Mars är den fjärde planeten i vårt solsystem och den näst minsta efter Merkurius. Uppkallad efter den antika romerska krigsguden. Dess smeknamn "Red Planet" kommer från den rödaktiga nyansen på ytan, vilket beror på övervikten av järnoxid. Med några års mellanrum, när Mars är i opposition till jorden, är den mest synlig på natthimlen. Av denna anledning har människor observerat planeten i många årtusenden, och dess utseende på himlen har spelat en stor roll i många kulturers mytologi och astrologiska system. I den moderna eran har det blivit en skattkammare av vetenskapliga upptäckter som har utökat vår förståelse av solsystemet och dess historia.
Mars storlek, bana och massa
Radien för den fjärde planeten från solen är cirka 3396 km vid ekvatorn och 3376 km i polarområdena, vilket motsvarar 53 % av jordens radie. Och även om det är ungefär hälften så mycket, är Mars massa 6,4185 x 10²³ kg, eller 15,1 % av vår planets massa. Axellutningen liknar jordens och är lika med 25,19° mot banans plan. Det betyder att den fjärde planeten från solen också upplever ett årstidsskifte.
Längst bort från solen, Marskretsar på ett avstånd av 1,666 AU. e. eller 249,2 miljoner km. Vid perihelion, när den är närmast vår stjärna, är den 1,3814 AU bort från den. e. eller 206,7 miljoner km. Den röda planeten tar 686.971 jorddagar, vilket motsvarar 1.88 jordår, för att fullborda en bana runt solen. I marsdagar, som på jorden är en dag och 40 minuter, är ett år 668,5991 dagar.
Markens sammansättning
Med en medeldensitet på 3,93 g/cm³ gör denna egenskap hos Mars den mindre tät än jorden. Dess volym är cirka 15% av volymen på vår planet, och dess massa är 11%. Red Mars är resultatet av närvaron av järnoxid på ytan, mer känd som rost. Närvaron av andra mineraler i dammet ger andra nyanser - guld, brunt, grönt, etc.
Denna markplanet är rik på mineraler som innehåller kisel och syre, metaller och andra ämnen som vanligtvis finns på steniga planeter. Jorden är lätt alkalisk och innehåller magnesium, natrium, kalium och klor. Experiment gjorda på jordprover visar också att dess pH är 7,7.
Även om flytande vatten inte kan existera på Mars yta på grund av dess tunna atmosfär, är stora koncentrationer av is koncentrerade i polarlocken. Dessutom, från polen till 60° latitud, sträcker sig permafrostbältet. Detta innebär att vatten finns under större delen av ytan som en blandning av dess fasta och flytande tillstånd. Radardata och jordprover bekräftade förekomsten av underjordiska reservoareräven på medelbreddgrader.
Intern struktur
Den 4,5 miljarder år gamla planeten Mars består av en tät metallisk kärna omgiven av en kiselmantel. Kärnan är sammansatt av järnsulfid och innehåller dubbelt så många lätta element som jordens kärna. Den genomsnittliga tjockleken på skorpan är cirka 50 km, den maximala är 125 km. Om vi tar hänsyn till planeternas storlek så är jordskorpan, vars medeltjocklek är 40 km, 3 gånger tunnare än Mars.
Moderna modeller av dess inre struktur tyder på att storleken på kärnan i en radie av 1700-1850 km, och den består huvudsakligen av järn och nickel med cirka 16-17% svavel. På grund av dess mindre storlek och massa är gravitationen på Mars yta bara 37,6 % av jordens. Gravitationsaccelerationen här är 3,711 m/s², jämfört med 9,8 m/s² på vår planet.
Ytegenskaper
Röda Mars är dammigt och torrt från ovan, och geologiskt liknar den mycket jorden. Den har slätter och bergskedjor, och till och med de största sanddynerna i solsystemet. Här finns också det högsta berget - sköldvulkanen Olympus, och den längsta och djupaste kanjonen - Marineradalen.
Slagkratrar är typiska delar av landskapet som prickar planeten Mars. Deras ålder uppskattas i miljarder år. På grund av den långsamma erosionshastigheten är de välbevarade. Den största av dem är Hellasdalen. Kraterns omkrets är cirka 2300 km, och dess djup når 9 km.
Också på Mars ytaraviner och kanaler kan urskiljas, och många forskare tror att vatten en gång flödade genom dem. Om man jämför dem med liknande formationer på jorden kan man anta att de åtminstone delvis är bildade av vattenerosion. Dessa kanaler är ganska stora - 100 km breda och 2 tusen km långa.
Mars-satelliter
Mars har två små månar, Phobos och Deimos. De upptäcktes 1877 av astronomen Asaph Hall och är uppkallade efter mytiska karaktärer. Enligt traditionen att ta namn från den klassiska mytologin är Phobos och Deimos söner till Ares, den grekiska krigsguden, som var prototypen på den romerska Mars. Den första av dem personifierar rädsla, och den andra - förvirring och fasa.
Phobos är cirka 22 km i diameter, och avståndet till Mars därifrån är 9234,42 km vid perigeum och 9517,58 km vid apogeum. Detta är under synkron höjd och det tar bara 7 timmar för satelliten att cirkla runt planeten. Forskare har beräknat att Phobos om 10-50 miljoner år kan falla till Mars yta eller bryta upp i en ringstruktur runt den.
Deimos har en diameter på cirka 12 km, och dess avstånd från Mars är 23455,5 km vid perigeum och 23470,9 km vid apogeum. Satelliten gör ett helt varv på 1,26 dagar. Mars kan ha ytterligare satelliter som är mindre än 50-100 m i diameter, och det finns en ring av damm mellan Phobos och Deimos.
Enligt forskare var dessa satelliter en gång asteroider, men sedan fångades de av planetens gravitation. Den låga albedon och sammansättningen av båda månarna (kolh altigakondrit), som liknar materialet i asteroider, stödjer denna teori, och Phobos instabila omloppsbana verkar antyda en ny fångst. Båda månarnas banor är dock cirkulära och i ekvatorns plan, vilket är ovanligt för fångade kroppar.
Atmosfär och klimat
Vädret på Mars beror på närvaron av en mycket tunn atmosfär, som består av 96 % koldioxid, 1,93 % argon och 1,89 % kväve, samt spår av syre och vatten. Den är mycket dammig och innehåller partiklar så små som 1,5 mikron i diameter, vilket gör Marshimlen mörkgul när den ses från ytan. Atmosfärstrycket varierar inom 0,4–0,87 kPa. Detta motsvarar ungefär 1 % av jorden vid havsnivån.
På grund av det tunna lagret av det gasformiga skalet och det större avståndet från solen, värms Mars yta upp mycket värre än jordens yta. I genomsnitt är det -46 ° C. På vintern sjunker den till -143 °C vid polerna, och på sommaren vid middagstid vid ekvatorn når den 35 °C.
Damstormar rasar på planeten, som förvandlas till små tornados. Kraftfullare orkaner uppstår när damm stiger upp och värms upp av solen. Vindarna intensifieras och skapar stormar som är tusentals kilometer långa och varar i flera månader. De döljer faktiskt nästan hela Mars yta.
Spår av metan och ammoniak
Spår av metan hittades också i planetens atmosfär, vars koncentration är 30 delar per miljard. Det är beräknat attMars borde producera 270 ton metan per år. När den väl har släppts ut i atmosfären kan denna gas endast existera under en begränsad tidsperiod (0,6–4 år). Dess närvaro, trots sin korta livslängd, indikerar att en aktiv källa måste finnas.
Föreslagna alternativ inkluderar vulkanisk aktivitet, kometer och närvaron av metanogena mikrobiella livsformer under planetens yta. Metan kan produceras genom en icke-biologisk process som kallas serpentinisering, som involverar vatten, koldioxid och olivin, vilket är vanligt på Mars.
Mars Express upptäckte också ammoniak, men med en relativt kort livslängd. Det är inte klart vad som producerar det, men vulkanisk aktivitet har föreslagits som en möjlig källa.
Utforska planeten
Försöket att ta reda på vad Mars är började på 1960-talet. Under perioden 1960 till 1969 lanserade Sovjetunionen 9 obemannade rymdfarkoster till den röda planeten, men alla lyckades inte nå målet. 1964 började NASA lansera Mariner-sonder. De första var "Mariner-3" och "Mariner-4". Det första uppdraget misslyckades under driftsättningen, men det andra, som lanserades tre veckor senare, slutförde den 7,5 månader långa resan.
Mariner 4 tog de första närbilderna av Mars (som visar nedslagskratrar) och gav exakta data om atmosfärstrycket på ytan och noterade frånvaron av ett magnetfält och ett strålningsbälte. NASA fortsatte programmet med lanseringen av ytterligare ett par förbiflygande sonder Mariner 6 och 7,som nådde planeten 1969
På 1970-talet tävlade Sovjetunionen och USA om att vara de första att sätta en konstgjord satellit i omloppsbana runt Mars. Det sovjetiska M-71-programmet inkluderade tre rymdfarkoster - Kosmos-419 (Mars-1971C), Mars-2 och Mars-3. Den första tunga sonden kraschade under uppskjutningen. Efterföljande uppdrag, Mars 2 och Mars 3, var en kombination av en orbiter och landare och var de första stationerna som landade utomjordiskt (annat än på månen).
De lanserades framgångsrikt i mitten av maj 1971 och flög från jorden till Mars i sju månader. Den 27 november kraschlandade Mars 2-landaren på grund av ett fel på en dator ombord och blev det första konstgjorda föremålet att nå ytan på den röda planeten. Den 2 december gjorde Mars-3 en vanlig landning, men dess sändning avbröts efter 14.5 från sändningen.
Under tiden fortsatte NASA Mariner-programmet och 1971 lanserades sonder 8 och 9. Mariner 8 kraschade i Atlanten under uppskjutningen. Men den andra rymdfarkosten nådde inte bara Mars, utan blev också den första som framgångsrikt lanserades i sin bana. Medan dammstormen varade i planetarisk skala lyckades satelliten ta flera fotografier av Phobos. När stormen avtog tog sonden bilder som gav mer detaljerade bevis för att vatten en gång flödade på Mars yta. En kulle som kallas Olympus snö (ett av de få föremål som förblev synliga under en planetarisk dammstorm) visade sig också vara den högsta formationen i solsystemet, vilket ledde tilldöper om det till Mount Olympus.
1973 skickade Sovjetunionen ytterligare fyra sonder: den 4:e och 5:e Mars-omloppsbanan, samt Mars-6 och 7 omlopps- och nedstigningssonder. Alla interplanetära stationer utom Mars-7 , överförde data och Mars-5 expeditionen var den mest framgångsrika. Innan tryckavlastningen av sändarhuset lyckades sända 60 bilder.
Senast 1975 lanserade NASA Viking 1 och 2, som bestod av två orbiters och två landare. Uppdraget till Mars syftade till att söka efter spår av liv och observera dess meteorologiska, seismiska och magnetiska egenskaper. Resultaten av biologiska experiment ombord på återinträdande Vikings var inte övertygande, men en ny analys av data som publicerades 2012 antydde tecken på mikrobiellt liv på planeten.
Orbiters har tillhandahållit ytterligare data som bekräftar att vatten en gång fanns på Mars - stora översvämningar har bildat djupa kanjoner tusentals kilometer långa. Dessutom tyder fläckar av förgrenade bäckar på södra halvklotet att det en gång i tiden föll nederbörd här.
Återupptagande av flyg
Den fjärde planeten från solen utforskades inte förrän på 1990-talet, när NASA skickade Mars Pathfinder-uppdraget, som bestod av en rymdfarkost som landade en station med den rörliga Sojourner-sonden. Enheten landade på Mars den 4 juli 1987 och blev ett bevis på lönsamheten hos de teknologier som kommer att användas i ytterligare expeditioner, som t.ex.som krockkuddelandning och automatisk undvikande av hinder.
Nästa uppdrag till Mars är MGS-kartsatelliten, som nådde planeten den 12 september 1997 och började arbeta i mars 1999. Under ett helt Marsår, från låg höjd, nästan i polarbana, studerade den hela ytan och atmosfären och skickade mer planetdata än alla tidigare uppdrag tillsammans.
5 november 2006 MGS förlorade kontakten med jorden och NASAs återhämtningsansträngningar avslutades den 28 januari 2007
År 2001 skickades Mars Odyssey Orbiter för att ta reda på vad Mars är. Dess mål var att söka efter bevis på förekomsten av vatten och vulkanisk aktivitet på planeten med hjälp av spektrometrar och värmekamera. 2002 tillkännagavs att sonden hade upptäckt en stor mängd väte, bevis på enorma avlagringar av is i de tre översta metrarna av jord inom 60° från Sydpolen.
Den 2 juni 2003 lanserade Europeiska rymdorganisationen (ESA) Mars Express, en rymdfarkost bestående av en satellit och Beagle 2-landaren. Den gick i omloppsbana den 25 december 2003 och sonden gick in i planetens atmosfär samma dag. Innan ESA tappade kontakten med landaren bekräftade Mars Express Orbiter närvaron av is och koldioxid på sydpolen.
År 2003 började NASA utforska planeten under MER-programmet. Den använde två rovers Spirit och Opportunity. Uppdraget till Mars hade till uppgift att utforska olikasten och jord för att hitta bevis på att det finns vatten här.
12.08.05 Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) lanserades och nådde planetens omloppsbana den 10.03.06. Ombord på enheten finns vetenskapliga instrument utformade för att upptäcka vatten, is och mineraler på och under ytan. Dessutom kommer MRO att stödja framtida generationer av rymdsonder genom att övervaka Mars väder- och ytförhållanden dagligen, söka efter framtida landningsplatser och testa ett nytt telekommunikationssystem som kommer att påskynda kommunikationen med jorden.
6 augusti 2012 landade NASA:s MSL Mars Science Laboratory och Curiosity-rovern i Gale Crater. Med deras hjälp har många upptäckter gjorts angående lokala atmosfäriska och ytförhållanden, och organiska partiklar har också upptäckts.
Den 18 november 2013, i ett nytt försök att ta reda på vad Mars är, lanserades MAVEN-satelliten, vars syfte är att studera atmosfären och vidarebefordra signaler från robot-rovers.
Forskning fortsätter
Den fjärde planeten från solen är den mest studerade planeten i solsystemet efter jorden. För närvarande opererar Opportunity- och Curiosity-stationer på dess yta, och fem rymdfarkoster opererar i omloppsbana - Mars Odyssey, Mars Express, MRO, MOM och Maven.
De här sonderna har tagit otroligt detaljerade bilder av den röda planeten. De hjälpte till att upptäcka att det en gång fanns vatten där, och bekräftade att Mars och jorden är väldigt lika - de har polarmössor, årstider, en atmosfär ochnärvaron av vatten. De visade också att organiskt liv kunde existera idag och med största sannolikhet funnits tidigare.
Mänsklighetens besatthet av Mars fortsätter med oförminskad styrka, och våra ansträngningar att studera dess yta och reda ut dess historia är långt ifrån över. Under de kommande decennierna kommer vi förmodligen att fortsätta skicka dit rovers och skicka dit en man för första gången. Och med tiden, givet tillgången på nödvändiga resurser, kommer den fjärde planeten från solen en dag att bli beboelig.
