МАРС

Марс — четвёртая 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 — ещё 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 -1,3. В 1999-м — -1,6. Великое противостояние 2001-го года позволило Марсу дотянуть до блеска -2,3. Юпитер был близок к соединению с Солнцем, а потому на ночном небе в июне 2001-го года конкурентов у Марса не было. Детали на Марсе можно рассматривать в телескоп с приличным увеличением: х150 и выше.

Марс — одна из планет земной группы, с диаметром немного больше половины диаметра Земли. Она долго рассматривалась как единственная (кроме Земли) планета, на которой вероятно существование жизни, что подкреплялось наблюдением полярных ледяных шапок и сезонных изменений. Наблюдатели., особенно Персиваль Лоуэлл, убедили сами себя в том, что они видят систему прямых русел — каналов, которые могли бы иметь искусственное происхождение, но учёные XX в. от этой идеи отказались. Высадка человека на Марс может произойти в самом начале XXI в.

Общие сведения

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. Относительно низкая плотность Марса (в 3,95 раза выше плотности воды) позволяет предположить, что в железном ядре содержится всего 25% массы планеты. У планеты имеется слабое магнитное поле, сила которого составляет около 2% от поля Земли. Кора богата оливином и железистыми окислами, которые и придают планете ржавый цвет. Разреженная марсианская атмосфера содержит 95,3% углекислоты, 2,7% молекулярного азота и 1,6% аргона. Кислород присутствует только в виде следов. Атмосферное давление у поверхности составляет 0,7% давления у поверхности Земли. Однако сильные атмосферные ветры вызывают обширные пылевые бури, которые иногда охватывают всю планету. 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 всё 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 (Автоматическая Межпланетная Станция) выходили из строя в полёте или при попытке сесть на поверхность. С Земли посылались ошибочные команды, сводившие на нет все усилия. Наконец, 1-й российский крупный межпланетный проект «Марс прервался у самой Земли: ошибка произошла при запуске. В соревновании кому больше не повезёт, бесспорно, отличились и отечественные космические аппараты. А всего же успешно выполнили свою задачу меньше трети всех запущенных к планете АМС. Но вернёмся к прошлому более далекому.

При изучении Марса в телескоп на нём можно различить несколько потемнений на фоне красно-оранжевого фона. Эти тёмные 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 Кассини Джан Домнико 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 учёному привиделась сеть тёмных линий, которые он назвал протоками. Дальнейшие исследования Скиапарелли позволили ему уверовать в своё 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 четвёртую планету искусственные гидросооружения. Начиная с этого момента, главной проблемой Марса считалась жизнь на нём.

Не привели ни к каким серьёзным открытиям все усовершенствования телескопов, которые принесли с собой шесть десятилетий 20-го века. Строились специальные обсерватории для изучения Марса (как никак, обитаемая планета), но всё 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 полёт начался 01.11.1962г. года и ознаменовался первой неудачей: система управления АМС сработала ненадёжно, «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 10.08.1971г. года отечественные учёные подготовились и отметились запуском «Марса 2» и «Марса 3». 27.11 и 02.12 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 ещё 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 её фотосъёмку. «Марс 5» благополучно вышел на околопланетную орбиту и произвёл качественную фотосъёмку 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 полёт 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 учёные 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 пролётной траектории. Проект полёта к Марсу 8-го и 9-го «Маринеров» должен был состоять из запуска и полёта 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 20.08.1975 года и прибыл к Марсу 19 июня 1976-го. Первый месяц орбитальных исследований был посвящён 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. 03.09.1976г. 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 своё 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 полёта «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.

Химический состав, физические условия и строение Марса

На Марсе наблюдаются разнообразные формы облаков и тумана. Рано утром туман сгущается в долинах, а по мере того, как ветры поднимают охлаждающиеся воздушные массы на возвышенные плато, облака появляются и над высокими горами Фарсида. Зимой северная полярная шапка окутывается завесой ледяного тумана и пыли, называемой полярным капюшоном. Подобное явление в несколько меньшей степени наблюдается и на юге.

Полярные области покрыты тонким слоем льда, который, как полагают, является смесью водяного льда и твердой углекислоты. Изображения с высокой степенью разрешения показывают спиральные образования и страты нанесенного ветром вещества. Северная полярная область окружена рядами дюн. Полярные ледяные шапки увеличиваются и убывают в соответствии со сменой времён года. Смена времён года, как и на Земле, обусловлена наклоном оси вращения планеты (на 25°) к орбитальной плоскости. Марсианский год примерно вдвое длиннее земного, так что времена года также более длинные. Однако из-за относительно высокого эксцентриситета орбиты Марса они имеют неравную продолжительность: лето в южном полушарии (которое наступает, когда Марс находится около перигелия) короче и жарче лета на севере. Наблюдаемые с Земли сезонные изменения внешнего вида деталей объясняются физическими и химическими процессами.

Атмосфера на Марсе разрежена, так как Марс не способен долго удерживать возле себя молекулы газов. В отдалённом будущем, атмосфера, видимо, совсем растворится в пространстве. А в настоящий момент её 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 времён года, по тем же причинам, что и на Земле. Зимой в Северном полушарии полярная шапка растёт, 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 тёплое. Летом Южного полушария Марс проходит ближайший к Солнцу участок своей орбиты, а зимой — самый удалённый. 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.

Небо на Марсе жёлтое 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. Вообще, если мысленно разделить планету пополам большим кругом, наклоненным на 35° к экватору, то между двумя половинами Марса можно обнаружить заметное различие в характере поверхности. Южная часть имеет в основном древнюю поверхность, сильно изрытую кратерами. В этом полушарии расположены главные ударные впадины — равнины Эллада, Аргир и Исиды.

На севере доминирует более молодая и менее богатая кратерами поверхность, лежащая на 2-3 км ниже. Самые высокие области — большие вулканические купола гор Фарсида и равнины Элизий. Над обеими областями доминируют несколько огромных потухших вулканов, самым большим из которых является гора Олимп. Эти вулканические области расположены на восточном и западном концах огромной системы каньонов — долины Маринер, которая простирается на 5000 км вдоль экваториальной области и имеет среднюю глубину 6 км. Полагают, что она возникла в результате разлома, связанного с надвигом купола Фарсида.

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 далёком прошлом.

У Марса есть слабое магнитное поле, в 800 раз уступающее по напряжённости 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. Спутники покрыты кратерами и изрыты бороздами неясного происхождения. Некоторые учёные полагают, что эти спутники — захваченные Марсом астероиды.

http://www.zvezdi-oriona.ru