Космическая археология и археологи

По предложению журнала GEO составил обзор реальной космической археологии. Текст стат результатом длительной совместной работы в редактуре, поэтому можно считать его написанным в соавторстве с Borislav Kozlovskii.

Кадр, где астронавт Базз Олдрин втыкает американский флаг в лунный грунт, видели, наверное, все. Меньше известно, что всего таких флагов было шесть — по числу американ­ских экспедиций на Луну. Самый первый был сбит реактивной струей взлетающего корабля, а остальные, по идее, должны стоять по сей день. «По идее» — потому что никто на самом деле не знает, что с ними стало за почти полвека. Флаги были изготовлены из нейлоновой ткани, никак не приспособленной к условиям космоса. Есть гипотеза, что краска давно разрушилась под воздействием солнечного ультрафиолета — тогда флаги в лучшем случае просто белые. Худший случай — это если рассыпалась и ткань, и из лунного грунта торчат голые флагштоки.

Выяснить, как обстоят дела с флагами, — интригующая задача для археологии. На первый взгляд, при чем здесь эта наука? Просто именно она изучает самые разные результаты деятельности людей. На Земле археологов интересует практически все, чего касались человеческие руки: мечи и ожерелья, мосты и акведуки, храмы, мавзолеи и затонувшие галеоны. А чем космические аппараты, оставленные на соседней планете, хуже, например, кораблей с пиратским золотом на морском дне?

Самыми первыми космическими археологами могут считаться Чарльз Конрад и Алан Бин из экипажа космического корабля Apollo 12 — второго в серии американских высадок на Луне. Они прилунились в Океане бурь в непосредственной близости от места, куда NASA за два с половиной года до того по­слало автономный зонд Surveyor 3. В 1966 году он проработал в течение двух земных недель, выключился — и стал археологическим памятником на поверхности Луны, хотя в те годы никто его и не воспринимал в такой роли.

А в 1969-м к нему прилетели люди. Астронавты не только отсняли памятник в разных ракурсах, но и фактически разграбили его, скрутив с модуля несколько деталей. Несмотря на довольно грубое нарушение стандартов археологического исследования, этот «грабеж» послужил земной науке, продемонст­рировав выживаемость некоторых земных микроорганизмов в условиях космоса. Хотя достоверность этого открытия оспаривают, последующие исследования доказали, что микроорганизмы — и даже некоторые многоклеточные — действительно способны в космосе выжить. Так что марсоходы теперь перед отправкой тщательно стерилизуют, чтобы не заразить Марс земными микробами.

Больше в истории случаев, когда люди или роботы прилетели бы навестить отслуживший свое космический аппарат, не было. Люди с 1970-х не высаживались на поверхности других небесных тел. Что же касается марсоходов и луноходов, то поглядеть на предшественников у них шансов нет. Такие аппараты стараются рассылать как можно дальше друг от друга, чтобы обеспечить наибольший охват исследуемой местности на других телах Солнечной системы. Когда говорят про пару зондов, работающих где-нибудь на Марсе одновременно, воображение рисует их бок о бок — но в реальности между ними тысячи километров, и встреча невозможна.

В открытом космосе дела обстоят не проще: даже если какой-нибудь невероятно ценный для истории зонд летает всего в 300 километрах над Землей, потрогать его руками тяжело. Можно, правда, вспомнить неоднократный ремонт экипажами шаттлов космического телескопа Hubble на орбите или восстановление работоспособности станции «Салют-7» — и сложность этих миссий только подчеркивает, что на такое требуются невероятные ухищрения. Это только в кино между космическими кораблями можно перемещаться при помощи огнетушителя: выпустил струю — и неторопливо полетел в противоположную сторону к висящей в пустоте станции. Все, что на видео с орбиты плавно сближается, в реальности напоминает гоночные машины «Формулы-1», несущиеся с одинаковой скоростью на прямом участ­ке трассы. Только скорости на орбите в сотни раз больше. Стоит на сотые доли процента ошибиться с направлением, наклонением орбиты или высотой полета — и сокрушительное столкновение неминуемо. Хотя сближение и осмотр спутников на околоземных орбитах возможны, они интересны прежде всего военным, и работы в этом направлении засекречены.

Зачем поднимать со дна груженные золотом галеоны — понятно. А зачем интересоваться старым космическом железом, до которого даже дотянуться толком нельзя? Чтобы сэкономить сотню-другую миллионов долларов, предотвратив будущие аварии. Разбор успешных и неуспешных посадочных миссий позволяет лучше подготовиться к новым запускам и посадкам.

Самолеты, потерпевшие катастрофу, собирают по фрагменту и раскладывают в ангарах, чтобы инженеры, копаясь одновременно в обгоревших кусках обшивки и записях черных ящиков, могли отыскать одну из миллионов теоретически возможных причин крушения — и устранить ее у тех самолетов, которые летают или только разрабатываются. С межпланетными зондами, летящими куда-нибудь в направлении Юпитера, такой фокус не пройдет: авария означает, что в один прекрасный момент сигнал просто перестает приходить. И ни обломков, ни возможности побывать на месте крушения.

В конце 1990-х группа британских ученых взялась за разработку малого марсиан­ского посадочного модуля, задача которого была, ни много ни мало, найти марсианскую жизнь. Поскольку средства на проект не выделялись, они призвали на помощь широкую публику и смогли собрать примерно 40 миллионов долларов. На полную подготовку потребовалось вдвое больше, и вторую половину добавило государство. Несмотря на солидную сумму, это значительно меньше, чем на поиски марсиан­ской жизни потратили США.

Модуль назвали Beagle-2 в память о корабле «Бигль», на котором совершил кругосветное путешествие Чарльз Дарвин. Аппарат представлял из себя приплюснутую чашу размером с небольшой зонтик, которая после посадки должна была самораспаковаться: извлечь и разложить вокруг, как лепестки, солнечные батареи, радиоантенну и руку-манипулятор с блоком исследовательских приборов.

В 2003-м аппарат отправился к Марсу, но после входа в марсианскую атмосферу больше не подавал сигналов.

Как узнать, что случилось со станцией, пропавшей на расстоянии в сто миллионов километров от Земли? Через двенадцать лет после исчезновения Beagle-2 его удалось найти энтузиасту Михаэлю Круну из Германии. Ученые знали примерное место посадки аппарата, и это место снял Mars Reconaissance Orbiter, зонд NASA. В ходе поисков Beagle-2 космическому археологу удалось опознать элементы посадочной системы: парашют, тормозной щит, спускаемую капсулу и сам аппарат. Выяснилось, что модулю удалось осуществить мягкую посадку, а сбой произошел, когда он разворачивал свои лепестковые солнечные батареи. Два из шести лепестков удалось развернуть — они ярко блестели на спутниковых кадрах.

Взглянув на космический аппарат, который десятилетиями стоит на другой планете, можно многое об этой планете узнать. Например, знаменитые марсианские пылевые бури оказались не способны похоронить под слоем пыли ярко-белый парашют советского «Марса-3», который хорошо видно из космоса спустя 45 лет после посадки.

Луна же — на первый взгляд, просто гигантский холодный камень в вакууме — оказалась не такой простой, как думали прежде. Ученые заметили, что лазерные уголковые отражатели на поверхности (их туда доставили команды Apollo и советские луноходы) со временем все хуже и хуже возвращают пущенные с Земли лазерные лучи. Результатом этого исследования стало лучшее понимание атмосферных условий на нашем естественном спутнике. Атмосфера Луны практически не отличается от вакуума, но из-за статического электричества над лунной поверхностью поднимаются облака мельчайшей пыли, которые постепенно покрывают отражатели тонким слоем.

В конце 1971 года на Марс прибыл совет­ский космический аппарат «Марс-3». Несколькими днями ранее его дублер «Марс-2» вошел в атмосферу под нерасчетным углом и разрушился при посадке. А «Марс-3» с углом угадал. Все элементы посадочной системы отработали по программе: тормозной щит погасил космическую скорость до сверхзвуковой, тормозной парашют снизил скорость падения до 300 километров в час, а твердотопливный ракетный двигатель включился перед самой поверхно­стью, позволив практически зависнуть спускаемому аппарату. Последний удар о поверхность принял на себя пенопластовый кожух модуля. После посадки защитный колпак отскочил в сторону, а аппарат развернул свои четыре лепестка. Камера начала съемку первой панорамы другой планеты — передача пошла через орбитальный аппарат на Землю. Но через 14 секунд все прекратилось. Причины сбоя неизвестны.

Высказывалось предположение, что посадка не была идеальной: модуль завалился на бок. Но как такую гипотезу проверить? Открытие стало возможным благодаря фотографиям аппарата Mars Reconnaisance Orbiter. Он провел съемку предполагаемого места посадки, а за поиски небольшого аппарата взялись энтузиасты с форума журнала «Новости космонавтики» и сообщества соцсети ВКонтакте «Curiosity—марсоход». И они нашли!

Первым был парашют. Повезло, что он удачно лег на поверхность и выглядит сейчас семиметровым светло-оранжевым пятном, сильно выделяясь на окружающей местности. Более тщательный поиск позволил отыскать практически все элементы спускаемой системы: тормозной щит, парашют, тормозной двигатель и колпак защитного кожуха. Для точной идентификации найденных деталей пришлось обратиться к чертежам аппарата и порасспрашивать специалистов, которые принимали участие в разработке «Марса-3». Усилия энтузиастов из сообщества ВКонтакте в конце концов привели к тому, что NASA произвело повторную съемку места для подтверждения находки.

Будущих космических археологов еще ждут «Марс-2», «Марс-6» и Mars Polar Lander. Хотя последний, скорее всего, уничтожен сезонными полярными льдами. Наибольшую загадку представляет «Марс-6», о котором известно, что он успел развернуть парашют, но посадка стала аварийной, и с поверхности зонд сигналов уже не присылал. Спутник MRO неоднократно снимал предполагаемое место посадки, а группы энтузиастов неоднократно просматривали их, но не нашли даже парашюта.

Если археология Марса — это больше удел любителей, то изучение следов человеческой деятельности на Луне поставлено на профессио­нальные рельсы. Правда, занимаются этим не археологи, а планетологи и геологи, которым в принципе интересна Луна, а не только хозяй­ственная деятельность на ней.

Хорошее подспорье исследователям Луны — спутник Lunar Reconaissance Orbiter, младший брат аппарата на орбите Марса. На поверхности Луны можно разглядеть детали размером 50 сантиметров, а в исключительных случаях и 30-сантиметровые.

Планетологов интересуют местные подробности, в которых оказались космические аппараты прошлого, — так называемый геологиче­ский контекст. Александру Базилевскому с его группой из московской Лаборатории сравнительной планетологии ГЕОХИ РАН удалось не только обнаружить на поверхности Луны разбившуюся станцию «Луна-23», но и совместно с разработчиками станции понять, какие именно детали видны на снимках и что случилось после падения.

«Луны» — памятник космической гонке прошлого века, и здесь тоже еще есть чем заняться первооткрывателям: «Луна-2», «Луна-9» и «Луна-11» так до сих пор и не найдены.

А вот обнаружение «Лунохода-1» и «Лунохода-2» дало возможность измерять дистанцию до Луны с точностью до сантиметров. На обоих луноходах были установлены специальные зеркальные отражатели, похожие по принципу действия на велосипедные катафоты, которые всегда отражают луч туда, откуда он пришел. И сейчас для вычисления точных расстояний в два лунохода, бездействующие с начала 1970-х, с Земли прицельно светят лазером (еще есть три отражателя, установленные командами Apollo). Кому это нужно? Прежде всего физикам, которые уточняют теорию гравитации или ищут темную материю. Выводы на основе таких замеров будут не столько про Луну, сколько про Вселенную в целом.

Чтобы искать космические аппараты прошлого, не обязательно пользоваться спутниками. Особенно когда предмет поисков — сами спутники. Используя открытую базу данных околоземных космических объектов NORAD, при помощи телескопа и зеркального фотоаппарата можно самостоятельно снять пролет какого-нибудь космического аппарата, запущенного во времена Королева. Самое старое искусственное тело в космосе — американский спутник Vanguard 1, которому уже 58 лет. Но поскольку сам он размером с грейпфрут (за вычетом торчащих в разные стороны антенн), то разглядеть его в любительский телескоп с балкона никак не получится,хотя при большом усердии можно попытаться поймать его солнечный блик.

Иногда спутник удается не только разглядеть — и чем-то такие истории напоминают случай с танком, который 50 лет простоял памятником на постаменте, но легко тронулся с места, как только его заправили и завели. Межпланетный детектор плазмы и космических частиц ICE запустили в 1978 году для наблюдения за Солнцем и несколькими кометами.

В 1997-м NASA прекратило обмениваться с ним данными. Но в 2014-м группа энтузиастов собрала деньги на необходимое радиооборудование (по современным меркам такое же устаревшее, как ламповые телевизоры) и смогла наладить связь со спутником заново при помощи специали­стов NASA и 300-метрового радиотелескопа «Аресибо». Оказалось, что космический аппарат по-прежнему понимает команды с Земли, но вот двигатели уже вышли из строя.

Одно из самых оригинальных открытий спутниковой археологии связано со все той же лунной программой США. В 2002 году астрономы обнаружили небольшой околоземный астероид, которому дали название J002e3.

В интернете его называют "астероид, который не смог".

По ряду характеристик он не был похож ни на один другой естественный объект в космосе: спектр астероида соответствовал алюминию и двум краскам — белой и черной. Анализ орбиты J002e3 показал, что это третья ступень ракеты Saturn 5, которая когда-то вывела Apollo 12 на отлетную орбиту к Луне.

Археологические находки за пределами Земли создают интересный юридический казус. С одной стороны, каждому археологическому памятнику положены официальный статус, кипы документации и государственная (или международная) защита.

С другой стороны, в главном документе космического права — «Договоре о космосе» 1967 года — прямым текстом прописано, что внеземные территории «не подлежат национальному присвоению ни путем провозглашения на них суверенитета, ни путем использования или оккупации, ни любыми другими средствами». Так что вопрос о статусе архео­логических памятников за пределами Земли не обсуждался на международном уровне.

В 2011-м, на волне популярности конкурса Google Lunar XPrize на запуск частного лунохода, NASA рекомендовало командам не садиться поблизости с местами исторических посадок, чтобы не засыпать пылью и не заездить следы астронавтов.

А в 2013-м в Конгресс США даже внесли законопроект Apollo Lunar Landing Legacy Act (который, правда, законом не стал), объявляющий национальными парками США все те участки Луны, где оставили свои следы экипажи Apollo.

Пока юридический и международный статус археологических памятников в космосе не определен. Внеземную археологию даже нельзя назвать официально признанной наукой, а само словосочетание больше ассоциируется с поисками разбившихся летающих тарелок и пирамид марсиан. Но раз люди продолжают летать в космос, то когда-то и здесь появятся свои музейные работники, летние практики для студентов, таблички «не подходить, ведутся раскопки», черные копатели — и сюрпризы не хуже Трои.

Источник