Наш союзник Bikinika
Глобальна мозаїка 102 знімків, отриманих КА "Вікінг 1" 22 лютого 1980 р
Глобальна мозаїка 102 знімків, отриманих КА "Вікінг 1" 22 лютого 1980 р імітує вид з висоти 2500 км. У центрі - Долини Маринер протяжністю 3000 км і глибиною 8 км. На північ від долини відходять канали до темної області ацидалійська рівнина, розташованої справа вгорі. Зліва видно три вулкана на Горі Фарсида, а на південь знаходиться стародавня сильно кратерірованних місцевість. (Viking 1 Orbiter, MG07S078-334SP)
Четверта від Сонця планета, названа по імені бога війни - Марса, розташована в 1,5 рази далі, ніж Земля. Вона рухається по більш витягнутій орбіті, здійснюючи повний оборот за 687 земних діб. Через кожні 780 днів Земля і Марс виявляються на мінімальній відстані один від одного, яке змінюється від 56 до 101 млн. Км. Такі зближення планет називають протистояннями. Якщо ж відстань менше 60 млн. Км, то їх називають великими. Великі протистояння спостерігаються через кожні 15-17 років. Ексцентриситет орбіти Марса становить 0,09, тому відстань від Марса до Сонця змінюється від 207 млн. Км в перигелії до 250 млн. Км в афелії.
Екваторіальний радіус Марса - 3394 км на 20 км більше полярного. По масі Марс в десять разів менше, а по площі поверхні в 3,5 рази менша за Землю. Орбіти Марса і Землі практично лежать в одній площині (кут між ними становить 2 градуси). Період обертання Марса, певний наземними телескопічними спостереженнями за яскравими деталями поверхні, становить 24 години 39 хвилин і 36 секунд. Вісь обертання Марса нахилена на кут 25,2 градуси від перпендикуляра до площини орбіти і спрямована в Сузір'я Лебедя.
На Марсі також спостерігається зміна пір року, тривалість яких майже вдвічі більше. Через еліптичної орбіти сезони в північній і південній півкулі мають різну тривалість: літо в північній півкулі продовжується 177 марсіанських діб, а в південному воно на 21 день коротше і тепліше на 20 градусів, ніж літо в північній півкулі.
Через більшу віддаленість від Сонця Марс отримує лише 43% тієї енергії, яку отримує Земля. Середньорічна температура там -60 ° С. Протягом доби температура поверхні змінюється істотно. Наприклад, в південній півкулі на широті 50 градусів температура в середині осені змінюється від -18 градусів (опівдні) до -63 градусів (ввечері). Однак, на глибині 25 см під поверхнею температура практично постійна -60 ° С. протягом доби і не залежить від сезону. Максимальні значення температури поверхні не перевищують декількох градусів вище 0, а мінімальні значення зареєстровані на північній полярній шапці -138 ° С.
Такі зміни температури пояснюються тим, що атмосфера Марса, що складається на 95% з вуглекислого газу, дуже розріджена і парниковий ефект відсутній. Інші складові атмосфери: 2,5% азоту, 1,6% аргону, менше 0,4 кисню. Середній тиск атмосфери біля поверхні (6,1 мбар) в 160 разів менше, ніж тиск на рівні моря нашої планети (1 бар). У найглибших западинах воно може досягати 12 мбар. Атмосфера планети суха.
У хороший телескоп на поверхні Марса можна розрізнити лише великі темні і світлі області поперечником в сотні і тисячі кілометрів. Добре видно білі полярні шапки Марса. Ще в кінці XVIII століття видатний англійський астроном В.Гершель зауважив, що розміри білих полярних шапок періодично змінюються зі зміною сезону. Влітку шапки випаровуються і зменшуються в розмірах, причому одночасно з полярних областей в помірні широти поширюється "хвиля потемніння" ділянок поверхні.
В кінці XIX століття італійські астрономи А.Секкі і Дж.Скіапареллі повідомили, що неодноразово бачили тонкі довгі темні лінії, що нагадують мережу каналів, як би зв'язують полярні і помірні зони планети. Американський астроном П.Ловелл припустив, що канали мають штучне походження. Однак не всі астрономи поділяли цю думку. Справа в тому, що ці лінії знаходилися на межі дозволу. У таких випадках окремі плями зорово об'єднуються в лінії. На фотографіях поверхні Марса, отриманих за допомогою космічних станцій, видно безліч долин і тріщин, проте поєднати їх з каналами, показаними на картах Скіапареллі, не вдалося.
Полярні шапки Марса багатошарові. Нижній, основний шар товщиною в кілька кілометрів утворений звичайним водяним льодом, змішаним з пилом, який зберігається і в літній період. Це постійні шапки. Спостережувані сезонні зміни полярних шапок відбуваються за рахунок верхнього шару товщиною менше 1 метра, що складається з твердої вуглекислоти, так званого "сухого льоду".
Покривається цим шаром площа швидко росте в зимовий період, досягаючи паралелі 50 градусів, а іноді і переходячи цей рубіж. Навесні з підвищенням температури цей шар випаровується і залишається лише постійна шапка.
"Хвиля потемніння" ділянок поверхні, що спостерігається зі зміною сезонів, пояснюється зміною напрямку вітрів, що постійно дмуть у напрямку від одного полюса до іншого. Вітер відносить верхній шар сипучого матеріалу - світлий пил, оголюючи ділянки більш темних порід. У періоди, коли Марс проходить перигелій, нагрівання поверхні і атмосфери посилюється і порушується рівновага марсіанського середовища. Швидкість вітру посилюється до 69 км на годину, починаються вихори і бурі. Понад мільярд тонн пилу піднімається і утримується в підвішеному стані, при цьому різко змінюється кліматична обстановка на всьому марсіанському кулі. Тривалість пилових бур іноді досягає 50 - 100 діб.
Перший запуск в сторону Марса здійснений на початку листопада 1962р. КА "Марс 1" пройшов на відстані 197000 км від планети і передав дані про фізичні властивості космічного простору. З метою відпрацювання бортових систем і проведення наукових досліджень два роки по тому до Марса попрямувала станція "Зонд 2". Однак перші фотографії поверхні Марса були отримані КА "Маринер 4", запущеному одночасно з зондом і минулому на відстані 10000 км від його поверхні 15 липня 1965р. Виявилося, що Марс теж покритий кратерами. За даними штучного супутника Землі були уточнені маса Марса і склад його атмосфери. З пролітної траєкторії досліджувалася планета в 1969 році КА "Маринер 6, 7". Станції пройшли на відстані 3400 км від Марса, передали кілька десятків знімків з роздільною здатністю до 300 м., А також була виміряна температура південної полярної шапки, яка виявилася дуже низькою -125 ° С.
У наступне вікно запуску в травні 1971р. були запущені відразу кілька КА "Марс 2, 3" і "Марінер-9". КА "Марс 2, 3" вели дослідження з орбіт штучних супутників, передаючи дані про властивості атмосфери і поверхні Марса за характером випромінювання у видимому, інфрачервоному й ультрафіолетовому діапазонах спектру, а також в діапазоні радіохвиль. Була виміряна температура північної полярної шапки (нижче -110 ° С), визначені протяжність, склад, температура атмосфери, температура поверхні планети, отримані дані про висоту пилових хмар, слабкому магнітному полі, а також кольорові зображення Марса. СА "Марс 3" здійснив м'яку посадку на поверхню. Під час цих досліджень (в грудні 1971р.) Пилова буря підняла в атмосферу стільки пилу, що планета виглядала каламутним червонуватим диском. Під час пилових бур на Марсі виникає так званий "антипарниковий ефект", коли хмари пилу не пропускають сонячне випромінювання до поверхні, але пропускають йде від неї випромінювання і тому поверхня сильно охолоджується, а атмосфера розігрівається.
КА "Маринер 9" теж був переведений на орбіту штучного супутника Марса з періодом близько 12 годин. Коли сліди пилової бурі зникли в кінці січня 1972р. почалося фотографування поверхні, яке тривало десять місяців. На Землю були передані 7329 знімків Марса з дозволом до 100 м, а також фотографії його супутників Фобоса і Деймоса. На знімках марсіанської поверхні добре видно гігантські згаслі вулкани, безліч великих і дрібних каньйонів і долин, схожих на висохлі русла, кратери в загальному схожі на місячні і відрізняються від них своїми викидами, що свідчать про наявність підповерхневого льоду, слідами водної ерозії і вітрової активності. Уточнення складу атмосфери дозволило виявити роль полярних шапок, при таненні яких утворюються величезні маси вуглекислого газу і збільшується тиск над полярною шапкою, в результаті чого утворюються сильні вітри, що піднімають з поверхні дрібні частинки пухкого грунту.
Зображення полярної шапки Марса, отримане КА "Маринер 9" 12 жовтня 1972р.
Зображення полярної шапки Марса, отримане КА "Маринер 9" 12 жовтня 1972р.
Зображення полярної шапки Марса, отримане КА "Маринер 9" 12 жовтня 1972р., Коли шапка мала мінімальнией діаметр близько 1000 км. Темні деталі всередині зображення - вільні від снігу схили, звернені на південь. Під шапкою знаходяться вирівняні шари відкладень. Центр знімка знаходиться на 89 с. ш. і 200 з. д. (Mariner 9, MTVS 4297-47)
Мозаїка знімків КА "Вікінг 2" південного полюса Марса, отриманих 28 вересня 1977р.
Мозаїка знімків КА "Вікінг 2" південного полюса Марса, отриманих 28 вересня 1977р.
Мозаїка знімків КА "Вікінг 2" південного полюса Марса, отриманих 28 вересня 1977р. Південний полюс знаходиться нижче центру кадру у нижнього правого краю полярної шапки. Діаметр шапки, знятої під час зими в південній півкулі, 400 км. (Viking 2 Orbiter MG90S000-407B)
Зображення лабіринту на західній околиці Долини Маринер на Марсі, отримане КА "Маринер 9".
Зображення лабіринту на західній околиці Долини Маринер на Марсі, отримане КА "Маринер 9".
Зображення лабіринту на західній околиці Долини Маринер на Марсі, отримане КА "Маринер 9". У цьому районі переважають лінійні грабени, жолоби і ланцюжки кратерів поряд з плосковершіннимі столовими горами. Діаметр зображення, центр якого знаходиться на (6 ю. Ш. І 105 з. Д.) Краю Гор Фарсида, становить 400 км. (Mariner 9, MTVS 4187-45)
Ціла космічна флотилія з чотирьох КА "Марс 4, 5, 6, 7", запущених в 1973р., Досягли околиць Марса навесні 1974р. Через несправність бортової системи гальмування КА "Марс 4" пройшов на відстані 2200 км від поверхні планети виконавши її фотографування. КА "Марс 5" з орбіти штучного супутника проводив дистанційні дослідження поверхні і атмосфери. Двома фотографічними камерами отримані знімки поверхні різного ступеня детальності, в тому числі і кольорові зображення ділянок поверхні. СА "Марс 6" здійснив м'яку посадку в південній півкулі. На Землю передані дані про хімічний склад, тиску і температурі атмосфери. КА "Марс 7" пройшов на відстані 1300 км від поверхні, не виконавши своєї програми.
Найрезультативнішими були польоти КА "Вікінг 1, 2", запущених в 1975 р. На борту КА знаходилися дві телекамери, інфрачервоний спектрометр для реєстрації водяної пари в атмосфері і радіометр для отримання температурних даних. СА "Вікінг 1" здійснив м'яку посадку на рівнині Хриса 20 липня 1976р., А СА "Вікінг 2" на рівнині Утопія 3 вересня 1976 р.
Зображення лабіринту на західній околиці Долини Маринер на Марсі, отримане КА "Маринер 9".
Зображення лабіринту на західній околиці Долини Маринер на Марсі, отримане КА "Маринер 9".
Кольорове зображення Долини Хриса в місці посадки КА "Вікінг 1" 30 серпня 1976р. через місяць після посадки. Великий білий об'єкт внизу-зліва від центру з американським прапором - кришка генератора RTG. Вгорі праворуч видно антена. На північний захід знаходиться зображення ділянки 22 с. ш., 50 з. д. Рівнина Хриса - велика знижена область, покрита великими уламками, піском і пилом. (Viking 1 Lander, 12B069)
Зображення ділянки поверхні з посадкового апарата "Вікінг 2".
Зображення ділянки поверхні з посадкового апарата "Вікінг 2".
Зображення ділянки поверхні з посадкового апарата "Вікінг 2". На тлі червоною грунту темні валуни виглядають виступаючими. Спусковий апарат знаходиться в 200 км від кратера Мі в Долині Утопії ймовірно на вершині зовнішнього валу одного з кратерів. Найбільші валуни мають діаметр 0,5 м. (Viking 2 Lander, 22A158)
Ділянка поверхні Марса в місці посадки СА "Вікінг 2".
Ділянка поверхні Марса в місці посадки СА "Вікінг 2".
Ділянка поверхні Марса в місці посадки СА "Вікінг 2". Металевий циліндр справа - кришка від інструменту для забору ґрунту довжиною 30 см, яка була відкинута після посадки. Зліва від неї канава, викопана збірними пристроєм. Внизу праворуч видно одна з опор апарату. Зверніть увагу на щілини в скельних породах, які мабуть утворилися при витіканні газів, коли лавові породи затверділи. (Viking 2 Lander, 22G144)
Поряд з вивченням атмосфери, метеорологічних умов, властивостей грунту в місцях посадок були проведені унікальні експерименти за допомогою спеціальних лабораторій для виявлення самих незначних ознак життя в грунті. Висувний пристрій захоплювало зразок марсіанського ґрунту і поміщало його в один з контейнерів, що містили запас води або поживних речовин. Оскільки будь-які живі організми змінюють місце свого існування, прилади повинні були зафіксувати ці зміни. Хоча деякі зміни середовища в щільно закритому контейнері спостерігалися, до таких же результатів могло привести наявність сильного окислювача в грунті, тому не можна впевнено віднести ці зміни за рахунок діяльності бактерій. Робота СА "Вікінг 1" тривала протягом 4 років, а СА "Вікінг 2" - більше 6 років. З орбітальних станцій виконано детальне фотографування поверхні Марса і його супутників. На основі даних КА "Вікінг 1, 2" складені докладні карти поверхні Марса, геологічні, теплові та інші спеціальні карти.
У завдання станцій "Фобос 1, 2", запущених після тринадцятирічного перерви, входило дослідження Марса і його супутника Фобоса. В результаті невірної команди з Землі "Фобос 1" втратив орієнтацію і зв'язок з ним не вдалося відновити. КА "Фобос 2" вийшов на орбіту штучного супутника Марса в січні 1989р. і зробив ряд орбітальних маневрів при зближенні з Фобосом. Дистанційними методами отримані дані про зміну температури на поверхні Марса і нові відомості про властивості порід, що складають Фобос. Отримано 38 зображень Фобоса з дозволом до 40 м, виміряна температура поверхні Фобоса, складова в найбільш гарячих точках 30 ° С. На жаль здійснити основну програму з дослідження Фобоса не вдалося. Зв'язок з апаратом був втрачений 27 березня 1989р.
На цьому не закінчилася серія невдач. КА "Марс Обсервер", запущений в 1992 р. з метою вивчення планети протягом одного марсіанського року, що становить майже два земних роки, також не виконав свого завдання. Зв'язок з ним був втрачений 21 серпня 1993р. Не вдалося вивести на траєкторію польоту до Марса і станцію "Марс 96" через неполадки в розгінному блоці.
Запуски КА "Марс Глобал Сервейер" і невеликого КА "Марс Пасфайндер" в кінці 1996 р. пройшли успішно. Маленький марсохід, доставлений КА "Пасфайндер" виконав дослідження хімічного складу порід в околицях місця посадки. КА "Марс Глобал Сервейер" успішно фотографує поверхню з високою роздільною здатністю. У тому числі були отримані знімки загадкового "сфінкса", який при вирішенні в 40 метрів виявився звичайною гіркою, пересіченій тріщиною.
Для поверхні Марса характерна глобальна асиметрія в розподілі знижених ділянок - рівнин, що складають 35% всієї поверхні і піднесених, покритих безліччю кратерів областей. Велика частина рівнин розташована в північній півкулі. Кордон між ними в ряді випадків представлена особливим типом рельєфу - столовими горами, складеними плосковершіннимі гірками і хребтами.
Чотири гігантських вимерлих вулкана підносяться над навколишньою місцевістю на висоту до 26 км. Найбільший з них - гора Олімп, розташований на західній околиці гір Фарсида, має підставу діаметром 600 км і кальдери на вершині поперечником 60 км. Три вулкана: гора Аскрійская, гора Павлина і гора Арсия розташовані на одній прямій на вершині гір Фарсида, висотою близько 9 км. Самі вулкани піднімаються над Фарсида ще на 17 км. Більше 70 вимерлих вулканів знайдено на Марсі, але вони набагато менше і за площею і за висотою.
Кольорова мозаїка знімків вулкана Гора Олімп на Марсі, отриманих 22 червня 1978р.
Кольорова мозаїка знімків вулкана Гора Олімп на Марсі, отриманих 22 червня 1978р.
Кольорова мозаїка знімків вулкана Гора Олімп на Марсі, отриманих 22 червня 1978р. КА "Вікінг 1". Діаметр основи вулкана 600 км, а вершина знаходиться на висоті - 24 км над навколишньою місцевістю. (Viking 1 Orbiter MH20N133-735A)
Знімок з КА "Вікінг 1" складної кальдери на вершині вулкана Гора Олімп на Марсі.
Знімок з КА "Вікінг 1" складної кальдери на вершині вулкана Гора Олімп на Марсі.
Знімок з КА "Вікінг 1" складної кальдери на вершині вулкана Гора Олімп на Марсі. Усередині кальдери видно крунговие грабени і жили. Вершину оточують радіальні тераси. Ширина кадру 175 км. (Viking Orbiter 890A68)
На знімку з КА "Вікінг 1" кратера Пікерінг на Марсі видно край великого вулканічного потоку від Гори Арсия.
На знімку з КА "Вікінг 1" кратера Пікерінг на Марсі видно край великого вулканічного потоку від Гори Арсия.
На знімку з КА "Вікінг 1" кратера Пікерінг на Марсі видно край великого вулканічного потоку від Гори Арсия, розташованої в 1500 км. Фронти потоку видно біля центрального піку кратера діаметром 120 км. Діаметр зображення 280 км. (Viking Orbiter 056A12)
Гігантська долина глибиною до 6 км і протяжністю понад 4000 км знаходиться на південь від екватора. Її назвали Долиною Маринера. Безліч долин менших розмірів, борозен і тріщин виявлено на поверхні Марса, які свідчать про те, що в давнину на Марсі була вода і, отже, атмосфера була більш щільною.
Кольорова мозаїка знімків ка "Вікінг 1, 2" на Каньйон Кандор.
Кольорова мозаїка знімків ка "Вікінг 1, 2" на Каньйон Кандор.
Кольорова мозаїка знімків ка "Вікінг 1, 2" на Каньйон Кандор, що є частиною системи Долини Марінера.Шіріна каньйону 800 км, центр якого знаходиться на 6,5 ю. ш., 71 з. д. На стінах і дні видно сліди ерозії і зсувів. (Viking Orbiter NJ05S070-912A)
Під поверхнею Марса в окремих областях перебуває шар вічної мерзлоти товщиною в кілька кілометрів. В таких районах на поверхні у кратерів видно незвичайні для планет земної групи застиглі флюідізірованние потоки, за якими можна судити про наявність підповерхневого льоду. За винятком рівнин поверхню Марса сильно кратерірованних. Кратери, як правило, виглядають більш зруйнованими, ніж на Меркурії або Місяці. Сліди вітрової ерозії можна бачити всюди.
Знімок кратера Юті на Марсі.
Знімок кратера Юті на Марсі.
Знімок кратера Юті на Марсі діаметром 18 км (22 с. Ш., 34 з.д.), оточений флюідізірованнимі викидами, частково перекривають один зі старих кратерів. Знімок зроблений КА "Вікінг 1". (Viking Orbiter 003A07)
На сучасних картах Марса поряд з новими найменуваннями, присвоєними формам рельєфу, виявленим за космічними знімками, використовуються стародавні географічні та міфологічні назви, запропоновані Скіапареллі. Найбільша піднесена область, поперечником близько 6000 км і висотою до 9 км отримала назву Фарсида (так на стародавніх картах називався Іран), а величезна кільцева депресія на півдні діаметром понад 2000 км названа Елладою (Греція). Сильно кратерірованние ділянки поверхні отримали назву земель: Земля Прометея, Земля Ноя і інші. Долинах даються назви планети Марс, що використовуються у різних народів. Великі кратери названі на честь вчених, а невеликі кратери носять назви населених пунктів Землі. Особливості будови поверхні Марса наочно показані на Глобусі Марса, випущеному в 1993 р. за участю ГАІШ.
Супутники Марса були відкриті в 1877г. під час великого протистояння американським астрономом А. Холом. Їх назвали Фобос (у перекладі з грецького Страх) і Деймос (Жах), оскільки в античних міфах бог війни завжди супроводжувався своїми дітьми страхом і жахом.
Глобальний знімок супутника Марса Фобоса, отриманий КА "Вікінг 1".
Глобальний знімок супутника Марса Фобоса, отриманий КА "Вікінг 1".
Глобальний знімок супутника Марса Фобоса, отриманий КА "Вікінг 1". Зліва від центру видно кратер Стікні (5 ю. Ш., 55 з. Д.) Діаметром 10 км від якого радіально відходять борозни і ланцюжки кратерів. Діаметр Фобоса на цьому зображенні становить приблизно 20 км. Нижче центру кадру знаходиться подмарсіанская точка поверхні. (Viking Orbiter 357A64)
Зображення Фобоса, отримане КА "Вікінг 1" 19 лютого 1977р.
Зображення Фобоса, отримане КА "Вікінг 1" 19 лютого 1977р.
Зображення Фобоса, отримане КА "Вікінг 1" 19 лютого 1977р. з відстані 600 км. Термінатор проходить уздовж довготи 180 градусів, тому більша частина західної півкулі видно на знімку. Південний полюс знаходиться нижче центру кадру, діаметр якого становить 18 км. (Viking Orbiter 242A19)
Супутники дуже маленькі за розмірами і мають неправильну форму. Фобос (в перекладі з грецького Страх) і Деймос (Жах) - два маленьких супутника Марса були відкриті американським астрономом Холом під час великого протистояння 1877г. Розміри Фобоса 28х20х18 км, а Деймоса 16х12х10 км. КА "Маринер 7" випадково сфотографував Фобос на тлі Марса в 1969р., А КА "Маринер 9" передав безліч знімків обох супутників, на яких видно, що поверхні супутників нерівні, рясно вкриті кратерами. Кілька близьких підльотів до супутників скоїли КА "Вікінг" і "Фобос 2". На найкращих фотографіях Фобоса видно деталі рельєфу розміром в 5 метрів.
Орбіти супутників - кругові: Фобос обертається навколо Марса на відстані 6000 км з періодом 7 год. 39 хв. Деймос знаходиться майже в 2,5 рази далі, а період його обертання становить 30 год. 18 хв. Період обертання навколо осі кожного з супутників збігається з періодом обертання навколо Марса. Великі осі супутників завжди спрямовані до центру планети. Фобос сходить на заході і заходить на сході по 3 рази за марсіанські добу. Середня щільність Фобоса - менше 2 г / см3, а прискорення вільного падіння становить 0,5 см / с2. Людина важив би на Фобос кілька десятків грам, тому з Фобоса, підстрибнувши, легко полетіти в космос. Найбільший кратер на Фобос має діаметр 8 км, який можна порівняти з найменшим поперечником супутника. На Деймосе найбільша западина має діаметр 2 км.
Ділянка поверхні Марса в місці посадки СА "Вікінг 2".
Ділянка поверхні Марса в місці посадки СА "Вікінг 2".
Зображення супутника Марса - Деймоса, отримане КА "Вікінг 2" з відстані 500 км. На цій відстані поверхня виглядає рівною. Багато кратерів поховано під реголітом (суміші грунту і уламкового матеріалу). На зображеннях з більш близької відстані поверхня виглядає сильно кратерірованной. Деймос має не сферичну форму, його розміри 10х16 км. (Viking Orbiter 428B60)
Невеликими кратерами поверхні супутників усіяні приблизно також як і Місяць. При загальній схожості, достатку дрібно роздробленого матеріалу, що покриває поверхні супутників Фобос виглядає більш "обдертим", а Деймос має більш згладжену, засипану пилом поверхню. На Фобос виявлені загадкові борозни, що перетинають майже весь супутник. Борозни мають ширину 100-200 м і тягнуться на десятки кілометрів. Глибина їх від 20 до 90 метрів. Є кілька гіпотез, що пояснюють походження цих борозен, але поки немає достатньо переконливого пояснення, як втім, і пояснення походження самих супутників. Швидше за все це захоплені астероїди.
Ж.Ф.Родіонова