ЧАСТЬ 1
ИССЛЕДОВАНИЕ МАРСА КЛАССИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ АСТРОНОМИИ
Марс в телескоп
После изобретения телескопа астрономы сразу же попытались наблюдать и зарисовывать поверхность Марса. Один из первых рисунков этой планеты принадлежит голландскому физику и астроному Христиану Гюйгенсу; он сделан в 1659 г. В 60-70-е годы XVII в. наблюдениями Марса занимался французский астроном Жан Доминик Кассини, впервые определивший период вращения Марса по перемещению пятен на его диске.
За два столетия, прошедшие от наблюдений Кассини до работ итальянского астронома-наблюдателя Джованни Скиапарелли, кто только не наблюдал и не зарисовывал Марс! Среди них был и творец звездной астрономии Вильям Гершель, и наблюдатель планет Иероним Шретер, и один из основоположников астроспектроскопии Анджело Секки, На основе этих наблюдений были составлены первые карты Марса и установлено, что на диске планеты можно наблюдать три типа областей: обширные желтовато-оранжевые пространства, получившие название материков, темные серовато-голубые пятна, условно названные морями, и ярко-белые пятна у полюсов, получившие название полярных шапок (рис. 4).
Еще В. Гершель в 1784 г. обратил внимание на периодические изменения размеров полярных шапок, совпадавшие со сменой сезонов на планете. Гершель сделал вывод, что весной и летом полярные шапки тают, словно они состоят из снега или льда. Белый цвет шапок создавал аналогию с земными снегами полярных стран. Для той эпохи этого было достаточно для такого вывода. Оранжевый цвет материков наводил на сравнение с земными пустынями. Что касается морей, то первое время астрономы допускали, что это настоящие моря,
наполненные водой. Мы скоро убедимся, насколько опас^> ны в науке подобные чисчо внешние аналогии.
Чем больше накапливалось зарисовок Марса тем точнее становились его карты. Различные астронДмц предлагали разные системы названий марсианских оЯ& ластей. В науке укрепилась система названий, предл^йЙ жепная итальянским астрономом Джованни СкиапаммИ ли, работавшим в последней четверти XIX в. "дА
Скиапарелли выделил следующие типы темных деталей на Марсе: собственно моря, обозначавшиеся латинским термином Маге, заливы (Sinus), озера (Lacus), болота (Palus), низины (Depressio), мысы (Promonto- rium), проливы (Fretum), источники (Fons) и области (Regio). Так появились на карте Марса столь привычные для каждого астронома-планетчика и необычные для широкого круга людей названия, как Solis Lacus (Озеро Солнца), Mare Sirenum (Море Сирен), Sinus Meridiani (Срединный залив), Deucalionis Regio (область
лиона), Pandorae Fretum (пролив Пандоры), Oxia Palus (Кислое болото) и другие.
Если наблюдать Марс из вечера в вечер в эпоху великого противостояния, когда к Земле наклонено южное полушарие планеты, то из-за разности периодов вращения Марса и Земли на 40 минут обращенные к Земле области будут постепенно сдвигаться в сторону, обратную направлению вращения планеты. И если в первый вечер перед нами был знаменитый южный пояс морей: Mare Thyrrenum, Mare Cirnmerium, Mare Sirenum (рис. 5), то дальше перед нами постепенно пройдут светлые области Memnonia и Thaumasia, окружающие продолговатое пятно Solis Lacus, затем большое Маге Erythraeum с двумя заливами у экватора: Aurorae Sinus и Margaritifer Sinus; в это время на севере будет видно сероватое Mare Acidalium. Дальше мы сможем увидеть похожий на двойной клюв Sinus Meridiani, начало отсчета марсианских долгот, и тянущийся от него влево Sinus Sabaeus с примыкающей к нему с севера светлой областью Arabia. На юг от Sinus Sabaeus и Pandorae Fretum простирается большая светлая область Noachis. Темный рукав Hellespontus отделяет ее от соседней с востока (для наблюдателя в телескоп - слева) светлой области Hellas (Эллады), о которой мы еще будем говорить. За Sinus Sabaeus простирается Mare Serpentis с отходящим к северу темным треугольным выступом Syrtis Major. Левее его в 50-е годы вдруг образовалось новое темное пятно Nodus Laocoontis (Лаокоонов Узел), которое через несколько лет так же неожиданно исчезло. Еще дальше идут светлые области Aethiopis, Elysium, а к югу от экватора-уже знакомые нам Mare Thyrre- num и Mare Cirnmerium. Круг замкнулся, но на полный обзор Марса у нас ушло 40 суток: таков синодический период вращения Марса относительно Земли*).
Близость периодов вращения Земли и Марса приводит к любопытным следствиям. Чтобы наблюдать и фотографировать с Земли всю поверхность Марса в течение одних суток, нужны объединенные усилия астрономов стран Европы, Азии и Америки, поскольку ночь
*) За одни сутки из-за разности периодов вращения Марса и Земли Марс "недоворачипается" на 9 градусов. Чтобы он "недовернулся" на 360°, и требуется 40 суток.
(и видимость Марса) для них наступает в физически разные моменты. Если бы периоды вращения обеих планет были в точности равны, наблюдатель, расположенный, например, в Москве, был бы обречен наблюдать всегда одно и то же полушарие Марса (как мы видим всегда одну сторону Луны), а чтобы полюбоваться на другое полушарие, ему пришлось бы ехать в Америку или Японию.
За последние годы необходимость международной кооперации при наблюдениях этой планеты приобретает все большее значение. Поэтому еще в 1969 г. был организован Международный планетный патруль в составе восьми обсерваторий, расположенных сравнительно равномерно по долготе и не очень далеко от экватора. В него вошли: обсерватория Мауна Кеа (Гавайи, США), обсерватория Ловелла (Флагстафф, Аризона, США), Межамериканская обсерватория в Серро-Тололо (Чили), Республиканская обсерватория (ЮАР), станция Кавалур Индийского института астрофизики, австралийские обсерватории Перт и Маунт Стромло. Все они оснащены однотипными телескопами и фотокамерами с электронным оборудованием, обеспечивающим заданную длительность экспозиций, регистрацию момента снимка и других его характеристик. Фотографирование производится с четырьмя светофильтоами: красным, зеленым, сини'1 и ультрафиолетовым. Проявление, отбор и первичная обработка снимков сосредоточены в обсерватории Ловелла, однако их фотокопии могут быть высланы по запросу любому научному учреждению мира. Многие обсерватории, не входящие в систему патруля, тоже посылают туда получаемые ими фотографии.
За первые три года работы патруля он накопил в три с лишним раза больше фотографий планет, чем было получено во всем мире за 60 лет, протекших с начала их фотографирования. Обработка фотографий максимально автоматизирована. Кроме Марса, патруль фотографирует Венеру и Юпитер.
Каналы Марса
Вернемся на 100 лет назад, к эпохе Скиапарелли. 1877 год, год великого противостояния Марса, ознаменовался двумя важными открытиями. Астроном Вашингтонской обсерватории Асаф Холл после долгих
поисков открыл два спутника Марса: Фобос и Деймос, о чем мы уже рассказывали. И в том же году Скиапарелли объявил об открытии знаменитых марсианских каналов.
Собственно говоря, каналы Марса-тонкие длинных линии-наблюдали и до Скиапарелли. В 1862 г. их наблюдали Анджело Секки, а также У. Доус и Э. Голден. Но никто из них не обратил внимания на эти полоски, не придал им значения. Только Скиапарелли понял, что имеет дело с новым типом образований на Марсе, и он же дал им название: каналы.
Это название вовсе не означало, что Скиапарелли ссамого начала считал каналы искусственными сооружениями. Итальянское слово canale означает вообще любой узкий водный проток. Предположение об искусственном происхождении каналов, породившее в свое время так много споров, было высказано Скиапарелли гораздо позже-в 1895 г., и то в очень осторожной форме. Скиапарелли нанес на свою карту Марса около 100 каналов и дал им названия: Oxus, Hiddekel, Physon, Euphrates, Ganges и т. д.
Открытие Скиапарелли дало толчок к работам другого исследователя-американского астронома Персиваля Ловелла, построившего в пустыне Аризоны специальную обсерваторию Флагстафф для наблюдений Марса в отличных атмосферных условиях. Ловелл нанес на карту около 600 каналов и явился горячим защитником гипотезы об их искусственном происхождении. Но другие астрономы смотрели на это дело совсем иначе. Многие опытные наблюдатели, работавшие с более мощными телескопами, чем Ловелл (например, Э. Барнард, Э. М. Антониади), никогда не наблюдали прямолинейные каналы. Антониади всегда изображал на месте каналов цепочки пятен, широкие размытые полосы, границы раздела областей разной яркости (рис. 6).