Если придерживаться критериев, утвержденных до запуска, то два из трех микробиологических экспериментов проекта "Викинг" дали положительные результаты. Во-первых, когда марсианский грунт был смешан с земным стерилизованным органическим бульоном, что-то в составе почвы привело к химическому расщеплению бульона, как будто он поглощался микробами, усваивавшими продуктовую посылку с Земли. Во-вторых, когда земные газы были введены в образец марсианской почвы, они вступили с ней в химическую связь - почти как в присутствии фотосинтезирующих микробов, создающих органические вещества из атмосферных газов. Положительные результаты микробиологических экспериментов были получены для семи проб, взятых в двух точках Марса, удаленных друг от друга на 5000 километров.
Но на самом деле все обстоит гораздо сложнее, критерии успеха экспериментов могли оказаться неадекват-
197
ными. В разработку микробиологических экспериментов проекта "Викинг" и их проверку на различных видах микробов была вложена уйма сил. Значительно меньше внимания уделялось калибровке экспериментов с учетом неорганических веществ, которые могут встретиться на марсианской поверхности. Марс не Земля. И, как свидетельствует история Персиваля Лоуэлла, он может нас одурачить. Не исключено, что неорганический марсианский грунт способен сам, в отсутствие каких-либо микробов, окислять пищу. Возможно, в нем есть какие-то особые неорганические, неживые катализаторы, которые захватывают атмосферные газы и превращают их в органические молекулы.
Недавние эксперименты подтверждают, что такое вполне вероятно. Во время грандиозной марсианской песчаной бури в 1971 году инфракрасный спектрометр "Маринера-9" исследовал спектральные особенности поднятой пыли. Анализируя эти спектры, О. Б. Тун, Дж. Б. Поллак и я обнаружили в них детали, которые лучше всего объяснялись присутствием монтмориллонита* и других видов глины. Позднее посадочные аппараты "Викингов" подтвердили присутствие на Марсе переносимых ветром глиняных частиц. А недавно А. Банин и Дж. Ришпон смогли воспроизвести в лабораторных тестах, где вместо марсианской почвы использовались такие глины, ключевые особенности "успешных" микробиологических экспериментов "Викингов" - и тех, что выглядели как фотосинтез, и напоминавших
* Монтмориллонит - глинистый минерал подкласса слоистых силикатов с переменным химическим составом. Структура его отличается симметричным сложением пачек слоев, между которыми размещаются молекулы межслоевой воды и атомы обменных оснований Са, Na и др. Образует плотные глинистые массы. На Земле отлагается очень медленно в центральных частях океанических бассейнов. - Пер.
198
дыхание. Глиняные частицы имеют сложную активную поверхность, способную захватывать и выделять газы, а также катализировать химические реакции. Пока еще слишком рано говорить, что все результаты микробиологических экспериментов "Викингов" объяснимы в рамках неорганической химии, но подобный вывод никого бы уже не удивил. "Глиняная" гипотеза вовсе не исключает возможности жизни на Марсе, но, безусловно, она заставляет нас признать, что неопровержимых свидетельств существования марсианской микрофлоры пока нет.
При всем том результаты Банина и Ришпона имеют огромное значение для биологии, поскольку они продемонстрировали, что даже в отсутствие жизни в некоторых почвах возможны химические реакции, дающие почти такой же эффект, как жизнь. Еще до возникновения живого на Земле в почве могли протекать химические процессы, напоминающие циклы дыхания и фотосинтеза. Не исключено, что, появившись, жизнь включила в себя эти процессы. Известно, кроме того, что монтмориллонитовые глины служат мощным катализатором соединения аминокислот в длинные цепочки, похожие на протеины. Глины первобытной Земли могли быть местом зарождения жизни, а химия современного Марса способна дать ключ к пониманию происхождения и ранней истории жизни на нашей планете.
На поверхности Марса расположено множество ударных кратеров, большинство из которых названы именами ученых. Кратер Вишняк находится в антарктическом регионе Марса, что вполне уместно. Вишняк не утверждал, будто на Марсе есть жизнь, - он лишь говорил, что такое возможно и что крайне важно узнать, существует ли она там на самом деле. Если да, то у нас появляется уникальный шанс проверить, насколько общей для Вселен-
199
ной является наша форма жизни. А если на Марсе, планете, столь похожей на Землю, жизни нет, то необходимо понять почему, ибо в этом случае, как подчеркивал Вишняк, мы имеем классический для науки пример расхождения между основным и контрольным экспериментом. Открытие того, что результаты микробиологических экспериментов проекта "Викинг" можно объяснить присутствием глинистых пород, что они не доказывают существования жизни, помогает объяснить другую загадку: химические эксперименты "Викингов" не обнаружили в марсианской почве даже следов органических веществ. Если на Марсе есть жизнь, то где же ее мертвые останки? Никаких органических молекул не найдено: ни составляющих протеинов и нуклеиновых кислот, ни простых углеводородов - ничего из строительных блоков земной жизни. В этом еще нет противоречия, поскольку микробиологические эксперименты "Викингов" в расчете на один атом углерода были в тысячи раз более чувствительными, чем химические, и они, похоже, смогли выявить органическое вещество, образовавшееся в марсианской почве. Но это не оставляет большой надежды. Земная почва наполнена органическими остатками некогда живших организмов; в марсианском грунте органического вещества меньше, чем на поверхности Луны. Если мы придерживаемся гипотезы о существовании жизни, то можно допустить, что мертвые тела на поверхности Марса были уничтожены в результате окислительных химических реакций, как уничтожаются микробы в пробирке с перекисью водорода; другая возможность состоит в том, что жизнь существует, но органическая химия играет в ней не такую центральную роль, как на Земле.
Однако последнее представляется мне маловероятным. Вынужден признаться, но я - убежденный угле-
200
родный шовинист. Углерод широко распространен во Вселенной. Он создает поразительно сложные молекулы, наилучшим образом подходящие для жизни. Вдобавок я еще и водный шовинист. Вода идеальна в качестве растворителя для органики, способствует протеканию химических реакций и остается жидкой в широком диапазоне температур. Но иногда меня берут сомнения. Вдруг мое пристрастие к этим веществам как-то связано с тем, что я сам по большей части состою из них? Не потому ли мы сложены из углерода и воды, что эти вещества были широко распространены на Земле в период зарождения жизни? Может быть, где-то в другом месте, скажем на Марсе, жизнь строится из другого материала? Я есть совокупность воды, кальция и органических молекул, называемая Карлом Саганом. Вы представляете собой почти такую же систему молекул с другим совокупным названием. И только-то? Неужели в нас нет ничего, кроме молекул? Кое-кому кажется, что это унижает человеческое достоинство. Лично я нахожу вдохновляющим то, что наш мир позволяет развиваться столь тонким и сложным молекулярным машинам, какими являемся мы с вами.
Однако сущность жизни заключена не столько в самих атомах и простых молекулах, из которых мы состоим, сколько в способе их взаиморасположения. Время от времени читаешь, что вещества, составляющие человеческое тело, стоят то ли 97 центов, то ли 10 долларов. Такая низкая стоимость наших тел нагоняет уныние. Но эти цены высчитаны для человеческого тела, разложенного на простейшие компоненты. В основном мы состоим из воды, которая не стоит почти ничего; углерод можно оценить по стоимости угля; кальций наших костей - по цене мела; азот, входящий в состав белков, - по цене воздуха (тоже недорого); железо в нашей
201
крови - по цене ржавых гвоздей. Если не знать ничего больше, то можно попробовать свалить все составляющие нас атомы в один большой котел и начать помешивать. Заниматься этим можно сколь угодно долго. Но в конце концов мы получим все ту же смесь атомов. А с чего бы там возникло что-то другое?
Гарольд Моровиц подсчитал, во что обойдется комплект правильных молекулярных составляющих человеческого тела, если приобретать их по рыночным ценам. Получилось около десяти миллионов долларов, что позволяет нам чувствовать себя немного лучше. Но даже в этом случае мы не можем смешать все эти реактивы и вывести человека в пробирке. Это выходит далеко за пределы наших возможностей, и, вероятно, так будет еще очень долго. К счастью, существует гораздо менее дорогой и притом очень надежный метод создания человеческих существ.
Я думаю, что во многих мирах различные формы жизни будут состоять в основном из тех же атомов, что и мы, возможно, даже из тех же основных молекул - протеинов и нуклеиновых кислот, - но соединенных иным, незнакомым нам способом. Не исключено, что организмы, плавающие в плотной атмосфере планеты, окажутся очень похожи на нас по своему элементному составу, но у них может не быть костей, а значит, им не понадобится много кальция. Возможно, где-то основу жизни составляет не вода, а другой растворитель. На эту роль неплохо подходит фтористоводородная (плавиковая) кислота, хотя Вселенная небогата фтором. Плавиковая кислота разрушает молекулы, из которых мы состоим, но другие органические молекулы, например твердый парафин, совершенно устойчивы к ее воздействию. Аммиак еще лучше подошел бы на роль растворителя ввиду его широкой распространенности во Вселенной. Но он
202
становится жидким только на планетах, намного более холодных, чем Земля или Мара На Земле аммиак обычно находится в газообразном состоянии, подобно воде на Венере. Наконец, может быть, существуют живые объекты, вообще не основанные на растворах, - твердотельная жизнь, в которой вместо плавающих молекул распространяются электрические сигналы.
Но всем этим идеям не спасти представления, будто "Викинги" обнаружили на Марсе жизнь. В этом очень похожем на Землю мире, богатом углеродом и водой, жизнь, если она существует, должна быть основана на органической химии. Результаты экспериментов по органической химии, равно как снимки и микробиологические тесты, не противоречат тому, что в мелких частицах, собранных в районах Хрис и Утопия в конце 1970-х годов, жизни не было. Возможно, на глубине нескольких миллиметров внутри камней (как в антарктических оазисах), или где-то в другом районе планеты, или когда-то в прошлом, в более подходящие времена, она и существовала. Но не там, где мы ее искали, и не тогда.
Исследование Марса "Викингами" - миссия большого исторического значения, первая серьезная попытка поиска иного типа жизни, первый случай, когда космический аппарат успешно функционировал на другой планете больше часа с небольшим* ("Викинг-1" оставался работоспособным несколько лет). Программа снабдила нас огромным массивом данных по марсианской геологии, сейсмологии, минералогии, метеорологии и ряду других наук. Как нам развивать эти выдающиеся дости-
* Саган не принимает в расчет исследования Луны (поскольку она не является планетой), где задолго до полета •"Викингов" подолгу и успешно работали многочисленные космические станции, а также несколько пилотируемых экспедиций программы "Аполлон". - Пер.
203
жения? Некоторые ученые хотят отправить автоматический аппарат, который совершит посадку, возьмет образцы грунта и вернет их на Землю, где в крупнейших исследовательских центрах будет проведен гораздо более подробный анализ, чем в стесненных условиях микроминиатюрных лабораторий, которые мы можем заслать на Марс. В этом случае большинство неоднозначностей микробиологических экспериментов проекта "Викинг" удалось бы исключить. Мы могли бы определить химический и минералогический состав грунта, расколоть камни и поискать жизнь под их поверхностью, провести сотни экспериментов для изучения органической химии и выявления жизни, включая непосредственное наблюдение в микроскоп в широком диапазоне условий. Мы даже могли бы использовать технику Вишняка. Хотя подобная миссия обошлась бы очень дорого, она, вероятно, не выходит за пределы наших технических возможностей.
Однако здесь появляется новая опасность - так называемое обратное загрязнение. Чтобы в земных условиях исследовать на наличие микробов образцы марсианской почвы, мы, естественно, не должны предварительно их стерилизовать. Цель экспедиции как раз и состоит в том, чтобы доставить на Землю живых микробов. Но что же тогда получается? Ведь завезенные к нам марсианские микробы могут представлять опасность для здоровья людей. Марсиане Герберта Уэллса и Орсона Уэллса, занятые покорением Борнмута и Джерси-Сити, до последнего момента не обращали внимания на то, что их иммунная защита неэффективна против земных микробов. А не может ли случиться наоборот? Это серьезный и сложный вопрос. Возможно, никаких микромарсиан не существует. А если они существуют, вполне вероятно, что мы можем съесть их целый
204
килограмм без всякого вреда здоровью. Но уверенности нет а ставки очень высоки. Если мы хотим доставить на Землю нестерилизованные марсианские образцы, следует принять чрезвычайные меры предосторожности. Некоторые государства разработали системы бактериологического оружия и накопили его запасы. Иногда у них случались аварии, но пока они ни разу не привели к возникновению глобальной пандемии. Не исключено, что марсианские образцы можно привезти на Землю, не навлекая на себя опасности. Но я хочу быть абсолютно уверен в этом, прежде чем рассматривать миссию по доставке образцов.
Существует другой путь к исследованию Марса, ко всем тем восторгам и открытиям, которые готовит нам многообразный мир этой планеты. Работая над изображениями, полученными с посадочных модулей "Викингов", я постоянно досадовал на неподвижность нашей техники. Как же мне хотелось, чтобы аппарат хотя бы встал на цыпочки, - как будто эта лаборатория, созданная неподвижной, нарочно отказывалась хоть немножечко подпрыгнуть. Как мы мечтали разровнять манипулятором вон ту дюну, поискать жизнь под этим камнем, разглядеть, действительно ли тот отдаленный хребет - это вал кратера! Я знал, что не так уж далеко к юго-востоку расположено место слияния четырех русел равнины Хриса. Но сколь бы дразнящими и провокационными ни были данные "Викингов", я не сомневался, что на Марсе есть сотни мест, гораздо более интересных, чем выбранные нами для посадки. Идеальное средство - это передвижной аппарат, снабженный улучшенным оборудованием, особенно для видеосъемки, химических и биологических исследований. НАСА сейчас ведет разработку прототипов подобных самоходных машин (роверов). Они должны самостоятельно объезжать камни, избе-
205
гать падения в трещины, выбираться из трудных положений. Сейчас в наших силах доставить на Марс самоходный аппарат, который сможет обследовать окрестности, выбирать в поле зрения наиболее интересное место и на следующий день достигать его. Каждый день новая точка, сложный, извилистый путь по пересеченной местности этой прекрасной планеты.
Подобная миссия принесла бы неизмеримую пользу науке, даже если на Марсе нет жизни. Мы могли бы спуститься в долины древних рек, подняться по склонам величайших вулканических конусов, пройти вдоль странных ступенчатых ледовых полярных террас, рассмотреть вблизи загадочные марсианские пирамиды*. Общественный интерес к подобной миссии был бы очень большим. Каждый день на экранах наших телевизоров появлялись бы новые панорамы. Мы могли бы следить за маршрутом, обсуждать находки, предлагать новые цели. Путешествие ровера, послушного командам с Земли, будет долгим. У нас хватит времени для того, чтобы включить в план миссии новые удачные идеи. Миллиард людей сможет принять участие в исследовании другого мира**.
* Крупнейшая из них имеет основание поперечником три километра и высоту один километр - намного больше, чем шумерские, египетские или мексиканские пирамиды на Земле. Они кажутся сильно выветренными и очень древними и, вероятно, представляют собой всего лишь небольшие горы, иссеченные песком за столетия. Но, я думаю, они заслуживают тщательного осмотра. - Авт.
** 4 июля 1997 г. на Марсе совершил посадку космический аппарат "Марс Пасфайндер" с небольшим (масса 10,6 кг) автоматическим самоходным аппаратом "Соджорнер" на борту. Работа комплекса продолжалась до 27 сентября. За это время было получено более 17 тыс. снимков, в том числе более 500, сделанных "Соджорнером". Хотя он не удалялся от базовой станции больше чем на 10-15 м, полученные им результаты были очень высоко оценены специалистами-планетологами. 20 декабря 1996 г., когда "Марс Пасфайндер" был уже на пути к Марсу, пришло печальное известие о смерти Карла Сагана. В его честь посадочный аппарат проекта "Марс Пасфайндер" был переименован в мемориальную станцию им. Карла Сагана. - Пер.
206
Площадь поверхности Марса почти равняется площади суши на Земле. Для его основательного исследования понадобятся столетия. Но рано или поздно Марс будет изучен - после того, как летательные аппараты картируют его с воздуха; после того, как самоходные аппараты прочешут его поверхность; после того, как образцы будут благополучно доставлены на Землю; после того, как люди пройдут по марсианским пескам. Что потом? Что нам делать с Марсом?
Земная история преподносит столько примеров злоупотреблений, совершенных людьми, что от одного этого вопроса у меня мороз идет по коже. Если на Марсе есть жизнь, надеюсь, мы не станем ничего с ним делать. Марс в таком случае принадлежит марсианам, даже если они всего лишь микробы. Существование независимой биологии на соседней планете - это неоценимое сокровище, и сохранение этой жизни, я полагаю, важнее любой другой пользы, которую мы можем извлечь из Марса. Но, предположим, что жизни на Марсе нет. Вряд ли он может служить источником сырья: перевозка грузов с Марса на Землю еще многие сотни лет будет оставаться слишком дорогим удовольствием. Быть может, мы сумеем обжить Марс? Нельзя ли сделать его обитаемым?
Замечательный мир, в самом деле, но у него полно - с нашей ограниченной точки зрения - серьезных недостатков: главным образом это малое количество кислорода, отсутствие жидкой воды и сильное ультрафиолетовое излучение. (Как показал опыт постоянно действующих антарктических научных станций, низкие температуры не являются непреодолимым препятствием.) Все эти проблемы можно решить, если удастся произвести больше воздуха. Будь атмосферное давление повыше, могла бы существовать жидкая вода. В атмосфере, более насыщенной кислородом, мы смогли бы дышать, а образую-
207
щийся озон защитил бы поверхность от солнечного ультрафиолетового излучения. Извилистые русла, слоистые полярные плато и другие признаки указывают на то, что когда-то у Марса была более плотная газовая оболочка. Эти газы вряд ли улетучились с Марса. Значит, они остались где-то на планете. Некоторые из них химически связаны поверхностными горными породами. Другие заключены в подповерхностных льдах. Но большая часть может содержаться в современных полярных шапках.