Основные характеристики марса. Исследуем Марс — четвертую планету Солнечной системы
Орбита Марса вытянута, поэтому расстояние до Солнца меняется в течение года на 21 млн км. Расстояние до Земли также не постоянно. В Великие противостояния планет, происходящие один раз в 15-17 лет, когда Солнце, Земля и Марс выстраиваются в одну линию, Марс максимально приближается к Земле на 50-60 млн км. Последнее Великое противостояние было в 2003 г. Максимальная удаленность Марса от Земли достигает 400 млн км.
Год на Марсе почти вдвое длиннее земного — 687 земных дней. Ось наклонена к орбите — 65 ° , что ведет к смене времен года. Период вращения вокруг своей оси равен 24,62 ч, т. е. всего на 41 мин больше периода вращения Земли. Наклон экватора к орбите почти как у Земли. Это значит, что смена дня и ночи и смена времен года на Марсе протекает почти так же, как на Земле.
По расчетам, ядро Марса имеет массу до 9 % массы планеты. Оно состоит из железа и его сплавов и пребывает в жидком состоянии. Марс имеет мощную кору толщиной 100 км. Между ними находится силикатная мантия, обогащенная железом. Красный цвет Марса как раз и объясняется тем, что его грунт наполовину состоит из окислов железа. Планета как бы «проржавела».
Небо над Марсом темно-фиолетовое, и яркие звезды видны даже днем в спокойную тихую погоду. Атмосфера имеет следующий состав (рис. 46): углекислый газ — 95 %, азот — 2,5, атомарный водород, аргон — 1,6 %, остальное — водяные пары, кислород. Зимой углекислота замерзает, превращаясь в сухой лед. В атмосфере встречаются редкие облака, над низинами и на дне кратеров в холодное время суток стоят туманы.
Рис. 46. Состав атмосферы Марса
Среднее давление атмосферы на уровне поверхности около 6,1 мбар. Это в 15 000 раз меньше, чем на , и в 160 раз меньше, чем у поверхности Земли. В самых глубоких впадинах давление достигает 12 мбар. Атмосфера Марса сильно разряжена. Марс — холодная планета. Самая низкая зарегистрированная температура Марса -139 °С. Для планеты характерен резкий перепад температур. Амплитуда температур может составлять 75-60 °С. На Марсе есть климатические пояса, подобные земным. В экваториальном поясе в полдень температура поднимается до +20-25 °С, а ночью падает до -40 °С. В умеренном поясе утром температура составляет 50-80 °С.
Предполагают, что несколько миллиардов лет назад на Марсе была атмосфера плотностью 1-3 бар. При таком давлении вода должна находиться в жидком состоянии, а углекислый газ — испаряться, и мог возникнуть парниковый эффект (как на Венере). Однако Марс постепенно терял атмосферу из-за своей малой массы. Парниковый эффект уменьшался, появились вечная мерзлота и полярные шапки, которые наблюдаются и поныне.
На Марсе находится самый высокий вулкан Солнечной системы — Олимп. Его высота 27 400 м, а диаметр основания вулкана достигает 600 км. Это потухший вулкан, который, вероятнее всего, около 1,5 млрд лет назад извергал лаву.
Общие характеристики планеты Марс
В настоящее время на Марсе не найдено ни одного действующего вулкана. Около Олимпа есть и другие гигантские вулканы: гора Аскрийская, гора Павлина и гора Арсия, высота которых превышает 20 км. Вытекшая из них лава, прежде чем застыть, растеклась во все стороны, поэтому вулканы по форме напоминают скорее лепешки, чем конусы. Есть на Марсе и песчаные дюны, гигантские каньоны и разломы, а также метеоритные кратеры. Наиболее грандиозная система каньонов — долина Маринера длиной 4 тыс. км. В прошлом на Марсе могли протекать реки, которые и оставили русла, наблюдаемые в настоящее время.
В 1965 г. американский зонд «Маринер-4» передал первые изображения Марса. На основании этих, а также снимков с «Маринер-9», советских зондов «Марс-4» и «Марс-5» и американских «Викинг-1» и «Викинг-2», работавших в 1974 г., была составлена первая карта Марса. А в 1997 г. американский космический корабль доставил на Марс робота — шестиколесную тележку длиной 30 см и массой 11 кг. Робот находился на Марсе с 4 июля по 27 сентября 1997 г., изучая эту планету. Передачи о его передвижении транслировались по телевидению и сети Интернет.
У Марса два спутника — Деймос и Фобос.
Предположение о существовании у Марса двух спутников высказал в 1610 г. немецкий математик, астроном, физик и астролог Иоганн Кеплер (1571 — 1630), открывший законы движения планет.
Однако открыты спутники Марса были только в 1877 г. американским астрологом Асафом Холлом (1829-1907).
И седьмой по величине:
Расстояние орбиты от Солнца: 227 940 000 км (1,52 А.Е.)
Диаметр: 6794 км
Марс был известен с доисторических времен. Планета была тщательно изучена с помощью наземных обсерваторий.
Первый космический корабль, который посетил Марс, был Mariner 4 (США) в 1965 году. За ним последовали другие, так Марс-2 (СССР), - это первый космический аппарат, который приземлился на Марсе, за ним последовали два корабля Viking (США) со спускаемыми аппаратами в 1976 году.
Затем последовал 20 летний перерыв в запусках кораблей на Марс и 4 июля 1997 года успешно приземлился аппарат Mars Pathfinder
В 2004 году на марсе приземлился планетоход "Opportunity", который провел геологические исследования и отправил на Землю множество снимков.
В 2008 году космический модуль Phoenix приземлился на северных равнинах Марса, для поиска воды.
Затем на орбиту Марса были отправлены три орбитальные станции Mars Reconnaissance Orbiter , Mars Odyssey и Mars Express, которые в настоящее время находятся в эксплуатации.
Космический аппарат MSL Curiosity (CIF) 6 августа 2012, успешно совершил посадку на Марс. Трансляция посадки велась в прямом эфире на сайте NASA. Аппарат приземлился в заданном районе - в кратере Гейла.
Марсоход "Кьюриосити" (от английского "любопытство", "любознательность") был запущен с 26 ноября 2011 года. Он является крупнейшим роботизированным аппаратом за всю историю исследования Марса - его масса составляет более 900 килограмм.
Одна из главных задач "Кьюриосити" - анализ химического состава грунта на поверхности и на небольшой глубине. Среди его аналитических инструментов имеются квадрупольный масс-спектрометр, газовый хроматограф и рентгеновские спектрометры. Кроме того, он оснащен созданным в России нейтронным детектором DAN, предназначенным для поиска льда под поверхностью планеты.
Орбита Марса эллиптическая. Это значительно влияет на температуру с разницей в 30 C , со стороны Солнца, замеренной в афелии орбиты и перигелии. Это имеет большое влияние на климат Марса. В то время как средняя температура на Марсе составляет около -55 C, температура поверхности Марса колеблется от -133 C на зимнем полюсе почти до 27 C, на дневной стороне в течение лета.
Несмотря на то, что Марс намного меньше, чем Земля, его площадь примерно такая же, как площадь поверхности суши Земли.
Марс имеет один из наиболее разнообразных и интересных ландшафтов местности среди планет:
Гора Олимп : самая большая гора в Солнечной системе, ее высота 24 км над окружающей равниной. Подножие горы имеет 500 км в диаметре и обрамлено скалами высотой 6 км.
Тарсис : огромная выпуклость на поверхности Марса, размером около 4000 км в поперечнике и 10 км высотой.
Долина Маринера : система каньонов длинной в 4000 км и от 2 до 7 км в глубину;
Равнина Эллада : кратер от падения метеорита в южном полушарии более 6 км глубиной и 2000 км в диаметре.
Значительная часть поверхности Марса покрыта очень старыми кратерами, но есть и гораздо молодые рифтовые долины, хребты, холмы и равнины.
Южное полушарие покрыто кратерами, очень похоже на Луну. Северное полушарие состоит из равнин, которые намного моложе, меньше в высоту и имеют гораздо более сложную историю. Резкое изменение высоты в несколько километров, происходит на границе полушарий. Причины этой глобальной дихотомии и наличия резких границ неизвестны.
Разрез планеты выглядит примерно так, кора в южном полушарии около 80 км и около 30 км в северном полушарии, ядро очень плотное около 1700 км в радиусе.
Относительно низкая плотность Марса по сравнению с другими планетами земной группы указывает, на то, что его ядро, возможно, содержит относительно большую долю серы и железа (железо и сульфид железа).
У Марса, так же как и у Меркурия и Луны нет активных тектонических пластов в настоящее время, нет никаких признаков последнего горизонтального движения поверхности. На Земле свидетельством этого движения являются складчатые горы.
В настоящее время нет признаков текущей вулканической активности. Тем не менее, данные космического аппарата Mars Global Surveyor показывают, что Марс очень вероятно имел тектоническую активность когда-то в прошлом.
Существует очень четкое свидетельство эрозии во многих местах на Марсе, в том числе крупных наводнений и небольших речных систем. В прошлом на поверхности планеты была какая-то жидкость.
На Марсе, возможно, были моря, и даже океаны, аппарат Mars Global Surveyor передал очень четкие снимки слоистой системы грунта. Это скорее вызвано наличием жидкости в прошлом. Возраст эрозии каналов оценивается примерно в 4 миллиарда лет.
Mars Express в начале 2005 года прислало изображение высохшего моря, которое было наполнено жидкость совсем недавно, возможно 5 миллионов лет назад.
В начале своей истории, Марс был гораздо больше похож на Землю. Как и на Земле, почти вся двуокись углерода была использована, для формирования карбонатных пород.
Марс имеет очень разряженную атмосферу, состоящую в основном из небольшого количества оставшегося углекислого газа (95,3%), азота (2,7%), аргона (1,6%), следов кислорода (0,15%), воды (0,03%).
Среднее давление на поверхности Марса составляет лишь около 7 миллибар (это менее 1% от давления на Земле), но она сильно меняется в зависимости от высоты. Так, 9 миллибар в самых глубоких впадинах и 1 миллибар на вершине горы Олимп.
Тем не менее, на Марсе дуют очень сильные ветры и огромные пыльные бури, которые иногда охватывают всю планету в течение нескольких месяцев.
Телескопические наблюдения показали, что Марс имеет постоянные шапки на обоих полюсах, они видны даже с помощью небольшого телескопа. Они состоят из водяного льда и твердой углекислоты ("сухого льда"). Ледяные шапки обладают слоистой структурой с чередующимися слоями льда и различной концентрацией темной пыли.
Космическим кораблем Viking (США) со спускаемых аппаратов были проведены исследования для определения существования жизни на Марсе. Результаты были несколько неоднозначные, но большинство ученых в настоящее время считают, что у них нет никаких доказательств существования жизни на Марсе. Оптимисты отмечают, что только два крошечных образца грунта были проанализированы, и не из самых благоприятных мест.
Большие, но не глобальные, слабые магнитные поля существуют в различных регионах Марса. Это неожиданное открытие было сделано Mars Global Surveyor через несколько дней после того, как он вышел на орбиту Марса. Возможно, это остатки ранее глобального магнитного поля.
Если магнитное поле было на Марсе, то становится более вероятным существование жизни на нем.
Характеристики Марса:
Масса(10 24 кг): 0,64185
Объем (10 10 км кубических): 16,318
Экваториальный радиус: 3397 км
Полярный радиус: 3375 км
Объемный средний радиус: 3390 км
Средняя плотность: 3933 кг/м 3
Радиус: 1700 км
Гравитация (ed.) (м/с): 3,71
Ускорение свободного падения (ed.) (м/с): 3,69
Вторая космическая скорость (км/с): 5,03
Альбедо: 0,250
Визуальное альбедо: 0,150
Солнечная энергия (W/m 2 ): 589,2
Температура абсолютно черного тела (k): 210,1
Число естественных спутников: 2
Параметры орбиты Марса
Полуглавная ось (расстояние от Солнца) (106 км): 227,92
Сидерический период орбиты (дней): 686,98
Тропический период орбиты (дней): 686,973
Перигелий (106 км): 206,62
Афелий (106 км): 249,23
Синодический период (дней): 779,94
Максимальная орбитальная скорость (км/с): 26,5
Минимальная орбитальная скорость (км/с): 21,97
Наклон орбиты (градусы): 1,850
Период вращения вокруг своей оси (часы): 24,6229
Продолжительность светового дня (часы): 24,6597
Наклон оси (градусы): 25,19
Минимальное расстояние до Земли (106 км): 55,7
Максимальное расстояние до Земли (106 км): 401,3
Параметры атмосферы
Поверхностное давление (bar): 6.36 mb (варьируется от 4 до 8,7 mb в зависимости от мезона)
Плотность атмосферы около поверхности (кг/м 3): 0,020
Высота атмосферы (км): 11,1
Средняя температура (k): - 55 C
Температурный диапазон: -133С - +27С
Основные параметры спутников Марса
Марс — четвертая планета от солнца. Из-за её отчетливо красного цвета на небосклоне, цвета крови, греки назвали её в честь их бога войны — Аресом . Римлянам сравнение с богом войны понравилось и они охотно его переняли, правда назвав уже по своему — Марсом . Другие цивилизации также называли эту планету по визуальному впечатлению, например, египтяне назвали Марс «Her Desher», что означает «красный», а древние китайские астрономы обозначали его как «огненную звезду».
Рассвет на Марсе. Если смотреть с поверхности красной планеты, то она уже не кажется нам такой уж красной. Во всяком случае, небо у неё… голубоватое
Орбитальные характеристики Марса
Ось Марса, как и ось Земли, наклонена по отношению к солнцу, что автоматически предполагает наличие на планете или времен года. Однако, так как Марс движется вокруг Солнца не по круглой, а по эллиптической орбите (кстати, самой вытянутой среди планет солнечной системы), все сезоны, бывают ещё и сразу двух типов. Когда Марс находится ближе всего к солнцу и обращен к нему южным полушарием, лето будет коротким, но жарким, а в северном полушарии будет такая же короткая, но зато холодная зима. Когда Марс находится дальше от солнца и обращен к нему северным полушарием лето и зима будут длинными, без температурных скачков.
Наклон оси Марса может меняться довольно сильно, так как в отличие от Земли, у него отсутствует внушительный «противовес» (Луна) стабилизирующий систему. Теоретически, такие скачки могут оказывать очень большое влияние на климат планеты. В частности, предполагается, что именно изменение наклона оси планеты оказывает влияние на резкие выбросы метана из недр планеты в её атмосферу, в прошлом, возможно,вызывавшие периоды резкого потепления.
Среднее расстояние от солнца : 227 936 640 км. (в 1,524 раз дальше, чем Земля).
Перигелий (ближайшая точка к солнцу) : 206 600 000 км (в 1,404 раз дальше, чем Земля).
Афелий (дальняя точка от солнца) : 249 200 000 км (в 1,638 раз дальше, чем Земля).
Физические характеристики Марса
Знаменитый красный цвет Марса обусловлен рыхлой пылью богатой железом, покрывающей всю поверхность планеты, если сделать некоторые допущения, то без органических материалов, через миллионы лет, почва нашей планеты выглядела бы примерно также.
Сейчас , что вода не может существовать на его поверхности в жидком состоянии, однако судя по пробам грунта, раньше здесь было значительно теплее, и на поверхностности планеты текли реки. Во всяком случае высохшие к настоящему моменту русла марсианских рек, говоря о их не маленьких размерах — до 100 км в ширину и до 2000 км в длину. Не плохо для планеты, чей размер составляет что-то около половины размера Земли, а масса меньше в 10 раз!
Типичный — плоские равнины и низменности. У марса нет тектоники плит, соответственно разнообразному пейзажу на его поверхности взяться неоткуда. Северное полушарие планеты по средней высоте, несколько ниже южного. Предполагается, что когда-то большую часть этих северных низменностей планеты, занимал марсианский океан.
Количество кратеров на Марсе резко меняется в зависимости от места. Большая часть поверхности южного полушария планеты имеет много кратеров, среди которых особенно выделяется Эллада, шириной в 2300 км, в то время как в северном полушарии моложе и поэтому имеет меньше кратеров. Вообще, в плане размеров — Марс планета контрастов. Нарочно не придумаешь, чтобы именно на планете почти целиком покрытой равнинами, находились бы одновременно и самый высокий вулкан в солнечной системе (Гора Олимп, 27 км!) и самая протяженная система каньонов (Долина Марине, 4000 км!).
Некоторые кратеры имеют необычные «подтеки» вокруг них, напоминающих застывшую грязь. Теоретически, это может означать, что под поверхностью Марса и сейчас очень много воды в виде льда, которая разогревается и выплескивается на поверхность при мощном ударе.
Оба полюса планеты покрыты снеговыми шапками, правда снег здесь не совсем обычный — это конденсат углекислого газа («сухой лед»), замерзающий и выпадающий в виде осадков. Однако под слоем газа скрывается и привычный водяной лед. В летний период северная снеговая шапка Марса может стаивать совсем, южная никогда на растаивает полностью.
Некоторые вулканы имеют несколько кратеров, что предполагает, что они недавно прорезались, в результате чего лава, прикрывая старые кратеры.
Вулканы Марса — одно из «чудес» солнечной системы. Они такие огромные потому, что расплавленной породе удается найти выход на поверхность планеты, только в нескольких точках
Состав и структура поверхности и атмосферы Марса
Состав атмосферы Марса
Атмосфера Марса примерно в 100 раз тоньше земной. По данным НАСА, она состоит из 95,32 % углекислого газа, 2,7 % азота, на 1,6 % аргона, 0,13 % кислорода, 0,08 % окиси углерода, а также незначительного количества воды, азота, неона, тяжелого водорода, криптона и ксенона.
Магнитное поле Марса
В настоящее время на Марсе нет глобального планетарного , но есть локальные участки поверхности, где магнитное поле не уступает, а то и превосходит земное. Эти «островки» — остатки древнего планетарного магнитного поля, существовавшего 4,5-3,5 млрд. лет назад..
Химический состав недр Марса
Марс, скорее всего, имеет твердое ядро, состоящее из железа, никеля и серы. Мантия Марса по составу похожа на земную и включает различные соединения кремния, кислорода, железа и магния. Кора планеты представлена вулканическими базальтовыми породами, которые также широко распространены в земной и лунной коре. Впрочем, состав земной и марсианской коры не идентичен — если на Марсе основной элемент коры — базальт, то на Земле это кремнезем.
Спутники Марса
У Марса есть два спутника — Фобос и Деймос , открытые астрономом Асафом Холлом в 1877 году. Названия спутников переводятся с греческого как «Страх» и Ужас». Впрочем, для сыновей бога войны, имена вполне нормальные, правда?
По сравнению с нашей Луной, Фобос и Деймос выглядят совсем не представительно — диаметр Фобоса в широкой части составляет 27 км, а Деймос — 15 км. Оба спутника имеют неправильную форму, так как их сила тяжести слишком мала, чтобы «сжать» самих себя в комок, придав шаровидную форму.
Состав обоих спутников Марса одинаков — камень вперемежку со льдом. Хотя оба они имеют на поверхности следы от метеоритных ударов, поверхность Фобоса значительно более неоднородна, покрыта сетью трещин, кроме того, на нем же присутствует и крупный кратер шириной около 10 км, или почти в половину ширины самого спутника.
Как и наша Луна, марсианские спутники всегда обращены к нему одной стороной.
Пока остается неясным, откуда взялись Фобос и Деймос, но скорее всего до того как переквалифицироваться в луны Марса, оба спутника были обычными астероидами, захваченными гравитацией красной планеты. Как бы то ни было — обе марсианские луны — временное явление в небе красной планеты. По-крайней мере, это справедливо по отношению к Фобосу, который с каждым витком всё ближе приближается к Марсу, за год преодолевая «смешное» расстояние в 1,8 метра. Впрочем, через 50 миллионов лет, если дела будут идти в таком же темпе, Фобос или врежется в Марс или распадется на мелкие обломки, которые образуют вокруг планеты кольцо.
Спутники Марса — Фобос и Деймос. Обычные куски камня мало напоминающие нашу Луну
Исследования и разведка Марса
Первым человеком положившим начало «инструментальному» изучению Марс, стал Галилео Галилей, наблюдавший планету в телескоп в 1609 году. На следующие три с половиной века телескоп стал основным (и единственным) изучением Марса, с его помощью была сделана масса открытий, но… лучше один раз потрогать роботизированными манипуляторами, чем увидеть, правда? «Настоящее» изучение Марса началось только тогда, когда человечество смогло отправить к нему исследовательские автоматически станции, во второй половине XX-го века.
Успешные миссии по изучению Марса
Первым «космическим роботом» положившим начало изучению Марса стали автоматически межпланетные станции Маринер-4 (США, 1964 г.), Маринер- 6 и 7 (США, 1969 г.). В принципе, уже первые же полеты показали картину такой какая она есть — красная планета оказалась бесплодным миром, без каких-либо признаков жизни на поверхности. Советские космические станции Марс-2 (СССР, 1971 г.) и Марс-3 (СССР, 1971 г.) подтвердили ту же истину, однако дальше почти не продвинулись — обе станции угодили в самое сердце марсианских пылевых бурь и задача составить первую карту марсианской поверхности, ими выполнена не была.
В 1973 году Маринер-9 (США) вышел на орбиту Марса, после чего ему удалось картографировать около 80% поверхности планеты, а также открыть крупнейшие марсианские вулканы и каньоны, самый обширный из которых, был назван в честь семейства американских исследовательских аппаратов — Долина Маринера .
Спускаемый аппарат Викинг-1 (США, 1976 г.) был первым рукотворным аппаратом, который успешно приземлился на поверхность Марса. Он передал на землю первые фотографии поверхности Марса, но не нашел никаких доказательств существования жизни на этой планете. Его брат-близнец Викинг-2 также приземлился успешно в том же году, провел многочисленные анализы почв, но также не нашел никаких признаков жизни.
Следующие два корабля, которые успешно достигли поверхности Марса были «Марс Пасфайндер» (Mars Pathfinder, «Марсопроходец», 1996 г.), и «Марс Глобал Сервейор» (Mars Global Surveyor, 1996 г.). При этом в состав миссии «Марсопроходца» входил небольшой колесный марсоход «Соджорнер » (Sojourner, «Пришелец (а точнее «Приживалка»:))») - первый марсоход успешно выполнивший миссию по анализу почв на другой планете.
В 2001 году к Марсу отправился «Марс Одиссей» (Mars Odyssey, США), обнаруживший большое количество водяного льда под поверхностью Марса, на глубине свыше одного метра под поверхностью.
В 2003 году, NASA запустила к Марсу сразу два однотипных марсохода: «Дух » (Spirit, «Спирит») и «Возможность » (Opportunity, «Оппортунити»), которые успешно приземлились в разных областях красной планеты и в обоих районах нашли явные признаки того, что по поверхности Марса действительно когда-то текла вода.
В 2008 году NASA, в рамках миссии «Марс-Скаут» отправила к Марсу спускаемый аппарат «Феникс » (Phoenix ), который приземлился на северных равнинах планеты и вел поиски воды.
В 2011 году NASA отправила четвертый марсоход, известный как «Любопытство » (Mars Curiosity, «Куриосити»)». Из всех марсоходов этот был самым совершенным и крупным (масса на земле 899 кг, на Марсе 340 кг). Этот марсоход — на деле, целая передвижная автоматизированная лаборатория, провел огромный спектр анализов почв и атмосферы красной планеты и дал ученым много информации о настоящем и прошлом Марса. Начав работу в 2012 году, по состоянию на 2017 г. «Куриосити» все ещё сохраняет некоторую работоспособность и продолжает свою миссию.
В 2014 году на орбиту Марса вышел аппарат MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN - «Эволюция атмосферы и летучих веществ на Марсе») — вторая часть проекта «Марс-Скаут», позволившая точнее установить причины потери Марсом большей части своей атмосферы. Также в 2014 году орбиты Марса достиг индийский спутник «Мангальян » доставленный к цели с помощью российской ракеты.
Марсоход «Оппортьюнити» среди типичного марсианского пейзажа. Художник правда перестарался и увлекся, так как большая часть поверхности Марса покрыта все-таки не горами, а почти плоскими равнинами усеянными камнями.
Планируемые миссии на Марс
- «Озарение » (InSight, NASA, 2018 г.) — двойная миссия из спускаемого аппарата и орбитальной станции, которые займутся изучением внутренней части Марса.
- «Марс 2020 » (Mars 2020 Rover Mission, NASA, 2020 г.) — «приемник» марсохода «Любопытство», который сменит старика на посту.
- «Экзо-Марс » (ExoMars, ЕКА-Роскосмос, 2020 г.) — космическая программа включающая в себя и собственные марсоходы, и орбитальные станции, для комплексного изучения Марса.
Неудачные миссий на Марс за последние 25 лет
- 1992 - Mars Observer («Наблюдатель», NASA)
- 1996 - «Марс-96» (Роскосмос)
- 1998 - «Марс климат Орбитер» (Mars Climate Orbiter, NASA)
- 1998 - «Нодзоми» (Япония)
- 1999 - Mars Polar Lander (NASA)
- 2003 - «Бигль-2» (Beagle-2, Европейское космическое агентство)
- 2011 - «Фобос-Грунт» (Роскосмос)
- 2011 - «Инхо-1» (Yinghuo-1, Китай)
- 2016 - «Скиапарелли» (Schiaparelli, Европейское космическое агентство) испытания посадочного модуля ЕКА Скиапарелли
class="part1">
Подробно:
Планета Марс
Основные характеристики Марса
© Владимир Каланов,
сайт
"Знания-сила".
Атмосфера Марса
Состав и другие параметры атмосферы Марса к настоящему времени определены достаточно точно. Атмосфера Марса состоит из углекислого газа (96%), азота (2,7%) и аргона (1,6%). Кислород присутствует в ничтожном количестве (0,13%). Водяные пары́ представлены в виде следов (0,03%). Давление на поверхности составляет всего 0,006 (шесть тысячных) от давления на поверхности Земли. Марсианские облака́ состоят из паро́в воды и углекислого газа и выглядят примерно как перистые облака́ над Землёй.
Цвет марсианского неба красноватый из-за присутствия в воздухе пы́ли. Крайне разреженный воздух слабо переносит тепло, поэтому в разных районах планеты велика́ разница температур.
Несмотря на разреженность атмосферы, нижние её слои представляют достаточно серьёзную преграду для космических аппаратов. Так, конусные защитные оболочки спускаемых аппаратов «Маринер-9» (1971 г.) при прохождении марсианской атмосферы от самых верхних её слоёв до расстояния 5 км от поверхности планеты нагревались до температуры 1500°C . Марсианская ионосфера простирается в пределах от 110 до 130 км над поверхностью планеты.
О движении Марса
Марс можно увидеть с Земли невооружённым глазом. Его видимая звёздная величина достигает −2,9m (при максимальном сближении с Землёй), уступая по яркости лишь Венере, Луне и Солнцу, но бо́льшую часть времени Юпитер для земного наблюдателя является более ярким, чем Марс. Марс движется вокруг Солнца по эллиптической орбите, то удаляясь от светила на 249,1 млн. км, то приближаясь к нему до расстояния 206,7 млн. км.
При внимательном наблюдении за движением Марса можно заметить, что в течение года направление его движения по небосклону меняется. Кстати, это заметили ещё древние наблюдатели. В определённый момент кажется, что Марс движется в обратном направлении. Но это движение лишь кажущееся с Земли. Никакого обратного движения по своей орбите Марс, естественно, совершать не может. А видимость обратного движения создается потому, что орбита Марса по отношению к орбите Земли внешняя, а средняя скорость движения по орбите вокруг Солнца у Земли выше (29,79 км/с), чем у Марса (24,1 км/с). В момент, когда Земля начинает обгонять Марс в своём движении вокруг Солнца, и создаётся впечатление, что Марс начал обратное или, как называют астрономы, ретроградное движение. Схема обратного (ретроградного) движения хорошо иллюстрирует это явление.
Основные характеристики Марса
| Наименование параметров | Количественные показатели |
| Среднее расстояние до Солнца | 227,9 млн. км |
| Минимальное расстояние до Солнца | 206,7 млн. км |
| Максимальное расстояние до Солнца | 249,1 млн. км |
| Диаметр экватора | 6786 км (Марс почти вдвое меньше Земли по размерам - его экваториальный диаметр составляет ~53 % земного) |
| Средняя орбитальная скорость вращения вокруг Солнца | 24,1 км/с |
| Период вращения вокруг собственной оси (Сидерический экваториальный период вращения) | 24ч 37 мин 22,6 с |
| Период обращения вокруг Солнца | 687 сут |
| Известные естественные спутники | 2 |
| Масса (Земля = 1) | 0,108 (6,418×10 23 кг) |
| Объём (Земля = 1) | 0,15 |
| Средняя плотность | 3,9 г/см³ |
| Средняя температура поверхности | минус 50°С (перепад температур составляетот −153 °C на полюсе зимой и до +20 °C на экваторе в полдень) |
| Наклон оси | 25°11" |
| Наклон орбиты по отношению к эклиптике | 1°9" |
| Давление на поверхности (Земля = 1) | 0,006 |
| Состав атмосферы | СО 2 - 96%, N - 2,7%, Ar - 1,6%, O 2 - 0,13%, H 2 O (пары) - 0,03% |
| Ускорение свободного падения на экваторе | 3,711 м/с² (0,378 земного) |
| Параболическая скорость | 5,0 км/с (для Земли 11,2 км/с) |
Из таблицы видно, с какой высокой точностью определены основные параметры планеты Марс. Это не вызывает удивления, если иметь ввиду, что для астрономических наблюдений и исследований теперь используются самые современные научные методы и высокоточная аппаратура. Но совсем с другим чувством мы относимся к таким фактам из истории науки, когда учёные прошлых веков, часто не имевшие в своём распоряжении никаких астрономических приборов, кроме самых простых телескопов с небольшим увеличением (максимум в 15-20 раз), производили точные астрономические вычисления и даже открывали законы движения небесных тел.
Для примера вспомним, что итальянский астроном Джандоменико Кассини уже в 1666 году (!) определил время вращения планеты Марс вокруг своей оси. Его вычисления дали результат 24 часа 40 минут. Сравните этот результат с периодом вращения Марса вокруг своей оси, определённым с помощью современных технических средств (24 часа 37 мин. 23 секунды). Нужны ли тут наши комментарии?
Или такой пример. в самом начале XVII века открыл законы движения планет, не располагая ни точными астрономическими приборами, ни математическим аппаратом для вычисления площадей таких геометрических фигур как эллипс и овал. Страдая от дефекта зрения, он проводил точнейшие астрономические измерения.
Подобные примеры показывают большое значение активности и воодушевления в науке, а также преданности делу, которому человек служит.
© Владимир Каланов,
"Знания-сила"
Уважаемые посетители!
У вас отключена работа JavaScript . Включите пожалуйста скрипты в браузере, и вам откроется полный функционал сайта!Вопрос о том, есть ли жизнь на Марсе, не даёт покоя людям вот уже на протяжении многих десятилетий. Загадка стала ещё более актуальной после того, как возникли подозрения о наличии на планете речных долин: если по ним когда-то текли водные потоки, то присутствие жизни на находящейся по соседству с Землёй планете отрицать нельзя.
Марс расположен между Землёй и Юпитером, является седьмой по величине планетой в Солнечной системе и четвёртой по счёту от Солнца. Красная планета меньше нашей Земли в два раза: её радиус на экваторе составляет почти 3,4 тыс. км (экваториальный радиус Марса на двадцать километров больше полярного).
От Юпитера, который является пятой по счёту планетой от Солнца, Марс расположен на расстоянии от 486 до 612 млн. км. Земля находится значительно ближе: наименьшее расстояние между планетами – 56 млн. км, наибольшее расстояние – около 400 млн. км.
Не удивительно, что Марс на земном небосводе очень хорошо различим. Ярче его лишь Юпитер и Венера, и то не всегда: раз в пятнадцать-семнадцать лет, когда красная планета приближается к Земле на минимальное расстояние, на протяжении полумесяца Марс – самый яркий объект на небосводе.
Назвали четвёртую по порядку планету Солнечной системы в честь бога войны древнего Рима, поэтому графическим символом Марса является круг со стрелой, что направлена вправо и вверх (круг символизирует жизненную силу, стрела – щит и копьё).
Планеты земной группы
Марс, вместе с ещё тремя планетами, что расположены ближе всех к Солнцу, а именно Меркурием, Землёй и Венерой, входит в состав планет земной группы.
Для всех четырех планет этой группы характерны высокая плотность. В отличие от газовых планет (Юпитера, Урана), они состоят из железа, кремния, кислорода, алюминия, магния и других тяжёлых элементов (например, красный оттенок поверхности Марса придаёт оксид железа). При этом планеты земной группы по массе намного уступают газовым: самая крупная планета земной группы, Земля, в четырнадцать раз легче самой лёгкой газовой планеты нашей системы – Урана.
Как и для остальных планет земной группы, Земли, Венеры, Меркурия, для Марса характерна следующая структура:
- Внутри планеты – частично жидкое железное ядро радиусом от 1480 до 1800 км, с незначительной примесью серы;
- Мантия из силикатов;
- Кора, состоящая из различных горных пород, в основном – из базальта (средняя толщина марсианской коры составляет 50 км, максимальная – 125).
Стоит заметить, что третья и четвёртая по счёту от Солнца планеты земной группы имеют естественные спутники. У Земли он один – Луна, а вот у Марса два – Фобос и Деймос, что были названы в честь сыновей бога Марса, но в греческой интерпретации, которые всегда сопровождали его в бою.
Согласно одной из гипотез, спутники являются оказавшимися в гравитационном поле Марса астероидами, поэтому отличаются спутники небольшими размерами и обладают неправильной формой. При этом Фобос понемногу замедляет своё движение, в результате чего в будущем или распадётся, или упадёт на Марс, а вот второй спутник, Деймос, наоборот, от красной планеты постепенно удаляется.
Ещё одним интересным фактом о Фобосе является то, что в отличие от Деймоса и других спутников планет Солнечной системы, восходит с западной сторону и уходит за горизонт на востоке.
Рельеф
В прежние времена на Марсе происходило движение литосферных плит, что вызвало поднятие и падение марсианской коры (тектонические плиты движутся и сейчас, но уже не так активно). Рельеф примечателен тем, что несмотря на то, что Марс является одной из самых малых планет, здесь расположено немало крупнейших объектов Солнечной системы:
Здесь находится самая высокая гора из обнаруженных на планетах Солнечной системы – недействующий вулкан Олимп: его высота от основания составляет 21,2 км. Если посмотреть на карту, можно увидеть, что гору окружает огромное количество небольших возвышенностей и хребтов.
На красной планете расположена крупнейшая система каньонов, известная под названием долина Маринер: на карте Марса их протяжённость составляет около 4,5 тыс. км, ширина – 200 км, глубина –11 км.
В северном полушарии планеты находится наибольший ударный кратер: его диаметр около 10,5 тыс. км, ширина – 8,5 тыс. км.
Интересный факт: поверхность южного и северного полушарий сильно отличаются. С южной стороны рельеф планеты немного приподнят и сильно усеян кратерами.
Поверхность северного полушария, наоборот, находится ниже среднего уровня. Кратеров на ней практически нет, а потому она являет собой гладкие равнины, что были сформированы растёкшейся лавой и эрозийными процессами. Также в северном полушарии находятся районы вулканических возвышенностей, Элизий и Фарсида. Протяжённость Фарсиды на карте составляет около двух тысяч километров, а средняя высота горной системы – около десяти километров (здесь же находится вулкан Олимп).
Разница в рельефе между полушариями являет неплавный переход, а представляет собой широкую границу вдоль всей окружности планеты, что расположена не по экватору, а в тридцати градусах от него, формируя склон в северном направлении (вдоль этой границы находится больше всего подвергнувшихся эрозии участков). В настоящий момент учёные объясняют этот феномен двумя причинами:
- На раннем этапе формирования планеты тектонические плиты, оказавшись рядом друг с другом, сошлись в одном полушарии и застыли;
- Граница появилась после столкновения планеты с космическим объектом размером с Плутон.
Полюса красной планеты
Если внимательно посмотреть на карту планеты бога Марса, можно увидеть, что на обоих полюсах находятся ледники площадью в несколько тысяч километров, состоящие из водяного льда и замёрзшей углекислоты, а толщина их колеблется от одного метра до четырех километров.
Интересным фактом является то, что на южном полюсе аппараты обнаружили действующие гейзеры: весной, когда температура воздуха поднимается, фонтаны из углекислого газа взлетают над поверхностью, поднимая песок и пыль
В зависимости от сезона, полярные шапки ежегодно меняют свои очертания: весной сухой лёд, минуя фазу жидкости, переходит в пар, а обнажившаяся поверхность начинает темнеть. Зимой ледяные шапки увеличиваются. При этом часть территории, площадь которой на карте составляет около тысячи километров, постоянно покрыта льдами.
Вода
До середины прошлого века учёные считали, что на Марсе можно найти воду в жидком состоянии, и это давало повод говорить, что жизнь на красной планете существует. Эта теория была основана на том факте, что на планете совершенно чётко просматривались светлые и тёмные участки, которые очень напоминали моря и материки, а тёмные длинные линии на карте планеты походили на долины рек.
Но, после первого же полёта к Марсу, стало очевидно, что вода из-за слишком низкого атмосферного давления в жидком состоянии на семидесяти процентах планеты находиться не может. Выдвигается предположение, что она всё же была: об этом факте свидетельствуют найденные микроскопические частички минерала гематита и других минералов, которые обычно формируются лишь в осадочных породах и явно поддавались воздействию воды.
Также многие учёные убеждены, что тёмные полосы на горных возвышенностях являются следами наличия жидкой солёной воды в настоящее время: водные потоки проступают в конце лета и исчезают в начале зимы.
О том, что это вода, свидетельствует тот факт, что полосы не идут поверх препятствия, а как бы обтекают их, иногда при этом расходятся, а затем вновь сливаются (они очень хорошо заметны на карте планеты). Некоторые особенности рельефа говорят о том, что русла рек во время постепенного поднятия поверхности смещались и продолжали течь в удобном для них направлении.
Ещё одним интересным фактом, свидетельствующим о наличии воды в атмосфере, являются густые облака, появление которых связывают с тем, что неровный рельеф планеты направляет воздушные массы вверх, где они остывают, а находящийся в них водяной пар конденсируется в ледяные кристаллы.
Появляются облака над каньонами Маринера на высоте около 50 км, когда Марс находится в точке перигелия. Движущиеся с востока воздушные потоки растягивают облака на несколько сотен километров, в то же время ширина их составляет несколько десятков.
Тёмные и светлые участки
Несмотря на отсутствие морей и океанов, закреплённые за светлыми и темными участками названия остались. Если посмотреть на карту, можно заметить, что моря по большей части находятся в южном полушарии, они хорошо просматриваются и неплохо изучены.
А вот что являют собой затемнённые участки на карте Марса – эта загадка не разгадана до сих пор. До появления космических аппаратов, считалось, что темные участки покрывает растительность. Сейчас стало очевидно, что в местах, где находятся тёмные полосы и пятна, поверхность состоит из холмов, гор, кратеров, со столкновениями которых воздушные массы, выдувают пыль. Поэтому изменение размеров и форм пятен связано с движением пыли, обладающей светлым или тёмным светом.
Грунт
Ещё одним свидетельством того, что в прежние времена жизнь на Марсе существовала, по мнению многих учёных, является грунт планеты, большая часть которого состоит из кремнезёма (25%), который благодаря содержанию находящимся в нём железа придает грунту красноватый оттенок. В почве планеты содержится немало кальция, магния, серы, натрия, алюминия. Соотношение кислотности почвы и некоторые другие её характеристики настолько близки к земным, что на них вполне могли бы прижиться растения, следовательно, теоретически жизнь в таком грунте вполне может существовать.
В почве было обнаружено наличие водяного льда (факты эти впоследствии были подтверждены не раз). Окончательно загадка была разгадана в 2008, когда один из зондов, пребывая на северном полюсе, смог извлечь из почвы воду. Через пять лет была обнародована информация о том, что количество воды в поверхностных слоях грунта Марса составляет около 2%.
Климат
Красная планета вращается вокруг своей оси под углом 25,29 градуса. Благодаря этому солнечные сутки здесь составляют 24 ч. 39 мин. 35 сек., тогда как год на планете бога Марса из-за вытянутости орбиты длится 686,9 дней.
Четвёртая по порядку планета Солнечной системы имеет времена года. Правда, летняя погода в северном полушарии холодная: лето начинается тогда, когда планета максимально удалена от звезды. Зато на юге оно жаркое и короткое: в это время Марс максимально близко приближается к звезде.
Для Марса характерно наличие холодной погоды. Средние температурные показатели планеты составляют −50 °C: зимой температура на полюсе составляет −153°C, тогда как на экваторе летом – немногим более +22 °C.
Немаловажную роль в распределении температуры на Марсе играют многочисленные пылевые бури, начинающиеся после таяния льдов. В это время атмосферное давление быстро повышается, в результате чего большие массы газа начинают двигаться к соседнему полушарию на скорости от 10 до 100 м/с. При этом с поверхности поднимается огромное количество пыли, что полностью скрывает рельеф (не просматривается даже вулкан Олимп).
Атмосфера
Толщина атмосферного слоя планеты составляет 110 км, и почти на 96% он состоит из углекислого газа (кислорода лишь 0,13%, азота – несколько больше: 2,7%) и очень разряжена: давление атмосферы красной планеты в 160 раз меньше, чем у Земли, при этом из-за большого перепада высот оно сильно колеблется.
Интересно, что зимой около 20-30% всей атмосферы планеты сосредотачивается и примерзает к полюсам, а во время таяния льда возвращается в атмосферу, минуя жидкое состояние.
Поверхность Марса очень плохо защищена от вторжения извне небесных объектов и волн. По одной из гипотез, после столкновения на раннем этапе своего существования с крупным объектом удар был такой силы, что вращение ядра приостановилось, а планета потеряла большую часть атмосферы и магнитного поля, которые являлись щитом, защищая её от вторжения небесных тел и солнечного ветра, что несёт с собой радиацию.
Поэтому, когда Солнце показывается или уходит за горизонт, небо Марса красновато-розового цвета, а возле солнечного диска заметен переход от голубого к фиолетовому. Днём небосвод окрашивается в желто-оранжевый цвет, который придаёт ему летающая в разряженной атмосфере красноватая пыль планеты.
В ночную пору самым ярким объектом на небосводе Марса является Венера, за ней – Юпитер со спутниками, на третьем месте – Земля (поскольку наша планета расположена ближе к Солнцу, для Марса она является внутренней, поэтому видна только утром или вечером).
Существует ли жизнь на Марсе
Вопрос о существовании жизни на красной планете стал особо популярен после публикации романа Уэльса «Война миров», по сюжету которого наша планета оказалась захвачена гуманоидами, и землянам лишь чудом удалось выжить. С тех пор тайны планеты, расположенной между Землёй и Юпитером, интригуют вот уже не одно поколение, а описанием Марса и его спутниками интересуется всё больше людей.
Если смотреть на карту Солнечной системы, становится очевидно, что Марс находится от нас на небольшом расстоянии, следовательно, если жизнь могла возникнуть на Земле, то она вполне могла бы появиться и на Марсе.
Интригу подогревают и учёные, которые сообщают о наличии воды на планете земной группы, а также подходящих для развития жизни условий в составе грунта. Кроме того, в интернете и специализированных журналах нередко публикуют снимки, на которых камни, тени и другие изображённые на них предметы сравнивают со зданиями, памятниками и даже остатками хорошо сохранившихся представителей местной флоры и фауны, стремясь доказать существование жизни на этой планеты и разгадать все тайны Марса.
