Марс

 

Мозаика из более сотни фотографий, сделанных программой NASA «Викинг»

На сегодняшний день Марс можно считать самой изученной планетой после Земли. Столько исследовательских миссий еще не было запущено ни к одной другой планете Солнечной системе.

Названный в честь римского Бога войны, Марс – четвертая по счету планета от Солнца. Ее сила притяжения в три раза меньше Земной, а диаметр в два раза меньше. Марс находиться на расстоянии 1,5 астрономических единиц от Солнца (1 а.е. равна расстоянию от Солнца до Земли) и имеет два спутника – Фобос и Деймос (Страх и Ужас). Сутки на Марсе длятся 24 часа и 37 минут, а марсианский год равен 687 земным дням.

Сравнение размеров Марса и Земли

Обратное движение Марса

С древних времен Марс приковывал к себе взгляды. В те времена, когда еще была принята геоцентрическая система мироздания (с центром на Земле, то есть все объекты вращались вокруг Земли), ученые никак не могли объяснить странное движение Марса по небосводу.

Марс находится дальше от Солнца, первый Меркурий, затем Венера, Земля и уже потом Марс. Земля движется быстрей и ближе к Солнцу, чем Марс и на определенном участке своей орбиты Земля догоняет Марс. Именно в этот момент наблюдатель с Земли может увидеть, как Марс движется в одном направлении по небосводу. Но дальше Земля начинает его перегонять и можно наблюдать, как Марс сначала останавливается на небосводе, а затем и вовсе начинает двигаться в обратную сторону. Но это длиться недолго. В отличие от Земли Марс имеет более вытянутую орбиту, и когда Земля уже поворачивает к Солнцу, Марс продолжает движение по своей орбите, и для наблюдателя с Земли Марс снова начинает двигаться по небосводу в первоначальном направлении. Впервые такое движение Марса стало возможно объяснить благодаря исследованиям польского ученого Николая Коперника, а точнее его Гелиоцентрической теории, предполагавшей, что Земля и все планеты движутся вокруг Солнца.

На фото турецкого астрофотографа Tunç Tezel представлено движение Марса по небосводу на протяжении 8 месяцев с октября 2009 года.

Марс сегодня

В наши дни Марс представляет собой холодную, сухую и враждебную для живых организмов пустыню. Температура на Марсе колеблется от -140°С на полюсах в зимний период и до 35°С на экваторе в летний период. Марс обладает тонкой разряженной атмосферой, на 95% состоящей из углекислого газа, что так же придает ему красноватый оттенок.

Такие низкие температуры способствуют намерзанию ледяных шапок на полярных широтах Марса, которые конденсируются из атмосферы зимой и тают летом. Но эти шапки – вовсе не водяной лед, это сухой лед, состоящий из СО2. Зимой, когда температура падает до отметки -100°С, содержащийся в атмосфере углекислый газ конденсируется в полярных областях, в результате чего в зимний период до 30% всей атмосферы может  там намерзнуть.

В весенний период полярные шапки начинают таять, и в атмосферу поступает большое количество углекислого газа. Ветер, достигающий 100 м/с, поднимает пыль в атмосферу, создавая пылевые бури, которые способны полностью скрыть поверхность планеты.

Таяние южной полярной шапки Марса, площадь участка примерно 500х500 метров

Пылевая буря на изображении справа. Фото с телескопа Hubble, NASA.

На планете также часто встречаются пылевые вихри, подобные Земным.Один из таких вихрей очистил солнечные батареи марсохода «Спирит», после чего выработка энергии повысилась, и аппарат смог выполнять больше задач.

Но некоторые вихри могут достигать 200 метров в диаметре, и более 500 метров в высоту. Такие «марсианские дьяволы» представляют серьезную угрозу исследовательским аппаратам.

Пылевой вихрь диаметром 30 метров и 800 метров в высоту. Фото с аппарата Mars Reconnaissance Orbiter, NASA

Пылевой вихрь диаметром 140м и высотой 20 км. Фото с аппарата Mars Reconnaissance Orbiter, NASA

Рельеф красной планеты

Топографическая карта, составленная на основе данных Mars Global Surveyor (MGS) NASA.

Рельеф планеты очень разниться в северном и южном полушариях. Северное полушарие находиться ниже средней высоты поверхности Марса и в основном представлено долиной. Южное же полушарие находиться на 1-2 км выше средней высоты Марса и густо усеяно кратерами. Есть несколько теорий, объясняющих такой рельеф планеты. По одной из них, много веков назад в Марс врезался объект размером с Плутон, что и сформировало северное полушарие. По другой теории, во времена вулканической активности Марса материки просто съехались в южное полушарие (хотя объяснить этот феномен крайне сложно). Существуют смелые заявления, что северное полушарие получило подобный рельеф благодаря длительному воздействию воды, древнего океана, который находился в северном полушарии.

На Марсе находиться самая высокая в Солнечной системе гора – Олимп.Олимп – это древний вулкан, чья высота составляет 21 км от основания, а ширина подножья – 500 км. Высота же подножья горы порой достигает 7 км от окружающей поверхности.

Гора Олимп – потухший вулкан и самая высока гора в Солнечной системе. Компьютерная модель с соблюдением масштаба. NASA

Кальдера вулкана Олимп, 102 км ширина, до 3 км глубина. Фото Марс Экспресс, ЕКА.

Кроме этого на Марсе присутствует и самый глубокий каньон в Солнечной системе – Долины Маринер. Эта система каньонов, протяжностью 4500 км по поверхности планеты (четверть длинны окружности планеты), в ширину составляет более 200 км, глубина же каньона может достигать 11 км. Последствием чего является этот каньон, до конца не ясно. Есть предположения, что поверхность просто разъехалась под действием вулканических сил под поверхностью планеты, так как относительно недалеко от долины находятся самые высокие древние вулканы. Также не исключено, что под действием вулканических процессов почва под поверхность долины просто просела. Есть еще одна теория, исходя из которой, данный каньон сформировался в результате столкновения Марса с массивным объектом в далеком прошлом. Наиболее распространенная теория заключается в остывании планеты на ранних этапах ее формирования. В результате остывания почва уплотнялась, подвергаясь эрозии, вследствие чего расширялся и сам каньон.

Долины Маринер

Долины Маринер в сравнении с Австралией. В левом верхнем углу Вулкан Олимп. Ближе к центру три потухших вулкана (Левый – Арсия – 19 км; средний – Павлина – 14 км; правый – гора Аскрийская – 18 км в высоту).

Вода на Марсе

Сегодня, благодаря многочисленным миссиям на Марс, уже доказано, что на Марсе была вода в жидком состоянии. Она и до сих пор присутствует в виде льда под поверхностью планеты. Такое открытие было сделано орбитальным спутником Марс Одиссей (НАСА), который обнаружил залежи льда под поверхность планеты на глубине порядка 0,5 м. Аппарат НАСА Феникс также обнаружил лед под тонким слоем поверхности планеты. Довольно много косвенных доказательств наличия воды на планете присылали марсоходы «Спирит» и «Опортьюнити».

Фото с Марсохода «Спирит». Порода, на которую предположительно воздействовала жидкая вода.

Марсоход «Кьюриосити», находящийся сейчас на планете, также обнаружил под поверхностью наличие льда. Причем чем глубже марсоход брал пробы земли, тем большее количество льда фиксировали приборы.

Еще до спуска первых аппаратов на поверхность красной планеты, ученые обсуждали возможность присутствия воды на Марсе. Получив первые качественные снимки поверхности Марса, было найдено довольно много участков планеты на которые предположительно воздействовала вода. Были найдены даже русла древних рек.

Русло древней реки, цветами указаны высоты, синий более низкие участки, зеленый оттенок более высокие участки. Фото NASA/JPL/University of Arizona/USGS

Русло реки и притоки, фото сделано программой «Викинг» NASA

На данном этапе изучения Марса особым интересом ученых пользуются полярные шапки планеты. Как уже говорилось, они состоят из замерзшего углекислого газа. Если посмотреть на нашу родную планету, в тех же полярных широтах хранится огромное количество замерзшей воды. Тоже самое может быть и на Марса, и под слоем «сухого льда» могут содержаться огромные запасы замерзшей воды древних океанов. Изучение данных регионов является очень интересным, так как в земных древних льдах ученые находят микроорганизмы, споспобные пребывать в состоянии анабиоза на протяжении многих миллионов лет. И если в древности на Марсе существовали океаны, возможно в его полярных льдах на глубине все еще теплиться жизнь.

Стоит также отметить, что после проведенных исследований атмосферы, на Марсе было найдено большее содержание водяного пара. Всего 0.013%, но не стоит забывать, что на Марсе атмосфера очень разряжена. На высотах от 10 до 30 км в районе экватора присутствуют облака, состоящие из водяного льда и пара.

Облака на Марсе, фото сделано марсоходом «Опортьюнити» вблизи кратера Виктория, NASA.

Жизнь на Марсе

Еще одним фактором, подогревающим фантазии о жизни на Марсе, стало обнаружение в атмосфере планеты метана. В летнее время, в определенных участках планеты выделяется большое количество этого газа, в то время как зимой этот показатель уменьшается. В условиях марсианской атмосферы существование метана на протяжении длительного времени невозможно и должно поддерживаться либо геологическими процессами, либо биологическими.

Участки в атмосфере Марса, содержащие метан. Январь 2009г. Фото NASA.

На Земле метан является следствием как  жизнедеятельности живых организмов, так и геологических процессов планеты. Некоторые ученые полагают, что под поверхностью Марса могут существовать участки в которых находится вода в жидком состоянии, особенно в летние периоды. В таких участках есть вероятность обнаружения жизни. На поверхности Марса были также обнаружены входы в подземные пещеры в которые пока не заглядывал ни один космический аппарат. Возможно, исследование этих пещер поможет установить источник метана или и вовсе перевернет понимание зарождения жизни.

Дыра обнаруженная на сколне потухшего вулкана Павлина, диаметр 30 метров. Фото c космического аппарата MRO NASA.

Еще одна дыра на склоне горы Арсия, диаметр 150 м, видимая глубина 78 м. Фото c космического аппарата MRO NASA.

Все взаимосвязано

Марс обладает очень разряженной атмосферой, давление на поверхности планеты составляет всего 1/100 земной атмосферы. Существование жидкой воды при такой атмосфере и низких температурах невозможно. Но если вспомнить о том, что на поверхности Марса в древности существовали океаны, возникает логичный вопрос: куда же делась вода? Чтоб ответить на этот вопрос нам надо заглянуть в те времена, когда Марс еще был способен к поддержанию тепла. В начале жизни планеты в недрах Марса вращалось расплавленое ядро, подобное Земному. Но в силу того, что Марс в два раза меньше Земли, окружающее пространство намного быстрее поглощало тепло, создаваемое планетой, и Марс постепенно остывал. Парралельно с этим застывало и металическое ядро Марса, в следствии чего магнитное поле Марса постепенно ослабевало. Как известно, магнитное поле планеты служит щитом от Солнечного ветра, который в последствии просто сдул с Марса атмосферу. Не имея плотной атмосферы, вода попросту начала испаряться с поверхности планеты и уносилась в открытый космос.

Спутники Марса

У Марса есть 2 спутника: Фобос (27×22×18 км) и Деймос (15×12,2×10,4 км), чья природа возникновения до конца не ясна. По своему виду эти два спутника очень напоминают астероиды, которые попали в гравитационное влияние планеты. Но вероятность захвата сразу двух астероидов очень мала. Есть предположение, что они оба являются частями одного объекта, развалившегося вследствие гравитационного влияния Марса. Но также существует и другая теория, что в результате столкновения Марса с другим массивным телом (в период молодой Солнечной системы такие столкновения наблюдались довольно часто), в околомарсианское пространство было выброшено большое количество поверхности красной планеты, впоследствии сформировав спутники.

Дальнейшая судьба Фобоса, орбита которого ближе к Марсу, уже предрешена.Каждый год Фобос приближается к Марсу на 9 сантиметров и примерно через 10 млн лет он упадет на Марс.

 

Фобос. Фото c космического аппарата MRO NASA.

Деймос. Фото c космического аппарата MRO NASA.