Марс является планетой. Период вращения марса вокруг солнца

Среди объектов Солнечной системы Марс продолжает оставаться самой любопытной и самой исследуемой планетой. За все время пристального изучения человеком нашего ближнего космоса, только четвертая планета Солнечной системы удостоилась такого внимания. Причина такого повышенного интереса к нашему соседу заключается не только в его относительной близости к нашему миру. Красная планета интересна человечеству с точки зрения возможности освоения внеземного пространства.

Те данные, которые сегодня имеются о Меркурии и о Венере указывают на то, что это чужие, враждебные для нас миры. Для этих планет природа уготовила судьбу физических и химических лабораторий. Марс же по многим параметрам уже не такой мрачный и безжизненный. Недаром именно этой планете принадлежат литературные лавры родины первой внеземной цивилизации. Почему Марс так интересен для нас? С чем же на самом деле имеет дело человек, обращая свой взор на маленькую, красноватую звездочку на ночном небосклоне.

Описание красной планеты

Из всего списка планет Солнечной системы Марс является едва ли не единственным космическим объектом, до которого сегодня может долететь человек. Это вторая ближайшая к нам планета Солнечной системы. Даже тот уровень развития техники, которого достигла человеческая цивилизация, позволяет строить планы исследования Марса и осуществления полета человека на четвертую планету нашей звездной системы. Ориентировочно для осуществления этой масштабной и грандиозной программы потребуется еще 10-15 лет. Однако если сравнивать подготовительные мероприятия, идущие сейчас в этом направлении, с программой посещения человеком Луны, разница очевидна.

По многим данным, полученным в последнее время с помощью автоматических космических зондов и марсоходов, возможно на красной планете миллионы лет назад могла бы существовать жизнь. Недаром, изучая полученные снимки поверхности планеты Марс, ученые всех мастей единодушны во мнении — наш сосед не безнадежен. Имеются все предпосылки считать, что четвертая планета могла быть еще одним оазисом жизни в нашей Солнечной системе. Этому способствуют астрофизические параметры планеты, данные о марсианской атмосфере, климатическая картина на поверхности нашего соседа.

К тому же если марсианские полюса покрыты ледяными шапками, имеет право на жизнь версия о наличии жидкой воды в недрах планеты. Если будет доказано, что вода в жидком состоянии имеет все шансы быть в природе красной планеты, значит вопрос поиска форм жизни в этом суровом месте — всего лишь дело времени.

Уверенности сторонникам полезности Марса для освоения человеком, придает информация о составе марсианского воздуха и схожие с Землей астрофизические параметры. Даже при условии, что атмосфера планеты далека по своему составу от земной воздушной прослойки, можно говорить об относительно приемлемых условиях. Сильно разреженная атмосфера не внушает оптимизма, однако в какой-то мере это лучше, чем та картина, которую мы наблюдаем на Меркурии или на горячей Венере. Ученые считают, что по климатическим параметрам на Марсе вполне сносная погода. Суровые морозы с температурами до -170°С в полярных областях сменяются на тропическую жару в экваториальных районах. В летние дни температура достигает отметки +20°С. Однако в зимнее время и особенно ночью, температура может опускаться до отметки – 125°С.

Другими словами, при соответствующей технической и физической подготовке человека, марсианская среда может быть пригодной для обитания. Не стоит сбрасывать со счетов тот факт, что подобные климатические условия стали результатом космического катаклизма. Не исключено, что в далеком прошлом планеты климат на планете был более теплым и на планете буйствовала марсианская жизнь. Этого нельзя сказать по отношению к другим планетам земной группы, где напрочь отсутствуют малейшие намеки на существование условий для зарождения жизнь.

Сведения, которые сегодня собраны научным сообществом, дают все основания считать Красную планету удобным плацдармом для последующего освоения космоса. Многочисленные работы ученых, полеты автоматических зондов к планете и доставка на Марс марсоходов позволили получить массу полезной информации. Мы теперь знаем практически все о марсианской почве, имеем представлением о жесточайших пылевых бурях. Ученые получили подробные снимки почти всей поверхности планеты, включая северные и южные полярные шапки. Остается только обработать тонны полученной информации и сделать соответствующие выводы.

Краткая характеристика и особенности планеты

С точки зрения академической науки, Марс — ярко выраженная планета земной группы. Слегка вытянутая орбита планеты расположена в 1,5 раза дальше от Солнца, чем орбита Земли. В перигелии Марс удаляется от нашей звезды на расстояние 250 млн. км, а в афелии планету Марс от Солнца разделяет расстояние в 207 млн. км. Размер Красной планеты вдвое уступает нашей Земле. Диаметр четвертой по счету планеты составляет 6 779 км., против 12 742 км. диаметра Земли.

Если по своим размерам Марс только в два раза проигрывает Земле, то по массе Красная планета в десять раз легче нашей голубой красавицы, 6,39E23 кг против 5,972E24 кг. Соответственно, ускорение свободного падения у нашего соседа составляет всего 3,72 м/с2 против 9,807 м/с2. При всех своих миниатюрных размерах, рельеф у планеты достаточно разнообразен. На Красной планете присутствуют горы и долины, имеются обширные впадины, глубокие каньоны и даже метеоритные кратеры, подобные лунным образованиям. На поверхности нашего соседа обнаружены потухшие вулканы, свидетельствующие о бурной молодости Марса. Здесь находится самый высокий вулкан в Солнечной системе — гора Олимп. Его вершина упирается в марсианское небо, достигая 26 километров высоты. Этот потухший вулкан является рекордсменом, высота которого в 2,5 раз превышает относительную высоту земного вулкана Мауна-Кеа.

Однако, несмотря на разнообразный рельеф, ландшафт на Марсе довольно скучный и однообразный. Горные массивы сменяются бескрайними каменистыми пустынями. Светлые области на поверхности планеты принято называть материками, тогда как темные участки являются марсианскими морями. Эти элементы марсианского рельефа занимают более 70% площади южного полушария Марса.

При всем однообразии марсианской поверхности у планеты есть своя фишка. Оба полушария Марса существенно отличаются как по морфологическим признакам, так и с точки зрения интенсивности внешнего воздействия. В северном полушарии в рельефе доминируют долины и гладкие равнины, хотя сама поверхность планеты в этой части ниже среднего уровня. В южном полушарии преобладают метеоритные кратеры, а сама поверхность является приподнятой. Этот факт в некоторой степени объясняет наличие тектонических плит, которые совершали движение в глубокой древности. Унылый марсианский ландшафт скрашивают только полярные шапки, имеющиеся на северном и на южном полюсе планеты.

Как и все планеты земной группы, Марс имеет классическое строение:

• кора, толщиной от 100 км на полюсах ио 8 км в экваториальной области в районе впадины Эллада;
• промежуточный слой, состоящий из полужидких пород;
• силикатная мантия толщиной 1300-1500 км;
• железное ядро диаметром 2960 км, которое наполовину является жидким.

На Красной планете имеется собственная атмосфера. В ее составе главное место занимает углекислый газ. В меньшей степени воздушная масса планеты содержит азот, водород и кислород. Наличие водяного пара сильно ограниченно. Благодаря сильной разреженности атмосферное давление на Марсе меньше земного давления в 150 раз, всего 6,1 Миллибар. При этом толщина газовой оболочкой вокруг планеты составляет 110 км.

Оценивая физические сведения о планете, стоит обратить внимание на астрофизические параметры Марса, которые во многом сходны с земными параметрами. Четвертая планета совершает полный оборот вокруг нашей звезды за 687 земных суток. При этом скорость вращения красной планеты вокруг собственной оси практически равна скорости вращения Земли – 24 часа и 37 минут. Другими словами время на планете выглядит, так же как и на Земле. Благодаря своему углу наклона и скорости вращения Марс обладает сменой времен года, что является достаточно редким явлением для других планет Солнечной системы. Продолжительность сезонов на поверхности нашего соседа различна. В северном полушарии лето длится 177 марсианских суток, тогда как в южном полушарии лето на 21 день короче.

Краткое описание и характер исследований Марса

С момента первых полетов в космос, человек не оставлял попыток начать изучение соседних планет. Первым к Красной планете направился американский космический зонд «Маринер-4», который впервые сфотографировал Марс с близкого расстояния, пролетая мимо планеты. Последующие миссии были уже более основательными и носили прикладной характер. Американский зонд «Маринер-9» долетев до четвертой планеты, стал его первым искусственным спутником. В 1971 году первую в историю посадку на Марсе совершила советская АМС «Марс-3». Несмотря на удачную посадку, советский аппарат прожил всего 14 секунд. Последующие попытки высадиться на Марс заканчивались неудачами.

Только американской АМС «Викинг-1» в очередной раз удалось совершить мягкую посадку на планету и предоставить человеку первые снимки поверхности Марса. В этой же экспедиции аппаратом впервые были взяты образцы марсианского грунта и получены данные о составе почвы. Далее с завидной регулярностью к четвертой планете отправлялись советские и американские космические аппараты, автоматические зонды космических агентств разных стран, включая Китай, Японию и Европейского Сообщества. В течение последующих 45 лет с момента первого полета «Маринера-4» в сторону Марса с Земли были организованы 48 экспедиций к Красной планете. Из этого количества практически половина миссий закончилась неудачами.

На сегодняшний день планету продолжают исследовать следующие аппараты:

• орбитальный спутник Марса — американский аппарат «Марс-Одиссей»;
• с орбиты планеты автоматический зонд Европейского космического агентства «Марс-Экспресс»;
• американский орбитальный аппарат «Maven» и спутник военного ведомства;
• орбитальный индийский зонд «Мангальян» и космический зонд «Трейс гас Орбитер» ЕКА и Росскосмоса.

Непосредственно на планете продолжают работу два американских марсохода «Оппортьюнити» и «Кьюриосити», ставшие уже легендарными творениями человеческой мысли. Многочисленные космические зонды, автоматические марсианские станции и марсоходы – вся эта техника является арсеналом, брошенным научным сообществом на изучение красной планеты.

Постоянные спутники Марса

У Марса, несмотря на его размеры, имеется два естественных спутника — Фобос и Деймос, трехосные эллипсоиды с размерами 26,8×22,4×18,4 км и 15×12,2×10,4 км., соответственно.

Точное происхождение этих небесных тел неизвестно. Размеры марсианских спутников и их форма вызывают многочисленные споры сторонников различных теорий происхождения Фобоса и Деймоса. Предполагается, что это астероиды, захваченные красной планетой на заре образования Солнечной системы. Поставщиком материала для спутников Марса считается пояс астероидов, расположившийся между четвертой планетой и Юпитером.

Сторонники другой версии происхождения спутников красной планеты склоняются к их искусственной природе. Создать и запустить два искусственно созданных небесных тела могла древняя марсианская цивилизация.

Марс, четвертая из планет земной группы, примерно вдвое меньше Земли по размерам (экваториальный радиус 3394 км) и в девять раз меньше по массе. Ускорение силы тяжести на поверхности планеты равно 376 см/сек2. Угловой диаметр Марса во время великих противостояний 25", во время афелийных 14". На поверхности Марса наблюдаются устойчивые детали, что позволило определить период его вращения с очень большой точностью: 24h 37m 22s,6. Экватор планеты наклонен к плоскости ее орбиты на 24° 56", почти так же, как и у Земли. Поэтому на Марсе наблюдается смена времен года, очень похожая на земную, с той лишь разницей, что лето в южном полушарии Марса жарче и короче, чем в северном, так как оно наступает вблизи прохождения планетой своего перигелия. Марсианский год длится 687 земных суток.

Детали, наблюдаемые в телескоп на диске Марса, можно классифицировать следующим образом:

• 1. Яркие области, или материки, занимающие 2/3 диска. Они представляют собой однородные светлые поля оранжево-красноватого цвета.
• 2. Полярные шапки - белые пятна, образующиеся вокруг полюсов осенью и исчезающие в начале лета. Это самые заметные детали. В середине зимы полярные шапки занимают поверхность до 50° по широте. Летом северная полярная шапка исчезает целиком, от южной сохраняется небольшой остаток. Сквозь синие светофильтры полярные шапки выделяются очень контрастно.
• 3. Темные области (или моря), занимающие 1/3 Диска. Они видны на фоне светлых областей в виде пятен, различных по величине и форме. Изолированные темные области небольших размеров называются озерами или оазисами. Вдаваясь в материки, моря образуют заливы. И материки и моря имеют красноватый цвет.

Отношение яркости материков и морей максимально в красной и инфракрасной области (до 50% для самых темных морей), в желтых и зеленых лучах оно меньше, в синих на диске Марса моря вообще не различаются.

Темные области наряду с полярными шапками участвуют в цикле периодических сезонных изменений. Зимой темные области имеют наименьший контраст. Весной вдоль границы полярной шапки образуется темная кайма, и контраст темных областей вокруг нее увеличивается. Потемнение распространяется постепенно в направлении к экватору, захватывая все новые и новые области. Многие детали, не различающиеся в данном полушарии зимой, становятся хорошо заметными летом. Волна потемнения распространяется со скоростью примерно 30 км в сутки. В некоторых районах изменения повторяются регулярно из года в год, в других происходят каждую весну по-разному. Кроме повторяющихся сезонных изменений, неоднократно наблюдалось необратимое исчезновение и появление темных деталей (вековые изменения). Светлые области не участвуют в сезонном цикле, но могут испытывать необратимые вековые изменения.

4. Облака - временные детали, локализованные в атмосфере. Иногда они закрывают значительную часть диска, препятствуя наблюдению темных областей. Различаются два вида облаков: желтые облака, по общему мнению, пылевые (бывают случаи, когда желтые облака закрывают весь диск на целые месяцы; такие явления называются "пылевыми бурями"); белые облака, состоящие скорее всего из ледяных кристалликов подобно земным циррусам.

В последние годы изучение Марса сильно продвинулось вперед благодаря использованию автоматических межпланетных станций. Американская АМС "Маринер-4" впервые сфотографировала Марс с близкого расстояния (около 10 000 км) в 1965 г.

Оказалось, что Марс подобно Луне покрыт кратерами. За "Маринером-4" пролетели вблизи Марса и сфотографировали его "Маринер-6" и "Маринер-7", а в 1971 г., через несколько месяцев после великого противостояния, на орбиты вокруг Марса вышли его первые искусственные спутники, сделанные руками землян: два советских ("Марс-2" и "Марс-3") и один американский ("Маринер-9"). Программы их существенно отличались и взаимно дополняли друг друга. Американский спутник был нацелен в основном на фотографирование Марса; он получил несколько тысяч фотографий с разрешением около 1 км, покрывающих почти всю поверхность Марса.

Советские спутники проводили фотографирование в гораздо меньшем объеме, но зато они были оснащены большим количеством аппаратуры, предназначенной для исследования поверхности Марса, его атмосферы и околопланетного пространства физическими методами. Инфракрасным радиометром измерялась температура поверхностного слоя и одновременно радиотелескопом температура грунта на глубине в несколько десятков сантиметров; измерялась яркость в различных длинах волн, атмосферное давление и высоты по интенсивности полос СO2, содержание H2O в атмосфере, магнитное поле, состав и температура верхней атмосферы, электронная концентрация в ионосфере, поведение межпланетного вещества в окрестностях Марса.

От АМС "Марс-3" отделился спускаемый аппарат, который впервые совершил мягкую посадку на поверхность Марса. Советская программа исследований Марса с помощью космических аппаратов получила дальнейшее развитие в 1974 г., когда четыре советских космических аппарата прибыли к планете. Один из них, "Марс-6" совершил посадку на поверхность, и во время спуска в атмосфере впервые провел прямые измерения ее состава, температуры и давления. "Марс-5" вышел на орбиту искусственного спутника планеты, а "Марс-4" и "Марс-7" проводили исследования планеты и межпланетного пространства на пролетных траекториях.

Фотографии поверхности, полученные с борта "Маринера-9", "Марса-4" и "Марса-5" показали, что поверхность Марса весьма разнообразна по характеру геологических форм. Большая часть ее покрыта кратерами, однако имеются и ровные области, почти лишенные кратеров. Среди кратеров попадаются такие, которые расположены на вершинах огромных конусообразных гор. Такое расположение означает, что это не метеоритные кратеры, а вулканические. На склонах крупнейших вулканов мало метеоритных кратеров и, следовательно, эти вулканы "молодые", они образовались сравнительно недавно. Таким образом, Марс - геологически активная планета. Марс, видимо, обладает собственным магнитным полем, хотя и значительно более слабым, чем Земля; существование собственного магнитного поля указывает на присутствие в центре планеты жидкого ядра.

На поверхности Марса имеются образования, очень похожие на высохшие русла рек. 20 июля 1976 г. совершил посадку на поверхность Марса американский спускаемый аппарат "Викинг-1".

Марсианский пейзаж очень напоминает некоторые земные пустыни. Видны отлогие песчаные дюны, много угловатых камней.

На карте Марса показана трасса, вдоль которой проводились измерения при данном прохождении. Приборы "увидели" сначала южное полушарие Марса и за полчаса их оптические оси пересекли всю планету с юга на север. Видно, что более темные области являются и более теплыми (они поглощают больше солнечного тепла).

В северных областях (широта j > 45°) температура падает до очень низкого уровня, около 150 °К. Здесь находится зона полярной шапки. Она проявляется как резкое увеличение яркости в ультрафиолетовых лучах (0,37 мк), но совсем не видна в ближней инфракрасной области (1,38 мк; здесь планета светит все еще отраженным, а не тепловым излучением). Это означает, что мы видим в данном случае не снег или лед на поверхности, а облака (из тонких кристалликов), плавающие в атмосфере. Размеры кристалликов так малы, что на длине волны около 1 мк они уже свет не рассеивают. Возможно, что это кристаллики обычного льда Н2О: мы видим, как резко падает здесь содержание пара Н2О. Он должен переходить в твердую фазу. При таких температурах может конденсироваться и углекислый газ.

Температура поверхности Марса колеблется в широких пределах. На экваторе днем она достигает +30 °С, а ночью -100 °С. Это происходит из-за малой теплопроводности марсианского грунта. Она почти столь же низка, как у лунного.

Самая низкая температура бывает зимой на поверхности полярных шапок (-125°С).

В спектре Марса наблюдаются хорошо заметные полосы СО2, хотя и более слабые, чем в спектре Венеры (см. рис. 166). Облака на Марсе обычно закрывают незначительную долю поверхности (в отличие от Венеры), и поэтому из спектроскопических наблюдений можно определить абсолютную величину содержания СО2 в атмосфере. Так как на интенсивность слабых и сильных линий полное давление газа влияет по-разному, то можно определить и его. Аппаратура, установленная на "Maрсе-6" и "Викинге-1 и 2" измерила давление в атмосфере Марса непосредственно с помощью барометрических датчиков. Оно равно у поверхности в среднем 6 мб. На "Викинге-1 и 2" были проведены прямые измерения химического состава с помощью. масс-спектрометра, которые показали, что атмосфера Марса на 95% состоит из СО2.

Давление в различных районах Марса может отличаться в несколько раз из-за различия высот. Самые высокие области Марса лежат на 20 км выше самых низких.

Интересно, что темные и светлые области с одинаковой вероятностью могут быть и низкими и высокими. В северном полушарии преобладают низкие районы.

В спектре Марса обнаружены линии водяного пара. При наземных наблюдениях их удается отделить от земных линий только благодаря доплеровскому смещению, так как они очень слабы. При наблюдениях с космических аппаратов эта трудность отсутствует. Пример наблюдений с космического аппарата приводился выше.

Содержание водяного пара в атмосфере Марса меняется во времени и различно в разных районах. Иногда оно ниже предела обнаружения (около 1 микрона осажденной воды для измерений, произведенных на "Марсе-3"), иногда достигает 50 микрон. Такова толщина пленки воды, которая покрыла бы планету, если сконденсировать весь. атмосферный водяной пар. На Земле в атмосфере содержится воды примерно в 1000 раз больше. Средняя температура Марса (200 °К) заметно ниже земной, и под его поверхностью следует ожидать слой вечной мерзлоты, который задерживает выделение H2O из недр планеты.

Заметим, что в жидкой фазе вода при марсианских температурах и давлениях существовать не может; она может быть только в виде льда или пара.

Кроме Н2О в атмосфере Марса обнаружены и некоторые другие малые составляющие - N2 (2,5%), Аг (1,5%), СО (~0,01%), O2 (~0,01%), следы озона О3. Полярные шапки Марса имеют сложную природу. Только на краях и лишь в некоторые определенные периоды времени это облака. Значительная часть видимой полярной шапки представляет собой твердый осадок на поверхности, причем этот осадок образован замерзшей углекислотой с примесью обычного водяного льда. В полярных шапках (главным образом в неисчезающей полностью южной) содержится больше СО2 и Н2О, чем в атмосфере. Было высказано следующее очень интересное предположение.

Вследствие прецессии полярной оси Марса один раз в 50 000 лет получается так, что обе полярные шапки исчезают полностью и тогда давление в атмосфере повышается, увеличивается содержание Н2О, появляется жидкая. вода. Может быть, в эти периоды текла река, оставившая русло.

Во время полета американских и советских космических станций вблизи Марса были проведены эксперименты по просвечиванию его атмосферы радиоволнами, такие же, как при исследовании Венеры. Они позволили определить атмосферное давление и температуру на высоте < 40 км и, кроме того, электронную концентрацию в ионосфере планеты. Максимум ионизации был найден на высоте 120 км, где электронная концентрация на дневной стороне планеты равна 105 см -3, т.е. на порядок меньше, чем в земной ионосфере.

Теперь, когда мы изложили основные наблюдательные данные о поверхности и атмосфере Марса, рассмотрим возможные объяснения периодических сезонных изменений в темных областях, связанных по времени с таянием полярной шапки. Одно из них состоит в том, что весной, когда начинается сублимация полярных шапок, грунт оттаивает, увеличивается влажность. С течением времени этот процесс оттаивания распространяется все дальше к экватору, вызывая потемнение морей и оазисов. Если процессы потемнения связаны с увеличением влажности грунта, то здесь имеются две возможности:

• 1) темные области заняты растительностью, которая подобно земной с наступлением весны вступает в активную фазу благодаря увеличению температуры и влажности;
• 2) темные области покрыты каким-либо минеральным материалом, темнеющим при увеличении температуры или влажности.

Однако периодический процесс потемнения может быть вовсе не связан с влажностью. Например, он может быть вызван периодическими сезонными изменениями в направлениях ветров. Весной ветер уносит из морских областей более мелкие частицы, и моря темнеют, осенью происходит перемещение мелких частиц и обратном направлении.

Давно отмечалась способность темных областей к восстановлению. На Марсе часто бывают пылевые бури, которые, казалось бы, должны были давно засыпать моря.

Ничего подобного не происходит. Вскоре после окончания пылевой бури контраст темных областей полностью восстанавливается. Это свойство легко объясняется, если предположить, что темные области покрыты растительностью. Но опять-таки, если принять, что моря - это области, из которых более мелкие частицы легко выдуваются ветром, восстановление контраста можно объяснить и без привлечения гипотезы о растительности.

Итак, явления, которые могут рассматриваться как указание на деятельность марсианской биосферы, это:

• 1) периодические сезонные изменения темных областей;
• 2) связь периодических сезонных изменений темных областей с сублимацией полярных шапок;
• 3) способность темных областей к регенерации (восстановлению контраста).

Все они, как мы видели, могут иметь объяснение, весьма далекое от биологических процессов. Малое атмосферное давление и огромные суточные колебания температуры (не менее 100°) заставляют многих исследователей отрицательно относиться к возможности существования биосферы на Марсе. С другой стороны, известна и огромная приспособляемость живых организмов. В земной почве находятся микроорганизмы (анаэробные бактерии), способные переносить низкие давления и температуру и не нуждающиеся в кислороде. Поэтому поиски живых организмов на Марсе не представляются полностью безнадежным делом. Такие поиски будут, видимо, производиться с помощью АМС, способных производить мягкую посадку на марсианскую поверхность.

Марс имеет двух спутников, Фобоса и Деймоса, которые были открыты американским астрономом Холлом в 1877 г. Они очень близки к планете и слабы (+11m,5 и +12m,5), наблюдать их поэтому трудно. Фобос находится на расстоянии 2,77 радиуса планеты от ее центра и его период обращения 7h 39m 14s, т.е. значительно меньше периода вращения Марса. В результате Фобос восходит на западе, несмотря на то, что направление обращения его прямое. Деймос обращается на среднем расстоянии в 6,96 радиуса планеты, с периодом 30h 17m 55s. На рис. 177 приведена фотография Фобоса, полученная с борта "Маринера-9". Его поверхность значительно сильнее испещрена кратерами, чем марсианская, из-за полного отсутствия атмосферной эрозии. Оба спутника имеют неправильную форму. Размеры Фобоса около 22-25 км в поперечнике, Деймоса - около 13 км.

Четыре планеты земной группы имеют много общего в своих характеристиках. Почти все вещество сосредоточено в литосфере. Массы находятся в пределах от 1,510-7 до 3; 10-6 M¤ и радиусы, примерно, от 3,510-3 до 9,0 × 10-3 R¤. Средние плотности лежат в еще более узких пределах - от 4,0 (Марс) до 5,4-5,5 г/см3 (остальные три планеты). По-видимому, в недрах всех планет этой группы имеется химическая дифференциация: тяжелые элементы (в частности, Fe) концентрируются к центру, легкие и вместе с тем более легкоплавкие - в наружных оболочках; кора и мантия состоят из силикатных пород. Возможно, все четыре планеты обладают жидким ядром. По крайней мере на двух планетах (Земля и Марс) имеются вулканы. На поверхности всех четырех планет имеются в тех или иных масштабах следы тектонической деятельности (процессов горообразования).

Все подвергались сильной метеоритной бомбардировке, которая явилась одним из основных факторов в формировании поверхности Марса и Меркурия. На Земле метеоритные кратеры почти целиком стерты тектоническими и эрозионными процессами, на Венере они, по-видимому, сохранились гораздо лучше. Единственным энергетическим источником, определяющим температуру и климат планет земной группы, является солнечное излучение. Поток внутреннего тепла пренебрежимо мал по сравнению с потоком солнечного излучения.

Три планеты из четырех имеют атмосферу. Венера и Марс по составу атмосферы похожи: углекислый газ является главной составляющей в обоих случаях, но количества его очень разные. Состав земной атмосферы совсем другой: азот, кислород, углекислого газа очень мало, и, кроме того, у Земли имеется гидросфера - огромное количество воды (которой, наоборот, очень. мало на Венере и Марсе). Различия велики, но есть очень важные общие черты: легкие газы - водород и гелий, наиболее обильные элементы (входящие в состав Солнца, звезд и межзвездного газа) присутствуют только как малые составляющие; все газы, которые являются основными компонентами атмосфер - (СO2, N2) и вода оказываются продуктами газовыделения вулканов. Кислород на Земле является вторичным продуктом, возникшим при разложении H2O в результате фотохимических и биологических процессов. Современные атмосферы планет земной группы (и гидросфера Земли) определенно имеют вторичное происхождение - в том смысле, что они были выделены литосферой уже после того, как она сформировалась.

Первичная атмосфера, состоявшая главным образом из легких газов, оставшихся от протопланетной туманности, могла сохраниться (если такая атмосфера вообще существовала) лишь очень короткое время и должна была быстро диссипировать.

Количество СО2 и N2, выделившееся за время существования планет (5109 лет), примерно одинаково на Земле и на Венере, а воды, по-видимому, выделилось гораздо больше на Земле. Жидкая вода очень хорошо растворяет СО2 и переводит в карбонатные породы. Гидросфера на Земле удалила в результате почти весь углекислый газ, а на Венере она не образовалась, и СО2 полностью остался в атмосфере. На Марсе общая скорость газовыделения, видимо, на два порядка меньше, чем на Венере, и, кроме того, основная часть выделившегося количества СО2 и Н2О связана в полярных шапках и в грунте (в результате процессов адсорбции и образования вечной мерзлоты).

Практически полностью лишен атмосферы Меркурий. Между тем ускорение силы тяжести на его поверхности почти такое же, как у Марса, и он мог бы, вероятно, удержать СО2, если бы его накопилось столько же, сколько на Марсе. Многое в процессах формирования и эволюции планетных атмосфер еще не понято, это одна из интереснейших проблем физики планет, разработка которой только начинается.

Заметим, что она имеет определенное практическое значение, так как должна дать прогноз дальнейшей эволюции атмосферы и климата Земли.

Марс – четвертая планета Солнечной системы: карта Марса, интересные факты, спутники, размер, масса, расстояние от Солнца, название, орбита, исследования с фото.

Марс - четвертая планета от Солнца и самая похожая на Землю в Солнечной системе. Мы знаем нашего соседа также по второму наименованию – «Красная планета». Свое имя получил в честь бога войны у римлян. Дело в его красном цвете, созданном оксидом железа. Каждые несколько лет планета располагается ближе всего к нам и ее можно отыскать в ночном небе.

Его периодическое появление привело к тому, что планета отобразилась во многих мифах и легендах. А внешний угрожающий вид стал причиной страха перед планетой. Давайте узнаем больше интересных фактов о Марсе.

Интересные факты о планете Марсе

Марс и Земля похожи по поверхностной массивности

• Красная планета охватывает лишь 15% земного объема, но 2/3 нашей планеты покрыто водой. Марсианская гравитация – 37% от земной, а значит ваш прыжок будет втрое выше.

Обладает наивысшей горой в системе

• Гора Олимп (самая высокая в Солнечной системе) вытягивается на 21 км, а в диаметре охватывает 600 км. На ее формирование ушли миллиарды лет, но лавовые потоки намекают на то, что вулкан все еще может быть активным.

Лишь 18 миссий завершились успехом

• К Марсу направляли примерно 40 космических миссий, включая простые пролеты, орбитальные зонды и высадку роверов. Среди последних был аппарат Curiosity (2012), MAVEN (2014) и индийский Мангальян (2014). Также в 2016 году прибыли ExoMars и InSight.

Крупнейшие пылевые бури

• Эти погодные бедствия способны месяцами не успокаиваться и покрывают всю планету. Сезоны становятся экстремальными из-за того, что эллиптический орбитальный путь крайне вытянут. В ближайшей точке на южном полушарии наступает короткое, но жаркое лето, а северное окунается в зиму. Потом они меняются местами.

Марсианские осколки на Земле

• Исследователи смогли найти небольшие следы марсианской атмосферы в прибывших к нам метеоритах. Они плавали в пространстве миллионы лет, прежде чем добраться к нам. Это помогло провести предварительное изучение планеты еще до запуска аппаратов.

Название досталось от бога войны в Риме

• В Древней Греции использовали имя Арес, который отвечал за все военные действия. Римляне практически все скопировали у греков, поэтому использовали Марс в качестве своего аналога. Такой тенденции послужил кровавый окрас объекта. К примеру, в Китае Красную планету называли «огненной звездой». Формируется из-за оксида железа.

Есть намеки на жидкую воду

• Ученые убеждены, что долгое время планета Марс располагала водой в виде ледяных залежей. Первыми признаками выступают темные полосы или пятна на кратерных стенах и скалах. Учитывая марсианскую атмосферу, жидкость обязана быть соленой, чтобы не замерзнуть и не испариться.

Ожидаем появления кольца

• В ближайшие 20-40 миллионов лет Фобос подойдет на опасно близкое расстояние и разорвется планетарной гравитацией. Его осколки сформируют кольцо вокруг Марса, которое сможет продержаться до сотни миллионов лет.

Размер, масса и орбита планеты Марс

Экваториальный радиус планеты Марс составляет 3396 км, а полярный – 3376 км (0.53 земного). Перед нами буквально половина земного размера, но масса – 6.4185 х 10 23 кг (0.151 от земной). Планета напоминает нашу по осевому наклону – 25.19°, а значит на ней также можно отметить сезонность.

Физические характеристики Марса

Экваториальный	3396,2 км
Полярный радиус	3376,2 км
Средний радиус	3389,5 км
Площадь поверхности	1,4437⋅10 8 км² 0,283 земной
Объём	1,6318⋅10 11 км³ 0,151 земного
Масса	6,4171⋅10 23 кг 0,107 земной
Средняя плотность	3,933 г/см³ 0,714 земной
Ускорение свободного падения на экваторе	3,711 м/с² 0,378 g
Первая космическая скорость	3,55 км/с
Вторая космическая скорость	5,03 км/с
Экваториальная скорость вращения	868,22 км/ч
Период вращения	24 часа 37 минут 22,663 секунды
Наклон оси	25,1919°
Прямое восхождение северного полюса	317,681°
Склонение северного полюса	52,887°
Альбедо	0,250 (Бонд) 0,150 (геом.)
Видимая звёздная величина	−2,91 m

Максимальное расстояние от Марса до Солнца (афелий) – 249.2 млн. км, а приближенность (перигелий) – 206.7 млн. км. Это приводит к тому, что на орбитальный проход планета тратит 1.88 лет.

Состав и поверхность планеты Марс

С показателем плотности в 3.93 г/см 3 Марс уступает Земли и имеет лишь 15% нашего объема. Мы уже упоминали, что красный цвет образуется из-за присутствия оксида железа (ржавчина). Но из-за присутствия других минералов он бывает коричневым, золотым, зеленым и т.д. Изучите строение Марса на нижнем рисунке.

Марс относится к планетам земного типа, а значит обладает высоким уровнем минералов, вмещающих кислород, кремний и металлы. Грунт слабощелочный и располагает магнием, калием, натрием и хлором.

В таких условиях поверхность не способна похвастаться водой. Но тонкий слой марсианской атмосферы позволил сохранить лед в полярных областях. Да и можно заметить, что эти шапки охватывают приличную территорию. Существует еще гипотеза о наличии подземной воды на средних широтах.

В структуре Марса присутствует плотное металлическое ядро с силикатной мантией. Оно представлено сульфидом железа и вдвое богаче на легкие элементы, чем земное. Кора простирается на 50-125 км.

Ядро охватывает 1700-1850 км и представлено железом, никелем и 16-17% серы. Небольшие размер и масса приводят к тому, что гравитация достигает лишь до 37.6% земной. Объект на поверхности будет падать с ускорением в 3.711 м/с 2 .

Стоит отметить, что марсианский пейзаж похож на пустыню. Поверхность пыльная и сухая. Есть горные хребты, равнины и крупнейшие в системе песчаные дюны. Также Марс может похвастаться наибольшей горой – Олимп, и самой глубокой пропастью – Долина Маринер.

На снимках можно заметить множество кратерных формирований, которые сохранились из-за медлительности эрозии. Эллада Планитиа – крупнейший кратер на планете, охватывающий в ширину 2300 км, а вглубь – 9 км.

Планета способна похвастаться оврагами и каналами, по которым ранее могла протекать вода. Некоторые тянутся на 2000 км в длину и на 100 км в ширину.

Спутники Марса

Рядом с Марсом вращаются две его луны: Фобос и Деймос. В 1877 году их нашел Асаф Холл, давший наименования в честь персонажей из греческой мифологии. Это сыновья бога войны Ареса: Фобос – страх, а Деймос – ужас. Марсианские спутники продемонстрированы на фото.

Диаметр Фобоса – 22 км, а отдаленность – 9234.42 – 9517.58 км. На орбитальный проход ему необходимо 7 часов и постепенно это время сокращается. Исследователи считают, что через 10-50 млн. лет спутник врежится в Марс или же будет разрушен гравитацией планеты и образует кольцевую структуру.

Деймос в диаметре имеет 12 км и вращается на дистанции в 23455.5 – 23470.9 км. На орбитальный маршрут уходит 1.26 дней. Марс также может располагать дополнительными лунами с шириной в 50-100 м, а между двумя крупными способно сформироваться пылевое кольцо.

Есть мнение, что ранее спутники Марса были обычными астероидами, которые поддались планетарной гравитации. Но у них наблюдаются круговые орбиты, что необычно для пойманных тел. Они также могли сформироваться из материала, вырванного от планеты в начале создания. Но тогда их состав должен была напоминать планетарный. Также мог произойти сильный удар, повторяя сценарий с нашей Луной.

Атмосфера и температура планеты Марс

Красная планета располагает тонким атмосферным слоем, который представлен углекислым газом (96%), аргоном (1.93%), азотом (1.89%) и примесями кислорода с водой. В ней много пыли, размер которой достигает 1.5 микрометра. Давление – 0.4-0.87 кПа.

Большое расстояние от Солнца к планете и тонкая атмосфера привели к тому, что температура Марса низкая. Она скачет между -46°C до -143°C зимой и может прогреваться до 35°C летом на полюсах и в полдень на экваториальной линии.

Марс отличается активностью пылевых бурь, которые способны имитировать мини-торнадо. Они образуются благодаря солнечному нагреву, где более теплые воздушные потоки поднимаются и формируют бури, простирающиеся на тысячи километров.

При анализе в атмосфере также нашли следы метана с концентрацией 30 частичек на миллион. Значит, он освобождался из конкретных территорий.

Исследования показывают, что планета способна создавать в год до 270 тонн метана. Он достигает атмосферного слоя и сохраняется 0.6-4 лет до полного разрушения. Даже небольшое наличие говорит о том, что на планете скрывается газовый источник. Нижний рисунок указывает концентрацию метана на Марсе.

Среди предположений намекали на вулканическую активность, падение комет или наличие микроорганизмов под поверхностью. Метан может создаваться и в небиологическом процессе – серпентинизация. В нем присутствует вода, углекислый газ и минеральный оливин.

В 2012 году провели несколько вычислений по метану при помощи ровера Curiosity. Если первый анализ показал определенное количество метана в атмосфере, то второй показал 0. А вот в 2014 году ровер натолкнулся на 10-кратный всплеск, что говорит о локализированном выбросе.

Также спутники зафиксировали наличие аммиака, но его срок разложения намного короче. Возможный источник – вулканическая активность.

Диссипация планетных атмосфер

Астрофизик Валерий Шематович об эволюции планетных атмосфер, экзопланетных системах и потере атмосферы Марса:

История изучения планеты Марс

Земляне давно следят за красным соседом, потому что планету Марс можно отыскать без использования инструментов. Первые записи сделаны еще в Древнем Египте в 1534 г. до н. э. Они уже тогда были знакомы с эффектом ретроградности. Правда для них Марс был причудливой звездой, чье движение отличалось от остальных.

Еще до появления неовавилонской империи (539 г. до н. э.) делались регулярные записи планетарных позиций. Люди отмечали перемены в движении, уровнях яркости и даже пытались предсказать, куда они направятся.

В 4 веке до н.э. Аристотель заметил, что Марс спрятался за земным спутником в период окклюзии, а это говорило о том, что планета расположена дальше Луны.

Птолемей решил создать модель всей Вселенной, чтобы разобраться в планетарном движении. Он предположил, что внутри планет есть сферы, которые и гарантируют ретроградность. Известно, что о планете знали и древние китайцы еще в 4-м веке до н. э. Диаметр оценили индийские исследователи в 5-м веке до н. э.

Модель Птолемея (геоцентрическая система) создавала много проблем, но она оставалась главной до 16-го века, когда пришел Коперник со своей схемой, где в центре располагалось Солнце (гелиоцентрическая система). Его идеи подкрепили наблюдения Галилео Галилея в новый телескоп. Все это помогло вычислить суточный параллакс Марса и удаленность к нему.

В 1672 году первые замеры сделал Джованни Кассини, но его оборудование было слабым. В 17-м веке параллаксом пользуется Тихо Браге, после чего его корректирует Иоганн Кеплер. Первую карту Марса представил Христиан Гюйгенс.

В 19 веке удалось повысить разрешение приборов и рассмотреть особенности марсианской поверхности. Благодаря этому Джованни Скиапарелли создал первую детализированную карту Красной планеты в 1877 году. На ней отобразились также каналы – длинные прямые линии. Позже поняли, что это всего лишь оптическая иллюзия.

Карта вдохновила Персиваля Лоуэлла на создание обсерватории с двумя мощнейшими телескопами (30 и 45 см). Он написал много статей и книг на тему Марса. Каналы и сезонные перемены (сокращение полярных шапок) натолкнули на мысли о марсианах. Причем даже в 1960-х гг. продолжали писать исследования на эту тему.

Исследование планеты Марс

Более продвинутые исследования Марса начались с освоением космоса и запуском аппаратов к другим солнечным планетам в системе. Космические зонды стали отправлять к планете в конце 20-го века. Именно с их помощью удалось познакомиться с чужим миром и расширить наше понимание планет. И хотя нам не удалось отыскать марсиан, жизнь могла существовать там ранее.

Активное изучение планеты развернулось в 1960-х гг. СССР отправили 9 беспилотных зондов, которые так и не добрались к Марсу. В 1964 году НАСА запустили Маринер 3 и 4. Первая провалилась, но вторая через 7 месяцев прилетела к планете.

Маринер-4 сумел получить первые масштабные снимки чужого мира и передал сведения об атмосферном давлении, отсутствии магнитного поля и радиационного пояса. В 1969 году к планете прибыли Маринеры 6 и 7.

В 1970-м году между США и СССР развернулась новая гонка: кто первым установим спутник на марсианской орбите. В СССР задействовали три аппарата: Космос-419, Марс-2 и Марс-3. Первый вышел из строя еще при запуске. Два других запустили в 1971 году, и они добирались 7 месяцев. Марс-2 разбился, но Марс-3 приземлился мягко и стал первым, кому это удалось. Но передача велась всего 14.5 секунд.

В 1971 году США отправляют Маринер 8 и 9. Первый упал в воды Атлантического океана, но второй успешно закрепился на марсианской орбите. Вместе с Марсом 2 и 3 они попали в период марсианской бури. Когда она закончилась, Маринер-9 сделал несколько снимков, намекающих на воду в жидком состоянии, которая могла наблюдаться в прошлом.

В 1973 году от СССР отправилось еще четыре аппарата, где все, кроме Марс-7, доставили полезную информацию. Больше всего пользы было от Марс-5, который прислал 60 снимков. Миссия Викингов США стартовала в 1975 году. Это были две орбитали и два посадочных аппарата. Они должны были отлеживать биосигналы и изучить сейсмические, метеорологические и магнитные характеристики.

Обзор Викинга показал, что когда-то на Марсе была вода, ведь именно масштабные наводнения могла вырезать глубокие долины и размыть углубления в скальных породах. Марс оставался загадкой до 1990-х гг., пока не отправился Mars Pathfinder, представленный космическим кораблем и зондом. Миссия приземлилась в 1987 году и протестировала огромное количество технологий.

В 1999 году прибыл Mars Global Surveyor, установивший слежку за Марсом на практически полярной орбите. Он изучал поверхность почти два года. Удалось запечатлеть овраги и мусорные потоки. Датчики показывали, что магнитное поле не создается в ядре, но есть частично на участках коры. Также удалось создать первые 3D-обзоры полярной шапки. Связь потеряли в 2006 году.

Марс Одиссей прибыл в 2001 году. Он должен был использовать спектрометры, чтобы обнаружить доказательства жизни. В 2002 году нашли огромные водородные запасы. В 2003 прибыл Марс-экспресс с зондом. Бигл-2 вошел в атмосферу и подтвердил наличие водяного и углекислого льда на территории южного полюса.

В 2003 году высадили известные роверы Spirit и Opportunity, которые изучали горные породы и почву. MRO достиг орбиты в 2006 году. Его инструменты настроены на поиск воды, льда и минералов на/под поверхностью.

MRO ежедневно исследует марсианскую погоду и поверхностные характеристики, чтобы отыскать наилучшие места для посадки. Ровер Curiosity высадился в кратере Гейл в 2012 году. Его инструменты важны, так как раскрывают прошлое планеты. В 2014 году за исследование атмосферы принялся MAVEN. В 2014 году прилетел Мангальян от индийской ISRO

В 2016 году началось активное изучения внутреннего состава и ранней геологической эволюции. В 2018 году Роскосмос планирует отправить свой аппарат, а в 2020 году подключатся Арабские Эмираты.

Государственные и частные космические агентства настроены серьезно на создание экипажных миссий в будущем. К 2030-му году НАСА рассчитывает отправить первых марсианских астронавтов.

В 2010 году Барак Обама настоял на том, чтобы сделать Марс приоритетной целью. ЕКА планируют отправить людей в 2030-2035 гг. Есть пара некоммерческих организаций, которые собираются отправить небольшие миссии с экипажем до 4-х человек. Причем они получают деньги от спонсоров, мечтающих превратить поездку в живое шоу.

Глобальную деятельность развернул генеральный директор SpaceX Илон Маск. Ему уже удалось совершить невероятный прорыв – система многоразовых запусков, которая экономит время и средства. Первый полет на Марс запланирован в 2022 году. Речь уже идет о колонизации.

Марс считается наиболее изученной чужой планетой в Солнечной системе. Роверы и зонды продолжают исследовать ее особенности, предлагая каждый раз новую информацию. Удалось подтвердить, что Земля и Красная планета сходятся по характеристикам: полярные ледники, сезонные колебания, атмосферный слой, проточная вода. И есть сведения, что ранее там могла располагаться жизнь. Поэтому мы продолжаем возвращаться к Марсу, который, скорее всего, станет первой колонизированной планетой.

Ученые все еще не утратили надежду найти жизнь на Марсе, даже если это будут первобытные останки, а не живые организмы. Благодаря телескопам и космическим аппаратам у нас всегда есть возможность полюбоваться на Марс онлайн. На сайте найдете много полезной информации, качественных фото Марса в высоком разрешении и интересные факты о планете. Вы всегда можете использовать 3D-модель Солнечной системы, чтобы проследить за внешним видом, характеристикой и движением по орбите всех известных небесных тел, включая Красную планету. Ниже расположена детализированная карта Марса.

Нажмите на изображение, чтобы его увеличить

Марс - четвертая планета нашей Солнечной системы и вторая наименьшая после Меркурия. Названа по имени древнеримского бога войны. Ее прозвище «Красная планета» происходит от красноватого оттенка поверхности, который обусловлен преобладанием оксида железа. Каждые несколько лет, когда Марс находится в оппозиции к Земле, он наиболее заметен в ночном небе. По этой причине люди наблюдали планету в течение многих тысячелетий, и ее появление на небе играло большую роль в мифологии и астрологических системах многих культур. В современную эпоху она стала настоящей сокровищницей научных открытий, которые расширили наше понимание Солнечной системы и ее истории.

Размер, орбита и масса Марса

Радиус четвертой планеты от Солнца равен около 3396 км на экваторе и 3376 км в полярных областях, что соответствует 53% И хотя он примерно в два раза меньше, масса Марса равна 6,4185 х 10²³ кг, или 15,1% массы нашей планеты. Наклон оси подобен земному и равен 25,19° к плоскости орбиты. Это означает, что четвертая планета от Солнца также испытывает смену сезонов года.

На своем наибольшем удалении от Солнца Марс движется по орбите на расстоянии 1,666 а. е., или 249,2 млн км. В перигелии, когда он находится ближе всего к нашему светилу, он удален от него на 1,3814 а. е., или 206,7 млн ​​км. Красной планете требуется 686,971 земных дней, что эквивалентно 1,88 земных лет, чтобы совершить оборот вокруг Солнца. В марсианских днях, которые на Земле равны одному дню и 40 минутам, год длится 668,5991 суток.

Состав грунта

При средней плотности 3,93 г/см³ эта характеристика Марса делает его менее плотным, чем Земля. Его объем составляет около 15% от объема нашей планеты, а масса - 11%. Красный Марс - следствие наличия на поверхности оксида железа, больше известного как ржавчина. Присутствие других минералов в пыли обеспечивает наличие и других оттенков - золотого, коричневого, зеленого и др.

Эта планета земной группы богата минералами, содержащими кремний и кислород, металлами и другими веществами, которые обычно входят в состав каменистых планет. Почва слегка щелочная и содержит магний, натрий, калий и хлор. Эксперименты, проведенные на образцах почвы, также показывают, что ее рН равен 7,7.

Хотя жидкая вода не может существовать на из-за его тонкой атмосферы, большие концентрации льда сосредоточены в пределах полярных шапок. Кроме того, от полюса до 60° широты пояс вечной мерзлоты простирается. Это означает, что вода существует под большей частью поверхности в виде смеси ее твердого и жидкого состояния. Радиолокационные данные и образцы почвы подтвердили наличие также и в средних широтах.

Внутреннее строение

Планета Марс, возраст которой 4,5 млрд лет, состоит из плотного металлического ядра, окруженного кремниевой мантией. Ядро ​​состоит из сульфида железа и содержит вдвое больше легких элементов, чем ядро ​​Земли. Средняя толщина коры составляет около 50 км, максимальная равна 125 км. Если принять во внимание то земная кора, средняя толщина которой равна 40 км, в 3 раза тоньше марсианской.

Современные модели его внутреннего строения предполагают, что размер ядра в радиусе составляет 1700-1850 км, и оно состоит в основном из железа и никеля с приблизительно 16-17% серы. Из-за его меньшего размера и массы сила тяжести на поверхности Марса составляет всего 37,6% от земной. здесь равно 3,711 м/с², по сравнению с 9,8 м/с² на нашей планете.

Характеристики поверхности

Красный Марс сверху пыльный и сухой, и геологически он очень напоминает Землю. У него есть равнины и горные хребты, и даже самые большие песчаные дюны в Солнечной системе. Здесь расположена также самая высокая гора - щитовой вулкан Олимп, и самый длинный и глубокий каньон - долина Маринера.

Ударные кратеры - типичные элементы ландшафта, которыми испещрена планета Марс. Возраст их исчисляется миллиардами лет. Из-за медленной скорости эрозии они хорошо сохранились. Самым большим из них является долина Эллада. Окружность кратера равна около 2300 км, а его глубина достигает 9 км.

На поверхности Марса также можно различить овраги и каналы, и многие ученые считают, что по ним когда-то текла вода. Сравнивая их с аналогичными образованиями на Земле, можно предположить, что они по крайней мере частично образованы водной эрозией. Эти каналы достаточно велики - 100 км шириной и 2 тыс. км в длину.

Спутники Марса

У Марса есть два небольших спутника, Фобос и Деймос. Они были обнаружены в 1877 г. астрономом Асафом Холлом и носят названия мифических персонажей. В соответствии с традицией получения имен из классической мифологии, Фобос и Деймос являются сыновьями Ареса - греческого бога войны, который был прототипом римского Марса. Первый из них олицетворяет страх, а второй - смятение и ужас.

Фобос имеет около 22 км в диаметре, и расстояние до Марса от него составляет 9234,42 км в перигее и 9517,58 км в апогее. Это ниже синхронной высоты, и спутнику требуется всего 7 часов, чтобы облететь вокруг планеты. Ученые подсчитали, что через 10-50 млн лет Фобос может упасть на поверхность Марса или распасться на кольцевую структуру вокруг него.

Деймос имеет диаметр около 12 км, а его расстояние до Марса составляет 23455,5 км в перигее и 23470,9 км в апогее. Полный оборот спутник совершает за 1,26 дня. У Марса могут быть и дополнительные сателлиты, размеры которых меньше 50-100 м в диаметре, а между Фобосом и Деймосом есть кольцо пыли.

По мнению ученых, эти спутники когда-то были астероидами, но потом они были захвачены гравитацией планеты. Низкое альбедо и состав обеих лун (углеродосодержащий хондрит), который похож на материал астероидов, поддерживают эту теорию, а нестабильная орбита Фобоса, казалось бы, предполагает недавний захват. Тем не менее орбиты обеих лун круговые и находятся в плоскости экватора, что необычно для захваченных тел.

Атмосфера и климат

Погода на Марсе обусловлена наличием очень тонкой атмосферы, которая на 96% состоит из углекислого газа, 1,93% - аргона и 1,89% - азота, а также следов кислорода и воды. Она очень пыльная и содержит твердые частицы размером 1,5 мкм в диаметре, что окрашивает марсианское небо, если смотреть с поверхности, в темно-желтый цвет. Атмосферное давление изменяется в пределах 0,4-0,87 кПа. Это эквивалентно примерно 1% земного на уровне моря.

Из-за тонкого слоя газовой оболочки и большей удаленности от Солнца поверхность Марса прогревается гораздо хуже, чем поверхность Земли. В среднем она равна -46 °C. В зимний период она опускается до -143 °C на полюсах, а в летний в полдень на экваторе достигает 35 °C.

На планете бушуют пылевые бури, которые переходят в небольшие торнадо. Более мощные ураганы возникают, когда пыль поднимается вверх и нагревается Солнцем. Ветры усиливаются, создавая бури, масштабы которых измеряются тысячами километров, а их продолжительность - несколькими месяцами. Они фактически скрывают почти всю площадь поверхности Марса из поля зрения.

Следы метана и аммиака

В атмосфере планеты также были обнаружены следы метана, концентрация которого составляет 30 частей на миллиард. Подсчитано, что Марс должен производить 270 тонн метана в год. После попадания в атмосферу этот газ может существовать только в течение ограниченного периода времени (0,6-4 года). Его присутствие, несмотря на короткое время жизни, указывает на то, что должен существовать активный источник.

Среди предполагаемых вариантов - вулканическая активность, кометы и наличие метаногенных микробных форм жизни под поверхностью планеты. Метан может быть получен при небиологических процессах, называемых серпентинизацией, с участием воды, углекислого газа и оливина, который часто встречается на Марсе.

Express также был обнаружен аммиак, но с относительно коротким временем жизни. Не ясно, что его производит, но в качестве возможного источника была предложена вулканическая активность.

Исследование планеты

Попытки узнать, что такое Марс, начались в 1960-х годах. В период с 1960 по 1969 г. Советский Союз запустил к Красной планете 9 беспилотных космических аппаратов, но все они не смогли достигнуть цели. В 1964 г. НАСА начало запускать зонды Mariner. Первыми стали «Маринер-3» и «Маринер-4». Первая миссия потерпела неудачу во время развертывания, но вторая, запущенная 3 недели спустя, успешно проделала 7,5-месячное путешествие.

«Маринер-4» сделал первые ближние снимки Марса (показав ударные кратеры) и предоставил точные данные об атмосферном давлении на поверхности и отметил отсутствие магнитного поля и радиационного пояса. НАСА продолжило программу запуском другой пары пролетных зондов Mariner 6 и 7, которые достигли планеты в 1969 г.

В 1970-х годах СССР и США соревновались в том, кто первым выведет искусственный спутник на орбиту Марса. Советская программа М-71 включала три космических аппарата - «Космос-419» («Марс-1971C»), «Марс-2» и «Марс-3». Первый тяжелый зонд потерпел аварию во время запуска. Последующие миссии, «Марс-2» и «Марс-3», представляли собой комбинацию орбитального аппарата и посадочного модуля и стали первыми станциями, совершившими внеземную посадку (кроме Луны).

Они были успешно запущены в середине мая 1971 г. и летели от Земли до Марса семь месяцев. 27 ноября спускаемый аппарат «Марс-2» совершил аварийную посадку из-за сбоя бортовой ЭВМ и стал первым рукотворным объектом, достигшим поверхности Красной планеты. 2 декабря «Марс-3» совершил штатную посадку, но его передача была прервана после 14,5 с трансляции.

Тем временем НАСА продолжало программу Mariner, и в 1971 г. был произведен запуск зондов 8 и 9. «Маринер-8» во время запуска и упал в Атлантический океан. Но второй космический аппарат не только добрался до Марса, но и стал первым успешно выведенным на его орбиту. Пока длилась пылевая буря планетного масштаба, спутнику удалось сделать несколько фотографий Фобоса. Когда шторм утих, зонд сделал снимки, давшие более подробные доказательства того, что на поверхности Марса когда-то текла вода. Было установлено, что возвышенность под названием Снега Олимпа (один из немногих объектов, которые остались видимыми во время планетарной пылевой бури) также является самым высоким образованием в Солнечной системе, что привело к его переименованию в гору Олимп.

В 1973 году Советский Союз послал еще четыре зонда: 4-й и 5-й орбитальные аппараты «Марс», а также орбитальные и спускаемые зонды «Марс-6» и 7. Все межпланетные станции, кроме «Марса-7», передали данные, а экспедиция «Марс-5» оказалась наиболее успешной. До момента разгерметизации корпуса передатчика станция успела передать 60 изображений.

К 1975 году НАСА запустило Viking 1 и 2, состоявшие из двух орбитальных аппаратов и двух спускаемых. Миссия на Марс имела целью поиск следов жизни и наблюдение за его метеорологическими, сейсмическими и магнитными характеристиками. Результаты биологических экспериментов на борту спускаемых «Викингов» были неубедительными, но повторный анализ данных, опубликованный в 2012 г., предположил наличие признаков микробной жизни на планете.

Орбитальные аппараты дали дополнительные данные, подтверждающие то, что когда-то на Марсе существовала вода - большие наводнения образовали глубокие каньоны, протяженностью в тысячи километров. Кроме того, участки разветвленных потоков в южном полушарии позволяют предположить, что здесь когда-то выпадали осадки.

Возобновление полетов

Четвертая планета от солнца не исследовался вплоть до 1990-х годов, когда НАСА отправило миссию Mars Pathfinder, состоявшую из космического корабля, который приземлил станцию с перемещающимся зондом «Соджорнер». Аппарат высадился на Марс 4 июля 1987 г. и стал доказательством состоятельности технологий, которые будут использованы в дальнейших экспедициях, таких как посадка с использованием воздушных подушек и система автоматического обхода препятствий.

Следующая миссия на Марс - картографический спутник MGS, он достиг планеты 12 сентября 1997 г. и начал работу в марте 1999 г. В течение одного полного марсианского года с малой высоты почти на полярной орбите он изучил всю поверхность и атмосферу и отправил больше данных о планете, чем все предыдущие миссии, вместе взятые.

5 ноября 2006 г. MGS потерял связь с Землей, и усилия НАСА по ее восстановлению были прекращены 28 января 2007 г.

В 2001 г. выяснить, что такое Марс, был отправлен Mars Odyssey Orbiter. Его цель заключалась в поиске доказательств существования воды и вулканической активности на планете с использованием спектрометров и тепловизоров. В 2002 г. было объявлено, что зонд обнаружил большое количество водорода - свидетельство существования огромных залежей льда в верхних трех метрах почвы в пределах 60° от южного полюса.

2 июня 2003 г. запустило «Марс Экспресс» - космический аппарат, состоящий из спутника и спускаемого зонда «Бигл-2». Он вышел на орбиту 25 декабря 2003 г., а зонд вошел в атмосферу планеты в тот же день. Перед тем как ЕКА потерял контакт со спускаемым аппаратом, Mars Express Orbiter подтвердил наличие льда и диоксида углерода на южном полюсе.

В 2003 году НАСА приступило к исследованию планеты по программе MER. В ней использовались два марсохода «Спирит» и «Опортьюнити». Миссия на Марс имела задачу исследовать различные породы и почвы с целью обнаружения свидетельств присутствия здесь воды.

12.08.05 был запущен Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), который достиг орбиты планеты 10.03.06. На борту аппарата находятся научные приборы, предназначенные для обнаружения воды, льда и минералов на поверхности и под ней. Кроме того, MRO обеспечит поддержку предстоящим поколениям космических зондов: ежедневно отслеживается погода на Марсе и состояние его поверхности, производится поиск будущих мест посадки и тестирование новой телекоммуникационной системы, которая ускорит связь с Землей.

6 августа 2012 г. в кратере Гейла приземлились Марсианская научная лаборатория НАСА MSL и марсоход «Кьюриосити». С их помощью было сделано множество открытий, касающихся местных атмосферных и поверхностных условий, а также были обнаружены органические частицы.

18 ноября 2013 года в очередной попытке узнать, что такое Марс, был запущен спутник MAVEN, целью которого является изучение атмосферы и ретрансляция сигналов роботизированных марсоходов.

Исследования продолжаются

Четвертая планета от Солнца - наиболее изученная в Солнечной системе после Земли. В настоящее время на ее поверхности работают станции «Оппортьюнити» и «Кьюриосити», а на орбите функционируют 5 космических аппаратов - Mars Odyssey, Mars Express, MRO, MOM и Maven.

Этим зондам удалось передать невероятно детальные изображения Красной планеты. Они помогли обнаружить, что когда-то там была вода, и подтвердили, что Марс и Земля очень похожи - у них есть полярные шапки, смена времен года, атмосфера и наличие воды. Они также показали, что органическая жизнь может существовать сегодня и, скорее всего, была раньше.

Одержимость человечества в том, чтобы узнать, что такое Марс, не ослабевает, и наши усилия по изучению его поверхности и разгадке его истории далеки от завершения. В ближайшие десятилетия, мы, вероятно, продолжим отправлять туда марсоходы и впервые пошлем туда человека. И со временем, учитывая наличие необходимых ресурсов, четвертая планета от Солнца когда-нибудь станет пригодной для проживания.