20 августа и 9 сентября 1975 года в Соединенных Штатах Америки были запущены космические аппараты "Викинг-1" и "Викинг-2", предназначенные для исследования Марса и его спутников - Фобоса и Деймоса. После долгого полета по трассе Земля-Марс они вышли на ареоцентрические (околомарсианские) орбиты соответственно 19 июня и 7 августа 1976 года.
С помощью специальных приборов, расположенных на орбитальных блоках космических аппаратов, была составлена тепловая карта марсианской поверхности и карта содержания водяных паров в атмосфере планеты. Было установлено, что полярные шапки Марса состоят в основном из водяного льда, на который суровой марсианской зимой конденсируется углекислый газ.
Особый интерес у астрономов вызвали крупномасштабные снимки поверхности Марса и его спутников. Что же представляют собой марсианские луны? Какие они вблизи? Еще в 1972 году весь мир обошла первая фотография Фобоса, сделанная "Маринером-9". Спутники Марса оказались огромными бесформенными глыбами - они похожи на астероиды. "Викинги" исследовали Фобос и Деймос очень подробно. Прежде всего были уточнены их размеры. У Фобоса они составляют 26,2х20х18,6 км, у Деймоса - 15,6х14х10,2 км.
Поверхность спутников слишком неровная - покрыта множеством кратеров, которые, несомненно, являются результатом ударов метеоритов. Число кратеров и их распределение по размерам вполне сравнимо с насыщенностью кратерами лунной поверхности. В то же самое время количество кратеров на Фобосе и Деймосе в расчете на единицу площади примерно в 100 раз больше, чем на Марсе. Поскольку спутники находятся в той же области Солнечной системы, что и сама планета, можно сделать вывод об очень высокой эрозии (разрушении горных пород), деист вовавшей на Марсе длительное время.
Большой неожиданностью для астрономов оказалось различие поверхностной структуры Фобоса и Деймоса. На Фобосе отчетливо видны трещины, имеющие ширину до 200 м и глубину до 20 м, а самая крупная трещина, примыкающая к кратеру Стикни, имеет ширину 700 м и глубину 90 м! Есть все основания считать, что и кратер Стикни, и эти трещины образовались в результате катастрофического события - удара крупного метеорита, едва не приведшего к полному разрушению Фобоса.
Поверхности марсианских спутников покрыты слоем пыли. Это, конечно, результат длительной метеоритной бомбардировки. Но на Деймосе слой пыли и реголита значительно толще, чем на Фобосе, а кратеры диаметром менее 50 м, по-видимому, совсем засыпаны пылью. Быть может, этим объясняется то обстоятельство, что на Фобосе мелких кратеров очень много, а на Деймосе они почти полностью отсутствуют. Вероятно, по причине большого количества пыли все детали на Деймосе имеют сглаженные контуры, словно изображение спутника расфокусировано.
Оба спутника отличаются очень темным цветом. Своей чернотой они обязаны пыли, которая, пожалуй, чернее сажи и отражает совсем мало света. Их альбедо (отражательная способность поверхности) меньше 5%. Поэтому спутники Марса можно отнести к самым темным небесным телам Солнечной системы. Пока астрономы этого не знали, им казалось, что Фобос и Деймос просто очень малы, вроде как искусственные... Фобос и Деймос вращаются так, что их большие оси всегда ориентированы в сторону Марса. И как следствие этого, они всегда обращены к своей планете одной стороной, подобно тому, как наша Луна "смотрит" на Землю одним и тем же своим полушарием.
Под действием приливного трения марсианские спутники движутся по спиралеобразным орбитам и очень медленно приближаются к Марсу. Фобос приближается быстрее Деймоса и должен погибнуть первым. Скорее всего, когда спутник войдет в опасную зону (достигнет так называемого предела Роша, равного примерно двум с половиной радиусам планеты), он будет разорван силами тяготения Марса на множество мелких частей. Тогда из вещества бывшего спутника около Марса может образоваться тонкое кольцо, напоминающее знаменитое кольцо Сатурна.
Марс
Выполнили: Селезнёв Дмитрий
Поздняков Денис
Бишкек 2004, СШ№ 57
Марс
Диаметр - 6794 км
Масса - 0,1074 Земной
Период вращения - 24 ч. 37 мин. 22,6 сек.
Период обращения - 686,97 суток
Атмосфера - разряженная, 95% углекислого газа, 4% приходится на азот и аргон, 1% на кислород и водяной пар. Ветры достигают скорости 100 м/с
Температура - средняя: -40° С; вообще колеблется от +20° до -125° С.
На полюсах планеты существуют полярные шапки. С наступлением весны полярная шапка начинает "съеживаться", оставляя за собой постепенно исчезающие островки льда. В то же время от полюсов к экватору распространяется так называемая волна потемнения (в 19 столетии ученые предполагали, что темные участки на поверхности планеты, появляющиеся весной являются растительностью). Современные теории объясняют это тем, что весенние ветры переносят вдоль меридианов большие массы грунта с различными отражательными свойствами.
У Марса имеются два спутника Фобос и Деймос. Фобос имеет размеры 28*20*18 км. Деймос меньше, его размеры 16*12*10 км. Состоят они из одной и той же темной породы, похожей на вещество некоторых метеоритов и астероидов. Поверхность изрыта метеоритными кратерами. Крупнейший кратер на Фобосе - Стикни, его диаметр 10 км. Предполагается что спутники Марса - астероиды, захваченные планетой из Пояса Астероидов.
Ученые, пытающиеся определить массу спутников пришли к неожиданному выводу - хотя спутники Марса имеют большие размеры, они очень легкие. Известный астрофизик И. О. Шкловский выдвинул гипотезу, согласно которой спутники полые внутри и, следовательно, имеют искусственное происхождение. Но о с путниках мы поговорим дальше, а сейчас о Марсе.
Исследования Марса
Как только СССР и США получили возможность запускать на орбиту Земли искусственные спутники, у них возникло желание исследовать ближайшие к Земле планеты...
Марс был выбран не случайно: он был на довольно близком расстоянии от Земли, что не потребовало бы больших затрат топлива, люди давно хотели узнать существует ли на Марсе жизнь сейчас или была ли она в прошлом, получить бесценную информацию о наличии на планете воды, полезных ископаемых, химического состава атмосферы и т.д.
В 1960 году СССР попытался отправить к Марсу межпланетную станцию. Но спутник не сумел выйти даже на околоземную орбиту и упал в Тихий океан. Следующая попытка также была неудачной.
Однако с этого момента каждые 26 месяцев (через такой промежуток времени Земля и Марс сближаются и космические аппараты могут долететь до Марса за кратчайшее время с наименьшей затратой топлива) СССР и США пытались запустить исследовательские космические аппараты к Марсу.
В 1965 году межпланетная станция "Маринер" пролетела в десяти тысячах километров от Марса. "Маринер-4", запущенный в 1964 г., первым успешно достиг Марса и доказал наличие на этой планете кратеров. Вслед за ним этот путь проделали "Маринер-6" и "Маринер-7" в 1969 г. В 1971 г. на орбиту вокруг Марса был запущен "Маринер-9", который передал на Землю свыше 7000 изображений. "Маринер-10" в 1974 г. впервые осуществил одновременное исследование двух планет. В программе его полета были три встречи с Меркурием, в ходе которых было получено 10000 изображений, а также пролет вблизи Венеры. В целом серия "Маринер" обеспечила успешное выполнение семи проектов.
В 1971 году Советскому союзу удалось посадить на поверхность планеты аппарат "Марс-3". После долгих минут молчания станция вышла на связь, ученые уже радовались успеху и готовились к приему бесценной информации, но через 20 секунд после установления связи станция замолкла навсегда. Попытки ученых восстановить связь ни к чему не привели. Станция успела передать всего несколько снимков. Сложилось такое впечатление, будто станцию накрыло песчаной бурей или взрывом...
В 1976 году США удалось осуществить проект "Викинг". Станции "Викинг-1" и "Викинг-2" совершили посадки на поверхность Марса и передали телевизионное изображение окрестностей.
В 1988 году советские межпланетные станции "Фобос-1" и "Фобос-2" приблизились к Марсу. Все шло по плану и ничто не предвещало неприятностей, однако обе станции пропали. "Фобос-1" исчез даже не отправив на Землю ни бита информации. "Фобос-2" все таки смог приблизится к марсианскому спутнику но прервал связь с Землей, как только начал выполнять программу исследований. Он "прожил" около 20 секунд, однако успел передать на Землю изображение неизвестного линзовидного объекта.
В 1993 году уже США потерпели неудачу - их самая дорогая за всю историю космических исследований станция "Марс Обсервер" просто исчезла. Приблизившись к Марсу, за сутки до начала исследований она пропала. Официальный представитель НАСА заявил что при подлете к марсианской орбите на "Обсервере" взорвались топливные баки.
В 1996 году Россия создала за 100 милионов долларов два комплекса для бурения почвы, две платформы для работы на поверхности планеты, орбитальную станцию, которая должна была, обращаясь вокруг планеты и собирать ценную информацию... Но снова неудача - все это оборудование упало в Тихий океан.
В этом же году американцы запустили новый исследовательский аппарат к Марсу. В 1997 году на поверхность планеты опустился знаменитый "Пэтфайндер". Главной целью проекта была проверка дешевых средств запуска космического аппарата и нового транспортного средства, так называемого "ровера", который должен был опуститься на марсианскую поверхность. Этот 10-килограммовый миниатюрный "ровер" был назван "Соджорнером" (т.е. "Временным жителем"). Он был оборудован специальными средствами для измерения химического состава поверхностных пород и почвы и фотографирования окрестностей места посадки в долине Арес. На Землю были переданы панорамные снимки окружающего ландшафта, и "Соджорнер" успешно совершил несколько экспедиций, пройдя в общей сложности около 80 м. Инструменты спускаемого аппарата вели мониторинг атмосферных условий на поверхности. В процессе парашютируемого спуска были измерены и параметры марсианской атмосферы.
В 1999 году американцы запустили сразу несколько исследовательских станций. Однако не суждено... Станция "Марс Клаймет Орбитер" сгорела в марсианской атмосфере, не передав никакой информации. После проведения проверки, специалисты НАСА выяснили что была допущена досадная ошибка, стоящая огромных денег. При расчете орбиты станции американские футы не были переведены в метрическую систему мер, и в таком виде данные были введены в программу станции, что и привело к потере станции.
"Марс Полар Лэндер" должен был совершить посадку 3 декабря 1999 года. Связь со станцией отключили на то время, пока она проходила бы через марсианскую атмосферу. Через 38 минут станция должна была выйти на связь, но не вышла. Американцы пытались связаться со станцией различными средствами: мощные радиотелескопы сканировали небо, орбитальная станция "Марс Глобал Сервейор" пыталась сфотографировать место предполагаемой посадки аппарата, но все попытки не увенчались успехом. Вскоре после этого NIMA предложила НАСА свою помощь. При помощи аппарата "Марс Глобал Сервейор", был заснят предполагаемый район посадки "Марс Полар Лэндер". Почти 15 месяцев лучшие люди NIMA работали с полученными снимками, прежде чем появились первые результаты. Специалисты, изучавшие снимки поверхности планеты, сообщили, что им удалось что-то обнаружить. Однако в НАСА считают что пока рано говорить о том, что специалисты NIMA обнаружили "Марс Полар Лэндер". Об этом можно будет говорить только после проведения более детальных съёмок подозрительного места.
Сейчас на орбите красной планеты находится единственная орбитальная станция, находящаяся в рабочем состоянии. "Марс Глобал Сервейор" до сих пор присылает очень полезную информацию о планете. Запуск аппарата состоялся 7 ноября 1996 г., причем достижение планеты планировалось на сентябрь 1997 г. АМС была успешно выведена на высокую эллиптическую орбиту вокруг Марса 11 сентября 1997 г. В последующие месяцы она постепенно была переведена на почти круговую околополярную орбиту, с которой с марта 1998 г. по январь 2000 г. выполнялось систематическое картирование планеты. "Марс Глобал Сервейор" сконструирован так, что после завершения проекта картирования он работает как спутник связи, и сейчас всё еще находится на своей орбите вокруг Марса.
С помощью "Марс Глобал Сервейор" были получены следующие результаты:
Обнаружены признаки появления воды на поверхности Марса в наше время (русла, следы потоков жидкости на краях кратеров).
Обнаружены слоистые отложения, которые свидетельствуют о том, что в древности на Марсе были широко распространены водоемы (озера).
У Марса два спутника, называются они Фобос и Деймос. Оба были обнаружены в 1877 году американским астрономом Асафом Холом. Это открытие было сделано в Военно-морской обсерватории США в Вашингтоне, округ Колумбия. Деймос астроном увидел 12 августа в 7 часов 48 минут по Гринвичу, а Фобос он обнаружил 18 августа в 9 часов 14 минут по Гринвичу. Таким образом, красная планета официально обзавелась спутниками.
Фобос переводится с древнегреческого как «страх», а Деймос как «ужас». Почему так назвали эти космические тела? По аналогии с богом войны Марсом. Согласно древнегреческой мифологии у него было два сына – Деймос и Фобос. Они везде сопровождали отца и вселяли в сердца людей ужас и страх. И вот астрономы решили древние мифы воплотить в реальность. Тем самым они отдали дань уважения Древней Греции.
Размеры у спутников небольшие. Каждый из них вращается по своей орбите, при этом Фобос находится на более близкой орбите к Марсу, а Деймос на дальней. Орбиты у этих космических тел почти круглые. От Фобоса до Марса расстояние составляет 6 тыс. км. Это гораздо ближе любой другой известной планетарной луны в Солнечной системе. От Деймоса до Марса расстояние равно 23460 км.
Спутники Марса всегда повёрнуты к нему одной и той же стороной, так как вращаются вокруг своих осей с тем же периодом, что и вокруг красной планеты. Объекты эти имеют нерегулярную форму, то есть отличную от круглой. Выглядят они как тёмные каменистые образования и напоминают астероиды.
Фобос
Размеры этой марсианской луны равны 27 км×22 км×18 км, а масса равна 1,0659×10 16 кг. При такой маленькой массе спутник не смог принять округлую форму под действием собственной гравитации. Соответственно, нет и атмосферы, а сила тяжести чрезвычайно низкая. Данное космическое тело имеет альбедо, равное 0,071. Это указывает на слабое отражение солнечного света от поверхности.
Пористая поверхность имеет низкую плотность. Предполагается, что спутник содержит в себе большое количество льда. На нём много кратеров. Самый крупный из них носит название Стикни в честь жены Асафа Хола Ангелины Стикни. Его диаметр составляет более 9 км, и кратер занимает значительную долю площади спутника.
На поверхности имеются параллельные борозды недалеко от Стикни. Их глубина доходит до 30 м, а ширина составляет 100-200 м. Предполагается, что это кратерные цепи, образованные в разные периоды времени. Причиной их возникновения стали удары метеоритов, в результате которых породы спутника были выброшены в космос.
Период обращения вокруг Марса составляет 7 часов 30 минут. Полумалая ось орбиты равна 9377 км. Специалисты утверждают, что у орбиты Фобоса наблюдается тенденция к снижению (приливное торможение). Каждые 100 лет спутник приближается к поверхности красной планеты на 1,8 метра. Через 43 млн. лет эта марсианская луна упадёт на главное космическое тело, но перед этим разрушится на множество кусков.
Интересна гипотеза, выдвинутая советским астрофизиком Иосифом Самуиловичем Шкловским в 1958 году. Изучая орбитальное движение Фобоса, он предположил, что спутник внутри пустой. То есть данный космический объект имеет искусственное происхождение. По расчётам он представлял собой полый железный шар с толщиной стенок не более 6 см.
Однако впоследствии в расчётах Шкловского были обнаружены ошибки. А точные измерения орбиты были проведены в 1969 году. Космические аппараты замерили плотность Фобоса. Она равна 1,887 г/куб см. Спутник является космическим обломком естественного происхождения и в нём нет ничего искусственного. В то же время в нём имеются пустоты (примерно 30%), и он не является сплошным куском породы.
Деймос
Как уже говорилось, спутники Марса представляют собой 2 космических тела, и дальним из них по отношению к красной планете является Деймос. Его размеры составляют 15 км×12,2 км×11 км, а масса равна 1,4762×10 15 кг. Средний радиус равен 6,2 км. Полный оборот вокруг Марса этот спутник делает за 30 часов 17 минут. Полумалая ось орбиты равна 23463 км. Орбита Деймоса медленно увеличивается, и красная планета в далёком будущем потеряет свою вторую луну.
По своей форме спутник сильно несферический. Состоит он из породы, богатой углеродистым материалом. Кратеров на поверхности мало. Объясняется это частичным заполнением ударных вмятин реголитом. Плотность у последнего высокая и равна 1,471 г/куб. см. Два самых больших кратера имеют названия Свифт и Вольтер. Названы они так в честь известных писателей, которые предполагали, что у Марса есть две луны задолго до их открытия.
Если стоять на Марсе, то можно видеть Деймос, который регулярно проходит перед Солнцем. Но он так мал, что не может вызывать полное затмение. Появляется он в виде маленькой чёрной точки, пересекающей солнечный диск. Это зрелище 2 раза сфотографировали посадочные модули, работающие на красной планете. Альбедо данного спутника равно 0,068.
Происхождение спутников Марса
Неизвестно, как появились спутники Марса. Гипотез много, и все они крайне противоречивые. Основные гипотезы утверждают, что Деймос и Фобос стали спутниками в результате астероидного захвата или аккреции. При астероидном захвате астероид входит в орбиту большого планетного тела и становится его спутником. Под аккрецией понимается накопление частиц в массивном объекте путём гравитационного притяжения. Есть также предположение, что 2 астероида попали на марсианскую орбиту из пояса астероидов.
Помимо этого, имеет место теория о двоичном астероиде. Это когда 2 астероида вращаются вокруг общего барицентра. Попав в зону действия Марса, они были разорваны приливными силами, и каждый из них начал вращаться вокруг красной планеты по своей орбите. Существуют и другие научные предположения, связанные с теориями формирования планет (планетезимальные гипотезы). Все они выглядят очень привлекательно и убедительно, но подлинную истину не знает никто.
Владислав Иванов
В ближайшие 100 миллионов лет Фобос, вероятно, будет разрушен приливными силами Марса. Авторы и права: HiRISE, MRO, LPL (U. Arizona), NASA.
Марс и Земля имеют несколько общих черт. Как и Земля, Марс относится к планетам земной группы (т.е. эта планета состоит из силикатных пород и минералов). Он также имеет полярные ледяные шапки, наклонённую ось, а в прошлом вероятно обладал океанами наполненными жидкой водой. Кроме того, Марс и Земля являются единственными планетами земной группы у которых имеются естественные спутники.
На самом деле у Марса есть два спутника – это Фобос и Деймос (названы они в честь греческих богов ужаса и террора, соответственно). Деймос меньше Луны, а его орбита располагается на большем расстоянии от планеты. Этот спутник обладает характеристиками астероида, что может являться аргументом при определении места его происхождения.
Деймос был открыт в 1877 году американским астрономом Асафом Холлом (Asaph Hall), который целенаправленно искал марсианские луны, находясь в военно-морской обсерватории США (USNO). Название спутнику было дано Генри Маданом (Henry Madan) вскоре после открытия.
Поскольку Деймос не является круглым телом его средний радиус лежит в пределах между 6 и 6,38 км. (3,73-3,96 миль) или около 15×12,2×11 километров (9,32×7,58×6,835 миль), что делает его почти в два раза меньшим, чем Фобос. Из-за небольшой массы – около 1,4762*10 15 килограмм, поверхностная сила тяжести Деймоса слаба (ускорение свободного падения составляет всего 0,0039 м/с 2).
Орбита Деймоса близка к круговой, перигелий располагается в 23455,5 км., а апогей – в 23470,9 км., таким образом среднее расстояние составляет около 23463,2 км. При средней орбитальной скорости в 1,3513 км/с, на один оборот вокруг Марса, Деймос тратит 30 часов, 18 минут и 43,2 секунды.
И Деймос и Фобос состоят из силикатных пород богатых углеродом, что роднит их с астероидами из главного пояса. Хотя поверхность спутника покрыта кратерами, она значительно более гладкая, чем поверхность Фобоса.
Только две геологические особенности на Деймосе получили собственные имена: кратеры Вольтера и Свифта, названые так в честь знаменитых в 17-18-ом веках публицистов, которые размышляли о существовании двух марсианских лун, прежде чем они были обнаружены.
Исследователи считают, что спутник Марса Фобос может когда-нибудь превратиться в кольцо вокруг Красной Планеты. Авторы и права: Celestia.
Происхождение спутников Марса до сих пор остаётся неопределённым, однако среди исследователей существует ряд гипотез. Наиболее широко распространена теория, согласно которой спутники Красной Планеты являются объектами, выброшенными из пояса астероидов под действием силы тяжести Юпитера и захваченными Марсом.
Тем не менее, эта теория остаётся спорной, поскольку маловероятно, что Марс был бы в состоянии замедлить тела такого размера достаточно, чтобы они достигли своих нынешних орбит. Модифицированный вариант этой гипотезы заключается в том, что Фобос и Деймос когда-то являлись бинарным астероидом, который затем был захвачен Марсом.
Согласно другим популярным гипотезам спутники образовались на их нынешних орбитах в результате аккреционных процессов, или, возможно, в далёком прошлом Марс был окружён множеством крупных астероидов, которые были выброшены на его орбиту после столкновения с планетезималями. Со временем, большинство из них упали на поверхность.
Фобос и Деймос - два спутника Марса, обнаруженные в 1877 году, однако их происхождение по-прежнему вызывает споры среди ученых. Существует предположение, что у них астероидное происхождение. Орбита Фобоса расположена ближе к Марсу, чем орбита Деймоса, а также он более крупнее. Кроме того, Марс - единственная планета, среди четырех , которая имеет более одного спутника.
История
В ранних предположениях о двух спутниках утверждалось, что их фактические орбитальные расстояния составляют 1,4 и 3,5 диаметра Марса для Фобоса и Деймоса соответственно. Первооткрывателем двух спутников был Асаф Холл, который открыл их в 1877 году, 12 августа - Деймос и 18 августа - Фобос. Он сознательно искал марсианские луны, и 10 августа 1877 года он увидел что-то напоминающее спутник, но не смог идентифицировать его из-за ненастной погоды.
В 1959 году Уолтером Скоттом Хьюстоном было заявлено, что спутники Марса являются искусственными объектами. Его утверждение вызвало захватывающий сценарий мистификации Марса, который привлек внимание всего мира.
Исследование
Хотя не было никакой конкретной миссии по исследованию спутников Марса, есть много фотографий, которые сделали космические аппараты во время их сближения с Фобосом и Деймосом. Одни фотографии показывают спутники издалека, другие более детально, а некоторые космические аппараты даже снимали видеоролики.
Ниже приведено краткое описание основных характеристик двух спутников Марса.
Деймос
Для наблюдателя на Марсе, Деймос виден как яркая планета или звезда и немного больше, чем вид Венеры, наблюдаемой с Земли. Средний радиус спутника равен 6,2 км, а расстояние до центра Марса составляет: 23 455,5 км в перицентре и 23 470,9 км в апоцентре. Деймос движется по небу Марса с востока на запад (как и Луна на Земле). Его движение происходит очень медленно, и полный оборот по орбите вокруг красной планеты занимает немного более 30-ти часов.
Фобос
Появление полного Фобоса, можно рассмотреть с марсианского экватора, как 1/3 от полной Луны на Земле. Однако спутник будет казаться меньше, если наблюдает его далеко от экватора планеты и даже невидим из полярных ледяных шапок Марса. Средний радиус Фобоса равен 11 км, а расстояние до центра Марса составляет: 9 234,42 км в перицентре и 9 517,58 км в апоцентре. Фобос вращается на среднем расстоянии 6000 км от поверхности Марса, что ближе любого другого из известных планетарных спутников. Он делает полный оборот вокруг планеты намного быстрее, чем вращается Марс, и завершает орбиту всего за 7 часов и 39 минут. Что касается движения, то Фобос движется в направлении запад-восток, в отличие от Деймоса. Кроме того, Фобос поднимается после каждых одиннадцати часов, что на один час меньше, чем восход Луны на Земле. Таким образом, характер движения спутника Марса сильно отличается от движения Луны.
