Марс - червона планета

МарсПроста модель Марса, складена за допомогою Autodesk Maya.Планета Марс з найдавніших часів привертає до себе увагу людей. На вечірньому або ранковому небосхилі у горизонта навіть неозброєним оком можна легко помітити червону крапку.

У 1609-му році великий німецький учений Йоганн Кеплер опублікував свою книгу під назвою «Про рух Марса», де він на основі величезного статистичного матеріалу, отриманого відомим датським астрономом Тихо Браге за результатами спостережень за рухом Марса, встановив, що орбіта, по якій Марс рухається навколо Сонця, являє собою не коло, а еліпс. На основі матеріалів спостережень за рухом саме планети Марс Кеплер сформулював закони руху планет, які і сьогодні використовуються для розрахунків руху не тільки природних небесних тіл, але і штучних супутників і космічних кораблів.

Загальні відомості про Марс.

Як космічне тіло, Марс є планетою, що обертається навколо Сонця разом з іншими планетами Сонячної системи.

Великий інтерес людей до Марса насамперед пояснюється тим, що він має певну схожість із Землею. Астрономи відносять Марс до планет земного типу. Поверхня Марса жовтувато-коричневого кольору нагадує земні пустелі. При спостереженні в телескоп видно кратери, каньйони, вулкани. Видно також рівнинні ділянки темнішого кольору, які приймались раніше за марсіанські океани. Шапки білого кольору в районах північного і південного полюсів відразу дали можливість припускати наявність в грунті Марса води у вигляді льоду і снігу. Подальші дослідження підтвердили, що полюса Марса дійсно покриті шаром льоду.

Порівняння розмірів Землі і МарсаПорівняння розмірів Землі (середній радіус 6371 км) і Марса (середній радіус 3386,2 км).Періодичні зміни кольору полярних шапок від світлішого до менш світлого з одночасною зміною їх розмірів давно підказали дослідникам, що на Марсі, як і на Землі, відбувається зміна пір року. Дійсно, через нахил осі обертання до площини орбіти на Марсі відбувається зміна сезонів року. У порівнянні з земними кліматичні умови на Марсі значно суворіший. Середня температура поверхні Марса становить мінус 50° C (влітку – до мінус 14° C, взимку – до мінус 120° C). В першу чергу це наслідок великого віддалення Марса від Сонця: середня відстань до нашої зірки складає 227,9 млн. кілометрів. По-друге, на Марсі немає щільної атмосфери. Тиск на його поверхні становить 0,006 – 0,008 від земного.

Під час протистоянь Марс добре видно на небосхилі неозброєним оком, а за допомогою телескопа можна розгледіти окремі деталі його поверхні. Протистояння, тобто положення Марса, Землі і Сонця, коли вони знаходяться на одній лінії, відбуваються приблизно кожні два роки. Така періодичність протистоянь пояснюється просто: рік на Марсі триває 687 земних діб (~ 1,9 тривалості земного року). Земля є третьою за відстанню від Сонця планетою, Марс – четвертою. Тому орбіта Марса по відношенню до земної є зовнішньою орбітою.

Як уже було сказано, орбіта Марса має форму еліпса, тобто виглядає як витягнута окружність. Тому відстань від Марса до Землі і Сонця постійно змінюється в певних межах. Один раз протягом кожних 15 – 17 років Марс підходить до Землі на найменшу відстань – 55 млн. кілометрів. Такі моменти називаються великими протистояннями. Під час великих протистоянь на вечірньому безхмарному небі Марс добре видно як яскраву немигаючу червону зірку.

Поверхня Марса. Особливості рельєфу.

Утворення, схожі на русла земних річок, проглядаються в ряді районів Марса. Їх поділяють на два види: звивисті поглиблення з розгалуженнями на зразок притоків і глибокі русла, що мають однакову ширину на всьому своєму протязі, які називають "стічними".

Про походження таких утворень на поверхні Марса існують дві гіпотези. Згідно з першою гіпотезою, на Марсі колись при помірному кліматі існували звичайні річки. Згідно з другою, ці русла з'явилися в результаті раптового впливу потужного водяного потоку, що вирвався з розлому марсіанської кори. Такий потік міг бути також наслідком бурхливого танення вічної мерзлоти. Наприклад, морфологія каньйонів долини Марінеріс довжиною понад 5000 км, порізаних глибокими протоками, досить наочно показує, що такі сліди ерозії можуть залишитися тільки після впливу раптово виниклого сильного потоку води.

Сліди руйнівної діяльності потоків води і льоду, виявлені на поверхні Марса, а також крижані шапки полюсів і пермафрост, тобто – вода у вічній мерзлоті верхніх шарів грунту, доводять, що в віддалену геологічну епоху на Марсі був помірний клімат, а по його поверхні текли річки, які впадали в моря і океани. Надалі ситуація на планеті могла розвиватися приблизно наступним чином. В результаті випаровування води атмосфера поступово наповнюється водяними парами і вуглекислим газом. Виниклий парниковий ефект призводить до підвищення температури і танення полярних шапок. Вода повільно всмоктується пористим шаром поверхні планети. Гази і пари, які поповнили атмосферу, розсіюються в космічному просторі, тому що планета з відносно невеликою масою не може утримувати їх на великій відстані від поверхні. Утворений лід збільшує відображаючу здатність поверхні. Температура поверхні планети знижується. Вода у верхніх шарах грунту утворює шар пермафросту. Проходять мільйони років. Вулканічна діяльність в надрах планети загасає. Внутрішня температура планети знижується. Клімат стає таким, яким він є в сучасну епоху.

Пагорби Twin PeaksПагорби Twin Peaks. Вершини висотою приблизно 30 - 35 метрів.Марсіанська поверхня має деяку схожість з місячною, але морфологія марсіанської поверхні складніша: виявлено безліч кратерів, довгих і глибоких (до двох кілометрів) каньйонів, «вимерлих» вулканів поряд з рівнинними ділянками. Слід зазначити, що детально вивчити рельєф Марса шляхом спостережень із Землі навіть з використанням потужних телескопів вкрай важко. На Марсі часто виникають пилові бурі, що тривають іноді два-три і більше місяців. Під час цих бурь атмосфера планети насичується пилом, і формуються жовті хмари, які ускладнюють видимість, а спостерігач може прийняти їх за будь-які особливості марсіанської поверхні. З деталей марсіанського рельєфу спостерігачеві з Землі в звичайний телескоп найбільш чітко видно тільки полюса Марса, покриті крижаними шапками. Взимку шапки світлішають і збільшуються в розмірах, тому що до крижаного панцира додається сухий лід з вуглекислоти. Льодовий покрив полюсів займає величезні території, поширюючись до 60° північної широти і 60° південної широти.

Як тільки настає тепла пора року, відбувається сублімація сухого льоду, тобто – перехід його з твердого стану безпосередньо в вуглекислий газ. Вуглекислий газ, точніше – його суміш з іншими компонентами атмосфери починає переміщатися до протилежного полюса. Часто з якихось, поки неясних, причин сублімація сухого льоду відбувається дуже швидко, і тоді виникають тривалі пилові бурі, про які ми щойно згадали. Додамо, що незважаючи на низьку щільність атмосфери, швидкість вітру при цьому може досягати декількох сотень метрів в секунду. Така буря може перекинути найважчий спусковий апарат, що імовірно і сталося з радянськими автоматичними міжпланетними станціями «Марс-3» і «Марс-6».

гора Олімп, найбільший вулкан Сонячної системиГігантська гора Олімп, найбільший вулкан Сонячної системи, висотою близько 27 км.Серед деталей марсіанського рельєфу є і такий унікальний об'єкт як згаслий вулкан заввишки 27 кілометрів. Ця гора була виявлена ​​американською АМС «Маринер-9» в 1971-му році і отримала назву Олімп (Олімпус – лат.). Вважається, що ця гора є найвищою у всій Сонячній системі.

Не менш значним для землян здався б і величезний вулканічний конус "Нікс Олімпіка", що має основу діаметром 500 км і кратер шириною в 40 км (!). Цей об'єкт відкритий також за допомогою автоматичної міжпланетної станції.

Специфічне забарвлення поверхні Марса від мідного до червонувато-коричневого надають гідрати оксидів заліза в суміші з кремнеземом – приблизно з таким же піском (SiO2), як і на Землі.

До числа курйозів, пов'язаних з вивченням поверхні Марса, можна віднести суперечки, що розгорілися після того, як на одному з десятків тисяч знімків, зроблених американськими АМС серії «Вікінг» (липень-вересень 1976 р.) було виявлено зображення, що нагадує сфінкса. Деякі спеціалісти НАСА після його обробки на комп'ютері висловили припущення про штучну природу об'єкта, зображеного на знімку. Знову розгорілися пристрасті навколо вічного питання про те, чи є, чи, принаймні, було коли-небудь в минулому розумне життя на Марсі. У суперечку включилися і радянські фахівці. Всім хотілося зрозуміти природу марсіанського «сфінкса» з розмірами в 300 метрів заввишки і 1500 метрів в поперечнику. Всі заспокоїлися лише після того, як зрозуміли, що на знімку було видно природний об'єкт, елемент марсіанського рельєфу, що піддається вивітрюванню. Все інше – плід фантазії і результат комп'ютерної обробки за спеціально розробленою програмою. Людина іноді бачить не те, що дійсно існує, а те, що вона хоче побачити.

Захід Сонця на МарсіЗахід Сонця на Марсі 19 травня 2005 року. Знімок марсохода «Спірит», який знаходився в кратері Гусєв.За характером поверхні півкулі Марса помітно відрізняються одна від одної. Північна півкуля виглядає як гладка однорідна рівнина з невеликим числом кратерів. У південній півкулі число кратерів, великих і малих, в кілька разів більше, ніж в північній, що вказує на більш давній вік цієї півкулі. Поверхня південної півкулі сформувалася приблизно 3,8 млрд. років тому, в ту епоху, коли всі об'єкти Сонячної системи зазнали впливу потужного метеорного потоку.

Своєрідну морфологію поверхні має область під назвою Тарсис. Вона розташовується по обидва боки від марсіанського екватора. У цій області розташовані гори вулканічного походження Аскреус, Арсіа, Павоніс, Олімпус і каньйон Валіс Марінеріс.

Геологічна структура Марса не має тектонічних плит, які характерні для Землі. Після охолодження поверхні Марса його кора потовщується, тектонічний розвиток проходив еволюційно, що не приводило до утворення тектонічних плит. В результаті, поверхня Марса сформувалася як єдина плита літосфери.

Внутрішня будова Марса.

За сучасними уявленнями планета Марс має наступну будову. Усередині планети знаходиться ядро, що складається з заліза і залізовмісних речовин. Радіус ядра складає 1500 км. Над ядром розташовується шар мантії, до складу якої входять силікати. Товщина мантії приблизно дорівнює 1800 км. Кора, тобто – верхній шар марсіанського грунту, має товщину близько 100 км. Вчені припускають, що щільність в центрі планети повинна досягати 8,5 г/см³. Ядро частково рідке і складається в основному із заліза з домішкою 14 – 17% (по масі) сірки, причому вміст легких елементів вдвічі вищий, ніж в ядрі Землі.

Відносно низька щільність Марса в порівнянні з іншими планетами земної групи вказує на те, що його ядро, ймовірно, містить відносно велику частку сульфідів, на додаток до заліза (залізо і сульфід заліза).

Атмосфера Марса і полярні шапки.

Північні регіони Марса з полярною шапкоюПівнічні регіони Марса з полярною шапкою.Склад і інші параметри атмосфери Марса на теперішній час визначені досить точно. Атмосфера Марса складається з вуглекислого газу (96%), азоту (2,7%) і аргону (1,6%). Кисень присутній в незначній кількості (0,13%). Водяна пара представлена у вигляді слідів (0,03%).

Тиск на поверхні становить всього 0,006 (шість тисячних) від тиску на поверхні Землі. Марсіанські хмари складаються з водяної пари і вуглекислого газу і виглядають приблизно як перисті хмари над Землею.

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

Незважаючи на розрідженість атмосфери, нижні її шари представляють досить серйозну перешкоду для космічних апаратів. Так, конусні захисні оболонки «Маринер-9» (1971) під час проходження марсіанської атмосфери від самих верхніх її шарів до відстані 5-ти кілометрів від поверхні планети нагрілися до температури 1500° C. Марсіанська іоносфера простягається в межах від 110-ти до 130-ти кілометрів над поверхнею планети.

Фотографії Марса, на одній з яких видно пилову бурю (вересень 2001)Фотографії Марса, на одній з яких видно пилову бурю (вересень 2001).Весняне танення полярних шапок призводить до різкого підвищення тиску атмосфери і переміщення великих мас газу в протилежну півкулю. Швидкість дуючих при цьому вітрів складає 10 – 40 м/с, а іноді до 100 м/с. Вітер піднімає з поверхні велику кількість пилу, що призводить до пилових бурь. Сильні пилові бурі практично повністю приховують поверхню планети і роблять помітний вплив на розподіл температури в атмосфері Марса.

Полярні шапки складаються з двох складових: сезонної – замерзлого вуглекислого газу і вікової – водяного льоду. За даними з супутника «Mars Express» товщина шапок може становити від одного метра до 3,7 кілометра. Апарат «Mars Odyssey» виявив на південній полярній шапці Марса діючі гейзери. На думку вчених, струмені вуглекислого газу з весняним потеплінням вириваються вгору на велику висоту, несучи із собою пил і пісок.

Рух Марса по небу.

Марс можна побачити із Землі неозброєним оком. Його видима зоряна величина досягає -2,9m (при максимальному зближенні з Землею), поступаючись по яскравості лише Венері, Місяцю і Сонцю, але більшу частину часу Юпітер для земного спостерігача є більш яскравим, ніж Марс. Марс рухається навколо Сонця по еліптичній орбіті, то віддаляючись від світила на 249,1 млн. кілометрів, то наближаючись до нього на відстань 206,7 млн. кілометрів.

При уважному спостереженні за рухом Марса можна помітити, що протягом року напрям його руху по небосхилу змінюється. До речі, це помітили ще стародавні спостерігачі. У певний момент здається, що Марс рухається в зворотньому напрямку. Але цей так званий рух помітний лише з Землі. Ніякого зворотнього руху по своїй орбіті Марс, природньо, здійснювати не може. А видимість зворотнього руху створюється тому, що орбіта Марса по відношенню до орбіти Землі зовнішня, а середня швидкість руху по орбіті навколо Сонця у Землі вища (29,79 км/с), ніж у Марса (24,1 км/с). У момент, коли Земля починає випереджати Марс в своєму русі навколо Сонця, і створюється враження, що Марс почав зворотній або, як називають астрономи, ретроградний рух.

Супутники Марса Фобос і Деймос.

ФобосФобос, знятий 23 березня 2008 року супутником «Mars Reconnaissance Orbiter».Марс має два природніх супутника під назвами Фобос і Деймос. Невеликі за розмірами супутники Марса – це небесні тіла неправильної форми, дуже схожі на астероїди.

Найбільший розмір Фобоса – 27 км, а Деймоса – 15 км. Орбіти обох супутників нахилені приблизно на 2° до площини марсіанського екватора.

Фобос знаходиться на відстані від Марса в середньому на 9400 км і має дуже короткий період обертання – 7 годин 39 хвилин, тобто – протягом марсіанської доби він тричі облітає планету.

Деймос знаходиться від Марса на відстані 23400 км, і йому потрібно на обліт Марса 30 годин 17 хвилин, тобто – більше, ніж триває марсіанська доба.

Подібно Місяцю, поверненому до Землі однією стороною, обидва супутника Марса також повернені до нього завжди однією і тією ж стороною.

На кам'янистій поверхні супутників видно численні кратери.

ДеймосДеймос, знятий 21 лютого 2009 року супутником «Mars Reconnaissance Orbiter».Найбільший з них, діаметром близько 10-ти км, знаходиться на Фобосі. Походження такого величезного кратера астрономи пов'язують з імовірним зіткненням Фобоса з якимось великим небесним тілом.

На Деймосі кратерів діаметром більше 2,3 км не виявлено. Виходячи з щільності кратерів, їх вік визначається в 3 млрд. років.

Про походження супутників Марса існує дві гіпотези.

Перша гіпотеза полягає в тому, що обидва супутника, в минулому астероїди, були захоплені гравітаційним полем Марса і ось вже кілька мільярдів років є його супутниками.

За другою гіпотезою, супутники Марса колись були частиною його маси, що відкололася в результаті зіткнення з якимось великим небесним тілом.

 

Переглядів: 147 | | Теги: планети
Всього коментарів: 0
avatar