Команда американского космического агентства NASA ждала первых близких снимков Марса — и вообще первого портрета другой планеты, полученного с такого расстояния. Телескопы оставляли слишком много места воображению. Каналы уже вызывали сомнения, однако надежда увидеть более земной мир — с водой или растительностью — еще жила. Полученные кадры потрясли ученых: вместо фантазий открылся пейзаж, похожий на безжизненную Луну.
Технический триумф обернулся холодным душем.
Зачем «Маринер-4» отправили к Марсу
Предыдущий «Маринер-3» потеряли из-за неисправности обтекателя. Защитная оболочка не отделилась, солнечные батареи остались закрытыми, и аппарат не смог продолжить полет. Через 23 дня, 28 ноября 1964 года, в путь отправили его близнеца. Станция должна была пролететь мимо Марса, сфотографировать поверхность и проверить свойства атмосферы радиосигналом.
Вторая попытка сработала.
Выходить на орбиту «Маринер-4» не мог: вся научная программа у планеты укладывалась в короткий пролет. Поэтому камеру, магнитофон и приборы заранее готовили к нескольким минутам работы, ради которых станции предстояло лететь больше семи месяцев.
Как прошел пролет «Маринера-4»
По дороге инженеры один раз скорректировали траекторию. Ориентироваться в пространстве станции помогали Солнце и звезда Канопус, а команды с Земли шли около 12 минут в одну сторону; когда аппарат приблизился к цели, быстро вмешаться в ход встречи уже никто не мог.
Камера работала около 25 минут и снимала поверхность через красный и зеленый фильтры. На магнитную ленту лег 21 полный кадр вместе с частью двадцать второго. В ближайшей точке аппарат прошел в 9846 км от поверхности — достаточно близко, чтобы впервые различить детали марсианского рельефа, которые земные телескопы показать не могли.
Отсюда и разница в датах. В США еще шел вечер 14 июля, а по всемирному времени съемка и максимальное сближение произошли уже 15 июля 1965 года. Позднее в тот же день станция начала передавать записанные кадры.
Как цифры превратились в снимок
Камера не отправляла фотографии.
Каждый кадр представлял собой сетку 200 на 200 элементов, то есть 40 000 пикселей. Яркость каждого кодировалась числом от 0 до 63, затем вся последовательность сохранялась на бортовой магнитной ленте. Данные шли на Землю со скоростью около 8,5 бита в секунду. При таком темпе прием одного изображения занимал больше восьми часов, а первый сеанс передачи всей серии растянулся на десять дней.
Инженеры ждать не смогли: они распечатали числа, разрезали бумагу на полосы, собрали их на стене и раскрасили пастелью по шкале яркости. Эта ручная мозаика появилась раньше компьютерной картинки и позволила сразу увидеть край Марса. В истории космонавтики трудно найти более буквальный момент, когда данные превращались в изображение прямо на глазах.
Что ученые увидели на Марсе
Первый кадр показал край планеты и светлую дымку, похожую на облако. Следующие изображения открыли древнюю поверхность с множеством кратеров. Для команды это было странное сочетание восторга и разочарования: техника сделала невозможное, а сам Марс на снимках выглядел куда суровее ожиданий.
Потом пришел одиннадцатый кадр.
Сходство с Луной стало очевидным. На снятой полосе не нашлось каналов, рек или заметных признаков молодой геологической активности. Надежды встретить развитую жизнь на поверхности резко уменьшились. Все же эти фотографии нельзя считать приговором целой планете: миссия жизнь не искала, специальных биологических приборов не несла и доказать ее отсутствие не могла.
Что выяснили без камеры
Снимки оказались лишь половиной открытия.
Когда аппарат скрылся за Марсом, его радиосигнал прошел через атмосферу и изменился. По тому, как волна преломлялась и слабела, ученые оценили давление у поверхности всего в 4−7 миллибар, меньше 1% земного. Температуру нижней атмосферы определили примерно в −100 °C. Приборы также не обнаружили глобального магнитного поля и радиационных поясов в пределах своей чувствительности.
Для будущих посадок это был практический сигнал тревоги. В столь разреженном воздухе одного парашюта крупному аппарату было бы мало: конструкторам требовалось сочетать аэродинамическое торможение с двигателями. Один короткий пролет уже менял проекты следующих марсианских миссий.
Почему первый «портрет» оказался неполным
Камера охватила примерно 1% поверхности и попала в особенно древний, кратерированный район. По нескольким десяткам маленьких кадров исследователям пришлось судить о целом мире — соблазн понятный, хотя выборка оказалась слишком узкой.
Позднейшие станции открыли гигантские вулканы, глубокие каньоны, высохшие русла и множество следов долгой истории воды. «Маринер-4» не ошибся: он показал честный фрагмент, который сначала приняли за целую планету. Марс оказался разнообразнее своего первого портрета, а поиск его прошлого потребовал новых орбитальных аппаратов и посадочных лабораторий.
После пролета станция еще больше двух лет изучала солнечный ветер, а сегодня «Персеверанс» собирает панорамы из десятков кадров и исследует отдельные камни. Путь к таким лабораториям начался именно с зернистых снимков «Маринера-4»: они впервые превратили Марс из далекого красноватого диска в настоящий ландшафт.
Ранее Наука Mail рассказала о том, как станция «Марс-3» впервые в истории совершила мягкую посадку на Красной планете.