенных на 44° ю. ш. и 5° с. ш. соответственно. При этом полоса широт В (40–50° с. ш.) рассматривалась как наиболее интересная в силу других, чем в точке посадки СА «Викинг-1», геологических условий, более высоких содержания водяного пара в атмосфере и температуры поверхности, возможности существования вечной мерзлоты.

Таблица 2

Научная программа АМС «Викинг»

Попытки найти по данным «Викинга-1» в районе В1 достаточно гладкую поверхность в форме эллипса размером 100 X 260 км («посадочный эллипс») не привели к успеху в силу преобладания изрезанного рельефа с большим числом кратеров. Поэтому выбор места посадки был продолжен после вывода на орбиту ИСМ «Викинг-2». С этой целью получены телевизионные изображения и выполнены измерения инфракрасного теплового излучения обширных площадей в районах Arcadia и Utopia Pianitia (B3), где наблюдается равнинный рельеф с большим числом «ударных» кратеров, но в некоторых секторах имеют место участки, сглаженные под влиянием ветровой эрозии и покрытые «мантией» осадочных пород.

Данные измерений теплового излучения позволили оценить тепловую инерцию и размер зерен материала, формирующего поверхность, а также определить содержание водяного пара в толще атмосферы. Все это привело к окончательному выбору в качестве места посадки района Utopia Pianitia примерно в 200 км к западу от крупного (диаметром около 100 км) кратера Mie. Успешная посадка совершена 3 сентября 1976 г. в 3 ч 58 мин 20 с после полудня (по Тихоокеанскому дневному времени) в точке с координатами 47,89° с. ш., 225,86° з. д.

2. Анализ изображений поверхности с орбитального аппарата АМС «Викинг»

Благополучная посадка спускаемых аппаратов АМС «Викинг-1, -2» и успешное функционирование научной аппаратуры позволили выполнить почти всю намеченную программу исследований [104]. В частности, с СА «Викинг-1» за первые полтора месяца после посадки получено более 300 изображений поверхности и неба. 7 августа 1976 г. на орбиту искусственного спутника Марса (ИСМ) была выведена АМС «Викинг-2». Период обращения ИСМ составляет 27,42 ч при периапсисе 1501 км и апоапсисе около 33 000 км. Угол наклона орбиты к плоскости экватора равен 55°. Периапсис был расположен первоначально вблизи точки с координатами 46° с. ш., 320° з. д., а затем на 18-м витке был совершен маневр с переводом периапсиса в точку 48° с. ш., 226° з. д. СА совершил посадку в точке 48° с. гл., 228° з. д.

Радиорефракционные наблюдения позволили определить радиус Марса и некоторые параметры атмосферы, а измерения на СА — свойства поверхности [79]. Ареоцентрические долготы, широты и радиусы Марса для точек посадки спускаемых аппаратов «Викинг-1, -2» оказались равными соответственно: 22,272°± ±0,006 с. ш., 47,94°±0,2° з. д. и 3389,38±0,8 км; 47,669°±0,006° с. ш., 225,7°±0,2° з. д. и 3381,88±0,22 км. Соответствующие ареографические широты равны 22,483° с. ш. и 47,968° с. ш. Сидерическая скорость вращения Марса равна 350,891986°±0,000012°/сут, что соответствует 24 ч 37 мин 22,663±0,004 с. Для эпохи 1950,0 значения прямого восхождения ?₀ и склонения ?₀ оси вращения Марса, определенные относительно средного положения земного экватора и точек равноденствия, составляют: ?₀ = 317,340°± 0,006°; ?₀ = 52,710°±0,004°. Столь высокая точность свидетельствует о возможности слежения за движениями оси вращения.

Доплеровские радиорефракционные измерения, относящиеся к району Vastitas Borealis (63–69° с. ш.; 80–121° з. д.), дали значения атмосферного давления и температуры у поверхности, варьирующие в пределах 6,5–7,5 мбар (±0,5 мбар); 210–180 К (±10 К), при планетоцентрическом расстоянии 3377–3376 км (±1 км). Анализ условий распространения сигналов передатчика спускаемого аппарата «Викинг-1» (частота 400 МГц) привел к выводу, что относительная диэлектрическая постоянная грунта вблизи СА равна 3,5±0,5, а электропроводность варьирует в пределах 10^-3—10^-5 мо/м. Это соответствует данным для пемзы или туфа.

Анализ изображений поверхности Марса с орбитального и спускаемого аппаратов указывает на многочисленные следы вулканизма, водной и ветровой эрозии и осаждения мелкодисперсного материала на поверхности. Число кратеров на различных равнинах примерно в 10 раз меньше, чем на Луне. Сохранение мелких кратеров свидетельствует о медленных процессах ветровой эрозии.

На рис. 2 приведен пример монтажа изображений поверхности, иллюстрирующий присутствие потоков лавы, разделенных разломами, которые образуют гребни. Обращает на себя внимание большое количество рассеянных по рассматриваемому участку поверхности метеоритных кратеров. Отчетливо выделяются изогнутые «русла рек».

Интересным ареологическим образованием является вулканическое плато (одно из предполагавшихся мест посадки АМС «Викинг-2» — В2), изображенное на рис. 3. Поверхность планеты изборождена здесь многими разломами. Заметны небольшие каналы, имеющие больший возраст, чем разломы. Различный вид метеоритных кратеров также указывает на разнообразие их возрастов.

Значительно моложе других ареологических образований оказалось дно каньона Vallis Marinaris, указывая на современность происходящих там процессов. Морфология продуктов вулканических извержений выявляет, что они возникли в результате растекания по поверхности, а не баллистического выброса как на Луне или Меркурии. Северные равнины представляют собой обширные районы многоугольных структур, напоминающих наблюдаемые в арктических районах Земли. Вблизи СА «Викинг-1» наблюдается большое количество камней разнообразных форм, цвета, текстуры и размеров. Все камни покрыты слоем мелкой красной пыли.

Выполненный ранее Мазурским [70] анализ телевизионных изображений поверхности Марса с АМС «Маринер» привел к выводу о существовании пяти типов каналов на Марсе: 1) широких каналов, 2) извилистых каналов среднего размера, 3) разветвленных сетей малых каналов, 4) совокупности пересекающихся прямолинейных желобов, 5) отчетливых каналов, возникающих в центрах вулканов. Каналы первых четырех типов обнаруживают признаки водной эрозии. Их извилистые русла и разветвляющиеся притоки, сглаженные профили и форма дна, указывающая на существование протоков, побуждают предположить, что эти каналы являются высохшими руслами рек.

Изображения, полученные при максимально высоком пространственном разрешении, свидетельствуют о большом сходстве структуры дна марсианских каналов и речных протоков и перекатов на Земле. Каналы пятого типа имеют, по-видимому, вулканическое происхождение. Некоторые из них выходят из кратеров вулканов, а другие располагаются вдоль каналов в форме валов, напоминающих потоки лавы, или возникают в полях лавы и образуют извилистые каналы без притоков или протоков.

Все исследованные каналы пятого типа, за исключением двух случаев, могут быть определенно интерпретированы как потоки лавы. Исключения составляют случаи структур, объединяющих в себе характерные черты каналов обеих групп и, по-видимому, имеющих комбинированное происхождение. По степени вырождения каналов в результате появления в их руслах небольших кратеров, оползней и других признаков «стирания» характерного рельефа каналов в работе [70] приближенно оценен их возраст. Очень старые каналы «вырождены» в такой мере, что их трудно различать.

Взвешенные в марсианской атмосфере частицы пыли придают небу розовый цвет и определяют большую оптическую толщину атмосферы. Атмосфера является хорошо перемешанной. Масс- спектрометрические измерения состава атмосферы обнаружили значения отношений концентрации изотопов азота и аргона, которые отличаются от наблюдаемых в земной атмосфере и свидетельствуют о специфичности эволюции атмосферы Марса. Измерения содержания водяного пара выявили наличие пространственно-временной изменчивости. Высокое содержание водяного пара характерно для северных полярных районов летом. Измерения температуры в южных полярных районах указывают на вероятность конденсации летучих компонентов атмосферы.

Элементный анализ образцов грунта показал, что грунт представляет собой гидратированные