Повний марс. Детальні характеристики в описі планети Марс

Серед усіх планет Марс за своїми кліматичними умовами найближчий до Землі. Незважаючи на негативні результати перших експериментів щодо пошуку життя на Марсі, ця проблема досі вважається відкритою. У XIX та XX ст. астрономи посилено вивчали Марс з допомогою наземних телескопів, вважаючи, що у його поверхні є, як мінімум, рослинне життя. Останні 40 років Марс інтенсивно досліджують за допомогою міжпланетних апаратів, не припиняючи його спостереження наземними та космічними телескопами. Немає сумніву, що Марс стане першою планетою, яку відвідають пілотовані експедиції.

Рух Марсу.

З погляду земного спостерігача Марс належить до «верхнім» планет: разом із планетами-гігантами (Юпітер, Сатурн, Уран і Нептун), і навіть карликової «подвійний планетою» Плутоном Марс рухається поза орбіти Землі. Усередині ж земної орбіти, ближче до Сонця, рухаються дві «внутрішні» планети – Меркурій та Венера. Однак за своїми фізичними властивостями Марс входить до групи планет земного типу (Меркурій, Венера, Земля та Марс). Планети земної групи схожі між собою тим, що це невеликі, кам'янисті та досить щільні тіла. Вони порівняно повільно обертаються навколо своїх осей, позбавлені кілець і мають мало або зовсім не мають супутників: у чотирьох планет цієї групи в сумі всього три супутники – земний Місяць та марсіанські Фобос та Деймос.

В історії астрономії вивчення руху Марса зіграло особливу роль: використовую багаторічні спостереження Тихо Браге за переміщенням Марса щодо зірок, Йоган Кеплер зміг вперше правильно визначити форму планетних орбіт. Він довів, що орбіта Марса – еліпс. Це вдалося Кеплеру лише тому, що еліптичність марсіанської орбіти відносно висока, помітно вища, ніж у всіх планет, доступних докладного спостереження в дотелескопічну епоху.

Період звернення Марса по орбіті становить близько 687 земних діб або близько 670 марсіанських діб, які лише трохи довші за земні ( см. табл. 1). Однакове взаємне розташування Марса, Землі та Сонця повторюється в середньому через кожні 780 діб. - Це синодичний період звернення Марса. Зокрема, з такою періодичністю відбуваються протистояння Марса, за яких він спостерігається із Землі приблизно в точці, протилежній Сонцю; звідси і термін – протистояння Марса та Сонця на земному небосхилі. У ці періоди Марс особливо зручний вивчення його поверхні в телескоп.

Залежно від пори року, тобто. від положення Землі на орбіті, в момент протистояння відстань до Марса може бути від 56 до 101 млн км. Якщо протистояння відбувається у липні-вересні, то відстань становить 56–60 млн. км; такі близькі протистояння називають великими ( см. Великі протистояння Марса). У ці моменти видимий із Землі діаметр диска Марса досягає 25І, а блиск піднімається до 2,5 зіркової величини, порівнюючись із блиском Юпітера і поступаючись лише Венері.

Сезонні зміни на Марсі відбуваються протягом року подібно до земних: нахил екватора до площини орбіти для Марса дорівнює 25,2°, для Землі 23,4°. Рік Марса ділиться на чотири сезони моментами рівнодення та сонцестояння: від весняного рівнодення до літнього сонцестояння – весна, і т.д. Оскільки період обертання Марса навколо Сонця вдвічі більший за земний, тривалість сезонів також вдвічі більша. До того ж, за тривалістю марсіанські сезони більше відрізняються один від одного, ніж земні. Причина цього у суттєвій еліптичності марсіанської орбіти, через що у різних точках орбіти Марс рухається з різною швидкістю. Наприклад, у південній півкулі Марса весна триває 146 земних діб, літо – 160 діб, осінь – 199 діб, зима – 182 діб.

Протягом північної весни Марс знаходиться на більшому віддаленні від Сонця (в області афелія орбіти), а тому сонячна радіація, що досягає планети в цей період, становить лише 70% радіації в період найближчого становища до Сонця (у перигелії). При проходженні Марсом перигелію середня температура поверхні по денній півкулі планети на 25–30 градусів вище, ніж у афелії. З цієї причини осінь і зима в північній півкулі Марса менш суворі, ніж у південній, а південне літо на відміну від північної більш спекотне.

Природа Марс.

За розміром Марс вдвічі більший за Місяць і вдвічі менший за Землю. Сила тяжіння на поверхні Марса точно укладена між земною і місячною. Середня щільність Марса також укладена між щільністю Місяця та Землі, хоча ближче до місячної. І ще одна якість поєднує Місяць та Марс: це найбільш вивчені (після Землі) об'єкти Сонячної системи.

Проте Марс навіть у період великого протистояння у 150 разів далі від нас, ніж Місяць, тому його вивчення традиційними астрономічними методами є складною проблемою. Проте до початку космічної ери астрономи точно виміряли довжину марсіанської доби, склали грубу карту поверхні Марса, виявили у нього атмосферу, що в основному складається з вуглекислого газу. Досить точно була виміряна температура поверхні Марса, яка, як і передбачалося, виявилася нижчою, ніж на Землі, і дорівнює приблизно -30 ° С (середня температура на Землі становить близько +15 ° С).

Вимірювання з борту автоматичних станцій – штучних супутників Марсу – значно уточнили ці дані. Середня температура виявилася ще нижчою, близько –60°С. Влітку на екваторі вона піднімається до нуля, але взимку в полярних областях опускається до -150 ° С. Через розріджену атмосферу добові перепади температури поверхні дуже великі: до 70 градусів. Проте вже на невеликій глибині ґрунту, близько 25 см, температура протягом доби і навіть року міняється мало; у тропіках вона близька до –60 °С.

Велику увагу астрономів завжди привертали яскраві білі плями, що у полярних областях Марса. Якщо почати спостереження полярної шапки на якомусь із півкуль Марса наприкінці зими, можна помітити, що спочатку вона займає дуже великий простір, приблизно 10 млн. км 2 , але з часом починає зменшуватися, спочатку повільно, та був дедалі швидше. До середини весни з'являються темні смуги, що розтинають полярну шапку на ряд окремих областей різної яскравості. Від основного масиву відокремлюються з обох боків невеликі ділянки, які через деякий час поступово зникають. Протягом літа полярна шапка продовжує зменшуватись і стає зовсім невеликою. До кінця літа над полярною областю з'являються білуваті розмиті плями, які швидко збільшуються і незабаром поширюються на всю полярну область і частково навіть на помірні широти. Ця світла рухлива серпанок зберігається всю осінь і зиму і розсіюється лише до кінця зими. Після цього знову стає видимою велика полярна шапка, що спочатку трохи тьмяна, а потім приймає яскраве біле забарвлення і покриває, як і наприкінці попереднього року, значний простір.

Природа північної та південної полярних шапок неоднакова. Північна шапка більша за розміром і складається головним чином з водяного льоду, а південна – в основному із замерзлого вуглекислого газу. Причина цього у відмінності середньої температури та тривалості сезонів у північній та південній півкулях. Товщина снігового покриву переважно поверхні полярних шапок вбирається у кількох сантиметрів.

У середніх широтах поверхня Марса, позбавлена ​​снігового покриву, досить світла і переважно має червонувато-жовтогарячий відтінок. Ці області називають «пустелями»; їхнє фарбування визначається присутністю гідратів оксидів заліза, що утворюють шар червоної пудри на зернах силікатного піску – основної складової поверхні. Ближче до екватора зустрічаються зеленувато-сірі плями («моря»), що загалом займають близько третини поверхні; вони темніють із настанням весни. У минулому висловлювалася думка, що це болотисті рівнини, але тепер цілком очевидно, що великих відкритих водойм на Марсі немає.

Поверхня Марса дуже нерівна, перепад висот у ньому сягає 30 км. На Землі він помітно менший: від дна Маріанської западини до вершини Евересту близько 20 км. За рівень відліку висоти на Марсі зазвичай беруть еквіпотенційну поверхню з тиском атмосфери 6,1 мбар. Цей тиск на діаграмі стану води відповідає «потрійній точці»: при вищому тиску вода може бути в трьох агрегатних станах (залежно від температури) – твердому, рідкому та газоподібному. Але якщо тиск нижчий, то при нагріванні лід відразу перетворюється на пару, минаючи рідку фазу. На найбільших пагорбах Марса тиск атмосфери близько 3 мбар, але в дні каньйонів – близько 10 мбар; там вода може бути у рідкому стані.

У середньому тиск біля поверхні Марса майже 200 разів менше нормального атмосферного тиску біля Землі лише на рівні моря і близько до тиску на висоті 40 км, куди Землі не піднімаються літаки і аеростати. Атмосфера Марса дуже суха. Товщина умовно обложеного шару води в ній складає всього близько 0,05 мм навіть поблизу полярної шапки в розпал літа (у земній атмосфері шар води в сотні разів більше). У міру віддалення від полярної шапки, що тане, кількість пари в атмосфері зменшується до декількох мікрометрів.

Проте, вже перші знімки автоматичних станцій показали, деякі деталі марсіанського рельєфу зобов'язані своїм походженням потокам води. Наприклад, звивисте русло древньої марсіанської річки Нергал із притоками. Його довжина сягає 400 км. У долині Нергала давно немає води. Очевидно, річка впадала у величезне водосховище, утворене широкою низовиною у районі каньйону Узбой і ланцюга кратерів Холден-Хейл. Звивиста форма Нергала нагадує русла земних рік. Були виявлені й інші долини такої ж природи, що вказують на те, що на сухій планеті Марс колись вирували водні потоки.

Втім, можливо, що й у наш час на Марсі іноді «біжать струмки». На це вказують знімки високого дозволу, передані з орбіти Марса останніми роками апаратами Марс Глобал Сервейор і Марс Одіссей (США). На схилах деяких долин та кратерів виявилися об'єкти нового типу; можливо, це водні чи водно-грязеві потоки, що виникають у наші дні, буквально у нас на очах. Присутність на Марсі рідкої води значно підвищує шанси бути притулком життя.

Пошук життя на Марсі.

У середині 20 в. екзобіологи покладали на Марс великі надії, і не лише тому, що деякі астрономи бачили на його поверхні безліч тонких прямих ліній - "каналів", - що дало привід фантастам і фантазерам говорити про штучні зрошувальні споруди на поверхні Марса. Ця планета справді більше за інших схожа на Землю і, ймовірно, могла б стати притулком для найвибагливіших форм земного життя.

Декілька автоматичних експедицій до Марса і особливо посадки на його поверхню дозволили близько познайомитися з ландшафтом і кліматом планети ( см. табл. 2). Отримані дані розчарували екзобіологами. Навіть літнього дня температура на Марсі рідко піднімається вище 0°С, а вночі може опускатися до –120°С. Бідна атмосфера Марса майже містить пари води і позбавлена ​​кисню. Поверхня Марса значно інтенсивніше бомбардується метеоритами, ніж поверхня Землі. Ймовірно, що у минулому падіння великих метеоритів (астероїдів) викликало сильні кліматичні зміни, небезпечні біосфери Марса, зрозуміло, якщо вона існувала.

Аналізуючи умови життя на Марсі, слід також враховувати, що ця планета практично позбавлена ​​магнітосфери, що захищає від космічних променів. Магнітне поле Марса дуже слабке, ймовірно, завдячує сумарному ефекту палеомагнітних полів на окремих ділянках поверхні. Його напруженість на екваторі становить від 0,07 до 0,8 мкТ (Землі близько 30 мкТ).

Можна з упевненістю сказати, що в нинішню епоху умови на Марсі несприятливі для виникнення життя: там холодно, сухо, дуже розріджене і позбавлене кисню повітря, яке не в змозі затримати сильне ультрафіолетове випромінювання Сонця, яке стерилізує поверхню планети. Декілька спеціальних приладів, доставлених на Марс у 1976 посадковими блоками «Вікінг-1 і 2» (США), не виявили органічної речовини в ґрунті планети.

Наразі практично не залишилося надії виявити на Марсі активне життя. Однак історія Марса, можливо, знала періоди сприятливіші для життя. Є ознаки того, що клімат Марса суттєво змінювався: у далекому минулому його поверхнею текла вода. Як зазначалося, на детальних зображеннях планети, переданих штучними супутниками Марса, видно сліди водної ерозії – яри і порожні русла річок. Зонд «Марс Пасфайндер» (США), який в 1997 здійснив м'яку посадку на Марс і доставив перший автоматичний марсохід «Соджорнер», виявив у геологічному будові поверхні ознаки потужних водних течій, що мали місце у віддалені епохи.

Довготривалі варіації марсіанського клімату можуть бути пов'язані зі зміною нахилу його полярної осі. При невеликому підвищенні температури планети її розріджена атмосфера може стати у 100 разів щільніше за рахунок випаровування льодів полярних шапок та можливого шару вічної мерзлоти. Тому не виключено, що життя на Марсі колись існувало. Точно відповісти на це питання можна буде лише після вивчення зразків марсіанського ґрунту. Але їхня доставка на Землю – складне завдання.

На щастя, природа іноді дарує вченим несподіваний успіх: із тисяч знайдених на Землі метеоритів деякі, можливо, прилетіли з Марса: мікроскопічні бульбашки газу в них мають такий самий склад, як атмосфера Марса. Такі знахідки називають "шерготтитами" або SNC-метеоритами, оскільки перші такі "камені" знайшли поблизу населених пунктів Шерготті (Індія), Накла (Єгипет) та Шассіньї (Франція). До цієї групи відноситься і знайдений в Антарктиді метеорит ALH 84001; він значно старший за інших і містить поліциклічні ароматичні вуглеводні, можливо, що мають біологічне походження. З середини 1990-х із приводу цього метеорита йдуть спекотні наукові суперечки: астрономи впевнені, що переліт речовини з планети на планету можливий – його викид може статися під впливом потужного астероїдного удару; проте далеко ще не всі біологи згодні, що у метеориті ALH 84001 справді є сліди марсіанської життя.

Зрозуміло, що, залишаючись на Землі, не вдасться вирішити проблему життя на Марсі. Дослідження метеориту ALH 84001 стимулювали інтерес громадськості до цієї проблеми, тому в 1999 уряд Великобританії схвалив план створення міжпланетної станції «Бігль-2», яка 2 червня 2003 року вирушила на Марс і знову спробує знайти там сліди життя. Станція названа на честь судна, на якому в 1830 р. здійснив дослідницьке плавання Чарльз Дарвін. Нову експедицію вчені розглядають як продовження досліджень походження життя, започаткованих Дарвіном півтора століття тому.

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) складає 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.

У планеті Марс, названої на честь античного бога війни, є магічне. Багато вчених мають до неї величезний інтерес через її схожість із Землею. Можливо, у майбутньому ми навіть там житимемо, вона стане нашим другим будинком. Вже 2023 року заплановано висадження людини на Марс.

Гравітація на Марсі набагато менша, ніж на нашій планеті. Марсіанська гравітація на 62% нижча порівняно з тією, якою вона є на нашій земній кулі, тобто в 2,5 рази слабшою. За такої гравітації людина вагою 45 кг на Марсі себе почуватиме 17-кілограмовою.

Ви тільки уявіть собі, як цікаво та весело там підстрибувати. Адже на Марсі можна стрибнути втричі вище, ніж Землі, при витрачених однакових зусиллях.

Вже сьогодні відома сотня марсіанських метеоритів, які розкидані поверхнею всієї Землі. Причому тільки нещодавно вченим вдалося довести, що склад знайдених метеоритів на земній поверхні ідентичний з атмосферою Марса. Тобто вони справді марсіанського походження. Ці метеорити можуть літати в Сонячній системі протягом багатьох років, поки не впадуть на якусь планету, включаючи і нашу Землю.

Вчені ідентифікували на Землі всього 120 марсіанських метеоритів, які через різні причини колись відірвалися від червоної планети, мільйони років провели на орбіті між Марсом і Землею і приземлилися в різних місцях нашої планети.

Найдавнішим метеоритом з Марса є метеорит ALH 84001, знайдений 1984 року в горах Алан Хіллс (Антарктиді). Вчені довели, що йому близько 4,5 мільярда років.

Найбільший метеорит із червоної планети було знайдено на Землі в 1865 році в Індії, неподалік села Шерготті. Його вага сягає 5 кг. Сьогодні він зберігається у Національному музеї природної історії у Вашингтоні.

Одним із найдорожчих марсіанських метеоритів є метеорит Tissint, який отримав свою назву на честь невеликого села. Саме там у 2011 і було знайдено майже кілограмовий «камінчик» з Марса, вартість якого у 2012 році становила 400 тисяч євро. Це майже стільки, скільки коштують картини Рембрандта. Сьогодні цей другий за величиною марсіанський метеорит знаходиться у віденському Музеї природознавства.

Зміна пір року

Так само, як і на нашій Землі, на планеті Марс є чотири сезони, що пов'язано з нахилом його обертання. Але на відміну від нашої планети, пори року на Марсі різної довжини. Південне літо є спекотним та нетривалим, а північне – прохолодне та тривале. Це з витягнутої орбітою планети, через яку відстань до Сонця змінюється від 206,6 до 249,2 млн. км. А ось наша планета залишається практично на однаковій відстані від Сонця весь час.

Під час марсіанської зими планети утворюються полярні шапки, товщина яких може становити від 1 м до 3,7 км. Їхня зміна і створює спільний пейзаж на Марсі. У цей час температура на полюсах планети може опуститися до -150 ° C, тоді вуглекислий газ, що входить до складу атмосфери планети, перетворюється на сухий лід. Вчені на Марсі спостерігають різні візерунки.

Навесні, за словами фахівців NASA, сухий лід розколюється і випаровується, а планета набуває звичного нам червоного кольору.

Влітку на екваторі температура піднімається до +20°C. У середніх широтах ці показники коливаються від 0 до -50°C.

Пилові бурі

Було доведено, що на Червоній планеті виникають найжорстокіші пилові бурі у Сонячній системі. Вперше це явище було помічено вченими NASA завдяки фотографіям Марса, надісланим в 1971 «Марінер-9». Коли цей космічний апарат відправив знімки Червоної планети, вчені жахнулися, побачивши на фото гігантську пилову бурю, що розбушувалася, що обрушилася на планету.

Ця буря не припинялася цілий місяць, після чого Марінер-9 зміг зробити точні фотографії. Причину появи бур на Марсі досі не з'ясовано. Через них колонізація людиною цієї планети буде значно утруднена.

Насправді піщані бурі на червоній планеті не такі вже й нешкідливі. Дрібні частинки марсіанської пилу досить електростатичні і мають властивість прикріплюватися до інших поверхонь.

Фахівці NASA стверджують, що після кожної пилової бурі марсохід Curiosity стає дуже брудним, оскільки ці частинки проникають у всі механізми. А це велика проблема для майбутнього заселення Марса людьми.

Ці пилові бурі утворюються внаслідок сильного нагрівання сонячного світла поверхні Марса. Нагрітий грунт підігріває повітря, що знаходиться близько до поверхні планети, а верхні шари атмосфери залишаються прохолодними.

Перепади температур повітря, як і Землі, утворюють великі урагани. Але коли все навколо покривається піском, буря сама себе вичерпує та зникає.

Найчастіше пилові бурі на Марсі відбуваються влітку в Південній півкулі планети.

Звідки червоний колір?

Ще в давнину люди називали Марс вогненною планетою через характерний йому червоний відтінок. Сучасні дослідження дозволяють робити велику кількість фото прямо на поверхні Марса.

І на цих знімках ми також бачимо, що ґрунт сусідньої планети має теракотове забарвлення. Дослідників завжди цікавила причина такого явища, і ось вчені з Оксфордського університету спробували його пояснити.

Вони стверджують, що в давнину вся планета покривалася величезним океаном, який згодом зник, залишивши Марс посушливою пустельною планетою. Але це ще не все. Виявляється, не вся рідина випарувалася з поверхні Марса в космос, деяка її частина залишається і сьогодні в надрах планети, через що вона і пофарбована в пурпуровий колір.

А ось планетологи НАСА встановили, що у ґрунті планети дуже багато оксидів заліза. Саме це стало причиною зникнення рідини з Марса. Через часті пилові бури в атмосфері планети є велика кількість пилу з оксидом заліза, що надає небу планети рожевий відтінок.

Насправді, Марс не весь покритий іржавим пилом. У деяких місцях планети дуже багато синього кольору. У блакитний колір на Марсі пофарбовані також заходи сонця і світанки. Це відбувається через розсіяний в атмосфері планети пил, що є повною протилежністю до земних ілюстрацій цього добового явища.

Існує безліч теорій, які пояснюють несхожість між півкулями Марса. Одна вельми правдоподібна версія, нещодавно висловлена ​​вченими, походить від того, що на поверхню Марса впав величезний астероїд, що змінив її зовнішній вигляд, зробивши її дволикою.

На основі інформації, наданої NASA, ученим вдалося виявити величезну вирву в північній півкулі планети. Цей гігантський кратер настільки великий, як Європа, Австралія та Азія разом узяті.

Вчені провели ряд комп'ютерних впливів, що моделюються, щоб дізнатися розміри і швидкість астероїда, здатного до створення такого масивного кратера. Вони припускають, що астероїд міг бути такого самого розміру, як Плутон, а швидкість, з якою він летів, становила близько 32 тисячі кілометрів на годину.

Внаслідок зіткнення з такою громадиною у Марса і з'явилося дві особи. На північній півкулі можна побачити гладкі та плоскі долини, а на південній поверхні – кратери та гори.

А чи знаєте ви, що на поверхні Марса є найбільший вулкан у Сонячній системі? Всім нам відомо, що Еверест виступає найвищою горою Землі. Тепер, уявіть собі гору, яка в цілих 3 рази вища за неї. Марсіанський вулкан Олімп, що формувався протягом багатьох років, має висоту 27 км, а западина на вершині вулкана в діаметрі сягає 90 км. Його будова схожа на земний вулкан Мауна-Кеа (Гавайї).

Він з'явився на планеті, коли Марс став сухою холодною планетою після атаки великої кількості метеоритів.

Найбільший вулкан Марса знаходиться на території Фарсіда (Тарсіс). Олімп разом з вулканами Аскеріусом та Павонісом та іншими горами та невеликими хребтами утворюють гірську систему під назвою Ореол Олімпу.

Діаметр цієї системи більше 1000 км, а про його походження вчені сперечаються досі. Одні схильні до версії доказу існування льодовиків на Марсі, інші стверджують, що це частини самого Олімпу, який раніше був набагато більшим, але згодом схильний до руйнування. У цій місцевості дуже часто бувають великі вітри, яким піддається весь Ореол.

Марсіанський Олімп можна побачити навіть із Землі. Але до того часу, поки космічні супутники не дісталися поверхні Марса і досліджували її, це місце земляни називали «Снігу Олімпу».

Через те, що вулкан дуже добре відображає сонячне світло, з великої відстані він виднівся як біла пляма.

Найбільший каньйон у Сонячній системі теж знаходиться на планеті Марсі. Це долина Марінера.

Вона набагато більша за земний Великий каньйон у Північній Америці. Її ширина сягає 60 км, довжина – 4 500 км, а глибина – до 10 км. Ця долина тягнеться вздовж екватора Марса.

Вчені припускають, що долина Марінера утворилася в процесі остигання планети. Поверхня Марса просто тріснула.

Але подальші дослідження дали змогу виявити, що в каньйоні тривають деякі геологічні процеси.

Довжина каньйону настільки велика, що в одній частині його може наступити день, а в іншому кінці триває ніч.

Через це виникають різкі перепади температур, що утворюють постійні бурі вздовж усього каньйону.

Небо на Марсі

Якби на Марсі були жителі, то для них небо не було б таке блакитне, як для нас. Та й захід сонця вони теж не змогли б милуватися. Вся справа в тому, що небо на червоній планеті виглядає протилежно до того, як воно виглядає на Землі. Це ніби ви дивитеся на негатив.

Марсіанське небо людське око сприймає як рожеве, або червоне, немов іржаве. А заходи й світанки здаються блакитними, бо область біля Сонця людським оком сприймається як блакитна чи синя.

Це з великою кількістю пилу, що у атмосфері Марса, яка переламує промені Сонця і відбиває протилежним відтінком.

Червона планета містить два супутники Деймос та Фобос. Важко повірити, але це факт: Марс збирається знищити одного зі своїх супутників. У порівнянні з Деймосом Фобос набагато більший. Його розміри 27 Х 22 Х 18 кілометрів.

Марсіанський Місяць на ім'я Фобос унікальний тим, що він знаходиться біля Марса на дуже низькій висоті, причому постійно наближається до своєї планети за розрахунками вчених на 1,8 м кожну сотню років.

Вчені NASA довели, що жити цьому супутнику залишилося трохи більше 50 мільйонів років.

Потім з уламків Фобос утворюється кільце, яке проіснує багато тисяч років, а після цього вони впадуть на планету метеоритним дощем.

Фобос має великий ударний кратер, який називається Стікні. У ширину кратер 9,5 км, це говорить про те, що величезне тіло, що впало, просто розкололо супутник на частини.

На Фобос дуже багато пилу. Дослідження Mars Global Surveyor встановили, що поверхня марсіанського супутника складається з шару метрового пилу, що наслідком великої ерозії ударних кратерів за довгий період. Деякі з кратерів можна побачити навіть на знімках.

Вже доведено, що планети Марс була вода, яка зникла. Численні мінерали, русла стародавніх рік свідчать про водне минуле планети.

Вони могли утворитися лише за наявності води. Якщо на планеті був великий марсіанський океан, то що сталося з водою? Космічний апарат NASA зміг виявити величезну кількість води у вигляді льоду під марсіанською поверхнею.

Крім того, завдяки марсоходу Curiosity, вчені НАСА довели, що ця вода близько 3 мільярдів років тому була придатною для існування на планеті життя.

Дослідники поверхні Марса знайшли велику кількість натяків на те, що на червоній планеті колись були річки, озера, моря та океани. Кількість їхньої води була такою ж, як і в нашому Північному Льодовитому океані.

Планетологи стверджують, що багато років тому клімат Марса був досить мінливим, а в залишках льоду, знайдених на планеті, виявлено всі мікроелементи, які необхідні для зародження життя.

Невідомим залишається лише походження води на Марсі.

Обличчя на Марсі

Одна з областей Марса Кідонія має незвичайний рельєф, будова якого з величезної відстані нагадує людське обличчя. Вперше вчені його виявили в 1975 році, коли на поверхню планети вдало приземлився перший космічний апарат "Вікінг-1", який зробив кілька знімків цього незвичайного явища.

Спочатку астрономи припустили, що зображення обличчя є прямим доказом існування життя планети і марсіан. Але більш докладні дослідження довели, що це лише наслідок гри світла і тіні на поверхні пагорба, яка й породила таку оптичну ілюзію. Знімки, зроблені повторно через проміжок часу та без тіні, показали, що жодної особи не існує.

Рельєф провінції Кідонія настільки незвичайний, що деякі часи там вчені могли бачити ще одну оптичну ілюзію. Вона належала до пірамід.

На знімках, зроблених здалеку, на цій території й справді проглядаються піраміди, але космічний апарат Mars Reconnaissance Orbiter дав точно зрозуміти, що це лише химерність природного рельєфу поверхні планети.

"Бермудський трикутник" на Марсі

Дослідження Марса проводяться вченими давно. З цією метою космічні станції неодноразово запускали до цієї планети різні летальні апарати, але лише третина з них змогла успішно виконати своє завдання.

Іноді ці космічні апарати потрапляють в аномальну зону на орбіті і виходять з-під управління, а люди отримують велику дозу радіації.

Вчені припустили, що Марсі існує власний «бермудський трикутник», якому дали ім'я ЮАА. Південно-атлантична аномалія є потужним безшумним спалахом світла, і становить велику небезпеку.

Потрапляючи в аномальну зону, супутники або ламаються, або зовсім зникають.

Через те, що Марс не має озонового захисту, як Земля, навколо нього дуже багато радіації, яка заважає проводити наукові дослідження планети.

Вчені припускають, що життя може бути скрізь, де є вода. І згідно з однією з теорій на Марсі існувало життя. Адже космічний апарат NASA Mars Odyssey виявив величезні поклади льоду на цій планеті.

На Марсі було знайдено русла та берегові лінії, які вказують на те, що тут були океани. Завдяки численним знахідкам марсохода можна дійти невтішного висновку: Червона планета таки була заселеної.

Після тривалих досліджень, вчені-планетологи на поверхні Марса виявили органічні матеріали. Вони знаходилися на глибині всього 5 см. Імовірно, що в кратері Гейл, де знайшли сліди існування води, було колись озеро. А органічні елементи говорять про те, що там хтось мешкав.

Також дослідження дають інформацію про те, що у глибині планети відбуваються біологічні процеси. Хоча прямих підтверджень існування життя Марсі ще виявлено, але вчені таки сподіваються низку захоплюючих відкриттів.

Крім того, на деяких знімках, зроблених на поверхні Марса, нещодавно знайшли деякі предмети, які натякають на загиблу цивілізацію.

Марс - першоджерело життя на Землі

У це твердження важко повірити. Така сенсаційна заява була зроблена американським ученим Стівеном Беннером. Він стверджує, що колись давно близько 3,5 мільярда років тому на Червоній планеті були набагато кращі умови, ніж на Землі, набагато більше кисню.

За словами Беннера, перші мікроорганізми потрапили на нашу планету за допомогою метеорита. Адже в марсіанських метеоритах було виявлено бор і молібден, які просто необхідні для появи життя, що підтверджує теорію Беннера.

Хто з людей першим побачив Марс?

Завдяки своєму близькому прихильності до Землі Марс приваблював астрономів ще за існування Стародавньої цивілізації. Вперше червоною планетою зацікавилися вчені Стародавнього Єгипту, про що свідчать їхні наукові праці. Астрономи Вавилона, Стародавню Грецію, Стародавнього Риму, і навіть древніх східних країн знали існування Марса і змогли порахувати його розміри і відстань від нього до Землі.

Першим, хто побачив Марс у телескоп, був італієць Галілео Галілей. Знаменитому вченому це вдалося зробити ще 1609 року. Пізніше астрономи точніше перерахували траєкторію Марса, склали його карту і провели низку дуже важливих для сучасної науки досліджень.

Великий інтерес Марс викликав знову у 60-х роках минулого століття, під час холодної війни між Заходом та Радянським Союзом. Тоді вчені країн-конкурентів (США та СРСР) провели величезні дослідження та досягли неймовірних результатів у підкоренні космосу, у тому числі й червоної планети.

З космодромів СРСР було випущено кілька супутників, які мали приземлитися на Марсі, але жодному це так і вдалося зробити. А ось у НАСА це вийшло набагато краще підібратися до червоної планети. Перший космічний зонд пролетів повз планету і зробив перші його знімки, а другому вдалося вже приземлитися.

В останні десятиліття дослідження Марса значно активізувалися. Чого вартий лише проект американського бізнесмена Ілона Маска, який пообіцяв, що на Марс тепер зможе полетіти кожен, хто має велику кількість грошей та не меншу кількість бажання.

Скільки летіти до Марса?

Сьогодні часто обговорюється тема колонізації Марса людьми. Але для того, щоб людство змогло побудувати бодай якесь поселення на червоній планеті, туди спочатку треба дістатися.

Відстань між Землею та Марсом постійно змінюється. Найбільша дистанція між цими планетами дорівнює 400 000 000 км, а найближче Марс підходить до Землі на відстань 55 000 000 км. Це явище вчені називають «протистоянням Марса», і трапляється воно раз на 16 – 17 років. Найближчим часом це станеться 27 липня 2018 року. Така розбіжність є причиною того, що ці планети рухаються різними орбітами.

Сьогодні вчені встановили, що для польоту на Марс людині потрібно від 5 до 10 місяців, це 150 – 300 днів. Але для точних розрахунків необхідно знати швидкість польоту, відстань між планетами у період і кількість палива на космічному кораблі. Чим більше пального буде, тим швидше летальний апарат доставить людей на Марс.

Швидкість космічного корабля становить 20 тис. км/год. Якщо враховувати мінімальну відстань між Землею та Марсом, то людині, щоб дістатися пункту призначення, знадобиться всього 115 діб, це трохи менше 4-х місяців. Але оскільки планети перебувають у постійному русі, то траєкторія польоту летального апарату відрізнятиметься від тієї, яку багато хто собі уявляє. Звідси потрібно складати розрахунки, зорієнтовані випередження.

Марс очима кіноіндустрії.

Загадки Марса приваблюють як планетологів, астрологів, астрономів та інших учених. Люди мистецтва також зачаровуються таємницями червоної планети, у результаті виходить новий твір. Особливо це стосується кіно, в якому режисерській фантазії є десь розгулятися. На сьогоднішній день таких фільмів знято чимало, але ми зупинимося лише на п'ятірці найвідоміших.

Ще після запуску першого космічного супутника, 1959 року, у Радянському Союзі на блакитні екрани вийшов фантастичний фільм «Небо кличе»режисерів Олександра Козиря та Михайла Карюкова.

Картина демонструє актуальні на той час змагання між радянськими та американськими астронавтами у процесі освоєння Марсу. Радянським авторам тоді здавалося, що в цьому нічого складного абсолютно немає.

У 1980-х роках у США з'явився міні-серіал за мотивами однойменного роману Рея Бредбері «Марсіанські хроніки»,знято телеканалом NBC. Сучасного глядача трохи потішать простота спецефектів та наївна гра акторів. Але головне у фільмі зовсім не це.

Суть проекту полягає в тому, що творці фільму спробували порівняти підкорення космосу до колоніалізму, в якому земляни поводяться як перші європейці, що ступили на землю Америки і принесли туди багато бід.

Одним із найпопулярніших фільмів 90-х, у якому порушується тема подорожі на Марс, є кінострічка Пола Верховена. "Згадати все".

Головну роль у цьому екшені зіграв усіма улюблений Арнольд Шварценеггер. Мало того, ця роль для актора однією з найкращих.

2000 року на екрани вийшов фільм режисера Ентоні Хоффмана "Червона планета", де головні ролі дісталися Велу Кімлеру та Кері-Енн Мосс.

Сюжет цієї кінострічки про Марса розповідає про недалеке майбутнє людства, коли на Землі закінчилися ресурси для виживання, і людям необхідно знайти планету, яка може забезпечити життя людей. Такою планетою, за сценарієм, виявляється Марс.

Головною ідеєю фільму є заклик людей берегти природні ресурси, які дарувала нам Земля.

У 2015 році американський режисер Рідлі Скотт екранізував легендарний роман Енді Віра "Марсіанін".

Через піщану бурю, що виникла, марсіанська місія була змушена покинути планету.

При цьому команда залишила там одного з членів свого екіпажу Марка Уотні, вважаючи його загиблим.

Головний герой залишається на самоті на червоній планеті, без зв'язку з Землею, і намагається вижити за допомогою ресурсів, що залишилися, до прибуття наступної місії через 4 роки.

Загадкова червона планета

З давніх-давен увагу людей на нічному небі привертає маленька червона зірка. У наш час кожен день відкриває нові сторінки у вивченні космосу і людство може впритул зайнятися дослідженням цього далекого світу. Четверта за віддаленістю від Сонця планета легша за Землю майже в 10 разів, її маса становить трохи менше 11% земної. Своєю назвою Марс завдячує червоному відтінку, що надається його поверхні оксидом заліза, завдяки цьому кольору планета і отримала ім'я бога війни стародавніх римлян. Хоча Марс і належить до планет земної групи, Землю він схожий мало. Розріджена атмосфера (тиск менший за земний приблизно в 160 разів), діапазон температур від -140°C до +20°C, порита кратерами поверхня – незатишний, але прекрасний світ!

Атмосфера Марса радикально відрізняється від земної і за складом, і за фізичними показниками. Тиск на поверхні становить лише 1/110 земного. Марс, як і Венера, має дуже слабке магнітне поле, внаслідок чого сонячний вітер поступово зносить атмосферу планети у космос. Раніше вважалося, що марсіанська атмосфераскладається в основному з азоту і лише в 1947 було встановлено, що 95% в ній становить вуглекислий газ. Середня температура біля поверхні планети становить - 45 градусів Цельсія і зі зростанням висоти зменшується на 2,5 градуса на кілометр.

Довгий час Марс розглядався як запасний будинок для людства. Але реальність виявилася дуже суворою, чого варта тільки радіація на поверхні планети. Тож яблуні на Марсі зацвітуть дуже нескоро.

Марс в даний час

Зараз Марс холодна, суха і, мабуть, млява планета, але таким він був не завжди. У далекому існувала досить щільна атмосфера та велика кількість води. Її було так багато. що на поверхні планети існували озера, а також розгалужена річкова система. Але, на жаль, поступово Марс втрачав свою атмосферу через дію сонячного вітру і ставав таким, як зараз.

• Знімок отриманий апаратом «Viking 1» у 1976 р. Зліва видно «усміхнений кратер» Галле

• Марсохід "Sojourner" біля каменю "Йоги"

• Сонячна панель апарату "Фенікс" та пристрій забору ґрунту

• Марсохід Spirit сфотографував свою посадкову платформу.

• Автопортрет "Curiosity"

• Захід сонця в кратері Гейла. Знімок зроблений апаратом «Curiosity» 15 квітня 2015 року, у 956-ій місії

• Світанок на вулкані Олімп у виставі голландського художника Кіса Венебоса

• Гора Арсія, згаслий щитовидний вулкан у провінції Фарсіда

ЧЕРВОНА ПЛАНЕТА МАРС

Марс - перша після Землі планета Сонячної системи, до якої з деяких пір люди стали виявляти особливий інтерес, викликаний надією на те, що існує розвинене позаземне життя.

Планета названа Марсом на честь давньоримського бога війни (те саме, що Арес у давньогрецькій міфології) засвій криваво-червоний колір, зумовлений наявністю у складі ґрунту Марса окису заліза.

Основні характеристики

Марс - четверта за віддаленістю від Сонця і сьома за розмірами планета Сонячної системи.Його можна побачити із Землі неозброєним оком. Він поступається за яскравістю лише Венері, Місяцю та Сонцю.

Марс майже вдвічі менший за Землю за розмірами - його екваторіальний радіус дорівнює3396,9 кілометрів (53,2% земного). Площа поверхні Марса приблизно дорівнює площі суші Землі.

Середня відстань від Марса до Сонця становить 228 мільйонів кілометрів, період обігу навколо Сонця становить 687 земних діб.

Мінімальна відстань від Марса до Землі становить 55,75 мільйона кілометрів, максимальна - близько 401 мільйона кілометрів.

Марс найближчий до Землі під час протистояння, коли планета перебуває у напрямку, протилежному Сонцю.Відстань між Землею та Марсом у моменти протистоянь змінюється від 55 до 102 мільйонів кілометрів. Великим протистояння називається тоді, коли відстань між двома планетами стає меншою за 60 мільйонів кілометрів. Великі протистояння Землі та Марса повторюються кожні 15-17 років (останнє було у серпні 2003 року).А звичайні – кожні 26 місяців у різних точках орбіти Марса та Землі.

Марс має період обертання і зміну пори року аналогічні земним, але його клімат значно холодніший і сухіший за земний.

Період обертання планети – 24 години 37 хвилин 22,7 секунди.

На Марсі, як і на Землі, є два полюси, Північний та Південний. Марс обертається досить швидко, тому він має трохи плескату форму з боку обох полюсів. При цьому полярний радіус планети приблизно на 21 кілометр менший від екваторіального.

Марсіанський рік складається з 668,6 марсіанської сонячної доби, яка називається солами.

Маса планети Марс – 6,418×1023 кілограмів (11 % маси Землі).

У Марса є два природні супутники - Фобос і Деймос, і три штучні супутники.

До лютого 2009 року на орбіті Марса налічується три функціонуючі космічні апарати: "Mars Odyssey", "Mars Express" і "Mars Reconnaissance Orbiter", а це більше, ніж у будь-якої іншої планети, крім Землі.

На поверхні Марса знаходяться кілька неактивних посадкових модулів та марсоходів, які завершили свої місії.

Клімат Марсу

Клімат на Марсі, як і Землі, носить сезонний характер. Зміна пір року на Марсі відбувається приблизно так само, як і на Землі, але клімат там холодніший і сухіший, ніж у нас. У холодну пору року навіть поза полярними шапками на поверхні може утворюватися світла іня. Знімок інею було одного разу отримано літальним апаратом «Вікінг-2».

Марсоходу "Фенікс" в якийсь момент вдалосязафіксувати на Марсі падаючий сніг під час"марсіанської зими". Снігопад на Марсі було зафіксовано за допомогою лазера, яким обладнано марсохід. Зафіксувати сніг марсоходу вдалося за допомогою спеціального лазера, яким він обладнано. Сніг падав з висоти близько 4000 метрів, проте до поверхні планети він не долітав, розчиняючись у повітрі.

Зміну пір року на Марсі забезпечуєнахил його осі обертання. При цьому витягнутість орбіти призводить до більших відмінностей тривалості сезонів. На відміну від земних, які мають однакову тривалість 3 місяці. На Марсі є північні весна та літо, які припадають на ділянку орбіти, віддалену від Сонця. Ці сезони разом тривають 371 сол, тобто помітно більше половини марсіанського року. Тому на Марсі північне літо довге та прохолодне, а південне – коротке та спекотне.

Для Марса характерний різкий перепад температур. Температура на екваторі планети коливається від +30°C опівдні до -80°С опівночі. Поблизу полюсів температура іноді падає до -143°С, за такої температури конденсується вуглекислий газ. Марс - дуже холодний світ, проте клімат там не набагато суворіший, ніж в Антарктиді.

В даний час на Марсі немає рідкої води. Проте, найімовірніше, білі полярні шапки, виявлені 1704 року, складаються з водяного льоду із домішкою твердої вуглекислоти. Взимку вони простягаються на третину (південна полярна шапка – на половину) відстані до екватора. Весною цей лід частково тане, а від полюсів до екватора поширюється хвиля потемніння, яку раніше брали за марсіанські рослини.

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.Полярні шапки складаються з двох складових: сезонної – вуглекислого газу та вікової – водяного льоду. Товщина шапок може становити від 1 до 3,7 кілометра.

Раніше багато дослідників всерйоз вважали, що на поверхні Марса і зараз 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 лежить на поверхні Марса пояснювалися деякими спостерігачами як канали для рідкої води.

Пізніше було доведено, що ці борозни насправді не існували, а були лише оптичною ілюзією.

Дослідження, проведені космічним апаратом «Марінер-4» у 1965 році, показали, що рідкої води на Марсі нині немає.

Через низький тиск вода не може існувати в рідкому стані на поверхні Марса. При такому невеликому тиску, який діє в даний час на планеті, вона закипає при дуже низьких температурах, 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 у місці посадки космічного апарату НАСА «Фенікс». Апарат виявив поклади льоду безпосередньо у ґрунті.

Дані марсоходів НАСА «Спірит» та «Опортьюніті» також свідчать про наявність води в минулому (знайдено мінерали, які могли утворитися лише внаслідок тривалого впливу води).

Льодовик завтовшки в сотні метрів займає площу тисячі квадратних кілометрів, і його подальше вивчення здатне дати інформацію про історію марсіанського клімату.

За сучасними уявленнями, загальний об'єм ув'язненого в полярній шапці північної півкулі льоду - приблизно 1,5 мільйона кілометрів, отже, у талому вигляді цей лід ніяк не міг утворювати гігантський океан, який, на думку багатьох дослідників, колись покривав, чи не все північне півкуля Марса. Таким чином, залишається загадковим, куди поділася вода, яка колись рясніла на нині посушливій планеті.

ІмовірноУ минулому клімат Марса міг бути теплішим і вологішим, а на поверхні була рідка вода, і навіть йшли дощі.

Магнітне поле та атмосфера Марса

Марс має магнітне поле, але воно слабке і вкрай нестійке. У різних точках планети воно може відрізнятись від 1,5 до 2 разів. При цьому магнітні полюси планети не збігаються із фізичними. Це говорить про те, що залізне ядро ​​Марса більш-менш нерухоме щодо його кори, тобто механізм, відповідальний за магнітне поле Землі, на Марсі не працює.

Сучасні моделі внутрішньої будови Марса припускають, що Марс складається з кори із середньою товщиною 50 кілометрів (і максимальною товщиною до 130 кілометрів), силікатною мантією (мантією, збагаченою залізом) товщиною 1800 кілометрів та ядра радіусом 1480 кілометрів.

За розрахунками, ядро ​​Марса має до 9 % маси планети. Воно складається із заліза та його сплавів, при цьому ядро ​​перебуває в рідкому стані.

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 відбулася близько 4 мільярдів років тому.

Оскільки магнітне поле Марса таке слабке, сонячний вітер вільно проникає в його атмосферу. Через це багато реакцій під впливом сонячної радіації на Марсі відбуваються практично біля самої його поверхні.На Землі сильне магнітне поле не пропускає сонячну радіацію, тому всі реакції відбуваються в іоносфері і вище.

Марсіанська іоносфера простягається над поверхнею планети від 110 до 130 км.

Атмосфера Марса складається з 95 % з вуглекислого газу. Також у атмосфері міститься 2,5-2,7 % азоту, 1,5-2 % аргону, 0,13 % кисню, 0,1 % водяної пари, 0,07 % чадного газу.

Крім того, атмосфера Марса дуже розріджена. Тиск на поверхні Марса в 160 разів менше земного на середньому рівні поверхні. Через великий перепад висот на Марсі, тиск біля поверхні сильно змінюється.

На відміну від земної маса марсіанської атмосфери сильно змінюється протягом року у зв'язку з таненням і намерзанням полярних шапок, що містять вуглекислий газ.

Існують свідчення того, що в минулому атмосфера могла бути щільнішою.

Топографія Марса

Дослідження показали, що дві третини поверхні Марса займають світлі області, що отримали назву материків, а третину, що залишилася, - темні ділянки, звані морями. Характер темних ділянок досі залишається предметом суперечок.Але насправді води у марсіанських морях виявлено не було.

Моря зосереджені переважно у південній півкулі планети. У північній півкулі лише два великі моря - Ацидалійське та Великий Сирт.

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. Поверхня Марса має червоний колір через великі домішки оксидів заліза.

Скрізь на поверхні Марса лежать кам'яні брили - шматки вулканічних порід, що відкололися під час маротрусів або падіння метеоритів.

Іноді трапляються кратери - залишки метеоритних ударів.

У деяких місцях поверхня покрита багатошаровими породами, схожими на земні осадові породи, що залишилися після відступу моря.

У південній півкулі поверхня знаходиться на 1-2 кілометри над середнім рівнем і густо усіяна кратерами. Ця частина Марса нагадує місячні материки.

Велика кількість кратерів у південній півкулі може свідчити про те, що поверхня тут давня – 3-4 мільярди років..

Марсоходи, що досліджують планету, залишали свої сліди на незайманій поверхні.

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 та ерозії грунту.

У північній півкулі знаходяться дві області великих вулканів - Тарсіс та Елізій.

Тарсис - велика вулканічна рівнина протяжністю 2000 км, що досягає висоти 10 км над середнім рівнем. На ній знаходяться три великі вулкани.

На краю Тарсіса знаходиться найвища на Марсі і на планетах Сонячної системи гора - марсіанський згаслий вулкан Олімп.

Олімп досягає 27 кілометрів висоти та 550 кілометрів у діаметрі. Обриви, що оточують вулкан, подекуди сягають 7 кілометрів висоти.

Наразі всі марсіанські вулкани не діють. Сліди вулканічного попелу, знайдені на схилах інших гір, дозволяють припустити, що раніше Марс був вулканічно активним.

Типовий пейзаж Марса – марсіанська пустеля.

На Марсі сфотографовані піщані дюни, гігантські каньйони та розлами, а також метеоритні кратери. Найбільш грандіозна система каньйонів – Долина Марінера – тягнеться майже на 4500 кілометрів (чверть кола планети), досягаючи ширини 600 кілометрів завширшки та 7-10 кілометрів у глибину.

Ґрунт Марса

Склад поверхневого шару марсіанського ґрунту за даними посадкових апаратів різний у різних місцях.

Грунт в основному складається з кремнезему (20-25%), що містить домішка гідратів оксиду заліза (до 15%), що надають ґрунту червонуватий колір. У ґрунті є значні домішки сполук сірки, кальцію, алюмінію, магнію, натрію. Співвідношення кислотності та деяких інших параметрів марсіанських ґрунтів близькі до земних і на них теоретично можна було б вирощувати рослини.

З повідомлень провідного дослідника-хіміка Сема Кунейвса:

«Фактично, ми виявили, що ґрунт на Марсі відповідає вимогам, а також містить необхідні елементи для виникнення та підтримки життя, як у минулому, так і в сьогоденні, та майбутньому….. Такий ґрунт цілком придатний для вирощування різних рослин, наприклад спаржі. Тут немає нічого, що робило б життя неможливим. Навіть навпаки з кожним новим дослідженням ми знаходимо додаткові підтвердження на користь можливості її існування».

Цікаві явища на Марсі

Апарат Mars Odyssey виявив на південній полярній шапці Марса гейзери, що діють. Струмені вуглекислого газу з весняним потеплінням вириваються вгору на велику висоту, несучи з собою пил і пісок. 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.

Після посадок автоматичних апаратів на поверхню Марса з'явилася можливість проводити астрономічні спостереження безпосередньо з поверхні планети.

Картина нічного неба Марса (і астрономічних явищ, що спостерігаються з планети), відрізняється від земної і багато в чому видається незвичайною та цікавою.

Наприклад, опівдні небо Марса жовто-жовтогаряче. Причина таких відмінностей від гами кольорів земного неба - властивості тонкої, розрідженої, що містить зважений пил атмосфери Марса.

Імовірно, жовто-жовтогаряче забарвлення піднебіння викликається присутністю 1% магнетиту в частках пилу, постійно зваженого в марсіанській атмосфері і піднімається сезонними пиловими бурями. Тривалість бур може досягати 50-100 діб.

Вечірня зоря на Марсі забарвлює небо у вогненно-червоний або насичений помаранчевий колір.