питаясь раствором, начнут выделять газы, возникающие в ходе метаболизма, – именно такой результат наблюдается при исследовании земных почв. После обсуждения эксперимента с коллегами в методику его проведения было внесено небольшое, но принципиальное изменение: перед смачиванием образец грунта следовало обдать парами воды под давлением, которое, вероятно, существовало на Марсе миллионы лет назад.
Эксперимент по выделению радиоактивной метки (Labeled Release, LR), разработанный инженером-сантехником Гилбертом Левиным, тоже основывался на предположении, что марсианские микроорганизмы, оказавшись в «курином бульоне», начнут выделять газы. Однако он отличался от вышеописанного существенными деталями. Прежде всего, питательная смесь состояла из более простых соединений (муравьиная, гликолевая и молочная кислоты, глицин и аланин), которые образуются в опыте Юри – Миллера, а также обнаружены в метеоритах и межзвёздных газово-пылевых облаках, – следовательно, организмы, где бы они ни зародились, смогут усвоить в процессе обмена веществ хотя бы одно из этих соединений. Кроме того, питательный раствор содержал вещества, меченые радиоактивным углеродом, поэтому образование любого газа, полученного в процессе жизнедеятельности, можно было зарегистрировать, просто измеряя уровень радиоактивности.
План эксперимента по выделению продуктов пиролиза (Pyrolytic Release, PR), предложенный группой Нормана Хоровица из Калифорнийского технологического института, предусматривал инкубацию в течение 120 часов образца грунта в марсианской атмосфере, обогащённой внутри камеры спускаемого аппарата небольшим количеством меченых радиоактивным углеродом газов CO и CO2 (они присутствуют в атмосфере планеты в количествах 0,1 и 95 % соответственно). Хоровиц исходил из того, что если на Марсе существует жизнь, то она приспособлена к местным, а не к земным условиям, поэтому может не отреагировать на смачивание водным паром или «куриным бульоном» – лучше попробовать сразу выделить следы организмов, которые должны за время инкубации усвоить часть радиоактивной атмосферы. После завершения процесса газовая смесь удалялась, а продукты гипотетической жизнедеятельности разлагались с помощью пиролитической реакции при температурах 625–640 °C, что позволяло затем легко измерить количество атомов радиоактивного углерода, прошедших через организмы.
Межпланетная станция «Викинг-1» стартовала 20 августа, «Викинг-2» – 9 сентября 1975 года. После благополучного перелёта спускаемые аппараты отделились от орбитальных и совершили мягкие посадки: 20 июля и 3 сентября 1976 года. Места для них отбирались долго и обдуманно на основании анализа снимков, полученных аппаратом «Маринер-9». Но, когда «Викинги» вышли на ареоцентрическую орбиту и направили на выбранные районы телекамеры, обладающие более высоким разрешением, и специальные радары, оказалось, что поверхность неровная, сильно изрезана складками грунта и покрыта небольшими кратерами. Первоначально «Викинг-1» нацелили на протяжённое русло так называемой Долины Майя (Maja Valles) в месте её перехода в Равнину Хриса (Chryse Planitia): учёные полагали, что найдут там следы воды или даже водный лёд. Однако пришлось пересмотреть планы, и в результате аппарат совершил посадку на той же равнине, но в районе, который больше напоминал лунный пейзаж. «Викинг-2» предполагали сажать в районе Кидония (Cydonia) около границы северной полярной шапки, но посадили на Равнину Утопия (Utopia Planitia), в 7400 км к северо-востоку от первого аппарата.
Хотя предполагалось, что посадочные аппараты проработают на поверхности девяносто дней, они значительно перекрыли свой ресурс: дольше всех продержался «Викинг-1», который оставался на связи до 13 ноября 1982 года – больше шести лет. За это время телекамеры «Викингов» не зарегистрировали ничего, что напоминало бы хоть какие-то признаки биологической активности. Анализ состава атмосферы и грунта не выявил благоприятных условий для зарождения жизни – напротив, Марс оказался более сухим и холодным, чем самые сухие и холодные пустыни на Земле.
Эксперименты с газовыми хроматографами GCMS дали отрицательный результат. В каждом районе посадки анализ содержания органических веществ проводился с двумя образцами грунта, в том числе была изучена проба, взятая из-под камня на Равнине Утопия. Получилось зарегистрировать лишь следы чистых органических растворителей, оставшихся от промывки самого прибора, и обнаружение этих загрязнений доказало, что приборы работали нормально. Кроме того, были найдены углекислый газ и пары воды, образовавшиеся при распаде минералов марсианского грунта в результате нагревания.
Однако все три эксперимента выявления метаболической активности микроорганизмов внезапно указали на присутствие жизни!
После введения пара в первом же эксперименте по газообмену GEX на «Викинге-1» выделились азот, аргон, углекислый газ и кислород; при этом давление кислорода увеличилось почти в 200 раз. В приборе выделения радиоактивной метки LR ввод «куриного бульона» почти немедленно вызвал резкое повышение радиоактивности. В приборе выделения продуктов пиролиза PR рост радиоактивности превысил фоновый уровень, установленный в предполётных лабораторных анализах стерильных проб грунта.
Казалось бы, учёным следовало радоваться открытию жизни на Марсе, но они помнили горький опыт поспешных выводов, поэтому интерпретировали результаты с осторожностью. Например, слишком высокая интенсивность выделения кислорода выглядела подозрительно. Неужели марсианские микроорганизмы настолько активнее земных?
Эксперименты были продолжены и привели к разочарованию. В камеру прибора GEX добавили «куриный бульон», который вступил в контакт с марсианским грунтом, однако содержание кислорода там не выросло, как должно быть, а упало, вероятно, в результате небиологического поглощения веществом, находившимся в питательном растворе, например, аскорбиновой кислотой. Содержание углекислого газа тоже уменьшилось, хотя потом снова несколько возросло.
Вторично ввели «бульон» в прибор LR – уровень радиоактивности понизился. По-видимому, часть радиоактивного углекислого газа, содержащегося в атмосфере камеры, при повторном добавлении раствора была поглощена марсианским грунтом. После очистки камеры в неё заложили новую пробу, которая подверглась стерилизации. Когда к стерилизованной пробе добавили «бульон», уровень радиоактивности почти мгновенно возрос, а затем медленно снизился. Эксперимент со стерилизованным марсианским грунтом провели и в приборе PR. В отношении обоих контрольных экспериментов учёные отметили, что уровень радиоактивности после стерилизации оказался не настолько низким, чтобы считать его падение следствием уничтожения микроорганизмов. Его можно объяснить химическими процессами, ведь нагрев изменяет свойства вещества.
Был сделан вывод, что результаты всех биологических экспериментов следует объяснять «изощрённой» химией марсианского грунта, а не жизнедеятельностью микроорганизмов. Норман Хоровиц позднее писал: «Районы посадки двух спускаемых аппаратов „Викингов“ были очень похожи по химическому составу образцов грунта, несмотря на различие климатических условий и большое расстояние между ними. Мы понимаем теперь, что это сходство обусловлено теми процессами, которые происходят по всей планете, и данные, полученные на Равнинах Хриса и Утопия, вероятно, типичны для поверхности Марса. Примером таких процессов могут служить планетарные бури, которые разносят мелкий поверхностный материал по всей планете. Другим примером, особенно важным благодаря своей биологической значимости, следует считать процесс расщепления молекул воды в нижних слоях атмосферы Марса коротковолновым ультрафиолетовым излучением Солнца. Продукты этого фотолиза, Н и ОН, очень реактивны… ОН – сильный окислитель, и непрерывное образование его в непосредственной близости от поверхности Марса обусловливает отсутствие в ней органического вещества. Между прочим, с этим связана и красноватая окраска
