Марс

В начале нашего века многие верили, что на Марсе есть живые существа, использующие ирригационные системы для орошения засушливых районов. При наблюдениях в телескоп было невозможно рассмотреть отдельные детали рельефа, только крупные формы диаметром в несколько сотен километров. Было известно, что у полюсов имеются полярные шапки, которые меняли свои очертания с приходом весны. Волна потемнения участков поверхности от полюсов к экватору, наблюдаемая астрономами, и каналы, нарисованные итальянским астрономом Скиапарелли в конце прошлого века, объяснялись наличием растительности и даже разумной жизни на планете. Всеобщий интерес к Марсу стимулировал его изучение. Американский астроном Ловелл построил специальную прекрасно оборудованную обсерваторию для наблюдений Марса, однако средства наземной астрономии были исчерпаны довольно быстро. Лишь радиолокация и спектроскопия сверхвысокого разрешения принесли новые результаты.

Поверхность Марса не является сферой. Экваториальный радиус Марса (3393 км) на 20 км больше полярного. По массе Марс в 10 раз меньше Земли. Средняя плотность Марса составляет 3,9 г/см³. Продолжительность солнечных суток близка к земным - 24 часа 37 минут. Марс движется по вытянутой орбите, совершая один оборот за 687 земных суток. Расстояния между Землёй и Марсом около моментов противостояний составляют от 55 до 102 млн. км. Противостояния, когда Земля и Марс разделены расстоянием менее 60 млн. км, называются великими. Они бывают каждые 15-17 лет. Плоскость экватора Марса наклонена на 25° к плоскости его орбиты, поэтому на Марсе наблюдаются сезонные изменения. Из-за вытянутой орбиты продолжительность времён года в северном и южном полушариях неодинакова. Средняя годовая температура поверхности составляет -60 С°. В летний полдень на экваторе в течении нескольких десятков минут могут быть положительные значения температуры, однако в течении марсианских суток наблюдаются большие перепады температуры. Например, по измерениям "Марса-5" в 1974 г. в южном полушарии на широте 50° в 13 часов температура была 255 К, в 15 часов - 245 К, в 18 часов - 230 К, в 20 часов - 210 К.

Атмосфера Марса состоит на 95% из углекислого газа, 2.5% азота, 1.6% аргона и других составляющих. Эти сведения получены космическими аппаратами.

Изучение поверхности Марса и его атмосферы выполнялось космическими аппаратами с пролётных траекторий, орбит искусственных спутников, а также с помощью спускаемых аппаратов. Полёт КА занимает 6-11 месяцев. Спуск аппарата в сильно разряжённой атмосфере Марса проводится парашютной системой, уменьшающей скорость полёта до 100 м/с, и двигательной установки, погашающей скорость до нужных значений.

Первый запуск в сторону Марса осуществлён в начале октября 1962 г. КА "Марс-1" прошёл на расстоянии 197000 км от планеты и передал данные о физических свойствах космического пространства возле Марса. С целью отработки бортовых систем и проведения научных исследований два года спустя к Марсу направилась АМС "Зонд-2". Однако первые фотографии поверхности Марса были получены КА "Маринер-4", запущенном одновременно с "Зондом" и прошедшим на расстоянии 10000 км от его поверхности 15 июля 1965 года. Оказалось, что Марс тоже покрыт кратерами. По данным КА были уточнены масса Марса и состав его атмосферы. КА "Маринер-6,7" в 1969 г. прошли на расстоянии 3400 км от Марса, передали несколько десятков снимков с разрешением до 300 м. Также была измерена температура южной полярной шапки, которая оказалась очень низкой: -125 С°. В мае 1971 г. были запущёны сразу несколько аппаратов: "Марс-2,3" и "Маринер-9". КА "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 полярной шапки (ниже -110°), определены протяжённость, состав, температура атмосферы, температура поверхности планеты, получены данные о высоте пылевых облаков, слабом магнитном поле, а также цветные изображения Марса. СА "Марс-3" осуществил мягкую посадку на поверхность. Во время этих исследований (в декабре 1971 года) пылевая буря подняла столько пыли, что планета выглядела мутным красноватым диском. Во время пылевых бурь на Марсе возникает так называемый "антипарниковый эффект", когда облака пыли не пропускают приходящее солнечное излучение к поверхности, но пропускают уходящее от неё излучение и поэтому поверхность сильно охлаждается, а атмосфера разогревается.

КА "Маринер-9" также работал на орбите искусственного спутника с периодом обращения 12 часов. Когда следы пылевой бури исчезли в конце января 1972 года, началось фотографирование поверхности, которое продолжалось 9 месяцев. На Землю были переданы 7329 снимков Марса с разрешением до 100 м, а также фотографии его спутников Фобоса и Деймоса. На снимках марсианской поверхности хорошо видны гигантские потухшие вулканы, множество крупных и мелких каньонов и долин, похожих на высохшие русла, кратеры, в общем похожие на лунные и отличающиеся от них своими выбросами, свидетельствующими о наличии подповерхностного льда, следами ветровой активности и водной эрозии. Уточнение состава атмосферы позволило выявить роль полярных шапок, при таянии которых образуются огромные массы углекислого газа и увеличивается давление над полярной шапкой, в результате чего образуются сильные ветры, поднимающие с поверхности мелкие частицы рыхлого грунта. Из-за сезонных таяний южной полярной шапки летом давление увеличивается на 30%.

Космическая флотилия из четырёх КА "Марс-4,5,6,7", запущенных в 1973 году, достигла окрестностей Марса весной 1974 г. Из-за неисправности бортовой системы торможения КА "Марс-4" прошёл на расстоянии 2200 км от поверхности планеты, выполнив только её фотографирование. КА "Марс-5" с орбиты искусственного спутника проводил дистанционные исследования поверхности и атмосферы. Двумя фотографическими камерами получены снимки поверхности различной степени детальности, в том числе и цветные изображения участков поверхности. СА "Марс-6" совершил мягкую посадку в южном полушарии. КА " Марс-7", аналогичный "Марсу-6", прошёл на расстоянии 1300 км от поверхности, не выполнив своей программы.

Самыми результативными были полёты КА "Викинг-1,2", запущенные в 1975 году. На борту КА находились две телекамеры, инфракрасный спектрометр для регистрации водяных паров в атмосфере и радиометр для получения температурных данных. СА "Викинг-1" совершил мягкую посадку на Равнине Хриса 20 июля 1976 г., а СА "Викинг-2" на равнине Утопия 3 сентября 1976 года. Наряду с изучением атмосферы, метеорологических условий, свойств грунта в местах посадок были проведены уникальные эксперименты для обнаружения самых незначительных признаков жизни в грунте. Специальное устройсво захватывало образец марсианского грунта и помещало его в один из контейнеров, содержащих запас воды и питательных веществ. Поскольку любые живые организмы меняют среду своего обитания, приборы должны были зафиксировать эти изменения. Хотя некоторые изменения среды в плотно закрытом контейнере наблюдались, к таким же результатам могло привести наличие сильного окисителя в грунте, поэтому нельзя уверенно отнести эти изменения за счёт деятельности бактерий. Работа СА "Викинг-1" продолжалась в течение 4 лет, а СА "Викинг-2" - более 6 лет (вместо планируемых 90 дней). С орбитальных станций выполнено детальное фотографирование поверхности Марса и его спутников. На основе данных КА "Викинг-1,2" составлены подробные карты Марса.

В задачу станций "Фобос-1,2", запущенных в 1988 году, после 13-летнего перерыва, входило исследование Марса и его спутника Фобоса. В результате неверной команды с Земли "Фобос-1" потерял ориентацию и связь с ним не удалось восстановить. КА "Фобос-2" вышел на орбиту искусственного спутника Марса в январе 1989 года и совершил ряд орбитальных манёвров для сближения с Фобосом. Дистанционными методами получены данные об изменении температуры на поверхности Марса и новые сведения о свойстве пород, слагающих Фобос. Получено 38 изображений Фобоса с разрешением до 40 м, измерена температура поверхности спутника Марса, составляющая в наиболее горячих точках 30 С°. На аппарате впервые был установлен сканирующий тепловой радиометр "Термоскан", с помощью которого изучалась тепловая инерция поверхности Марса. На тепловых изображениях хорошо распознаются очертания древних крупных структур.

К сожалению, осуществить основную программу по исследованию Фобоса не удалось. Связь с аппаратом была потеряна 27 марта 1989 года. Серия неудач на этом не закончилась. КА "Марс Обсервер", запущенный в 1992 году с целью изучения планеты в течении одного марсианского года, также не выполнил своей цели. Связь с ним была потеряна 21 августа 1993 г. Не удалось вывести на траекторию полёта к Марсу и зонд "Марс-96" из-за неполадок в разгонном блоке. Запуски КА "Марс Глобал Сервейер" и небольшого КА "Марс Патфайндер" в конце 1996 года прошли успешно. Маленький марсоход, доставленный КА "Патфайндер", выполнил исследования химического состава пород в окрестностях места посадки. Орбитальный зонд "Марс Глобал Сервейер" успешно продолжает картографическое фотографирование. Были получены снимки загадочного "лица", которое при разрешении 40 м/пиксел оказалось простым скоплением камней.

На современных картах поверхности Марса используются наряду с новыми наименованиями и названия, предложенные Скиапарелли: древние географические названия наряду с мифологическими. Так, самая крупная возвышенность получила название Фарсида (Иран), а огромная депрессия на юге - название Эллада (Греция). Гигантский вулкан высотой 26 км, имеющий основание диаметром 600 км, назван горой Олимп. Крупные возвышенные и кратерированные области названы землями. Земля Прометея, Земля Ноя и другие находятся в южном полушарии. Большая часть северного полушария покрыта понижениями, заполненными базальтами. Их называют равнинами, они занимают 35% площади всей поверхности Марса. Долина, простирающаяся на 4000 км, названа долиной Маринера в честь зондов "Маринер". На поверхности Марса выявлено много долин, представляющих собой высохшие русла древних потоков, свидетельствующих о том, что в древности на Марсе была вода и атмосфера была более плотной. Наличие подповерхностного льда проявляется флюидизированными выбросами у ряда кратеров. Кратеры на Марсе названы в честь учёных.

Спутники Марса Фобос (в переводе с греческого Страх) и Деймос (Ужас) - были открыты американским астрономом Холлом во время великого противостояния Марса в 1877 г. Множество кратеров и борозд можно видеть на снимках Фобоса. На Деймосе кратеров меньше и его поверхность покрыта слоем пыли. Поверхности спутников сложены тёмными породами, похожими на вещество метеоритов и астероидов. Возможно, они сами являются захваченными астероидами.

Оглавление

Планеты Солнечной Системы

Меркурий

Венера

Марс

Юпитер

Сатурн

Уран

Нептун

Плутон

Объекты внешней области Солнечной Системы