Група планети марс. Будова та геологічні дані

Марс- четверта планета Сонячної системи: карта Марса, цікаві факти, супутники, розмір, маса, відстань від Сонця, назва, орбіта, дослідження з фото.

Марс – четверта планета від Сонцяі схожа на Землю в Сонячній системі. Ми знаємо нашого сусіда також за другим найменуванням – «Червона планета». Своє ім'я отримав на честь бога війни римлян. Справа в його червоному кольорі, створеному оксидом заліза. Кожні кілька років планета знаходиться ближче до нас і її можна знайти в нічному небі.

Його періодична поява призвела до того, що планета відобразилася у багатьох міфах та легендах. А зовнішній загрозливий вигляд спричинив страх перед планетою. Давайте дізнаємось більше цікавих фактів про Марса.

Цікаві факти про планету Марса

Марс та Земля схожі за поверхневою масивністю

• Червона планета охоплює лише 15% земного обсягу, але 2/3 нашої планети вкрита водою. Марсіанська гравітація - 37% від земної, а значить ваш стрибок буде втричі вищим.

Має найвищу гору в системі

• Гора Олімп (найвища у Сонячній системі) витягується на 21 км, а в діаметрі охоплює 600 км. На її формування пішли мільярди років, але лавові потоки натякають на те, що вулкан все ще може бути активним.

Лише 18 місій завершилися успіхом

• До Марса направляли приблизно 40 космічних місій, включаючи прості прольоти, орбітальні зонди та висаджування роверів. Серед останніх був апарат Curiosity (2012), MAVEN (2014) та індійський Мангальян (2014). Також у 2016 році прибули ExoMars та InSight.

Найбільші пилові бурі

• Ці погодні лиха здатні місяцями не заспокоюватись і покривають всю планету. Сезони стають екстремальними через те, що еліптичний орбітальний шлях украй витягнутий. У найближчій точці на південній півкулі настає коротке, але спекотне літо, а північне поринає в зиму. Потім вони міняються місцями.

Марсіанські уламки на Землі

• Дослідники змогли знайти невеликі сліди марсіанської атмосфери в метеоритах, що прибули до нас. Вони плавали у просторі мільйони років, перш ніж дістатися до нас. Це допомогло провести попереднє вивчення планети до запуску апаратів.

Назва дісталася від бога війни у ​​Римі

• У Стародавній Греції використали ім'я Арес, який відповідав за всі воєнні дії. Римляни практично всі скопіювали у греків, тому використовували Марс як свій аналог. Такій тенденції послужило криваве забарвлення об'єкта. Наприклад, у Китаї Червону планету називали «вогненною зіркою». Формується через оксид заліза.

Є натяки на рідку воду

• Вчені переконані, що довгий час планета Марс мала в своєму розпорядженні воду у вигляді крижаних покладів. Першими ознаками виступають темні смуги чи плями на кратерних стінах та скелях. З огляду на марсіанську атмосферу, рідина має бути солоною, ніж замерзнути і випаруватися.

Очікуємо появи кільця

• У найближчі 20-40 мільйонів років Фобос підійде на небезпечну близьку відстань і розірветься планетарною гравітацією. Його уламки сформують обручку навколо Марса, яка зможе протриматися до сотні мільйонів років.

Розмір, маса та орбіта планети Марс

Екваторіальний радіус планети Марс складає 3396 км, а полярний – 3376 км (0,53 земного). Перед нами буквально половина земного розміру, але маса – 6.4185 х 1023 кг (0.151 від земної). Планета нагадує нашу за осьовим нахилом - 25.19 °, а значить на ній також можна відзначити сезонність.

Максимальна відстань від Марса до Сонця (афелій) – 249.2 млн км, а наближеність (перигелій) – 206.7 млн ​​км. Це призводить до того, що на орбітальний прохід планета витрачає 188 років.

Склад та поверхня планети Марс

З показником щільності 3.93 г/см 3 Марс поступається Землі і має лише 15% нашого обсягу. Ми вже згадували, що червоний колір утворюється через наявність оксиду заліза (іржа). Але через наявність інших мінералів він буває коричневим, золотим, зеленим і т.д. Вивчіть будову Марса на нижньому малюнку.

Марс відноситься до планет земного типу, а значить має високий рівень мінералів, що вміщають кисень, кремній та метали. Грунт слаболужний і має магній, калій, натрій і хлор.

У таких умовах поверхня не здатна похвалитися водою. Але тонкий шар марсіанської атмосфери дозволив зберегти кригу в полярних областях. Та й можна помітити, що ці шапки охоплюють пристойну територію. Існує ще гіпотеза про наявність підземної води середніх широтах.

У структурі Марса є щільне металеве ядро ​​з силікатною мантією. Воно представлено сульфідом заліза і вдвічі багатшим на легкі елементи, ніж земне. Кора тягнеться на 50-125 км.

Ядро охоплює 1700-1850 км і представлене залізом, нікелем та 16-17% сірки. Невеликі розмір і маса призводять до того, що гравітація сягає лише 37.6% земної. Об'єкт на поверхні падатиме з прискоренням у 3.711 м/с 2 .

Варто зазначити, що марсіанський краєвид схожий на пустелю. Поверхня курна і суха. Є гірські хребти, рівнини та найбільші в системі піщані дюни. Також Марс може похвалитися найбільшою горою – Олімп, та найглибшою прірвою – Долина Марінер.

На знімках можна побачити безліч кратерних формувань, які збереглися через повільність ерозії. Еллада Планітіа – найбільший кратер на планеті, що охоплює завширшки 2300 км, а вглиб – 9 км.

Планета здатна похвалитися ярами та каналами, якими раніше могла протікати вода. Деякі тягнуться на 2000 км завдовжки і на 100 км завширшки.

Супутники Марса

Поруч із Марсом обертаються два його місяці: Фобос і Деймос. У 1877 році їх знайшов Асаф Холл, який дав найменування на честь персонажів із грецької міфології. Це сини бога війни Ареса: Фобос – страх, а Деймос – жах. Марсіанські супутники продемонстровано на фото.

Діаметр Фобоса – 22 км, а віддаленість – 9234.42 – 9517.58 км. На орбітальний прохід йому потрібно 7 годин і поступово цей час скорочується. Дослідники вважають, що через 10-50 млн. років супутник вріжеться в Марс або буде зруйнований гравітацією планети і утворить кільцеву структуру.

Деймос у діаметрі має 12 км і обертається на дистанції 23455.5 – 23470.9 км. На орбітальний маршрут вирушає 1.26 днів. Марс також може мати додаткові місяці з шириною в 50-100 м, а між двома великими здатне сформуватися пилове кільце.

Існує думка, що раніше супутники Марса були звичайними астероїдами, які піддалися планетарній гравітації. Але в них спостерігаються кругові орбіти, що є незвичайним для спійманих тіл. Вони також могли сформуватися із матеріалу, вирваного від планети на початку створення. Але тоді їхній склад мав нагадувати планетарний. Також міг статися сильний удар, повторюючи сценарій із нашим Місяцем.

Атмосфера та температура планети Марс

Червона планета має тонкий атмосферний шар, який представлений вуглекислим газом (96%), аргоном (1.93%), азотом (1.89%) і домішками кисню з водою. У ній багато пилу, розмір якого сягає 1.5 мікрометра. Тиск – 0.4-0.87 кПа.

Велика відстань від Сонця до планети та тонка атмосфера призвели до того, що температура Марса низька. Вона скаче між -46 ° C до -143 ° C взимку і може прогріватися до 35 ° C влітку на полюсах і опівдні на екваторіальній лінії.

Марс відрізняється активністю пилових бур, які здатні імітувати міні-торнадо. Вони утворюються завдяки сонячному нагріванню, де тепліші повітряні потоки піднімаються і формують бурі, що тягнуться на тисячі кілометрів.

При аналізі в атмосфері також виявили сліди метану з концентрацією 30 частинок на мільйон. Отже, він звільнявся із конкретних територій.

Дослідження показують, що планета здатна створювати за рік до 270 тонн метану. Він досягає атмосферного шару та зберігається 0.6-4 років до повного руйнування. Навіть невелика наявність говорить про те, що на планеті ховається газове джерело. Нижній малюнок показує концентрацію метану на Марсі.

Серед припущень натякали на вулканічну активність, падіння комет чи наявність мікроорганізмів під поверхнею. Метан може створюватися й у небіологічному процесі – серпентинізація. У ньому є вода, вуглекислий газ і мінеральний олівін.

У 2012 році провели кілька обчислень за метаном за допомогою ровера Curiosity. Якщо перший аналіз показав певну кількість метану в атмосфері, то другий показав 0. А ось у 2014 році ровер натрапив на 10-кратний сплеск, що говорить про локалізований викид.

Також супутники зафіксували наявність аміаку, але його термін розкладання набагато коротший. Можливе джерело – вулканічна активність.

Дисипація планетних атмосфер

Астрофізик Валерій Шематович про еволюцію планетних атмосфер, екзопланетні системи та втрату атмосфери Марса:

Історія вивчення планети Марс

Земляни давно стежать за червоним сусідом, бо планету Марс можна знайти без використання інструментів. Перші записи зроблено ще Стародавньому Єгипті в 1534 р. до зв. е. Вони вже тоді знайомі з ефектом ретроградності. Щоправда їм Марс був химерною зіркою, чий рух відрізнявся від інших.

Ще до появи неовавілонської імперії (539 р. е.) робилися регулярні записи планетарних позицій. Люди відзначали зміни у русі, рівнях яскравості і навіть намагалися передбачити, куди вони попрямують.

У 4 столітті до н. Арістотель зауважив, що Марс сховався за земним супутником у період оклюзії, а це говорило про те, що планета розташована далі за Місяць.

Птолемей вирішив створити модель всього Всесвіту, щоб розібратися у планетарному русі. Він припустив, що всередині планет є сфери, які гарантують ретроградність. Відомо, що про планету знали і давні китайці ще в 4 столітті до н. е. Діаметр оцінили індійські дослідники у 5-му столітті до н. е.

Модель Птолемея (геоцентрична система) створювала багато проблем, але вона залишалася головною до 16 століття, коли прийшов Коперник зі своєю схемою, де в центрі розташовувалося Сонце (геліоцентрична система). Його ідеї підкріпили спостереження Галілео у новий телескоп. Все це допомогло обчислити добовий паралакс Марса та віддаленість до нього.

У 1672 році перші виміри зробив Джованні Кассіні, але його обладнання було слабким. У 17-му столітті паралаксом користується Тихо Браге, після чого його коригує Йоган Кеплер. Першу карту Марса презентував Християн Гюйгенс.

У 19 столітті вдалося підвищити дозвіл приладів та розглянути особливості марсіанської поверхні. Завдяки цьому Джованні Скіапареллі створив першу деталізовану карту Червоної планети у 1877 році. На ній відобразилися канали - довгі прямі лінії. Пізніше зрозуміли, що це лише оптична ілюзія.

Карта надихнула Персіваля Лоуелла створення обсерваторії з двома потужними телескопами (30 і 45 див). Він написав багато статей та книг на тему Марса. Канали та сезонні зміни (скорочення полярних шапок) наштовхнули на думки про марсіан. Причому навіть у 1960-х роках. продовжували писати дослідження з цієї теми.

Дослідження планети Марс

Більш просунуті дослідження Марса почалися з освоєнням космосу та запуском апаратів до інших сонячних планет у системі. Космічні зонди стали відправляти до планети наприкінці 20 століття. Саме з їхньою допомогою вдалося познайомитися з чужим світом та розширити наше розуміння планет. І хоча нам не вдалося знайти марсіан, життя могло існувати там раніше.

Активне вивчення планети розгорнулося у 1960-х роках. СРСР відправили 9 безпілотних зондів, які так і не дісталися Марса. В 1964 НАСА запустили Марінер 3 і 4. Перша провалилася, але друга через 7 місяців прилетіла до планети.

Марінер-4 зумів отримати перші масштабні знімки чужого світу і передав відомості про атмосферний тиск, відсутність магнітного поля та радіаційного поясу. У 1969 році до планети прибули Марінери 6 та 7.

1970-го року між США та СРСР розгорнулася нова гонка: хто першим встановимо супутник на марсіанській орбіті. У СРСР задіяли три апарати: Космос-419, Марс-2 та Марс-3. Перший вийшов із ладу ще під час запуску. Двоє інших запустили в 1971 році, і вони добиралися 7 місяців. Марс-2 розбився, але Марс-3 м'яко приземлився і став першим, кому це вдалося. Але передача велася всього 14.5 секунд.

У 1971 році США відправляють Марінер 8 та 9. Перший впав у води Атлантичного океану, але другий успішно закріпився на марсіанській орбіті. Разом з Марсом 2 та 3 вони потрапили в період марсіанської бурі. Коли вона закінчилася, Марінер-9 зробив кілька знімків, які натякали на воду у рідкому стані, яка могла спостерігатися у минулому.

1973 року від СРСР вирушили ще чотири апарати, де всі, крім Марс-7, доправили корисну інформацію. Найбільше користі було від Марс-5, який надіслав 60 знімків. Місія Вікінгів США стартувала 1975 року. Це були дві орбіталі та два посадочні апарати. Вони повинні були відлежувати біосигнали та вивчити сейсмічні, метеорологічні та магнітні характеристики.

Огляд вікінгу показав, що колись на Марсі була вода, адже саме масштабні повені могли вирізати глибокі долини і розмити заглиблення в скельних породах. Марс залишався загадкою до 1990-х рр., Поки не вирушив Mars Pathfinder, представлений космічним кораблем і зондом. Місія приземлилася у 1987 році та протестувала величезну кількість технологій.

1999 року прибув Mars Global Surveyor, який встановив стеження за Марсом на практично полярній орбіті. Він вивчав поверхню майже два роки. Вдалося сфотографувати яри та сміттєві потоки. Датчики показували, що магнітне поле не створюється в ядрі, але частково є на ділянках кори. Також вдалося створити перші 3D огляди полярної шапки. Зв'язок втратили у 2006 році.

Марс Одіссей прибув 2001 року. Він мав використовувати спектрометри, щоб знайти докази життя. 2002 року знайшли величезні водневі запаси. 2003 року прибув Марс-експрес із зондом. Бігл-2 увійшов в атмосферу та підтвердив наявність водяного та вуглекислого льоду на території південного полюса.

У 2003 році висадили відомі ровери Spirit та Opportunity, які вивчали гірські породи та ґрунт. MRO досяг орбіти у 2006 році. Його інструменти налаштовані на пошук води, льоду та мінералів на/під поверхнею.

MRO щодня досліджує марсіанську погоду та поверхневі характеристики, щоб знайти найкращі місця для посадки. Ровер Curiosity висадився у кратері Гейл у 2012 році. Його інструменти є важливими, оскільки розкривають минуле планети. У 2014 році за дослідження атмосфери взявся MAVEN. 2014 року прилетів Мангальян від індійської ISRO

У 2016 році розпочалося активне вивчення внутрішнього складу та ранньої геологічної еволюції. 2018 року Роскосмос планує відправити свій апарат, а 2020 року підключаться Арабські Емірати.

Державні та приватні космічні агенції налаштовані серйозно на створення екіпажних місій у майбутньому. До 2030 року НАСА розраховує відправити перших марсіанських астронавтів.

2010 року Барак Обама наполягав на тому, щоб зробити Марс пріоритетною метою. ЄКА планують відправити людей у ​​2030-2035 роках. Є пара некомерційних організацій, які мають намір відправити невеликі місії з екіпажем до 4 осіб. Причому вони отримують гроші від спонсорів, які мріють перетворити поїздку на живе шоу.

Глобальну діяльність розгорнув генеральний директор SpaceX Ілон Маск. Йому вже вдалося здійснити неймовірний прорив – система багаторазових запусків, яка заощаджує час та кошти. Перший політ на Марс заплановано у 2022 році. Йдеться вже про колонізацію.

Марс вважається найбільш вивченою чужою планетою у Сонячній системі. Ровери та зонди продовжують досліджувати її особливості, пропонуючи щоразу нову інформацію. Вдалося підтвердити, що Земля і Червона планета сходяться на характеристиках: полярні льодовики, сезонні коливання, атмосферний шар, проточна вода. І є відомості, що раніше там могло розташовуватися життя. Тому ми продовжуємо повертатися до Марса, який, найімовірніше, стане першою колонізованою планетою.

Вчені досі не втратили надію знайти життя на Марсі, навіть якщо це будуть первісні останки, а не живі організми. Завдяки телескопам і космічним апаратам ми завжди маємо можливість помилуватися на Марс онлайн. На сайті знайдете багато корисної інформації, якісних фото Марса у високій роздільній здатності та цікаві факти про планету. Ви завжди можете використовувати 3D-модель Сонячної системи, щоб простежити за зовнішнім виглядом, характеристикою та рухом по орбіті всіх відомих небесних тіл, включаючи Червону планету. Нижче розташована детальна карта Марса.

Натисніть на зображення, щоб збільшити

Основні характеристики Марса

© Володимир Каланов,
сайт"Знання-сила".

Атмосфера Марсу

Склад та інші параметри атмосфери Марса досі визначені досить точно. Атмосфера Марса складається з вуглекислого газу (96%), азоту (2,7%) та аргону (1,6%). Кисень присутній у нікчемній кількості (0,13%). Водяні пари представлені у вигляді слідів (0,03%). Тиск на поверхні складає всього 0,006 (шість тисяч) від тиску на поверхні Землі. Марсіанські хмари складаються з пар води та вуглекислого газу і виглядають приблизно як перисті хмари над Землею.

Колір марсіанського неба червонуватий через присутність у повітрі пилу. Вкрай розріджене повітря слабко переносить тепло, тому в різних районах планети велика різниця температур.

Незважаючи на розрідженість атмосфери, нижні її шари є досить серйозною перешкодою для космічних апаратів. Так, конусні захисні оболонки апаратів, що спускаються «Марінер-9»(1971 р.) під час проходження марсіанської атмосфери від верхніх її верств до відстані 5 км від поверхні планети нагрівалися до температури 1500°C . Марсіанська іоносфера тягнеться в межах від 110 до 130 км над поверхнею планети.

Про рух Марса

Марс можна побачити із Землі неозброєним оком. Його видима зоряна величина досягає −2,9m (при максимальному зближенні із Землею), поступаючись яскравістю лише Венері, Місяцю і Сонцю, але більшу частину часу Юпітер для земного спостерігача є яскравішим, ніж Марс. Марс рухається навколо Сонця еліптичною орбітою, то віддаляючись від світила на 249,1 млн. км, то наближаючись до нього до відстані 206,7 млн. км.

При уважному спостереженні за рухом Марса можна побачити, що протягом року напрямок його руху по небосхилу змінюється. До речі, це помітили ще давні спостерігачі. У певний момент здається, що Марс рухається у зворотному напрямку. Але цей рух лише здається з Землі. Жодного зворотного руху по своїй орбіті Марс, природно, робити не може. А видимість зворотного руху створюється оскільки орбіта Марса стосовно орбіті Землі зовнішня, а середня швидкість руху по орбіті навколо Сонця в Землі вище (29,79 км/с), ніж у Марса (24,1 км/с). У той час, коли Земля починає обганяти Марс у своєму русі навколо Сонця, і складається враження, що Марс почав зворотне чи, як називають астрономи, ретроградний рух. Схема зворотного (ретроградного) руху добре ілюструє це.

Основні характеристики Марса

З таблиці видно, якою високою точністю визначено основні параметри планети Марс. Це не викликає подиву, якщо мати на увазі, що для астрономічних спостережень і досліджень тепер використовуються найсучасніші наукові методи та високоточна апаратура. Але зовсім з іншим почуттям ми ставимося до таких фактів з історії науки, коли вчені минулих століть, які часто не мали у своєму розпорядженні ніяких астрономічних приладів, крім найпростіших телескопів з невеликим збільшенням (максимум у 15-20 разів), робили точні астрономічні обчислення і навіть відкривали закони руху небесних тіл.

Для прикладу згадаємо, що італійський астроном Джандоменіко Кассіні вже в 1666 (!) визначив час обертання планети Марс навколо своєї осі. Його обчислення дали результат 24 години 40 хвилин. Порівняйте цей результат із періодом обертання Марса навколо своєї осі, визначеним за допомогою сучасних технічних засобів (24 години 37 хв. 23 секунди). Чи потрібні тут наші коментарі?

Або такий приклад. на початку XVII століття відкрив закони руху планет, не маючи ні точних астрономічних приладів, ні математичного апарату для обчислення площ таких геометричних фігур як еліпс і овал. Страждаючи від дефекту зору, він проводив найточніші астрономічні виміри.

Подібні приклади показують велике значення активності та наснаги в науці, а також відданості справі, якій людина служить.

© Володимир Каланов,
"Знання-сила"

Шановні відвідувачі!

Марс- четверта за віддаленістю від Сонця і сьома за розмірами планета Сонячної системи. Ця планета названа на честь Марса - давньоримського бога війни, що відповідає давньогрецькому Аресу. Іноді Марс називають «Червона планета» через червоний відтінок поверхні, що надається їй оксидом заліза (III).

Основні відомості

Через низький тиск вода не може існувати в рідкому стані на поверхні Марса, але цілком імовірно, що в минулому умови були іншими, тому наявність примітивного життя на планеті виключати не можна. 31 липня 2008 року воду в стані льоду було виявлено на Марсі космічним апаратом НАСА «Фенікс» (англ. «Phoenix») .

В даний час (лютий 2009 р.) орбітальне дослідницьке угруповання на орбіті Марса налічує три функціонуючі космічні апарати: "Mars Odyssey", "Mars Express" і "Mars Reconnaissance Orbiter", і це більше, ніж біля будь-якої іншої планети, крім Землі. Поверхня Марса зараз досліджують два марсоходи: Spiritі Opportunity. На поверхні Марса знаходяться також кілька неактивних посадкових модулів та марсоходів, які завершили свої місії. Геологічні дані, зібрані усіма цими місіями, дозволяють припустити, що чималу частину поверхні Марса раніше покривала вода. Спостереження протягом останнього десятиліття дозволили виявити у деяких місцях на поверхні Марса слабку гейзерну активність. За спостереженнями з космічного апарату НАСА "Mars Global Surveyor"деякі частини південної полярної шапки Марса поступово відступають.

У Марса є два природні супутники, Фобос і Деймос (у перекладі з давньогрецької - "страх" і "жах" - імена двох синів Ареса, які супроводжували його в бою), які відносно малі і мають неправильну форму. Вони можуть бути захопленими гравітаційним полем Марса астероїдами, подібними до астероїда 5261 Евріка з Троянської групи.

Марс можна побачити із Землі неозброєним оком. Його видима зоряна величина досягає −2,91 m (при максимальному зближенні із Землею), поступаючись за яскравістю лише Юпітеру, Венері, Місяцю та Сонцю.

Орбітальні характеристики

Мінімальна відстань від Марса до Землі становить 55,75 млн км, максимальна - близько 401 млн км. Середня відстань від Марса до Сонця становить 228 млн. дол. км (1,52 а. е.), період звернення навколо Сонця дорівнює 687 земним суткам. Орбіта Марса має досить помітний ексцентриситет (0,0934), тому відстань до Сонця змінюється від 206,6 до 249,2 млн км. Нахилення орбіти Марса дорівнює 1,85 °.

Атмосфера складається з 95 % з вуглекислого газу; також у ній міститься 2,7% азоту, 1,6% аргону, 0,13% кисню, 0,1% водяної пари, 0,07% чадного газу. Марсіанська іоносфера тягнеться в межах від 110 до 130 км над поверхнею планети.

За результатами спостережень із Землі та даних космічного апарату «Марс Експрес» в атмосфері Марса виявлено метан. В умовах Марса цей газ досить швидко розкладається, тому має існувати постійне джерело його поповнення. Таким джерелом може бути геологічна активність (але діючі вулкани на Марсі не виявлені), або життєдіяльність бактерій.

Клімат, як і Землі, носить сезонний характер. У холодну пору року навіть поза полярними шапками на поверхні може утворюватися світла іня. Апарат Phoenix зафіксував снігопад, проте сніжинки випаровувалися, не досягаючи поверхні.

За даними дослідників із Центру імені Карла Сагана, нині на Марсі триває процес потепління. Інші фахівці вважають, що такі висновки робити поки що зарано.

Поверхня

Опис основних регіонів

Топографічна карта Марса

Дві третини поверхні Марса займають світлі області, що отримали назву материків, близько третини - темні ділянки, які називаються морями. Моря зосереджені переважно у південній півкулі планети, між 10 і 40° широти . У північній півкулі лише два великі моря - Ацидалійське та Великий Сирт.

Характер темних ділянок досі залишається предметом суперечок. Вони зберігаються, незважаючи на те, що на Марсі вирують пилові бурі. Це свого часу служило доказом на користь того, що темні ділянки покриті рослинністю. Наразі вважають, що це просто ділянки, з яких, через їхній рельєф, легко видувається пил. Великомасштабні знімки показують, що темні ділянки складаються з груп темних смуг і плям, пов'язаних з кратерами, пагорбами та іншими перешкодами на шляху вітрів. Сезонні та довготривалі зміни їх розміру та форми пов'язані, мабуть, зі зміною співвідношення ділянок поверхні, покритих світлою та темною речовиною.

Півкулі Марса досить сильно відрізняються характером поверхні. У південній півкулі поверхня знаходиться на 1-2 км над середнім рівнем і густо усіяна кратерами. Ця частина Марса нагадує місячні материки. На півночі поверхня в основному знаходиться нижче середнього рівня, тут мало кратерів, і основну частину займають відносно гладкі рівнини, які, ймовірно, утворилися в результаті затоплення лавою і ерозією. Така різниця півкуль залишається предметом дискусій. Кордон між півкулями слід приблизно великому колу, нахиленому на 30° до екватору. Кордон широка і неправильна і утворює схил у напрямі північ. Уздовж неї зустрічаються найеродованіші ділянки марсіанської поверхні.

Висунуто дві альтернативні гіпотези, що пояснюють асиметрію півкуль. Згідно з однією з них, на ранньому геологічному етапі літосферні плити «з'їхалися» (можливо випадково) в одну півкулю (подібно до континенту Пангея на Землі) і потім «застигли» в цьому положенні. Інша гіпотеза передбачає зіткнення Марса з космічним тілом розміром із Плутон.

Велика кількість кратерів у південній півкулі передбачає, що поверхня тут давня – 3-4 млрд. дол. років. Можна виділити кілька типів кратерів: великі кратери з плоским дном, більш дрібні та молоді чашеподібні кратери, схожі на місячні, кратери, оточені валом, і піднесені кратери. Останні два типи унікальні для Марса - кратери з валом утворилися там, де поверхнею текли рідкі викиди, а піднесені кратери утворилися там, де покривало викидів кратера захистило поверхню від вітрової ерозії. Найбільшою деталлю ударного походження є басейн Еллада (приблизно 2100 км у поперечнику).

В області хаотичного ландшафту поблизу межі півкуль поверхня зазнала розломів і стисків великих ділянок, за якими іноді йшла ерозія (внаслідок зсувів або катастрофічного вивільнення підземних вод), а також затоплення рідкою лавою. Хаотичні ландшафти часто знаходяться на початку великих каналів, прорізаних водою. Найбільш прийнятною гіпотезою їхньої спільної освіти є раптове танення підповерхневого льоду.

У північній півкулі, крім великих вулканічних рівнин, знаходяться дві області великих вулканів - Тарсіс і Елізій. Тарсіс - велика вулканічна рівнина протяжністю 2000 км, що досягає висоти 10 км над середнім рівнем. На ній знаходяться три великі щитові вулкани - Арсія, Павоніс (Павич) і Аскреус. На краю Тарсіса знаходиться найвища на Марсі та в Сонячній системі гора Олімп. Олімп досягає 27 км висоти, і охоплює площу 550 км діаметром, оточену урвищами, що місцями досягають 7 км висоти. Обсяг Олімпу в 10 разів перевищує обсяг найбільшого вулкана Землі Мауна-Кеа. Тут розташовано кілька менш великих вулканів. Елізій – височина до шести кілометрів над середнім рівнем, з трьома вулканами – Геката, Елізій та Альбор.

Русла «річок» та інші особливості

У місці посадки апарату в ґрунті є також значна кількість водяного льоду.

Геологія та внутрішня будова

На відміну від Землі, на Марсі немає руху літосферних плит. В результаті вулкани можуть існувати набагато триваліший час і досягати гігантських розмірів.

Фобос (зверху) та Деймос (знизу)

Сучасні моделі внутрішньої будови Марса припускають, що Марс складається з кори із середньою товщиною 50 км (і максимальною до 130 км), силікатною мантією завтовшки 1800 км та ядра радіусом 1480 км. Щільність у центрі планети має досягати 8,5 /см³. Ядро частково рідке і складається в основному із заліза з домішкою 14-17 % (за масою) сірки, причому вміст легких елементів удвічі вищий, ніж у ядрі Землі.

Супутники Марса

Природними супутниками Марса є Фобос та Деймос. Обидва вони відкриті американським астрономом Асафом Холлом у 1877 році. Фобос та Деймос мають неправильну форму та дуже маленькі розміри. За однією з гіпотез, вони можуть бути захоплені гравітаційним полем Марса астероїди на кшталт 5261 Евріка з Троянської групи астероїдів.

Астрономія на Марсі

Цей розділ є перекладом англомовної статті Вікіпедії

Після посадок автоматичних апаратів на поверхню Марса з'явилася можливість проводити астрономічні спостереження безпосередньо з поверхні планети. Внаслідок астрономічного становища Марса в Сонячній системі , характеристик атмосфери , періоду звернення Марса та її супутників , картина нічного піднебіння Марса (і астрономічних явищ, що спостерігаються з планети), відрізняється від земної і багато в чому видається незвичайною і цікавою.

Опівдні на Марсі. Знімок апарата Pathfinder

Захід сонця на Марсі. Знімок апарата Pathfinder

На поверхніпланети працюють два марсоходи:

Заплановані місії

У культурі

• А. Богданов «Червона зірка»
• О.Казанцев «Фаєти»
• А.Шалімов «Ціна безсмертя»
• В.Михайлов «Особлива необхідність»
• В.Шитик «Остання орбіта»
• Б.Ляпунов «Ми – на Марсі»
• Г.Мартинов «Зіроплавці» трилогія
• Г.Уеллс «Війна світів», однойменний фільм у двох екранізаціях
• Сіммонс, Ден «Гіперіон», тетралогія
• Станіслав Лем «Ананке»

• "Подорож на Марс" США, 1903 р.
• "Подорож на Марс" США, 1910 р.
• "Небесний корабель" Данія, 1917 р.
• "Подорож на Марс" Данія, 1920 р.
• "Подорож на Марс" Італія, 1920 р.
• «Корабль, відправлений до Марса» США, 1921
• «Аеліта» режисер Яків Протазанов, СРСР, 1924
• "Подорож на Марс" США, 1924 р.
• "До Марса" США, 1930 р.
• «Флеш Гордон: Марс атакує Землю» США, 1938
• «Подорож Скрэппі на Марс» США, 1938
• "Ракета X-M" США, 1950 р.
• "Політ на Марс" США, 1951 р.
• «Небо кличе» режисери А. Козир та М. Карюков, СРСР, 1959 р.
• "Марс" документальний, режисер Павло Клушанцев, СРСР, 1968 р.
• Перші на Марсі. Неспіта пісня Сергія Корольова» документальний, 2007 р.
• «Марсіанська одіссея»

• У вигаданому всесвіті Warhammer 40,000 Марс - світ-столиця організації Адептус Механікус, що підтримує наукову та технічну думку Імперіуму Людства.
• У відеогрі DOOM 3 місцем дії є "Червона планета".
• У грі Red Faction 1,3 місцем дії також є «Червона планета».
• У всесвіті Mass Effect на південному полюсі Марса було знайдено базу даних інопланетян, що давно зникли, розшифровка якої дозволила людям вийти в Галактику.

Марс четверта планета від Сонця та остання із планет земної групи. Як та інші планети у Сонячній системі (крім Землі) названо честь міфологічної постаті — римського бога війни. На додаток до його офіційної назви, Марс іноді називають Червоною планетою, що пов'язано з коричнево-червоним кольором його поверхні. При цьому Марс є другою найменшою планетою в Сонячній системі після .

Протягом майже дев'ятнадцятого століття вважалося, що у Марсі існує життя. Причина такої віри полягає частково у помилці, а частково у людській уяві. В 1877 астроном Джованні Скіапареллі зміг спостерігати те, що, на його думку, було прямими лініями на поверхні Марса. Подібно до інших астрономів, коли він помітив ці смуги, то припустив, що подібна прямота пов'язана з існуванням на планеті розумного життя. Популярною на той час версією про природу цих ліній було припущення, що це були зрошувальні канали. Тим не менш, з розвитком більш потужних телескопів на початку ХХ століття астрономи змогли побачити марсіанську поверхню більш чітко і визначити, що ці прямі лінії були лише оптичною ілюзією. В результаті все більш ранні припущення про життя на Марсі залишилися без доказів.

Багато наукової фантастики написаної протягом ХХ століття було прямим наслідком переконання, що у Марсі існує життя. Починаючи від невеликих зелених чоловічків, закінчуючи високі загарбники з лазерною зброєю, марсіани були в центрі уваги багатьох теле- і радіопрограм, коміксів, фільмів і романів.

Незважаючи на те, що відкриття марсіанського життя у вісімнадцятому столітті в результаті виявилося хибним, Марс залишався для наукових кіл найбільш доброзичливою для життя (не рахуючи Землі) планетою в Сонячній системі. Наступні планетарні місії були присвячені пошуку будь-якої форми життя на Марсі. Так місія під назвою Viking, здійснена в 1970-і роки, проводила експерименти на марсіанському ґрунті, сподіваючись виявити в ній саме мікроорганізмів. У той час вважалося, що утворення сполук в ході експериментів може бути результатом біологічних агентів, проте пізніше було встановлено, що сполуки хімічних елементів можуть бути створені без біологічних процесів.

Проте, навіть ці дані не позбавили вчених надії. Не знайшовши ознак життя на поверхні Марса, вони припустили, що всі необхідні умови можуть існувати під поверхнею планети. Ця версія є актуальною і сьогодні. Принаймні, такі планетарні місії сьогодення, як ExoMars і Mars Science, передбачають перевірку всіх можливих варіантів існування життя на Марсі в минулому чи теперішньому, на поверхні та під нею.

Атмосфера Марсу

За своїм складом атмосфера Марса дуже схожа на атмосферу, однією з найменш гостинних атмосфер у всій Сонячній системі. Основним компонентом в обох середовищах є двоокис вуглецю (95% для Марса, 97% для Венери), але є велика відмінність - парниковий ефект на Марсі відсутня, тому температура на планеті не перевищує 20 ° C, на відміну від 480 ° С на поверхні Венери . Така велика різниця пов'язана з різною щільністю атмосфер цих планет. При порівнянній щільності, атмосфера Венери надзвичайно товста, тоді як Марс має досить тонкий атмосферний шар. Простіше кажучи, якби товщина атмосфери Марса була значною, то він нагадував би Венеру.

Крім того Марс має дуже розріджену атмосферу, — атмосферний тиск становить лише близько 1% від тиску на . Це еквівалентно тиску 35 кілометрів над поверхнею Землі.

Одним із найперших напрямків у дослідженні марсіанської атмосфери є її вплив на присутність води на поверхні. Незважаючи на те, що полярні шапки містять воду в твердому стані, а повітря містить водяну пару, що утворюється в результаті морозів і низького тиску, сьогодні всі дослідження вказують на те, що «слабка» атмосфера Марса не сприяє існуванню води в рідкому стані на поверхні планети.

Тим не менш, покладаючись на останні дані марсіанських місій, вчені впевнені, що вода в рідкому вигляді на Марсі існує і знаходиться вона на один метр нижче поверхні планети.

Вода на Марсі: припущення / wikipedia.org

Однак не дивлячись на тонкий атмосферний шар Марс має досить прийнятні за земними мірками погодні умови. Найбільш екстремальними формами цієї погоди є вітри, курні бурі, морози та тумани. Як результат такої погодної діяльності в деяких районах Червоної планети було помічено значні сліди ерозії.

Ще одним цікавим пунктом про марсіанську атмосферу можна вказати те, що, як стверджує відразу кілька сучасних наукових досліджень, у далекому минулому вона була досить щільною для існування на поверхні планети океанів із води в рідкому стані. Однак, згідно з тими ж дослідженнями, атмосфера Марса була різко змінена. Провідною версією такої зміни на даний момент є гіпотеза про зіткнення планети з іншим досить об'ємним космічним тілом, що призвело до втрати Марсом більшої частини своєї атмосфери.

Поверхня Марса має дві значні особливості, які, за цікавим збігом обставин, пов'язані з відмінностями у півкулях планети. Справа в тому, що північна півкуля має досить гладкий рельєф і всього кілька кратерів, тоді як південна півкуля буквально поцяткована височинами і кратерами різної величини. Крім топографічних відмінностей, що позначають різницю в рельєфі півкуль, є і геологічні, - дослідження вказують на те, що області в північній півкулі набагато активніші, ніж у південній.

На поверхні Марса знаходиться найбільший із відомих на сьогоднішній день вулканів - Olympus Mons (Гора Олімп) і найбільший з відомих каньйонів - Mariner (долина Марінер). У Сонячній системі поки що не знайдено нічого грандіознішого. Висота Гори Олімп складає 25 кілометрів (це втричі вище за Еверест, найвищу гору на Землі), а діаметр основи 600 кілометрів. Довжина долини Марінер складає 4000 км, ширина 200 км, а глибина майже 7 км.

На сьогоднішній день найзначнішим відкриттям щодо марсіанської поверхні було виявлення каналів. Особливістю цих каналів є те, що вони, на думку експертів NASA, були створені проточною водою, і, таким чином, є достовірним доказом теорії про те, що в далекому минулому поверхня Марса значно нагадувала земну.

Найбільш відомою перейдолією пов'язаною з поверхнею Червоної планети є так зване «Обличчя на Марсі». Рельєф справді дуже нагадував людське обличчя тоді, коли було отримано перший знімок певної місцевості космічним апаратом Viking I 1976 року. Багато людей тоді порахували цей знімок справжнім доказом того, що на Марсі існувало розумне життя. Наступні знімки показали, що це лише гра висвітлення та людська фантазія.

Подібно до інших планет земної групи, в інтер'єрі Марса виділяють три шари: кора, мантія та ядро.
Незважаючи на те, що точних вимірів ще не зроблено, вчені зробили певні прогнози про товщину кори Марса на підставі даних про глибину долини Марінер. Глибока, велика система долини, розташованої в південній півкулі, не могла б існувати якби кора Марса не була значно товщі за земну. Попередні оцінки вказують на те, що товщина кори Марса у північній півкулі становить близько 35 кілометрів та близько 80 кілометрів у південній.

Досить багато досліджень було присвячено ядру Марса, зокрема з'ясування того, чи воно є твердим чи рідким. Деякі теорії вказали відсутність досить потужного магнітного поля як ознаки твердого ядра. Тим не менш, в останнє десятиліття все більшу популярність набирає гіпотеза про те, що ядро ​​Марса рідке, принаймні частково. На це вказало відкриття намагнічених порід на поверхні планети, що може бути ознакою того, що Марс володіє або володів рідкою серцевиною.

Орбіта та обертання

Орбіта Марса примітна з трьох причин. По-перше, її ексцентриситет є другим за величиною серед усіх планет, меншим лише у Меркурія. За такої еліптичної орбіти перигелій Марса становить 2.07 х 108 кілометрів, що набагато далі, ніж його афелій — 2,49 х 108 кілометрів.

По-друге, наукові дані свідчать про те, що такий високий ступінь ексцентричності був присутній далеко не завжди, і, можливо, був меншим за Земну в якийсь момент історії існування Марса. Причиною такої зміни вчені називають гравітаційні сили сусідніх планет, що впливають на Марс.

По-третє, з усіх планет земної групи Марс є єдиною, де рік триває довше, ніж Землі. Природно це пов'язано з його орбітальною відстанню від Сонця. Один марсіанський рік дорівнює майже 686 земним дням. Марсіанський день триває приблизно 24 години 40 хвилин, саме такий час потрібен планеті, щоб завершити один повний оберт навколо своєї осі.

Ще однією примітною схожістю планети із Землею є її нахил осі, який становить приблизно 25°. Така особливість вказує на те, що сезони на Червоній планеті змінюють один одного таким же чином, як і на Землі. Проте півкулі Марса переживають абсолютно інші, відмінні від земних, температурні режими для кожного сезону. Це пов'язано знову ж таки зі значно більшим ексцентриситетом орбіти планети.

SpaceX І плани з колонізації Марса

Отже, ми знаємо, що SpaceX хоче відправити людей на Марс у 2024 році, але їхньою першою марсіанською місією буде запуск капсули «Червоного Дракона» у 2018 році. Які кроки збирається зробити компанія задля досягнення цієї мети?

• 2018 рік. Запуск космічного зонда «Червоний Дракон» для демонстрації технологій. Мета місії — досягти Марса і зробити деякі дослідження на місці посадки в невеликому масштабі. Можливо, постачання додаткової інформації для НАСА чи космічних агенцій інших держав.
• 2020 рік. Запуск космічного корабля Mars Colonial Transporter MCT1 (безпілотний). Мета місії – відправлення вантажу та повернення зразків. Масштабні демонстрації технології існування, життєзабезпечення, енергетики.
• 2022 рік. Запуск космічного корабля Mars Colonial Transporter MCT2 (безпілотний). Друга ітерація MCT. У цей час MCT1 буде по дорозі назад до Землі, несучи марсіанські зразки. MCT2 здійснює постачання обладнання для першого пілотованого польоту. Корабель MCT2 буде готовий до запуску, коли екіпаж прибуде на Червону планету через 2 роки. У разі виникнення неприємностей (як у фільмі «Марсіанін») команда зможе скористатися ним, щоб залишити планету.
• 2024 рік. Третя ітерація Mars Colonial Transporter MCT3 та перший пілотований політ. На той момент усі технології доведуть свою працездатність, MCT1 здійснить подорож на Марс і назад, а MCT2 готовий та протестований на Марсі.

Марс є четвертою планетою від Сонця та останньою з планет земної групи. Відстань від Сонця становить близько 227 940 000 кілометрів.

Планету названо на честь Марса — римського бога війни. У стародавніх греків він був відомий як Арес. Вважається, що таку асоціацію Марс отримав через криваво-червоний колір планети. Завдяки кольору планета також була відома і в інших стародавніх культур. Перші китайські астрономи називали Марс "Зіркою Вогню", а давньоєгипетські жерці позначали його як "Її Desher", що означає "червоний".

Масив суші на Марсі та на Землі дуже схожий. Незважаючи на те, що Марс займає лише 15% обсягу та 10% маси Землі, він має порівнянний з нашою планетою масив суші як наслідок того, що вода покриває близько 70% поверхні Землі. У цьому поверхнева сила тяжкості Марса становить близько 37% тяжкості Землі. Це означає, що теоретично на Марсі можна стрибати втричі вище, ніж Землі.

Лише 16 із 39 місій на Марс були успішними. Починаючи з місії «Марс 1960А», запущеної в СРСР у 1960 році, на Марс було відправлено загалом 39 орбітальних апаратів і марсоходів, що спускалися, але тільки 16 з цих місій були успішними. У 2016 році було запущено зонд у рамках російсько-європейської місії «ЕкзоМарс», основною метою якого буде пошук ознак життя на Марсі, вивчення поверхні та рельєфу планети та складання картки потенційних небезпек від навколишнього середовища для майбутніх пілотованих польотів на Марс.

Уламки з Марса знайшли на Землі. Вважається, що сліди деякої кількості марсіанської атмосфери знайшли в метеоритах, що відскочили від планети. Після того, як Марс покинули ці метеорити довгий час, протягом мільйонів років, літали по Сонячній системі серед інших об'єктів і космічного сміття, але були захоплені гравітацією нашої планети, потрапили в її атмосферу і впали на поверхню. Вивчення цих матеріалів дозволило вченим дізнатися багато про Марсі ще до початку космічних польотів.

Нещодавно люди були впевнені, що Марс є домом для розумного життя. Багато в чому це вплинуло виявлення прямих ліній і канав лежить на поверхні Червоної планети італійським астрономом Джованні Скіапареллі. Він вважав, що такі прямі лінії не можуть бути створені природою та є результатом розумної діяльності. Однак пізніше було доведено, що це не більш ніж оптична ілюзія.

Найвища планетарна гора, відома в Сонячній системі, знаходиться на Марсі. Вона має назву Olympus Mons (Гора Олімп) і височить на 21 кілометр у висоту. Вважається, що це вулкан, який було сформовано мільярди років тому. Вчені виявили досить багато свідчень того, що вік вулканічної лави об'єкта досить невеликий, що може бути доказом того, що Олімп все ще може бути активним. Тим не менш, є гора в Сонячній системі, якій Олімп поступається по висоті, - це центральний пік Реясильвія, розташований на астероїді Веста, висота якого 22 кілометри.

На Марсі відбуваються пилові бурі - найбільші в Сонячній системі. Це з еліптичної формою траєкторії орбіти планети навколо Сонця. Шлях орбіти більш витягнутий, ніж у багатьох інших планет, і ця овальна форма орбіти призводить до лютих пилових шторм, які охоплюють всю планету і можуть тривати багато місяців.

Сонце виглядає приблизно половину свого візуального земного розміру, якщо дивитися на нього з Марса. Коли Марс знаходиться ближче до Сонця за своєю орбітою, а його південна півкуля звернена до Сонця, на планеті настає дуже коротке, але неймовірно спекотне літо. При цьому на північній півкулі настає коротка, але холодна зима. Коли планета знаходиться далі від Сонця, і спрямований до нього північною півкулею Марс переживає довге та м'яке літо. На південній півкулі при цьому настає тривала зима.

За винятком Землі, вчені вважають Марс найпридатнішою для життя планетою. Провідні космічні агентства планують здійснити цілу низку космічних польотів протягом наступного десятиліття для того, що з'ясувати, чи існує на Марсі потенціал для існування життя і чи можливо побудувати на ньому колонію.

Марсіани та інопланетяни з Марса досить довгий час були основними кандидатами на роль позаземних прибульців, що зробило Марс однією з найпопулярніших планет Сонячної системи.

Марс це єдина у системі планета, крім Землі, де є полярні льоди. Під полярними шапками Марса було виявлено воду у твердому стані.

Так само як і на Землі на Марсі є сезони, але тривають вони вдвічі довше. Це відбувається тому, що Марс нахилений по осі приблизно на 25,19 градусів, що близько до значення нахилу осі Землі (22,5 градуса).

Марс немає магнітного поля. Деякі вчені вважають, що воно існувало на планеті близько 4 мільярдів років тому.

Два місяці Марса, Фобос і Деймос, було описано у книзі «Подорожі Гулівера» автором Джонатаном Свіфтом. Це було за 151 рік до того, як вони були відчинені.

Марс – четверта за віддаленістю від Сонця і сьома (передостання) за розмірами планета Сонячної системи; маса планети становить 10,7 % Землі. Названа на честь Марса - давньоримського бога війни, що відповідає давньогрецькому Аресу. Іноді Марс називають «червоною планетою» через червоний відтінок поверхні, що надається їй оксидом заліза.

Марс - планета земної групи з розрідженою атмосферою (тиск біля поверхні у 160 разів менший за земний). Особливостями поверхневого рельєфу Марса можна вважати ударні кратери на кшталт місячних, а також вулкани, долини, пустелі та полярні льодовикові шапки на зразок земних.

У Марса є два природні супутники - Фобос і Деймос (у перекладі з давньогрецької - «страх» і «жах» - імена двох синів Ареса, які супроводжували його в бою), які відносно малі (Фобос - 26x21 км, Деймос - 13 км у поперечнику ) та мають неправильну форму.

Великі протистояння Марсу, 1830-2035 рр.

Марс - четверта за віддаленістю від Сонця (після Меркурія, Венери та Землі) і сьома за розмірами (перевищує за масою і діаметром тільки Меркурій) планета Сонячної системи. Маса Марса складає 10,7 % маси Землі (6,423 1023 кг проти 5,9736 1024 кг для Землі), об'єм - 0,15 об'єму Землі, а середній лінійний діаметр - 0,53 діаметра Землі (6800 км).

Рельєф Марса має багато унікальних рис. Марсіанський згаслий вулкан гора Олімп - найвища гора в Сонячній системі, а долини Марінер - найбільший каньйон. Крім цього, у червні 2008 року три статті, опубліковані в журналі Nature, представили докази існування в північній півкулі Марса найбільшого відомого ударного кратера в Сонячній системі. Його довжина - 10600 км, а ширина - 8500 км, що приблизно в чотири рази більше, ніж найбільший ударний кратер, до того також виявлений на Марсі, поблизу його південного полюса.

На додаток до схожості поверхневого рельєфу, Марс має період обертання і зміну пори року аналогічні земним, але його клімат значно холодніший і сухіший за земний.

Аж до першого прольоту Марса космічного апарату «Марінер-4» у 1965 році багато дослідників вважали, що на його поверхні є вода в рідкому стані. Ця думка була заснована на спостереженнях за періодичними змінами у світлих та темних ділянках, особливо у полярних широтах, які були схожі на континенти та моря. Темні борозни поверхні Марса інтерпретувалися деякими спостерігачами як іригаційні канали для рідкої води. Пізніше було підтверджено, що ці борозни були оптичною ілюзією.

Через низький тиск вода не може існувати в рідкому стані на поверхні Марса, але цілком імовірно, що в минулому умови були іншими, тому наявність примітивного життя на планеті виключати не можна. 31 липня 2008 року воду в стані льоду було виявлено на Марсі космічним апаратом НАСА «Фенікс» (англ. «Phoenix»).

У лютому 2009 року орбітальне дослідницьке угруповання на орбіті Марса налічувало три функціонуючі космічні апарати: «Марс Одіссей», «Марс-експрес» та «Марсіанський розвідувальний супутник», це більше, ніж біля будь-якої іншої планети, крім Землі.

Поверхню Марса зараз досліджували два марсоходи: «Спіріт» та «Опортьюніті». На поверхні Марса знаходяться також кілька неактивних посадкових модулів та марсоходів, які завершили дослідження.

Зібрані ними геологічні дані дозволяють припустити, що більшість поверхні Марса раніше покривала вода. Спостереження протягом останнього десятиліття дозволили виявити у деяких місцях на поверхні Марса слабку гейзерну активність. За спостереженнями з космічного апарату Марс Глобал Сервейор, деякі частини південної полярної шапки Марса поступово відступають.

Марс можна побачити із Землі неозброєним оком. Його видима зоряна величина досягає 2,91m (при максимальному зближенні із Землею), поступаючись яскравістю лише Юпітеру (і то далеко не завжди під час великого протистояння) і Венері (але лише вранці або ввечері). Як правило, під час великого протистояння, помаранчевий Марс є найяскравішим об'єктом нічного земного неба, але це відбувається лише один раз на 15-17 років протягом одного - двох тижнів.

Орбітальні характеристики

Мінімальна відстань від Марса до Землі становить 55760000 км (коли Земля знаходиться точно між Сонцем і Марсом), максимальна - близько 401 млн км (коли Сонце знаходиться точно між Землею і Марсом).

Середня відстань від Марса до Сонця становить 228 млн км (1,52 а. е.), період обігу навколо Сонця дорівнює 687 земним суткам. Орбіта Марса має досить помітний ексцентриситет (0,0934), тож відстань до Сонця змінюється від 206,6 до 249,2 млн км. Нахилення орбіти Марса дорівнює 1,85 °.

Марс найближчий до Землі під час протистояння, коли планета перебуває у напрямку, протилежному Сонцю. Протистояння повторюються кожні 26 місяців у різних точках орбіти Марса та Землі. Але раз на 15-17 років протистояння припадають на той час, коли Марс знаходиться поблизу свого перигелія; у цих так званих великих протистояннях (останнє було у серпні 2003 року) відстань до планети мінімальна, і Марс досягає найбільшого кутового розміру 25,1” та яскравості 2,88m.

Фізичні характеристики

Порівняння розмірів Землі (середній радіус 6371 км) та Марса (середній радіус 3386,2 км)

За лінійним розміром Марс майже вдвічі менший за Землю - його екваторіальний радіус дорівнює 3396,9 км (53,2 % земного). Площа поверхні Марса приблизно дорівнює площі суші Землі.

Полярний радіус Марса приблизно на 20 км менший за екваторіальний, хоча період обертання у планети більший, ніж у Землі, що дає привід припустити зміну швидкості обертання Марса з часом.

Маса планети - 6,418 1023 кг (11% маси Землі). Прискорення вільного падіння на екваторі дорівнює 3,711 м/с (0,378 земного); перша космічна швидкість становить 3,6 км/сек і друга - 5,027 км/сек.

Період обертання планети – 24 години 37 хвилин 22,7 секунд. Таким чином, марсіанський рік складається з 668,6 марсіанської сонячної доби (званої солами).

Марс обертається навколо своєї осі, нахиленої до перпендикуляра площини орбіти під кутом 24 56?. Нахил осі обертання Марса забезпечує зміну пори року. При цьому витягнутість орбіти призводить до великих відмінностей у їх тривалості - так, північна весна та літо, разом узяті, тривають 371 сол, тобто помітно більше половини марсіанського року. У той же час вони припадають на ділянку орбіти Марса, віддалену від Сонця. Тому на Марсі північне літо довге та прохолодне, а південне – коротке та спекотне.

Атмосфера та клімат

Атмосфера Марса, фото орбітера «Вікінг», 1976 р. Зліва видно «кратер-смайлик» Галле

Температура на планеті коливається від -153 на полюсі взимку і до +20 ° C на екваторі опівдні. Середня температура становить -50°C.

Атмосфера Марса, що складається переважно з вуглекислого газу, дуже розріджена. Тиск на поверхні Марса в 160 разів менше земного - 6,1 мбар на середньому рівні поверхні. Через великий перепад висот на Марсі тиск біля поверхні сильно змінюється. Орієнтовна товщина атмосфери - 110 км.

За даними НАСА (2004), атмосфера Марса складається на 95,32% вуглекислого газу; також у ній міститься 2,7 % азоту, 1,6 % аргону, 0,13 % кисню, 210 ppm водяної пари, 0,08 % чадного газу, оксид азоту (NO) - 100 ppm, неон (Ne) - 2, 5 ppm, напівважка вода водень-дейтерій-кисень (HDO) 0,85 ppm, криптон (Kr) 0,3 ppm, ксенон (Xe) – 0,08 ppm.

За даними апарату, що спускається АМС «Вікінг» (1976), в марсіанській атмосфері було визначено близько 1-2% аргону, 2-3% азоту, а 95% - вуглекислий газ. За даними АМС "Марс-2" і "Марс-3", нижня межа іоносфери знаходиться на висоті 80 км, максимум електронної концентрації 1,7 · 105 електрон/см3 розташований на висоті 138 км, інші два максимуми знаходяться на висотах 85 і 107 км.

Радіоосвітлення атмосфери на радіохвилях 8 і 32 см АМС «Марс-4» 10 лютого 1974 р. показало наявність нічної іоносфери Марса з головним максимумом іонізації на висоті 110 км і концентрацією електронів 4,6 · 103 електрон/см3, а також вторинними максимумами 65 та 185 км.

Атмосферний тиск

За даними НАСА на 2004 рік тиск атмосфери на середньому радіусі становить 6,36 мб. Щільність біля поверхні ~0,020 кг/м3, загальна маса атмосфери ~2,5·1016 кг.
Зміна атмосферного тиску на Марсі в залежності від часу доби, зафіксована посадковим модулем Mars Pathfinder у 1997 році.

На відміну від Землі, маса марсіанської атмосфери сильно змінюється протягом року через танення і намерзання полярних шапок, що містять вуглекислий газ. Під час зими 20-30 відсотків усієї атмосфери наморожується на полярній шапці, що складається з вуглекислоти. Сезонні перепади тиску, за різними джерелами, становлять такі значення:

За даними НАСА (2004): від 4.0 до 8.7 мбар на середньому радіусі;
За даними Encarta (2000): від 6 до 10 мбар;
За даними Zubrin та Wagner (1996): від 7 до 10 мбар;
За даними посадкового апарату Вікінг-1: від 6,9 до 9 мбар;
За даними посадкового апарату Mars Pathfinder: від 6,7 мбар.

Ударна западина Еллада (Hellas Impact Basin) – найглибше місце, де можна виявити найвищий атмосферний тиск на Марсі.

У місці посадки зонда АМС Марс-6 в районі Еритрейського моря було зафіксовано тиск біля поверхні 6,1 мілібару, що на той момент вважалося середнім тиском на планеті, і від цього рівня було зумовлено відраховувати висоти та глибини на Марсі. За даними цього апарату, отриманими під час спуску, тропопауза знаходиться на висоті приблизно 30 км, де тиск становить 5 10-7 г/см3 (як на Землі на висоті 57 км).

Область Еллада (Марс) настільки глибока, що атмосферний тиск досягає приблизно 12,4 мілібар, що вище потрійної точки води (~6,1 мб) і нижче точки кипіння. За досить високої температури вода могла б існувати там у рідкому стані; при такому тиску вода закипає і перетворюється на пару вже при +10 °C.

На вершині найвищого 27-кілометрового вулкана Олімп тиск може становити від 0,5 до 1 мбар (Zurek 1992).

До висадки на поверхню Марса посадкових модулів тиск було виміряно за рахунок ослаблення радіосигналів з АМС Марінер-4, Марінер-6 та Марінер-7 при їх заході за марсіанський диск - 6,5 ± 2,0 мб на середньому рівні поверхні, що у 160 разів менше від земного; такий самий результат показали спектральні спостереження АМС Марс-3. При цьому в розташованих нижче середнього рівня областях (наприклад, у марсіанській Амазонії) тиск, згідно з цими вимірами, досягає 12 мегабайт.

Починаючи з 1930-х років. Радянські астрономи намагалися визначати тиск атмосфери методами фотографічної фотометрії – щодо розподілу яскравості вздовж діаметра диска у різних діапазонах світлових хвиль. Французькі вчені Б.Ліо та О.Дольфюс проводили з цією метою спостереження поляризації розсіяного атмосферою Марсу світла. Зведення оптичних спостережень опублікував американський астроном Ж. де Вокулер в 1951 році, і за ними виходив тиск 85 мб, завищений майже в 15 разів через перешкоди з боку атмосферного пилу.

Клімат

Мікроскопічне фото конкреції гематиту розміром 1,3 см, зняте марсоходом «Опортьюніті» 2 березня 2004 р., показує присутність у минулому рідкої води

Клімат, як і Землі, носить сезонний характер. У холодну пору року навіть поза полярними шапками на поверхні може утворюватися світла іня. Апарат "Фенікс" зафіксував снігопад, проте сніжинки випаровувалися, не досягаючи поверхні.

За даними НАСА (2004 р.), середня температура становить ~210 K (-63 °C). За даними посадкових апаратів Вікінг, добовий температурний діапазон становить від 184 K до 242 K (від -89 до -31 ° C) (Вікінг-1), а швидкість вітру: 2-7 м/с (літо), 5-10 м /с (осінь), 17-30 м/с (пиловий шторм).

За даними посадкового зонда Марс-6, середня температура тропосфери Марса становить 228 K, у тропосфері температура зменшується в середньому на 2,5 градуса на кілометр, а стратосфера, що знаходиться вище тропопаузи (30 км), має майже постійну температуру 144 K.

За даними дослідників із Центру імені Карла Сагана, в останні десятиліття на Марсі триває процес потепління. Інші фахівці вважають, що такі висновки робити поки що зарано.

Існують відомості, що в минулому атмосфера могла бути більш щільною, а клімат – теплим та вологим, і на поверхні Марса існувала рідка вода та йшли дощі. Доказом цієї гіпотези є аналіз метеориту ALH 84001, який засвідчив, що близько 4 мільярдів років тому температура Марса становила 18 ± 4 °C.

Пилові вихори

Пильні вихори, сфотографовані марсоходом «Опортьюніті» 15 травня 2005 р. Цифри в нижньому лівому куті відображають час у секундах з моменту першого кадру

Починаючи з 1970-х років. в рамках програми «Вікінг», а також марсоходом «Опортьюніті» та іншими апаратами було зафіксовано численні курні вихори. Це повітряні завихрення, що виникають біля поверхні планети і піднімають у повітря велику кількість піску та пилу. Вихори часто спостерігаються і на Землі (в англомовних країнах їх називають запорошеними демонами - dust devil), проте на Марсі вони можуть досягати набагато більших розмірів: у 10 разів вище і в 50 разів ширше за земні. У березні 2005 року вихор очистив сонячні батареї біля марсоходу «Спіріт».

Поверхня

Дві третини поверхні Марса займають світлі області, що отримали назву материків, близько третини - темні ділянки, які називаються морями. Моря зосереджена, в основному, у південній півкулі планети, між 10 і 40 ° широти. У північній півкулі є лише два великі моря - Ацидалійське та Великий Сирт.

Характер темних ділянок досі залишається предметом суперечок. Вони зберігаються, незважаючи на те, що на Марсі вирують пилові бурі. Свого часу це служило доказом на користь припущення, що темні ділянки покриті рослинністю. Наразі вважають, що це просто ділянки, з яких, через їхній рельєф, легко видувається пил. Великомасштабні знімки показують, що насправді темні ділянки складаються з груп темних смуг і плям, пов'язаних з кратерами, пагорбами та іншими перешкодами на шляху вітрів. Сезонні та довготривалі зміни їх розміру та форми пов'язані, мабуть, зі зміною співвідношення ділянок поверхні, покритих світлою та темною речовиною.

Півкулі Марса досить сильно відрізняються характером поверхні. У південній півкулі поверхня знаходиться на 1-2 км над середнім рівнем і густо усіяна кратерами. Ця частина Марса нагадує місячні материки. На півночі більша частина поверхні знаходиться нижче середнього рівня, тут мало кратерів, і основну частину займають відносно гладкі рівнини, які, ймовірно, утворилися в результаті затоплення лавою та ерозією. Така різниця півкуль залишається предметом дискусій. Кордон між півкулями слід приблизно великому колу, нахиленому на 30° до екватору. Кордон широка і неправильна і утворює схил у напрямі північ. Уздовж неї зустрічаються найеродованіші ділянки марсіанської поверхні.

Висунуто дві альтернативні гіпотези, що пояснюють асиметрію півкуль. Згідно з однією з них, на ранньому геологічному етапі літосферні плити «з'їхалися» (можливо, випадково) в одну півкулю, подібно до континенту Пангея на Землі, а потім «застигли» в цьому положенні. Інша гіпотеза передбачає зіткнення Марса з космічним тілом розміром із Плутон.
Топографічна карта Марса, за даними Mars Global Surveyor, 1999

Велика кількість кратерів у південній півкулі передбачає, що поверхня тут давня – 3-4 млрд років. Виділяють кілька типів кратерів: великі кратери з плоским дном, дрібніші і молоді чашоподібні кратери, схожі на місячні, кратери, оточені валом, і піднесені кратери. Останні два типи унікальні для Марса - кратери з валом утворилися там, де поверхнею текли рідкі викиди, а піднесені кратери утворилися там, де покривало викидів кратера захистило поверхню від вітрової ерозії. Найбільшою деталлю ударного походження є рівнина Еллада (приблизно 2100 км у поперечнику).

В області хаотичного ландшафту поблизу межі півкуль поверхня зазнала розломів і стисків великих ділянок, за якими іноді йшла ерозія (внаслідок зсувів або катастрофічного вивільнення підземних вод), а також затоплення рідкою лавою. Хаотичні ландшафти часто знаходяться на початку великих каналів, прорізаних водою. Найбільш прийнятною гіпотезою їхньої спільної освіти є раптове танення підповерхневого льоду.

Долини Марінер на Марсі

У північній півкулі, крім великих вулканічних рівнин, є дві області великих вулканів - Фарсида і Елізій. Фарсида - велика вулканічна рівнина протяжністю 2000 км, що досягає висоти 10 км над середнім рівнем. На ній знаходяться три великі щитові вулкани - гора Арсія, гора Павлина і гора Аскрійська. На краю Фарсиди знаходиться найвища на Марсі та в Сонячній системі гора Олімп. Олімп досягає 27 км висоти по відношенню до його основи і 25 км по відношенню до середнього рівня поверхні Марса, і охоплює площу 550 км діаметром, оточену урвищами, що місцями досягають 7 км висоти. Обсяг Олімпу в 10 разів перевищує обсяг найбільшого вулкана Землі Мауна-Кеа. Тут розташовано кілька менш великих вулканів. Елізій – височина до шести кілометрів над середнім рівнем, з трьома вулканами – купол Гекати, гора Елізій та купол Альбор.

За іншими даними (Faure та Mensing, 2007), висота Олімпу становить 21287 метрів над нульовим рівнем і 18 кілометрів над навколишньою місцевістю, а діаметр основи - приблизно 600 км. Основа охоплює площу 282 600 км2. Кальдера (поглиблення у центрі вулкана) має ширину 70 км та глибину 3 км.

Височина Фарсида також перетнута безліччю тектонічних розломів, часто дуже складних і протяжних. Найбільший з них - долини Марінер - тягнеться у широтному напрямку майже на 4000 км (чверть кола планети), досягаючи ширини 600 та глибини 7-10 км; за розмірами цей розлом можна порівняти зі Східноафриканським рифтом на Землі. На його крутих схилах відбуваються найбільші у Сонячній системі зсуви. Долини Марінер є найбільшим відомим каньйоном у Сонячній системі. Каньйон, відкритий космічним апаратом «Марінер-9» 1971 року, міг би зайняти всю територію США, від океану до океану.

Панорама кратера Вікторія, знята марсоходом «Опортьюніті». Вона була знята за три тижні, в період з 16 жовтня по 6 листопада 2006 року.

Панорама поверхні Марса в районі Husband Hill, знята марсоходом «Спіріт 23-28 листопада 2005 року».

Лід та полярні шапки

Північна полярна шапка влітку, фото Марс Глобал Сервейор. Довгий широкий розлом, що розтинає шапку зліва - Північний розлом

Зовнішній вигляд Марса сильно змінюється в залежності від пори року. Насамперед, кидаються у вічі зміни полярних шапок. Вони розростаються та зменшуються, створюючи сезонні явища в атмосфері та на поверхні Марса. Південна полярна шапка може досягати широти 50 °, північна - також 50 °. Діаметр постійної частини північної полярної шапки становить 1000 км. У міру того, як навесні полярна шапка в одній із півкуль відступає, деталі поверхні планети починають темніти.

Полярні шапки складаються з двох складових: сезонної – вуглекислого газу та вікової – водяного льоду. За даними з супутника Марс Експрес, товщина шапок може становити від 1 м до 3,7 км. Апарат Марс Одіссей виявив на південній полярній шапці Марса діючі гейзери. Як вважають фахівці НАСА, струмені вуглекислого газу з весняним потеплінням вириваються вгору на велику висоту, несучи із собою пил та пісок.

Фотографії Марса, на яких видно курну бурю. Червень – вересень 2001 р.

Весняне танення полярних шапок призводить до різкого підвищення тиску атмосфери та переміщення великих мас газу в протилежну півкулю. Швидкість вітрів, що дме при цьому, становить 10-40 м/с, іноді до 100 м/с. Вітер піднімає з поверхні велику кількість пилу, що призводить до пилових бур. Сильні пилові бурі майже повністю приховують поверхню планети. Пилові бурі помітно впливають на розподіл температури в атмосфері Марса.

У 1784 р. астроном У. Гершель звернув увагу до сезонні зміни розміру полярних шапок, за аналогією з таненням і намерзанням льодів у земних полярних областях. У 1860-ті роки. французький астроном Е.Ліє спостерігав хвилю потемніння навколо весняної полярної шапки, що танула, що тоді було витлумачено гіпотезою про розтікання талих вод і зростання рослинності. Спектрометричні вимірювання, проведені на початку XX ст. в обсерваторії Ловелла у Флагстаффі В. Слайфером, однак, не показали наявності лінії хлорофілу – зеленого пігменту земних рослин.

За фотографіями Марінера-7 вдалося визначити, що полярні шапки мають товщину в кілька метрів, а виміряна температура 115 K (-158 ° C) підтвердила можливість того, що вона складається із замерзлої вуглекислоти – «сухого льоду».

Височина, яка отримала назву гір Мітчелла, розташована поблизу південного полюса Марса, при таненні полярної шапки виглядає як білий острівець, оскільки в горах льодовики тануть пізніше, в тому числі і на Землі.

Дані апарату "Марсіанський розвідувальний супутник" дозволили виявити під кам'янистими осипами біля підніжжя гір значний шар льоду. Льодовик завтовшки в сотні метрів займає площу тисячі квадратних кілометрів, і його подальше вивчення здатне дати інформацію про історію марсіанського клімату.

Русла «річок» та інші особливості

На Марсі є безліч геологічних утворень, що нагадують водну ерозію, зокрема висохлі русла рік. Згідно з однією з гіпотез, ці русла могли сформуватися внаслідок короткочасних катастрофічних подій і не є доказом тривалого існування річкової системи. Проте останні дані свідчать, що річки текли протягом геологічно значимих проміжків часу. Зокрема, виявлено інвертовані русла (тобто русла, підняті над навколишньою місцевістю). На Землі подібні утворення формуються завдяки тривалому накопиченню щільних донних відкладень з подальшим висиханням та вивітрюванням навколишніх порід. Крім того, є свідчення зміщення русел у дельті річки при поступовому піднятті поверхні.

У південно-західній півкулі, у кратері Еберсвальді виявлено дельту річки площею близько 115 км2. Річка, що намила дельту, мала в довжину понад 60 км.

Дані марсоходів НАСА «Спірит» та «Опортьюніті» свідчать також про наявність води в минулому (знайдено мінерали, які могли утворитися лише внаслідок тривалого впливу води). Апарат "Фенікс" виявив поклади льоду безпосередньо в ґрунті.

Крім того, виявлені темні смуги на схилах пагорбів, що свідчать про появу рідкої солоної води на поверхні нашого часу. Вони з'являються невдовзі після літнього періоду і зникають до зими, «обтікають» різні перешкоди, зливаються і розходяться. "Складно уявити, що подібні структури могли сформуватися не з потоків рідини, а з чогось іншого", - заявив співробітник НАСА Річард Зурек.

На вулканічній височині Фарсида виявлено кілька незвичайних глибоких колодязів. Судячи з знімку апарату «Марсіанський розвідувальний супутник», зробленому в 2007 році, один із них має діаметр 150 метрів, а освітлена частина стінки сягає не менше, ніж на 178 метрів. Висловлено гіпотезу про вулканічне походження цих утворень.

Грунт

Елементний склад поверхневого шару марсіанського грунту за даними посадкових апаратів неоднаковий у різних місцях. Основна складова грунту - кремнезем (20-25%), що містить домішка гідратів оксидів заліза (до 15%), що надають грунту червоний колір. Є значні домішки сполук сірки, кальцію, алюмінію, магнію, натрію (одиниці відсотків кожного).

Згідно з даними зонда НАСА «Фенікс» (посадка на Марс 25 травня 2008 року), співвідношення pH та деякі інші параметри марсіанських ґрунтів близькі до земних, і на них теоретично можна було б вирощувати рослини. «Фактично, ми виявили, що ґрунт на Марсі відповідає вимогам, а також містить необхідні елементи для виникнення та підтримання життя як у минулому, так і в сьогоденні та майбутньому», повідомив провідний дослідник-хімік проекту Сем Кунейвс. Також за його словами, даний лужний тип ґрунту багато хто може зустріти на «своєму задньому дворі», і він цілком придатний для вирощування спаржі.

У місці посадки апарата в ґрунті є також значна кількість водяного льоду. Орбітальний зонд "Марс Одіссей" також виявив, що під поверхнею червоної планети є поклади водяного льоду. Пізніше це припущення було підтверджено іншими апаратами, але остаточно питання про наявність води на Марсі було вирішено в 2008 році, коли зонд «Фенікс», що сів поблизу північного полюса планети, отримав воду з марсіанського грунту.

Геологія та внутрішня будова

У минулому на Марсі, як і Землі відбувався рух літосферних плит. Це підтверджується особливостями магнітного поля Марса, місцями розташування деяких вулканів, наприклад у провінції Фарсіда, а також формою долини Марінер. Сучасний стан справ, коли вулкани можуть існувати набагато більш тривалий час, ніж на Землі і досягати гігантських розмірів, свідчить про те, що зараз цей рух швидше відсутній. На користь цього говорить той факт, що щитові вулкани ростуть в результаті повторних вивержень з одного і того ж жерла протягом тривалого часу. На Землі через рух літосферних плит вулканічні точки постійно змінювали своє становище, що обмежувало зростання щитових вулканів, і можливо дозволяло досягти їм висоти, як у Марсі. З іншого боку, різниця в максимальній висоті вулканів може пояснюватися тим, що через меншу силу тяжкості на Марсі можлива побудова вищих структур, які б не обрушилися під власною вагою.

Порівняння будови Марса та інших планет земної групи

Сучасні моделі внутрішньої будови Марса припускають, що Марс складається з кори із середньою товщиною 50 км (і максимальною до 130 км), силікатною мантією завтовшки 1800 км та ядра радіусом 1480 км. Щільність у центрі планети має досягати 8,5 г/см2. Ядро частково рідке і складається в основному із заліза з домішкою 14-17 % (за масою) сірки, причому вміст легких елементів удвічі вищий, ніж у ядрі Землі. Згідно з сучасними оцінками, формування ядра збіглося з періодом раннього вулканізму і тривало близько мільярда років. Приблизно той самий час зайняло часткове плавлення мантійних силікатів. Через меншу силу тяжкості на Марсі діапазон тисків у мантії Марса набагато менше, ніж Землі, отже у ній менше фазових переходів. Передбачається, що фазовий перехід олівіну в шпинелеву модифікацію починається на досить великих глибинах - 800 км (400 км на Землі). Характер рельєфу та інші ознаки дозволяють припустити наявність астеносфери, що з зон частково розплавленого речовини. Для деяких районів Марса складено докладну геологічну карту.

Відповідно до спостережень з орбіти та аналізу колекції марсіанських метеоритів поверхня Марса складається головним чином з базальту. Є деякі підстави припускати, що на частині марсіанської поверхні матеріал є більш кварцовмісним, ніж звичайний базальт і може бути подібний до андезитних каменів на Землі. Однак ці спостереження можна тлумачити на користь наявності кварцового скла. Значна частина більш глибокого шару складається із зернистого пилу оксиду заліза.

Магнітне поле Марса

У Марса було зафіксовано слабке магнітне поле.

Згідно з показаннями магнетометрів станцій Марс-2 і Марс-3, напруженість магнітного поля на екваторі становить близько 60 гам, на полюсі 120 гам, що в 500 разів слабше за земне. За даними АМС Марс-5, напруженість магнітного поля на екваторі становила 64 гами, а магнітний момент - 2,4 1022 ерстед см2.

Магнітне поле Марса вкрай нестійке, у різних точках планети його напруженість може відрізнятись від 1,5 до 2 разів, а магнітні полюси не збігаються з фізичними. Це говорить про те, що залізне ядро ​​Марса перебуває у порівняльній нерухомості по відношенню до його кори, тобто механізм планетарного динамо, відповідальний за магнітне поле Землі, на Марсі не працює. Хоча на Марсі немає стійкого всепланетного магнітного поля, спостереження показали, що частини планетної кори намагнічені і що спостерігалася зміна магнітних полюсів цих частин у минулому. Намагніченість цих елементів виявилася схожою на смугові магнітні аномалії у світовому океані.

За однією теорією, опублікованою в 1999 році і перевіреною в 2005 році (за допомогою безпілотної станції Марс Глобал Сервейор), ці смуги демонструють тектоніку плит 4 мільярди років тому до того, як динамо-машина планети припинила виконувати свою функцію, що спричинило різке ослаблення. магнітного поля. Причини такого різкого послаблення не зрозумілі. Існує припущення, що функціонування динамо-машини 4 млдр. років тому пояснюється наявністю астероїда, який обертався на відстані 50-75 тисяч кілометрів навколо Марса та викликав нестабільність у його ядрі. Потім астероїд знизився до краю Роша і зруйнувався. Тим не менш, це пояснення саме містить неясні моменти і заперечується в науковому співтоваристві.

Геологічна історія

Глобальна мозаїка зі 102 зображень орбітера Вікінг-1 від 22 лютого 1980 року.

Можливо, у минулому внаслідок зіткнення з великим небесним тілом сталася зупинка обертання ядра, а також втрата основного об'єму атмосфери. Вважається, що втрата магнітного поля сталася близько 4 млрд. років тому. Внаслідок слабкості магнітного поля сонячний вітер практично безперешкодно проникає в атмосферу Марса, і багато фотохімічних реакцій під дією сонячної радіації, які на Землі відбуваються в іоносфері і вище, на Марсі можуть спостерігатися практично біля самої його поверхні.

Геологічна історія Марса містить у собі три наступні епохи:

Ноачіанська епоха (названа на честь «Ноачиської землі», району Марса): формування найбільш старої поверхні Марса, що збереглася до наших днів. Тривала у період 4,5 млрд - 3,5 млрд років тому. У цю епоху поверхня була порубана численними ударними кратерами. Плато провінції Фарсіда було ймовірно сформоване в цей період з інтенсивним обтіканням водою пізніше.

Гесперійська ера: від 3,5 млрд. років тому до 2,9 - 3,3 млрд. років тому. Ця епоха відзначена освітою величезних лавових полів.

Амазонійська ера (названа на честь «Амазонської рівнини» на Марсі): 2,9-3,3 млрд. років тому до наших днів. Райони, що утворилися в цю епоху, мають дуже мало метеоритних кратерів, але в іншому вони повністю різняться. Гора Олімп сформована у цей період. В цей час в інших частинах Марсу розливалися лавові потоки.

Супутники Марса

Природними супутниками Марса є Фобос та Деймос. Обидва вони відкриті американським астрономом Асафом Холлом у 1877 році. Фобос та Деймос мають неправильну форму та дуже маленькі розміри. За однією з гіпотез, вони можуть бути захоплені гравітаційним полем Марса астероїди на кшталт (5261) Евріка з Троянської групи астероїдів. Супутники названі на честь персонажів, які супроводжують бога Ареса (тобто Марса), - Фобоса і Деймоса, які уособлюють страх і страх, які допомагали богові війни у ​​битвах.

Обидва супутники обертаються навколо своїх осей з тим самим періодом, що й навколо Марса, тому завжди повернуті до планети однією і тією ж стороною. Припливна дія Марса поступово уповільнює рух Фобоса, і врешті-решт призведе до падіння супутника на Марс (при збереженні поточної тенденції) або його розпаду. Навпаки, Деймос віддаляється від Марса.

Обидва супутники мають форму, що наближається до триосного еліпсоїда, Фобос (26,6x22,2x18,6 км) дещо більший за Деймоса (15x12,2x10,4 км). Поверхня Деймоса виглядає набагато гладкішою за рахунок того, що більшість кратерів покрита тонкозернистою речовиною. Очевидно, на Фобосі, ближчому до планети і масивнішому, речовина, викинута при ударах метеоритів, або завдавала повторних ударів по поверхні, або падала на Марс, у той час як на Деймосі вона довгий час залишалася на орбіті навколо супутника, поступово осаджуючи і приховуючи нерівності рельєфу.

Життя на Марсі

Популярна ідея, що Марс населений розумними марсіанами, поширилася наприкінці ХІХ століття.

Спостереження Скіапареллі так званих каналів, у поєднанні з книгою Персіваля Лоуелла з тієї ж теми зробили популярною ідею про планету, клімат якої ставав все суші, холодніше, яка вмирала і в якій існувала давня цивілізація, яка провадить іригаційні роботи.

Інші численні спостереження та оголошення відомих осіб породили навколо цієї теми так звану Марсіанську лихоманку (Mars Fever). У 1899 році, під час вивчення атмосферних перешкод у радіосигналі, використовуючи приймачі в Колорадській обсерваторії, винахідник Нікола Тесла спостерігав сигнал, що повторюється. Потім він висловив здогад, що це може бути радіосигнал з інших планет, наприклад Марса. В інтерв'ю 1901 року Тесла сказав, що йому спало на думку думка про те, що перешкоди можуть бути викликані штучно. Хоча він не зміг розшифрувати їхнє значення, для нього було неможливим те, що вони виникли випадково. На його думку, це було привітання однієї планети до іншої.

Теорія Тесли викликала гарячу підтримку відомого британського вченого-фізика Вільяма Томсона (лорда Кельвіна), який, відвідавши США в 1902 році, сказав, що на його думку Тесла піймав сигнал марсіан, надісланий до США. Однак потім Кельвін став рішуче заперечувати цю заяву перед тим, як залишив Америку: «Насправді я сказав, що жителі Марса, якщо вони існують, безперечно, можуть бачити Нью-Йорк, зокрема світло від електрики».

На сьогоднішній день умовою для розвитку та підтримки життя на планеті вважається наявність рідкої води на її поверхні. Також існує вимога, щоб орбіта планети знаходилася в так званій населеній зоні, яка для Сонячної системи починається за Венерою і закінчується великою піввіссю орбіти Марса. Під час перигелію Марс знаходиться всередині цієї зони, проте тонка атмосфера з низьким тиском перешкоджає появі рідкої води на значній території на тривалий період. Нещодавні свідчення говорять про те, що будь-яка вода на поверхні Марса є надто солоною та кислотною для підтримки постійного земноподібного життя.

Відсутність магнітосфери та вкрай тонка атмосфера Марса також є проблемою підтримки життя. На поверхні планети йде дуже слабке переміщення теплових потоків, вона погано ізольована від бомбардування частинками сонячного вітру, крім того, при нагріванні вода миттєво випаровується, минаючи рідкий стан через низький тиск. Марс також знаходиться на порозі т.з. "Геологічної смерті". Закінчення вулканічної активності, мабуть, зупинило кругообіг мінералів і хімічних елементів між поверхнею і внутрішньою частиною планети.

Свідчення говорять про те, що планета раніше була значно схильнішою до наявності життя, ніж тепер. Однак на сьогоднішній день залишків організмів на ній не виявлено. Згідно з програмою «Вікінг», здійсненою в середині 1970-х років, було проведено серію експериментів для виявлення мікроорганізмів у марсіанському ґрунті. Вона дала позитивні результати, наприклад, тимчасове збільшення виділення CO2 при поміщенні частинок ґрунту у воду та живильне середовище. Однак потім це свідчення життя на Марсі було оскаржене деякими вченими [ким?]. Це призвело до їх тривалих суперечок із вченим із NASA Гільбертом Левіним, який стверджував, що «Вікінг» виявив життя. Після переоцінки даних «Вікінга» у світлі сучасних наукових знань про екстремофіли було встановлено, що проведені експерименти були недостатньо досконалі виявлення цих форм життя. Більше того, ці випробування могли навіть вбити організми, навіть якщо вони містилися в пробах. Тести, проведені в рамках програми Фенікс, показали, що грунт має дуже лужний pH фактор і містить магній, натрій, калій і хлорид. Поживних речовин у грунті достатньо підтримки життя, проте життєві форми повинні мати захист від інтенсивного ультрафіолетового світла.

Цікаво, що в деяких метеоритах марсіанського походження виявлено утворення, що формою нагадують найпростіших бактерій, хоча й поступаються найдрібнішим земним організмам за розмірами. Одним із таких метеоритів є ALH 84001, знайдений в Антарктиді у 1984 році.

За результатами спостережень із Землі та даних космічного апарату «Марс Експрес» в атмосфері Марса виявлено метан. В умовах Марса цей газ досить швидко розкладається, тому має існувати постійне джерело його поповнення. Таким джерелом може бути або геологічна активність (але вулкани, що діють, на Марсі не виявлені), або життєдіяльність бактерій.

Астрономічні спостереження із поверхні Марса

Після посадок автоматичних апаратів на поверхню Марса з'явилася можливість проводити астрономічні спостереження безпосередньо з поверхні планети. Внаслідок астрономічного положення Марса в Сонячній системі, характеристик атмосфери, періоду звернення Марса та його супутників картина нічного неба Марса (і астрономічних явищ, що спостерігаються з планети) відрізняється від земної та багато в чому видається незвичайною та цікавою.

Колір неба на Марсі

Під час сходу та заходу Сонця марсіанське небо в зеніті має червонувато-рожевий колір, а в безпосередній близькості до диска Сонця – від блакитного до фіолетового, що протилежно картині земних зір.

Опівдні небо Марса жовто-жовтогаряче. Причина таких відмінностей від гами кольорів земного неба - властивості тонкої, розрідженої, що містить зважений пил атмосфери Марса. На Марсі Релеєвське розсіювання променів (яке Землі і є причиною блакитного кольору неба) грає незначну роль, ефект його слабкий. Імовірно, жовто-жовтогаряче забарвлення піднебіння також викликається присутністю 1% магнетиту в частках пилу, постійно зваженого в марсіанській атмосфері і піднімається сезонними пиловими бурями. Сутінки починаються задовго до сходу Сонця і тривають довго після його заходу. Іноді колір марсіанського неба набуває фіолетового відтінку внаслідок розсіювання світла на мікрочастинках водяного льоду в хмарах (останнє – досить рідкісне явище).

Сонце та планети

Кутовий розмір Сонця, що спостерігається з Марса, менший за видимий із Землі і становить 2/3 від останнього. Меркурій з Марса буде практично недоступним для спостережень неозброєним оком через надзвичайну близькість до Сонця. Найяскравішою планетою на небі Марса є Венера, на другому місці - Юпітер (його чотири найбільші супутники можна спостерігати без телескопа), на третьому - Земля.

Земля по відношенню до Марса є внутрішньою планетою, як і Венера для Землі. Відповідно, з Марса Земля спостерігається як ранкова чи вечірня зірка, висхідна перед світанком чи видима на вечірньому небі після заходу Сонця.

Максимальна елонгація Землі на небі Марса становитиме 38 градусів. Для неозброєного ока Земля буде видно як яскрава (максимальна видима зоряна величина близько -2,5) зелена зірка, поряд з якою буде легко помітна жовта і більш тьмяна (близько 0,9) зірочка Місяця. У телескоп обидва об'єкти покажуть однакові фази. Звернення Місяця навколо Землі буде спостерігатися з Марса наступним чином: на максимальному кутовому віддаленні Місяця від Землі неозброєне око легко розділить Місяць і Землю: через тиждень «зірочки» Місяця та Землі зіллються в нероздільну оком єдину зірку, ще через тиждень Місяць буде знову видно на максимальному на відстані, але вже з іншого боку від Землі. Періодично спостерігач на Марсі зможе бачити прохід (транзит) Місяця диском Землі або, навпаки, покриття Місяця диском Землі. Максимальне видиме віддалення Місяця від Землі (і їхня видима яскравість) при спостереженні з Марса значно змінюватиметься залежно від взаємного становища Землі та Марса, і, відповідно, відстані між планетами. В епохи протистоянь воно становитиме близько 17 хвилин дуги, на максимальному видаленні Землі та Марса – 3,5 хвилини дуги. Земля, як і інші планети, спостерігатиметься у смузі сузір'їв Зодіаку. Астроном на Марсі також зможе спостерігати проходження Землі диском Сонця, найближчим часом відбудеться 10 листопада 2084 року.

Супутники - Фобос та Деймос

Проходження Фобоса на диску Сонця. Знімки «Опортьюніті»

Фобос при спостереженні з Марса має видимий діаметр близько 1/3 від диска Місяця на земному небі і видиму зоряну величину порядку -9 (приблизно як Місяць у фазі першої чверті). Фобос сходить на заході і сідає на сході, щоб знову зійти через 11 годин, таким чином двічі на добу перетинаючи небо Марса. Рух цього швидкого місяця по небу буде легко помітним протягом ночі, так само, як і зміна фаз. Неозброєне око розрізнить найбільшу деталь рельєфу Фобоса – кратер Стікні. Деймос сходить на сході і заходить на заході, виглядає як яскрава зірка без помітного видимого диска, зоряною величиною близько -5 (трохи яскравіше за Венеру на земному небі), що повільно перетинає небо протягом 2,7 марсіанської доби. Обидва супутники можуть спостерігатися на нічному небі одночасно, у цьому випадку Фобос рухатиметься назустріч Деймосу.

Яскравість і Фобоса, і Деймоса достатня у тому, щоб предмети лежить на поверхні Марса вночі відкидали чіткі тіні. Обидва супутники мають відносно малий нахил орбіти до екватора Марса, що виключає їх спостереження у високих північних і південних широтах планети: так, Фобос ніколи не сходить над горизонтом на північ від 70,4 ° с. ш. або південніше 70,4 ° пд. ш.; для Деймоса ці значення становлять 82,7° пн. ш. і 82,7 ° пд. ш. На Марсі може спостерігатися затемнення Фобоса і Деймоса під час їхнього входу в тінь Марса, і навіть затемнення Сонця, яке буває лише кільцеподібним через малого кутового розміру Фобоса проти диском Сонця.

Небесна сфера

Північний полюс на Марсі, внаслідок нахилу осі планети, знаходиться в сузір'ї Лебедя (екваторіальні координати: пряме сходження 21h 10m 42s, відмінювання +52° 53.0? і не відзначений яскравою зіркою: найближча до полюса - тьмяна зірка шостої величини2 її позначення - HR 8106, HD 201834, SAO 33185. Південний полюс світу (координати 9h 10m 42s і -52 ° 53,0) знаходиться в парі градусів від зірки Каппа Парусов (видима зоряна величина 2,5) - її, в принципі , можна вважати Південною Полярною зіркою Марса

Зодіакальні сузір'я марсіанської екліптики аналогічні спостерігаються з Землі, з однією відмінністю: при спостереженні річного руху Сонця серед сузір'їв воно (як і інші планети, включаючи Землю), вийшовши зі східної частини сузір'я Риб, проходитиме протягом 6 днів через північну частину сузір'я Кита перед тим, як знову вступити до західної частини Риб.

Історія вивчення Марса

Дослідження Марса почалося давно, ще 3,5 тисячі років тому, у Стародавньому Єгипті. Перші докладні звіти про становище Марса було складено вавілонськими астрономами, які розробили низку математичних методів передбачення становища планети. Користуючись даними єгиптян та вавилонян, давньогрецькі (елліністичні) філософи та астрономи розробили докладну геоцентричну модель для пояснення руху планет. Через кілька століть індійськими та ісламськими астрономами було оцінено розмір Марса та відстань до нього від Землі. У XVI столітті Микола Коперник запропонував геліоцентричну модель для опису Сонячної системи із круговими планетарними орбітами. Його результати були переглянуті Йоганном Кеплером, який ввів більш точну еліптичну орбіту Марса, що збігається з спостережуваною.

У 1659 Франческо Фонтану, розглядаючи Марс в телескоп, зробив перший малюнок планети. Він зобразив чорну пляму у центрі чітко окресленої сфери.

У 1660 році до чорної плями додалися дві полярні шапки, додані Жаном Домініком Кассіні.

У 1888 році Джованні Скіапареллі, який навчався в Росії, дав перші імена окремим деталям поверхні: моря Афродіти, Ерітрейське, Адріатичне, Кіммерійське; озера Сонця, Місячне та Фенікс.

Розквіт телескопічних спостережень Марса припав кінець ХІХ - середину ХХ століття. Багато в чому він обумовлений суспільним інтересом і відомими науковими суперечками навколо марсіанських каналів, що спостерігалися. Серед астрономів докосмічної ери, які проводили телескопічні спостереження Марса в цей період, найбільш відомі Скіапареллі, Персіваль Ловелл, Слайфер, Антоніаді, Барнард, Жаррі-Делож, Л. Едді, Тихів, Вокулер. Саме ними було закладено основи ареографії та складено перші докладні карти поверхні Марса – хоча вони й виявилися практично повністю невірними після польотів до Марсу автоматичних зондів.

Колонізація Марса

Передбачуваний вид Марса після тераформування

Відносно близькі до земних природні умови дещо полегшують виконання цього завдання. Зокрема, на Землі є місця, де природні умови схожі на марсіанські. Вкрай низькі температури в Арктиці та Антарктиді можна порівняти навіть із найнижчими температурами на Марсі, а на екваторі Марса в літні місяці буває так само тепло (+20 °C), як і на Землі. Також на Землі є пустелі, схожі на вигляд з марсіанським ландшафтом.

Але між Землею та Марсом є суттєві відмінності. Зокрема, магнітне поле Марса слабше земного приблизно в 800 разів. Разом з розрідженою (в сотні разів у порівнянні з Землею) атмосферою це збільшує кількість іонізуючого випромінювання, що досягає його поверхні. Вимірювання, проведені американським безпілотним апаратом The Mars Odyssey, показали, що радіаційне тло на орбіті Марса в 2,2 рази перевищує радіаційне тло на Міжнародній космічній станції. Середня доза склала приблизно 220 міліраді на день (2,2 мілігрею на день або 0,8 грію на рік). Обсяг опромінення, отриманого в результаті перебування на такому фоні протягом трьох років, наближається до встановлених меж безпеки для космонавтів. На поверхні Марса радіаційний фон дещо нижчий і доза становить 0,2-0,3 Гр на рік, значно змінюючись залежно від місцевості, висоти та локальних магнітних полів.

Хімічний склад поширених на Марсі мінералів різноманітніший, ніж в інших небесних тіл поблизу Землі. На думку корпорації 4Frontiers, їх достатньо для постачання не лише самого Марса, а й Місяця, Землі та астероїдного поясу.

Час польоту із Землі до Марса (за нинішніх технологій) становить 259 діб за напівеліпсом і 70 - за параболою. Для спілкування з потенційними колоніями може використовуватися радіозв'язок, який має затримку 3-4 хв у кожному напрямку під час максимального зближення планет (що повторюється кожні 780 днів) та близько 20 хв. при максимальному видаленні планет; див. Конфігурація (астрономія).

Наразі ніяких практичних кроків для колонізації Марса не вжито, проте йде розробка колонізації, наприклад, проект Столітній космічний корабель, розробка житлового модуля для перебування на планеті Deep Space Habitat.