Если 4,6 млрд лет истории Земли ужать в один год, то этот всплеск космических исследований занял бы последнюю десятую долю секунды, а фундаментальные изменения мировоззрения и знаний, позволивших осуществить это примечательное преобразование, заняли бы только последние несколько секунд. XVII столетие увидело первое широкое применение простых линз и зеркал для астрономических целей. Посмотрев в первый астрономический телескоп, Галилей с удивлением и восторгом увидел Венеру в форме полумесяца и горы и кратеры Луны. Иоганн Кеплер думал, что кратеры – это сооружения разумных существ, населяющих тот мир. Но в XVII столетии голландский физик Христиан Гюйгенс выразил несогласие. Он предположил, что усилия, затраченные на сооружение лунных кратеров, были бы неразумно велики, и также считал, что может дать альтернативное объяснение этим круглым впадинам.
Гюйгенс служит примером ученого, который одновременно использовал передовые технологии, обладал экспериментальными навыками и рациональным, реалистичным и скептическим умом и был открыт новым идеям. Он был первым, кто предположил, что мы смотрим на атмосферу и облака на Венере, первым, кто понял кое-что об истинной природе колец Сатурна (которые казались Галилею двумя «ушами», окружающими планету), первым, кто изобразил распознаваемую область на марсианской поверхности (Большой Сирт
[110]), и вторым, после Роберта Гука
[111], который нарисовал Большое красное пятно на Юпитере. Эти последние два наблюдения все еще имеют значение для науки, потому что они подтверждались по меньшей мере три столетия подряд. Гюйгенс, конечно, не был абсолютно современным астрономом. Он не мог полностью избежать убеждений своего времени. Например, он представил любопытный аргумент, из которого мы можем вывести наличие конопли на Юпитере: Галилей установил, что у Юпитера четыре спутника. Гюйгенс задал вопрос, который вряд ли бы задал современный планетолог: почему у Юпитера четыре спутника? Ответ на этот вопрос, как он считал, можно получить, спросив то же самое о единственном спутнике Земли, Луне, чья функция кроме слабого света ночью и приливов заключается в обеспечении навигационной помощи морякам. Если у Юпитера четыре спутника, на этой планете должно быть много моряков. Но моряки подразумевают наличие лодок, лодки – наличие парусов, паруса – наличие канатов, и, я предполагаю, канаты – наличие конопли. Интересно, сколько наших современных высоко оцененных научных аргументов покажутся столь же сомнительными через три столетия.
Полезный показатель наших знаний о планете – это количество битов информации, необходимых, чтобы охарактеризовать наше представление о ее поверхности. Мы можем представить ее как количество черных и белых точек на газетной факсимильной копии, которая, если ее держать на расстоянии вытянутой руки, суммировала бы всю существующую информацию. В дни Гюйгенса на наши знания о поверхности Марса хватило бы около десяти битов информации, полученной урывками через телескоп. К тому времени, когда Марс близко подошел к Земле в 1877 г., это число увеличилось, вероятно, до нескольких тысяч, если исключить большое количество ошибочных сведений: например, рисунки «каналов», которые, как мы теперь знаем, абсолютно иллюзорные. С дальнейшими визуальными наблюдениями и развитием наземной астрономической фотографии количество информации росло медленно, пока не произошел резкий рост кривой с наступлением эры исследований планеты с помощью космических аппаратов.
Двадцать фотографий, полученных «Маринером-4» при облете планеты в 1965 г., составили 5 млн битов информации, что, в общем, сравнимо со всеми предыдущими фотографическими сведениями о планете. Но эти фотографии покрывают лишь крошечную часть планеты. Двойная миссия «Маринер-6» и «Маринер-7» в 1969 г. увеличила это число в 100 раз, а орбитальный зонд «Маринер-9» в 1971 и 1972 гг. увеличил его еще в 100 раз. Фотографические результаты, полученные «Маринером-9» с Марса, приблизительно в 10 000 раз больше суммы предыдущих фотографических знаний о Марсе, полученных за всю историю человечества. Аналогичное продвижение по сравнению с лучшими, полученными до этого наземными данными произошло, когда «Маринер-9» провел исследования с помощью инфракрасной и ультрафиолетовой спектроскопии.
С увеличением количества информации стремительно улучшается и ее качество. До «Маринера-4» самый малый объект, который можно было обнаружить на поверхности Марса, имел несколько сотен километров в диаметре. После «Маринера-9» несколько процентов поверхности планеты было сфотографировано с эффективным разрешением 100 м, что в 1000 раз лучше разрешения последних десяти лет и в 10 000 раз лучше разрешения времен Гюйгенса. У «Викинга» разрешение было еще лучше. Только благодаря ему мы сегодня знаем об огромных вулканах, полярных шапках, извилистых руслах с притоками, больших рифтовых долинах, полях дюн, пылевых полосах на склонах кратеров и многих других объектах марсианского ландшафта, информативных и загадочных.
Чтобы исследовать неизведанную планету, необходимы и должное разрешение, и область покрытия. Например, даже с превосходным разрешением по неудачному совпадению космические аппараты «Маринер-4», «Маринер-6» и «Маринер-7» наблюдали старую, испещренную кратерами и относительно неинтересную часть Марса и не добыли сведений о молодой и геологически активной трети планеты, обнаруженной «Маринером-9».
Жизнь на Земле совершенно не распознается на орбитальных фотографиях, и только при разрешении 100 м становится различима геометрическая форма городских поселений и сельскохозяйственных угодий нашей технологической цивилизации. Если бы на Марсе существовала цивилизация сравнимого масштаба и уровня развития, ее нельзя было бы увидеть на фотографиях до миссий «Маринера-9» и «Викинга». Нет причин надеяться на обнаружение таких цивилизаций на ближайших планетах, но это сравнение показывает, что мы только начинаем в полной мере познавать соседние миры.
Безусловно, нас ожидают удивительные открытия, когда и разрешение, и область покрытия при фотографировании станут еще лучше, а спектроскопия и другие методы исследования также будут значительно усовершенствованы.
Самая большая профессиональная организация планетологов в мире – это Отдел планетных наук Американского астрономического общества. Рвение ученых этой развивающейся области наук заметно на собраниях общества. На ежегодном собрании 1975 г., например, было объявлено об обнаружении водяного пара в атмосфере Юпитера, этана на Сатурне, предположительно, углеводородов на астероиде Веста, атмосферного давления, близкого к земному, на спутнике Сатурна Титане, всплесков радиоизлучения декаметрового диапазона на Сатурне, а также об обнаружении спутника Юпитера Ганимеда с помощью радиолокатора, определении спектра радиоизлучения спутника Юпитера Каллисто, не говоря уже об ошеломляющих видах Меркурия и Юпитера (и их магнитосфер), полученных в ходе экспериментов на «Маринере-10» и «Пионере-11». И на последующих собраниях были представлены не менее значимые достижения.
