Астрономия

Содержание раздела

Что мы знаем о Вселенной

Марс

Марс - последняя из четырех ближайших к Солнцу планет, похожих в какой-то мере на Землю и потому называемых планетами земной группы. Марс значительно меньше Земли. Диаметр его приблизительно 6800 км, масса примерно в 10 раз меньше массы земного шара, ускорение свободного падения на его поверхности в 2,6 раза меньше, чем на Земле. Марс движется на среднем расстоянии от Солнца 227,8 млн. км и затрачивает на один оборот по орбите 687 земных суток. Такова продолжительность марсианского года, но марсианских дней и ночей в нем содержится 668, так как марсианские сутки (период осевого вращения Марса) приблизительно на 40 мин длиннее наших. Продолжительность светлого времени дня и полуденная высота Солнца над горизонтом в каждом месте поверхности Марса изменяются на протяжении года примерно так же, как и на Земле, из-за почти одинакового у этих планет наклона плоскости экватора к плоскости орбиты (угол между ними составляет у Земли 23°27', а у Марса около 25°). Когда Марс приходит в ближайшую к Земле точку своей орбиты (это повторяется каждые 780 суток), он, в отличие от Венеры, обращен к нам своим освещенным, дневным полушарием и виден в направлении, противоположном Солнцу. Тогда говорят, что он находится в противостоянии. В это время он бывает столь ярким, что его можно с первого взгляда отличить от других светил по красновато-оранжевому цвету. Не все противостояния Марса достаточно благоприятны для его наблюдений. Расстояние между земной орбитой и орбитой Марса в различных участках неодинаково.

В 1965 г. Земля прошла, обгоняя своего небесного брата, в- 100 млн. км от него, а в августе 1971 г. произошло сближение до 56 млн. км. Такие наиболее "тесные" противостояния, как в 1971 г., случаются один раз в 15-17 лет и называются великими. Предельно маленькие детали, которые можно различить в сильный телескоп на поверхности Марса во время великого противостояния при исключительно благоприятных атмосферных условиях, имеют размер 60 км. Что видно на Марсе в телескоп? Легче всего заметить на его поверхности белую полярную шапку; иногда бывают видны сразу две. Они охватывают районы северного и южного полюсов, поочередно увеличиваясь и уменьшаясь на протяжении марсианского года. Когда одна растет, другая уменьшается. Более 2/3 поверхности планеты занимают сравнительно светлые участки красновато-охристого цвета - "материки", остальную площадь занимают различного оттенка темные участки - "моря". Это чисто условные названия, так же как на Луне".

Временами мутная желтая пелена заволакивает огромные пространства на Марсе, скрывая на своем пути даже обширные темные области и полярные шапки. Принято считать, что это грандиозные тучи пыли, образующиеся во время бурь.

Облака - один из признаков существования газовой оболочки Марса. Другой ее признак - поверхность планеты окутана дымкой, светлой и непрозрачной при наблюдении через синий светофильтр и на фотоснимках, полученных в ультрафиолетовых лучах. Свойства этой дымки, которую называют фиолетовым слоем атмосферы Марса, изменчивы, и вопрос о ее природе неясен.

Таблица противостояний Марса

Дата противостояния	Дата минимальной дистанции	Минимальное расстояние (в млн. км)	Видимый диаметр Марса, (в секундах дуги)	Склонение (в градусах)
1971, 10 августа	12 августа	56,2	24,9	-22
1973, 25 октября	17 октября	65,2	21,5	+ 10
1975, 15 декабря	8 декабря	84,6	16,6	+ 26
1978, 22 января	19 января	97,7	14,3	+ 24
1980. 25 февраля	26 Февраля	101,3	13,8	+ 14
1982, 31 марта	5 апреля	95,0	14,7	- 1
1984, 11 мая	19 мая	79,5	17,6	- 18
1986, 10 июля	16 июля	60,4	23,2	-28
1988. 28 сентября	22 сентября	58,8	23,8	- 2
1990, 27 ноября	20 ноября	77,3	18,1	+ 23
1993, 7 января	3 января	93,7	14,9	+ 27
1995. 12 февраля	11 февраля	101,1	13,9.	+ 18
1997. 17 марта	20 марта	98,6	14,2	+ 5
1999, 24 апреля	1 мая	86,5	16,2	- 11

Попытки определить химический состав марсианской атмосферы путем спектральных наблюдений привели к открытию на Марсе углекислого газа. По современным оценкам, его количество эквивалентно слою толщиной 78±10 м при давлении в 100 кПа (1 атм). Но истинная толщина марсианской газовой оболочки составляет сотни километров, а среднее давление на поверхности планеты 550-650 Па (5,5-6,5 мб). Это соответствует давлению в земной атмосфере на высоте 40 км. Большая высота марсианских гор (до 10 км) и глубокие впадины (до 2 км) увеличивают диапазоны давления у поверхности от 200 Па до 1 кПа (от 2 до 10 мб).

В атмосфере Марса обнаружен водяной пар. Его количество очень мало и соответствует толщине от 5 до 60 мкм осажденного слоя воды. Низкая абсолютная влажность атмосферы не может служить достаточным признаком того, что на Марсе мало воды, например, в виде льда. Дело в том, что холодная атмосфера, по законам физики, не может содержать много водяного пара. При понижении температуры происходит насыщение, а затем конденсация и выпадение осадков.

На Марсе очень холодно. Даже в тропическом поясе поверхность планеты еще до захода Солнца остывает до образования на ней инея. Ночью там стоит сильный мороз, и только в околополуденное время поверхность нагревается до температур выше 0°С. В 1969 г. были предприняты дистанционные измерения температуры поверхности Марса с американских космических кораблей "Маринер-6" и "Маринер-7". В полдень в тропиках была зарегистрирована температура до 15°С, а ночью она упала до - 75°С. Минимальная температура определена в пределах Южной полярной шапки: - 153°С. Это близко к точке замерзания углекислого газа в условиях Марса. Температура затвердевания СО₂ зависит от давления и составляет на поверхности Земли - 78°С, а на Марсе она значительно ниже. Продуктом замерзания является "сухой лед" - твердая углекислота.

Одновременно с измерениями температуры были получены спектры полярной шапки Марса; в них найдены полосы, характерные для твердой углекислоты. Таким образом, это вещество входит в состав белого полярного покрова, который прежде считался состоящим из обычного льда. Вопрос о том, имеется ли там значительная примесь обычного льда, еще не выяснен. Но твердая углекислота при нагревании превращается в углекислый газ, не оставляя следов, а "таяние" шапки сопровождается интересными следствиями. По данным наземных наблюдений, вдоль отступающих краев марсианской полярной шапки образуется темная кайма, в прилегающих районах возрастает контраст темных деталей. "Волна потемнения" темных областей распространяется к экватору со скоростью примерно 80 км/сут. Это, пожалуй, наиболее интересная особенность Марса. Попытки объяснить периодическое потемнение областей не привели специалистов к единому мнению. Некоторые ученые допускают возможность, что потемнение возникает при образовании покрова из растениеподобных организмов, которые весной появляются и оживают, а осенью увядают. Противники этой точки зрения ссылаются на суровые природные условия Марса. Впрочем, никакие твердо установленные факты, относящиеся к физическим условиям на поверхности Марса, не исключают возможности существования каких-либо форм жизни на этой планете. На Земле в окружающей нас природе много ярких примеров "изобретательности" организмов, приспособившихся к трудным условиям существования путем естественного отбора. Организмы на Марсе, вероятно, могли бы приспособиться к современным условиям, но они там должны были сперва зародиться, а для этого в свою очередь требуются относительно благоприятные условия, хотя бы в отдельных "оазисах" в течение длительных сроков. Были такие условия на Марсе или нет? Имеются ли доказательства, что живые организмы там существуют в действительности? Такими доказательствами наука пока не располагает

Не удалось еще выяснить природу темных областей и по снимкам, полученным при подлете к Марсу американских автоматических станций "Маринер-4, 6 и 7". Зато на этих снимках найдено множество кольцевых гор, или кратеров. Они придают поверхности Марса внешнее сходство с поверхностью Луны. По мнению большинства астрономов, многие кратеры на Марсе имеют, по-видимому, ударно-взрывное метеоритное происхождение, но на снимках некоторых из них геологи находят застывшие следы вулканических процессов.

При помощи приборов, установленных на космических аппаратах, получены изображения поверхности Марса с деталями рельефа в сотни раз более мелкими, чем при наблюдениях с Земли". Тем не менее на снимках нет знаменитых "каналов" в виде прямых темных линий, как их изображали итальянский астроном Дж. Скиапарелли и его американский последователь Персиваль Лоуэлл в конце прошлого века. Сетку геометрически правильных линий, видимую на Марсе в небольшие телескопы, многие астрономы считали результатом оптической иллюзии. Но некоторые "каналы" получались на телескопических фотоснимках с Земли. Поэтому были основания ожидать, что на поверхности Марса существуют группировки пятен, располагающиеся полосами. Высказывалось мнение, что эти полосы - древние каньоны или трещины, вдоль которых есть участки, покрытые растительностью. Существовало также несколько других объяснений, ни одно из них не было общепризнанным. На снимках, полученных со станций "Маринер" в 1969 г., "каналов" не видно. Но при радиолокационном изучении участков тропического пояса Марса найдены длинные и узкие прямолинейные впадины. Они могли не получиться на снимках потому, что на Марсе уклоны поверхности обычно пологи и не дают резких теней.

Во время великого противостояния 1877 г. были открыты два спутника Марса: Фобос и Деймос. По сравнению со спутниками других планет они необычайно близки к планете и очень малы: поперечники их 20 и 8 км. Спутники обращаются вокруг Марса в направлении с запада на восток почти в плоскости экватора. Фобос движется над марсианской поверхностью почти в 70 раз ближе к ней, чем Луна к Земле, и совершает полный оборот по орбите за 7 ч 39 мин, обгоняя суточное вращение планеты. Спутники Марса - естественные малые небесные тела, они не шарообразны и по форме неправильны. На их поверхности тоже есть несколько кратеров. В мае 1971 г. к Марсу были направлены советские автоматические станции "Марс-2" и "Марс-3". При подлете к планете от станции "Марс-2" отделилась капсула, доставившая 27 ноября на Марс вымпел с изображением Герба Советского Союза. 2 декабря 1971 г. от "Марса-3" отделился спускаемый аппарат и совершил мягкую посадку на планету.

Тормозные двигательные установки обеспечили перевод станций "Марс-2" и "Марс-3" на две различные орбиты искусственных спутников Марса. В соответствии с намеченной программой станции выполняли комплексную научную программу исследований Марса и околопланетного космического пространства. Кроме того, по командам с Земли производилось фотографирование Марса с различных расстояний и велась передача снимков и научной информации на Землю по радио.

Наряду с нашими "Марсами" работал "Маринер-9"-их американский собрат. Условия для исследований планеты оказались неблагоприятными: с сентября 1971 г. почти весь Марс был скрыт мощной пылевой бурей, а с февраля 1972 г. расстояние между планетами стало настолько большим, что резко затруднило передачу данных на Землю.

перейти к началу страницы