Марс

Эта статья о планете. Чтобы узнать о божестве, см. Марс (мифология) . Чтобы узнать о других значениях, см. Марс (значения) .

Марс

Марс в истинном цвете, как было заснято орбитальным аппаратом «Надежда» . гору Олимп В центре можно увидеть гору Тарсис, слева и долину Маринерис справа.
Обозначения
Прилагательные	марсианин
Символ
Орбитальные характеристики
Эпоха J2000
Афелион	249 261 000 км ( 1666 21 а.е.)
Перигелий	206 650 000 км (1,3814 а.е.)
Большая полуось	227 939 366 км ( 1 523 680,55 долларов австралийских )
Эксцентриситет	0.0934
Орбитальный период (сидерический)	686,980 д ( 1,880 85   лет ; 668,5991   сол )
Орбитальный период (синодический)	779,94 д (2,1354 за )
Средняя орбитальная скорость	24,07 км/с
Средняя аномалия	19.412°
Наклон	1,850° до эклиптики 5,65 к солнечному экватору ° 1,63° к неизменной плоскости
Долгота восходящего узла	49.578 54 °
Время перигелия	2022-июнь-21
Аргумент перигелия	286.5°
Спутники	2 ( Фобос и Деймос )
Физические характеристики
Средний радиус	3 389,5 ± 0,2 км   ( 2 106,1 ± 0,1 мили)
Экваториальный радиус	3 396,2 ± 0,1 км   ( 2 110,3 ± 0,1 мили; 0,533 Земли)
Полярный радиус	3 376,2 ± 0,1 км   ( 2 097,9 ± 0,1 мили; 0,531 Земли)
Сглаживание	0.005 89 ± 0.000 15
Площадь поверхности	1.4437 × 10 8 км 2 (0,284 Земли)
Объем	1.631 18 × 10 11 км 3 (0,151 Земли)
Масса	6.4171 × 10 23 кг (0,107 Земли)
Средняя плотность	3,9335 г/см 3
Поверхностная гравитация	3,72076 м/с 2 (0,3794 г 0 )
Коэффициент момента инерции	0.3644 ± 0.0005
Скорость убегания	5,027 км/с ( 18 100 км/ч)
Синодический период вращения	1,027 491 25 д 24 час 39 м 36 с
Сидерический период вращения	1,025 957 д 24 час 37 м 22.7 с
Экваториальная скорость вращения	241 м/с (870 км/ч)
Осевой наклон	25,19 ° к плоскости орбиты.
Северный полюс, прямое восхождение	317.681 43 ° 21 час 10 м 44 с
Северного полюса Склонение	52.886 50 °
Альбедо	0,170 геометрический 0,25 Бонд
Температура	209 К (-64 ° C) ( температура черного тела )
поверхности . Температура мин иметь в виду Макс Цельсия −110 °С −60 °С 35 °С Фаренгейт −166 ° F −80 ° F 95 °Ф
поверхностной дозы поглощенной Мощность	8,8 мкГр/ч
поверхностной эквивалентной дозы Мощность	27 мкЗв/ч
Видимая величина	от −2,94 до +1,86
Абсолютная величина (H)	−1.5
Угловой диаметр	3.5–25.1″
Атмосфера
на поверхность Давление	0,636 (0,4–0,87) кПа 0,00628 атм
Состав по объему	95,97% углекислого газа 1,93% аргон 1,89% азота 0,146% кислорода 0,0557% монооксид углерода 0,0210% водяного пара

Марс — четвертая планета от Солнца . Поверхность Марса оранжево-красная, потому что она покрыта пылью оксида железа (III) , что дало ей прозвище « Красная планета ». Марс является одним из самых ярких объектов на земном небе , а его высококонтрастные характеристики альбедо сделали его частым объектом для наблюдения в телескопы . Она классифицируется как планета земной группы и является второй по величине планетой Солнечной системы с диаметром 6779 км (4212 миль). С точки зрения орбитального движения марсианский солнечный день ( сол ) равен 24,5 часам, а марсианский солнечный год равен 1,88 земных лет (687 земных дней). У Марса есть два естественных спутника , небольших размеров и неправильной формы: Фобос и Деймос .

Относительно плоские равнины в северных частях Марса сильно контрастируют с кратерной местностью в южных высокогорьях – такое наблюдение местности известно как марсианская дихотомия . На Марсе находится множество огромных потухших вулканов (самый высокий — гора Олимп , высота 21,9 км или 13,6 миль) и один из крупнейших каньонов в Солнечной системе ( Валлес Маринерис , длина 4000 км или 2500 миль). В геологическом отношении планета довольно активна: марсотрясения под землей дрожат пылевые вихри , по ландшафту проносятся и перистые облака . Углекислый газ Марса в основном присутствует в полярных ледяных шапках и тонкой атмосфере . В течение года наблюдаются большие колебания температуры на поверхности от -78,5 ° C (-109,3 ° F) до 5,7 ° C (42,3 ° F). аналогично временам года на Земле , поскольку обе планеты имеют значительный наклон оси .

Марс образовался примерно 4,5 миллиарда лет назад. В течение Ноахского периода (4,5–3,5 миллиардов лет назад) поверхность Марса была отмечена ударами метеоритов , образованием долин, эрозией и возможным наличием водных океанов . В гесперийский период (3,5–3,3–2,9 миллиарда лет назад) преобладали широкомасштабная вулканическая активность и наводнения, которые прорезали огромные каналы оттока . Амазонский период, который продолжается и по сей день, отмечен влиянием ветра как доминирующего влияния на геологические процессы . Учитывая геологическую историю Марса, возможность существования прошлой или настоящей жизни на Марсе по-прежнему представляет большой научный интерес.

С конца 20-го века Марс исследовался беспилотными космическими кораблями и марсоходами : первый пролет зонда «Маринер-4» в 1965 году, первая орбита зонда « Марс-2» в 1971 году и первая посадка зонда « Викинг-1 » в 1976 году. По состоянию на 2023 год на орбите Марса или на поверхности Марса находится как минимум 11 активных зондов. Марс является привлекательной целью для будущих исследовательских миссий человека , хотя в 2020-х годах такие миссии не планируются.

Естественная история

Основная статья: Геологическая история Марса

Ученые предположили, что во время формирования Солнечной системы Марс был создан в результате случайного процесса безудержной аккреции материала с протопланетного диска , вращавшегося вокруг Солнца. Марс имеет множество отличительных химических особенностей, обусловленных его положением в Солнечной системе. Элементы со сравнительно низкими температурами кипения, такие как хлор , фосфор и сера , встречаются на Марсе гораздо чаще, чем на Земле; молодого Солнца эти элементы, вероятно, были выброшены наружу энергичным солнечным ветром .

После образования планет внутренняя часть Солнечной системы могла подвергнуться так называемой поздней тяжелой бомбардировке . Около 60% поверхности Марса демонстрирует следы столкновений той эпохи. тогда как большая часть оставшейся поверхности, вероятно, находится под огромными ударными бассейнами, образовавшимися в результате этих событий. Однако более поздние модели поставили под сомнение существование поздней тяжелой бомбардировки. Есть свидетельства существования огромного ударного бассейна в северном полушарии Марса, простирающегося на 10 600 на 8 500 километров (6 600 на 5 300 миль), что примерно в четыре раза превышает размер бассейна Южный полюс – Эйткен Луны , который будет самым большим ударным бассейном на сегодняшний день. обнаружено, если оно подтвердится. Была выдвинута гипотеза, что бассейн образовался, когда Марс столкнулся с телом размером с Плутон около четырех миллиардов лет назад. Это событие, которое считается причиной дихотомии марсианского полушария , привело к созданию гладкого бассейна Северного Ледовитого океана , который покрывает 40% территории планеты.

Исследование 2023 года, основанное на наклоне орбиты Деймоса Марса), показывает доказательства того (маленького спутника , что Марс когда-то мог иметь кольцевую систему от 3,5 до 4 миллиардов лет назад. возможно, образовалась из луны, в 20 раз массивнее Фобоса , Эта кольцевая система , вращавшейся вокруг Марса миллиарды лет назад; и Фобос будет остатком этого кольца.

Геологическую историю Марса можно разделить на множество периодов, но можно выделить три основных периода:

• Нойский период: формирование древнейших сохранившихся поверхностей Марса 4,5–3,5 миллиардов лет назад. Поверхности нойского возраста покрыты множеством крупных ударных кратеров. . Считается , что в этот период образовалась выпуклость Тарсис, вулканическое нагорье, с обширным затоплением жидкой водой в конце этого периода Назван в честь Ноахиса Терры .
• Гесперианский период: от 3,5 до 3,3–2,9 миллиардов лет назад. Гесперианский период отмечен образованием обширных лавовых равнин. Назван в честь Hesperia Planum .
• Амазонский период: от 3,3 до 2,9 миллиардов лет назад и по настоящее время. В регионах Амазонки мало метеоритных кратеров, но в остальном они весьма разнообразны. Гора Олимп образовалась в этот период вместе с потоками лавы в других местах Марса. Назван в честь Амазонисской равнины .

Геологическая активность на Марсе все еще продолжается. Долина Атабаска является домом для пластовых потоков лавы, образовавшихся около 200 миллионов лет назад. Потоки воды в грабенах, называемых « ямками Цербера», произошли менее 20 миллионов лет назад, что указывает на столь же недавние вулканические вторжения. Марсианский разведывательный орбитальный аппарат сделал снимки лавин.

Физические характеристики

Основная статья: Геология Марса

Марс составляет примерно половину диаметра Земли, а площадь поверхности лишь немногим меньше общей площади суши Земли. Земли Марс менее плотен, чем Земля: он составляет около 15% объема Земли и 11% массы , что составляет около 38% поверхностной гравитации Земли . Марс — единственный известный в настоящее время пример пустынной планеты Земли , каменистой планеты с поверхностью, напоминающей поверхность жарких пустынь . Красно-оранжевый цвет поверхности Марса вызван оксидом железа или ржавчиной . Это может быть похоже на ириску ; другие распространенные цвета поверхности включают золотистый, коричневый, коричневый и зеленоватый, в зависимости от присутствующих минералов .

• 
  Сравнение: Земля и Марс.
• Анимация (00:40), показывающая основные особенности Марса.
• Видео (01:28) , показывающее, как три орбитальных аппарата НАСА нанесли на карту гравитационное поле Марса.

Внутренняя структура

Внутреннее строение Марса по состоянию на 2024 год.

Как и Земля, Марс состоит из плотного металлического ядра , покрытого менее плотными каменистыми слоями. Самый внешний слой - это кора, толщина которой в среднем составляет около 42–56 километров (26–35 миль). с минимальной толщиной 6 километров (3,7 миль) на равнине Исидис и максимальной толщиной 117 километров (73 мили) на южном плато Тарсис. Для сравнения, толщина земной коры составляет в среднем 27,3 ± 4,8 км. Наиболее распространенными элементами в марсианской коре являются кремний , кислород , железо , магний , алюминий , кальций и калий . Подтверждено, что Марс сейсмически активен; В 2019 году сообщалось, что InSight обнаружил и зафиксировал более 450 марсотрясений и связанных с ними событий.

Под корой находится силикатная мантия, ответственная за многие тектонические и вулканические особенности на поверхности планеты. Верхняя мантия Марса представляет собой зону низких скоростей , где скорость сейсмических волн ниже, чем окружающие интервалы глубин. Мантия кажется твердой на глубине около 500 км, что делает Марс очень толстой литосферой по сравнению с Землей. Ниже этого мантия постепенно становится более пластичной, и скорость сейсмических волн снова начинает расти. Марсианская мантия, по-видимому, не имеет теплоизоляционного слоя, аналогичного нижней мантии Земли ; Земли вместо этого, на глубине ниже 1050 км, она становится минералогически похожей на переходную зону . В нижней части мантии залегает базальный слой жидких силикатов мощностью примерно 150–180 км.

ядро ​​Марса Железо-никелевое полностью расплавлено и не имеет твердого внутреннего ядра. Он составляет около половины радиуса Марса, примерно 1650–1675 км, и обогащен легкими элементами, такими как сера , кислород, углерод и водород .

Геология поверхности

Дополнительная информация: Марсианская почва.

Curiosity Вид на марсианскую почву и валуны после пересечения песчаной дюны «Динго-Гэп».

Марс — планета земной группы , поверхность которой состоит из минералов, содержащих кремний и кислород, металлов и других элементов, которые обычно составляют горную породу . Поверхность Марса в основном состоит из толеитового базальта . хотя некоторые его части более богаты кремнеземом , чем типичный базальт, и могут быть похожи на андезитовые породы на Земле или кварцевое стекло. Области с низким альбедо предполагают концентрацию плагиоклазового полевого шпата , а северные области с низким альбедо демонстрируют более высокие, чем обычно, концентрации листовых силикатов и высококремниевого стекла. Некоторые части южного нагорья содержат заметные количества пироксенов с высоким содержанием кальция . локальные концентрации гематита и оливина . Обнаружены Большая часть поверхности глубоко покрыта мелкозернистой пылью оксида железа(III) .

Хотя на Марсе нет никаких свидетельств существования структурированного глобального магнитного поля , наблюдения показывают, что части коры планеты намагничены, что позволяет предположить, что в прошлом происходили попеременные изменения полярности ее дипольного поля. Этот палеомагнетизм магниточувствительных минералов подобен чередующимся полосам, обнаруженным на дне океана Земли . Одна из гипотез, опубликованная в 1999 году и повторно исследованная в октябре 2005 года (с помощью Mars Global Surveyor ), заключается в том, что эти полосы предполагают тектоническую активность плит на Марсе четыре миллиарда лет назад, до того, как планетарное динамо перестало функционировать и магнитное поле планеты поле померкло.

Посадочный модуль «Феникс» предоставил данные, показывающие, что марсианская почва слегка щелочная и содержит такие элементы, как магний , натрий , калий и хлор . Эти питательные вещества содержатся в почвах на Земле. Они необходимы для роста растений. Эксперименты, проведенные посадочным модулем, показали, что марсианский грунт имеет базовый pH 7,7 и содержит 0,6% соли перхлората . концентрации, токсичные для человека .

Полосы распространены на Марсе, а новые часто появляются на крутых склонах кратеров, впадин и долин. Полосы сначала темные, с возрастом становятся светлее. Полосы могут начинаться на крошечном участке, а затем распространяться на сотни метров. Было замечено, что они следовали за краями валунов и других препятствий на своем пути. Общепринятая гипотеза предполагает, что это темные нижележащие слои почвы, вскрывшиеся после схода лавин яркой пыли или пылевых вихрей . Было выдвинуто несколько других объяснений, в том числе тех, которые связаны с водой или даже с ростом организмов.

Уровни радиации на поверхности составляют в среднем 0,64 миллизиверта радиации в сутки, что значительно меньше, чем радиация 1,84 миллизиверта в сутки или 22 миллизиверта в сутки во время полета на Марс и обратно. Для сравнения, уровни радиации на низкой околоземной орбите , где вращаются земные космические станции , составляют около 0,5 миллизиверта радиации в день. Hellas Planitia имеет самую низкую приземную радиацию - около 0,342 миллизиверта в день, а лавовые трубы к юго-западу от горы Адриакус имеют потенциальный уровень всего 0,064 миллизиверта в день.

География и особенности

Основная статья: География Марса

Дополнительная информация: Ареоид.

См. Также: Категория: Особенности поверхности Марса.

Хотя их больше помнят за картирование Луны, Иоганн Генрих Медлер и Вильгельм Бир были первыми ареографами. Они начали с установления того, что большинство особенностей поверхности Марса являются постоянными, и с более точного определения периода вращения планеты. В 1840 году Мэдлер объединил десятилетние наблюдения и нарисовал первую карту Марса.

Особенности Марса названы из разных источников. Особенности Альбедо названы в честь классической мифологии. Кратеры размером более 50 км названы в честь умерших ученых, писателей и других людей, внесших свой вклад в изучение Марса. Меньшие кратеры названы в честь городов и деревень мира с населением менее 100 000 человек. Большие долины названы в честь слова «Марс» или «звезда» на разных языках; меньшие долины названы в честь рек.

Крупные объекты альбедо сохраняют многие старые названия, но часто обновляются, чтобы отразить новые знания о природе объектов. Например, Nix Olympica (снежа Олимпа) превратилась в Olympus Mons (гора Олимп). Поверхность Марса, видимая с Земли, разделена на два типа областей с различным альбедо. Более бледные равнины, покрытые пылью и песком, богатыми красноватыми оксидами железа, когда-то считались марсианскими «континентами» и получили такие названия, как Arabia Terra ( земля Аравии ) или Amazonis Planitia ( Амазонская равнина ). Считалось, что темные черты — это моря, отсюда и их названия Mare Erythraeum , Mare Sirenum и Aurorae Sinus . Самая большая темная деталь, видимая с Земли, — это Syrtis Major Planum . Постоянная северная полярная ледяная шапка называется Planum Boreum . Южная шапка называется Planum Australe .

Топографическая карта на основе MOLA , показывающая возвышенности (светлые цвета), доминирующие в южном полушарии Марса, и низменности (темные цвета) — северное. Вулканические плато ограничивают районы северных равнин, тогда как нагорья перемежаются несколькими крупными ударными бассейнами.

Экватор Марса определяется его вращением, но положение его нулевого меридиана было указано, как и на Земле (в Гринвиче ), путем выбора произвольной точки; Мэдлер и Бир выбрали линию для своих первых карт Марса в 1830 году. После того, как космический корабль «Маринер-9» предоставил обширные изображения Марса в 1972 году, небольшой кратер (позже названный Эйри-0 ), расположенный в Синус Меридиани («Средний залив» или «Меридиан Бэй»), был выбран Мертоном Дэвисом , Гарольдом Масурски и Жераром де Вокулёром для определения долготы 0,0°, совпадающего с первоначальным выбором.

Поскольку на Марсе нет океанов и, следовательно, нет « уровня моря », в качестве контрольного уровня пришлось выбрать поверхность с нулевой высотой; это называется ареоид Марса, аналог земного геоида . Нулевая высота определялась высотой, на которой составляет 610,5 Па (6,105 мбар ). атмосферное давление Это давление соответствует тройной точке воды и составляет около 0,6% от давления на уровне моря на Земле (0,006 атм).

Для картографических целей Геологическая служба США делит поверхность Марса на тридцать картографических четырехугольников , каждый из которых назван в честь содержащегося в нем классического элемента альбедо. В апреле 2023 года The New York Times сообщила об обновленной глобальной карте Марса, основанной на изображениях космического корабля «Надежда» . Соответствующая, но гораздо более подробная глобальная карта Марса была опубликована НАСА 16 апреля 2023 года.

Вулканы

Основная статья: Вулканология Марса

Фотография самого высокого вулкана на Марсе, Олимпа . Его поперечник составляет около 550 км (340 миль).

Обширная горная область Тарсис содержит несколько массивных вулканов, в том числе щитовой вулкан Гора Олимп . Ширина здания составляет более 600 км (370 миль). Поскольку гора очень большая, со сложной структурой по краям, придать ей определенную высоту сложно. Его местный рельеф, от подножия скал, образующих его северо-западную окраину, до вершины, составляет более 21 км (13 миль). чуть более чем в два раза выше Мауна-Кеа , если считать от ее основания на дне океана. Общий перепад высот от равнин Амазонис-Планития , более 1000 км (620 миль) к северо-западу, до вершины приближается к 26 км (16 миль). примерно в три раза превышает высоту Эвереста , высота которого для сравнения составляет чуть более 8,8 километров (5,5 миль). Следовательно, гора Олимп является либо самой высокой, либо второй по высоте горой Солнечной системы ; Единственная известная гора, которая может быть выше, - это пик Реасильвии на астероиде Веста на высоте 20–25 км (12–16 миль).

Ударная топография

Дихотомия . марсианской топографии поразительна: северные равнины, сплющенные потоками лавы, контрастируют с южными нагорьями, изрытыми и кратерами от древних ударов Вполне возможно, что четыре миллиарда лет назад в северное полушарие Марса попал объект размером от одной десятой до двух третей земной Луны . Если это так, то в северном полушарии Марса образовался бы ударный кратер размером 10 600 на 8 500 километров (6 600 на 5 300 миль), что примерно равно площади Европы, Азии и Австралии вместе взятых, превзойдя Utopia Planitia и Южный полюс Луны – бассейн Эйткен как крупнейший ударный кратер в Солнечной системе.

Марс покрыт множеством ударных кратеров: всего было обнаружено 43 000 наблюдаемых кратеров диаметром 5 километров (3,1 мили) или больше. Самый большой открытый кратер — Эллада , ширина которого составляет 2300 километров (1400 миль) и глубина 7000 метров (23000 футов), и он представляет собой легкую особенность альбедо , хорошо видимую с Земли. Есть и другие примечательные объекты, такие как Аргир диаметром около 1800 километров (1100 миль). и Исидис , диаметр которого составляет около 1500 километров (930 миль). Из-за меньшей массы и размеров Марса вероятность столкновения объекта с планетой примерно вдвое меньше, чем у Земли. Марс расположен ближе к поясу астероидов , поэтому у него повышенная вероятность поражения материалами из этого источника. Марс с большей вероятностью будет поражен короткопериодическими кометами , т. е . теми, которые лежат внутри орбиты Юпитера .

Марсианские кратеры могут имеют морфологию, позволяющую предположить, что земля стала влажной после падения метеорита.

Тектонические объекты

Валлес Маринерис , снимок зонда «Викинг-1» .

Большой каньон Valles Marineris (с латыни « Долины моряков », также известный как Агатодемон на старых картах каналов). ), имеет длину 4000 километров (2500 миль) и глубину до 7 километров (4,3 мили). Длина Valles Marineris эквивалентна длине Европы и занимает одну пятую окружности Марса. Для сравнения, Гранд-Каньон на Земле имеет длину всего 446 километров (277 миль) и глубину почти 2 километра (1,2 мили). Долина Маринерис образовалась в результате разбухания района Тарсиса, что привело к обрушению коры в районе Долины Маринерис. В 2012 году было высказано предположение, что Валлес Маринерис — это не просто грабен , а граница плиты, где произошло 150 километров (93 мили) поперечного движения , что делает Марс планетой с, возможно, двухтектоническим расположением плит .

Дыры и пещеры

Изображения, полученные с помощью системы тепловизионной визуализации (THEMIS) на борту орбитального аппарата НАСА Mars Odyssey, выявили семь возможных входов в пещеры на склонах вулкана Арсия Монс . Пещеры, названные в честь близких их первооткрывателей, известны под общим названием «семь сестер». Входы в пещеры имеют ширину от 100 до 252 метров (от 328 до 827 футов) и глубину от 73 до 96 метров (от 240 до 315 футов). Поскольку свет не достигает дна большинства пещер, они могут простираться намного глубже, чем эти нижние оценки, и расширяться под поверхностью. «Дена» — единственное исключение; его пол виден, его глубина составила 130 метров (430 футов). Внутренности этих пещер могут быть защищены от микрометеороидов, ультрафиолетового излучения, солнечных вспышек и частиц высокой энергии, бомбардирующих поверхность планеты.

Атмосфера

Основная статья: Атмосфера Марса

Общий вид атмосферы Марса с «Надежда» . орбитального аппарата

Марс потерял магнитосферу 4 миллиарда лет назад. возможно, из-за многочисленных ударов астероидов, поэтому солнечный ветер напрямую взаимодействует с марсианской ионосферой , снижая плотность атмосферы за счет удаления атомов из внешнего слоя. И Mars Global Surveyor , и Mars Express обнаружили ионизированные атмосферные частицы, уходящие в космос за Марсом. и эти атмосферные потери изучаются орбитальным аппаратом MAVEN . По сравнению с Землей атмосфера Марса довольно разрежена. Атмосферное давление на поверхности сегодня колеблется от минимума в 30 Па (0,0044 фунтов на квадратный дюйм ) на горе Олимп до более 1155 Па (0,1675 фунтов на квадратный дюйм) в Hellas Planitia , со средним давлением на уровне поверхности 600 Па (0,087 фунтов на квадратный дюйм). Самая высокая плотность атмосферы на Марсе равна 35 километрам (22 мили). над поверхностью Земли. В результате среднее приземное давление составляет всего 0,6% от земного 101,3 кПа (14,69 фунтов на квадратный дюйм). Масштабная высота атмосферы составляет около 10,8 километров (6,7 миль). что выше, чем 6 километров (3,7 миль) Земли, потому что поверхностная гравитация Марса составляет лишь около 38% земной.

Атмосфера Марса состоит примерно из 96% углекислого газа , 1,93% аргона и 1,89% азота , а также следов кислорода и воды. Атмосфера довольно пыльная и содержит частицы около 1,5 мкм диаметром , которые придают марсианскому небу желтовато-коричневый цвет, если смотреть с поверхности. Он может приобрести розовый оттенок из-за взвешенных в нем частиц оксида железа . Концентрация метана в марсианской атмосфере колеблется от примерно 0,24 частей на миллиард северной зимой до примерно 0,65 частей на миллиард летом. Оценки его срока службы варьируются от 0,6 до 4 лет. поэтому его присутствие указывает на то, что должен присутствовать активный источник газа. Метан может быть произведен в результате небиологического процесса, такого как серпентинизация с участием воды, углекислого газа и минерала оливина , который, как известно, распространен на Марсе. или марсианской жизнью.

Выход из атмосферы Марса ( углерод , кислород и водород ) от MAVEN в УФ.

По сравнению с Землей, более высокая концентрация атмосферного CO ₂ и более низкое приземное давление могут быть причиной того, что звук на Марсе заглушается сильнее, где естественные источники, за исключением ветра, редки. Используя акустические записи, собранные марсоходом Perseverance , исследователи пришли к выводу, что скорость звука там составляет примерно 240 м/с для частот ниже 240 Гц и 250 м/с для частот выше.

полярные сияния . На Марсе были обнаружены Поскольку на Марсе отсутствует глобальное магнитное поле, типы и распределение полярных сияний там отличаются от земных; Марсианское полярное сияние может охватывать всю планету, а не ограничиваться в основном полярными регионами, как в случае с Землей. В сентябре 2017 года НАСА сообщило, что уровень радиации на поверхности планеты Марс временно увеличился вдвое и был связан с полярным сиянием , в 25 раз более ярким, чем любое наблюдавшееся ранее, из-за массивной и неожиданной солнечной бури в середине месяца.

Климат

Основная статья: Климат Марса

Марс без (слева) и с глобальной пылевой бурей в июле 2001 года (справа), снимок космического телескопа Хаббл.

Из всех планет Солнечной системы времена года на Марсе наиболее похожи на земные из-за одинакового наклона осей вращения двух планет. Продолжительность марсианских сезонов примерно в два раза больше, чем на Земле, поскольку большее расстояние Марса от Солнца приводит к тому, что марсианский год длится около двух земных лет. Температура поверхности Марса варьируется от минимума около -110 ° C (-166 ° F) до максимума до 35 ° C (95 ° F) экваториальным летом. Широкий диапазон температур обусловлен тонкой атмосферой, которая не может хранить много солнечного тепла, низким атмосферным давлением (около 1% от атмосферы Земли ) и низкой тепловой инерцией марсианского грунта. Планета находится в 1,52 раза дальше от Солнца, чем Земля, поэтому на нее приходится всего 43% количества солнечного света.

Если бы у Марса была орбита, подобная земной, времена года на ней были бы похожи на земные, потому что наклон ее оси аналогичен земному. Значительное влияние оказывает сравнительно большой эксцентриситет марсианской орбиты. Марс находится вблизи перигелия , когда в южном полушарии лето, а на севере — зима, и около афелия , когда в южном полушарии зима, а на севере — лето. В результате времена года в южном полушарии более экстремальные, а в северном — мягче, чем это было бы в противном случае. Летние температуры на юге могут быть выше, чем аналогичные летние температуры на севере, на величину до 30 ° C (54 ° F).

На Марсе происходят самые большие пылевые бури в Солнечной системе, скорость которых достигает более 160 км/ч (100 миль в час). Они могут варьироваться от шторма на небольшой территории до гигантских штормов, охватывающих всю планету. Они, как правило, происходят, когда Марс находится ближе всего к Солнцу, и, как было показано, повышают глобальную температуру.

Гидрология

Основная статья: Вода на Марсе

По оценкам, заполненный льдом кратер Королев возле северного полюса Марса имеет площадь около 2200 км. ³ (530 куб. миль), сравнимое по объёму с Большим Медвежьим озером .

Вода в жидком виде не может существовать на поверхности Марса из-за низкого атмосферного давления, которое составляет менее 1% от земного. за исключением самых низких высот на короткие периоды времени. Две полярные ледяные шапки, по-видимому, состоят в основном из воды. Объема водяного льда в южнополярной ледяной шапке, если он растает, будет достаточно, чтобы покрыть всю поверхность планеты глубиной 11 метров (36 футов). большое количество льда Считается, что заключено в толстой криосфере Марса. Радиолокационные данные Mars Express и Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) показывают большое количество льда на обоих полюсах. и в средних широтах. 31 июля 2008 года спускаемый аппарат «Феникс» непосредственно отобрал пробы водяного льда в мелководном марсианском грунте.

Формы рельефа, видимые на Марсе, убедительно свидетельствуют о том, что на поверхности планеты существовала жидкая вода. Огромные линейные полосы размытой земли, известные как каналы оттока , прорезают поверхность примерно в 25 местах. Считается, что это свидетельства эрозии, вызванной катастрофическим выбросом воды из подземных водоносных горизонтов, хотя предполагалось, что некоторые из этих структур возникли в результате действия ледников или лавы. Один из самых крупных примеров, Маадим Валлис , имеет длину 700 километров (430 миль), что намного больше, чем Большой Каньон, с шириной 20 километров (12 миль) и глубиной местами 2 километра (1,2 мили). Считается, что он был высечен текущей водой в начале истории Марса. Считается, что самый молодой из этих каналов образовался всего несколько миллионов лет назад.

В других местах, особенно на самых старых участках поверхности Марса, более мелкие дендритные сети долин на значительных участках ландшафта разбросаны . Особенности этих долин и их распределение убедительно указывают на то, что они образовались в результате стока осадков в ранней истории Марса. Поток подземных вод и истощение грунтовых вод могут играть важную вспомогательную роль в некоторых сетях, но осадки, вероятно, были основной причиной разрыва почти во всех случаях.

Вдоль кратеров и стен каньонов расположены тысячи образований, похожих на земные овраги . Овраги, как правило, расположены в высокогорьях Южного полушария и обращены к экватору; все они расположены к полюсу от 30 ° широты. Ряд авторов предположили, что в процессе их образования участвует жидкая вода, вероятно, образовавшаяся в результате таяния льда. хотя другие приводили доводы в пользу механизмов образования, включающих иней из углекислого газа или движение сухой пыли. В результате выветривания не образовалось частично деградированных оврагов, и не наблюдалось никаких наложенных друг на друга ударных кратеров, что указывает на то, что это молодые образования, возможно, все еще активные. Другие геологические особенности, такие как дельты и аллювиальные конусы, сохранившиеся в кратерах, являются еще одним свидетельством более теплых и влажных условий в определенные периоды или периоды в ранней истории Марса. Такие условия обязательно требуют широкого присутствия кратерных озер на значительной части поверхности, чему имеются независимые минералогические, седиментологические и геоморфологические данные. Дополнительным доказательством того, что жидкая вода когда-то существовала на поверхности Марса, является обнаружение определенных минералов, таких как гематит и гетит , которые иногда образуются в присутствии воды.

Полярные шапки

Основная статья: Марсианские полярные ледяные шапки

Северная полярная шапка водяного льда в начале лета (1999 г.); сезонный слой углекислого льда образуется зимой и исчезает летом.

Южнополярная ледяная шапка в середине лета (2000 г.); южная шапка имеет постоянную ледяную шапку из углекислого газа, покрытую водяным льдом.

Марс имеет две постоянные полярные ледяные шапки. Зимой полюс находится в постоянной темноте, охлаждая поверхность и вызывая отложение 25–30 % атмосферы в виде плит льда CO ₂ ( сухой лед ). Когда полюса снова подвергаются воздействию солнечного света, замороженный CO ₂ сублимируется . Эти сезонные действия переносят большое количество пыли и водяного пара, вызывая образование земного инея и больших перистых облаков . Облака водяного льда были сфотографированы марсоходом Opportunity в 2004 году.

Шапки на обоих полюсах состоят в основном из водяного льда. Замороженный углекислый газ накапливается в виде сравнительно тонкого слоя толщиной около одного метра на северной шапке только в северную зиму, тогда как южная шапка имеет постоянный сухой ледяной покров толщиной около восьми метров. Этот постоянный сухой ледяной покров на южном полюсе усеян плоскими, неглубокими, примерно круглыми ямами , которые, как показывают изображения, расширяются в одних местах и ​​отступают в других. Северная полярная шапка имеет диаметр около 1000 километров (620 миль). и содержит около 1,6 миллиона кубических километров (5,7 × 10 ¹⁶ куб футов) льда, который, если бы он равномерно распределился по шапке, имел бы толщину 2 километра (1,2 мили). (Для сравнения: объём 2,85 миллиона кубических километров (1,01 × 10 ¹⁷ куб футов) для ледникового щита Гренландии .) Южная полярная шапка имеет диаметр 350 километров (220 миль) и толщину 3 километра (1,9 мили). Общий объем льда в южной полярной шапке плюс прилегающих слоистых отложениях оценивается в 1,6 миллиона кубических километров. На обеих полярных шапках видны спиральные впадины, которые, как показал недавний анализ ледопроникающего радара SHARAD, являются результатом стоковых ветров , которые вращаются по спирали из-за эффекта Кориолиса .

Сезонное замерзание территорий вблизи южной ледяной шапки приводит к образованию над землей прозрачных плит сухого льда толщиной 1 метр. С приходом весны солнечный свет нагревает недра, и давление сублимирующего CO ₂ накапливается под плитой, поднимая ее и в конечном итоге разрывая. Это приводит к гейзероподобным извержениям газа CO2, _{смешанного} с темным базальтовым песком или пылью. Этот процесс быстрый, наблюдаемый в течение нескольких дней, недель или месяцев, скорость изменений довольно необычна для геологии, особенно для Марса. Газ, устремляющийся под плиту к месту гейзера, образует подо льдом паутину радиальных каналов, этот процесс является обратным эквивалентом эрозионной сети, образованной водой, стекающей через одну пробку.

Наблюдения и выводы о воде

Основная статья: Хронология открытия воды на Марсе

Карты погребенного льда на Марсе (26 октября 2023 г.)

Карта подземного водяного льда на Марсе (26 октября 2023 г.)

В 2004 году Opportunity обнаружил минерал ярозит . Он образуется только в присутствии кислой воды, что указывает на то, что вода когда-то существовала на Марсе. В 2007 году марсоход Spirit обнаружил концентрированные отложения кремнезема минеральный гипс , который также образуется в присутствии воды. , что указывало на влажные условия в прошлом, а в декабре 2011 года марсоход НАСА Opportunity обнаружил на поверхности Подсчитано, что количество воды в верхней мантии Марса, представленной гидроксильными ионами, содержащимися в марсианских минералах, равно или превышает количество воды на Земле и составляет 50–300 частей на миллион воды, что достаточно, чтобы покрыть всю планету. планету на глубину 200–1000 метров (660–3280 футов).

18 марта 2013 года НАСА сообщило с помощью инструментов Curiosity марсохода о гидратации минералов , вероятно, гидратированного сульфата кальция , в нескольких образцах горных пород, включая разбитые фрагменты камней «Тинтина» и «Саттон-Инлиер», а также в жилах и конкрециях в другие камни, такие как камень «Кнорр» и камень «Вернике» . марсохода Анализ с использованием прибора DAN предоставил доказательства наличия подземных вод с содержанием воды до 4% на глубине 60 сантиметров (24 дюйма) во время перехода марсохода от места посадки Брэдбери до района залива Йеллоунайф в Местность Гленелг . они обнаружили убедительные доказательства потоков гидратированной рассола в повторяющихся линиях склона . В сентябре 2015 года НАСА объявило, что на основании показаний спектрометра затемненных участков склонов Эти полосы стекают вниз марсианским летом, когда температура превышает -23 °C, и замерзают при более низких температурах. Эти наблюдения подтвердили более раннюю гипотезу, основанную на времени образования и скорости их роста, о том, что эти темные полосы возникли в результате течения воды чуть ниже поверхности. Однако более поздние работы показали, что вместо этого линии могут представлять собой сухие зернистые потоки, с ограниченной ролью воды в инициировании процесса. Окончательный вывод о наличии, объеме и роли жидкой воды на поверхности Марса остается неясным.

Исследователи подозревают, что большая часть низких северных равнин планеты была покрыта океаном глубиной в сотни метров, хотя эта теория остается спорной. В марте 2015 года ученые заявили, что такой океан мог быть размером с Северный Ледовитый океан Земли . Это открытие было получено на основе соотношения протия и дейтерия в современной марсианской атмосфере по сравнению с этим соотношением на Земле. Количество марсианского дейтерия (D/H = 9,3 ± 1,7 · 10 ^-4 ) в пять-семь раз больше, чем на Земле (D/H = 1,56 10 ^-4 ), что позволяет предположить, что на древнем Марсе уровень воды был значительно выше. Результаты марсохода «Кьюриосити» ранее обнаружили высокое содержание дейтерия в кратере Гейла , хотя и не настолько высокое, чтобы предполагать наличие океана в прошлом. Другие ученые предупреждают, что эти результаты не были подтверждены, и отмечают, что модели марсианского климата еще не показали, что в прошлом планета была достаточно теплой, чтобы поддерживать водоемы в жидком виде. Рядом с северной полярной шапкой находится кратер Королева шириной 81,4 километра (50,6 миль) , который, как обнаружил орбитальный аппарат Mars Express, заполнен примерно 2200 кубическими километрами (530 кубических миль) водяного льда.

В ноябре 2016 года НАСА сообщило об обнаружении большого количества подземного льда в регионе Утопия-Планития . По оценкам, объем обнаруженной воды эквивалентен объему воды в озере Верхнее (который составляет 12 100 кубических километров). ). Во время наблюдений с 2018 по 2021 год орбитальный аппарат ExoMars Trace Gas Orbiter обнаружил следы воды, вероятно, подземного льда, в системе каньонов Валлес Маринерис.

Орбитальное движение

Основная статья: Орбита Марса

См. Также: Хронометраж на Марсе.

Орбита Марса и других планет внутренней Солнечной системы.

Среднее расстояние Марса от Солнца составляет примерно 230 миллионов км (143 миллиона миль), а период его обращения - 687 (земных) дней. Солнечный день (или солнце ) на Марсе лишь немного длиннее земного дня: 24 часа, 39 минут и 35,244 секунды. Марсианский год равен 1,8809 земных лет, или 1 году, 320 дням и 18,2 часам. Разность гравитационных потенциалов и, следовательно, дельта-v, необходимая для перемещения между Марсом и Землей, является второй самой низкой для Земли.

Осевой наклон Марса составляет 25,19° относительно плоскости его орбиты , что аналогично наклону оси Земли. В результате на Марсе есть времена года, как на Земле, хотя на Марсе они почти в два раза длиннее, потому что период его обращения по орбите намного длиннее. В настоящее время ориентация северного полюса Марса близка к звезде Денеб .

Марс имеет относительно выраженный эксцентриситет орбиты , составляющий около 0,09; из семи других планет Солнечной системы только Меркурий имеет больший эксцентриситет орбиты. Известно, что в прошлом Марс имел гораздо более круговую орбиту. В какой-то момент, 1,35 миллиона земных лет назад, эксцентриситет Марса составлял примерно 0,002, что намного меньше, чем у Земли сегодня. Марса Цикл эксцентриситета составляет 96 000 земных лет по сравнению с земным циклом в 100 000 лет.

Марс максимально приблизился к Земле ( оппозиция ) за синодический период 779,94 дня. Его не следует путать с соединением Марса , когда Земля и Марс находятся на противоположных сторонах Солнечной системы и образуют прямую линию, пересекающую Солнце. Среднее время между последовательными противостояниями Марса, его синодический период , составляет 780 дней; но количество дней между последовательными противостояниями может колебаться от 764 до 812. орбит планет Расстояние при близком сближении колеблется от 54 до 103 миллионов км (от 34 до 64 миллионов миль) из-за эллиптических , что вызывает сопоставимые изменения угловых размеров . Марс вступает в противостояние с Землей каждые 2,1 года. Марса Планеты вступают в противостояние вблизи перигелия в 2003, 2018 и 2035 годах, причем события 2020 и 2033 годов будут особенно близки к перигелическому противостоянию.

Марс в 16-дюймовом любительском телескопе в оппозиции 2020 года.

Средняя видимая звездная величина Марса составляет +0,71 со стандартным отклонением 1,05. Поскольку орбита Марса эксцентричная, величина в противостоянии с Солнцем может варьироваться от -3,0 до -1,4. Минимальная яркость составляет +1,86 звездной величины, когда планета находится вблизи афелия и в соединении с Солнцем. В своей максимальной яркости Марс (наряду с Юпитером ) уступает по видимой яркости только Венере. Марс обычно выглядит отчетливо желтым, оранжевым или красным. Когда он находится дальше всего от Земли, он находится более чем в семь раз дальше, чем когда он находится ближе всего. Марс обычно находится достаточно близко, чтобы его можно было особенно хорошо рассмотреть один или два раза с интервалом в 15 или 17 лет. Оптические наземные телескопы обычно ограничены разрешением объектов диаметром около 300 километров (190 миль), когда Земля и Марс находятся ближе всего из-за земной атмосферы.

Анимация, объясняющая (кажущееся) ретроградное движение Марса с использованием фактического положения планет в 2020 году.

Когда Марс приближается к оппозиции, он начинает период ретроградного движения , что означает, что он движется назад по петлеобразной кривой относительно звезд на заднем плане. Это ретроградное движение длится около 72 дней, и Марс достигает максимальной видимой яркости в середине этого интервала.

Луны

Основные статьи: Спутники Марса , Фобос (луна) и Деймос (луна).

в улучшенном цвете HiRISE Изображение Фобоса , показывающее серию преимущественно параллельных бороздок и цепочек кратеров , с кратером Стикни справа.

Улучшенное цветное изображение Деймоса HiRISE (не в масштабе), показывающее его гладкое покрытие из реголита.

У Марса есть два относительно небольших (по сравнению с Землей) естественных спутника: Фобос (около 22 километров (14 миль) в диаметре) и Деймос (около 12 километров (7,5 миль) в диаметре), которые вращаются вокруг планеты близко. Происхождение обоих спутников неясно, хотя популярная теория утверждает, что это были астероиды, захваченные на орбиту Марса.

Оба спутника были открыты в 1877 году Асафом Холлом и названы в честь персонажей Фобоса (бога паники и страха) и Деймоса (бога террора и страха), близнецов из греческой мифологии , которые сопровождали своего отца Ареса , бога войны, в боевой. Марс был римским эквивалентом Ареса. В современном греческом языке планета сохраняет свое древнее название Арес (Aris: Άρης ).

С поверхности Марса движение Фобоса и Деймоса кажется иным, чем движение спутника Земли, Луны . Фобос восходит на западе, заходит на востоке и снова восходит всего за 11 часов. Деймос, находящийся недалеко от синхронной орбиты , где период обращения соответствует периоду вращения планеты, поднимается, как и ожидалось, на востоке, но медленно. Поскольку орбита Фобоса находится ниже синхронной высоты, приливные силы Марса постепенно понижают его орбиту. Примерно через 50 миллионов лет он может либо врезаться в поверхность Марса, либо распасться на кольцевую структуру вокруг планеты.

Происхождение двух спутников до конца не изучено. Их низкое альбедо и состав углеродистого хондрита считаются сходными с астероидами, что подтверждает теорию захвата. Нестабильная орбита Фобоса, похоже, указывает на относительно недавний захват. Но оба имеют круговые орбиты вблизи экватора, что необычно для захваченных объектов, а требуемая динамика захвата сложна. Аккреция на ранних этапах истории Марса вполне вероятна, но, если это подтвердится, она не объясняет состав, напоминающий астероиды, а не сам Марс. У Марса могут быть еще не открытые спутники диаметром менее 50–100 метров (от 160 до 330 футов), а между Фобосом и Деймосом, по прогнозам, существует пылевое кольцо.

Третья возможность их происхождения в качестве спутников Марса — это участие третьего тела или своего рода ударное разрушение. Более поздние доказательства того, что Фобос имеет очень пористую внутреннюю часть, и предполагая состав, содержащий в основном слоистые силикаты и другие минералы, известные с Марса, указывают на происхождение Фобоса из материала, выброшенного в результате удара о Марс и вновь образовавшегося на марсианской орбите, аналогично преобладающей теории происхождения спутника Земли. Хотя видимые и ближние инфракрасные (VNIR) спектры спутников Марса напоминают спектры астероидов внешнего пояса, тепловые инфракрасные спектры Фобоса, как сообщается, не соответствуют хондритам любого класса. Также возможно, что Фобос и Деймос были фрагментами старой луны, образовавшейся из обломков сильного удара о Марс, а затем разрушенными в результате недавнего удара о спутник.

Человеческие наблюдения и исследования

Основные статьи: Исследование Марса и История наблюдений Марса

История наблюдений Марса отмечена противостояниями Марса, когда планета находится ближе всего к Земле и, следовательно, ее легче всего увидеть, которые происходят каждые пару лет. Еще более примечательны перигелические оппозиции Марса, которые выделяются тем, что Марс близок к перигелию, что делает его еще ближе к Земле.

Древние и средневековые наблюдения

Галилео Галилей был первым, кто увидел Марс в телескоп.

Древние шумеры называли Марса Нергалем , богом войны и чумы. В шумерские времена Нергал был второстепенным божеством, не имеющим большого значения, но в более поздние времена его главным культовым центром стал город Ниневия . В месопотамских текстах Марс упоминается как «звезда суда над судьбами мертвых». Существование Марса как блуждающего объекта в ночном небе также было зафиксировано древнеегипетскими астрономами , и к 1534 году до нашей эры они были знакомы с ретроградным движением планеты. К периоду Нововавилонской империи вавилонские астрономы регулярно записывали положения планет и систематически наблюдали за их поведением. Что касается Марса, они знали, что планета совершает 37 синодических периодов , или 42 оборота зодиака, каждые 79 лет. Они изобрели арифметические методы для внесения незначительных корректировок в предсказанные положения планет. В Древней Греции планета была известна как Πυρόεις . Обычно греческое название планеты, ныне называемой Марсом, было Арес. Именно римляне назвали планету Марс в честь своего бога войны, часто представленного мечом и щитом, названным в честь планеты.

В четвертом веке до нашей эры Аристотель заметил, что Марс исчез за Луной во время покрытия , что указывает на то, что планета находилась дальше. Птолемей , грек, живший в Александрии , попытался решить проблему орбитального движения Марса. Модель Птолемея и его коллективный труд по астрономии были представлены в многотомном сборнике, получившем позднее название « Альмагест» (от арабского «величайший»), который стал авторитетным трактатом по западной астрономии на следующие четырнадцать столетий. Литература древнего Китая подтверждает, что Марс был известен китайским астрономам не позднее четвертого века до нашей эры. В культурах Восточной Азии Марс традиционно называют «огненной звездой» в соответствии с Усин системой .

В семнадцатом веке нашей эры Тихо Браге измерил суточный параллакс Марса, который Иоганн Кеплер использовал для предварительного расчета относительного расстояния до планеты. Из наблюдений Браге за Марсом Кеплер сделал вывод, что планета вращается вокруг Солнца не по кругу, а по эллипсу . Более того, Кеплер показал, что Марс ускорялся по мере приближения к Солнцу и замедлялся по мере удаления от него, причем более поздние физики объяснили это следствием сохранения углового момента . Когда телескоп стал доступен, суточный параллакс Марса снова был измерен, чтобы определить расстояние между Солнцем и Землей. Впервые это выполнил Джованни Доменико Кассини в 1672 году. Ранним измерениям параллакса мешало качество инструментов. Единственное наблюдаемое затмение Марса Венерой произошло 13 октября 1590 года, которое видел Майкл Мэстлин в Гейдельберге . В 1610 году Марс наблюдал итальянский астроном Галилео Галилей , который первым увидел его в телескоп. Первым человеком, нарисовавшим карту Марса, на которой были отображены какие-либо особенности местности, был голландский астроном Христиан Гюйгенс .

Марсианские «каналы»

Основная статья: Марсианские каналы

Карта Марса 1962 года, опубликованная Центром аэронавигационных карт и информации США , на которой показаны каналы, извивающиеся через марсианский ландшафт. В то время существование каналов все еще вызывало большие споры, поскольку не было сделано никаких снимков Марса крупным планом (до Маринера-4 в 1965 году). пролета

К XIX веку разрешение телескопов достигло уровня, достаточного для идентификации особенностей поверхности. 5 сентября 1877 года произошло перигелическое противостояние с Марсом. Итальянский астроном Джованни Скиапарелли использовал 22-сантиметровый (8,7 дюйма) телескоп в Милане, чтобы составить первую подробную карту Марса. Эти карты, в частности, содержали особенности, которые он назвал «каналами» , которые, как позже выяснилось, были оптической иллюзией . Эти каналы предположительно представляли собой длинные прямые линии на поверхности Марса, которым он дал названия знаменитых рек на Земле. Его термин, означающий «каналы» или «канавки», был неправильно переведен на английский язык как «каналы».

Под влиянием наблюдений востоковед Персиваль Лоуэлл основал обсерваторию с 30- и 45-сантиметровыми (12- и 18-дюймовыми) телескопами. Обсерватория использовалась для исследования Марса во время последней удачной возможности в 1894 году и последующих менее благоприятных противостояний. Он опубликовал несколько книг о Марсе и жизни на планете, оказавших большое влияние на общественность. Каналы в Ницце, используя один из независимо наблюдали другие астрономы, такие как Анри Жозеф Перротен и Луи Толлон крупнейших телескопов того времени.

Сезонные изменения (состоящие в уменьшении полярных шапок и темных областях, образующихся во время марсианского лета) в сочетании с каналами привели к предположениям о жизни на Марсе, и долгое время существовало мнение, что Марс содержит обширные моря и растительность. Поскольку использовались более крупные телескопы, меньше длинных прямых каналов наблюдалось . Во время наблюдений Антониади в 1909 году с помощью 84-сантиметрового (33 дюйма) телескопа наблюдались нерегулярные узоры, но каналов обнаружено не было.

Роботизированная разведка

Автопортрет марсохода Perseverance и вертолета Ingenuity (слева) на поле братьев Райт , 2021 год.

Десятки беспилотных космических кораблей , в том числе орбитальные аппараты , посадочные аппараты и марсоходы , были отправлены на Марс Советским Союзом , Соединенными Штатами , Европой , Индией , Объединенными Арабскими Эмиратами и Китаем для изучения поверхности, климата и геологии планеты. НАСА «Маринер-4» был первым космическим кораблем, посетившим Марс; запущенный 28 ноября 1964 года, он максимально приблизился к планете 15 июля 1965 года. «Маринер-4» обнаружил слабый радиационный пояс Марса, составляющий около 0,1% от земного, и сделал первые изображения другой планеты из глубокого космоса.

Когда космический корабль посетил планету во время миссии НАСА «Маринер» в 1960-х и 1970-х годах, многие предыдущие концепции Марса были радикально нарушены. После результатов экспериментов «Викингов» по ​​обнаружению жизни гипотеза о мёртвой планете получила общее признание. Данные «Маринера-9» и «Викинга» позволили составить более качественные карты Марса, а миссия Mars Global Surveyor , запущенная в 1996 году и действовавшая до конца 2006 года, создала полные, чрезвычайно подробные карты марсианской топографии, магнитного поля и поверхностных минералов. Эти карты доступны в Интернете на веб-сайтах, включая Google Mars . И Mars Reconnaissance Orbiter , и Mars Express продолжали исследования с использованием новых инструментов и поддержку миссий по посадке. НАСА предоставляет два онлайн-инструмента: Mars Trek, который обеспечивает визуализацию планеты с использованием данных за 50 лет исследований, и Experience Curiosity , который имитирует путешествие по Марсу в 3-D с помощью Curiosity .

По состоянию на 2023 год На Марсе находится десять действующих космических кораблей . Восемь из них находятся на орбите : 2001 Mars Odyssey , Mars Express , Mars Reconnaissance Orbiter , MAVEN , ExoMars Trace Gas Orbiter , орбитальный аппарат Hope и орбитальный аппарат Tianwen-1 . Еще два находятся на поверхности: марсоход Марсианская научная лаборатория Curiosity и марсоход Perseverance .

Планируемые миссии на Марс включают:

• Космический корабль НАСА EscaPADE , запуск которого запланирован на конец 2024 года.
• Миссия «Розалинда Франклин» марсохода , предназначенная для поиска доказательств прошлой жизни, должна была быть запущена в 2018 году, но неоднократно откладывалась, а дата запуска передвигалась самое раннее на 2028 год. Проект был возобновлен в 2024 году с дополнительным финансированием.
• Текущая концепция совместной миссии НАСА и ЕКА по возвращению образцов с Марса будет запущена в 2026 году.
• Китайская «Тяньвэнь-3» , запуск которой запланирован на 2030 год. миссия по возвращению образцов

По состоянию на февраль 2024 г. Обломки миссий такого типа достигли более семи тонн. Большая часть его состоит из разбившихся и бездействующих космических кораблей, а также выброшенных компонентов.

В апреле 2024 года НАСА выбрало несколько компаний для начала исследований по предоставлению коммерческих услуг для дальнейшего развития робототехники на Марсе. Ключевые области включают установление телекоммуникаций, доставку полезной нагрузки и получение изображений поверхности.

Интерактивная карта изображений глобальной топографии Марса с наложением позиций марсианских марсоходов и посадочных модулей . Цвет базовой карты указывает на относительную высоту поверхности Марса.

---

Кликабельное изображение: при нажатии на метки откроется новая статья.

Легенда:   Активный (белая линия, ※) •   Неактивный •   Планируется (пунктир, ⁂)

( посмотреть • обсудить )

Бигль 2

Любопытство ※

Глубокий космос 2

Розалинда Франклин ⁂

Понимание

Марс 2

Марс 3

Марс 6

Полярный посадочный модуль Марса ↓

Возможность

Упорство ※

Финикс

Скиапарелли EDM

Временник

Дух

Журонг

Викинг 1

Викинг 2

Обитаемость и поиск жизни

Основная статья: Жизнь на Марсе

Curiosity показывает учение на месте, февраль 2013 г. Роботизированная рука марсохода

В конце 19 века в астрономическом сообществе было широко признано, что Марс обладает жизнеобеспечивающими свойствами, включая наличие кислорода и воды. Однако в 1894 году У. В. Кэмпбелл из Ликской обсерватории наблюдал за планетой и обнаружил, что «если водяной пар или кислород и присутствуют в атмосфере Марса, то в количествах, слишком малых, чтобы их можно было обнаружить с помощью имеющихся тогда спектроскопов». Это наблюдение противоречило многим измерениям того времени и не получило широкого признания. Кэмпбелл и В.М. Слайфер повторили исследование в 1909 г., используя более совершенные инструменты, но с теми же результатами. Лишь после того, как выводы были подтверждены У.С. Адамсом в 1925 году, миф о земной обитаемости Марса был окончательно развеян. Однако даже в 1960-е годы были опубликованы статьи по марсианской биологии, в которых сезонные изменения на Марсе не были объяснены иными, чем жизнь, причинами.

Современное понимание планетарной обитаемости – способности мира создавать условия окружающей среды, благоприятные для возникновения жизни – отдает предпочтение планетам, на поверхности которых есть жидкая вода. Чаще всего для этого требуется, чтобы орбита планеты находилась в пределах обитаемой зоны , которая, по оценкам, для Солнца простирается от орбиты Земли примерно до орбиты Марса. Во время перигелия Марс погружается внутрь этой области, но тонкая атмосфера Марса (с низким давлением) не позволяет жидкой воде существовать в больших регионах в течение длительных периодов времени. Прошлый поток жидкой воды демонстрирует потенциал планеты для обитания. Недавние данные свидетельствуют о том, что любая вода на поверхности Марса могла быть слишком соленой и кислой, чтобы поддерживать обычную земную жизнь.

Условия окружающей среды на Марсе представляют собой проблему для поддержания органической жизни: планета имеет слабую теплопередачу по своей поверхности, она имеет плохую изоляцию от бомбардировки солнечным ветром из-за отсутствия магнитосферы и имеет недостаточное атмосферное давление, чтобы удерживать воду в жидкая форма (вода вместо этого сублимируется в газообразное состояние). Марс почти или, возможно, полностью геологически мертв; Окончание вулканической активности, по-видимому, остановило рециркуляцию химических веществ и минералов между поверхностью и недрами планеты.

Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что когда-то планета была значительно более пригодной для жизни, чем сегодня, но существовали ли когда-либо на ней живые организмы , остается неизвестным. Зонды «Викинг» в середине 1970-х годов проводили эксперименты, направленные на обнаружение микроорганизмов в марсианской почве в местах их посадки, и дали положительные результаты, включая временное увеличение Производство CO ₂ под воздействием воды и питательных веществ. Позже этот признак жизни был оспорен учеными, что привело к продолжающимся дебатам, в которых ученый НАСА Гилберт Левин утверждал, что викинги , возможно, нашли жизнь. Анализ марсианского метеорита EETA79001, проведенный в 2014 году, обнаружил, что ионы хлората , перхлората и нитрата находятся в достаточно высоких концентрациях, что позволяет предположить, что они широко распространены на Марсе. УФ- и рентгеновское излучение превратит ионы хлората и перхлората в другие высокореактивные оксихлоры , а это указывает на то, что любые органические молекулы должны быть похоронены под поверхностью, чтобы выжить.

Небольшие количества метана и формальдегида, обнаруженные марсианскими орбитальными аппаратами, считаются возможными доказательствами существования жизни, поскольку эти химические соединения быстро разрушаются в марсианской атмосфере. Альтернативно, эти соединения могут быть пополнены вулканическими или другими геологическими способами, такими как серпентинит . ударное стекло , образовавшееся в результате удара метеоров, которое на Земле может сохранять признаки жизни. На поверхности ударных кратеров на Марсе также обнаружено Точно так же стекло в ударных кратерах на Марсе могло бы сохранить признаки жизни, если бы жизнь на этом месте существовала.

Предложения человеческой миссии

Концепция системы НАСА ISRU для автономной роботизированной раскопок и обработки марсианского грунта для извлечения воды для использования в исследовательских миссиях.

На протяжении 20-го и 21-го веков было предложено несколько планов полета человека на Марс , но ни один из них не был реализован. Закон о разрешении НАСА от 2017 года предписывал НАСА изучить возможность пилотируемой миссии на Марс в начале 2030-х годов; в итоговом отчете в конечном итоге был сделан вывод, что это неосуществимо. Кроме того, в 2021 году Китай планировал отправить на Марс пилотируемую миссию в 2033 году. Частные компании , такие как SpaceX, также предложили планы по отправке людей на Марс с конечной целью обосноваться на планете . По состоянию на 2024 год SpaceX приступила к разработке ракеты-носителя Starship с целью колонизации Марса. В планах, которыми компания поделилась в апреле 2024 года, Илон Маск предполагает создание колонии на Марсе в течение следующих двадцати лет. Это стало возможным благодаря запланированному массовому производству звездолетов и первоначально поддерживалось за счет пополнения запасов с Земли и использования ресурсов на Марсе, пока марсианская колония не достигнет полной самообеспеченности. Любая будущая миссия человека на Марс, скорее всего, будет осуществляться в оптимальное окно запуска на Марс , которое происходит каждые 26 месяцев. Луна Фобос была предложена в качестве точки привязки космического лифта . Помимо национальных космических агентств и космических компаний, существуют такие группы, как Марсианское общество. и Планетарное общество который выступает за отправку людей на Марс.

В культуре

Основные статьи: Марс в культуре и Марс в художественной литературе.

См. Также: Планеты в астрологии § Марс.

«Война миров» Герберта Уэллса , 1897 год, изображает вторжение на Землю вымышленных марсиан.

Марс назван в честь римского бога войны . Эта ассоциация между Марсом и войной восходит, по крайней мере, к вавилонской астрономии , в которой планета была названа в честь бога Нергала , божества войны и разрушения. Оно сохранилось и в наше время, примером чему является Густава Холста оркестровая сюита «Планеты» , знаменитая первая часть которой называет Марс «несущим войну». Символ планеты — круг с копьем, направленным вверх вправо, также используется как символ мужского пола. Символ датируется как минимум 11 веком, хотя возможный предшественник был найден в греческих папирусах Оксиринха .

Идея о том, что Марс населен разумными марсианами, получила широкое распространение в конце 19 века. Наблюдения Скиапарелли за «каналами» в сочетании с книгами Персиваля Лоуэлла по этому вопросу выдвинули стандартное представление о планете, которая представляла собой высыхающий, остывающий и умирающий мир, на котором древние цивилизации строили ирригационные сооружения. Многие другие наблюдения и заявления известных личностей дополнили то, что было названо «Марсианской лихорадкой». Картирование поверхности Марса в высоком разрешении не выявило никаких артефактов обитания, но псевдонаучные предположения о разумной жизни на Марсе все еще продолжаются. Эти предположения, напоминающие наблюдения по каналу , основаны на мелкомасштабных особенностях, видимых на изображениях космических аппаратов, таких как «пирамиды» и « Лицо на Марсе ». В своей книге «Космос » планетарный астроном Карл Саган писал: «Марс стал своего рода мифической ареной, на которую мы спроецировали наши земные надежды и страхи».

Изображение Марса в художественной литературе было стимулировано его ярким красным цветом и научными предположениями девятнадцатого века о том, что условия на его поверхности могут поддерживать не только жизнь, но и разумную жизнь. Это уступило место многим научно-фантастическим рассказам, включающим эти концепции, таким как Герберта Уэллса » «Война миров , в которой марсиане пытаются спастись со своей умирающей планеты, вторгшись на Землю; Рэя Брэдбери » «Марсианские хроники , в которых исследователи-люди случайно уничтожают марсианскую цивилизацию; а также Эдгара Райса Берроуза сериал «Барсум» , К.С. Льюиса роман «Из безмолвной планеты» (1938), и ряд рассказов Роберта А. Хайнлайна до середины шестидесятых. С тех пор изображения марсиан распространились и на анимацию. Комическая фигура разумного марсианина, Марвина Марсианина , появилась в фильме «Заяц-Заяц» (1948) как персонаж мультфильмов Tunes Looney компании Warner Brothers и продолжает оставаться частью популярной культуры до настоящего времени. После того, как космические корабли «Маринер» и «Викинг» предоставили фотографии Марса как безжизненного мира без каналов, от этих идей о Марсе отказались; для многих авторов научной фантастики новые открытия поначалу казались ограничением, но в конечном итоге знания о Марсе после викингов сами по себе стали источником вдохновения для таких работ, как Кима Стэнли Робинсона марсианская трилогия .

См. также

• Астрономия на Марсе
• Очертание Марса - Обзор и актуальный путеводитель по Марсу.
• Список миссий на Марс
• Магнитное поле Марса - Прошлое магнитное поле планеты Марс.
• Минералогия Марса - Обзор минералогии Марса

Дальнейшее чтение

• Вайнерсмит К. , Вайнерсмит З. (2023). Город на Марсе: можем ли мы заселить космос, стоит ли заселять космос и действительно ли мы это продумали? . Пингвин Пресс. ISBN  978-1-9848-8172-4 .
• Шинделл М (2023). Из любви к Марсу: Человеческая история Красной планеты . Издательство Чикагского университета. ISBN  978-0-226-82189-4 .

Внешние ссылки

• Mars Trek – интегрированный браузер карт и наборов данных для Марса.
• Google Mars и Google Mars 3D , интерактивные карты планеты
• Первое телевизионное изображение Марса (15 июля 1965 г.) , CNN News ; 15 июля 2023 г.