Што такое Марс, характарыстыка планеты. Адлегласць да Марса

Марс - чацвёртая планета нашай Сонечнай сістэмы і другая найменшая пасля Меркурыя. Названая па імі старажытнарымскага бога вайны. Яе мянушка «Чырвоная планета» адбываецца ад чырванаватага адцення паверхні, які абумоўлены перавагай аксіду жалеза. Кожныя некалькі гадоў, калі Марс знаходзіцца ў апазіцыі да Зямлі, ён найбольш прыкметны ў начным небе. Па гэтай прычыне людзі назіралі планету на працягу многіх тысячагоддзяў, і яе з'яўленне на небе гуляла вялікую ролю ў міфалогіі і астралагічных сістэмах многіх культур. У сучасную эпоху яна стала сапраўднай скарбніцай навуковых адкрыццяў, якія пашырылі наша разуменне Сонечнай сістэмы і яе гісторыі.

Памер, арбіта і маса Марса

Радыус чацвёртай планеты ад Сонца роўны каля 3396 км на экватары і 3376 км у палярных абласцях, што адпавядае 53% радыусу Зямлі. І хоць ён прыкладна ў два разы менш, маса Марса роўная 6,4185 х 10²³ кг, або 15,1% масы нашай планеты. Нахіл восі падобны зямным і роўны 25,19 ° да плоскасці арбіты. Гэта азначае, што чацвёртая планета ад Сонца таксама адчувае змену сезонаў года.

На сваім найбольшым выдаленні ад Сонца Марс рухаецца па арбіце на адлегласці 1,666 а. е., або 249,2 млн км. У пэрыгеліі, калі ён знаходзіцца бліжэй за ўсё да нашага свяціла, ён выдалены ад яго на 1,3814 а. е., або 206,7 млн км. Чырвонай планеце патрабуецца 686,971 зямных дзён, што эквівалентна 1,88 зямных гадоў, каб здзейсніць абарот вакол Сонца. У марсіянскіх днях, якія на Зямлі роўныя аднаму дню і 40 хвілінах, год доўжыцца 668,5991 сутак.

склад грунту

Пры сярэдняй шчыльнасці 3,93 г / см³ гэтая характарыстыка Марса робіць яго менш шчыльным, чым Зямля. Яго аб'ём складае каля 15% ад аб'ёму нашай планеты, а маса - 11%. Чырвоны Марс - следства наяўнасці на паверхні аксіду жалеза, больш вядомага як іржа. Прысутнасць іншых мінералаў у пылу забяспечвае наяўнасць і іншых адценняў - залатога, карычневага, зялёнага і інш.

Гэтая планета зямной групы багатая мінераламі, якія змяшчаюць крэмній і кісларод, металамі і іншымі рэчывамі, якія звычайна ўваходзяць у склад камяністых планет. Глеба злёгку шчолачная і змяшчае магній, натрый, калій і хлор. Эксперыменты, праведзеныя на узорах глебы, таксама паказваюць, што яе рн роўны 7,7.

Хоць вадкая вада не можа існаваць на паверхні Марса з-за яго тонкай атмасферы, вялікія канцэнтрацыі лёду сканцэнтраваны ў межах палярных шапак. Акрамя таго, ад полюса да 60 ° шыраты пояс вечнай мерзлаты распасціраецца. Гэта азначае, што вада існуе пад большай часткай паверхні ў выглядзе сумесі яе цвёрдага і вадкага стану. Радыёлакацыйныя дадзеныя і ўзоры глебы пацвердзілі наяўнасць падземных рэзервуараў таксама і ў сярэдніх шыротах.

Унутраная будова

Планета Марс, узрост якой за 4,5 млрд гадоў, складаецца з шчыльнага металічнага ядра, акружанага крамянёвай мантыяй. Ядро складаецца з сульфіду жалеза і ўтрымлівае удвая больш лёгкіх элементаў, чым ядро Зямлі. Сярэдняя таўшчыня кары складае каля 50 км, максімальная роўная 125 км. Калі прыняць да ўвагі памеры планет, то зямная кара, сярэдняя таўшчыня якой роўная 40 км, у 3 разы танчэй марсіянскай.

Сучасныя мадэлі яго ўнутранай будовы мяркуюць, што памер ядра ў радыусе складае 1700-1850 км, і яно складаецца ў асноўным з жалеза і нікеля з прыблізна 16-17% серы. З-за яго меншага памеру і масы сіла цяжару на паверхні Марса складае ўсяго 37,6% ад зямной. Паскарэнне вольнага падзення тут роўна 3,711 м / с², у параўнанні з 9,8 м / с² на нашай планеце.

характарыстыкі паверхні

Чырвоны Марс зверху пыльны і сухі, і геалагічна ён вельмі нагадвае Зямлю. У яго ёсць раўніны і горныя хрыбты, і нават самыя вялікія пясчаныя дзюны ў Сонечнай сістэме. Тут размешчана таксама самая высокая гара - шчытавы вулкан Алімп, і самы доўгі і глыбокі каньён - даліна Марынер.

Ударныя кратэры - тыповыя элементы ландшафту, якімі спярэшчаная планета Марс. Узрост іх вылічаецца мільярдамі гадоў. З-за павольнай хуткасці эрозіі яны добра захаваліся. Самым вялікім з іх з'яўляецца даліна Элада. Акружнасць кратэра роўная каля 2300 км, а яго глыбіня дасягае 9 км.

На паверхні Марса таксама можна адрозніць яры і каналы, і многія навукоўцы лічаць, што па іх калісьці цякла вада. Параўноўваючы іх з аналагічнымі ўтварэннямі на Зямлі, можна меркаваць, што яны па крайняй меры часткова ўтвораны воднай эрозіяй. Гэтыя каналы досыць вялікія - 100 км шырынёй і 2 тыс. Км у даўжыню.

спадарожнікі Марса

У Марса ёсць два невялікіх спадарожніка, Фобас і Дэймас. Яны былі выяўленыя ў 1877 г. астраномам Асафа Холам і носяць назвы міфічных персанажаў. У адпаведнасці з традыцыяй атрымання імёнаў з класічнай міфалогіі, Фобас і Дэймас з'яўляюцца сынамі Арэса - грэцкага бога вайны, які быў прататыпам рымскага Марса. Першы з іх увасабляе страх, а другі - замяшанне і жах.

Фобас мае каля 22 км у дыяметры, і адлегласць да Марса ад яго складае 9234,42 км у перигее і 9517,58 км у апагеі. Гэта ніжэй сінхроннай вышыні, і спадарожніка патрабуецца ўсяго 7 гадзін, каб абляцець вакол планеты. Навукоўцы падлічылі, што праз 10-50 млн гадоў Фобас можа зваліцца на паверхню Марса або распасціся на кальцавую структуру вакол яго.

Дэймас мае дыяметр каля 12 км, а яго адлегласць да Марса складае 23455,5 км у перигее і 23470,9 км у апагеі. Поўны абарот спадарожнік здзяйсняе за 1,26 дня. У Марса могуць быць і дадатковыя сатэліты, памеры якіх менш 50-100 м у дыяметры, а паміж Фобас і Дэймас ёсць кольца пылу.

На думку навукоўцаў, гэтыя спадарожнікі калісьці былі астэроідамі, але потым яны былі захопленыя гравітацыяй планеты. Нізкае альбеда і склад абедзвюх месяцаў (углеродосодержащий хондрит), які падобны на матэрыял астэроідаў, падтрымліваюць гэтую тэорыю, а нестабільная арбіта Фобаса, здавалася б, прадугледжвае нядаўні захоп. Тым не менш арбіты абедзвюх месяцаў кругавыя і знаходзяцца ў плоскасці экватара, што незвычайна для захопленых тэл.

Атмасфера і клімат

Надвор'е на Марсе абумоўлена наяўнасцю вельмі тонкай атмасферы, якая на 96% складаецца з вуглякіслага газу, 1,93% - аргону і 1,89% - азоту, а таксама слядоў кіслароду і вады. Яна вельмі пыльная і змяшчае цвёрдыя часціцы памерам 1,5 мкм у дыяметры, што афарбоўвае марсіянскага неба, калі глядзець з паверхні, у цёмна-жоўты колер. Атмасферны ціск змяняецца ў межах 0,4-0,87 кпа. Гэта эквівалентна прыкладна 1% зямнога на ўзроўні мора.

З-за тонкага пласта газавай абалонкі і большай аддаленасці ад Сонца паверхню Марса выграваецца значна горш, чым паверхню Зямлі. У сярэднім яна роўная -46 ° C. У зімовы перыяд яна апускаецца да -143 ° C на канцавоссях, а ў летні апоўдні на экватары дасягае 35 ° C.

На планеце бушуюць пылавыя буры, якія пераходзяць у невялікія тарнада. Больш магутныя ураганы ўзнікаюць, калі пыл падымаецца ўверх і награваецца Сонцам. Вятры ўзмацняюцца, ствараючы буры, маштабы якіх вымяраюцца тысячамі кіламетраў, а іх працягласць - некалькімі месяцамі. Яны фактычна хаваюць амаль усю плошчу паверхні Марса з поля зроку.

Сляды метану і аміяку

У атмасферы планеты таксама былі выяўленыя сляды метану, канцэнтрацыя якога складае 30 частак на мільярд. Падлічана, што Марс павінен вырабляць 270 тон метану ў год. Пасля траплення ў атмасферу гэты газ можа існаваць толькі на працягу абмежаванага перыяду часу (0,6-4 года). Яго прысутнасць, нягледзячы на кароткі час жыцця, паказвае на тое, што павінен існаваць актыўны крыніца.

Сярод меркаваных варыянтаў - вулканічная актыўнасць, каметы і наяўнасць метаногенных мікробных формаў жыцця пад паверхняй планеты. Метан можа быць атрыманы пры небіялагічны працэсах, званых серпентинизацией, з удзелам вады, вуглякіслага газу і оливина, які часта сустракаецца на Марсе.

Спадарожнікам Mars Express таксама быў знойдзены аміяк, але з адносна кароткім часам жыцця. Не ясна, што яго вырабляе, але ў якасці магчымага крыніцы была прапанавана вулканічная актыўнасць.

даследаванне планеты

Спробы даведацца, што такое Марс, пачаліся ў 1960-х гадах. У перыяд з 1960 па 1969 г. Савецкі Саюз запусціў да Чырвонай планеце 9 беспілотных касмічных апаратаў, але ўсе яны не змаглі дасягнуць мэты. У 1964 г. НАСА пачатак запускаць зонды Mariner. Першымі сталі «Марынэр-3» і «Марынэр-4». Першая місія пацярпела няўдачу падчас разгортвання, але другая, запушчаная 3 тыдні праз, паспяхова прарабіла 7,5-месячнае падарожжа.

«Марынэр-4» зрабіў першыя блізкія здымкі Марса (паказаўшы ударныя кратэры) і падаў дакладныя дадзеныя аб атмасферным ціску на паверхні і адзначыў адсутнасць магнітнага поля і радыяцыйнага пояса. НАСА працягнула праграму запускам іншай пары пралётных зондаў Mariner 6 і 7, якія дасягнулі планеты ў 1969 г.

У 1970-х гадах СССР і ЗША спаборнічалі ў тым, хто першым выведзе штучны спадарожнік на арбіту Марса. Савецкая праграма М-71 ўключала тры касмічных апарата - «Космас-419» ( «Марс-1971C»), «Марс-2» і «Марс-3». Першы цяжкі зонд пацярпеў аварыю падчас запуску. Наступныя місіі, «Марс-2» і «Марс-3", уяўлялі камбінацыю арбітальнага апарата і пасадачнага модуля і сталі першымі станцыямі, якія зрабілі, незямнога пасадку (акрамя Месяца).

Яны былі паспяхова запушчаны ў сярэдзіне траўня 1971 г. i ляцелі ад Зямлі да Марса сем месяцаў. 27 лістапада спушчальны апарат «Марс-2» здзейсніў аварыйную пасадку з-за збою бартавы ЭВМ і стаў першым рукотворным аб'ектам, якія дасягнулі паверхні Чырвонай планеты. 2 снежня "Марс-3» здзейсніў штатную пасадку, але яго перадача была перапыненая пасля 14,5 з трансляцыі.

Тым часам НАСА працягвала праграму Mariner, і ў 1971 г. быў праведзены запуск зондаў 8 і 9. «Марынэр-8» падчас запуску і зваліўся ў Атлантычны акіян. Але другі касмічны апарат не толькі дабраўся да Марса, але і стаў першым паспяхова выведзеным на яго арбіту. Пакуль доўжылася пылавая бура планетнай маштабу, спадарожніку ўдалося зрабіць некалькі фотаздымкаў Фобаса. Калі шторм аціх, зонд зрабіў здымкі, якія далі больш падрабязныя доказы таго, што на паверхні Марса калісьці цякла вада. Было ўстаноўлена, што ўзвышша пад назвай Снега Алімпу (адзін з нямногіх аб'ектаў, якія засталіся бачнымі падчас планетарнай пылавы буры) таксама з'яўляецца самым высокім адукацыяй у Сонечнай сістэме, што прывяло да яго перайменаванні ў гару Алімп.

У 1973 году Савецкі Саюз паслаў яшчэ чатыры зонда: 4-й і 5-й арбітальныя апараты «Марс», а таксама арбітальныя і спушчальныя зонды «Марс-6» і 7. Усе міжпланетныя станцыі, акрамя «Марса-7», перадалі дадзеныя , а экспедыцыя «Марс-5» аказалася найбольш паспяховай. Да моманту разгерметызацыі корпуса перадатчыка станцыя паспела перадаць 60 малюнкаў.

Да 1975 года НАСА запусціла Viking 1 і 2, якія складаліся з двух арбітальных апаратаў і двух спушчальных. Місія на Марс мела на мэце пошук слядоў жыцця і назіранне за яго метэаралагічнымі, сейсмічнымі і магнітнымі характарыстыкамі. Вынікі біялагічных эксперыментаў на борце спушчальных «Вікінгаў» былі непераканаўчымі, але паўторны аналіз дадзеных, апублікаваны ў 2012 г., выказаў здагадку наяўнасць прыкмет мікробнай жыцця на планеце.

Арбітальныя апараты далі дадатковыя дадзеныя, якія пацвярджаюць тое, што калі-то на Марсе існавала вада - вялікія паводкі ўтварылі глыбокія каньёны, працягласцю ў тысячы кіламетраў. Акрамя таго, ўчасткі разгалінаваных патокаў у паўднёвым паўшар'і дазваляюць выказаць здагадку, што тут калісьці выпадалі ападкі.

аднаўленне палётаў

Чацвёртая планета ад Сонца не даследаваўся аж да 1990-х гадоў, калі НАСА адправіла місію Mars Pathfinder, якая складалася з касмічнага карабля, які прызямліўся станцыю з перамяшчаюцца зондам «Соджорнер». Апарат высадзіўся на Марс 4 ліпеня 1987 г. і стаў доказам заможнасці тэхналогій, якія будуць выкарыстаныя ў далейшых экспедыцыях, такіх як пасадка з выкарыстаннем паветраных падушак і сістэма аўтаматычнага абыходу перашкод.

Наступная місія на Марс - картаграфічны спадарожнік MGS, ён дасягнуў планеты 12 верасня 1997 г. i пачаў працу ў сакавіку 1999 г. У працягу аднаго поўнага марсіянскага года з малой вышыні амаль на палярнай арбіце ён вывучыў усю паверхню і атмасферу і адправіў больш дадзеных аб планеце , чым усе папярэднія місіі, разам узятыя.

5 лістапада 2006 MGS страціў сувязь з Зямлёй, і намаганні НАСА па яе рэстаўрацыі былі спыненыя 28 студзеня 2007 г.

У 2001 г. высветліць, што такое Марс, быў адпраўлены Mars Odyssey Orbiter. Яго мэта складалася ў пошуку доказаў існавання вады і вулканічнай актыўнасці на планеце з выкарыстаннем спектрометраў і цеплавізар. У 2002 г. было абвешчана, што зонд выявіў вялікая колькасць вадароду - сведчанне існавання велізарных пакладаў лёду ў верхніх трох метрах глебы ў межах 60 ° ад паўднёвага полюса.

2 чэрвеня 2003 г. Еўрапейскае касмічнае агенцтва (ЕКА) запусціла «Марс Экспрэс» - касмічны апарат, які складаецца з спадарожніка і спушчальнага зонда «Бигл-2». Ён выйшаў на арбіту 25 снежня 2003 г., а зонд увайшоў у атмасферу планеты ў той жа дзень. Перад тым як ЕКА страціў кантакт са спушчальны апарат, Mars Express Orbiter пацвердзіў наяўнасць лёду і дыяксіду вугляроду на паўднёвым полюсе.

У 2003 годзе НАСА пачало да даследавання планеты па праграме MER. У ёй выкарыстоўваліся два марсахода «Спірыт» і «Опортьюнити». Місія на Марс мела задачу даследаваць розныя пароды і глебы з мэтай выяўлення сведчанняў прысутнасці тут вады.

12.08.05 быў запушчаны Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), які дасягнуў арбіты планеты 10.03.06. На борце апарата знаходзяцца навуковыя прыборы, прызначаныя для выяўлення вады, лёду і мінералаў на паверхні і пад ёй. Акрамя таго, MRO забяспечыць падтрымку маючых адбыцца пакаленням касмічных зондаў: штодня адсочваецца надвор'е на Марсе і стан яго паверхні, вырабляецца пошук будучых месцаў пасадкі і тэставанне новай тэлекамунікацыйнай сістэмы, якая паскорыць сувязь з Зямлёй.

6 жніўня 2012 г. в кратары Гейла прызямліліся Марсіянская навуковая лабараторыя НАСА MSL і марсаход «Кьюриосити». З іх дапамогай было зроблена мноства адкрыццяў, якія тычацца мясцовых атмасферных і паверхневых умоў, а таксама былі выяўлены арганічныя часціцы.

18 лістапада 2013 года ў чарговай спробе даведацца, што такое Марс, быў запушчаны спадарожнік MAVEN, мэтай якога з'яўляецца вывучэнне атмасферы і рэтрансляцыя сігналаў робатызаваных марсахода.

даследаванні працягваюцца

Чацвёртая планета ад Сонца - найбольш вывучаная ў Сонечнай сістэме пасля Зямлі. У цяперашні час на яе паверхні працуюць станцыі «Оппортьюнити» і «Кьюриосити», а на арбіце функцыянуюць 5 касмічных апаратаў - Mars Odyssey, Mars Express, MRO, MOM і Maven.

Гэтым Зонд атрымалася перадаць неверагодна дэталёвыя малюнкі Чырвонай планеты. Яны дапамаглі выявіць, што калісьці там была вада, і пацвердзілі, што Марс і Зямля вельмі падобныя - у іх ёсць палярныя шапкі, змена часоў года, атмасфера і наяўнасць вады. Яны таксама паказалі, што арганічная жыццё можа існаваць сёння і, хутчэй за ўсё, была раней.

Апантанасць чалавецтва ў тым, каб даведацца, што такое Марс, не слабее, і нашы намаганні па вывучэнні яго паверхні і разгадкі яго гісторыі далёкія ад завяршэння. У бліжэйшыя дзесяцігоддзі, мы, верагодна, працягнем адпраўляць туды марсахода і ўпершыню пашлем туды чалавека. І з часам, улічваючы наяўнасць неабходных рэсурсаў, чацвёртая планета ад Сонца калі-небудзь стане прыдатнай для пражывання.