Поиски жизни в Солнечной системе

План эксперимента состоял в инкубации образца марсианского грунта в атмосфере Марса, обращенной небольшим количеством меченных радиоактивным углеродом газов СО и СО₂ (они присутствуют в атмосфере планеты в количествах 0.1 и 95 % соответственно), и последующем измерении количества атомов радиоактивного углерода, включившихся в органическое вещество образца. Инкубация грунта должна была происходить в течение 120 ч при давлении, температуре, составе атмосферы и солнечном освещении, характерных для Марса. После удаления из камеры радиоактивной атмосферы проба должна была нагреваться в потоке гелия до температуры 625 °C, чтобы произошел пиролиз любых содержащихся в ней органических веществ и превращение их в летучие фрагменты. Ток гелия уносил их затем из камеры в колонку, заполненную сорбентом из кизельгура[21], поглощающим все органические вещества, но не СО и СО₂. Как только молекулы органических соединений отделялись от непрореагировавших с кизельгуром газов, колонка нагревалась до температуры 64 °C, при которой газы высвобождались и затем окислялись до СО, под действием находившегося в этой же колонке оксида меди. И наконец, можно было измерить радиоактивность образовавшегося СО₂.

На Марсе этот эксперимент был осуществлен по запланированной программе, за исключением двух пунктов. Во-первых, из-за наличия в спускаемых аппаратах источников тепла температура в камерах, где проводился анализ, была выше температуры марсианского грунта в обоих районах посадки. Температура в камере колебалась в пределах 8 — 26 °C, тогда как температура грунта снаружи оставалась ниже 0 °C в ходе всего эксперимента. Поскольку на экваторе Марса температура может достигать 25 °C, нельзя сказать, что температурные условия в камерах сильно отличались от марсианских.

Во-вторых, в качестве источника освещения в эксперименте использовался не солнечный свет на Марсе — это было технически трудно осуществить, — а ксеноновая лампа со спектром, похожим на спектр солнечного света у поверхности Марса (в котором отфильтрованы длины волн короче 320 нм). Свет требовался для обеспечения энергией фотосинтеза организмов, если бы таковые обнаружились. Так как лабораторные эксперименты показали, что на минеральной поверхности, облученной ультрафиолетовым светом с длиной волны короче 300 нм, в присутствии СО и паров воды идет абиогенный синтез простых органических соединений, мы решили исключить этот диапазон волн, чтобы избежать путаницы при выяснении природы источников органического вещества. Хотя указанная область присутствует в спектре солнечного излучения, достигающего поверхности Марса, мы оправдывали ее исключение тем, что свет этих длин волн настолько разрушителен для сложных органических молекул, что у марсианских организмов должны были выработаться защитные механизмы, позволяющие либо отфильтровывать, либо нейтрализовать ее действие.

Лабораторные испытания показали, что течение эксперимента не зависит от фотосинтеза в пробах грунта. Фиксация СО и СО₂ в органическое вещество в живых клетках происходит и в ходе темновых процессов. В самом деле, при лабораторных испытаниях приборы регистрировали фиксацию как в темноте, так и при фотосинтезе.

На Марсе было проведено девять экспериментов по выделению продуктов пиролиза: шесть — на Равнине Хриса и три — на Равнине Утопия. Самый первый анализ (сделанный на Равнине Хриса, С1 — на рис. 18) дал положительный результат. Количество связавшегося углерода было невелико по сравнению с тем, что наблюдалось при анализах образцов земного грунта, но значительно выше фонового уровня, установленного в предполетных лабораторных анализах стерильных проб грунта. Учитывая меры, принятые для устранения помех небиологической природы, получение даже слабого сигнала с Марса было поразительным. Поэтому было решено провести новый контрольный эксперимент (С2): вторая проба марсианского грунта нагревалась при температуре 175 °C в течение трех часов перед инкубацией с радиоактивными газами. Количество связавшегося углерода при этом снизилось на 88 %. Казалось, мы обнаружили на Марсе синтез органического вещества, чувствительный к температуре, но то обстоятельство, что и после нагрева 12 % реакции продолжалось, ставило под сомнение биологическую природу процесса.