МАРС

Дождитесь конца загрузки страницы...

Марс - четвертая планета Солнечной системы. На небе, как и все внешние планеты, он виден лучше  всего  в  периоды противостояний, которые повторяются каждые 26 месяцев. 

Однако, не  все  противостояния  одинаковы. Орбита  Марса  довольно сильно вытянута, отчего и расстояния до него в  противостояния  меняются значительно. Видимые диаметры планеты могут соотноситься как 1 к 2 в два разных противостояния, соотношение яркостей - еще больше. Самые тесные сближения 3-й и 4-й планет называются великими противостояниями. Они повторяются каждые 15-17 лет. 

Марс может быть как ярче Юпитера, так и слабее его, хотя, обычно, в этом споре  сильнее  гигантская планета. В противостоянии 1997-го года Марс имел блеск -1,3. В 1999-м - -1,6. Великое противостояние 2001-го года позволит Марсу дотянуть до блеска -2,3. Юпитер будет близок к соединению с Солнцем, а потому на ночном небе в июне 2001-го года конкурентов у Марса не будет. Детали на Марсе можно рассматривать в телескоп с приличным увеличением: х150  и выше.

(НА ФОТО) Это мозаичное изображение Марса, составленное из снимков "Викинга  1", сделанных 1-го июля 1980-го года. Естественные цвета искусственно насыщены, с целью повышения контрастности. Яркая белая область у основания изображения обязана своим  происхождением замерзшим углекислому газу и водяному пару. Это так называемая южная полярная шапка. Она имеет около 2 000 км в диаметре. Большой яркий желтый участок поверхности вверху - пустыня Аравия.

Расстояние от Солнца - 1,5 а.е., экваториальный диаметр - 6,7 тыс. км, в 0,53 земного, масса - 6,4^.10²³ кг, 0,1 массы Земли. Период обращения вокруг Солнца - 687  дней. Планета названа в честь бога войны.

История открытий 

Марс несколько веков пристально изучался с Земли. За красноватый свет ее прозвали Кровавой планетой. Не мудрено, что Марс имеет такое воинственное название. Отношение к назойливости людей, стремящихся все разузнать, у красной планеты было соответствующим: ни к одной планете не было запущено такого числа космических аппаратов, и ни одна планета не несла таким запускам столько неудач. АМС выходили из строя в полете или при попытке сесть на поверхность. С Земли посылались ошибочные команды, сводившие на нет все усилия. Наконец, 1-й российский крупный межпланетный проект "Марс-96" прервался у самой Земли: ошибка произошла при запуске. В соревновании кому больше не повезет, бесспорно, отличились и отечественные космические аппараты. А всего же успешно выполнили свою задачу меньше трети всех запущенных к планете АМС. Но  вернемся к прошлому более далекому.

При изучении Марса в телескоп на нем можно различить несколько потемнений на фоне красно-оранжевого фона. Эти темные участки впервые описал голландец Христиан Гюйгенс в 1659-м году. Как эти, так и другие видимые детали марсианского диска так и не поддались верному объяснению до полетов АМС.

Почти в то же время, в 1704-м году, пока Гюйгенс слагал свои описания, итальянец Кассини рассмотрел у полюсов Марса светлые участки, которые назвали полярными шапками.

Два других примечательных события произошли в один год. В 1887-м году американец Асаф Холл открыл у планеты два спутника, которые прозвали Фобосом и Деймосом. Имена их означают соответственно "Страх" и "Ужас". Эти крохотные (всего несколько километров) планетки удалось рассмотреть только благодаря великому противостоянию. Воспользовавшись тем же обстоятельством, итальянский астроном Джованни Скиапарелли составляет первую карту поверхности Марса. На светлых участках ученому привиделась сеть темных линий, которые он назвал протоками. Дальнейшие исследования Скиапарелли позволили ему уверовать в свое открытие. Он заявил, что протоки окутывают всю поверхность Марса. Все бы ничего, да вот эти самые протоки при переводе итальянского слова canali переименовали в каналы. Ничего не подозревавший Скиапарелли против своей воли поместил на четвертую планету искусственные гидросооружения. Начиная с этого момента, главной проблемой Марса считалась жизнь на нем.

Не привели ни к каким серьезным открытиям все усовершенствования телескопов, которые принесли с собой шесть десятилетий 20-го века. Строились специальные обсерватории для изучения Марса (как никак, обитаемая планета), но все больше становилось неясного. Тогда настала эра межпланетных станций: советских "Марсов" и "Фобосов", американских "Маринеров",  "Викингов"...

Отечественные исследования Марса: эра космонавтики

Первой АМС, стартовавшей в сторону Марса, стал аппарат "Марс 1". Этот полет начался 1-го ноября 1962-го года и ознаменовался первой неудачей:  система управления АМС сработала ненадежно, "Марс 1" сошел с траектории. Достижением для того времени было расстояние, до которого "Марс 1" поддерживал связь с Землей: 106 млн. километров.

К великому противостоянию 10-го августа 1971-го года отечественные ученые подготовились и отметились запуском "Марса 2" и "Марса 3". 27-го ноября и 2-го декабря они достигли Марса и были  выведены на околопланетные орбиты. Из-за поднявшейся пылевой бури,  охватившей всю планету, из космоса нельзя было рассмотреть какие-либо детали поверхности. Спускаемый аппарат "Марса 3" при прохождении атмосферы передавал информацию,  но  в момент посадки связь оборвалась. "Марс 2" и "Марс 3" провели обширную  программу исследований по 11 экспериментам. Именно эти АМС впервые сумели обнаружить у Марса магнитное поле, значительно более слабое, чем поле Земли.

Дальше - больше. В июле-августе 1973-го года запускаются еще 4 автоматические станции серии "Марс". И снова бог войны в штыки принял поползновения неугомонных землян. "Марс 4" не смог выйти на орбиту вокруг Марса и прошел в  2 200 км от поверхности, проводя ее фотосъемку. "Марс 5" благополучно вышел на околопланетную орбиту и произвел качественную фотосъемку поверхности, выбирая места для спускаемых аппаратов станций "Марс 6" и "Марс 7".  Однако последние так и не смогли добраться до поверхности планеты в рабочем состоянии, а спускаемый аппарат "Марса 7" даже не смог выйти на  посадочную траекторию.

Неудачным оказался полет и двух наших станций "Фобос" в 80-х годах. В 1996-м году неудачно стартовал "Марс 96".

Отечественные страницы исследования Марса полны горьких  разочарований. Особенно досадным является неудача "Марса 96" - первого  крупного межпланетного проекта России. Теперь неизвестно, будут ли в состоянии наши ученые послать к Марсу или другому телу Солнечной системы другой аппарат. Материальная база отечественной космонавтики  просто  удручающе  скудна,  на этом фоне "Марс 96" - просто трагедия. Впрочем, давайте верить.

Американские исследования Марса 

В 60-х годах к Марсу были запущены четыре "Маринера". "Маринер 3" до Марса не добрался, остальные проследовали по пролетной траектории.

Проект полета к Марсу 8-го и 9-го "Маринеров" должен был состоять из  запуска и полета двух космических кораблей, задачи которых должны были бы дополнять друг друга. Но из-за неудачного старта  "Маринера  8", "Маринер 9" объединил в себе обе программы: фотографирование 70% поверхности Марса и анализ временных изменений в  марсианской атмосфере и на поверхности планеты. 

Следующий, и тоже успешный, американский проект связан с двумя АМС "Викинг". "Викинг 1" был запущен 20 августа 1975-го года и прибыл к Марсу 19 июня 1976-го. Первый месяц орбитальных исследований был посвящен изучению  поверхности Марса с целью найти места  для  приземления  спускаемых аппаратов. 20  июля 1976-го года спускаемый аппарат "Викинга 1" приземлился в точке с  координатами 22°27`с.ш.,  49°97`з.д.

"Викинг 2" был запущен 9 сентября 1975-го года и выведен на орбиту Марса 7 августа 1976-го года. Спускаемый аппарат "Викинга 2" приземлился в пункте 47°57`с.ш., 25°74`з.д. 3 сентября 1976-го года. Оставшиеся на орбите модули засняли почти всю поверхность с разрешением 150-300 метров и избранные  участки с разрешением до 8-ми метров. Самая низкая точка  над  поверхностью  для обеих орбитальных станций находилась на высоте 300 км.

"Викинг 2" прекратил свое существование 25 июля 1978-го года после 706-ти оборотов, а "Викинг 1" - 17 августа, после свыше 1 400-т оборотов вокруг Марса.

Спускаемые аппараты "Викингов" передали изображения поверхности,  взяли образцы грунта и исследовали их для выяснения состава и наличия  признаков жизни, изучены погодные условия, проанализирована информация от  сейсмометров.

Основными результатами полета "Викингов" стали наилучшие до 1997-го года изображения Марса, выяснение структуры его поверхности. Температура в месте посадок "Викингов"  колебалась от 150 до 250 К. Признаков жизни найти не удалось.

Это первое из двух изображений Марса, полученных за месяц до запланированного выхода на  орбиту вокруг планеты космического корабля "Mars Observer" (Наблюдатель Марса). 23-го августа связь с аппаратом была потеряна... (снимок получен 27-го июля 1993-го года).

В 1997-м году, в год очередного противостояния, Марс активно изучался как с Земли, так и с помощью АМС. В этом году планеты достигли 2 американских аппарата.

Мы мало говорим о телескопических наблюдениях Марса. Без них, конечно, не обходится. Марс - весьма популярная для исследователей планета. Слева Вы видите два снимка телескопа имени Хаббла. Справа - его же наблюдение 1996-го года

Химический состав, физические условия и строение Марса

Атмосфера на Марсе разрежена, так как Марс не способен долго удерживать возле себя молекулы газов. В отдаленном будущем, атмосфера, видимо, совсем растворится в пространстве. А в настоящий момент ее давление у поверхности в лучшем случае составляет лишь один процент от нормального земного атмосферного давления. Однако втрое меньшая сила тяжести на поверхности Марса позволяет даже такому разреженному воздуху поднимать миллионы тонн пыли. Пылевые бури на красной планете - не редкость. Астрономы, стремящиеся что-либо с Земли разглядеть на Марсе, борются  уже с двумя атмосферами. Пылевые бури в марсианской атмосфере иногда могут бушевать месяцами. Состоит же эта марсианская воздушная накидка, в основном, из  углекислого газа, с незначительными примесями водяных паров и кислорода.

На Марсе, из-за низкого давления, не может быть жидкой  воды. Она там присутствует либо в газообразном состоянии либо в виде льда. Замерзающие углекислый газ и водяной пар образуют полярные шапки, размер которых с движением Марса по орбите меняется. На Марсе происходит смена времен года, по тем же причинам, что и на Земле. Зимой в Северном полушарии полярная шапка растет, а в Южном почти исчезает: там лето. Через полгода полушария меняются местами. Однако, южная шапка зимой разрастается до половины расстояния полюс-экватор, а северная - только до трети. Почему же так неравноправно распределены роли? Так как орбита Марса весьма вытянута, то один и тот же сезон в разных полушариях Марса протекает по-разному. В южном полушарии планеты зима более холодная, а лето - более теплое. Летом Южного полушария Марс проходит ближайший к Солнцу участок своей  орбиты, а зимой - самый удаленный. С Землей, кстати, происходит то же самое. Интересно, что и наклоны осей вращения планет к плоскости орбит почти равны, а сутки различаются лишь на несколько минут. 

Из неравенства полярных шапок в зимнее время года ученые сделали вывод о том, что зимой Южного полушария в полярной шапке связано больше углекислого газа, и давление в атмосфере Марса падает. Весной южная шапка тает, начинает расти северная, но оставляет атмосфере больше углекислого газа, и ее давление растет. С движением Марса по орбите давление его атмосферы сильно меняется. 

Небо на Марсе желтое или красноватое, из-за взвешенной в атмосфере пыли, рассеивающей свет. Это видно и на снимках, переданных спускаемыми аппаратами.

Температура на поверхности планеты может колебаться от +25°С до -125°С. Атмосфера Марса является плохим защитником от холодного космоса. Поверхность Марса имеет красноватый  цвет  из-за значительного количества примесей окислов железа. В целом, южное полушарие планеты в большей степени покрыто кратерами. Неведомая катастрофа, возможно, стерла почти все следы древних кратеров к северу от экватора.

На Марсе раньше текли реки, от которых остались лишь сухие русла. Кроме этих ископаемых рек, на поверхности Марса есть высокие вулканы,  один  из  которых - Олимп - высочайшая гора в Солнечной системе, его высота - 28  км. Планета изобилует именно щитовыми вулканами, образованными застывшими потоками лавы. Такие вулканы имеют очень пологие склоны и основания большой площади. В прошлом, Марс проявлял завидную вулканическую активность. 

На  Марсе также засняты песчаные дюны, гигантские каньоны и  разломы, метеоритные кратеры. Кроме воздействия ударов метеоритов, поверхность Красной планеты подвержена влиянию атмосферы и, пусть мало активной, гидросферы. На Марсе имеет место выветривание, пусть и не столь ощутимое, как на Земле. На Марсе присутствуют осадочные породы. Выветривание в прошлые времена, видимо, было заметнее, подкреплялось действием некогда существовавшей жидкой воды, более высокими температурами и атмосферным давлением. Некоторые разломы поверхности планеты - следствие тектонической активности Марса в далеком прошлом.

Этот снимок "Маринера 9" показывает значительную часть Долины Маринера на Марсе, являющейся гигантским разломом в марсианской коре. Схожие образования есть и на Земле. Цвета на этом изображении несколько светлее настоящих.

Сброс, порожденный эрозией во времена, когда на Марсе еще было довольно много воды (снимок "Маринера 9").

У Марса есть слабое магнитное поле, в 800 раз уступающее по напряженности земному. Это наводит на мысль о том, что у планеты есть хотя бы частично расплавленное металлическое ядро. По предварительным оценкам, диаметр ядра Марса составляет половину всего диаметра планеты.

Спутники Марса

Два спутника Марса - Фобос и Деймос -  бесформенны  и  совсем невелики, рассмотреть их в небольшой телескоп трудно. Сведения о них приведены в  таблице. Спутники покрыты кратерами и изрыты бороздами неясного  происхождения. 
 

	Фобос	Деймос
Расстояние от планеты	9 400 км	23 500 км
Период обращения	7 ч 39 м	30 ч 18 м
Размеры	19х21х27 км	11х12х15 км

Некоторые ученые полагают, что эти спутники - захваченные Марсом астероиды.

Жизнь на Марсе

Гипотезе о жизни на Марсе уже несколько  веков. По  началу, человеку просто не хотелось быть одиноким среди звезд. В те очень давние времена вполне ученые и  уважаемые люди даже на Луне были не прочь допустить существование жизни, в том числе и разумной. В конце прошлого столетия идея о жизни на Марсе подпитывалась наблюдаемыми на поверхности прямыми линиями, даже целой их сетью, которую открывает Скиапарелли в 1877-м году, а чуть позднее безобидное название линий с итальянского переводят как каналы. Но все они оказались оптическим обманом.

На стыке нынешнего и прошлого веков вокруг Марса и марсиан возник настоящий бум. Вопрос о жизни на четвертой планете считали решенным. Проблема установки связи с внеземными обитателями Вселенной стояла лишь в том случае, если речь не шла о Марсе. Но время шло, Марс молчал.

Уже в середине нашего века, советский  ученый Тихов объяснял сезонные изменения цвета некоторых участков поверхности  Марса с жизнедеятельностью синих или сине-зеленых растений. Возникла наука астроботаника... Первые же подробные фотографии Марса в 60-х годах (1965-й год, "Маринер-4") развенчали  все эти смелые предположения.

Четыре изображения Лица на Марсе - необычного рельефного образования. Во время съемки этого участка поверхности лучи Солнца так осветили эту  возвышенность, что она стала сильно походить на некую маску или таинственный лик (снимки "Викинга 1"). Снимки вызвали еще один виток страстей вокруг жизни на Марсе и цивилизации на этой планете. Было написано множество книг, прочтено сотни лекций по поводу марсианского сфинкса.  Однако, в рожицах на красной планете недостатка нет. Ниже Вы имеете возможность рассмотреть с двух точек зрения весьма забавный метеоритный кратер.

Теперь же жизнь на Марсе нашли в... Антарктиде. 

Группа ученых, ведомая Дэвидом Мак Кэем, в 90-х годах опубликовала статью, заявляющую об открытии существования (хотя бы в прошлом) бактериальной  жизни  на Марсе. Изучение метеорита, как предполагается, попавшего на Землю с Марса и упавшего в Антарктиде, дало интересные результаты. В веществе метеорита найдены органические соединения,  схожие  с  продуктами  жизнедеятельности земных бактерий. Там же обнаружены минеральные образования, соответствующие  побочным  продуктам  бактериальной деятельности, и небольшие шарики карбонатов, которые могут быть  микроископаемыми простых бактерий.

Как же кусок Марса попал на землю? Исследователи на это вопрос отвечают так. Исходные раскаленные горные породы затвердели на Марсе около 4,5 миллиардов лет тому назад, где-то 100 миллионов лет  спустя  после  образования планеты. Эта информация основывается на изучении радиоизотопов метеорита. Между 3,6 и 4 миллиардов лет тому назад горная порода была разрушена, возможно, из-за падения метеорита. Вода, проникшая в трещины, позволила существовать простым бактериям в этих разломах. Приблизительно 3,6 миллиарда лет тому назад, бактерии и их  побочные продукты стали ископаемыми в разломах. Эти сведения получены при изучении радиоизотопов в трещинах. 16 миллионов лет тому назад большой метеорит упал на Марс, выбив значительный кусок злосчастной породы, извергнув его в пространство. Обоснование именно такой давности события - исследование действия на метеорит космических лучей, под влиянием которых он находился все время странствия в космосе. Это путешествие закончилось выпадением метеорита в Антарктиде.

У ученых есть ответ и на то, каким образом было установлено именно марсианское происхождение небесного гостя.

Метеорит весит 1,9 килограмма. Он - один из полутора десятков метеоритов, обнаруженных на Земле, которые  считаются  марсианскими. Большинство метеоритов сформировались в начале истории Солнечной системы, около 4,6 миллиардов лет тому назад. Одиннадцать из двенадцати марсианских метеоритов имеют возраст меньше, чем 1,3 миллиарда лет, а посланец жизни - 4,5 миллиарда лет, являясь единственным исключением. Все двенадцать - раскаленные прежде породы, кристаллизовавшиеся из расплавленной магмы, что говорит об  их  планетном происхождении, а не связанном, скажем, с астероидом. У  них  у  всех  схожий друг с другом состав. Все они также носят следы, подтверждающие нагрев от удара, выбросившего их в космос, а в одном из них обнаружен пузырек воздуха, состав  которого схож с составом марсианской атмосферы, изученной "Викингами". Все это, видимо, позволяет сказать, что эти метеориты родом с Марса.

Оптимизму нет предела, но по поводу всей этой истории есть и другие мнения, загоняющие планету Земля в бездну одинокого существования в безжизненной Вселенной. Еще рано горевать, но и радоваться надо с осторожностью. Есть ли жизнь на Марсе, нет ли жизни на Марсе - науке это не известно. Наука пока не в курсе дела. Планируется множество запусков АМС в начале грядущего тысячелетия. Поживем - увидим.
мпаек54
В завершение, отметим, что при изучении снимков "Викингов", были  обнаружены два кратера, которые, в принципе, и могут  являться  следами  падения того большого метеорита на Марс, который, якобы, извергнул горные  породы  в окружающее планету космическое пространство.

Открытые вопросы

1. И все-таки, есть ли жизнь на Марсе? И если нет, то, может, хотя бы была?
2. Геологическое прошлое планеты окутано тайной.
3. Причины различия в рельефе полушарий Марса не известны.

Это - так называемое полушарие Скиапарелли. Изображение  составлено из более чем ста снимков, сделанных в 1980 году "Викингом 1" через красный и фиолетовый фильтры. Расстояние от вымышленного наблюдателя до планеты 2 500 км. Естественные цвета были искусственно усилены при создании этого изображения с целью создания большей контрастности.

В центральной области снимка находится большой ударный кратер Скиапарелли, 450 км в диаметре. Темные полосы с красными краями, исходящие от кратеров, вызваны эрозией или (и) выветриванием. Яркие белые области к югу покрыты замерзшим углеродом.

Перед Вами мозаика, составленная из 104-х снимков "Викинга 1". Эти снимки были сделаны 11 февраля 1980-го года. Марс изображен таким, каким бы его можно было видеть с космического корабля, находящегося на  расстоянии 2 000 км от поверхности планеты. Насыщенность цветов на изображении преувеличена с целью увеличения контрастности деталей.

Полушарие, обращенное к нам, называют полушарием Цербера. Над северной (верхней) его половиною видны тонкие белые облака. Главной  видимой деталью на поверхности является большая темная область слева от центра -  вулкан Цербера. Справа от центра изображения - кратер Теттит с необычным "хвостом", протянувшимся к западу. Три ярких пятна вверху слева являются  вулканами,  частично закрытыми от нас тонкими облаками.

Перед вами мозаика, сделанная из ста восьми снимков "Викинга 1". Марс обращен к нам так называемым полушарием Маринера, и мы смотрим на планету как бы с борта космического корабля, находящегося в 2 500 км от поверхности. Естественные цвета здесь также преувеличены с целью повышения  контрастности деталей.

В центре полушария расположен гигантский  каньон - Долина Маринера, имеющий в длину около 3 000 км и глубину до 8-ми километров. На самом севере изображения (вверху) видно древнее высохшее море, в которое втекало раньше множество рек, русла которых, также сухие, протянулись к морю с юга. На юг же от Долины Маринера расположилась очень древняя часть поверхности  Марса, покрытая множеством ударных кратеров.

  Это мозаичное изображение полушария Большого Сырта составлено из отдельных снимков, полученных 6-го марта 1980-го года "Викингом 1".

Большая ярко-желтая круглая область слева вверху - пустыня Аравия. Граница между сильно покрытой кратерами южной, древней части поверхности планеты и более молодой и ровной северной ее части проходит в этом
полушарии примерно по 40-й северной широте, примерно по северной оконечности Аравии. Справа от пустыни виден огромный темный участок поверхности - Большой Сырт, который является, вероятно, вулканическим щитом, состоящим преимущественно из базальтов. Большой Сырт - относительно ровное образование. Направо от Сырта виден древний ударный лавовый бассейн, выделяющийся желтым цветом.