Чтобы разгадать загадку и восстановить прошлое красной планеты, на ее поверхность высадились два американских планетохода «Спирит» (“Spirit”, MER-A, “Mars Exploration Rover A”) и «Оппортьюнити» (“Opportunity”, MER-B, “Mars Exploration Rover B”).

«Спирит» совершил успешную посадку 4 января 2004 года в кратере Гусева (Gusev Crater), который, по мнению астрономов, был некогда огромным озером. Высадка «Оппортьюнити» состоялась 25 января 2004 года на равнине Меридиана (Meridiani Planum), находящейся на другой стороне планеты. Аппараты создавались в расчете на работу до 90 суток, но они многократно перекрыли свой ресурс. Впрочем, самые важные открытия были сделаны в течение первого года. Обследовав места посадок и проведя дистанционное бурение и анализ пород, ученые НАСА пришли к заключению, что оба планетохода находятся в местах, где некогда текла вода. При этом выяснилось, что, скажем, на равнине Меридиана вода то высыхала, то появлялась вновь, а в кратере Гусева вулканическая порода оказалась сцементирована пролившимся дождем. Точно определить периоды, когда по Марсу текли реки, заполняя отдельные низины, а потом испаряясь и уходя в грунт, пока невозможно – территории красной планеты было принято датировать по количеству и форме кратеров, но поскольку теперь понятно, что Марс куда более активен, чем Луна, методику придется пересматривать и уточнять. Приблизительная оценка – вода в жидком состоянии текла по Марсу как минимум 100 тыс. лет назад, т. е. во времена, когда наши предки уже обрели разум.

В научном отчете, описывающем открытия, сделанные планетоходами, указывается, что вода в море Меридиана (а теперь можно говорить не о равнине, а о дне высохшего моря) была чрезвычайно соленой и обладала повышенной кислотностью. Кажется, что подобные условия не способствуют зарождению жизни, однако в том же отчете указывается, что в реке Рио-Тинто на юго-западе Испании, вода которой имеет рубиново-красный цвет, поскольку содержит огромное количество окисленного железа, биологи обнаружили довольно богатый микроорганический мир. Открытие позволяет надеяться, что высохшее марсианское море тоже когда-то было колыбелью жизни.

Американский межпланетный аппарат «Mars Reconnaissance Orbiter»

Для сбора данных в пользу гипотезы существования марсианской жизни в полет к красной планете отправились еще два американских аппарата: «Марс Реконессанс орбитер» (“Mars Reconnaissance Orbiter”, MRO, с англ. «Марсианский орбитальный разведчик») и посадочная лаборатория «Феникс» (“Phoenix”).

Камень «Горшок с золотом» («Pot of Gold»), в котором «Spirit» обнаружил гематит, указывающий на существование воды на Марсе

«Марс Реконессанс орбитер», вышедший на околомарсианскую орбиту 11 марта 2006 года, снабжен «шпионской» камерой HiRISE (High Resolution Imaging Science), которая способна «разглядеть» из космоса отдельные предметы размером 30 см. Камера сразу же показала себя в деле, запечатлев с орбиты ползающие внизу планетоходы. Как водится, «разведчик» начал работу с поисков следов древних водных потоков. И довольно быстро его камере удалось зафиксировать характерные трещины в марсианских породах, которые свидетельствуют о наличии «трубопроводов» – естественных подземных каналов, пробитых водой, которая текла по ним несколько миллионов лет назад. Ученые сразу подчеркнули, что такие «трубопроводы» – практически идеальное место для возникновения простейших форм жизни.

«Разведчик» решил большинство проблем, волновавших ученых. Так, при помощи спектрометра CRISM (Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars) им удалось обнаружить залежи карбонатов (солей угольной кислоты), которые так и не сумел найти «Марс Глобал Сервейор». Тогда же ареологи выявили и многочисленные районы, содержащие древние глины (филлосиликаты и гидратированные сульфаты), сформировавшиеся свыше 3,5 млрд лет назад.

Европейский межпланетный аппарат «Mars Express»

Параллельно европейский аппарат «Марс-Экспресс» запечатлел береговую линию древнего океана, который располагался в северном полушарии, занимая треть планеты. Наличие его следов подтвердил позднее и «Марс Реконессанс орбитер». Почти тридцать высохших рек из пятидесяти двух, обнаруженных ареологами на Марсе, имели некогда общее русло с этим северным океаном. Сегодня считается, что он был глубиной до 500 м, и в нем содержалось около 124 млн м3 воды, что примерно в десять раз меньше земных запасов.

Так ученые доказали, что в истории Марса были достаточно продолжительные периоды, когда вода существовала в жидком виде, оказывая влияние на облик планеты. Однако чтобы доказать ее современное наличие в виде льда и исключить ошибку интерпретации приборных данных, понадобился еще один хитрый эксперимент. 25 мая 2008 года стационарная лаборатория «Феникс» совершила мягкую посадку на северном полюсе Марса. Этот аппарат был снабжен мощным манипулятором, который тут же вырыл в грунте канаву, обнажив скрытый под ним лед. Рассчитанный на три месяца «Феникс» проработал до ноября того же года и подтвердил: ошибки быть не может, под слоем ржавого грунта действительно находится замерзшая вода.

Американский межпланетный аппарат «Phoenix»

Если суммировать современные представления научного сообщества о Марсе, то историю красной планеты можно описать так. Формирование Марса в виде твердого стабильного тела Солнечной системы завершилось 4,5 млрд лет назад. В то время у него была достаточно плотная атмосфера, которая удерживала солнечное тепло (парниковый эффект), что позволяло не замерзнуть и не испариться многочисленным водоемам.

Процесс испарения льда в канавках, выкопанных аппаратом «Phoenix» в грунте на северном полюсе Марса

Время от времени на Марс падали метеороиды и кометы – «мусор», оставшийся после формирования Солнечной системы из протопланетного облака (точно такой же бомбардировке подвергались все «внутренние» планеты, включая Землю), что способствовало тектонической активности и стимулировало процессы зарождения простейших форм жизни. Этот теплый и благоприятный для возникновения биосферы период называют «ноахием» (эпоха Ноя, Noachian epoch) по региону Земля

Ноя (Noachis Terra), который почти в неприкосновенности сохранился с тех давних пор. Он продолжался 800 млн лет – до рубежа в 3,7 млрд лет. Затем (или прямо в ходе ноахия) произошло какое-то катастрофическое событие – на Марсе вдруг развилась бурная вулканическая активность (к примеру, начали извергаться огромные вулканы в регионе Фарсида, Tharsis), появились крупные ударные кратеры, лежащие на одной дуге большого круга: Аргир, Эллада, Исида, Тавмасия, Утопия (Argyre, Hellas, Isidis, Thaumasia, Utopia). Скорее всего, на Марс упал металлический астероид размером 1000 км; причем перед падением он под действием гравитации Марса развалился на несколько кусков. Понятно, что катастрофа коснулась всей планеты – колоссальные потоки лавы и кипящей воды понеслись по ней, сметая все на своем пути. Миллионы тонн камней и пепла были выброшены в атмосферу и космос; некоторые из обломков долетели даже до Земли, и сегодня в Антарктиде находят так называемые «марсианские метеориты». Сама планета повернулась на 90°, старые полюса оказались на экваторе. Глобальная буря продолжалась миллионы лет – в период, названный «гесперием» (Hesperian epoch) опять же в честь одноименного района Плато Гесперия (Hesperia Planum). Именно тогда сформировался великий северный океан и огромные водоемы южного континента. Примерно 3,4 млрд лет назад снова произошло нечто катастрофическое – возможно, в северный океан упало еще одно космическое тело диаметром 2000 км. В результате чудовищного удара образовалась Великая Северная Равнина (Vastitas Borealis), дно которой лежит на 4–5 км ниже среднего радиуса планеты. Огромные слои грунта и коры планеты были выброшены в небо и упали в противоположном полушарии. Часть обломков осталась на низкой орбите, «слепившись» потом в спутник Фобос. Вновь заработали вулканы, и начал извергаться новый и самый огромный из них – Олимп (Olympus Mons). Ударная волна вызвала перенапряжение в коре Марса, и планета буквально лопнула: на ее лике появился уродливый шрам в виде Долины