Солнечная система марс. Марс — загадочная красная планета. Ось вращения и сезоны

Марс - четвертая планета нашей Солнечной системы и вторая наименьшая после Меркурия. Названа по имени древнеримского бога войны. Ее прозвище «Красная планета» происходит от красноватого оттенка поверхности, который обусловлен преобладанием оксида железа. Каждые несколько лет, когда Марс находится в оппозиции к Земле, он наиболее заметен в ночном небе. По этой причине люди наблюдали планету в течение многих тысячелетий, и ее появление на небе играло большую роль в мифологии и астрологических системах многих культур. В современную эпоху она стала настоящей сокровищницей научных открытий, которые расширили наше понимание Солнечной системы и ее истории.

Размер, орбита и масса Марса

Радиус четвертой планеты от Солнца равен около 3396 км на экваторе и 3376 км в полярных областях, что соответствует 53% И хотя он примерно в два раза меньше, масса Марса равна 6,4185 х 10²³ кг, или 15,1% массы нашей планеты. Наклон оси подобен земному и равен 25,19° к плоскости орбиты. Это означает, что четвертая планета от Солнца также испытывает смену сезонов года.

На своем наибольшем удалении от Солнца Марс движется по орбите на расстоянии 1,666 а. е., или 249,2 млн км. В перигелии, когда он находится ближе всего к нашему светилу, он удален от него на 1,3814 а. е., или 206,7 млн ​​км. Красной планете требуется 686,971 земных дней, что эквивалентно 1,88 земных лет, чтобы совершить оборот вокруг Солнца. В марсианских днях, которые на Земле равны одному дню и 40 минутам, год длится 668,5991 суток.

Состав грунта

При средней плотности 3,93 г/см³ эта характеристика Марса делает его менее плотным, чем Земля. Его объем составляет около 15% от объема нашей планеты, а масса - 11%. Красный Марс - следствие наличия на поверхности оксида железа, больше известного как ржавчина. Присутствие других минералов в пыли обеспечивает наличие и других оттенков - золотого, коричневого, зеленого и др.

Эта планета земной группы богата минералами, содержащими кремний и кислород, металлами и другими веществами, которые обычно входят в состав каменистых планет. Почва слегка щелочная и содержит магний, натрий, калий и хлор. Эксперименты, проведенные на образцах почвы, также показывают, что ее рН равен 7,7.

Хотя жидкая вода не может существовать на из-за его тонкой атмосферы, большие концентрации льда сосредоточены в пределах полярных шапок. Кроме того, от полюса до 60° широты пояс вечной мерзлоты простирается. Это означает, что вода существует под большей частью поверхности в виде смеси ее твердого и жидкого состояния. Радиолокационные данные и образцы почвы подтвердили наличие также и в средних широтах.

Внутреннее строение

Планета Марс, возраст которой 4,5 млрд лет, состоит из плотного металлического ядра, окруженного кремниевой мантией. Ядро ​​состоит из сульфида железа и содержит вдвое больше легких элементов, чем ядро ​​Земли. Средняя толщина коры составляет около 50 км, максимальная равна 125 км. Если принять во внимание то земная кора, средняя толщина которой равна 40 км, в 3 раза тоньше марсианской.

Современные модели его внутреннего строения предполагают, что размер ядра в радиусе составляет 1700-1850 км, и оно состоит в основном из железа и никеля с приблизительно 16-17% серы. Из-за его меньшего размера и массы сила тяжести на поверхности Марса составляет всего 37,6% от земной. здесь равно 3,711 м/с², по сравнению с 9,8 м/с² на нашей планете.

Характеристики поверхности

Красный Марс сверху пыльный и сухой, и геологически он очень напоминает Землю. У него есть равнины и горные хребты, и даже самые большие песчаные дюны в Солнечной системе. Здесь расположена также самая высокая гора - щитовой вулкан Олимп, и самый длинный и глубокий каньон - долина Маринера.

Ударные кратеры - типичные элементы ландшафта, которыми испещрена планета Марс. Возраст их исчисляется миллиардами лет. Из-за медленной скорости эрозии они хорошо сохранились. Самым большим из них является долина Эллада. Окружность кратера равна около 2300 км, а его глубина достигает 9 км.

На поверхности Марса также можно различить овраги и каналы, и многие ученые считают, что по ним когда-то текла вода. Сравнивая их с аналогичными образованиями на Земле, можно предположить, что они по крайней мере частично образованы водной эрозией. Эти каналы достаточно велики - 100 км шириной и 2 тыс. км в длину.

Спутники Марса

У Марса есть два небольших спутника, Фобос и Деймос. Они были обнаружены в 1877 г. астрономом Асафом Холлом и носят названия мифических персонажей. В соответствии с традицией получения имен из классической мифологии, Фобос и Деймос являются сыновьями Ареса - греческого бога войны, который был прототипом римского Марса. Первый из них олицетворяет страх, а второй - смятение и ужас.

Фобос имеет около 22 км в диаметре, и расстояние до Марса от него составляет 9234,42 км в перигее и 9517,58 км в апогее. Это ниже синхронной высоты, и спутнику требуется всего 7 часов, чтобы облететь вокруг планеты. Ученые подсчитали, что через 10-50 млн лет Фобос может упасть на поверхность Марса или распасться на кольцевую структуру вокруг него.

Деймос имеет диаметр около 12 км, а его расстояние до Марса составляет 23455,5 км в перигее и 23470,9 км в апогее. Полный оборот спутник совершает за 1,26 дня. У Марса могут быть и дополнительные сателлиты, размеры которых меньше 50-100 м в диаметре, а между Фобосом и Деймосом есть кольцо пыли.

По мнению ученых, эти спутники когда-то были астероидами, но потом они были захвачены гравитацией планеты. Низкое альбедо и состав обеих лун (углеродосодержащий хондрит), который похож на материал астероидов, поддерживают эту теорию, а нестабильная орбита Фобоса, казалось бы, предполагает недавний захват. Тем не менее орбиты обеих лун круговые и находятся в плоскости экватора, что необычно для захваченных тел.

Атмосфера и климат

Погода на Марсе обусловлена наличием очень тонкой атмосферы, которая на 96% состоит из углекислого газа, 1,93% - аргона и 1,89% - азота, а также следов кислорода и воды. Она очень пыльная и содержит твердые частицы размером 1,5 мкм в диаметре, что окрашивает марсианское небо, если смотреть с поверхности, в темно-желтый цвет. Атмосферное давление изменяется в пределах 0,4-0,87 кПа. Это эквивалентно примерно 1% земного на уровне моря.

Из-за тонкого слоя газовой оболочки и большей удаленности от Солнца поверхность Марса прогревается гораздо хуже, чем поверхность Земли. В среднем она равна -46 °C. В зимний период она опускается до -143 °C на полюсах, а в летний в полдень на экваторе достигает 35 °C.

На планете бушуют пылевые бури, которые переходят в небольшие торнадо. Более мощные ураганы возникают, когда пыль поднимается вверх и нагревается Солнцем. Ветры усиливаются, создавая бури, масштабы которых измеряются тысячами километров, а их продолжительность - несколькими месяцами. Они фактически скрывают почти всю площадь поверхности Марса из поля зрения.

Следы метана и аммиака

В атмосфере планеты также были обнаружены следы метана, концентрация которого составляет 30 частей на миллиард. Подсчитано, что Марс должен производить 270 тонн метана в год. После попадания в атмосферу этот газ может существовать только в течение ограниченного периода времени (0,6-4 года). Его присутствие, несмотря на короткое время жизни, указывает на то, что должен существовать активный источник.

Среди предполагаемых вариантов - вулканическая активность, кометы и наличие метаногенных микробных форм жизни под поверхностью планеты. Метан может быть получен при небиологических процессах, называемых серпентинизацией, с участием воды, углекислого газа и оливина, который часто встречается на Марсе.

Express также был обнаружен аммиак, но с относительно коротким временем жизни. Не ясно, что его производит, но в качестве возможного источника была предложена вулканическая активность.

Исследование планеты

Попытки узнать, что такое Марс, начались в 1960-х годах. В период с 1960 по 1969 г. Советский Союз запустил к Красной планете 9 беспилотных космических аппаратов, но все они не смогли достигнуть цели. В 1964 г. НАСА начало запускать зонды Mariner. Первыми стали «Маринер-3» и «Маринер-4». Первая миссия потерпела неудачу во время развертывания, но вторая, запущенная 3 недели спустя, успешно проделала 7,5-месячное путешествие.

«Маринер-4» сделал первые ближние снимки Марса (показав ударные кратеры) и предоставил точные данные об атмосферном давлении на поверхности и отметил отсутствие магнитного поля и радиационного пояса. НАСА продолжило программу запуском другой пары пролетных зондов Mariner 6 и 7, которые достигли планеты в 1969 г.

В 1970-х годах СССР и США соревновались в том, кто первым выведет искусственный спутник на орбиту Марса. Советская программа М-71 включала три космических аппарата - «Космос-419» («Марс-1971C»), «Марс-2» и «Марс-3». Первый тяжелый зонд потерпел аварию во время запуска. Последующие миссии, «Марс-2» и «Марс-3», представляли собой комбинацию орбитального аппарата и посадочного модуля и стали первыми станциями, совершившими внеземную посадку (кроме Луны).

Они были успешно запущены в середине мая 1971 г. и летели от Земли до Марса семь месяцев. 27 ноября спускаемый аппарат «Марс-2» совершил аварийную посадку из-за сбоя бортовой ЭВМ и стал первым рукотворным объектом, достигшим поверхности Красной планеты. 2 декабря «Марс-3» совершил штатную посадку, но его передача была прервана после 14,5 с трансляции.

Тем временем НАСА продолжало программу Mariner, и в 1971 г. был произведен запуск зондов 8 и 9. «Маринер-8» во время запуска и упал в Атлантический океан. Но второй космический аппарат не только добрался до Марса, но и стал первым успешно выведенным на его орбиту. Пока длилась пылевая буря планетного масштаба, спутнику удалось сделать несколько фотографий Фобоса. Когда шторм утих, зонд сделал снимки, давшие более подробные доказательства того, что на поверхности Марса когда-то текла вода. Было установлено, что возвышенность под названием Снега Олимпа (один из немногих объектов, которые остались видимыми во время планетарной пылевой бури) также является самым высоким образованием в Солнечной системе, что привело к его переименованию в гору Олимп.

В 1973 году Советский Союз послал еще четыре зонда: 4-й и 5-й орбитальные аппараты «Марс», а также орбитальные и спускаемые зонды «Марс-6» и 7. Все межпланетные станции, кроме «Марса-7», передали данные, а экспедиция «Марс-5» оказалась наиболее успешной. До момента разгерметизации корпуса передатчика станция успела передать 60 изображений.

К 1975 году НАСА запустило Viking 1 и 2, состоявшие из двух орбитальных аппаратов и двух спускаемых. Миссия на Марс имела целью поиск следов жизни и наблюдение за его метеорологическими, сейсмическими и магнитными характеристиками. Результаты биологических экспериментов на борту спускаемых «Викингов» были неубедительными, но повторный анализ данных, опубликованный в 2012 г., предположил наличие признаков микробной жизни на планете.

Орбитальные аппараты дали дополнительные данные, подтверждающие то, что когда-то на Марсе существовала вода - большие наводнения образовали глубокие каньоны, протяженностью в тысячи километров. Кроме того, участки разветвленных потоков в южном полушарии позволяют предположить, что здесь когда-то выпадали осадки.

Возобновление полетов

Четвертая планета от солнца не исследовался вплоть до 1990-х годов, когда НАСА отправило миссию Mars Pathfinder, состоявшую из космического корабля, который приземлил станцию с перемещающимся зондом «Соджорнер». Аппарат высадился на Марс 4 июля 1987 г. и стал доказательством состоятельности технологий, которые будут использованы в дальнейших экспедициях, таких как посадка с использованием воздушных подушек и система автоматического обхода препятствий.

Следующая миссия на Марс - картографический спутник MGS, он достиг планеты 12 сентября 1997 г. и начал работу в марте 1999 г. В течение одного полного марсианского года с малой высоты почти на полярной орбите он изучил всю поверхность и атмосферу и отправил больше данных о планете, чем все предыдущие миссии, вместе взятые.

5 ноября 2006 г. MGS потерял связь с Землей, и усилия НАСА по ее восстановлению были прекращены 28 января 2007 г.

В 2001 г. выяснить, что такое Марс, был отправлен Mars Odyssey Orbiter. Его цель заключалась в поиске доказательств существования воды и вулканической активности на планете с использованием спектрометров и тепловизоров. В 2002 г. было объявлено, что зонд обнаружил большое количество водорода - свидетельство существования огромных залежей льда в верхних трех метрах почвы в пределах 60° от южного полюса.

2 июня 2003 г. запустило «Марс Экспресс» - космический аппарат, состоящий из спутника и спускаемого зонда «Бигл-2». Он вышел на орбиту 25 декабря 2003 г., а зонд вошел в атмосферу планеты в тот же день. Перед тем как ЕКА потерял контакт со спускаемым аппаратом, Mars Express Orbiter подтвердил наличие льда и диоксида углерода на южном полюсе.

В 2003 году НАСА приступило к исследованию планеты по программе MER. В ней использовались два марсохода «Спирит» и «Опортьюнити». Миссия на Марс имела задачу исследовать различные породы и почвы с целью обнаружения свидетельств присутствия здесь воды.

12.08.05 был запущен Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), который достиг орбиты планеты 10.03.06. На борту аппарата находятся научные приборы, предназначенные для обнаружения воды, льда и минералов на поверхности и под ней. Кроме того, MRO обеспечит поддержку предстоящим поколениям космических зондов: ежедневно отслеживается погода на Марсе и состояние его поверхности, производится поиск будущих мест посадки и тестирование новой телекоммуникационной системы, которая ускорит связь с Землей.

6 августа 2012 г. в кратере Гейла приземлились Марсианская научная лаборатория НАСА MSL и марсоход «Кьюриосити». С их помощью было сделано множество открытий, касающихся местных атмосферных и поверхностных условий, а также были обнаружены органические частицы.

18 ноября 2013 года в очередной попытке узнать, что такое Марс, был запущен спутник MAVEN, целью которого является изучение атмосферы и ретрансляция сигналов роботизированных марсоходов.

Исследования продолжаются

Четвертая планета от Солнца - наиболее изученная в Солнечной системе после Земли. В настоящее время на ее поверхности работают станции «Оппортьюнити» и «Кьюриосити», а на орбите функционируют 5 космических аппаратов - Mars Odyssey, Mars Express, MRO, MOM и Maven.

Этим зондам удалось передать невероятно детальные изображения Красной планеты. Они помогли обнаружить, что когда-то там была вода, и подтвердили, что Марс и Земля очень похожи - у них есть полярные шапки, смена времен года, атмосфера и наличие воды. Они также показали, что органическая жизнь может существовать сегодня и, скорее всего, была раньше.

Одержимость человечества в том, чтобы узнать, что такое Марс, не ослабевает, и наши усилия по изучению его поверхности и разгадке его истории далеки от завершения. В ближайшие десятилетия, мы, вероятно, продолжим отправлять туда марсоходы и впервые пошлем туда человека. И со временем, учитывая наличие необходимых ресурсов, четвертая планета от Солнца когда-нибудь станет пригодной для проживания.

И седьмой по величине:

Расстояние орбиты от Солнца: 227 940 000 км (1,52 А.Е.)

Диаметр: 6794 км

Марс был известен с доисторических времен. Планета была тщательно изучена с помощью наземных обсерваторий.

Первый космический корабль, который посетил Марс, был Mariner 4 (США) в 1965 году. За ним последовали другие, так Марс-2 (СССР), - это первый космический аппарат, который приземлился на Марсе, за ним последовали два корабля Viking (США) со спускаемыми аппаратами в 1976 году.

Затем последовал 20 летний перерыв в запусках кораблей на Марс и 4 июля 1997 года успешно приземлился аппарат Mars Pathfinder

В 2004 году на марсе приземлился планетоход "Opportunity", который провел геологические исследования и отправил на Землю множество снимков.

В 2008 году космический модуль Phoenix приземлился на северных равнинах Марса, для поиска воды.

Затем на орбиту Марса были отправлены три орбитальные станции Mars Reconnaissance Orbiter , Mars Odyssey и Mars Express, которые в настоящее время находятся в эксплуатации.

Космический аппарат MSL Curiosity (CIF) 6 августа 2012, успешно совершил посадку на Марс. Трансляция посадки велась в прямом эфире на сайте NASA. Аппарат приземлился в заданном районе - в кратере Гейла.
Марсоход "Кьюриосити" (от английского "любопытство", "любознательность") был запущен с 26 ноября 2011 года. Он является крупнейшим роботизированным аппаратом за всю историю исследования Марса - его масса составляет более 900 килограмм.
Одна из главных задач "Кьюриосити" - анализ химического состава грунта на поверхности и на небольшой глубине. Среди его аналитических инструментов имеются квадрупольный масс-спектрометр, газовый хроматограф и рентгеновские спектрометры. Кроме того, он оснащен созданным в России нейтронным детектором DAN, предназначенным для поиска льда под поверхностью планеты.

Орбита Марса эллиптическая. Это значительно влияет на температуру с разницей в 30 C , со стороны Солнца, замеренной в афелии орбиты и перигелии. Это имеет большое влияние на климат Марса. В то время как средняя температура на Марсе составляет около -55 C, температура поверхности Марса колеблется от -133 C на зимнем полюсе почти до 27 C, на дневной стороне в течение лета.

Несмотря на то, что Марс намного меньше, чем Земля, его площадь примерно такая же, как площадь поверхности суши Земли.

Марс имеет один из наиболее разнообразных и интересных ландшафтов местности среди планет:

Гора Олимп : самая большая гора в Солнечной системе, ее высота 24 км над окружающей равниной. Подножие горы имеет 500 км в диаметре и обрамлено скалами высотой 6 км.

Тарсис : огромная выпуклость на поверхности Марса, размером около 4000 км в поперечнике и 10 км высотой.

Долина Маринера : система каньонов длинной в 4000 км и от 2 до 7 км в глубину;

Равнина Эллада : кратер от падения метеорита в южном полушарии более 6 км глубиной и 2000 км в диаметре.

Значительная часть поверхности Марса покрыта очень старыми кратерами, но есть и гораздо молодые рифтовые долины, хребты, холмы и равнины.

Южное полушарие покрыто кратерами, очень похоже на Луну. Северное полушарие состоит из равнин, которые намного моложе, меньше в высоту и имеют гораздо более сложную историю. Резкое изменение высоты в несколько километров, происходит на границе полушарий. Причины этой глобальной дихотомии и наличия резких границ неизвестны.

Разрез планеты выглядит примерно так, кора в южном полушарии около 80 км и около 30 км в северном полушарии, ядро очень плотное около 1700 км в радиусе.

Относительно низкая плотность Марса по сравнению с другими планетами земной группы указывает, на то, что его ядро, возможно, содержит относительно большую долю серы и железа (железо и сульфид железа).

У Марса, так же как и у Меркурия и Луны нет активных тектонических пластов в настоящее время, нет никаких признаков последнего горизонтального движения поверхности. На Земле свидетельством этого движения являются складчатые горы.

В настоящее время нет признаков текущей вулканической активности. Тем не менее, данные космического аппарата Mars Global Surveyor показывают, что Марс очень вероятно имел тектоническую активность когда-то в прошлом.

Существует очень четкое свидетельство эрозии во многих местах на Марсе, в том числе крупных наводнений и небольших речных систем. В прошлом на поверхности планеты была какая-то жидкость.

На Марсе, возможно, были моря, и даже океаны, аппарат Mars Global Surveyor передал очень четкие снимки слоистой системы грунта. Это скорее вызвано наличием жидкости в прошлом. Возраст эрозии каналов оценивается примерно в 4 миллиарда лет.

Mars Express в начале 2005 года прислало изображение высохшего моря, которое было наполнено жидкость совсем недавно, возможно 5 миллионов лет назад.

В начале своей истории, Марс был гораздо больше похож на Землю. Как и на Земле, почти вся двуокись углерода была использована, для формирования карбонатных пород.

Марс имеет очень разряженную атмосферу, состоящую в основном из небольшого количества оставшегося углекислого газа (95,3%), азота (2,7%), аргона (1,6%), следов кислорода (0,15%), воды (0,03%).

Среднее давление на поверхности Марса составляет лишь около 7 миллибар (это менее 1% от давления на Земле), но она сильно меняется в зависимости от высоты. Так, 9 миллибар в самых глубоких впадинах и 1 миллибар на вершине горы Олимп.

Тем не менее, на Марсе дуют очень сильные ветры и огромные пыльные бури, которые иногда охватывают всю планету в течение нескольких месяцев.

Телескопические наблюдения показали, что Марс имеет постоянные шапки на обоих полюсах, они видны даже с помощью небольшого телескопа. Они состоят из водяного льда и твердой углекислоты ("сухого льда"). Ледяные шапки обладают слоистой структурой с чередующимися слоями льда и различной концентрацией темной пыли.

Космическим кораблем Viking (США) со спускаемых аппаратов были проведены исследования для определения существования жизни на Марсе. Результаты были несколько неоднозначные, но большинство ученых в настоящее время считают, что у них нет никаких доказательств существования жизни на Марсе. Оптимисты отмечают, что только два крошечных образца грунта были проанализированы, и не из самых благоприятных мест.

Большие, но не глобальные, слабые магнитные поля существуют в различных регионах Марса. Это неожиданное открытие было сделано Mars Global Surveyor через несколько дней после того, как он вышел на орбиту Марса. Возможно, это остатки ранее глобального магнитного поля.

Если магнитное поле было на Марсе, то становится более вероятным существование жизни на нем.

Характеристики Марса:

Масса(10 24 кг): 0,64185

Объем (10 10 км кубических): 16,318

Экваториальный радиус: 3397 км

Полярный радиус: 3375 км

Объемный средний радиус: 3390 км

Средняя плотность: 3933 кг/м 3

Радиус: 1700 км

Гравитация (ed.) (м/с): 3,71

Ускорение свободного падения (ed.) (м/с): 3,69

Вторая космическая скорость (км/с): 5,03

Альбедо: 0,250

Визуальное альбедо: 0,150

Солнечная энергия (W/m 2 ): 589,2

Температура абсолютно черного тела (k): 210,1

Число естественных спутников: 2

Параметры орбиты Марса

Полуглавная ось (расстояние от Солнца) (106 км): 227,92

Сидерический период орбиты (дней): 686,98

Тропический период орбиты (дней): 686,973

Перигелий (106 км): 206,62

Афелий (106 км): 249,23

Синодический период (дней): 779,94

Максимальная орбитальная скорость (км/с): 26,5

Минимальная орбитальная скорость (км/с): 21,97

Наклон орбиты (градусы): 1,850

Период вращения вокруг своей оси (часы): 24,6229

Продолжительность светового дня (часы): 24,6597

Наклон оси (градусы): 25,19

Минимальное расстояние до Земли (106 км): 55,7

Максимальное расстояние до Земли (106 км): 401,3

Параметры атмосферы

Поверхностное давление (bar): 6.36 mb (варьируется от 4 до 8,7 mb в зависимости от мезона)

Плотность атмосферы около поверхности (кг/м 3): 0,020

Высота атмосферы (км): 11,1

Средняя температура (k): - 55 C

Температурный диапазон: -133С - +27С

Основные параметры спутников Марса

Марс - четвёртая по удалённости от Солнца и седьмая по размерам планета Солнечной системы . Эта планета названа в честь Марса - древнеримского бога войны, соответствующего древнегреческому Аресу. Иногда Марс называют «Красная планета» из-за красноватого оттенка поверхности, придаваемого ей оксидом железа(III) .

Основные сведения

Из-за низкого давления вода не может существовать в жидком состоянии на поверхности Марса, но вполне вероятно, что в прошлом условия были иными, и поэтому наличие примитивной жизни на планете исключать нельзя. 31 июля 2008 года вода в состоянии льда была обнаружена на Марсе космическим аппаратом НАСА «Феникс » (англ. «Phoenix» ) .

В настоящее время (февраль 2009 г.) орбитальная исследовательская группировка на орбите Марса насчитывает три функционирующих космических аппарата : «Mars Odyssey », «Mars Express » и «Mars Reconnaissance Orbiter », и это больше, чем около любой другой планеты, кроме Земли. Поверхность Марса в настоящий момент исследуют два марсохода : Spirit и Opportunity . На поверхности Марса находятся также несколько неактивных посадочных модулей и марсоходов, завершивших свои миссии. Геологические данные, собранные всеми этими миссиями, позволяют предположить, что немалую часть поверхности Марса ранее покрывала вода. Наблюдения в течение последнего десятилетия позволили обнаружить в некоторых местах на поверхности Марса слабую гейзерную активность . По наблюдениям с космического аппарата НАСА «Mars Global Surveyor » , некоторые части южной полярной шапки Марса постепенно отступают .

У Марса есть два естественных спутника, Фобос и Деймос (в переводе с древнегреческого - «страх» и «ужас» - имена двух сыновей Ареса, сопровождавших его в бою), которые относительно малы и имеют неправильную форму. Они могут быть захваченными гравитационным полем Марса астероидами, подобными астероиду 5261 Эврика из Троянской группы .

Марс можно увидеть с Земли невооружённым глазом. Его видимая звёздная величина достигает −2,91 m (при максимальном сближении с Землёй), уступая по яркости лишь Юпитеру , Венере , Луне и Солнцу .

Орбитальные характеристики

Минимальное расстояние от Марса до Земли составляет 55,75 млн. км, максимальное - около 401 млн. км. Среднее расстояние от Марса до Солнца составляет 228 млн . км (1,52 а. е.), период обращения вокруг Солнца равен 687 земным суткам . Орбита Марса имеет довольно заметный эксцентриситет (0,0934), поэтому расстояние до Солнца меняется от 206,6 до 249,2 млн. км. Наклонение орбиты Марса равно 1,85°.

Атмосфера состоит на 95 % из углекислого газа; также в ней содержится 2,7 % азота , 1,6 % аргона , 0,13 % кислорода , 0,1 % водяного пара, 0,07 % угарного газа . Марсианская ионосфера простирается в пределах от 110 до 130 км над поверхностью планеты.

По результатам наблюдений с Земли и данных космического аппарата «Марс Экспресс» в атмосфере Марса обнаружен метан . В условиях Марса этот газ довольно быстро разлагается, поэтому должен существовать постоянный источник его пополнения. Таким источником может быть либо геологическая активность (но действующие вулканы на Марсе не обнаружены), либо жизнедеятельность бактерий .

Климат, как и на Земле, носит сезонный характер. В холодное время года даже вне полярных шапок на поверхности может образовываться светлый иней. Аппарат Phoenix зафиксировал снегопад, однако снежинки испарялись, не достигая поверхности .

По данным исследователей из Центра имени Карла Сагана, в настоящее время на Марсе идёт процесс потепления. Другие специалисты считают, что такие выводы делать пока рано .

Поверхность

Описание основных регионов

Топографическая карта Марса

Две трети поверхности Марса занимают светлые области, получившие название материков, около трети - тёмные участки, называемые морями. Моря сосредоточены в основном в южном полушарии планеты, между 10 и 40° широты . В северном полушарии только два крупных моря - Ацидалийское и Большой Сырт.

Характер тёмных участков до сих пор остаётся предметом споров. Они сохраняются, несмотря на то, что на Марсе бушуют пылевые бури . Это в своё время служило доводом в пользу того, что тёмные участки покрыты растительностью. Сейчас полагают, что это просто участки, с которых, в силу их рельефа, легко выдувается пыль. Крупномасштабные снимки показывают, что на самом деле тёмные участки состоят из групп тёмных полос и пятен, связанных с кратерами, холмами и другими препятствиями на пути ветров. Сезонные и долговременные изменения их размера и формы связаны, по-видимому, с изменением соотношения участков поверхности, покрытых светлым и тёмным веществом.

Полушария Марса довольно сильно различаются по характеру поверхности. В южном полушарии поверхность находится на 1-2 км над средним уровнем и густо усеяна кратерами . Эта часть Марса напоминает лунные материки. На севере поверхность в основном находится ниже среднего уровня, здесь мало кратеров, и основную часть занимают относительно гладкие равнины, вероятно, образовавшиеся в результате затопления лавой и эрозии . Такое различие полушарий остаётся предметом дискуссий. Граница между полушариями следует примерно по большому кругу, наклонённому на 30° к экватору. Граница широкая и неправильная и образует склон в направлении на север. Вдоль неё встречаются самые эродированные участки марсианской поверхности.

Выдвинуто две альтернативных гипотезы, объясняющих асимметрию полушарий. Согласно одной из них, на раннем геологическом этапе литосферные плиты «съехались» (возможно случайно) в одно полушарие (подобно континенту Пангея на Земле) и затем «застыли» в этом положении. Другая гипотеза предполагает столкновение Марса с космическим телом размером с Плутон .

Большое количество кратеров в южном полушарии предполагает, что поверхность здесь древняя - 3-4 млрд . лет. Можно выделить несколько типов кратеров: большие кратеры с плоским дном, более мелкие и молодые чашеобразные кратеры, похожие на лунные, кратеры, окружённые валом, и возвышенные кратеры. Последние два типа уникальны для Марса - кратеры с валом образовались там, где по поверхности текли жидкие выбросы, а возвышенные кратеры образовались там, где покрывало выбросов кратера защитило поверхность от ветровой эрозии. Самой крупной деталью ударного происхождения является бассейн Эллада (примерно 2100 км в поперечнике).

В области хаотического ландшафта вблизи границы полушарий поверхность испытала разломы и сжатия больших участков, за которыми иногда следовала эрозия (вследствие оползней или катастрофического высвобождения подземных вод), а также затопление жидкой лавой. Хаотические ландшафты часто находятся у истока больших каналов, прорезанных водой. Наиболее приемлемой гипотезой их совместного образования является внезапное таяние подповерхностного льда.

В северном полушарии помимо обширных вулканических равнин находятся две области крупных вулканов - Тарсис и Элизий. Тарсис - обширная вулканическая равнина протяжённостью 2000 км, достигающая высоты 10 км над средним уровнем. На ней находятся три крупных щитовых вулкана - Арсия , Павонис (Павлин) и Аскреус . На краю Тарсиса находится высочайшая на Марсе и в Солнечной системе гора Олимп . Олимп достигает 27 км высоты, и охватывает площадь 550 км диаметром, окружённую обрывами, местами достигающими 7 км высоты. Объём Олимпа в 10 раз превышает объём крупнейшего вулкана Земли Мауна-Кеа . Здесь же расположено несколько менее крупных вулканов. Элизий - возвышенность до шести километров над средним уровнем, с тремя вулканами - Геката, Элизий и Альбор.

Русла «рек» и другие особенности

В месте посадки аппарата в грунте имеется также значительное количество водяного льда .

Геология и внутреннее строение

В отличие от Земли, на Марсе нет движения литосферных плит . В результате вулканы могут существовать гораздо более длительное время и достигать гигантских размеров.

Фобос (сверху) и Деймос (снизу)

Современные модели внутреннего строения Марса предполагают, что Марс состоит из коры со средней толщиной 50 км (и максимальной до 130 км), силикатной мантии толщиной 1800 км и ядра радиусом 1480 км. Плотность в центре планеты должна достигать 8,5 /см ³. Ядро частично жидкое и состоит в основном из железа с примесью 14-17 % (по массе) серы, причём содержание лёгких элементов вдвое выше, чем в ядре Земли.

Спутники Марса

Естественными спутниками Марса являются Фобос и Деймос . Оба они открыты американским астрономом Асафом Холлом в 1877 году . Фобос и Деймос имеют неправильную форму и очень маленькие размеры. По одной из гипотез, они могут представлять собой захваченные гравитационным полем Марса астероиды наподобие 5261 Эврика из Троянской группы астероидов .

Астрономия на Марсе

Данный раздел является переводом англоязычной статьи Википедии

После посадок автоматических аппаратов на поверхность Марса появилась возможность вести астрономические наблюдения непосредственно с поверхности планеты. Вследствие астрономического положения Марса в Солнечной системе , характеристик атмосферы , периода обращения Марса и его спутников , картина ночного неба Марса (и астрономических явлений, наблюдаемых с планеты), отличается от земной и во многом представляется необычной и интересной.

Полдень на Марсе. Снимок аппарата Pathfinder

Закат на Марсе. Снимок аппарата Pathfinder

На поверхности планеты работают два марсохода :

Планируемые миссии

В культуре

• А. Богданов «Красная звезда »
• А.Казанцев «Фаэты »
• А.Шалимов «Цена бессмертия»
• В.Михайлов «Особая необходимость»
• В.Шитик «Последняя орбита»
• Б.Ляпунов «Мы - на Марсе»
• Г.Мартынов «Звёздоплаватели» трилогия
• Г.Уэллс «Война миров », одноимённый кинофильм в двух экранизациях
• Симмонс, Дэн «Гиперион », тетралогия
• Станислав Лем «Ананке»

• «Путешествие на Марс» США, 1903 г.
• «Путешествие на Марс» США, 1910 г.
• «Небесный корабль» Дания, 1917 г.
• «Путешествие на Марс» Дания, 1920 г.
• «Путешествие на Марс» Италия, 1920 г.
• «Корабль, отправленный к Марсу» США, 1921 г.
• «Аэлита » режиссёр Яков Протазанов, СССР, 1924 г.
• «Путешествие на Марс» США, 1924 г.
• «До Марса» США, 1930 г.
• «Флэш Гордон: Марс атакует Землю» США, 1938 г.
• «Путешествие Скрэппи на Марс» США, 1938 г.
• «Ракета X-M» США, 1950 г.
• «Полёт на Марс» США, 1951 г.
• «Небо зовёт» режиссёры А. Козырь и М. Карюков, СССР, 1959 г.
• «Марс» документальный, режиссёр Павел Клушанцев, СССР, 1968 г.
• «Первые на Марсе. Неспетая песня Сергея Королёва» документальный, 2007 г.
• «Марсианская одиссея»

• В вымышленной вселенной Warhammer 40,000 Марс - мир-столица организации Адептус Механикус , поддерживающей научную и техническую мысль Империума Человечества .
• В видеоигре DOOM 3 местом действия является «Красная планета».
• В видеоигре Red Faction 1,3 местом действия также является «Красная планета».
• Во вселенной Mass Effect на южном полюсе Марса была найдена база данных давно исчезнувших инопланетян, расшифровка которой позволила людям выйти в Галактику.

Марс появился относительно одновременно с остальными планетами Солнечной системы. Характерные черты и особенности Красной планеты объясняются историей ее зарождения и формирования. История возникновения Марса является загадкой, в попытках разгадать которую выдвигается множество гипотез.

Как образовался Марс

История Марса стала предметом дискуссий ученых всего мира. Согласно официальным данным, образование Красной планеты происходило одновременно с другими планетами солнечной системы около 4.6 млрд. лет назад.

Марсианские хроники говорят о том, что формирование Марса в поясе астероидов произошло задолго до стабилизации коры и создания атмосферы.

Происхождение Марса объясняется ведущей теорией модели аккреции, согласно которой, все планеты солнечной системы когда-то представляли собой большое холодное облако газа и пыли, называемое туманностью. В результате собственной силы тяжести туманность сплющилась, образовав вращающийся диск. Материя этого диска в результате вращательных движений была смещена к центру, образуя звезду Солнце.

Остальные же частицы слипались, образовав планетезимали. Планетезимали – это совокупность небесных тел, находящихся на орбите формирующейся звезды, имеющих свойство наращивания массы за счет прилипания мелких частиц. Одним из таких образований является Марс.

Согласно этой теории планета Марс должна была бы иметь размеры близкие к земным. Однако из-за того, что газ и пыль неравномерно распределены по вселенной, а Марс формировался в регионе с низким уровнем планетарных строительных блоков. Вследствие чего, планета имеет размеры намного меньше Земли.

Как и все планеты, Марс, образовавшись, был горячим. Внутренняя часть планеты растаяла и более плотные элементы, такие как железо, опустились к центру, образовав ядро. Легкие силикаты образовали мантию, менее плотные силикаты — корку.

Формирование Марса в виде твердого небесного тела произошло около 4.1 млрд. лет назад. В это время на планету попадали частицы космического мусора: метеороиды и кометы, спровоцировавшие тектоническую активность Марса.

Однако, находясь далеко от Солнца и имея относительно небольшие размеры, Марс быстро остывал, и его ядро замерзло около 4.2 млрд. лет назад.

И на вопрос, сколько лет Марсу можно ответить, рассчитав его историю с самого начала зарождения его планетарных признаков. Согласно этим расчетам, возраст Марса равен 4.6 млрд. лет.

Геологическая история Марса

В результате исследований плотности ударных кратеров красной планеты геологическую историю строения Марса разделили на четыре периода. Данные исторические эпохи планеты имеют наименования мест, имеющих свои характерные особенности строения поверхности планеты: большие кратеры, широкие разливы потоков лавы на Марсе.

Марсианские хроники выделяют четыре периода в истории Марса, начиная с самого раннего вплоть до наших дней.

• Преднойский период представляет собой период от начала аккреции и формирования первых планетарных признаков, до формирования третьего по величине кратера в солнечной системе — бассейна Эллады. Датируется интервалом 4.6-4.5 млрд. лет назад. Геологические данные этого времени были стерты эрозией и большим воздействием марсианской дихотомии полушарий. Известно, что дихотомический контраст рельефа, сформировавшийся в этом геологическом периоде, достигает от 1 до 3 км.
• Нойский период датируется временными рамками 4.1 -3.7 млрд. лет назад. Он характеризуется масштабным воздействием метеоритов и астероидов на планету. Предполагается, что поверхность Марса была покрыта большим количеством воды. В это время атмосфера Марса была плотной. Реки и озера занимали южную часть, а северная была покрыта океаном. Благодаря выветриванию поверхность была покрыта глинистыми минералами. Это эра большой вулканической активности. Нойскому периоду присваивается образование региона Тарсис – сосредоточения самых больших вулканов в солнечной системе шириной в 5 000 км.
• Гесперийский период продолжался от 3.7 до 3 млрд. лет назад и характеризуется образованием обширных лавовых равнин. Именно в это время произошел большой выброс воды на поверхность планеты с образованием водных каналов, которые в настоящее время высушены и видны со снимков планетарных аппаратов. Этот период отмечен образованием самого большого вулкана в солнечной системе – Олимп.
• Амазонийский период начинается 3 млрд. лет назад и продолжается по настоящее время. В это время уменьшается активность вулканов и эрозивных процессов. Начинается обледенение, образование ледниковых шапок.

Открытие планеты и изучение формирования Марса позволяет обоснованно разделить его историю на периоды и, тем самым объяснить все происходившие процессы и их последствия, в результате чего мы наблюдаем планету в том виде, в котором она сейчас находится.

Как выглядел древний Марс в прошлом

Марсианские хроники гласят о том, что Марс в прошлом был покрыт большим количеством океанов. Вулканическая активность планеты способствовала выходу воды на поверхность планеты. Плотности марсианской атмосферы было достаточно, чтобы сохранять в пределах планеты, что способствовало созданию парникового эффекта.

Древний Марс имел рельефные различия двух полушарий, различавшихся высотой до трех километров. В прошлом образовались и активно действовали на Марсе одни из самых больших вулканов во всей солнечной системе.

Наличие глинистых почв и воды позволяет предположить о том, что Марс был, обитаем живыми организмами, а какими конкретно, следует только догадываться. Так как прямых свидетельств о населении организмами планеты не найдено.

Орбита Марса вытянута, поэтому расстояние до Солнца меняется в течение года на 21 млн км. Расстояние до Земли также не постоянно. В Великие противостояния планет, происходящие один раз в 15-17 лет, когда Солнце, Земля и Марс выстраиваются в одну линию, Марс максимально приближается к Земле на 50-60 млн км. Последнее Великое противостояние было в 2003 г. Максимальная удаленность Марса от Земли достигает 400 млн км.

Год на Марсе почти вдвое длиннее земного — 687 земных дней. Ось наклонена к орбите — 65 ° , что ведет к смене времен года. Период вращения вокруг своей оси равен 24,62 ч, т. е. всего на 41 мин больше периода вращения Земли. Наклон экватора к орбите почти как у Земли. Это значит, что смена дня и ночи и смена времен года на Марсе протекает почти так же, как на Земле.

По расчетам, ядро Марса имеет массу до 9 % массы планеты. Оно состоит из железа и его сплавов и пребывает в жидком состоянии. Марс имеет мощную кору толщиной 100 км. Между ними находится силикатная мантия, обогащенная железом. Красный цвет Марса как раз и объясняется тем, что его грунт наполовину состоит из окислов железа. Планета как бы «проржавела».

Небо над Марсом темно-фиолетовое, и яркие звезды видны даже днем в спокойную тихую погоду. Атмосфера имеет следующий состав (рис. 46): углекислый газ — 95 %, азот — 2,5, атомарный водород, аргон — 1,6 %, остальное — водяные пары, кислород. Зимой углекислота замерзает, превращаясь в сухой лед. В атмосфере встречаются редкие облака, над низинами и на дне кратеров в холодное время суток стоят туманы.

Рис. 46. Состав атмосферы Марса

Среднее давление атмосферы на уровне поверхности около 6,1 мбар. Это в 15 000 раз меньше, чем на , и в 160 раз меньше, чем у поверхности Земли. В самых глубоких впадинах давление достигает 12 мбар. Атмосфера Марса сильно разряжена. Марс — холодная планета. Самая низкая зарегистрированная температура Марса -139 °С. Для планеты характерен резкий перепад температур. Амплитуда температур может составлять 75-60 °С. На Марсе есть климатические пояса, подобные земным. В экваториальном поясе в полдень температура поднимается до +20-25 °С, а ночью падает до -40 °С. В умеренном поясе утром температура составляет 50-80 °С.

Предполагают, что несколько миллиардов лет назад на Марсе была атмосфера плотностью 1-3 бар. При таком давлении вода должна находиться в жидком состоянии, а углекислый газ — испаряться, и мог возникнуть парниковый эффект (как на Венере). Однако Марс постепенно терял атмосферу из-за своей малой массы. Парниковый эффект уменьшался, появились вечная мерзлота и полярные шапки, которые наблюдаются и поныне.

На Марсе находится самый высокий вулкан Солнечной системы — Олимп. Его высота 27 400 м, а диаметр основания вулкана достигает 600 км. Это потухший вулкан, который, вероятнее всего, около 1,5 млрд лет назад извергал лаву.

Общие характеристики планеты Марс

В настоящее время на Марсе не найдено ни одного действующего вулкана. Около Олимпа есть и другие гигантские вулканы: гора Аскрийская, гора Павлина и гора Арсия, высота которых превышает 20 км. Вытекшая из них лава, прежде чем застыть, растеклась во все стороны, поэтому вулканы по форме напоминают скорее лепешки, чем конусы. Есть на Марсе и песчаные дюны, гигантские каньоны и разломы, а также метеоритные кратеры. Наиболее грандиозная система каньонов — долина Маринера длиной 4 тыс. км. В прошлом на Марсе могли протекать реки, которые и оставили русла, наблюдаемые в настоящее время.

В 1965 г. американский зонд «Маринер-4» передал первые изображения Марса. На основании этих, а также снимков с «Маринер-9», советских зондов «Марс-4» и «Марс-5» и американских «Викинг-1» и «Викинг-2», работавших в 1974 г., была составлена первая карта Марса. А в 1997 г. американский космический корабль доставил на Марс робота — шестиколесную тележку длиной 30 см и массой 11 кг. Робот находился на Марсе с 4 июля по 27 сентября 1997 г., изучая эту планету. Передачи о его передвижении транслировались по телевидению и сети Интернет.

У Марса два спутника — Деймос и Фобос.

Предположение о существовании у Марса двух спутников высказал в 1610 г. немецкий математик, астроном, физик и астролог Иоганн Кеплер (1571 — 1630), открывший законы движения планет.

Однако открыты спутники Марса были только в 1877 г. американским астрологом Асафом Холлом (1829-1907).