Планеты нашей с вами солнечной системы. Презентация, доклад марс - четвертая планета солнечной системы Тёмные и светлые участки

Марс — четвертая планета от солнца. Из-за её отчетливо красного цвета на небосклоне, цвета крови, греки назвали её в честь их бога войны — Аресом . Римлянам сравнение с богом войны понравилось и они охотно его переняли, правда назвав уже по своему — Марсом . Другие цивилизации также называли эту планету по визуальному впечатлению, например, египтяне назвали Марс «Her Desher», что означает «красный», а древние китайские астрономы обозначали его как «огненную звезду».

Рассвет на Марсе. Если смотреть с поверхности красной планеты, то она уже не кажется нам такой уж красной. Во всяком случае, небо у неё… голубоватое

Орбитальные характеристики Марса

Ось Марса, как и ось Земли, наклонена по отношению к солнцу, что автоматически предполагает наличие на планете или времен года. Однако, так как Марс движется вокруг Солнца не по круглой, а по эллиптической орбите (кстати, самой вытянутой среди планет солнечной системы), все сезоны, бывают ещё и сразу двух типов. Когда Марс находится ближе всего к солнцу и обращен к нему южным полушарием, лето будет коротким, но жарким, а в северном полушарии будет такая же короткая, но зато холодная зима. Когда Марс находится дальше от солнца и обращен к нему северным полушарием лето и зима будут длинными, без температурных скачков.

Наклон оси Марса может меняться довольно сильно, так как в отличие от Земли, у него отсутствует внушительный «противовес» (Луна) стабилизирующий систему. Теоретически, такие скачки могут оказывать очень большое влияние на климат планеты. В частности, предполагается, что именно изменение наклона оси планеты оказывает влияние на резкие выбросы метана из недр планеты в её атмосферу, в прошлом, возможно,вызывавшие периоды резкого потепления.

Среднее расстояние от солнца : 227 936 640 км. (в 1,524 раз дальше, чем Земля).

Перигелий (ближайшая точка к солнцу) : 206 600 000 км (в 1,404 раз дальше, чем Земля).

Афелий (дальняя точка от солнца) : 249 200 000 км (в 1,638 раз дальше, чем Земля).

Физические характеристики Марса

Знаменитый красный цвет Марса обусловлен рыхлой пылью богатой железом, покрывающей всю поверхность планеты, если сделать некоторые допущения, то без органических материалов, через миллионы лет, почва нашей планеты выглядела бы примерно также.

Сейчас , что вода не может существовать на его поверхности в жидком состоянии, однако судя по пробам грунта, раньше здесь было значительно теплее, и на поверхностности планеты текли реки. Во всяком случае высохшие к настоящему моменту русла марсианских рек, говоря о их не маленьких размерах — до 100 км в ширину и до 2000 км в длину. Не плохо для планеты, чей размер составляет что-то около половины размера Земли, а масса меньше в 10 раз!

Типичный — плоские равнины и низменности. У марса нет тектоники плит, соответственно разнообразному пейзажу на его поверхности взяться неоткуда. Северное полушарие планеты по средней высоте, несколько ниже южного. Предполагается, что когда-то большую часть этих северных низменностей планеты, занимал марсианский океан.

Количество кратеров на Марсе резко меняется в зависимости от места. Большая часть поверхности южного полушария планеты имеет много кратеров, среди которых особенно выделяется Эллада, шириной в 2300 км, в то время как в северном полушарии моложе и поэтому имеет меньше кратеров. Вообще, в плане размеров — Марс планета контрастов. Нарочно не придумаешь, чтобы именно на планете почти целиком покрытой равнинами, находились бы одновременно и самый высокий вулкан в солнечной системе (Гора Олимп, 27 км!) и самая протяженная система каньонов (Долина Марине, 4000 км!).

Некоторые кратеры имеют необычные «подтеки» вокруг них, напоминающих застывшую грязь. Теоретически, это может означать, что под поверхностью Марса и сейчас очень много воды в виде льда, которая разогревается и выплескивается на поверхность при мощном ударе.

Оба полюса планеты покрыты снеговыми шапками, правда снег здесь не совсем обычный — это конденсат углекислого газа («сухой лед»), замерзающий и выпадающий в виде осадков. Однако под слоем газа скрывается и привычный водяной лед. В летний период северная снеговая шапка Марса может стаивать совсем, южная никогда на растаивает полностью.

Некоторые вулканы имеют несколько кратеров, что предполагает, что они недавно прорезались, в результате чего лава, прикрывая старые кратеры.

Вулканы Марса — одно из «чудес» солнечной системы. Они такие огромные потому, что расплавленной породе удается найти выход на поверхность планеты, только в нескольких точках

Состав и структура поверхности и атмосферы Марса

Состав атмосферы Марса

Атмосфера Марса примерно в 100 раз тоньше земной. По данным НАСА, она состоит из 95,32 % углекислого газа, 2,7 % азота, на 1,6 % аргона, 0,13 % кислорода, 0,08 % окиси углерода, а также незначительного количества воды, азота, неона, тяжелого водорода, криптона и ксенона.

Магнитное поле Марса

В настоящее время на Марсе нет глобального планетарного , но есть локальные участки поверхности, где магнитное поле не уступает, а то и превосходит земное. Эти «островки» — остатки древнего планетарного магнитного поля, существовавшего 4,5-3,5 млрд. лет назад..

Химический состав недр Марса

Марс, скорее всего, имеет твердое ядро, состоящее из железа, никеля и серы. Мантия Марса по составу похожа на земную и включает различные соединения кремния, кислорода, железа и магния. Кора планеты представлена вулканическими базальтовыми породами, которые также широко распространены в земной и лунной коре. Впрочем, состав земной и марсианской коры не идентичен — если на Марсе основной элемент коры — базальт, то на Земле это кремнезем.

Спутники Марса

У Марса есть два спутника — Фобос и Деймос , открытые астрономом Асафом Холлом в 1877 году. Названия спутников переводятся с греческого как «Страх» и Ужас». Впрочем, для сыновей бога войны, имена вполне нормальные, правда?

По сравнению с нашей Луной, Фобос и Деймос выглядят совсем не представительно — диаметр Фобоса в широкой части составляет 27 км, а Деймос — 15 км. Оба спутника имеют неправильную форму, так как их сила тяжести слишком мала, чтобы «сжать» самих себя в комок, придав шаровидную форму.

Состав обоих спутников Марса одинаков — камень вперемежку со льдом. Хотя оба они имеют на поверхности следы от метеоритных ударов, поверхность Фобоса значительно более неоднородна, покрыта сетью трещин, кроме того, на нем же присутствует и крупный кратер шириной около 10 км, или почти в половину ширины самого спутника.

Как и наша Луна, марсианские спутники всегда обращены к нему одной стороной.

Пока остается неясным, откуда взялись Фобос и Деймос, но скорее всего до того как переквалифицироваться в луны Марса, оба спутника были обычными астероидами, захваченными гравитацией красной планеты. Как бы то ни было — обе марсианские луны — временное явление в небе красной планеты. По-крайней мере, это справедливо по отношению к Фобосу, который с каждым витком всё ближе приближается к Марсу, за год преодолевая «смешное» расстояние в 1,8 метра. Впрочем, через 50 миллионов лет, если дела будут идти в таком же темпе, Фобос или врежется в Марс или распадется на мелкие обломки, которые образуют вокруг планеты кольцо.

Спутники Марса — Фобос и Деймос. Обычные куски камня мало напоминающие нашу Луну

Исследования и разведка Марса

Первым человеком положившим начало «инструментальному» изучению Марс, стал Галилео Галилей, наблюдавший планету в телескоп в 1609 году. На следующие три с половиной века телескоп стал основным (и единственным) изучением Марса, с его помощью была сделана масса открытий, но… лучше один раз потрогать роботизированными манипуляторами, чем увидеть, правда? «Настоящее» изучение Марса началось только тогда, когда человечество смогло отправить к нему исследовательские автоматически станции, во второй половине XX-го века.

Успешные миссии по изучению Марса

Первым «космическим роботом» положившим начало изучению Марса стали автоматически межпланетные станции Маринер-4 (США, 1964 г.), Маринер- 6 и 7 (США, 1969 г.). В принципе, уже первые же полеты показали картину такой какая она есть — красная планета оказалась бесплодным миром, без каких-либо признаков жизни на поверхности. Советские космические станции Марс-2 (СССР, 1971 г.) и Марс-3 (СССР, 1971 г.) подтвердили ту же истину, однако дальше почти не продвинулись — обе станции угодили в самое сердце марсианских пылевых бурь и задача составить первую карту марсианской поверхности, ими выполнена не была.

В 1973 году Маринер-9 (США) вышел на орбиту Марса, после чего ему удалось картографировать около 80% поверхности планеты, а также открыть крупнейшие марсианские вулканы и каньоны, самый обширный из которых, был назван в честь семейства американских исследовательских аппаратов — Долина Маринера .

Спускаемый аппарат Викинг-1 (США, 1976 г.) был первым рукотворным аппаратом, который успешно приземлился на поверхность Марса. Он передал на землю первые фотографии поверхности Марса, но не нашел никаких доказательств существования жизни на этой планете. Его брат-близнец Викинг-2 также приземлился успешно в том же году, провел многочисленные анализы почв, но также не нашел никаких признаков жизни.

Следующие два корабля, которые успешно достигли поверхности Марса были «Марс Пасфайндер» (Mars Pathfinder, «Марсопроходец», 1996 г.), и «Марс Глобал Сервейор» (Mars Global Surveyor, 1996 г.). При этом в состав миссии «Марсопроходца» входил небольшой колесный марсоход «Соджорнер » (Sojourner, «Пришелец (а точнее «Приживалка»:))») - первый марсоход успешно выполнивший миссию по анализу почв на другой планете.

В 2001 году к Марсу отправился «Марс Одиссей» (Mars Odyssey, США), обнаруживший большое количество водяного льда под поверхностью Марса, на глубине свыше одного метра под поверхностью.

В 2003 году, NASA запустила к Марсу сразу два однотипных марсохода: «Дух » (Spirit, «Спирит») и «Возможность » (Opportunity, «Оппортунити»), которые успешно приземлились в разных областях красной планеты и в обоих районах нашли явные признаки того, что по поверхности Марса действительно когда-то текла вода.

В 2008 году NASA, в рамках миссии «Марс-Скаут» отправила к Марсу спускаемый аппарат «Феникс » (Phoenix ), который приземлился на северных равнинах планеты и вел поиски воды.

В 2011 году NASA отправила четвертый марсоход, известный как «Любопытство » (Mars Curiosity, «Куриосити»)». Из всех марсоходов этот был самым совершенным и крупным (масса на земле 899 кг, на Марсе 340 кг). Этот марсоход — на деле, целая передвижная автоматизированная лаборатория, провел огромный спектр анализов почв и атмосферы красной планеты и дал ученым много информации о настоящем и прошлом Марса. Начав работу в 2012 году, по состоянию на 2017 г. «Куриосити» все ещё сохраняет некоторую работоспособность и продолжает свою миссию.

В 2014 году на орбиту Марса вышел аппарат MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN - «Эволюция атмосферы и летучих веществ на Марсе») — вторая часть проекта «Марс-Скаут», позволившая точнее установить причины потери Марсом большей части своей атмосферы. Также в 2014 году орбиты Марса достиг индийский спутник «Мангальян » доставленный к цели с помощью российской ракеты.

Марсоход «Оппортьюнити» среди типичного марсианского пейзажа. Художник правда перестарался и увлекся, так как большая часть поверхности Марса покрыта все-таки не горами, а почти плоскими равнинами усеянными камнями.

Планируемые миссии на Марс

«Озарение » (InSight, NASA, 2018 г.) — двойная миссия из спускаемого аппарата и орбитальной станции, которые займутся изучением внутренней части Марса.
«Марс 2020 » (Mars 2020 Rover Mission, NASA, 2020 г.) — «приемник» марсохода «Любопытство», который сменит старика на посту.
«Экзо-Марс » (ExoMars, ЕКА-Роскосмос, 2020 г.) — космическая программа включающая в себя и собственные марсоходы, и орбитальные станции, для комплексного изучения Марса.

Неудачные миссий на Марс за последние 25 лет

1992 - Mars Observer («Наблюдатель», NASA)
1996 - «Марс-96» (Роскосмос)
1998 - «Марс климат Орбитер» (Mars Climate Orbiter, NASA)
1998 - «Нодзоми» (Япония)
1999 - Mars Polar Lander (NASA)
2003 - «Бигль-2» (Beagle-2, Европейское космическое агентство)
2011 - «Фобос-Грунт» (Роскосмос)
2011 - «Инхо-1» (Yinghuo-1, Китай)
2016 - «Скиапарелли» (Schiaparelli, Европейское космическое агентство) испытания посадочного модуля ЕКА Скиапарелли

Четвертая от Солнца планета Марс, названа в честь древнеримского бога войны. В старославянской культуре он известен как Арис.

На Марсе погода в основном ясная и солнечная, но всегда холодная. Средняя температура на поверхности не уступает морозам в середине антарктической зимы на нашей планете.

Физические характеристики Марса в виде таблицы

Радиус Марса в два раза меньше Земли, а ускорение свободного падения почти одинаково с Меркурием.
Общая площадь поверхности почти равна пощади суши на Земле.
Сутки на Марсе всего на полчаса дольше (на 39 минут 35,24409 секунды ).
На планете существуют русла пересохших рек.
Максимальная температура атмосферы у поверхности планеты +35 o C, что даже для Земли довольно жарко. Минимальная -125 o C.
Средняя температура -60 o C, интересно, что на Земле люди живут в населенных пунктах с такой средней температурой в январе, Верхоянск, например.
Марсианский год длится 687 земных суток и 668,6 марсианских, которые называются «Солами».
Гора Олимп на нем самая высокая в Солнечной системе, 27 км.
Планета названа в честь древнеримского бога из-за красного цвета (кровавого), который придает оксид железа.
На планете восход и закат для человеческого глаза будет синего цвета.
Атмосфера планеты на 95% состоит из углекислого газа.

Чуть подробнее:

Кора — средняя толщина 50 км, но не более 120 км.
Мантия — состоит из силикатов, находится предположительно в жидком состоянии, толщина около 1500 км.
Ядро — аналогично земному имеет два слоя, наружный верхний и внутренний твердый. Состоит в основном из железы и никеля. Радиус ядра от 1400 до 1800 км.

Спутники Марса

Четвертая от Солнца планета по странному стечения обстоятельств имеет два спутника Фобос (страх), Деймос (ужас). Странному если провести аналогию, Венера нет спутников, Земля 1 спутник и Марс два. Один из признаков искусственной системы, но это увы всего лишь совпадение. Фобос выглядит в виде картофелины, а длиной его всего 27 км. Был выбран как промежуточная база для первой в истории пилотируемой миссии на Марс. Это будет пробный полет перед попыткой совершить путешествие на поверхность планеты, для которого потребуется большое количество топлива и ресурсов.

Марс – от греческого Mas – мужская сила – бог войны, в римском пантеоне почитался как отец римского народа, охранитель полей и стад, позднее – покровитель конных состязаний. Марс – четвертая планета Солнечной системы. Сияющий кроваво-красный диск, увиденный в телескоп, наверняка ужаснул астронома, открывшего эту планету. Поэтому ее так и назвали.

И у спутников Марса названия соответствующие – Фобос и Деймос («страх» и «ужас»). Ни одна из планет Солнечной системы не притягивает столько внимания и не остается столь загадочной. «Тихая» по своим данным планета более «агрессивна» к вторжению извне, чем Венера – планета с самыми жесткими условиями (среди планет данной группы). Многие называют Марс «колыбелью великой древней цивилизации», другие – просто еще одной «мертвой» планетой Солнечной системы.

Общие сведения о планете

Исследовать Марс удобнее всего тогда, когда Земля окажется между ним и Солнцем. Такие моменты называются противостояниями, они повторяются каждые 26 месяцев. В течение того месяца, когда происходит противостояние, и в последующие три месяца Марс пересекает меридиан близ полуночи, он виден на протяжении всей ночи и сверкает как звезда – 1-й звездной величины, соперничая по блеску с Венерой и Юпитером.

Орбита Марса довольно сильно вытянута, поэтому расстояние от него до Земли от противостояния к противостоянию сильно меняется. Если Марс попадает в противостояние с Землей в афелии, расстояние между ними превышает 100 млн. километров. Если же противостояние происходит при наиболее благоприятных условиях, в перигелии марсианской орбиты, это расстояние уменьшается до 56 млн. километров. Такие «близкие» противостояния называются великими и повторяются через 15-17 лет. Последнее великое противостояние произошло в 1988г.

Марс имеет фазы, но поскольку он расположен дальше от Солнца, чем Земля, полной смены фаз у него (как и других внешних планет) не бывает – максимальный «ущерб» соответствует фазе Луны за три дня до полнолуния или спустя три дня после него.

Ось вращения Марса наклонена относительно плоскости его орбиты на 22*, т.е. всего на 1,5*меньше, чем ось вращения Земли наклонена к плоскости эклиптики. Перемещаясь по орбите, он поочередно подставляет Солнцу то южное, то северное полушарие. Поэтому на Марсе так же, как и на Земле, происходит смена времен года, только тянутся они почти в два раза дольше. А вот марсианский день мало отличается от земного: сутки там длятся 24ч. 37 мин.

Вследствие малой массы сила тяжести на Марсе почти в три раза ниже, чем на Земле. В настоящее время структура гравитационного поля Марса детально изучена. Она указывает на небольшое отклонение от однородного распределения плотности в планете. Ядро может иметь радиус до половины радиуса планеты. По-видимому, оно состоит из чистого железа или из сплава Fe-FeS (железо-сульфид железа) и, возможно, растворенного в них водорода. По-видимому, ядро Марса частично или полностью пребывает в жидком состоянии.

Марс должен иметь мощную кору толщиной 70-100 км. Между ядром и корой находится силикатная мантия, обогащенная железом. Красные окислы железа, присутствующие в поверхностных породах, определяют цвет планеты. Сейчас Марс продолжает остывать. Сейсмическая активность планеты слабая.

Поверхность Марса

Поверхность Марса, на первый взгляд, напоминает лунную. Однако на самом деле его рельеф отличается большим разнообразием. На протяжении долгой геологической истории Марса его поверхность изменяли извержения вулканов и марсотрясения. Глубокие шрамы на лице бога войны оставили метеориты, ветер, вода и льды.

Поверхность планеты состоит как бы из двух контрастных частей: древних высокогорий, покрывающих южное полушарие, и более молодых равнин, сосредоточенных в северных широтах. Кроме того, выделяются два крупных вулканических района – Элизиум и Фарсида. Разница высот между горными и равнинными областями достигает 6 км. Почему разные районы так сильно отличаются друг от друга до сих пор неясно. Возможно, такое деление связано с очень давней катастрофой – падением на Марс крупного астероида.

Высокогорная часть сохранила следы активной метеоритной бомбардировки, происходившей около 4 млрд. лет назад. Метеоритные кратеры покрывают 2/3 поверхности планеты. На старых высокогорьях их почти столько же, сколько на Луне. Но многие марсианские кратеры из-за выветривания успели «потерять форму». Некоторые из них, по всей видимости, когда-то были размыты потоками воды. Северные равнины выглядят совершенно иначе. 4 млрд. лет назад на них было множество метеоритных кратеров, но потом катастрофическое событие, о котором уже упоминалось, стерло их с 1/3 поверхности планеты и её рельеф в этой области начал формироваться заново. Отдельные метеориты падали туда и позже, но в целом ударных кратеров на севере мало.

Облик этого полушария определила вулканическая деятельность. Некоторые из равнин сплошь покрыты древними изверженными породами. Потоками жидкой лавы растекались по поверхности, застывали, по ним текли новые потоки. Эти окаменевшие «реки» сосредоточены вокруг крупных вулканов. На окончаниях лавовых языков наблюдаются структуры, похожие на земные осадочные породы. Вероятно, когда раскаленные изверженные массы растапливали слои подземного льда, на поверхности Марса образовывались достаточно обширные водоемы, которые постепенно высыхали. Взаимодействие лавы и подземного льда привело также к появлению многочисленных борозд и трещин. На далеких от вулканов низменных областях северного полушария простираются песчаные дюны. Особенно много их у северной полярной шапки.

Обилие вулканических пейзажей свидетельствует о том, что в далеком прошлом Марс пережил достаточно бурную геологическую эпоху, скорее всего она закончилась около миллиарда лет тому назад. Наиболее активные процессы происходили в областях Элизиум и Фарсида. В свое время они буквально были выдавлены из недр Марса и сейчас возвышаются над его поверхностью в виде грандиозных вздутий: Элизиум высотой 5 км, Фарсида - 10 км. Вокруг этих вздутий сосредоточены многочисленные разломы, трещины, гребни – следы давних процессов в марсианской коре. Наиболее грандиозная система каньонов глубиной несколько километров – долина Маринера – начинается у вершины гор Фарсида и тянется 4 тыс. километров к востоку. В центральной части долины ее ширина достигает нескольких сот километров. В прошлом, когда атмосфера Марса была более плотной, в каньоны могла стекать вода, создавая в них глубокие озера.

Вулканы Марса – по земным меркам явления исключительные. Но даже среди них выделяется вулкан Олимп, расположенный на северо-западе гор Фарсида. Диаметр основания этой горы достигает 550 км., а высота – 27 км., т.е. она в три раза превосходит Эверест, высочайшую вершину Земли. Олимп увенчан огромным 60-километровым кратером. К востоку от самой высокой части гор Фарсида обнаружен другой вулкан – Альба. Хотя он не может соперничать с Олимпом по высоте, диаметр его основания почти в три раза больше. Эти вулканические конусы возникли в результате спокойных излияний очень жидкой лавы, похожей по составу на лаву земных вулканов Гавайских островов. Следы вулканического пепла на склонах других гор позволяют предположить, что иногда на Марсе происходили и катастрофические извержения.

В прошлом огромную роль в формировании марсианского рельефа играла проточная вода. На первых этапах исследования Марс представлялся астрономам пустынной и безводной планетой, но когда поверхность Марса удалось сфотографировать с близкого расстояния, оказалось, что на старых высокогорьях часто встречаются словно бы оставленные текущей водой промоины. Некоторые из них выглядят так, будто много лет назад их пробили бурные, стремительные потоки. Тянутся они иногда на многие сотни километров. Часть этих «ручьев» обладает довольно почтительным возрастом. Другие долины очень похожи на русла спокойных земных рек. Своим появлением они, вероятно, обязаны таянию подземного льда.

Атмосфера Марса

Атмосфера Марса более разрежена, чем воздушная оболочка Земли. По составу она напоминает атмосферу Венеры и на 95% состоит из углекислого газа. Около 4% приходится на долю азота и аргона. Кислорода и водяного пара в марсианской атмосфере меньше 1%. Средняя температура на Марсе значительно ниже, чем на Земле около -40*С. При наиболее благоприятных условиях летом на дневной половине планеты воздух прогревается до 20*С – вполне приемлемая температура для жителей Земли. Но зимней ночью мороз может достигать -125*С. Такие резкие перепады температуры вызваны тем, что разреженная атмосфера Марса не способны долго удерживать тепло. Над поверхностью планеты часто дуют сильные ветры, скорость которых доходит до 100 м/сек. Малая сила тяжести позволяет даже разреженным потокам воздуха поднимать огромные облака пыли. Иногда довольно обширные области на Марсе бывают охвачены грандиозными пылевыми бурями. Глобальная пылевая буря бушевала с сентября 1971 по январь 1972г., подняв в атмосферу на высоту более 10 км около миллиарда тонн пыли.

Водяного пара в атмосфере Марса совсем немного, но при низких давлении и температуре он находится в состоянии, близком к насыщению, и часто собирается в облака. Марсианские облака довольно невыразительны по сравнению с земными, хотя имеют разнообразные формы и виды: перистые, волнистые, подветренные (вблизи крупных гор и под склонами больших кратеров, в местах защищенных от ветра). Над низинами, каньонами, долинами – и на дне кратеров в холодное время суток часто стоят туманы.

Смена времен года на Марсе происходит так же, как на Земле. Ярче всего сезонные изменения проявляются в полярных областях. В зимнее время полярные шапки занимают значительную площадь. Граница северной полярной шапки может удалиться от полюса на треть расстояния от экватора, а граница южной шапки преодолевает половину этого расстояния. Такая разница вызвана тем, что в северном полушарии зима наступает, когда Марс проходит через перигелий своей орбиты, а в южном – когда через афелий (т.е. в период максимального удаления от Солнца). Из-за этого зима в южном полушарии холоднее, чем в северном.

С наступлением весны полярная шапка начинает съёживаться, оставляя за собой постепенно исчезающие островки льда. По-видимому, ни одна из шапок не исчезает полностью. До начала исследований Марса при помощи межпланетных зондов предполагалось, что его полярные области покрыты застывшей водой. Более точные исследования обнаружили в составе марсианского льда также замерзший углекислый газ. Летом он испаряется и поступает в атмосферу. Ветры переносят его к противоположной полярной шапке, где он снова замерзает. Этим круговоротом углекислого газа и разными размерами полярных шапок объясняется непостоянство давления марсианской атмосферы. В целом у поверхности оно составляет приблизительно 0,006 давления земной атмосферы, но может подниматься и до 0,01.

Фобос и Деймос

Гипотезу о существовании на орбите Марса двух лун впервые высказал знаменитый писатель Джонатан Свифт в своем романе о приключениях Гулливера. Но реальное астрономическое подтверждение этой гипотезы было получено лишь в 1877`ом году.1877-й год был годом великого противостояния, при котором Марс и Земля очень близко подходят друг к другу. Такими благоприятными условиями не мог пренебречь опытный астроном Эсаф Холл (1829-1907), уже заслуживший себе немалый авторитет как один из лучших наблюдателей и вычислителей в Гарвардской обсерватории и профессор математики в Морской обсерватории (Вашингтон), которому и принадлежит открытие двух марсианских лун.

Узнав об открытии из газет, одна английская школьница предложила Холлу названия для новых небесных тел: богу войны в античных мифах вечно сопутствуют его детища – Страх и Ужас, так пусть внутренний из спутников именуется Фобосом, а внешний Деймосом, ибо так эти слова звучат в древнегреческом языке. Названия оказались удачными и закрепились навсегда.

В 1969г., том самом, когда люди высадились на Луне, американская автоматическая межпланетная станция «Маринер-7» передала на Землю фотографию, на которой случайно оказался Фобос, причем он был четко различим на фоне диска Марса. Более того, на фотографии была заметна тень Фобоса на поверхности Марса, и эта тень была не округлой, а вытянутой! Через два с лишним года Фобос и Деймос были специально сфотографированы станцией «Маринер-9». Были получены не только телеснимки с хорошим разрешением, но еще и первые результаты наблюдений при помощи инфракрасного радиометра и ультрафиолетового спектрометра. «Маринер-9» подошел к спутникам на расстояние 5000 км, поэтому на снимках различались объекты с поперечником в несколько сотен метров. Действительно, оказалось, что форма Фобоса и Деймоса чрезвычайно далеко от правильной сферы. Их форма напоминает вытянутую картофелину. Телеметрическая космотехника позволила уточнить размеры этих небесных тел, которые теперь уже существенным изменениям не подвергнутся. По новейшим данным большая полуось Фобоса составляет 13,5 км, а Деймоса – 7,5 км, малая же – соответственно 9,4 и 5,5 км. Поверхность спутников Марса оказалась крайне пересеченной: они практически все испещрены гребнями и кратерами, имеющими, очевидно, ударное происхождение. Вероятно, падение метеоритов на незащищенную атмосферой поверхность, продолжавшееся чрезвычайно долгое время, могло привести к такой её изборожденности.

Марсианские программы

За последние 20 лет к Марсу и его спутникам было совершено множество полетов. Исследования проводили русские и американские станции. Но большинство программ были сорваны. Вот их хронология:

Ноябрь 1962г . АМС «Марс-1» прошел в 197000 километров от «красной» планеты. После 61 сеанса связь потеряна.

Июль 1965г. «Маринер-4» прошел на расстоянии 10 тысяч км. от Марса. Было получено множество фотографий поверхности этой планеты, были обнаружены кратеры, уточнена масса, состав атмосферы.

1969г. «Маринер-6» и «Маринер-7» находились на расстоянии 3400 км. от поверхности. Было получено несколько десятков снимков с разрешением до 300м.

Май 1971г. Запускаются «Марс-2» и «Марс-3» и «Маринер-9». «Марс-2,-3» вели исследования с орбит искусственных спутников, передавая данные о свойствах атмосферы и поверхности Марса по характеру излучения в видимом, инфракрасном и ультрафиолетовом диапазонах спектра, а также в диапазоне радиоволн. Была измерена температура северной шапки (ниже -110*С); определены протяженность, состав, температура атмосферы температура поверхности, получены данные о высоте пылевых облаков и слабом магнитном поле, а также цветные изображения Марса. После проведенных исследований обе станции были потеряны. «Маринер-9» передал на Землю 7329 снимков Марса с разрешением 100м, а также фотографии его спутников.

1973г. Космические аппараты «Марс-4,-5,-6,-7» достигла окрестностей Марса в начале 1974г. Из-за неисправности бортовой системы торможения «Марс-4» прошел на расстоянии около 2200 км от поверхности планеты, выполнив только ее фотографирование. «Марс-5» проводил дистанционные исследования поверхности и атмосферы с орбиты искусственного спутника. «Марс-6» совершил мягкую посадку в южном полушарии. На Землю были переданы данные о химическом составе, давлении и температуры атмосферы. «Марс-7» прошел на расстоянии 1300 км от поверхности, не выполнив своей программы.

1975г. Запущены два американских «Викинга». Посадочный блок «Викинга-1» совершил мягкую посадку на Равнине Хриса 20 июля 1976г., а «Викинга-2» – на Равнине Утопия 3 сентября 1976г. В местах посадок были проведены уникальные эксперименты с целью обнаружения признаков жизни в марсианском грунте.

1988г. Советские станции «Фобос-2,-3», которые должны были исследовать Марс и его спутник Фобос, не смогли, к сожалению, осуществить основную программу. Связь была потеряна 27 марта 1989г.

1992г. Американский космический аппарат «Марс-Обсервер» также не выполнил своей задачи, связь с ним была потеряна 21 августа 1993г.

ИЮЛЬ 1997г. «Mars Pathfinder» – самая интересная из программ исследования Марса, о ней стоит рассказать подробнее. 4 июля 1997 года на поверхность Красной планеты опустился автоматический аппарат землян «Патфайндер» (Следопыт). Весь путь к Марсу протяженностью полмиллиарда километров «следопыт» преодолел со скорость более ста тысяч километров в час. Американские специалисты, создавшие межпланетный зонд и отправившие его в столь длительное и опасное путешествие, проявили чудеса изобретательности, чтобы «Следопыт» добрался до места в целости и сохранности. Особенно тревожились они за последний этап – посадку зонда на поверхность. Наибольшую опасность для зонда представляли неистовые бури на Марсе. Перед посадкой был замечен неистовый шторм примерно в тысячи километрах от точки приземления.

«Следопыт» впервые должен был достигнуть Красной планеты без выхода на орбиту. Для этого включились тормозные ракеты, и зонд вошел в атмосферу Марса на сниженной скорости 7,5 км. в секунду. Для дальнейшего торможения спуска был выпущен парашют с гирляндой надувных баллонов. Парашют уменьшил скорость до 100 метров в секунду. За 8 секунд до посадки заполнились газом баллоны. Непосредственно перед касанием скального грунта был «отстрелян» парашют, баллоны ударились о почву, спружинив, подскочили на высоту 15 метров. И так, подпрыгнув несколько раз, весь комплекс замер лишь в 20 километрах от запланированного места. И здесь случилась небольшая неполадка: один из надувных баллонов зацепился за край «лепестка» (секции раскрытой солнечной батареи) и помешал выходу из чрева аппарата самоходного шестиколесного робота «Соджорнер» («Попутчик»). Пришлось по команде с Земли поднять секцию солнечной батареи на 45 градусов и держать ее в таком положении 10 минут. За это время баллон был приспущен, что дало возможность «Попутчику» выкатиться на скальный грунт и приступить к исследованиям.

Через 90 минут после посадки зонда специалисты НАСА получили первые слабые радиосигналы с антенны, закрепленной на одном из лепестков. Это значило, что посадка прошла успешно. Сигналы передавались в мертвой тишине при температуре минус 220 Цельсия! Предстояло длительное ожидание в течение нескольких часов марсианского восхода солнца для возможности подзарядки солнечных батарей. Тогда пойдут сигналы от более мощной антенны, а вместе с ними и снимки поверхности планеты.

Первые же полученные стереоскопические снимки показали, что посадка совершена в районе древнего канала Арес Валлис, который некогда переносил в тысячи раз больше воды, чем наша нынешняя Амазонка. Как известно, «каналы» были обнаружены с Земли сто лет назад и вызвали к жизни гипотезы о разумных марсианах, развернувших на своей планете мощную ирригационную систему. Специалисты по метеоритам, увлеченные поисками следов жизни на Марсе, заявили, что на снимках представлено большое разнообразие скальных пород, заслуживающих серьезного внимания геологов. Некоторые скалы несут явные следы былых воздействий водных масс.

Межпланетный зонд «Следопыт» является предшественником амбициозной серии дальнейших марсианских экспедиций. Особый интерес к ним разожгли прошлогодние находки следов примитивных форм жизни в марсианском метеорите, упавшем на Землю более 1300 лет назад.

Марс – одновременно 4-я планета по удаленности от Солнца и 7-я по размерам во всей Солнечной системе. Масса равна 10,7% массы Земли, линейный средний диаметр – 0,53 д. Земли, а объем – 0,15 объема нашей планеты. Свое название получила в честь древнеримского бога Марса. Из-за красного оттенка поверхности (оксид железа) планеты ее иногда называют «красной планетой». Относится к земной группе с разреженной атмосферой. Из поверхностного рельефа особенными являются вулканы, пустыни, долины, ледниковые полярные шапки и похожие на лунные ударные кратеры.

Марс окружен двумя естественными спутниками – Деймосом и Фобосом, они обладают небольшими размерами и имеют неправильную форму.

На планете есть самая высокая гора – потухший вулкан Олимп, самый крупный каньон – долина Маринер. А в 2008 году были опубликованы доказательства наличия самого большого ударного кратера. Его длина составляет 10,6 тыс. км, а ширина превышает размеры предыдущего найденного кратера в 4 раза – 8,5 тыс. км.

Аналогично Земле Марс также вращается и обладает сменой времен года, но климат планеты значительно суше и холоднее. До полета «Маринер-4» (автоматическая межпланетная станция) в 1965 году большая часть исследователей считала, что на поверхности Марса есть вода в жидком виде. Данная мысль основывалась на наблюдениях за периодическими изменениями в темных и светлых участках, в особенности касательно полярных широт, которые имели прямое сходство с континентами и морями. Длинные темные линии обусловливались некоторыми учеными как ирригационные каналы для воды. Немного позже выявили прямые доказательства того, что это оптическая иллюзия.

Вода в жидком виде отсутствует на 70% поверхности планеты из-за низкого давления. Аппарат НАСА «Феникс» нашел воду в состоянии льда в грунте Марса. А собранные геологические данные другими марсоходами позволяют выдвинуть теорию о наличии воды в прошлом планеты. Наблюдения последних годов дали ясно понять, что в некоторых местах есть гейзерная активность.

Начиная с февраля 2009 года на орбите Марса находится 3 функционально-активных космических аппарата: «Марс-экспресс», «Марс Одиссей» и «Mars Reconnaissance Orbiter». А на поверхности планеты находятся два марсохода: «Curiosity» и «Opportunity», активно исследующих геологические особенности. В неактивном стоянии находится несколько марсоходов и посадочных модулей.

Планета отлично видна невооруженным глазом и обладает видимой звездной величиной в 2,91. По яркости Марс уступает Юпитеру и Венере. Довольно интересной особенностью считается противостояние Марса, которое можно видеть каждые два года (последний раз был в 2014 году с 9 по 14 апреля). Один раз в 15 лет оранжевая планета становится самым ярким объектом в звездном ночном небе.

Орбитальные характеристики

Максимальное расстояние между нашей планетой и Марсом – 401 млн км, а минимальное – 55,76 млн км. Среднее расстояние к Солнцу – 228 млн км, а период выражения вокруг него равен 687 суткам Земли. Орбита планеты характеризуется заметным эксцентриситетом, поэтому длина до Солнца постоянно меняется от 206,6 до 249,2 миллиона километров. Наклон орбиты равен 1,85°.

Самое близкое расстояние от Марса до нашей планеты происходит в период противостояния, а именно когда планета расположена на небе в противоположном направлении по отношению к Солнцу.

По линейному размеру Марс в 2 раза меньше, чем Земля. Экваториальный радиус составляет 3396,9 км. А площадь поверхности равна площади суши нашей планеты. Хоть период вращения у Марса и больше, чем у Земли, полярный радиус на 20 км меньше экваториального. По этому поводу выдвинута теория об изменении скорости вращения планеты со временем. Период вращения составляет 24 ч. 37 мин. 22,7 сек. Средние солнечные сутки (солы) составляют 24 ч. 39 мин. 35,24 сек., что на 2,7% длиннее, чем на Земле. Марсианский год – 668,6 суток.

Красная планета вращается вокруг собственной оси под углом 25,19°. Благодаря чему обеспечивается смена времен года. Вытянутость орбиты привела к немалым различиям в их продолжительности. Северное лето на Марсе очень долгое и холодное, а южное – жаркое и короткое.

Климат и атмосфера

Температура не постоянна и обладает большой градацией. На полюсе зимой -153°С, а на экваторе в полдень +20°С. Средняя температура -50°С. Атмосфера на планете очень разрежена поскольку состоит из углекислого газа. При этом давление в 160 раз меньше земного – 6,1 мбар. А из-за большого перепада высот сильно меняется. Примерная толщина – 110 км.

Атмосфера, по данным НАСА, распределена следующим образом: углекислый газ – 95,32%; аргон – 1,6%; азот – 2,7%; аргон – 1,6%; угарный газ – 0,08%; аргон – 1,6%; остальная часть относится к другим газам.

Просвечивая атмосферу на радиоволнах 8 и 32 см АМС «Марс-4», ученые выявили ночную ионосферу с максимумом ионизации на высоте выше 110 км. При этом концентрация электронов 4,6-103 электрон/см3, а вторичный максимум повторялся на высоте 185 км. На среднем радиусе атмосферное давление составляет 636 Па. Плотность у поверхности составляет примерно 0,020 кг/м3, а общая масса ~2,5 1016 кг.

По сравнению с Землей масса атмосферы Марса сильно поднялась в течение года из-за замораживания и таяния полярных шапок (в них присутствует углекислый газ). В зимний период на полярной шапке намораживается 20-30% всей атмосферы.

В районе посадки зонда «Марс-6», Эритрейское море, было зафиксировано давление 6,1 мбар. Именно от этого уровня решено было считать высоту и глубину на планете. Согласно данным этого аппарата, тропопауза расположена примерно на 30-километровой высоте. Очень глубокая область Эллада обладает атмосферным давлением примерно в 12,4 мбар, что превышает в три раза точку воды (около 6,1 мбар), из-за чего при очень высокой температуре вода была бы в жидком состоянии. Но подобное давление приведет к закипанию и превращению воды в пар. На верхушке Олимпа, самый большой вулкан – 27 км, давление достигает отметки от 0,5 до 1 мбар.

Еще до высадки первого посадочного модуля давление измеряли благодаря радиосигналам с АМС «Маринер 4-й, 6-й, 7-й и 9-й серии». При заходе за марсианский диск и при выходе из него давление составляло примерно 6,5 мбар, что в 160 раз меньше, чем на Земле. В расположенных ниже областях показатель менялся до 12 мбар.

Климат сезонный. Угол наклона планеты к плоскости орбиты практически такой же, как и у нас – 25,1919°. На климат также влияют два фактора: больший эксцентриситет орбиты и расстояние до Солнца. Марс проходит перигелий во время середины лета в Южном полушарии и зимы в Северном. Афелий – наоборот. Поэтому климат Северного полушария сильно отличается от Южного. На Севере более мягкая зима и относительно холодное лето, а на Юге зима очень холодная, а лето жаркое. Даже вне полярных шапок в холодный период на поверхности может появляться светлый иней. «Феникс» зафиксировал снегопад, но падающие снежинки, не достигая поверхности, испарялись.

Согласно данным зонда «Марс-6», температура тропосферы в среднем достигает отметки 228 К. Последние исследования из ЦиКС показали, что на Марсе наступил процесс потепления. По некоторым размышлениям ученых выходит, что ранее климат планеты был более влажным и теплым, что сопутствовало наличию дождей и жидкой воды. В подтверждение этой гипотезы выступил результат анализа метеорита ALH 84001, продемонстрировавший температуру Марса 4 млрд года назад – 18°С.

Главная особенность циркуляции атмосферы Марса заключается в фазовых переходах углекислого газа полярных шапок, которые приводят к сильным меридиональным потокам. Моделирование общей циркуляции указывает на значительный годовой ход давления с двумя минимумами незадолго до равноденствий, что подтверждается наблюдениями «Викингом». Анализ данных выявил полугодовой и годовой циклы.

Пылевые вихри и бури

Из-за весеннего таяния полярных шапок повышается давление атмосферы, перемещаются большие массы газа в противоположное полушарие. При этом скорость дующих ветров равна 10-40 м/с. А иногда этот показатель вырастает до 100 м/с. С поверхности поднимается много пыли, провоцируя, таким образом, появление пылевых бурь. Сильные бури полностью скрывают поверхность Марса. Они также оказывают сильное воздействие на распределение атмосферной температуры планеты.

22 сентября 1971 года в светлой области южного полушария началась огромная пылевая буря. Через неделю она охватила примерно 200° по долготе. А на следующий день полностью накрыла южную полярную шапку. Она бушевала до декабря. Советские «Марс-2» и «Марс-3», прибывшие на планету в этот период, пытались заснять ее поверхность, однако из-за пыли сделать это было невозможно. В 70-х годах «Викингом» и «Спиритом» было зафиксировано множество пылевых вихрей. Они очень похожи на земные вихри, но обладают значительно высшим показателем высоты (в 50 раз).

Поверхность

Так называемые материки занимают две трети поверхности планеты, являют собой светлые области. Треть принадлежит темным участкам, именуемым морями. В основном они находятся в южном полушарии, между 10° и 40° широтами. Северное полушарие имеет только два крупных моря – Большой Сирт и Анцидалийское.

Если насчет светлых областей все относительно понятно, то темные до сих пор являются загадкой. На Марсе постоянно происходят пылевые бури, но на темные участки они никакого влияния не оказывают. Ранее считалось, что эта область покрыта растительностью. На данный момент поддерживается теория, что из-за особенности рельефа пыль отсюда легко выдувается сильными ветрами. На крупномасштабных изображениях показано, что в действительности темные области состоят из множества групп темных пятен и полос, имеющих прямое отношение к кратерам, холмам и другим ветровым препятствиям. Скорее всего, долговременные и сезонные изменения связаны с постоянной разницей соотношения покрытых темным и светлым веществом участков поверхности. Полушария планеты имеют сильные отличия по характеру поверхности. Южное полушарие обладает поверхностью на 1-2 км над средним уровнем. Оно очень сильно усеяно кратерами, тем самым напоминая поверхность лунных материков. Северная часть расположена ниже среднего уровня и характеризуется малым количеством кратеров. Большую часть территории занимают гладкие равнины. Подобное различие до сих пор не имеет точного определения. Их граница обусловлена по большому кругу с экваториальным наклоном в 30°. Вдоль нее находятся самые эродированные участки поверхности Марса.

На данный момент установлены две возможные гипотезы возникновения подобной асимметрии. Первая касается раннего геологического этапа, на котором литосферные плиты просто «съехались» в одно полушарие и «застыли». Вторая гипотеза относится к столкновению Марса с другим космическим телом, размер которого равен диаметру планеты Плутон.

Количество кратеров на юге предполагает большую древность поверхности – 3-4 млрд лет. По типу выделяются несколько кратеров: с плоским дном большие кратеры, молодые небольшие чашеобразные кратеры, окруженные валом (чем схожи на лунные) и возвышенные. Два последних типа кратеров довольно-таки уникальны для Марса. С валом образовывались в тех местах, где текли жидкие выбросы, в местах, где покрывало выбросов защищало поверхность от эрозии, образовались возвышенные кратеры. Самым крупным ударным кратером считается равнина Эланда, в поперечине 2100 км.

В тех местах, где присутствует хаотичность ландшафта, поверхность испытала сжатия больших участков и разломы, а иногда и затопление жидкой лавой. В основном такие ландшафты расположены возле истоков прорезанных водой больших каналов. Одна из самых популярных теорий их образования является быстрое таяние подповерхностного льда.

Северное полушарие, помимо больших вулканических равнин, обладает двумя областями крупных вулканов – Элизий и Фарсида. Первая является шестикилометровой возвышенностью над средним уровнем с комплектом из трех вулканов: гора Элизий, купола Гекаты и Альбор. Вторая – это обширная вулканическая равнина (2000 км), достигающая отметки в 10 км над средним уровнем.

Полярные шапки и лед

Изменчивость внешнего вида Марса довольно высока и зависит от времени года. Первое, что меняется – это полярные шапки. Постоянно уменьшаясь и разрастаясь, они создают сезонные атмосферные явления на поверхности планеты. В максимуме расстояние может достигать 50° широты с диаметром в 1000 км. Весной полярная шапка одного из полушарий отступает, тем самым заставляя детали поверхности темнеть.

Южная и Северная полярные шапки состоят из углекислого газа и водяного льда. Спутник «Марс Экспресс» передал данные, согласно которым толщина шапок может достигать отметки в 3,7 км. «Марс Одиссей» на южной полярной шапке обнаружил действующие гейзеры.

На планете находится множество геологических образований, которые сильно напоминают водную эрозию, а именно высохшие русла рек. Одна из гипотез гласит, что эти русла сформировались в результате катастрофических кратковременных событий и не относятся к доказательствам существования речной системы. Но, согласно последним данным, реки текли на протяжении геологически значимых частей времени. Непосредственно найдены инвертированные русла. Помимо этого, присутствуют свидетельства передвижения русел в дельте реки при долгом поднятии поверхности.

В кратере Эберсвальде, юго-западное полушарие, находится самая длинная дельта реки – 115 км. Марсоходы НАСА «Оппортьюнити» и «Спирит» выявили наличие воды в прошлом, а аппарат «Феникс» нашел залежи льда в грунте. Помимо этого, обнаружены темные полосы, свидетельствующие о появлении соленой воды в жидком виде на поверхности. Их появление характеризуется в послелетний период. А к зиме все исчезает. Специалисты НАСА 28 сентября 2012 года заявили о следах пересохшего водного потока. Данное заявление было объявлено после получения фотографий с марсохода «Кьюриосити».

Грунт

Посадочные аппараты определили неодинаковый элементный состав марсианской почвы. Основа – кремнезем, содержащий примеси гидратов оксидов железа, из-за чего у Марса красноватый оттенок. Также обнаружены примеси серы, кальция, натрия, алюминия и магния. Согласно данным зонда «Феникс», соотношение рН марсианской почвы близко к земному, что теоретически позволило бы выращивать растения.

В прошлом на Марсе происходили движения литосферных плит, что подтверждается некоторыми особенностями магнитного поля и расположением вулканов. На данный момент большинство наблюдателей уверены, что такое движение отсутствует из-за большого размера и длительного существования вулканов. Возможно, на Марсе присутствует слабая тектоническая активность, в результате приводящая к появлению пологих каньонов.

Состав грунта

Жизнь на Марсе

Научные гипотезы о жизни на Марсе существуют давно. В атмосфере был найден метан благодаря наблюдениям аппарата «Марс Экспресс». Марсоход «Curiosity» обнаружил всплеск метана в атмосфере планеты и зафиксировал органические молекулы из скалы Камберленд. Условия Марса таковы, что подобный газ быстро разлагается, что свидетельствует о наличии постоянного источника. Их может быть несколько – геологическая активность или жизнедеятельность бактерий. Первый случай маловероятен из-за отсутствия действующих вулканов, а вот второй более интересен. Анализ некоторых метеоритов марсианского происхождения показал образования, похожие на простейшие бактерии. Один из этих метеоритов (ALH 84001) нашли в Антарктиде в 1984 году.

В декабре 2012 года марсоход «Curiosity» передал данные о наличии органических веществ и перхлоратов. Также были выявлены водяные пары. Интересный факт заключается в том, что марсоход опустился на дно высохшего озера.

Определенные анализы и исследования подтверждают, что ранее Марс был лучше приспособлен для жизни. Программа «Викинг» в 70-х годах проводила ряд экспериментов, направленных на обнаружение микроорганизмов. Результат был положительным. До сих пор ведутся ярые споры на этот счет.

Марс - четвёртая планета Солнечной системы. На небе, как и все внешние планеты, он виден лучше всего в периоды противостояний, которые повторяются каждые 26 месяцев. Однако, не все противостояния одинаковы. Орбита Марса довольно сильно вытянута, отчего и расстояния до него в противостояния меняются значительно. Видимые диаметры планеты могут соотноситься как 1 к 2 в два разных противостояния, соотношение яркостей - ещё больше. Самые тесные сближения 3-й и 4-й планет называются великими противостояниями. Они повторяются каждые 15-17 лет.

Марс может быть как ярче Юпитера, так и слабее его, хотя, обычно, в этом споре сильнее гигантская планета. В противостоянии 1997-го года Марс имел -1,3. В 1999-м - -1,6. Великое противостояние 2001-го года позволило Марсу дотянуть до блеска -2,3. Юпитер был близок к соединению с Солнцем, а потому на ночном небе в июне 2001-го года конкурентов у Марса не было. Детали на Марсе можно рассматривать в телескоп с приличным увеличением: х150 и выше.

Марс - одна из планет земной группы, с диаметром немного больше половины диаметра Земли. Она долго рассматривалась как единственная (кроме Земли) планета, на которой вероятно существование жизни, что подкреплялось наблюдением полярных ледяных шапок и сезонных изменений. Наблюдатели., особенно Персиваль Лоуэлл, убедили сами себя в том, что они видят систему прямых русел - каналов, которые могли бы иметь искусственное происхождение, но учёные XX в. от этой идеи отказались. Высадка человека на Марс может произойти в самом начале XXI в.

Это мозаичное изображение Марса, составленное из снимков "Викинга 1", сделанных 1-го июля 1980-го года. Естественные цвета искусственно насыщены, с целью повышения контрастности. Яркая белая область у основания изображения обязана своим происхождением замерзшим углекислому газу и водяному пару. Это так называемая южная полярная шапка. Она имеет около 2 000 км в диаметре. Большой яркий желтый участок поверхности вверху - пустыня Аравия.

Общие сведения

Расстояние от Солнца - 1,5 а.е., экваториальный диаметр - 6,7 тыс. км, в 0,53 земного, масса - 6,4.1023 кг, 0,1 массы Земли. Период обращения вокруг Солнца - 687 дней. Относительно низкая плотность Марса (в 3,95 раза выше плотности воды) позволяет предположить, что в железном ядре содержится всего 25% массы планеты. У планеты имеется слабое магнитное поле, сила которого составляет около 2% от поля Земли. Кора богата оливином и железистыми окислами, которые и придают планете ржавый цвет. Разреженная марсианская атмосфера содержит 95,3% углекислоты, 2,7% молекулярного азота и 1,6% аргона. Кислород присутствует только в виде следов. Атмосферное давление у поверхности составляет 0,7% давления у поверхности Земли. Однако сильные атмосферные ветры вызывают обширные пылевые бури, которые иногда охватывают всю планету. Планета названа в честь бога войны.

История открытий

Марс несколько веков пристально изучался с Земли. За красноватый свет ее прозвали Кровавой планетой. Не мудрено, что Марс имеет такое воинственное название. Отношение к назойливости людей, стремящихся всё разузнать, у красной планеты было соответствующим: ни к одной планете не было запущено такого числа космических аппаратов, и ни одна планета не несла таким запускам столько неудач. АМС (Автоматическая Межпланетная Станция) выходили из строя в полёте или при попытке сесть на поверхность. С Земли посылались ошибочные команды, сводившие на нет все усилия. Наконец, 1-й российский крупный межпланетный проект "Марс прервался у самой Земли: ошибка произошла при запуске. В соревновании кому больше не повезёт, бесспорно, отличились и отечественные космические аппараты. А всего же успешно выполнили свою задачу меньше трети всех запущенных к планете АМС. Но вернёмся к прошлому более далекому.

При изучении Марса в телескоп на нём можно различить несколько потемнений на фоне красно-оранжевого фона. Эти тёмные участки впервые описал голландец Христиан Гюйгенс в 1659-м году. Как эти, так и другие видимые детали марсианского диска так и не поддались верному объяснению до полетов АМС.

Почти в то же время, в 1704-м году, пока Гюйгенс слагал свои описания, итальянец Кассини Кассини Джан Домнико рассмотрел у полюсов Марса светлые участки, которые назвали полярными шапками.

Два других примечательных события произошли в один год. В 1887-м году американец Асаф Холл открыл у планеты два спутника, которые прозвали Фобосом и Деймосом. Имена их означают соответственно "Страх" и "Ужас". Эти крохотные (всего несколько километров) планетки удалось рассмотреть только благодаря великому противостоянию. Воспользовавшись тем же обстоятельством, итальянский астроном Джованни Скиапарелли составляет первую карту поверхности Марса. На светлых участках учёному привиделась сеть тёмных линий, которые он назвал протоками. Дальнейшие исследования Скиапарелли позволили ему уверовать в своё открытие. Он заявил, что протоки окутывают всю поверхность Марса. Все бы ничего, да вот эти самые протоки при переводе итальянского слова canali переименовали в каналы. Ничего не подозревавший Скиапарелли против своей воли поместил на четвёртую планету искусственные гидросооружения. Начиная с этого момента, главной проблемой Марса считалась жизнь на нём.

Не привели ни к каким серьёзным открытиям все усовершенствования телескопов, которые принесли с собой шесть десятилетий 20-го века. Строились специальные обсерватории для изучения Марса (как никак, обитаемая планета), но всё больше становилось неясного. Тогда настала эра межпланетных станций: советских "Марсов" и "Фобосов", американских "Маринеров", "Викингов".

Отечественные исследования Марса: эра космонавтики

Первой АМС, стартовавшей в сторону Марса, стал аппарат "Марс 1". Этот полёт начался 01.11.1962г. года и ознаменовался первой неудачей: система управления АМС сработала ненадёжно, "Марс 1" сошел с траектории. Достижением для того времени было расстояние, до которого "Марс 1" поддерживал связь с Землей: 106 млн. километров!

К великому противостоянию 10.08.1971г. года отечественные учёные подготовились и отметились запуском "Марса 2" и "Марса 3". 27.11 и 02.12 они достигли Марса и были выведены на околопланетные орбиты. Из-за поднявшейся пылевой бури, охватившей всю планету, из Космоса нельзя было рассмотреть какие-либо детали поверхности. Спускаемый аппарат "Марса 3" при прохождении атмосферы передавал информацию, но в момент посадки связь оборвалась. "Марс 2" и "Марс 3" провели обширную программу исследований по 11 экспериментам. Именно эти АМС впервые сумели обнаружить у Марса магнитное поле, значительно более слабое, чем поле Земли.

Дальше - больше. В июле-августе 1973-го года запускаются ещё 4 автоматические станции серии "Марс". И снова бог войны в штыки принял поползновения неугомонных землян. "Марс 4" не смог выйти на орбиту вокруг Марса и прошел в 2 200 км от поверхности, проводя её фотосъёмку. "Марс 5" благополучно вышел на околопланетную орбиту и произвёл качественную фотосъёмку поверхности, выбирая места для спускаемых аппаратов станций "Марс 6" и "Марс 7". Однако последние так и не смогли добраться до поверхности планеты в рабочем состоянии, а спускаемый аппарат "Марса 7" даже не смог выйти на посадочную траекторию. Неудачным оказался полёт и двух наших станций "Фобос" в 80-х годах. В 1996-м году неудачно стартовал "Марс 96".

Отечественные страницы исследования Марса полны горьких разочарований. Особенно досадным является неудача "Марса 96" - первого крупного межпланетного проекта России. Теперь неизвестно, будут ли в состоянии наши учёные послать к Марсу или другому телу Солнечной системы другой аппарат. Материальная база отечественной космонавтики просто удручающе скудна, на этом фоне "Марс 96" - просто трагедия. Впрочем, давайте верить.

Американские исследования Марса

В 60-х годах к Марсу были запущены четыре "Маринера". "Маринер 3" до Марса не добрался, остальные проследовали по пролётной траектории. Проект полёта к Марсу 8-го и 9-го "Маринеров" должен был состоять из запуска и полёта двух космических кораблей, задачи которых должны были бы дополнять друг друга. Но из-за неудачного старта "Маринера 8", "Маринер 9" объединил в себе обе программы: фотографирование 70% поверхности Марса и анализ временных изменений в марсианской атмосфере и на поверхности планеты.

Следующий, и тоже успешный, американский проект связан с двумя АМС "Викинг". "Викинг 1" был запущен 20.08.1975 года и прибыл к Марсу 19 июня 1976-го. Первый месяц орбитальных исследований был посвящён изучению поверхности Марса с целью найти места для приземления спускаемых аппаратов. 20 июля 1976-го года спускаемый аппарат "Викинга 1" приземлился в точке с координатами 22°27`с.ш., 49°97`з.д.

"Викинг 2" был запущен 9 сентября 1975-го года и выведен на орбиту Марса 7 августа 1976-го года. Спускаемый аппарат "Викинга 2" приземлился в пункте 47°57`с.ш., 25°74`з.д. 03.09.1976г. Оставшиеся на орбите модули засняли почти всю поверхность с Разрешением 150-300 метров и избранные участки с разрешением до 8-ми метров. Самая низкая точка над поверхностью для обеих орбитальных станций находилась на высоте 300 км.

"Викинг 2" прекратил своё существование 25 июля 1978-го года после 706-ти оборотов, а "Викинг 1" - 17 августа, после свыше 1 400-т оборотов вокруг Марса. Спускаемые аппараты "Викингов" передали изображения поверхности, взяли образцы грунта и исследовали их для выяснения состава и наличия признаков жизни, изучены погодные условия, проанализирована информация от сейсмометров. Основными результатами полёта "Викингов" стали наилучшие до 1997-го года изображения Марса, выяснение структуры его поверхности. Температура в месте посадок "Викингов" колебалась от 150 до 250 К. Признаков жизни найти не удалось.

Mars Observer" (Наблюдатель Марса). 23-го августа связь с аппаратом была потеряна... (снимок получен 27-го июля 1993-го года). В 1997-м году, в год очередного противостояния, Марс активно изучался как с Земли, так и с помощью АМС. Марс - весьма популярная для исследователей планета. Слева Вы видите два снимка телескопа имени Хаббла. Справа - его же наблюдение 1996-го года за пылевой бурей в северных полярных районах Марса.

Химический состав, физические условия и строение Марса

На Марсе наблюдаются разнообразные формы облаков и тумана. Рано утром туман сгущается в долинах, а по мере того, как ветры поднимают охлаждающиеся воздушные массы на возвышенные плато, облака появляются и над высокими горами Фарсида. Зимой северная полярная шапка окутывается завесой ледяного тумана и пыли, называемой полярным капюшоном. Подобное явление в несколько меньшей степени наблюдается и на юге.

Полярные области покрыты тонким слоем льда, который, как полагают, является смесью водяного льда и твердой углекислоты. Изображения с высокой степенью разрешения показывают спиральные образования и страты нанесенного ветром вещества. Северная полярная область окружена рядами дюн. Полярные ледяные шапки увеличиваются и убывают в соответствии со сменой времён года. Смена времён года, как и на Земле, обусловлена наклоном оси вращения планеты (на 25°) к орбитальной плоскости. Марсианский год примерно вдвое длиннее земного, так что времена года также более длинные. Однако из-за относительно высокого эксцентриситета орбиты Марса они имеют неравную продолжительность: лето в южном полушарии (которое наступает, когда Марс находится около перигелия) короче и жарче лета на севере. Наблюдаемые с Земли сезонные изменения внешнего вида деталей объясняются физическими и химическими процессами.

Атмосфера на Марсе разрежена, так как Марс не способен долго удерживать возле себя молекулы газов. В отдалённом будущем, атмосфера, видимо, совсем растворится в пространстве. А в настоящий момент её давление у поверхности в лучшем случае составляет лишь один процент от нормального земного атмосферного давления. Однако втрое меньшая сила тяжести на поверхности Марса позволяет даже такому разреженному воздуху поднимать миллионы тонн пыли. Пылевые бури на красной планете - не редкость. Астрономы, стремящиеся что-либо с Земли разглядеть на Марсе, борются уже с двумя атмосферами. Пылевые бури в марсианской атмосфере иногда могут бушевать месяцами. Состоит же эта марсианская воздушная накидка, в основном, из углекислого газа, с незначительными примесями водяных паров и кислорода.

На Марсе, из-за низкого давления, не может быть жидкой воды. Она там присутствует либо в газообразном состоянии, либо в виде льда. Замерзающие углекислый газ и водяной пар образуют полярные шапки, размер которых с движением Марса по орбите меняется. На Марсе происходит смена времён года, по тем же причинам, что и на Земле. Зимой в Северном полушарии полярная шапка растёт, а в Южном почти исчезает: там лето. Через полгода полушария меняются местами. Однако, южная шапка зимой разрастается до половины расстояния полюс-экватор, а северная - только до трети. Почему же так неравноправно распределены роли? Так как орбита Марса весьма вытянута, то один и тот же сезон в разных полушариях Марса протекает по-разному. В южном полушарии планеты зима более холодная, а лето - более тёплое. Летом Южного полушария Марс проходит ближайший к Солнцу участок своей орбиты, а зимой - самый удалённый. С Землей, кстати, происходит то же самое. Интересно, что и наклоны осей вращения планет к плоскости орбит почти равны, а сутки различаются лишь на несколько минут.

Небо на Марсе жёлтое или красноватое, из-за взвешенной в атмосфере пыли, рассеивающей свет. Это видно и на снимках, переданных спускаемыми аппаратами. Температура на поверхности планеты может колебаться от +25°С до -125°С. Атмосфера Марса является плохим защитником от холодного Космоса. Поверхность Марса имеет красноватый цвет из-за значительного количества примесей окислов железа. В целом, южное полушарие планеты в большей степени покрыто кратерами. Неведомая катастрофа, возможно, стерла почти все следы древних кратеров к северу от экватора. Вообще, если мысленно разделить планету пополам большим кругом, наклоненным на 35° к экватору, то между двумя половинами Марса можно обнаружить заметное различие в характере поверхности. Южная часть имеет в основном древнюю поверхность, сильно изрытую кратерами. В этом полушарии расположены главные ударные впадины - равнины Эллада, Аргир и Исиды.

На севере доминирует более молодая и менее богатая кратерами поверхность, лежащая на 2-3 км ниже. Самые высокие области - большие вулканические купола гор Фарсида и равнины Элизий. Над обеими областями доминируют несколько огромных потухших вулканов, самым большим из которых является гора Олимп. Эти вулканические области расположены на восточном и западном концах огромной системы каньонов - долины Маринер, которая простирается на 5000 км вдоль экваториальной области и имеет среднюю глубину 6 км. Полагают, что она возникла в результате разлома, связанного с надвигом купола Фарсида.

На Марсе раньше текли реки, от которых остались лишь сухие русла. Кроме этих ископаемых рек, на поверхности Марса есть высокие вулканы, один из которых - Олимп - высочайшая гора в Солнечной системе, его высота - 28 км. Планета изобилует именно щитовыми вулканами, образованными застывшими потоками лавы. Такие вулканы имеют очень пологие склоны и основания большой площади. В прошлом, Марс проявлял завидную вулканическую активность.

На Марсе также засняты песчаные дюны, гигантские каньоны и разломы, метеоритные кратеры. Кроме воздействия ударов метеоритов, поверхность Красной планеты подвержена влиянию атмосферы и, пусть мало активной, гидросферы. На Марсе имеет место выветривание, пусть и не столь ощутимое, как на Земле. На Марсе присутствуют осадочные породы. Выветривание в прошлые времена, видимо, было заметнее, подкреплялось действием некогда существовавшей жидкой воды, более высокими температурами и атмосферным давлением. Некоторые разломы поверхности планеты - следствие тектонической активности Марса в далёком прошлом.

Слева снимок "Маринера 9" показывает значительную часть Долины Маринера на Марсе, являющейся гигантским разломом в марсианской коре. Схожие образования есть и на Земле. Цвета на этом изображении несколько светлее настоящих.

Справа - сброс, порождённый эрозией во времена, когда на Марсе ещё было довольно много воды (снимок "Маринера 9").

У Марса есть слабое магнитное поле, в 800 раз уступающее по напряжённости земному. Это наводит на мысль о том, что у планеты есть хотя бы частично расплавленное металлическое ядро. По предварительным оценкам, диаметр ядра Марса составляет половину всего диаметра планеты.

Спутники Марса

Сравните с Луной________Фобос___________Деймос__________Луна
Расстояние от планеты___9 400 км________23 500 км_______384 400 км
Период обращения________7 ч 39 м________30 ч 18 м_______27,3 земных суток
Размеры_________________19х21х27 км_____11х12х15 км_____3 476 км

Два спутника Марса - Фобос и Деймос - бесформенны и совсем невелики, рассмотреть их в небольшой телескоп трудно. Спутники покрыты кратерами и изрыты бороздами неясного происхождения. Некоторые учёные полагают, что эти спутники - захваченные Марсом астероиды.

Интересные подробности

Четыре изображения Лица на Марсе - необычного рельефного образования. Во время съёмки этого участка поверхности лучи Солнца так осветили эту возвышенность, что она стала сильно походить на некую маску или таинственный лик (снимки "Викинга 1"). Снимки вызвали ещё один виток страстей вокруг жизни на Марсе и цивилизации на этой планете. Было написано множество книг, прочтено сотни лекций по поводу марсианского сфинкса. Однако, в рожицах на красной планете недостатка нет.
Теперь же жизнь на Марсе нашли в... Антарктиде

Группа учёных, ведомая Дэвидом Мак Кэем, в 90-х годах опубликовала статью, заявляющую об открытии существования (хотя бы в прошлом) бактериальной жизни на Марсе. Изучение метеорита, как предполагается, попавшего на Землю с Марса и упавшего в Антарктиде, дало интересные результаты. В веществе метеорита найдены органические соединения, схожие с продуктами жизнедеятельности земных бактерий. Там же обнаружены минеральные образования, соответствующие побочным продуктам бактериальной деятельности, и небольшие шарики карбонатов, которые могут быть микроископаемыми простых бактерий.

Как же кусок Марса попал на Землю? Исследователи на это вопрос отвечают так. Исходные раскалённые горные породы затвердели на Марсе около 4,5 миллиардов лет тому назад,¬где-то 100 миллионов лет спустя после образования планеты. Эта информация основывается на изучении радиоизотопов метеорита. Между 3,6 и 4 миллиардов лет тому назад горная порода была разрушена, возможно, из-за падения метеорита. Вода, проникшая в трещины,¬позволила существовать простым бактериям в этих разломах. Приблизительно 3,6 миллиарда лет тому назад, бактерии и их побочные продукты стали ископаемыми в разломах. Эти сведения получены при изучении радиоизотопов в трещинах. 16 миллионов лет тому назад большой метеорит упал на Марс, выбив значительный кусок злосчастной породы, извергнув его в пространство. Обоснование именно такой давности события - исследование действия на метеорит космических лучей, под влиянием которых он находился всё время странствия в космосе. Это путешествие закончилось выпадением метеорита в Антарктиде.

У учёных есть ответ и на то, каким образом было установлено именно марсианское происхождение небесного гостя. Метеорит весит 1,9 килограмма. Он - один из полутора десятков метеоритов,обнаруженных на Земле, которые считаются марсианскими. Большинство метеоритов сформировались в начале истории Солнечной системы, около 4,6 миллиардов лет тому назад. Одиннадцать из двенадцати марсианских метеоритов имеют возраст меньше, чем 1,3 миллиарда лет,¬а посланец жизни - 4,5 миллиарда лет, являясь единственным исключением.

Все двенадцать - раскалённые прежде породы, кристаллизовавшиеся из расплавленной магмы, что говорит об их планетном происхождении, а не связанном, скажем, с астероидом. У них у всех схожий друг с другом состав. Все они также носят следы, подтверждающие нагрев от удара, выбросившего их в Космос, а в одном из них обнаружен пузырёк воздуха, состав которого схож с составом марсианской атмосферы, изученной "Викингами". Все это, видимо, позволяет сказать, что эти метеориты родом с Марса.

Оптимизму нет предела, но по поводу всей этой истории есть и другие мнения, загоняющие планету Земля в бездну одинокого существования в безжизненной Вселенной. Ещё рано горевать, но и радоваться надо с осторожностью. Есть ли жизнь на Марсе, нет ли жизни на Марсе - науке это не известно. Наука пока не в курсе дела. Планируется множество запусков АМС в начале грядущего тысячелетия. Поживём - увидим.

В завершение, отметим, что при изучении снимков "Викингов", были обнаружены два кратера, которые, в принципе, и могут являться следами падения того большого метеорита на Марс, который, якобы, извергнул горные породы в окружающее планету космическое пространство.

Марс в цифрах:

Масса_________________________________0,107 массы Земли (6,42.1023 кг)

Диаметр_______________________________0,532 диаметра Земли (6 786 км)

Плотность_____________________________3,95 г/см3

Температура поверхности_______________от -125°С до +25°С

Длительность звёздных суток___________24,62 часа

Среднее расстояние от Солнца__________1,523 а.е. (227,9 млн. км)

Период обращения по орбите____________687,0 земных суток

Наклон экватора к орбите______________25°12"

Эксцентриситет орбиты_________________0,093

Наклонение орбиты к эклиптике_________1°51"

Долгота Восходящего узла______________49°38"