Общая характеристика марса. Отличительные особенности планет солнечной системы

Сколько существует человечество, столько и ведутся разговоры о том, есть ли жизнь на Марсе. Четвертая планета Солнечной системы, сияющая слабым красноватым светом на нашем небе, на сегодняшний день остается едва ли не последней надеждой человеческой цивилизации в поисках места пригодного для жизни в досягаемых пределах космоса. Эта маленькая красная точка на ночном небосводе могла бы стать запасным аэродромом для человечества.

Так это или нет на самом деле, покажут продолжающиеся космические исследования красной планеты, которые в последние годы заметно активизировались. Если будет доказано существование марсианской жизни, то это открытие можно будет считать самым знаковым в современной человеческой истории.

Какой Марс мы знаем: краткое описание планеты

Среди планет земной группы Марс представляет для научного сообщества огромный интерес. Ученые всего мира потратили колоссальные силы и средства на изучение ближайших к нам небесных светил, но только Марс предоставил нам шанс надеяться, что Земля не такая уж одинокая в космосе. Научные факты о планете Марс свидетельствуют, что этот космический объект обладает весьма интересными астрофизическими и физическими условиями.

Красную планету заметили еще древние астрономы, оракулы и астрологи, они приписывали этому небесному светилу самые необычные качества и свойства, оказывающие влияние на судьбы людей. Как правило, появление кровавой звезды связывали с началом военных действий, с наступлением больших и серьезных испытаний. В связи с этим наши предки дали этой небольшой планете грозное имя в честь бога войны — Марса. На самом деле, красный цвет спектра света далекой звезды объясняется большим количеством оксида железа, содержащегося в поверхностном слое марсианской коры. Это стало известно уже в современную эпоху, когда телескопы позволили заглянуть в лицо космическому богу.

Впервые научные наблюдения Марса проводил Галилео Галилей еще в 1610 году. Уже в XVII веке астрономы добавили сведения о поверхности планеты. На Марсе выявили темные участки и светлые области, которые соответствовали особенностям рельефа. Светлые полярные области вызывали наибольший интерес, однако истинная причина такого цвета поверхности планеты на полюсах была обнаружена только в XX веке.

Наблюдения итальянским астрономом Джованни Скиапарелли, сделанные в телескоп в 1877 году, позволили предполагать наличие разумной жизни на просторах Марса. Увиденные в объектив телескопа разломы марсианской коры ученый принял за искусственно созданную систему оросительных каналов.

Несмотря на то, что грозный Марс соседствует с Землей, по яркости света он уступает Венере и Юпитеру. Видимая звездная величина Марса равняется −2,91m. Среди планет земной группы красная планета является последней. Далее, за орбитой Марса начинается пояс астероидов и холодный мир газовых гигантов. Хорошо видно в небе красную звездочку раз в два года, во время большого противостояния. В эти периоды четвертая по счету планета находится на минимальном от нашего мира удалении. Расстояние до Земли составляет всего 77 млн. км.

Рассматривая Марс в телескопы, ученые-астрофизики получили следующие данные об этом космическом объекте:

• диаметр космического объекта;
• состояние и форма орбиты планеты;
• расстояние до нашего главного светила и до Земли;
• время оборота Марса вокруг Солнца и вокруг собственной оси;
• что из себя представляют спутники Марса.

Уже в наше время стала известна информация о марсианской атмосфере и о реальном рельефе маленькой красной планеты. Подробно изучена поверхность планеты Марс, состав марсианской коры и состояние полярных областей.

Размеры Марса вдвое меньше земных параметров. Диаметр грозного космического бога составляет всего 6779 км, а ее средний радиус составляет 0,53 радиуса планеты Земля. Вес планеты составляет 6,4169 х 1023 кг. Это является основной причиной того, что у Марса меньшая, в сравнении с Землей, плотность — 3,94 г/см3, против 5,52 г/см3 у Земли. В этом аспекте любопытно значение силы тяжести на марсианской поверхности, которое составляет 38% от земной силы тяжести. Другими словами, человек, весящий на Земле 80 кг, будет весить на Марсе всего 25 кг.

Как и другие планеты земной группы, Марс является плотным, массивным каменным телом. При таких физических параметрах соседняя с нами планета имеет и схожую структуру. В центре марсианского шара имеется достаточно крупное ядро диаметром почти в 3000 км. Ядро планеты окутывает слой мантии толщиной 1800-2000 км. Марсианская кора гораздо толще земной и составляет около 50 км. Такая толщина коры говорит о бурном тектоническом прошлом планеты — тектонические процессы на Марсе закончились значительно раньше, чем на Земле.

Орбита Марса достаточно интересна с точки зрения астрофизики. У нее большой эксцентриситет, обеспечивающий неравномерное движение планеты вокруг Солнца. В перигелии планета Марс пролетает на расстояние от Солнца в 209 млн. км. В афелии это расстояние увеличивается до 249 млн. км. Такое необычное положение орбиты объясняется влиянием Земли и Юпитера — ближайших к Марсу планет. Период обращения вокруг нашей звезды превышает земные параметры. При том, что скорость движения Марса по орбите составляет чуть более 24 км/с, марсианский год длиннее земного почти в два раза и составляет 686 земных дня. А вот время на планете течет так же, как и на земле и марсианский день практически такой же, как и на нашей планете — 24 часа и 37 минут. Маленькая планета достаточно вальяжно вращается вокруг собственной оси, которая имеет угол наклона 25° — практически такой же, как и у нашей голубой планеты. Это обеспечивает такую же смену сезонов, как и на Земле. Однако при этом, температурные режимы на обоих марсианских полушариях существенно отличаются от земных параметров.

Почему Марс интересен для землян?

С точки зрения астрофизики, Марс очень похож на наш земной мир. Несмотря на то, что по своим размерам планета меньше Земли и расположена значительно дальше нас от Солнца, многие параметры нашего соседа идентичны земным. Для этих двух планет одинаковыми являются и физические параметры.

Результаты наблюдений за красной планетой в телескопы дали веские основания предполагать существование марсианской жизни. Итогом пристального изучения стала карта Марса, составленная в 1840. Более пристальное исследование поверхности планеты пришлось на вторую половину XIX века. Тайны, которые таил в себе наш сосед по космосу, стали поводом для многочисленных инсинуаций. Богатое воображение ученых и любителей сенсаций заселило Марс разумными существами. Изучение спектра марсианской атмосферы позволило выявить спектральные линии, соответствующие молекулам воды, что только укрепило позиции сторонников теории о существовании марсиан. Еще в 1897 году английский писатель-фантаст Герберт Уэллс создал фантастический роман-бестселлер «Война миров», отведя главное место в книге кровожадным пришельцам с красной планеты.

В течение XX века тема существования внеземной марсианской цивилизации постоянно подпитывалась новыми научными данными и исследованиями, раскрывающими загадки Марса. Повышение качества оптических телескопов дало очередной толчок к появлению новых идей и теорий в отношении присутствия разумной жизни на Марсе.

Особенности рельефа поверхности натолкнули ученого Персиваля Лоуэлла на существование марсианских каналов, которые действительно напоминали собой искусственно созданные сооружения. Здесь уместно будет вспомнить о каменном лице, обнаруженным на поверхности красной планеты и об объектах, напоминающих пирамиды и другие культовые сооружения землян.

Стоит сказать, что многие из фантастических открытий на деле оказались очередными предположениями. Последующие во второй половине XX века космические исследования нашего соседа приоткрыли завесу тайн. Пирамиды и каменная маска оказались всего лишь искаженным изображением особенностей марсианской поверхности. Аналогичная картина и с историей о марсианских каналах. На фотоснимках, полученных с борта космических аппаратов «Викинг», «Маринер» и «Марс» стало видно, что это не каналы, а гигантские разломы марсианской коры, вызванные бурной вулканической молодостью планеты.

С точки зрения науки шансы найти и обнаружить на Марсе любые формы жизни выглядят скромнее. Тем не менее, попытки найти на Марсе жизнь или попытаться колонизировать планету имеют под собой веские основания и стали темой для амбициозной космической программы исследований Марса, полета и высадки человека на поверхность красной планеты.

Интересные детали и характеристики Марса

В 20-е годы XX века были впервые получены данные о температурном режиме красной планеты. Температура на поверхности Марса соответствует земным параметрам в самых экстремальных областях нашей планеты. Усилиями астрофизика Койпера удалось получить информацию о том, из чего на самом деле состоит атмосфера красной планеты. Ранее предполагалось, что газовая оболочка вокруг планеты в основном насыщенна углекислым газом. Койпер сумел точно определить это. Основным компонентом «марсианского воздуха» является двуокись углерода. Количество CO2 в марсианской атмосфере в 12 раз превышает количество земного углекислого газа.

Это открытие дало повод считать, что такое количество двуокиси углерода создает на Марсе парниковый эффект, результатом которого может стать улучшение марсианского климата. В настоящий момент установлено, что средняя температура газовой оболочки вблизи поверхности планеты варьируется в пределах 13-45° С ниже нуля. Несмотря на то, что марсианская атмосфера сильно разрежена, на этой планете существуют определенные метеорологические явления, формирующие ее климат.

Даже крайне малое наличие водяного пара в составе атмосферы Марса позволяет водяным облакам формироваться на высотах 15-30 км. Выше уже царствуют облака, сформированные из углекислого газа. Перепады температур на границе полярных областей с экваториальными районами создают метеорологические условия для рождения вихрей. В последние годы, благодаря снимкам, сделанным с космическим аппаратов, обнаружены циклонические вихри на марсианской поверхности. Обнаружены на Марсе и осадки. Это погодное явление не характерно для космического объекта со столь разреженной атмосферой. Еще в 1979 году в районе посадки космического аппарата «Викинг-2» был обнаружен выпавший снег. Позже, уже в 2008 году марсоходом «Феникс» был зафиксирован факт выпадения осадков в верхних частях приземного слоя марсианской атмосферы.

Омрачают картину марсианской безоблачности пылевые бури, хозяйничающие на поверхности Марса длительное время.

Обнаруженные полярные льды на южном полюсе планеты дают основания считать, что наш космический сосед не является безжизненной каменной пустыней. Полюса на Марсе являются самой малоизученной областью, ледяные шапки в этих районах позволяют допускать существование жидкой воды в глубинных слоях марсианской коры.

Марс интересен не только для климатологов, сумевших разобрать атмосферу планеты по полочкам. Геологическое строение планеты и ее рельеф также вызывают большой интерес. На Марсе имеются следы космического катаклизма вселенского масштаба. Свидетельством столкновения планеты с огромным космическим объектом на ранних стадиях формирования является огромный кратер, обнаруженный в Северном бассейне. Этот самый крупный в Солнечной системе кратер имеет диаметр 8,5 тыс. км. Поражает своими размерами и самый крупный вулкан Солнечной системы. Потухший вулкан Олимп имеет диаметр вулканического кратера в 85 км, достигая высоты 21 километров.

Эти и многие другие факты из истории красной планеты представляют немалый интерес для научного сообщества. Доступность Марса для изучения делает его самым привлекательным и интересным космическим объектом в нашем ближайшем окружении.

Если у вас возникли вопросы - оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

Среди всех планет Марс по своим климатическим условиям наиболее близок к Земле. Несмотря на отрицательные результаты первых экспериментов по поиску жизни на Марсе, эта проблема до сих пор считается открытой. В XIX и XX вв. астрономы усиленно изучали Марс с помощью наземных телескопов, полагая, что на его поверхности есть, как минимум, растительная жизнь. Последние 40 лет Марс интенсивно исследуют с помощью межпланетных аппаратов, не прекращая его наблюдения наземными и космическими телескопами. Нет сомнения, что Марс станет первой планетой, которую посетят пилотируемые экспедиции.

Таблица: Основные данные о Марсе

Таблица 1. ОСНОВНЫЕ ДАННЫЕ О МАРСЕ
Среднее расстояние от Солнца	1,524 а.е.
Эксцентриситет орбиты	0,093
Наклон экватора к орбите	25,2°
Экваториальный радиус	3394 км
Масса	0,107 массы Земли
Средняя плотность	3,94 г/см 3
Сила тяжести	0,38 земной силы тяжести
Период вращения	24 час. 37 мин. 23 сек.
Продолжительность солнечных суток	24 час. 39 мин. 35 сек.
Продолжительность года	1,88 земного года
Атмосфера	разреженная (95% углекислого газа, 2,5% азота, 1,6% аргона)
Магнитное поле	очень слабое,
Спутники	Фобос и Деймос.

Движение Марса.

С точки зрения земного наблюдателя Марс относится к «верхним» планетам: вместе с планетами-гигантами (Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун), а также карликовой «двойной планетой» Плутоном Марс движется за пределом орбиты Земли. Внутри же земной орбиты, ближе к Солнцу, движутся две «внутренние» планеты – Меркурий и Венера. Однако по своим физическим свойствам Марс входит в группу планет земного типа (Меркурий, Венера, Земля и Марс). Планеты земной группы схожи между собой тем, что это небольшие, каменистые и довольно плотные тела. Они сравнительно медленно вращаются вокруг своих осей, лишены колец и имеют мало или совсем не имеют спутников: у четырех планет этой группы в сумме всего три спутника – земная Луна и марсианские Фобос и Деймос.

В истории астрономии изучение движения Марса сыграло особую роль: использую многолетние наблюдения Тихо Браге за перемещением Марса относительно звезд, Иоганн Кеплер смог впервые верно определить форму планетных орбит. Он доказал, что орбита Марса – эллипс. Это удалось Кеплеру лишь потому, что эллиптичность марсианской орбиты относительно высока, заметно выше, чем у всех планет, доступных для детального наблюдения в дотелескопическую эпоху.

Период обращения Марса по орбите составляет около 687 земных суток или около 670 марсианских суток, которые лишь немногим длиннее земных (см . табл. 1). Одинаковое взаимное расположение Марса, Земли и Солнца повторяется в среднем через каждые 780 сут. – это синодический период обращения Марса. В частности, с такой периодичностью происходят противостояния Марса, при которых он наблюдается с Земли приблизительно в точке, противоположной Солнцу; отсюда и термин – противостояние Марса и Солнца на земном небосводе. В эти периоды Марс особенно удобен для изучения его поверхности в телескоп.

В зависимости от времени года, т.е. от положения Земли на орбите, в момент противостояния расстояние до Марса может быть от 56 до 101 млн. км. Если противостояние происходит в июле-сентябре, то расстояние составляет 56–60 млн. км; такие близкие противостояния называют великими (см . ВЕЛИКИЕ ПРОТИВОСТОЯНИЯ МАРСА). В эти моменты видимый с Земли диаметр диска Марса достигает 25І , а блеск поднимается до 2,5 звездной величины, сравниваясь с блеском Юпитера и уступая лишь Венере.

Сезонные изменения на Марсе происходят в течение года подобно земным: наклон экватора к плоскости орбиты для Марса равен 25,2°, для Земли 23,4°. Год Марса делится на четыре сезона моментами равноденствий и солнцестояний: от весеннего равноденствия до летнего солнцестояния – весна, и т.д. Поскольку период обращения Марса вокруг Солнца вдвое больше земного, продолжительность сезонов также вдвое больше. К тому же, по длительности марсианские сезоны больше отличаются друг от друга, чем земные. Причина этого в существенной эллиптичности марсианской орбиты, из-за чего в разных точках орбиты Марс движется с разной скоростью. Например, в южном полушарии Марса весна длится 146 земных суток, лето – 160 сут, осень – 199 сут, зима – 182 сут.

В течение северной весны Марс находится на большем удалении от Солнца (в области афелия орбиты), а поэтому солнечная радиация, достигающая планеты в этот период, составляет лишь 70% радиации в период ближайшего положения к Солнцу (в перигелии). При прохождении Марсом перигелия средняя температура поверхности по дневному полушарию планеты на 25–30 градусов выше, чем в афелии. По этой причине осень и зима в северном полушарии Марса менее суровые, чем в южном, а южное лето в отличие от северного болеежаркое.

Природа Марса.

По размеру Марс вдвое больше Луны и вдвое меньше Земли. Сила притяжения на поверхности Марса в точности заключена между земной и лунной. Средняя плотность Марса также заключена между плотностью Луны и Земли, хотя ближе к лунной. И еще одно качество объединяет Луну и Марс: это наиболее изученные (после Земли) объекты Солнечной системы.

Однако Марс даже в период великого противостояния в 150 раз дальше от нас, чем Луна, поэтому его изучение традиционными астрономическими методами представляет сложную проблему. Тем не менее до начала космической эры астрономы точно измерили длину марсианских суток, составили грубую карту поверхности Марса, обнаружили у него атмосферу, в основном состоящую из углекислого газа. Довольно точно была измерена температура поверхности Марса, которая, как и предполагалось, оказалась ниже, чем на Земле, и равна примерно –30°С (средняя температура на Земле составляет около +15°С).

Измерения с борта автоматических станций – искусственных спутников Марса – значительно уточнили эти данные. Средняя температура оказалась еще ниже, около –60°С. Летом на экваторе она поднимается до нуля, но зимой в полярных областях опускается до –150° С. Из-за разреженной атмосферы суточные перепады температуры поверхности очень велики: до 70 градусов. Однако уже на небольшой глубине грунта, около 25 см, температура в течение суток и даже года меняется мало; в тропиках она близка к –60 °С.

Большое внимание астрономов всегда привлекали яркие белые пятна, располагающиеся в полярных областях Марса. Если начать наблюдения полярной шапки на каком-нибудь из полушарий Марса в конце зимы, то можно заметить, что вначале она занимает очень большое пространство, примерно 10 млн. км 2 , но с течением времени начинает уменьшаться, сначала медленно, а затем все быстрее. К середине весны появляются темные полосы, рассекающие полярную шапку на ряд отдельных областей различной яркости. От основного массива отделяются по краям небольшие участки, которые через некоторое время постепенно исчезают. В течение лета полярная шапка продолжает уменьшаться и становится совсем небольшой. К концу лета над полярной областью появляются беловатые размытые пятна, которые быстро увеличиваются и вскоре распространяются на всю полярную область и частично даже на умеренные широты. Эта светлая подвижная дымка сохраняется всю осень и зиму и рассеивается только к концу зимы. После этого снова становится видимой большая полярная шапка, сначала немного тусклая, а затем принимающая яркую белую окраску и покрывающая, как и в конце предыдущего года, значительное пространство.

Природа северной и южной полярных шапок неодинакова. Северная шапка больше по размеру и состоит главным образом из водяного льда, а южная – в основном из замерзшего углекислого газа. Причина этого в различии средней температуры и продолжительности сезонов в северном и южном полушариях. Толщина снежного покрова на большей части поверхности полярных шапок не превышает нескольких сантиметров.

В средних широтах поверхность Марса, лишенная снежного покрова, довольно светлая и в основном имеет красновато-оранжевый оттенок. Эти области называют «пустынями»; их окраска определяется присутствием гидратов окислов железа, образующих слой красной пудры на зернах силикатного песка – основной составляющей поверхности. Ближе к экватору встречаются зеленовато-серые пятна («моря»), в целом занимающие около трети поверхности; они темнеют с наступлением весны. В прошлом высказывалось мнение, что это болотистые равнины, но теперь совершенно очевидно, что обширных открытых водоемов на Марсе нет.

Поверхность Марса весьма неровная, перепад высот на ней достигает 30 км. На Земле он заметно меньше: от дна Марианской впадины до вершины Эвереста около 20 км. За уровень отсчета высоты на Марсе обычно принимают эквипотенциальную поверхность с давлением атмосферы 6,1 мбар. Это давление на диаграмме состояния воды соответствует «тройной точке»: при более высоком давлении вода может быть в трех агрегатных состояниях (в зависимости от температуры) – твердом, жидком и газообразном. Но если давление ниже, то при нагревании лед сразу переходит в пар, минуя жидкую фазу. На самых значительных возвышенностях Марса давление атмосферы около 3 мбар, а на дне каньонов – около 10 мбар; там вода может быть в жидком состоянии.

В среднем давление у поверхности Марса почти в 200 раз меньше нормального атмосферного давления у поверхности Земли на уровне моря и близко к давлению на высоте 40 км, куда на Земле не поднимаются самолеты и аэростаты. Атмосфера Марса очень сухая. Толщина условно осажденного слоя воды в ней составляет всего около 0,05 мм даже вблизи тающей полярной шапки в разгар лета (в земной атмосфере слой воды в сотни раз больше). По мере удаления от тающей полярной шапки количество пара в атмосфере уменьшается до нескольких микрометров.

Тем не менее, уже первые снимки автоматических станций показали, что некоторые детали марсианского рельефа обязаны своим происхождением потокам воды. Например, извилистое русло древней марсианской реки Нергал с притоками. Его длина достигает 400 км. В долине Нергала давно нет воды. По-видимому, река впадала в огромное водохранилище, образованное широкой низменностью в районе каньона Узбой и цепи кратеров Холден-Хейл. Извилистая форма Нергала напоминает русла земных рек. Были обнаружены и другие долины такой же природы, указывающие, что на сухой планете Марс когда-то бушевали водные потоки.

Впрочем, возможно, что и в наше время на Марсе иногда «бегут ручьи». На это указывают снимки высокого разрешения, переданные с орбиты Марса в последние годы аппаратами «Марс Глобал Сервейор» и «Марс Одиссей» (США). На склонах некоторых долин и кратеров обнаружились объекты нового типа; возможно, это водные или водно-грязевые потоки, возникающие в наши дни, буквально у нас на глазах. Присутствие на Марсе жидкой воды значительно повышает его шансы быть прибежищем жизни.

Таблица: Важнейшие экспедиции автоматических станций к Марсу

Таблица 2. ВАЖНЕЙШИЕ ЭКСПЕДИЦИИ АВТОМАТИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ К МАРСУ
Дата запуска	Название аппарата	Страна	Содержание экспедиции
28 ноября 1964	Маринер-4	США	Первый успешный пролет вблизи Марса (15 июля 1965). Передана 21 фотография поверхности.
29 мая 1971	Марс-3	СССР	Первая мягкая посадка на Марс (2 декабря 1971). С поверхности передавались данные в течение 20 сек.
30.05.1971	Маринер-9	США	Первый искусственный спутник Марса. Исследование с орбиты поверхности Марса (с 14 ноября 1971) и его спутников – Фобоса и Деймоса.
20 августа 1975 9 сентября 1975	Викинг-1 Викинг-2	США	Первая успешная посадка на Марс (20 июля 1976 и 3 сентября 1976). Поиски жизни и многолетние исследования поверхности и климата.
7 ноября 1996	Марс ГлобалСервейор	США	Длительное исследование Марса с орбиты (с 12 сентября 1997).
4 декабря 1996	Марс Пасфайндер	США	Мягкая посадка на Марс (4 июля 1997); доставлен первый автоматический самоходный аппарат «Соджорнер» для исследования состава поверхности.

Поиск жизни на Марсе.

В середине 20 в. экзобиологи возлагали на Марс большие надежды, и не только потому, что некоторые астрономы видели на его поверхности множество тонких прямых линий – «каналов», – что дало повод фантастам и фантазерам говорить об искусственных оросительных сооружениях на поверхности Марса. Эта планета действительно более других похожа на Землю и, вероятно, могла бы стать прибежищем для самых неприхотливых форм земной жизни.

Несколько автоматических экспедиций к Марсу и особенно посадки на его поверхность позволили близко познакомиться с ландшафтом и климатом планеты (см . табл. 2). Полученные данные разочаровали экзобиологов. Даже летним днем температура на Марсе редко поднимается выше 0°С, а ночью может опускаться до –120°С. Бедная атмосфера Марса почти не содержит паров воды и лишена кислорода. Поверхность Марса значительно интенсивнее бомбардируется метеоритами , чем поверхность Земли. Не исключено, что в прошлом падение крупных метеоритов (астероидов) вызывало сильные климатические изменения, опасные для биосферы Марса, разумеется, если она существовала.

Анализируя условия для жизни на Марсе, следует также учитывать, что эта планета практически лишена магнитосферы, защищающей от космических лучей. Магнитное поле Марса очень слабое, вероятно, обязано суммарному эффекту палеомагнитных полей на отдельных участках поверхности. Его напряженность на экваторе составляет от 0,07 до 0,8 мкТ (на Земле около 30 мкТ).

Можно с уверенностью сказать, что в нынешнюю эпоху условия на Марсе неблагоприятны для возникновения жизни: там холодно, сухо, очень разрежен и лишен кислорода воздух, который не в состоянии задержать сильное ультрафиолетовое излучение Солнца, стерилизующее поверхность планеты. Несколько специальных приборов, доставленных на Марс в 1976 посадочными блоками «Викинг-1 и 2» (США), не обнаружили органического вещества в грунте планеты.

Сейчас практически не осталось надежды обнаружить на Марсе активную жизнь. Однако история Марса, возможно, знала периоды более благоприятные для жизни. Есть признаки того, что климат Марса существенно менялся: в далеком прошлом по его поверхности текла вода. Как уже отмечалось, на детальных изображениях планеты, переданных искусственными спутниками Марса, видны следы водной эрозии – овраги и пустые русла рек. Зонд «Марс Пасфайндер» (США), совершивший в 1997 мягкую посадку на Марс и доставивший первый автоматический марсоход «Соджорнер», обнаружил в геологическом строении поверхности признаки мощных водных течений, имевших место в отдаленные эпохи.

Долговременные вариации марсианского климата могут быть связаны с изменением наклона его полярной оси. При небольшом повышении температуры планеты ее разреженная атмосфера может стать в 100 раз плотнее за счет испарения льдов полярных шапок и возможного слоя вечной мерзлоты. Поэтому не исключено, что жизнь на Марсе когда-то существовала. Точно ответить на этот вопрос будет возможно лишь после изучения образцов марсианского грунта. Но их доставка на Землю – сложная задача.

К счастью, природа иногда дарит ученым неожиданную удачу: из тысяч найденных на Земле метеоритов некоторые, возможно, прилетели с Марса: микроскопические пузырьки газа в них имеют такой же состав, как атмосфера Марса. Такие находки называют «шерготтитами» или SNC-метеоритами, поскольку первые такие «камни» нашли вблизи населенных пунктов Шерготти (Индия), Накла (Египет) и Шассиньи (Франция). К этой же группе относится и найденный в Антарктиде метеорит ALH 84001; он значительно старше остальных и содержит полициклические ароматические углеводороды, возможно, имеющие биологическое происхождение. С середины 1990-х по поводу этого метеорита идут жаркие научные споры: астрономы уверены, что перелет вещества с планеты на планету возможен – его выброс может произойти под действием мощного астероидного удара; однако далеко не все биологи согласны, что в метеорите ALH 84001 действительно есть следы марсианской жизни.

Понятно, что оставаясь на Земле, не удастся разрешить проблему жизни на Марсе. Исследования метеорита ALH 84001 стимулировали интерес общественности к этой проблеме, поэтому в 1999 правительство Великобритании одобрило план создания межпланетной станции «Бигль-2», которая 2 июня 2003 отправилась на Марс и вновь попытается найти там следы жизни. Станция названа в честь судна, на котором в 1830 совершил исследовательское плавание Чарльз Дарвин. Новую экспедицию ученые рассматривают как продолжение исследований происхождения жизни, начатых Дарвином полтора века назад.

Марс, четвертая из планет земной группы, примерно вдвое меньше Земли по размерам (экваториальный радиус 3394 км) и в девять раз меньше по массе. Ускорение силы тяжести на поверхности планеты равно 376 см/сек2. Угловой диаметр Марса во время великих противостояний 25", во время афелийных 14". На поверхности Марса наблюдаются устойчивые детали, что позволило определить период его вращения с очень большой точностью: 24h 37m 22s,6. Экватор планеты наклонен к плоскости ее орбиты на 24° 56", почти так же, как и у Земли. Поэтому на Марсе наблюдается смена времен года, очень похожая на земную, с той лишь разницей, что лето в южном полушарии Марса жарче и короче, чем в северном, так как оно наступает вблизи прохождения планетой своего перигелия. Марсианский год длится 687 земных суток.

Детали, наблюдаемые в телескоп на диске Марса, можно классифицировать следующим образом:

• 1. Яркие области, или материки, занимающие 2/3 диска. Они представляют собой однородные светлые поля оранжево-красноватого цвета.
• 2. Полярные шапки - белые пятна, образующиеся вокруг полюсов осенью и исчезающие в начале лета. Это самые заметные детали. В середине зимы полярные шапки занимают поверхность до 50° по широте. Летом северная полярная шапка исчезает целиком, от южной сохраняется небольшой остаток. Сквозь синие светофильтры полярные шапки выделяются очень контрастно.
• 3. Темные области (или моря), занимающие 1/3 Диска. Они видны на фоне светлых областей в виде пятен, различных по величине и форме. Изолированные темные области небольших размеров называются озерами или оазисами. Вдаваясь в материки, моря образуют заливы. И материки и моря имеют красноватый цвет.

Отношение яркости материков и морей максимально в красной и инфракрасной области (до 50% для самых темных морей), в желтых и зеленых лучах оно меньше, в синих на диске Марса моря вообще не различаются.

Темные области наряду с полярными шапками участвуют в цикле периодических сезонных изменений. Зимой темные области имеют наименьший контраст. Весной вдоль границы полярной шапки образуется темная кайма, и контраст темных областей вокруг нее увеличивается. Потемнение распространяется постепенно в направлении к экватору, захватывая все новые и новые области. Многие детали, не различающиеся в данном полушарии зимой, становятся хорошо заметными летом. Волна потемнения распространяется со скоростью примерно 30 км в сутки. В некоторых районах изменения повторяются регулярно из года в год, в других происходят каждую весну по-разному. Кроме повторяющихся сезонных изменений, неоднократно наблюдалось необратимое исчезновение и появление темных деталей (вековые изменения). Светлые области не участвуют в сезонном цикле, но могут испытывать необратимые вековые изменения.

4. Облака - временные детали, локализованные в атмосфере. Иногда они закрывают значительную часть диска, препятствуя наблюдению темных областей. Различаются два вида облаков: желтые облака, по общему мнению, пылевые (бывают случаи, когда желтые облака закрывают весь диск на целые месяцы; такие явления называются "пылевыми бурями"); белые облака, состоящие скорее всего из ледяных кристалликов подобно земным циррусам.

В последние годы изучение Марса сильно продвинулось вперед благодаря использованию автоматических межпланетных станций. Американская АМС "Маринер-4" впервые сфотографировала Марс с близкого расстояния (около 10 000 км) в 1965 г.

Оказалось, что Марс подобно Луне покрыт кратерами. За "Маринером-4" пролетели вблизи Марса и сфотографировали его "Маринер-6" и "Маринер-7", а в 1971 г., через несколько месяцев после великого противостояния, на орбиты вокруг Марса вышли его первые искусственные спутники, сделанные руками землян: два советских ("Марс-2" и "Марс-3") и один американский ("Маринер-9"). Программы их существенно отличались и взаимно дополняли друг друга. Американский спутник был нацелен в основном на фотографирование Марса; он получил несколько тысяч фотографий с разрешением около 1 км, покрывающих почти всю поверхность Марса.

Советские спутники проводили фотографирование в гораздо меньшем объеме, но зато они были оснащены большим количеством аппаратуры, предназначенной для исследования поверхности Марса, его атмосферы и околопланетного пространства физическими методами. Инфракрасным радиометром измерялась температура поверхностного слоя и одновременно радиотелескопом температура грунта на глубине в несколько десятков сантиметров; измерялась яркость в различных длинах волн, атмосферное давление и высоты по интенсивности полос СO2, содержание H2O в атмосфере, магнитное поле, состав и температура верхней атмосферы, электронная концентрация в ионосфере, поведение межпланетного вещества в окрестностях Марса.

От АМС "Марс-3" отделился спускаемый аппарат, который впервые совершил мягкую посадку на поверхность Марса. Советская программа исследований Марса с помощью космических аппаратов получила дальнейшее развитие в 1974 г., когда четыре советских космических аппарата прибыли к планете. Один из них, "Марс-6" совершил посадку на поверхность, и во время спуска в атмосфере впервые провел прямые измерения ее состава, температуры и давления. "Марс-5" вышел на орбиту искусственного спутника планеты, а "Марс-4" и "Марс-7" проводили исследования планеты и межпланетного пространства на пролетных траекториях.

Фотографии поверхности, полученные с борта "Маринера-9", "Марса-4" и "Марса-5" показали, что поверхность Марса весьма разнообразна по характеру геологических форм. Большая часть ее покрыта кратерами, однако имеются и ровные области, почти лишенные кратеров. Среди кратеров попадаются такие, которые расположены на вершинах огромных конусообразных гор. Такое расположение означает, что это не метеоритные кратеры, а вулканические. На склонах крупнейших вулканов мало метеоритных кратеров и, следовательно, эти вулканы "молодые", они образовались сравнительно недавно. Таким образом, Марс - геологически активная планета. Марс, видимо, обладает собственным магнитным полем, хотя и значительно более слабым, чем Земля; существование собственного магнитного поля указывает на присутствие в центре планеты жидкого ядра.

На поверхности Марса имеются образования, очень похожие на высохшие русла рек. 20 июля 1976 г. совершил посадку на поверхность Марса американский спускаемый аппарат "Викинг-1".

Марсианский пейзаж очень напоминает некоторые земные пустыни. Видны отлогие песчаные дюны, много угловатых камней.

На карте Марса показана трасса, вдоль которой проводились измерения при данном прохождении. Приборы "увидели" сначала южное полушарие Марса и за полчаса их оптические оси пересекли всю планету с юга на север. Видно, что более темные области являются и более теплыми (они поглощают больше солнечного тепла).

В северных областях (широта j > 45°) температура падает до очень низкого уровня, около 150 °К. Здесь находится зона полярной шапки. Она проявляется как резкое увеличение яркости в ультрафиолетовых лучах (0,37 мк), но совсем не видна в ближней инфракрасной области (1,38 мк; здесь планета светит все еще отраженным, а не тепловым излучением). Это означает, что мы видим в данном случае не снег или лед на поверхности, а облака (из тонких кристалликов), плавающие в атмосфере. Размеры кристалликов так малы, что на длине волны около 1 мк они уже свет не рассеивают. Возможно, что это кристаллики обычного льда Н2О: мы видим, как резко падает здесь содержание пара Н2О. Он должен переходить в твердую фазу. При таких температурах может конденсироваться и углекислый газ.

Температура поверхности Марса колеблется в широких пределах. На экваторе днем она достигает +30 °С, а ночью -100 °С. Это происходит из-за малой теплопроводности марсианского грунта. Она почти столь же низка, как у лунного.

Самая низкая температура бывает зимой на поверхности полярных шапок (-125°С).

В спектре Марса наблюдаются хорошо заметные полосы СО2, хотя и более слабые, чем в спектре Венеры (см. рис. 166). Облака на Марсе обычно закрывают незначительную долю поверхности (в отличие от Венеры), и поэтому из спектроскопических наблюдений можно определить абсолютную величину содержания СО2 в атмосфере. Так как на интенсивность слабых и сильных линий полное давление газа влияет по-разному, то можно определить и его. Аппаратура, установленная на "Maрсе-6" и "Викинге-1 и 2" измерила давление в атмосфере Марса непосредственно с помощью барометрических датчиков. Оно равно у поверхности в среднем 6 мб. На "Викинге-1 и 2" были проведены прямые измерения химического состава с помощью. масс-спектрометра, которые показали, что атмосфера Марса на 95% состоит из СО2.

Давление в различных районах Марса может отличаться в несколько раз из-за различия высот. Самые высокие области Марса лежат на 20 км выше самых низких.

Интересно, что темные и светлые области с одинаковой вероятностью могут быть и низкими и высокими. В северном полушарии преобладают низкие районы.

В спектре Марса обнаружены линии водяного пара. При наземных наблюдениях их удается отделить от земных линий только благодаря доплеровскому смещению, так как они очень слабы. При наблюдениях с космических аппаратов эта трудность отсутствует. Пример наблюдений с космического аппарата приводился выше.

Содержание водяного пара в атмосфере Марса меняется во времени и различно в разных районах. Иногда оно ниже предела обнаружения (около 1 микрона осажденной воды для измерений, произведенных на "Марсе-3"), иногда достигает 50 микрон. Такова толщина пленки воды, которая покрыла бы планету, если сконденсировать весь. атмосферный водяной пар. На Земле в атмосфере содержится воды примерно в 1000 раз больше. Средняя температура Марса (200 °К) заметно ниже земной, и под его поверхностью следует ожидать слой вечной мерзлоты, который задерживает выделение H2O из недр планеты.

Заметим, что в жидкой фазе вода при марсианских температурах и давлениях существовать не может; она может быть только в виде льда или пара.

Кроме Н2О в атмосфере Марса обнаружены и некоторые другие малые составляющие - N2 (2,5%), Аг (1,5%), СО (~0,01%), O2 (~0,01%), следы озона О3. Полярные шапки Марса имеют сложную природу. Только на краях и лишь в некоторые определенные периоды времени это облака. Значительная часть видимой полярной шапки представляет собой твердый осадок на поверхности, причем этот осадок образован замерзшей углекислотой с примесью обычного водяного льда. В полярных шапках (главным образом в неисчезающей полностью южной) содержится больше СО2 и Н2О, чем в атмосфере. Было высказано следующее очень интересное предположение.

Вследствие прецессии полярной оси Марса один раз в 50 000 лет получается так, что обе полярные шапки исчезают полностью и тогда давление в атмосфере повышается, увеличивается содержание Н2О, появляется жидкая. вода. Может быть, в эти периоды текла река, оставившая русло.

Во время полета американских и советских космических станций вблизи Марса были проведены эксперименты по просвечиванию его атмосферы радиоволнами, такие же, как при исследовании Венеры. Они позволили определить атмосферное давление и температуру на высоте < 40 км и, кроме того, электронную концентрацию в ионосфере планеты. Максимум ионизации был найден на высоте 120 км, где электронная концентрация на дневной стороне планеты равна 105 см -3, т.е. на порядок меньше, чем в земной ионосфере.

Теперь, когда мы изложили основные наблюдательные данные о поверхности и атмосфере Марса, рассмотрим возможные объяснения периодических сезонных изменений в темных областях, связанных по времени с таянием полярной шапки. Одно из них состоит в том, что весной, когда начинается сублимация полярных шапок, грунт оттаивает, увеличивается влажность. С течением времени этот процесс оттаивания распространяется все дальше к экватору, вызывая потемнение морей и оазисов. Если процессы потемнения связаны с увеличением влажности грунта, то здесь имеются две возможности:

• 1) темные области заняты растительностью, которая подобно земной с наступлением весны вступает в активную фазу благодаря увеличению температуры и влажности;
• 2) темные области покрыты каким-либо минеральным материалом, темнеющим при увеличении температуры или влажности.

Однако периодический процесс потемнения может быть вовсе не связан с влажностью. Например, он может быть вызван периодическими сезонными изменениями в направлениях ветров. Весной ветер уносит из морских областей более мелкие частицы, и моря темнеют, осенью происходит перемещение мелких частиц и обратном направлении.

Давно отмечалась способность темных областей к восстановлению. На Марсе часто бывают пылевые бури, которые, казалось бы, должны были давно засыпать моря.

Ничего подобного не происходит. Вскоре после окончания пылевой бури контраст темных областей полностью восстанавливается. Это свойство легко объясняется, если предположить, что темные области покрыты растительностью. Но опять-таки, если принять, что моря - это области, из которых более мелкие частицы легко выдуваются ветром, восстановление контраста можно объяснить и без привлечения гипотезы о растительности.

Итак, явления, которые могут рассматриваться как указание на деятельность марсианской биосферы, это:

• 1) периодические сезонные изменения темных областей;
• 2) связь периодических сезонных изменений темных областей с сублимацией полярных шапок;
• 3) способность темных областей к регенерации (восстановлению контраста).

Все они, как мы видели, могут иметь объяснение, весьма далекое от биологических процессов. Малое атмосферное давление и огромные суточные колебания температуры (не менее 100°) заставляют многих исследователей отрицательно относиться к возможности существования биосферы на Марсе. С другой стороны, известна и огромная приспособляемость живых организмов. В земной почве находятся микроорганизмы (анаэробные бактерии), способные переносить низкие давления и температуру и не нуждающиеся в кислороде. Поэтому поиски живых организмов на Марсе не представляются полностью безнадежным делом. Такие поиски будут, видимо, производиться с помощью АМС, способных производить мягкую посадку на марсианскую поверхность.

Марс имеет двух спутников, Фобоса и Деймоса, которые были открыты американским астрономом Холлом в 1877 г. Они очень близки к планете и слабы (+11m,5 и +12m,5), наблюдать их поэтому трудно. Фобос находится на расстоянии 2,77 радиуса планеты от ее центра и его период обращения 7h 39m 14s, т.е. значительно меньше периода вращения Марса. В результате Фобос восходит на западе, несмотря на то, что направление обращения его прямое. Деймос обращается на среднем расстоянии в 6,96 радиуса планеты, с периодом 30h 17m 55s. На рис. 177 приведена фотография Фобоса, полученная с борта "Маринера-9". Его поверхность значительно сильнее испещрена кратерами, чем марсианская, из-за полного отсутствия атмосферной эрозии. Оба спутника имеют неправильную форму. Размеры Фобоса около 22-25 км в поперечнике, Деймоса - около 13 км.

Четыре планеты земной группы имеют много общего в своих характеристиках. Почти все вещество сосредоточено в литосфере. Массы находятся в пределах от 1,510-7 до 3; 10-6 M¤ и радиусы, примерно, от 3,510-3 до 9,0 × 10-3 R¤. Средние плотности лежат в еще более узких пределах - от 4,0 (Марс) до 5,4-5,5 г/см3 (остальные три планеты). По-видимому, в недрах всех планет этой группы имеется химическая дифференциация: тяжелые элементы (в частности, Fe) концентрируются к центру, легкие и вместе с тем более легкоплавкие - в наружных оболочках; кора и мантия состоят из силикатных пород. Возможно, все четыре планеты обладают жидким ядром. По крайней мере на двух планетах (Земля и Марс) имеются вулканы. На поверхности всех четырех планет имеются в тех или иных масштабах следы тектонической деятельности (процессов горообразования).

Все подвергались сильной метеоритной бомбардировке, которая явилась одним из основных факторов в формировании поверхности Марса и Меркурия. На Земле метеоритные кратеры почти целиком стерты тектоническими и эрозионными процессами, на Венере они, по-видимому, сохранились гораздо лучше. Единственным энергетическим источником, определяющим температуру и климат планет земной группы, является солнечное излучение. Поток внутреннего тепла пренебрежимо мал по сравнению с потоком солнечного излучения.

Три планеты из четырех имеют атмосферу. Венера и Марс по составу атмосферы похожи: углекислый газ является главной составляющей в обоих случаях, но количества его очень разные. Состав земной атмосферы совсем другой: азот, кислород, углекислого газа очень мало, и, кроме того, у Земли имеется гидросфера - огромное количество воды (которой, наоборот, очень. мало на Венере и Марсе). Различия велики, но есть очень важные общие черты: легкие газы - водород и гелий, наиболее обильные элементы (входящие в состав Солнца, звезд и межзвездного газа) присутствуют только как малые составляющие; все газы, которые являются основными компонентами атмосфер - (СO2, N2) и вода оказываются продуктами газовыделения вулканов. Кислород на Земле является вторичным продуктом, возникшим при разложении H2O в результате фотохимических и биологических процессов. Современные атмосферы планет земной группы (и гидросфера Земли) определенно имеют вторичное происхождение - в том смысле, что они были выделены литосферой уже после того, как она сформировалась.

Первичная атмосфера, состоявшая главным образом из легких газов, оставшихся от протопланетной туманности, могла сохраниться (если такая атмосфера вообще существовала) лишь очень короткое время и должна была быстро диссипировать.

Количество СО2 и N2, выделившееся за время существования планет (5109 лет), примерно одинаково на Земле и на Венере, а воды, по-видимому, выделилось гораздо больше на Земле. Жидкая вода очень хорошо растворяет СО2 и переводит в карбонатные породы. Гидросфера на Земле удалила в результате почти весь углекислый газ, а на Венере она не образовалась, и СО2 полностью остался в атмосфере. На Марсе общая скорость газовыделения, видимо, на два порядка меньше, чем на Венере, и, кроме того, основная часть выделившегося количества СО2 и Н2О связана в полярных шапках и в грунте (в результате процессов адсорбции и образования вечной мерзлоты).

Практически полностью лишен атмосферы Меркурий. Между тем ускорение силы тяжести на его поверхности почти такое же, как у Марса, и он мог бы, вероятно, удержать СО2, если бы его накопилось столько же, сколько на Марсе. Многое в процессах формирования и эволюции планетных атмосфер еще не понято, это одна из интереснейших проблем физики планет, разработка которой только начинается.

Заметим, что она имеет определенное практическое значение, так как должна дать прогноз дальнейшей эволюции атмосферы и климата Земли.

Планета Марс - четвертая в нашей Солнечной системы. Марс меньше Земли, но очень на неё похож - у него есть атмосфера, а вода имеется в виде запасов льда.

Планета Марс у землян всегда вызывала повышенный интерес. Даже название ей в стародавние времена дали в честь древнеримского бога войны Марса, который в древнегреческой мифологии звался Аресом – за красный цвет, цвет крови. В дальнейшем интерес не угас, и с развитием астрономии эта планета только подкидывала загадок и сенсаций. Её даже боялись, как родину враждебной цивилизации, которая когда-нибудь поработит всех нас.

• 1- Долина Маринера — самый большой каньон в Солнечной системе.
• 2 и 3 — Северная и Южная полярные шапки.

Сейчас, когда на Марс доставлено немало исследовательских станций, а на его орбите кружит немало искусственных спутников, планета продолжает интересовать не только ученых. Даже люди, далекие от астрономии и научных исследований, с интересом читают про планы колонизации Красной планеты. Ей посвящено немало фантастических книг и фильмов, например, популярный фильм «Марсианин», снятый по мотивам книги Энди Уира, ставшей бестселлером.

Разберемся, что собой представляет эта планета, соседняя с нами, которая вызывает столь большой интерес у всех без исключения.

Марс – не просто наш сосед. Это еще и самая похожая на Землю планета. Но всё в мире относительно и эта похожесть проявляется лишь в общих чертах. В деталях Марс способен удивлять – всё-таки это совершенно другой мир, со своей историей.

Приведём некоторые интересные факты о Марс, которые вас наверняка заинтересуют и вызовут желание узнать об этой планете побольше.

• Как и на Земле, на Марсе есть горы и вулканы. Но на этой небольшой планете находится и самый большой вулкан Солнечной системы – Олимп. Его высота достигает 26 км, а поперечник – 540 км. Высота обрывов на краях Олимпа — 7 км. Самый большой вулкан на Земле находится на Гавайских островах и называется Мауна-Кеа, его высота от основания до верхушки – всего 10.2 км.

Вулкан Олимп — крупнейший в Солнечной системе.

• Марс является одной из пяти планет, которые можно увидеть невооруженным глазом. К ним относятся также , и .
• Средняя температура на Марсе составляет -63 градуса. При этом на экваторе в хороший день она достигает вполне комфортных +20 градусов и даже больше, а вот ночью может падать до не таких приятных морозов, сравнимых разве что с якутскими. На полюсах и вовсе температуры достигают -153 градусов.
• Когда был объявлен конкурс на запись добровольцев, желающих стать первыми колонистами на Марсе в рамках экспедиции Mars One, подали заявки более 100 тысяч человек. И это несмотря на то, что полет предполагался в один конец, без возврата на Землю.
• Сила тяжести на Марсе на 60% меньше земной. Если вы весите 100 кг, то на Марсе будете весить 40 кг.
• Марсианский грунт по составу вполне подходит для выращивания разных растений, например, репы и спаржи. Он имеет много общего с земным и содержит все необходимые микроэлементы. Водой разве что беден.
• 4 миллиарда лет назад планета Марс была окутана плотной атмосферой, богатой кислородом. Учёные считают, что и моря с реками тогда тоже существовали.

• Марсианский закат имеет синий цвет, а не красный, как на Земле.

• Планета Марс выглядит красной из-за большого количества оксида железа, который мы обычно видим в виде ржавчины.
• Хотя планета Марс вдвое меньше Земли, у них примерно одинаковая площадь суши. Просто на Марсе суша — это вся планета, а на Земле много места занимают океаны.
• Планета Марс может похвастать самыми большими в Солнечной системе пыльными бурями. Они могут длиться несколько месяцев и охватывают всю планету.
• Образцы марсианского грунта были получены и исследованы учеными еще до космических полетов. Метеорит, найденный на Земле, был марсианского происхождения, выброшенный с планеты мощным ударом крупного метеорита.
• Марс – единственная планета в Солнечной системе, кроме Земли, у которой есть полярные шапки. Притом самые настоящие, немалого размера, и в них есть водяной лёд.
• В 1997 году произошел курьезный случай – трое жителей Йемена подали на НАСА в суд, с обвинением во вторжении на Марс. По их словам, эта планета перешла к ним по наследству от предков тысячи лет назад.

Планета Марс – самая исследованная из всех остальных в Солнечной системе. Но там есть немало удивительного, а кое-что и вызывает вопросы у ученых.

Планета Марс в Солнечной системе

Планета Марс – четвертая в Солнечной системе, её орбита идет следующей после Земли. Она не строго круговая, а немного вытянутая, имеет эксцентриситет 0.0934, поэтому расстояние до Солнца меняется от 206.6 до 249.2 миллионов километров. В среднем оно составляет 228 миллионов километров.

Марсианский год равен 687 наших суток, а марсианские сутки равны 24 часа 39 минут по земному времени. То есть марсианские сутки почти такие же по длительности, как и земные. Их называют солами. 1 сол – это 1 марсианские сутки.

При движении вокруг Солнца планета Марс иногда оказывается на одной линии с Землей. Если они по одну сторону от Солнца, тогда это называется противостоянием – расстояние между планетами минимальное. Это хорошее время для изучения планеты и полетов к ней. Такое случается раз в 26 месяцев.

Иногда так совпадает, что противостояние случается, когда Марс находится в ближайшей к Солнцу точке орбиты – такое совпадение бывает раз в 15-17 лет, и тогда расстояние до него становится самым малым из всех возможных – меньше 60 миллионов километров. Это называется Великим противостоянием, и последнее было совсем недавно — 27 июля 2018 года. Следующее будет только 15 сентября 2035 года.

Когда Земля и Марс расположены по разные стороны от Солнца, расстояние между ними достигает 401 миллион километров.

Марс имеет пару собственных маленьких спутников – Фобос и Деймос.

Люди давно рассматривают планету Марс как некоего двойника нашей Земли. Однако Марс вдвое меньше – его диаметр составляет 53.2% земного. А вот масса его – всего 10.7% земной, да и плотность на 30% меньше. Поэтому и сила тяжести там в 3 раза меньше привычной нам.

Радиус по экватору – 3396 км, а по полюсам – меньше примерно на 20 км. То есть Марс немного сплюснут, и даже сильнее, чем Земля. При этом Марс вращается чуть медленнее – сутки на нём длиннее.

Так как сплюснутая форма может возникнуть при большой скорости вращения, а Марс сплюснут сильнее, то это одна из загадок. Ученые считают, что раньше Красная планета вращалась быстрее, а со временем замедлилась.

Поверхность Марса

Площадь всей марсианской поверхности примерно равна площади всей земной суши. Марс на небе выглядит красной звездой, отчего и получил название Красной планеты. Да и в телескоп он тоже красный, и даже на орбитальных фотографиях этот цвет преобладает. Это объясняется большим количеством оксида железа, который содержится в породе под названием маггемит. Из-за неё вся планета имеет «ржавый» цвет.

Под поверхностью есть залежи водяного льда – это доказанный факт. А на поверхности есть минералы, которые могли образоваться только в воде, так что Марс не всегда был сухим, по нему текла вода, притом много. Обнаружены русла рек, промытые на десятки километров. Есть свидетельства, что и в настоящее время на Марсе иногда возникают потоки воды, когда тают полярные шапки.

Особенности поверхности – множество кратеров от упавших метеоритов, большие долины и полярные шапки. На Марсе есть много вулканов, в том числе Олимп – крупнейший вулкан в Солнечной системе, высотой 27 км от основания или 25 км от среднего уровня, и диаметром в 600 км.

Если смотреть на Марс в мощный телескоп, можно заметить, что 2/3 его поверхности более светлые – их называют материками. Остальная треть более темная – эти области называют морями. Конечно, эти моря – просто безжизненные пустыни, где нет ни капли воды, но названия прижились.

Кстати, несмотря на частые пылевые бури на Марсе, темные области никогда не исчезают. Раньше считали, что на них есть растительность, которая не заносится или каждый раз возрождается снова. Сейчас считается, что это просто особенности рельефа – много кратеров и холмов, которые становятся препятствием для ветров, и на которых песок не задерживается.

Моря в основном расположены в южном полушарии, а в северном их всего два – Ацидолийское и Большой Сирт. Южное полушарие вообще сильно отличается от северного. Оно более возвышено – на 1-2 км от среднего уровня, и богато кратерами. А вот в северной половине поверхность планеты, наоборот, ниже, и в основном гладкая – здесь расположены обширные равнины. Почему они так отличаются, ученые спорят до сих пор.

По одной из теорий, вся равнинная северная часть, которая занимает 40% поверхности, может быть кратером от удара очень большого тела, размером с Плутон. Тогда это крупнейший кратер в Солнечной системе, размером 8х10 тысяч километров. Кстати, на планете Марсе итак находится самый крупный известный кратер в Солнечной системе – Эллада, размером в 2300 км и глубиной в 9 км.

На поверхности Марса много следов эрозии от протекавших когда-то лавовых и водных потоков. Есть много разломов, следов оползней, затоплений лавой или водой. Есть места с очень сложным, хаотичным рельефом, которые называются хаосами, из них самый большой хаос Авроры длиной более 700 км.

Если южное полушарие богато кратерами, то северное – равнинами и вулканами. Эти ровные поверхности, возможно, во многом возникли благодаря морям растекавшейся когда-то лавы.

Одна из вулканических областей – Фарсида, возвышена на 10 км над средним уровнем, и простирается на 2000 км. На ней находятся очень крупные вулканы, а на краю – крупнейший вулкан Олимп.

Вулкан Олимп даже из космоса выглядит очень внушительно.

Фарсида пересекается тектоническими разломами, и крупнейший из них – долина Маринер, длиной в 4000 км, шириной в 600 км, и глубиной до 10 км. На краях происходят самые крупные в Солнечной системе оползни, а долина – самый крупный известный канон.

Долина Маринер — самый большой каньон в Солнечной системе.

Как видите, планета Марс богата на достопримечательности. Здесь много чего интересного – самый большой каньон с самыми большими оползнями, самый большой вулкан, самый большой кратер… Пылевые бури здесь тоже самые большие, но о них дальше.

Климат и атмосфера планеты Марс

На Марсе довольно холодно – среднегодовая температура около -50 градусов по Цельсию. Но это не значит, что такая температура везде. Она колеблется в течении суток, как и на Земле. На экваторе теплее всего – днем здесь теплеет до +20 градусов, а марсоход «Спирит» отмечал даже +35 градусов.

На полюсе намного холоднее – до -153 градусов. В средних широтах зимой по ночам бывает -50 градусов, а летом днём около 0. Такие морозы сравнимы с земными, где-нибудь в Якутии, а на экваторе даже гораздо теплее, так что марсианские температуры для землян не так уж экстремальны, хотя и не очень комфортны. Сейчас ученые считают, что вот уже более 300 тысяч лет на Марсе идет потепление.

Считается, что раньше, миллиарды лет назад, на Марсе была гораздо более плотная атмосфера и было гораздо теплее. На его поверхности тогда существовали настоящие реки и даже моря из обычной воды. Воздух был влажным, и даже шли дожди, похожие на земные.

А вот с современной марсианской атмосферой все гораздо печальнее. Во-первых, она очень разреженная. Хотя толщина её достигает 110 км, давление на поверхности меньше земного в 160 раз. Но оно сильно меняется в зависимости от высоты – в глубоких каньонах и долинах, которые могут достигать глубины в 10 км от средней, оно гораздо выше среднего показателя. Самое глубокое место – кратер Эллада, и там самое высокое атмосферное давление.

Во-вторых, атмосфера Марса на 95% состоит из углекислого газа, и в ней всего 2.7% азота и 0.145% кислорода. Водяного пара содержится очень мало, поэтому воздух там суше, чем в самой сухой земной пустыне.

Из-за тонкой и разреженной атмосферы и очень слабого магнитного поля планеты поверхность подвергается сильному космическому излучению. За день-два человек получил бы ту же дозу облучения, которую на Земле он получает за год.

Полярные шапки Марса

Если наблюдать за Марсом регулярно, можно заметить, как меняются его полярные шапки. Они то становятся больше, то практически исчезают. Там тоже есть времена года, и когда в каком-то полушарии лето, шапка там тает. Северная полярная шапка имеет постоянную часть размером в 1000 км, которая сохраняется всегда. Толщина их может достигать от 1 м до 3.7 км, в основном же всего несколько метров.

Полярные шапки состоят из водяного льда и углекислого газа, который и испаряется. На Южной полярной шапке были обнаружены гейзеры, бьющие на большую высоту. Они возникают при таянии и освобождении углекислого льда.

Северная полярная шапка Марса. Спиральная структура.

Когда полярная шапка начинает таять, детали на поверхности планеты становятся темнее. Раньше думали, что это вода растекается и растительность начинает бурный рост. На самом деле там нет никакой растительности, как и разливающихся рек. Запасы водяного льда в полярных шапках не тают, они лежат там миллионы лет, и их изучение позволит понять, каким был климат на Марсе в прошлом.

Кстати, в течение года давление марсианской атмосферы меняется, так как полярная шапка состоит преимущественно из замерзшего углекислого газа. Когда шапка тает, газ улетучивается в атмосферу, повышая её давление. Когда температура сильно падает, и шапка начинает формироваться, большая доля углекислого газа из атмосферы оседает в ней. В полярной шапке может содержаться до 40% всего атмосферного углекислого газа.

Пылевые бури на Марсе

Хотя атмосфера планеты Марс и несравнима по плотности с земной, там дует ветер и случаются пылевые бури, да не чета нашим. Они могут захватывать большую часть планеты. Например, последняя пылевая буря была летом 2018 года, длилась несколько месяцев, и помешала наблюдать детали на планете во время Великого противостояния 27 июля.

Ветер, дующий на Марсе, может достигать скорости до 100 м/с. Он поднимает огромное количество пыли и песка, и переносит их на огромные расстояния. Из-за таких бурь весь диск планеты становится размытым, и никаких деталей на нём не видно. Длиться они могут месяцами.

Случаются на Марсе и пыльные вихри, похожие на земные. Но они гораздо больше и выше, в десятки раз.

Геология планеты Марс

Поверхностный слой планеты Марс в основном состоит из кремнезема с примесями оксидов железа, придающих красноватый цвет. Есть примеси других элементов, а pH близко к земному. В целом, грунт, согласно исследованиям, не очень отличается от земного, и в нем теоретически могли бы расти растения. Под поверхностью предполагается наличие водяного льда.

Кора Марса имеет толщину 50-125 км, под ней находится силикатная мантия, твердая, в отличие от земной. В центре планеты расположено ядро, состоящее из железа, никеля и серы. Оно расплавленное, но не вращается относительно коры, поэтому не генерирует магнитное поле -= оно в 500 раз слабее земного, да и то возникает благодаря намагниченным областям планетарной коры. Диаметр ядра — 1700-1850 км.

Есть теория, по которой около 4 миллиардов лет назад Марс столкнулся с чем-то очень большим. Это привело к остановке ядра и потере магнитосферы и части атмосферы.

Совсем недавно на Марс приземлилась геологическая станция InSight, которая будет изучать внутреннее строение планеты, а также возьмет пробы с 5-метровой глубины. Новые данные помогут получить новые знания и проверить разные гипотезы.

Спутники Марса

Планета Марс имеет пару естественных спутников – Фобос и Деймос. Это имена помощников бога Марса, означающие «страх» и «ужас». Их открыл в 1877 году американский астроном Асаф Холл.

Спутники Марса — Фобос и Деймос.

Оба спутника имеют неправильную форму и похожи на крупные астероиды, а скорее всего и были ими в прошлом, пока не были захвачены гравитацией планеты. Фобос по самой большой оси имеет размер 26 км, и он больше Деймоса, который не превышает 15 км.

Фобос постепенно приближается к планете, и в итоге упадет на неё. А вот Деймос, наоборот, удаляется.

Планета Марс, несмотря на то, что является самой изученной в Солнечной системе после Земли, продолжает будоражить умы ученых и простых людей. Ведь это планета земного типа, и на неё возлагают надежды, как на первый форпост человечества за пределами Земли. Возможно, на самом деле так и будет, ведь более подходящей каменистой планеты поблизости просто нет, если не считать Луну.

Марс , четвертая планета от солнца, является одной из самых маленьких планет в Солнечной системе — ему уступает в этом отношении только совсем уж крошечный Меркурий. Если сравнивать Марс с Землей, то сравнение на первый взгляд явно будет не в пользу первого:

• диаметр Марса составляет 53% от диаметра Земли (6739,8 км против 12742 км).
• масса Марса составляет всего 10,7% от земной.
• площадь всей поверхности Марса лишь немногим меньше, чем площадь поверхности суши Земли (144 371 391 км² против 148 940 000 км²).

Впрочем, ответ на простой вопрос — насколько велик Марс, не так уж и прост, ведь речь идет о целой планете, пусть и не слишком впечатляющего размера. Всё зависит от того, с чем вы сравниваете и как считаете!

Диаметр и окружность Марса

Несмотря на кажущуюся правильность формы, Марс это не сфера, а сферойд сплюснутый с полюсов (впрочем, как и Земля). Что это значит? Всё просто — любая планета вращается вокруг своей оси, причем, хотя мы этого не замечаем с поверхности, для стороннего наблюдателя это вращение чрезвычайно быстрое. Марс, например, делает полный оборот вокруг оси за 24,6 часов (соответственно это число является продолжительностью марсианских суток). Планета вращается и под действием центробежных сил её масса распределяется неравномерно, в результате чего у полюсов планета «сжимается», а на экваторе её «распирает».

За счет этого, диаметр Марса по экватору равен 6 794 км, а вот диаметр от полюса до полюса — 6 752 км. Таким образом, окружность Марса по экватору будет равна 21343 км, а по полюсам — 21244 км.

Масса и гравитация на Марсе

Масса Марса составляет 6.42 х 10 23 кг, то есть примерно в 10 раз меньше, чем у Земли. Конечно же это влияет и на силу гравитации. Сила тяжести на Марсе составляет 38% от земной гравитации, поэтому 100-килограммовый человек на Земле будет весить на Марсе 38 килограммов.

Этим, кстати, объясняется и природа «марсианских метеоритов», которые обнаруживаются и на Земле — покинуть планету с низкой гравитацией, камню выбитому мощным ударом с поверхности планеты, здесь намного проще.

Рекорды Марса

Несмотря на свои скромные размеры, есть на Марсе и кое что, способное удивить своими параметрами любого. Как минимум, таких вещей здесь две: долина Маринер и гора Олимп.

Долина Маринер открытая в 1971 году зондом Маринер-9, это гигантская система каньонов, которая простирается с востока на запад на 4000 километров и имеет глубину до 10 километров. Если бы эта громадина находилась на Земле, то пересекла бы всю Австралию с севера на юг, или, скажем, территорию США с запада на восток! Что и говорить про Марс — здесь долина Маринер тянется на 1/5 поверхности планеты и выглядит как чудовищный шрам, оставленный в незапамятные времена громадным космическим телом, задевшим Марс по касательной.

Гора Олимп действительно достойна своего названия — гигантский потухший вулкан возвышается над поверхностью Марса на 27 километров — только подумайте, это три горы Эверест поставленные одна на другую! Гора Олимп настолько велика, что в Солнечной системе у неё нет аналогов — такой громадный вулкан есть только на Марсе. Диаметр Олимпа — 600 километров. Для того, чтобы преодолеть такое расстояние по прямой, двигаясь на автомобиле со скоростью 90 км/ч, вам понадобилось бы ехать 7 часов.