Голубая точка. Космическое будущее человечества

В 1960 и 1961 гг. были снаряжены «Маринер-1» и «Маринер-2» – первые американские космические аппараты для посещения Венеры. Некоторые ученые, и я в том числе, полагали, что на зонды можно будет установить видеокамеры, при помощи которых удастся передать изображения по радио на Землю. Именно такая технология использовалась несколько лет спустя, когда аппараты «Рейнджер-7, 8 и 9» сфотографировали Луну, прежде чем разбиться при посадке. Последние кадры запечатлели уже практически прямое попадание в кратер Альфонс. Но время на миссию к Венере было ограничено, а видеокамеры оказались тяжелыми. Некоторые специалисты настаивали, что эти камеры – не полноценные научные приборы, а халтура, показуха, игра на публику, что они не позволят ответить даже на единственный четко поставленный научный вопрос. Про себя я думал, не является ли таким вопросом поиск просвета в облаках. Я настаивал, что видеокамеры могли бы дать ответы и на такие вопросы, которые кажутся слишком тупыми, чтобы их ставить. Аргументировал, что картинки – единственный способ донести до общества, которое, в конце концов, оплачивает наши расходы, насколько захватывающими могут быть автоматические миссии. Как бы то ни было, от видеокамер отказались, и последующие экспедиции как минимум отчасти подтвердили для данной конкретной планеты следующее утверждение: даже при фотографировании в видимом световом спектре с высоким разрешением при близких пролетах мимо Венеры в ее тучах не удается обнаружить никаких просветов, как и на Титане[43]. В этих мирах постоянно сохраняется сплошная облачность.

В ультрафиолетовом спектре детали просматриваются, но только благодаря небольшим просветам в высотных облаках, которые расположены гораздо выше основного облачного слоя. Высотные облака несутся вокруг планеты гораздо быстрее, чем вращается она сама: это так называемая суперротация. В ультрафиолетовом спектре увидеть поверхность оказывается еще сложнее.

Когда выяснилось, что венерианская атмосфера гораздо толще, чем земная (насколько сейчас известно, давление на поверхности Венеры в 90 раз выше, чем на Земле), немедленно стало очевидно, что в обычном видимом спектре мы, вероятно, не сможем увидеть поверхность, даже если в облаках и будут просветы. Да, те крупицы света, которым, возможно, удается пробиться через плотную атмосферу и достичь венерианского грунта, должны отражаться обратно; но фотоны будут настолько перемешаны из-за многократного рассеяния молекул в нижних слоях атмосферы, что никакого изображения деталей поверхности не сохранится. Эффект можно сравнить с «белой мглой» во время полярной бури. Однако это явление, заключающееся в интенсивном рэлеевском рассеянии, быстро сходит на нет с увеличением длины волны. Удалось легко рассчитать, что в ближнем инфракрасном спектре поверхность будет видна, если в облаках найдутся просветы или если облака окажутся прозрачными.

Итак, в 1970 г. мы с Джимом Поллаком и Дэйвом Моррисоном отправились в обсерваторию Макдональд Техасского университета и попытались рассмотреть Венеру в ближнем инфракрасном спектре. Мы «гиперсенсибилизировали» наши эмульсии: обработали старые добрые стеклянные фотопластинки[44] аммиаком, иногда нагревали их или кратко засвечивали, а затем устанавливали в телескоп и ловили на эти пластинки отраженный свет Венеры. Через некоторое время подвалы обсерватории Макдональд провоняли аммиаком. Мы сделали много снимков. Ни на одном из них детали не просматривались. Мы решили, что либо не продвинулись достаточно глубоко в инфракрасный спектр, либо облака Венеры оказались матовыми и непроницаемы для ближнего ИК.

Более 20 лет спустя зонд «Галилео» во время близкого пролета мимо Венеры исследовал ее с высоким разрешением и чувствительностью, причем в несколько более длинных инфракрасных волнах, чем мы могли получить при помощи наших грубых эмульсионных пластинок. «Галилео» сфотографировал огромные горные хребты. Но мы уже знали об их существовании; ранее они были обнаружены при помощи мощной технологии – радара. Радиоволны беспрепятственно проникают через облака и плотную атмосферу Венеры, отражаются от поверхности, а затем возвращаются на Землю, где их улавливают и собирают из них картинку. Первый проект был реализован прежде всего при помощи наземного радара на станции слежения Голдстоун в пустыне Мохаве (этот радар принадлежит ЛРД), а также в обсерватории Аресибо на острове Пуэрто-Рико (ее эксплуатирует Корнеллский университет).

Затем американский аппарат «Пионер-12», советские «Венера-15» и «Венера-16», а также американская миссия «Магеллан» вывели радиотелескопы на околовенерианские орбиты и картографировали планету от полюса до полюса. Каждый из зондов отправлял на поверхность сигнал радара, а затем улавливал его отражение. Путем проверки отражательной способности каждого участка и того, сколько времени уходило на возвращение сигнала (от гор – меньше, от долин – больше), медленно и кропотливо вычерчивалась подробная карта всей поверхности.