Красная планета истекает кровью. Нет, не настоящей. Но атмосфера Марса медленно мало-помалу утекает в космос. Виновником является Солнце, которое с помощью ветра и радиации «похищает» атмосферу Марса. В результате планета, которая могла бы быть пригодна для жизни, может навсегда лишиться атмосферы, остаться холодной и пустынной...

Каналы в грунте Марса в виде русла рек, открытие минералов, образовавшихся при помощи воды, указывают на то, что раньше атмосфера на этой планете была более плотной и достаточно тёплой, чтобы по поверхности могла течь жидкая вода. Однако каким-то образом эта плотная атмосфера «утекла» в космос. Получается, что Марс оставался холодным и сухим в течение миллиардов лет, и атмосфера была настолько разреженной, что даже самое малое количество жидкой воды сразу же поглощалось ультрафиолетовым излучением Солнца.

При таких условиях не могла существовать ни одна известная форма жизни. Однако, возможно жизнь на Марсе «ушла» под землю, где всё ещё может существовать жидкая вода, и куда не проникает солнечное излучение.

Главным подозреваемым в похищении атмосферы Марса остаётся Солнце. Все планеты солнечной системы постоянно «обдуваются» солнечным ветром – тонким потоком электрически заряженного газа, который рождается на поверхности Солнца и распространяется в космос. На Земле мощное магнитное поле нашей планеты защищает атмосферу от солнечного ветра. Заряженные частицы, йоны и электроны, распространяемые солнечным ветром, обладают сложными пересекающимися друг с другом магнитными полями.

«Марс не может защитить себя от солнечного ветра, потому что у него больше нет щита, магнитное поле планеты уничтожено», говорит Брюс Джакоски из Колорадского Университета в Болдере. Джакоски возглавляет исследовательскую миссию MAVEN в NASA, цель которой – понять, что является причиной утечки марсианской атмосферы. NASA инициировала миссию MAVEN 15 сентября 2008 года.

Марс потерял своё магнитное поле ещё в юности, миллиарды лет тому назад. В один прекрасный момент исчезло магнитное поле этой большой планеты, и атмосфера Марса оказалась беззащитна перед солнечным ветром. В результате большая часть атмосферы постепенно улетучилась. В отдельных территориях Марса все же остались «застывшие» магнитные поля, но их недостаточно для того, чтобы защитить всю атмосферу от солнечного ветра.

И хотя солнечный ветер – это самый очевидный метод «похищения атмосферы», солнце может делать это и другими способами. Тем не менее, большинство ученых придерживается мнения, что именно солнечный ветер и ультрафиолетовое излучение Солнца превращает незаряженные атомы и молекулы в верхних слоях атмосферы Марса в заряженные частицы. Зарядившись, электрические поля, созданные солнечным ветром, уносят их в пространство. Электрическое поле создается благодаря движению заряженного солнечного ветра через систему планет. Магнитное поле создается Солнцем.

Исключением являются атомы и молекулы, которые благодаря высокой температуре Солнца имеют достаточную скорость, чтобы просто «убежать» от этого процесса. Они остаются электрически нейтральными, но становятся достаточно разогретыми для того, чтобы противиться гравитации Марса. Кроме того, ультрафиолетовое излучение Солнца может поглощаться молекулами, разделяя их на составляющие атомы и давая каждому атому энергию, достаточную для того, чтобы он мог покинуть планету.

Но в этом деле есть и другие подозреваемые. Марс располагает более чем двадцатью древними кратерами, шириной более чем 600 миль, образовавшихся в результате столкновений с гигантскими астероидами. Каждый из таких астероидов – как маленькая Луна. Эти бомбардировки могли уносить в космос большие объемы марсианской атмосферы. Однако, огромные вулканы на Марсе, которые извергались после столкновений (такие как Олимпус Монс), могли снова наполнить марс атмосферой за счет больших объёмов газа, исходящих из недр самой планеты.

Не исключено, что похищение атмосферы Марса было хорошо организованным преступлением, к которому были причастны и столкновения с астероидами, и солнечный ветер. Без щита в виде магнитного поля любое изменение атмосферы Марса, которое могло произойти в результате извержения вулкана, впоследствии могло быть «украдено» солнечным ветром. Ранние миссии на Марс улавливали свидетельства этого «ограбления». К примеру, поток ионов из верхних слоёв атмосферы Марса был виден двумя насовскими аппаратами: Mars Global Surveyor и European Space Agency's Mars Express.

«Предшествующие исследования давали нам ‘доказательства преступления’, но ничего конкретного о том, как именно Солнце высасывает атмосферу Марса и как ещё Марс может её терять» - говорит Джозеф Гребовски из Годдардского центра полётов НАСА в Гринбелте. Миссия «MAVEL» исследует все известные способы, благодаря которым Солнце может высасывать атмосферу Марса, а также сможет открыть новые, ранее неизвестные.

Когда марсианская атмосфера стала менее плотной, планета стала суше, потому что водяной пар в атмосфере также ушел в космос. Ещё потому что оставшаяся вода замерзла, ведь когда исчезла атмосфера, резко понизилась температура. Миссия MAVON может ответить на вопрос, сколько воды Марс отдал космосу, измеряя отношения изотопов водорода.

Изотоп – это более тяжелый вариант основного элемента. К примеру, дейтерий – это более тяжелый вариант водорода. Обычно два атома водорода соединяются с атомом кислорода, и в результате образуется молекула воды. Но иногда дейтерий – тяжёлый и редкий элемент, - занимает место водорода.

На Марсе водород улетучивается быстрее, потому что он легче Дейтерия. И так как более легкие элементы улетучиваются быстрее и чаще, на Марсе остается всё меньше водорода по сравнению с количеством оставшегося дейтерия. Таким образом, в марсианской атмосфере становится всё больше и больше дейтерия.

Задача миссии MAVEN – измерить количество водорода по отношению к дейтерию в верхних слоях атмосферы Марса, узнать соотношение водорода к дейтерию, актуальное на сегодня. Астрономы будут сравнивать этот показатель с прошлым, который был установлен, когда Марс был молод.

Сопоставление этих двух показателей позволит команде исследователей вычислить количество водорода, а значит и воды, которое Марсу пришлось потерять за всю его жизнь. Например, если исследователи обнаружат, что марсианская атмосфера сегодня в 10 раз богаче дейтерием, то изначальное количество воды на этой планете должно было быть как минимум в десять раз больше нынешнего показателя.

MAVEN также поможет установить, сколько марсианской атмосферы утекло, путём измерения отношений изотопов других элементов атмосферы, таких как азот, кислород и углекислый газ.

Запуск миссии MAVEN запланирован на период между 18 ноября и 7 декабря 2013 года. Если старт состоится 18 ноября, то на Марс команда прибудет 16 сентября 2014 года.

MAVEN является частью программы NASA’s Mars Scout, разработанной в штаб-квартире NASA в Вашингтоне. Работу исследователей и ученых на Марсе будет координировать Университет Колорадо. Вопросы управления проектом, технического оснащения, безопасности и страховки космонавтов возьмет на себя NASA Goddard. Слежение за траекторией космического корабля, вопросы связи и телекоммуникаций лягут на плечи сотрудников Лаборатории Реактивного Движения НАСА, город Пасадена, штат Калифорния. Наличие необходимых инструментов на космическом корабле обеспечат: Калифорнийский университет, Беркли, Университет Колорадо и NASA Goddard совместно с Centre d’Etude Spatiale des Rayonnements, г. Тулуза, Франция.