Mars och Venus liknar jorden, så forskare tappar inte hoppet om att hitta liv på närliggande planeter. För Mars är detta mer troligt. Curiosity-rovern kunde med säkerhet ta reda på att floder en gång rann där, vilket betyder att det var en atmosfär. Kanske existerade liv på Mars långt före jorden eller kommer det att vara möjligt efter terraformning (förändringar i klimatförhållandena). Detta kräver närvaro av ett magnetfält nära Mars.
Planets storlekar, massor och banor
Den röda planeten är mycket mindre än jorden i storlek. Enligt forskarnas beräkningar och de data som erhölls i processen av många studier skulle upp till sex föremål med samma volym som Mars passa in i jorden. Radien för den fjärde planeten från solen längs ekvatorn är 0,53 jordens, och ytdensiteten är 37,6%.
Planeternas omloppsbanor är radik alt olika, men den sideriska omsättningen är liknande. Det betyder att ett år på Mars varar nästan 687 dagar och ett dygn är 24 timmar 40minuter. Den axiella lutningen är nästan densamma - 25 grader för Mars, jorden är två grader mindre. Denna likhet innebär att säsongsvariationer kan förväntas från den röda planeten.
Struktur och sammansättning av jorden och Mars
Representanter för jordiska planeter (Venus, Jorden och Mars) har liknande struktur. Detta är en metallkärna med en mantel och skorpa, men jordens densitet är högre än Mars. Det vill säga att den röda planeten består av lättare element. Jorden har en stenig kärna toppad med vätska, samt en silikatmantel och en fast ytskorpa. När det gäller Mars är forskarna ännu inte helt säkra på strukturen av dess kärna. Det är känt att Mars kärna består av järn och nickel, 16-17% - av svavel. Mars mantel är bara 1300-1800 km (för jämförelse: tjockleken på jordens mantel är 2890 km), och skorpan täcker 50-125 km (nära jorden - 40 km). Manteln och jordskorpan på jorden och Mars är nästan identiska till sin struktur, men skiljer sig i tjocklek.
Ytfunktioner
Omkring 70 % av jordens yta täcks av havens vatten. Enligt en version var flytande vatten en del av gas- och stoftmolnet som jorden bildades av. Enligt en annan verkade det som ett resultat av intensiva asteroid- och kometbombardement, som den unga planeten genomgick. Vissa forskare anser att vatten frigjordes från hydratiserade mineraler under jordens bildande. Det finns andra hypoteser, och det är möjligt att alla är mer eller mindre sanna.
Mars hade också en gång flytande vatten, vilketär en nödvändig förutsättning för livets utveckling. Men nu är det en kall och ödslig planet, rik på järnoxid, som ger Mars yta en röd nyans. Vatten finns i form av is vid polerna. En liten mängd samlas under ytan.
Mars och jorden liknar varandra i landskapet. På planeterna finns berg och vulkaner, kanjoner och slätter, raviner, åsar, platåer. Det största berget på Mars heter Olympus, och den djupaste avgrunden är Mariner Valley. Båda planeterna utsattes för meteor- och asteroidattacker under deras bildande, men spåren på Mars är mycket bättre bevarade på grund av bristen på nederbörd och lufttryck. Individer är miljarder år gamla. På jorden kollapsade sådana formationer gradvis.
Atmosfärisk sammansättning och temperatur
Jorden har en tät atmosfär uppdelad i fem lager. Mars har en mycket tunn atmosfär och högt tryck. Jordens atmosfär består huvudsakligen av kväve (78 %) och 21 % syre (resterande 1 % är andra ämnen i gasform), och på den röda planeten representeras sammansättningen huvudsakligen av koldioxid (96 %), kväve och argon (nästan 2 %, resterande 1 % - andra gaser).
Det hade en effekt på temperaturen. Jordens genomsnittliga temperatur är +14 grader Celsius, maxim alt - 70,7 grader, minimum -89,2 grader. Det är mycket kallare på Mars. Medeltemperaturen sjunker till -46 grader Celsius, den lägsta når -143 grader och den maximala planeten värms upp till 35 grader. Dessutom iatmosfären på den röda planeten innehåller mycket damm.
Har Mars ett magnetfält
Det magnetiska fältet kommer från planetens kärna och skapar ett skyddsområde som avleder elektriska laddningar från den ursprungliga banan. Alla laddningar från solen eller något annat föremål hotar inte en planet som har ett sådant skyddsfält. Jorden har ett magnetfält, men har Mars ett sådant skydd? I detta avseende skiljer sig planeten från jorden.
Vad är magnetfältet på Mars? En gång i tiden fanns ett glob alt skyddande skal runt planeten, men det försvann så småningom av ett antal anledningar. Nu finns det ett magnetfält på Mars, det är omfattande, men fångar inte hela planetens yta. Det finns lokala områden där fältet är starkare. Radien för Mars magnetfält är på vissa ställen 0,2-0,4 Gauss, vilket är ungefär lika med jordens indikatorer.
Forskare försöker förklara dessa egenskaper idag. Man kunde till exempel ta reda på att Mars magnetfält och planetens struktur är sammankopplade. Fältet är svagt på grund av kärnan. Marskärnan är orörlig i förhållande till skorpan, vilket försvagar effekten av samma skyddsfält.
Jämförelse av magnetosfärer
Jordens och Mars magnetfält tillåter inte joniserade partiklar från solvinden och andra kosmiska partiklar att bryta igenom till ytan. Fältet skyddar bokstavligen livet på jorden. Närvaron av fältet förklaras av rotationen av metallkärnan i den flytande yttre delen. Den konstanta rörelsen av elektriska laddningar leder till bildandet av ett magnetfält.
Bpå senare tid har man trott att de magnetiska krafterna förändras avsevärt eller bidrar till läckage av syre från atmosfären. Detta kan vara sant, eftersom de magnetiska polerna kan byta plats med tiden, de är inte permanenta. Under 160 miljoner år har polerna förändrats cirka 100 gånger. Senast det hände var för cirka 720 000 år sedan, och när det händer nästa gång är okänt.
Mars magnetfält, i jämförelse med jordens, är otillräckligt för att stödja liv. Men en potentiellt beboelig planet måste åtminstone ha en metallisk kärna. Detta kommer att skapa förutsättningar för bildandet av ett magnetfält. När det gäller Mars finns det ett magnetfält (om än "i balansen"), det finns också en metallkärna. Det betyder att i teorin så har liv på planeten antingen funnits tidigare eller är möjligt med förbehåll för vissa förändringar.
Fältförsvinnandeteorier
Varför finns det inget magnetfält på Mars? Vilken katastrof "bröt igenom" det skyddande skalet eller vad fick planetens metallkärna att frysa? Finns det något sätt att återställa fältet? För närvarande överväger forskare två huvudteorier om försvinnandet av Mars magnetfält.
Enligt den första teorin hade planeten en gång ett stabilt magnetfält (som på jorden), men den "genomborrades" av en kollision med något stort föremål. Denna kollision stoppade planetens kärna, fältet började försvagas och tappade sedan helt sin skala. Och i dag är vissa delar av planeten mer skyddade än andra.
Den andra teorin motsäger helt den första. Mars kunde börjaexistens utan magnetfält. Efter planetens födelse förblev järnkärnan i mitten orörlig under lång tid och skapade inga magnetiska impulser. Men när det starkaste magnetfältet hos gasjätten i solsystemet Jupiter, som kan stöta bort inte bara små asteroider, utan också enorma föremål, stötte bort någon kosmetisk kropp och skickade den till Mars.
Som ett resultat av tidvattenkraftens inverkan under flera tiotusentals år uppstod konvektiva strömmar på Mars, vilket tvingade planetens kärna att röra sig och provocerade fram bildandet av ett magnetfält. När den kosmiska kroppen närmade sig Mars ökade fältet, men efter flera miljoner år kollapsade kroppen, så att magnetfältet gradvis började försvinna. Detta är vad forskare nu ser.
Varför NASA vill skapa ett konstgjort fält
Har Mars ett magnetfält som skulle möjliggöra kolonisering av planeten? Det är redan klart att det inte finns någon sådan skyddande kraft, men forskare fortsätter sin forskning. Nyligen kom information om att NASA vill skapa ett artificiellt magnetfält på Mars så att planetens atmosfär blir tätare. Detta borde avsevärt förenkla framtida utforskning av den röda planeten och eventuell kolonisering.
Hur skapar man ett magnetfält på Mars? Författarna till rapporten som presenterades vid planetkonferensen föreslog att modulen skulle placeras vid en punkt mellan Mars och solen, där rymdfarkosten kan förbli nästan på obestämd tid utan användning av motorer. På modulen kommer att innehållaspecialmagneter som kan skapa ett fält på 1-2 tesla. Ungefär samma magneter installerades vid Large Hadron Collider.
Fältet bildar en "svans" som kommer att täcka hela planeten. Detta fält kommer att vara mycket svagt, men i teorin kommer detta att vara tillräckligt. Enligt NASA kommer planetens atmosfär efter det att börja tjockna. När den når en densitet som är lika med jorden kommer medeltemperaturen på Mars att stiga till +4 grader Celsius, och snötäckena vid polerna kommer att smälta. De har tillräckligt med vatten för att bilda måttliga hav.
Kostnaden för att utveckla och underhålla en rymdmodul på Mars och var den kommer att ta energi ifrån, förbigår författarna till rapporten. När det gäller kostnadseffektivitet är metoden inte jämförbar med andra projekt. Det fanns till exempel en idé att producera SF6-gas på Mars. Även en liten koncentration av denna gas är tillräckligt för att skapa en växthuseffekt och skydda planetens yta från aggressiva ultravioletta strålar.
Ingen av NASA:s koncept har hittills bevisats till fullo. Dessa är bara antaganden baserade på det faktum att solvinden var källan till Mars atmosfäriska förluster. Men orsakerna till förlusten av kväve är osannolikt relaterade till enbart vind, så forskarna har inte bråttom att genomföra projekt, utan fortsätter forskningen.
Från Mars-utforskningens historia
De första observationerna av planeten gjordes före uppfinningen av teleskopet. Förekomsten av Mars registrerades 1534 f. Kr. av forntida egyptiska astronomer. De beräknade bananplanetrörelser. I den babyloniska teorin förfinades Mars position på natthimlen och tidsmätningar av planeternas rörelse erhölls för första gången.
Den holländska astronomen H. Huygens var den första som kartlade Mars yta. Flera ritningar som visar mörka områden gjordes av honom 1659. Förekomsten av en inlandsis vid polerna föreslogs av den italienske astronomen J. Cassini 1666. Han beräknade också rotationsperioden för planeten runt sin axel - 24 timmar 40 minuter. Det är korrekt, detta resultat skiljer sig med mindre än tre minuter.
Sedan sextiotalet av förra seklet har flera AMS skickats till Mars. Fjärranalys av planeten från jorden fortsatte med hjälp av kretsande och markbaserade teleskop för att bestämma ytans sammansättning, studera atmosfärens sammansättning och mäta ljusets hastighet.
Mars magnetfält, som är femhundra gånger svagare än jordens, registrerades av stationerna "Mars-2" och "Mars-3" under sovjettiden. Rymdskepparna Mars 2 och 3 lanserades 1971. Det huvudsakliga tekniska problemet löstes inte, men den vetenskapliga forskningen var fortfarande avancerad för sin tid.
Amerikanerna lanserade Mariner 4 till Mars 1964. Rymdfarkosten tog bilder av ytan och undersökte atmosfärens sammansättning. Den första konstgjorda satelliten på planeten var Mariner 9, uppskjuten 1971. Sökandet efter liv i jordprover utfördes 1975 av två identiska rymdskepp som en del av Viking-programmet. I framtiden, för en systematiskstudien av planeten använde funktionerna hos Hubble-teleskopet.
Existens av liv på Mars
Arbetet med planetens magnetfält, forskare studerar också i den meningen att det kan tyda på att det finns liv på Mars. Många observationer gav upphov till en riktig "marsfeber" kring detta ämne i slutet av artonhundratalet. Sedan observerade Nikola Tesla någon oidentifierad signal när han studerade radiostörningar i atmosfären.
Han föreslog att det kunde vara en signal från andra planeter, som Mars. Själv kunde han inte tyda signalernas betydelse, men han var säker på att de inte uppstod av en slump. Teslas hypotes stöddes av den brittiske fysikern William Thomson (Lord Kelvin). 1902, under ett besök i USA, sa han att Tesla verkligen hade fått upp signalen från marsianerna.
Vetenskapliga hypoteser i denna fråga har funnits länge. Metan och organiska molekyler har upptäckts på Mars. Under förhållandena på den röda planeten sönderdelas gasen snabbt, så det måste finnas en källa till dess förekomst. Detta kan vara bakteriell aktivitet eller geologisk aktivitet (med tanke på att aktiva vulkaner på Mars inte kunde hittas, är detta inte orsaken till gasen).
För närvarande är problemen för att upprätthålla liv på Mars bristen på flytande vatten, avsaknaden av en magnetosfär och en för tunn atmosfär. Dessutom är planeten på gränsen till "geologisk död". Slutet på vulkanisk aktivitet kommer äntligen att stoppa cirkulationen av kemiska element mellan den inre delen av planeten ochyta.
