МАРС (ПЛАНЕТА): ХАРАКТЕРИСТИКИ, СКЛАД, ОРБІТА, РУХ - АРТЕ - 2025

Марс - четверта найвіддаленіша планета від Сонця і остання з внутрішніх скелястих планет Сонячної системи, поряд з Меркурієм, Венерою та Землею. Легко помітний, Марс завжди зачаровував спостерігачів ще з доісторичних часів своїм червонуватим кольором і з цієї причини був названий на честь римського бога війни.

Інші стародавні цивілізації також пов'язували цю планету зі своїми богами війни чи з доленосними подіями. Наприклад, древні шумери називали його Нергал, і це також називається в месопотамських текстах як зірка суду над мертвими. Так само вавілонські, єгипетські та китайські астрономи залишили ретельний запис руху Марса.

Малюнок 1. Закриття Марса. Джерело: Pixabay.

Зі свого боку, астрономи майя були зацікавлені в ньому, обчислюючи його синодичний період (час, який потрібно, щоб він повернувся до тієї ж точки неба на відносно Сонця) з великою точністю і виділивши ретроградний період планети.

У 1610 році Галілей вперше спостерігав Марс через телескоп. З удосконаленням оптичних приладів з'явилися відкриття, полегшені тим, що, на відміну від Венери, немає товстого шару хмари, що перешкоджає видимості.

Таким чином вони виявили чорну точку Syrtis Major, характерну пляму на поверхні, білі полярні шапки, відомі канали Марса та деякі періодичні зміни забарвлення планети, що змусило багатьох задуматися про можливе існування життя на планеті. червоний, принаймні від рослинності.

Однак інформація з зондів показує, що планета пустельна і має тонку атмосферу. Поки немає доказів життя на Марсі.

Загальна характеристика

Марс невеликий, всього одна десята маса Землі, і приблизно половина діаметра.

В даний час його вісь обертання нахилена приблизно до 25º (Земля - ​​23,6º). Ось чому він має пори року, але різної тривалості від Землі, оскільки його орбітальний період становить 1,88 року. Тож марсіанські сезони тривають більш-менш удвічі довше, ніж земні.

Цей нахил був не завжди однаковий. Деякі математичні моделі орбіти говорять про те, що в минулому вона, можливо, значно змінювалася, між 11 ° і 49 °, вносячи помітні зміни клімату.

Що стосується температури, то вони коливаються від -140ºC до 21ºC. Це дещо екстремально, і тонка атмосфера сприяє цьому.

Вражаючі полярні шапки на Марсі - це CO ₂ , як і вміст атмосфери. Атмосферний тиск досить низький, приблизно одна сота земного.

Малюнок 2. Зображення Марса через космічний телескоп Хаббла, що показує одну з полярних шапок. Джерело: NASA / ESA, Дж. Белл (Cornell U.) та M. Wolff (Space Science Inst.) / Публічне надбання, через Wikimedia Commons.

Незважаючи на високий вміст CO ₂ , парниковий ефект на Марсі значно менш помітний, ніж на Венері.

Будучи пустельною поверхнею, пісні бурі часті на Марсі. Мандрівник не знайшов би там жодної рідкої води чи рослинності, лише скелі та пісок.

Виразний червонуватий колір обумовлений рясними оксидами заліза, і хоча на Марсі є вода, вона виявляється під землею, під полярними кришками.

Цікаво, що, незважаючи на велику кількість заліза на поверхні, вчені стверджують, що у внутрішніх приміщеннях це мало, тому що середня щільність Марса найнижча серед скельних планет: всього 3900 кг / м ³ .

Оскільки залізо є найпоширенішим важким елементом у Всесвіті, низька щільність означає дефіцит заліза, особливо з урахуванням відсутності власного магнітного поля.

Підсумок основних фізичних характеристик планети

-Маса: 6,39 х 10 ²³ кг

-Екваторіальний радіус: 3,4 х 10 ³ км

-Форма: злегка сплюснута.

-Средня відстань до Сонця: 228 млн км.

- Нахил орбіти : 1,85º щодо площини екліптики.

-Температура: -63 ºC, середня на поверхні.

-Гравіта: 3,7 м / с ²

-Власне магнітне поле: Ні.

-Атмосфера: тонка, переважно CO ₂ .

-Густота: 3940 кг / м ³

-Сателіти: 2

-Кільця: не має.

Порівняння розмірів Марс-Африка

Місячні місяці Марса

Природних супутників не так багато на так званих внутрішніх планетах, на відміну від зовнішніх планет, які їх нумерують десятками. Червона планета має дві маленькі місяці під назвою Фобос і Деймос, відкриті Асафом Холом у 1877 році.

Імена марсіанських супутників походять з грецької міфології: Фобос - страх - був сином Ареса та Афродіти, а Деймос - терор - його брат-близнюк і разом вони супроводжували батька на війні.

Малюнок 3. Деймос, невеликий нерегулярний супутник Марса. Білуваті ділянки - це шари реголіту, мінеральний пил, подібний до того, що покриває місячну поверхню. Джерело: Wikimedia Commons. NASA / JPL-caltech / Університет Арізони / Громадське надбання.

Місячні місяці Марса дуже маленькі, набагато менші, ніж наш величний Місяць. Їх неправильна форма змушує підозрювати, що вони є астероїдами, захопленими гравітацією планети, тим більше, якщо врахувати, що Марс знаходиться дуже близько до поясу астероїдів.

Середній діаметр Фобоса становить лише 28 км, тоді як Деймос ще менший: 12 км.

Обидва знаходяться в синхронному обертанні з Марсом, а це означає, що період обертання навколо планети дорівнює періоду обертання навколо власної осі. Ось чому вони завжди показують одне й те саме обличчя до Марса.

Крім того, Фобос дуже швидкий, настільки, що він піднімається вгору і вниз кілька разів протягом Марсіанового дня, який триває майже так само, як день Землі.

Орбіти двох супутників дуже близькі до Марса, а також нестабільні. З цієї причини припускається, що в якийсь момент вони можуть зіткнутися з поверхнею, особливо швидким Фобосом, з відстані всього 9377 км.

Малюнок 4. Анімація з орбітами Фобоса і Деймоса навколо Марса. Джерело: Гіфі.

Перекладацький рух

Марс обертається навколо Сонця еліптичним шляхом, період якого дорівнює приблизно 1,9 земних років, або 687 днів. Усі орбіти планет відповідають законам Кеплера і тому є еліптичними за формою, хоча деякі мають більш круглі, ніж інші.

Це не у випадку з Марсом, тому що еліпс його орбіти дещо більш акцентований, ніж у Землі чи у Венери.

Таким чином, бувають випадки, коли Марс знаходиться дуже далеко від Сонця, відстань, яку називають афелієм, а в інших - набагато ближче: перихеліон. Ця обставина також сприяє тому, що Марс має досить широкий діапазон температур.

У віддаленому минулому орбіта Марса, мабуть, була набагато круговішою, ніж зараз, проте гравітаційна взаємодія з іншими тілами Сонячної системи змінилася.

Малюнок 5. Орбіти порівняно між Марсом і Землею. Джерело: Wikimedia Commons. NASA / JPL-Caltech / MSSS / Public domain.

Дані руху Марса

Наступні дані коротко описують рух Марса:

-Мій радіус орбіти: 2,28 х 10 ⁸ км

- Нахил орбіти : 1,85º

-Ексцентричність: 0,093

- Середня орбітальна швидкість : 24,1 км / с

- Період перенесення: 687 днів.

- Період обертання: 24 години, 37 хвилин.

- Сонячний день : 24 години, 39 хвилин.

Коли і як спостерігати за Марсом

Марс легко впізнати на нічному небі за його червонуватою забарвленням. Він відрізняється від зірок тим, що він не моргає і не мерехтить, коли його бачать неозброєним оком.

В Інтернеті є багато інформації, щоб знайти найкращі часи для спостереження за Марсом, а також програми для смартфонів, які вказують на його положення, видно воно чи ні в певному місці.

Оскільки червона планета знаходиться поза орбітою Землі, найкращий час її побачити, коли вона знаходиться в опозиції до Сонця (див. Рисунок 6). Планети, орбіта яких знаходиться поза орбітою Землі, називаються вищими планетами і тими, які не є нижчими планетами.

Малюнок 6. З'єднання та протиставлення вищої планети. Джерело: Маран, С. Астрономія для манекенів.

Меркурій і Венера - це нижчі планети, ближче до Сонця, ніж сама Земля, тоді як вищі планети - всі інші: Марс, Юпітер, Сатурн, Уран і Нептун.

Тільки вищі планети мають опозицію та сполучення із Сонцем, тоді як нижчі планети мають два типи сполучення.

Отже, коли Марс перебуває в опозиції до Сонця, побаченого з Землі, це означає, що Земля стоїть між планетою та Королем Сонця. Таким чином, можна побачити її більше і вище на небі, видно всю ніч, тоді як сполучення унеможливлює спостереження. Це справедливо для всіх вищих планет.

Марс знаходиться в опозиції до Сонця приблизно кожні 26 місяців (2 роки та 50 днів). Остання опозиція на Марсі відбулася в липні 2018 року; тому очікується, що це повториться в жовтні 2020 року, коли Марс пройде через сузір'я Риб.

Рисунок 7. Опозиції Марса з 1995 по 2003 рік. Планета не завжди виглядає однакового розміру, а також не завжди показує однакове обличчя до Землі. Джерело: Планети оголених очей - NASA / JPL / Дослідження сонячної системи - ESA-Hubble.

Марс через телескоп

У телескоп Марс схожий на рожевий диск. При хороших погодних умовах та залежно від обладнання ви можете побачити полярні шапки та деякі сіруваті регіони, зовнішній вигляд яких змінюється залежно від марсіанського сезону.

Планета не завжди демонструє однакове обличчя до Землі, а також не виглядає однакового розміру, як це можна побачити на мозаїці фотографій, зроблених космічним телескопом Хаббл (див. Рисунок 7). Різниця пояснюється ексцентриситетом марсіанських орбіт.

У 2003 році Марс був дуже близький до Землі, на відстані 56 мільйонів кілометрів, тоді як у 2020 році очікувана відстань - 62 мільйони кілометрів. Підхід 2003 року був найбільшим за 60 000 років.

Що стосується супутників Марса, то вони занадто малі, щоб їх можна побачити неозброєним оком або біноклем. Потрібен телескоп розумних розмірів і чекає виникнення опозиції, щоб їх розрізнити.

Незважаючи на це, яскравість планети не дозволяє їх бачити, але є пристрої, які приховують Марс у об'єктивному інструменті, посилюючи крихітні місяці.

Обертальний рух Марса

Обертальний рух Марса за тривалістю аналогічний руху Землі, а нахил осі відкрив Вільям Гершель. Це призводить до того, що Марс переживає сезони так само, як Земля, лише довше.

У північній півкулі Марса зими більш м'які і настають, коли Сонце перебуває в перигеліоні, тому вони менш холодні та коротші; з іншого боку, літо зустрічається в афелії та прохолодніше. У південній півкулі відбувається навпаки; зміни клімату там більш екстремальні.

Однак наявність вуглекислого газу викликає незначне, але стійке підвищення температури Марса, згідно з даними, зібраними звуковими місіями.

У спекотну погоду частина вуглекислого газу, накопиченого в полярних ковпаках, випаровується у вигляді гейзерів і переходить в атмосферу. Але на протилежному полюсі вуглекислий газ замерзає і згущується ковпачок.

Малюнок 8. Анімація, що показує цикл вуглекислого газу в полярних крижаних крижах Марса. Джерело: Wikimedia Commons.

Оскільки у Марса немає власного магнітного поля для його захисту, частина вуглекислого газу розсіюється в космос. Космічна місія Mars Odyssey зафіксувала цей надзвичайний атмосферний цикл.

Склад

Що відомо про склад Марса, походить від спектрометрії, проведеної дослідницькими зондами, а також аналізу марсіанських метеоритів, які зуміли дійти до Землі.

Відповідно до інформації, наданої цими джерелами, основними елементами на Марсі є:

-Коксиген і кремній є найбільш поширеними в корі, поряд із залізом, магнієм, кальцієм, алюмінієм та калієм.

-Вуглець, кисень та азот в атмосфері.

- Інші елементи були виявлені меншою мірою: титан, хром, сірка, фосфор, марганець, натрій, хлор та водень.

Отже елементи, знайдені на Марсі, такі ж, як на Землі, але не в тій же пропорції. Наприклад, у мантії Марса (див. Розділ про внутрішню структуру нижче) є набагато більше заліза, калію та фосфору, ніж у їх наземному еквіваленті.

Зі свого боку, сірка присутня в ядрі та корі Марса в більшій частині, ніж на Землі.

Метан на Марсі

Метан - це газ, який зазвичай є продуктом розпаду органічної речовини, саме тому його також називають «болотним газом».

Це парниковий газ, але вчені з нетерпінням шукають його на Марсі, адже це було б хорошим свідченням того, що життя існувало чи існує досі на пустельній планеті.

Такий спосіб життя вчені сподіваються знайти не маленьких зелених чоловіків, а, наприклад, бактерій. Як відомо, деякі види наземних бактерій виробляють метан як частину свого метаболізму, а інші споживають його.

Ровер NASA Curiosity у 2019 році здійснив несподівано високий показник метану в марсіанському кратері Гале.

Малюнок 9. Цікавість, робототехнічний ровер, який досліджує особливості Марса, запущений NASA у 2012 році. Джерело: NASA через jpl.nasa.gov.

Однак не варто переходити до висновків, оскільки метан також може утворюватися внаслідок хімічних реакцій між водою та гірськими породами, тобто суто хімічними та геологічними процесами.

Крім того, вимірювання не вказують, наскільки останній цей метан; Однак, якби на Марсі була вода, як все, схоже, свідчить, могло б бути життя, і деякі вчені вважають, що все ще живе вічна мерзлота, вічно замерзлий шар ґрунту в приполярних регіонах.

Якщо це правда, там можуть бути знайдені мікроби, саме тому NASA створила ровер Curiosity, який серед своїх цілей шукає життя. А також новий автомобіль-ровер, який може бути запущений у 2020 році, заснований на Curiosity і відомий досі як Марс 2020.

Внутрішня структура

Марс - це скеляста планета, як і Меркурій, Венера та Земля. Тому вона має диференційовану структуру:

- Ядро , радіусом близько 1794 км, що складається із заліза, нікелю, сірки та, можливо, кисню. Зовнішня частина може бути частково розплавлена.

- Мантія на основі силікатів.

- Кора товщиною від 50 до 125 км, багата базальтами та оксидами заліза.

Малюнок 10. Порівняльні ділянки внутрішніх планет плюс Місяць. Джерело: Wikimedia Commons

геологія

Ровери - це робототехнічні машини, керовані з Землі, завдяки яким є безцінна інформація про марсіанську геологію.

В основному є два регіони, розділені величезним кроком:

• Нагір'я на півдні, з численними старими кратерами.
• На півночі гладкі рівнини, з кратерами дуже мало.

Оскільки на Марсі є докази вулканізму, астрономи вважають, що потоки лави можуть стерти свідчення кратерів на півночі, або, можливо, у віддалений час там був великий океан рідкої води.

Велика кількість кратерів використовується як критерій встановлення трьох геологічних періодів на Марсі: Ноеїчного, Гесперського та Амазонського.

Амазонський період - найновіший, характеризується меншою кількістю кратерів, але з інтенсивним вулканізмом. У Ноеї, однак, найдавніший, величезний північний океан міг існувати.

Гора Олімп - найбільший вулкан, відомий досі у всій Сонячній системі і розташований саме на Марсі, біля екватора. Докази свідчать, що він сформувався в амазонський період, приблизно 100 мільйонів років тому.

Окрім кратерів та вулканів, на Марсі можуть бути також каньйони, дюни, лавові поля та старі сухі русла, через які, можливо, в давнину текла рідка вода.

Малюнок 11. Марс, охоплений пиловою бурею, зображення з Марсового розвідувального орбітера. На Марсі часті піщані бурі планетарних розмірів, оскільки грунт піщаний і пустельний. Джерело: NASA / JPL-Caltech / MSSS / Public domain.

Місії на Марс

Марс був об'єктом численних космічних місій, одні з яких призначені для обходу планети, а інші для висадки на її поверхню. Завдяки їм у вас є велика кількість зображень і даних для створення досить точної картини.

Марина 4

Це був четвертий зонд місії «Марінер», запущений НАСА в 1964 році. Через нього були отримані перші фотографії поверхні планети. Він також був обладнаний магнітометром та іншими інструментами, завдяки яким було визначено, що магнітне поле Марса майже не існує.

Радянський Марс

Це була програма колишнього Радянського Союзу, яка тривала з 1960 по 1973 рік, завдяки якій були отримані записи про марсіанську атмосферу, деталі іоносфери, відомості про гравітацію, магнітне поле та численні зображення поверхні планети.

Вікінг

Програма вікінгів НАСА складалася з двох зондів: VIking I та Viking II, призначених для посадки прямо на планету. Вони були запущені в 1975 році з місією вивчення геології та геохімії планети, крім фотографування поверхні та пошуку ознак життя.

І Вікінг I, і Вікінг II мали на борту сейсмографи, але тільки Вікінг II зміг провести успішні випробування, з яких було встановлено, що сейсмічна активність Марса значно нижча, ніж у Землі.

Щодо метеорологічних випробувань, було виявлено, що атмосфера Марса складається переважно з вуглекислого газу.

Pathfinder

Він був запущений в 1996 році NASA в рамках проекту "Відкриття". Він мав робототехнічний автомобіль, побудований з мінімальними витратами, за допомогою якого були протестовані нові конструкції для цього класу транспортних засобів. Йому також вдалося провести численні геологічні дослідження планети та придбати її зображення.

Mars Global Surveyor (MGS)

Це був супутник, який знаходився на орбіті Марса з 1997 по 2006 рік. Він мав на борту лазерний висотомір, за допомогою якого на планету були спрямовані світлові імпульси, які потім були відбиті. За допомогою цього можна було виміряти висоту географічних особливостей, що разом із знімками, зробленими супутниковими камерами, дозволили побудувати детальну карту поверхні Марсія.

Ця місія також принесла свідчення про наявність на Марсі води, захованої під полярними ковпаками. Дані свідчать про те, що в минулому по планеті текла рідка вода.

Зонд не виявив жодних доказів ефекту динамо, здатного створити магнітне поле, подібне до Землі.

Марсова наукова лабораторія

Цей космічний зонд-робот, більш відомий як Curiosity, був запущений в 2011 році і вийшов на поверхню Марса в серпні 2012 року. Це транспортний засіб-дослідник або ровер, завданням якого є дослідження клімату, геології та можливих умов майбутньої пілотованої місії .

Марсова одісея

Цей зонд був запущений НАСА в 2001 році для картографування поверхні планети та проведення кліматологічних досліджень. Завдяки їх даним були отримані дані про цикл вуглекислого газу, описаний вище. Камери «Марса Одіссея» надіслали зображення південної полярної шапки, де відображаються темні сліди від випаровування сполуки.

Mars Express

Це місія Європейського космічного агентства, розпочата в 2003 році, і до цього часу вона активна. Її завданнями є вивчення клімату, геології, будови, атмосфери та геохімії Марса, зокрема минулого та сучасного існування води на планеті.

Марс-розвідувальні ровери

Роботи-ровери "Дух і можливість" були запущені НАСА в 2004 році для висадки в місцях, де підозра на воду або існувала. В принципі, це була б місія лише 90 днів, проте транспортні засоби залишалися в експлуатації довше, ніж очікувалося.

Можливість припинила мовлення у 2018 році під час глобальної піщаної бурі, але серед найвизначніших результатів виявлено більше доказів води на Марсі і про те, що планета в якийсь момент мала ідеальні умови для проживання в житті.

Марсова розвідувальна орбіта

Цей супутник був запущений у 2005 році і досі працює на орбіті планети. Його місія полягає у вивченні води на Марсі та того, чи існувала вона досить довго, щоб життя розвивалося на планеті.

Список літератури

1. Фрейдендрих, C. Як працює Марс. Відновлено з: science.howstuffworks.com.
2. Холлар, С. Сонячна система. Внутрішні планети. Навчальне видавництво "Британіка"
3. Маран, С. Астрономія для манекенів.
4. POT. Огляд місії вивідувальної орбіти Марса. Відновлено з: mars.nasa.gov.
5. Пауелл, М. Планети оголеного ока на нічному небі (і як їх визначити). Відновлено: goleyeplanets.com.
6. Насіння, М. 2011. Сонячна система. Сьоме видання. Cengage Learning.
7. Стрікленд, А. Ровер Curiosity виявляє найвищі рівні метану на Марсі. Відновлено з: cnnespanol.cnn.com.
8. Вікіпедія. Клімат Марса. Відновлено з: es.wikipedia.org.
9. Вікіпедія. Склад Марса. Відновлено з: es.wikipedia.org.
10. Вікіпедія. Цікавість. Відновлено з: es.wikipedia.org.
11. Вікіпедія. Марс (планета). Відновлено з: en.wikipedia.org.
12. Вікіпедія. Марс (планета). Відновлено з: es.wikipedia.org.