Диаметр орбиты марса вокруг солнца

Планета Марс

Общие сведения о Марсе

Марс – это четвертая по удаленности от Солнца планета (четвертая планета Солнечной системы).

Марс относится к планетам земной группы и назван в честь древнеримского бога войны, аналога древнегреческому Аресу.

У Марса есть два естественных спутника – Фобос и Деймос (обозначают «страх» и «ужас»). Имена даны лунам в честь персонажей греческой мифологии, сыновей Ареса.

Марс известен людям с древних времен, когда люди наблюдали за перемещением по небосводу красной звезды, предвестника войн и катаклизмов.

Марс обладает разреженной атмосферой.

Соседями Марса являются Земля и Юпитер, который отделен от Красной планеты поясом астероидов.

Модели предполагают, что Марс состоит из коры со средней толщиной 50 километров (максимальная оценка – не более 125 километров), силикатной мантии и ядра радиусом от 1480 до 1800 километров.

Основными особенностями поверхностного рельефа Марса считаются ударные кратеры, вулканы, долины, пустыни и полярные ледниковые шапки. Самая высокая гора на планетах Солнечной системы Олимп – это потухший марсианский вулкан.

У Марса обнаружено слабое магнитное поле.

Орбита Марса

Среднее расстояние от Марса до Солнца 228 миллионов километров (1,52 астрономической единицы).

Перигелий (ближайшая к Солнцу точка орбиты): 206,655 миллиона километров (1,381 астрономической единицы).

Афелий (самая далекая от Солнца точка орбиты): 249,232 миллиона километров (1,666 астрономической единицы).

Средняя скорость движения Марса по орбите составляет около 24 километров в секунду.

Один оборот вокруг Солнца планета совершает за 799,94 земных суток.

Продолжительность суток на Марсе составляет 24 часа 37 минут 22,7 секунды. Одни марсианские сутки называются солом.

Марсианский год состоит из 668,6 марсианских солнечных суток (солов).

Расстояние от Марса до Земли варьируется в пределах от 55,76 до 401 миллиона километров.

Направление вращения Марса соответствует направлению вращения всех (кроме Венеры и Урана) планет Солнечной системы.

3D-модель Марса

Физические характеристики Марса

Марс – седьмая по размеру планета в Солнечной системе.

Температура на поверхности Марса колеблется в пределах от -153 до +35°C.

Радиус Марса составляет 3389 километров (53% радиуса Земли).

Площадь поверхности Марса составляет 144,37 миллиона квадратных километров (28,3% поверхности Земли).

Средняя плотность Марса составляет 3930 килограмм на кубический метр (71,3% земной плотности).

Ускорение свободного падения на Марсе равно 3,711 метра на секунду в квадрате (0,378 g).

Масса Марса равна 6,4171 х 10 23 килограмма, что составляет около 10,7% от массы Земли.

Сравнительные размеры Марса и Земли

Атмосфера и климат Марса

Атмосферное давление у поверхности Марса в 160 раз меньше земного.

Атмосфера Марса в основном состоит из углекислого газа (95,32%), также в составе присутствуют азот, аргон, кислород, водяной пар, угарный газ и другие компоненты.

Среднее атмосферное давление на Марсе составляет 0,4-0,87 кПа.

Климат на Марсе, как и на нашей планете, носит сезонный характер из-за угла наклона оси 25,2 градуса.

Для северного полушария Марса характерны мягкая зима и прохладное лето, при этом в южном полушарии зима более холодная, а лето более жаркое.

Северная и южная полярные шапки Марса состоят из двух компонентов: сезонного углекислого газа и векового водяного льда.

Для Марса характерны пыльные бури, в том числе охватывающие планету целиком, как в 2018 году.

Исследование Марса

Марс является наиболее исследованной (после Земли) планетой Солнечной системы.

Советские исследования Марса включали в себя программу «Марс», в рамках которой с 1962 по 1973 год были запущены автоматические межпланетные станции четырех поколений, а также программу «Фобос» – две автоматические межпланетные станции, предназначенные для исследования Марса и его спутника Фобоса.

«ExoMars» (Экзомарс) – это совместная программа Европейского космического агентства (ESA) и российской госкорпорации «Роскосмос» по исследованию Красной планеты, основной целью которой является поиск доказательств существования в прошлом и настоящем жизни на Марсе.

В настоящее время на поверхности Марса работают марсоходы NASA «Opportunity» и «Curiosity», исследовательский посадочный модуль «InSight», а на орбите непрерывно трудится несколько орбитальных аппаратов различных космических агентств.

Интересные факты о Марсе

Объект, весящий на Земле 100 килограмм, на Марсе будет весить 37,8 килограмм.

Марсианский потухший вулкан гора Олимп – самая высокая известная гора на планетах Солнечной системы.

Из-за низкого давления вода не может существовать в жидком состоянии на большей части (около 70%) поверхности Марса.

Идея, что Марс населен разумными существами, широко распространилась в конце XIX века.

Иногда Марс называют «Красной планетой» из-за красноватого оттенка поверхности, придаваемого ей оксидом железа.

Источник

Орбита Марса — Orbit of Mars

Марс имеет орбиту с большой полуосью 1,524 астрономических единиц (228 миллионов км) и эксцентриситетом 0,0934. Планета обращается вокруг Солнца за 687 дней и проходит при этом 9,55 а.е., что составляет среднюю орбитальную скорость 24 км / с.

Эксцентриситет больше, чем у любой другой планеты, кроме Меркурия, и это вызывает большую разницу между расстояниями афелия и перигелия — они составляют 1,6660 и 1,3814 а.е.

СОДЕРЖАНИЕ

Изменения на орбите

Марс находится в процессе длительного увеличения эксцентриситета. Она достигла минимального значения 0,079 около 19 тысячелетий назад и достигнет максимума около 0,105 примерно через 24 тысячелетия с настоящего момента (а расстояние до перигелия составляет всего 1,3621 астрономической единицы ). Орбита иногда близка к круговой: это было 0,002 1,35 миллиона лет назад и будет примерно 0,01 миллиона лет назад. Максимальный эксцентриситет между этими двумя минимумами составляет 0,12. Эллипс, орбита Марса, был открыт Кеплером.

Оппозиции

Марс достигает оппозиции, когда разница между геоцентрическими долготами его и Солнца составляет 180 °. Во время близкого противостояния (в пределах 8½ дней) расстояние Земля-Марс настолько мало, насколько оно будет в течение этого 780-дневного синодического периода . Каждое противодействие имеет какое-то значение, потому что Марс виден с Земли всю ночь, высоко и полностью освещен, но особый интерес случаются, когда Марс находится около перигелия, потому что в это время Марс также находится ближе всего к Земле. За одним перигелическим противостоянием следует другое 15 или 17 лет спустя. Фактически, за каждым противодействием следует подобное спустя 7 или 8 синодических периодов, и очень похожее — через 37 синодических периодов (79 лет) позже. В так называемом перигелическом противостоянии Марс находится ближе всего к Солнцу и особенно близко к Земле: от 0,68 а.е., когда Марс находится около афелия, до всего лишь 0,37 а.е., когда Марс находится около перигелия.

Близкие подходы к Земле

Марс приближается к Земле больше, чем любая другая планета, за исключением ближайшей Венеры — 56 миллионов км — это самое близкое расстояние между Марсом и Землей, тогда как самое близкое расстояние от Венера до Земли составляет 40 миллионов км. Марс подходит ближе всего к Земле раз в два года, примерно во время своего противостояния, когда Земля движется между Солнцем и Марсом. Сверхблизкие противостояния Марса происходят каждые 15-17 лет, когда мы проходим между Марсом и Солнцем примерно во время его перигелия (ближайшей точки к Солнцу на орбите). Минимальное расстояние между Землей и Марсом с годами сокращалось, и в 2003 году минимальное расстояние составляло 55,76 миллиона км, что ближе, чем любое подобное столкновение за почти 60 000 лет (57 617 до н.э.). Рекордное минимальное расстояние между Землей и Марсом в 2729 году составит 55,65 миллиона км. В 3818 году рекорд будет составлять 55,44 миллиона км, и расстояния будут продолжать уменьшаться в течение примерно 24000 лет.

Историческое значение

До работ Иоганна Кеплера (1571–1630), немецкого астронома, преобладало убеждение, что Солнце и планеты вращаются вокруг Земли. В 1543 году Николай Коперник предположил, что все планеты вращаются по кругу вокруг Солнца, но его теория не давала удовлетворительных предсказаний и в значительной степени игнорировалась. Когда Кеплер изучал наблюдения своего босса Тихо Браге за положением Марса на небе в течение многих ночей, Кеплер понял, что орбита Марса не может быть круговой. После многих лет анализа Кеплер обнаружил, что орбита Марса, вероятно, была эллиптической , с Солнцем в одной из фокальных точек эллипса . Это, в свою очередь, привело к открытию Кеплера, что все планеты вращаются вокруг Солнца по эллиптическим орбитам, причем Солнце находится в одной из двух фокусных точек. Это стало первым из трех законов движения планет Кеплера .

Точность / предсказуемость

С точки зрения всех, кроме самых требовательных, путь к Марсу прост. Уравнение в астрономических алгоритмах, которое предполагает невозмущенную эллиптическую орбиту, предсказывает времена перигелия и афелия с ошибкой «несколько часов». Использование элементов орбиты для вычисления этих расстояний соответствует фактическим средним значениям как минимум с пятью значащими цифрами. Формулы для вычисления положения прямо по элементам орбиты обычно не предоставляют и не нуждаются в поправках на влияние других планет.

Для более высокого уровня точности требуются возмущения планет. Они хорошо известны и, как считается, достаточно хорошо смоделированы для достижения высокой точности. Это все органы, которые необходимо учитывать даже при решении многих сложных проблем. Когда Альдо Витальяно рассчитал дату близкого сближения Марса в далеком прошлом или будущем, он проверил потенциальный эффект, вызванный неопределенностями моделей пояса астероидов, запустив моделирование как с тремя самыми большими астероидами, так и без них, и обнаружил, что эффекты были незначительными. .

Наблюдения сейчас намного лучше, и технологии космической эры заменили старые методы. Э. Майлс Стэндиш писал: «Классические эфемериды прошлых столетий полностью основывались на оптических наблюдениях: почти исключительно на времени прохождения меридионального круга. С появлением планетарного радара, миссий космических кораблей, РСДБ и т. Д. Ситуация для четырех внутренних планеты сильно изменились ». (8.5.1 стр. 10) Для DE405, созданного в 1995 году, оптические наблюдения были прекращены, и, как он писал, «начальные условия для четырех внутренних планет были скорректированы в первую очередь с учетом данных о дальности…» Известно, что ошибка в DE 405 составляет около 2 км. и сейчас меньше километра.

Хотя возмущения на Марсе астероидами вызвали проблемы, они также использовались для оценки масс некоторых астероидов. Но улучшение модели пояса астероидов является серьезной проблемой для тех, кто требует или пытается предоставить эфемериды наивысшей точности.

Параметры орбиты

В следующей таблице элементов орбиты Марса представлено не более пяти значащих цифр . С таким уровнем точности числа очень хорошо совпадают с элементами VSOP87 и вычислениями, производными от них, а также с наилучшим соответствием Стэндиша (JPL) за 250 лет и вычислениями с использованием фактических положений Марса во времени.

Источник

Орбита Марса

Если сравнивать Марс и Землю, то сразу видно, что они совершенно отличаются по орбитам. Из-за этого марсианский год длится целых 686.98 дней. Все дело в расстоянии от Солнца до Марса.

Орбитальный период Марса

Средняя удаленность планеты от звезды – 227 939 200 км, что в 1.5 раз больше расстояния от Земли до Солнца. Но из-за эксцентриситета в 0.0934 отдаленность колеблется от 206.7 млн. км до 249.2 млн. км. При орбитальной скорости в 24.077 км/с у Марса создается такой длительный год.

Эксцентриситет марсианской орбиты

По эксцентриситету Марс стоит на втором месте после Меркурия (0.205). Но еще 1.35 млн. лет назад показатель у Красной планеты был лишь 0.002, из-за чего орбитальный проход был практически круглым. Но через 24000 лет он станет 0.105.

Влияние орбиты на земные и марсианские дни

Хотя год на Марсе длится дольше, но длительность дней практически совпадает с земным. У Марса – 24 часа, 37 минут и 22 секунды. Столько времени уходит на вращение оси. Но Солнце на проход по небу требует 24 часа, 39 минут и 35 секунд.

Ровер Opportunity отобразил солнечный проход за марсианский год (2006-2008 гг.)

Влияние орбиты Марса на сезонные перемены

Благодаря эксцентриситету и осевому наклону в 25.19° Марс обладает сменой сезонов (времена года). Средняя отметка температуры приближается к -46°C, но может опускаться до -143°C или прогреваться на 35°C.

Особенности орбиты приводят к тому, что планета замедляет свой ход на отдаленности и ускоряется в приближенности к звезде. Из-за этого весна длится 7 месяцев, лето – 6, осень – 5.3, а зима – 4.

На юге длительность времен года отличается. Марс пребывает в перигелии, когда на юге лето, а на севере – зима. В афелии все наоборот.

Влияние орбиты Марса на погоду

Марс располагает системой погодных условий. Это отмечается в виде опасных пылевых бурь, которые периодически охватывают всю поверхность. Способны простираться на тысячи километров и окружают планету густым слоем. Когда они разрастаются, то могут перекрыть обзор поверхности.

Видимые размеры Марса во время последних противостояний

Таким образом не повезло Маринеру-9 в 1971 году. Когда он послал свои первые снимки, марсианская поверхность полностью укрылась бурей. Она была настолько массивной, что отыскать можно было лишь наивысшую гору Олимп.

В 2001 году за пылевой бурей следил телескоп Хаббл на территории бассейна Эллады. Она стала крупнейшей за 25 лет. Причем за ней могли наблюдать даже астрономы-любители.

Бури появляются чаще всего, когда планета приближается к звезде. Почва высыхает и пыль легче поднять. Эти бури заставляют температуру подниматься, из-за чего формируется собственный парниковый эффект.

Если учесть все эти факторы, то можно ли создать марсианский календарь? Ну, это было бы сложно. Марсианский день, циклы и длительность года все же отличаются от привычных нам. Особенно необычно обстоят дела с годом в 668.5921 дней.

Источник

Марс (планета)

Марс (планета)

668,5991 сол Синодический период 779,94 дней Орбитальная скорость 24,13 км/с (средн.) Наклонение 1,85061° (относительно плоскости эклиптики)
5,65°(относительно солнечного экватора) Долгота восходящего узла 49,57854° Аргумент перицентра 286,46230° Число спутников 2(Фобос и Деймос) Физические характеристики Сжатие 0,00589 Экваториальный радиус 3396,2 км [1] [2] Полярный радиус 3376,2 км [1] [2] Средний радиус 3386,2 км Площадь поверхности 144 798 465 км² Объём 1,6318×10 11 км³
0,151 Земных Масса 6,4185×10 23 кг
0,107 Земных Средняя плотность 3,9335 г/см³ Ускорение свободного падения на экваторе 3,711 м/с² (0,376 g) [3] Вторая космическая скорость 5,027 км/с Скорость вращения (на экваторе) 868,22 км/ч Период вращения 24 часа 39 минут и 36 секунд [3] Наклон оси вращения 24,94° Прямое восхождение на северном полюсе 21 ч 10 мин 44 с
317,68143° Склонение на северном полюсе 52,88650° Альбедо 0,250 (Бонд)
0,150 (геом.альбедо)

Атмосфера Давление на поверхности 0,6-1,0 кПа (0,006-0,01 атм) Состав атмосферы 95,72 % Угл. газ

Марс — четвёртая по удалённости от Солнца и седьмая по размерам планета Солнечной системы. Эта планета названа в честь Марса — древнеримского бога войны, соответствующего древнегреческому Аресу. Иногда Марс называют «Красная планета» из-за красноватого оттенка поверхности, придаваемого ей оксидом железа(III).

Содержание

Основные сведения

Марс — планета земной группы с разреженной атмосферой. Особенностями поверхностного рельефа Марса можно считать ударные кратеры наподобие лунных и вулканы, долины, пустыни и полярные ледниковые шапки наподобие земных. Марсианский потухший вулкан Олимп — самая высокая гора в Солнечной системе, а Долина Маринера — самый крупный каньон. Помимо этого, в июне 2008 три статьи, опубликованные в Nature, представили доказательства существования в северном полушарии Марса самого крупного известного ударного кратера в Солнечной системе. Его длина 10 600 км, а ширина 8500 км, что примерно в четыре раза больше, чем крупнейший ударный кратер, до того также обнаруженный на Марсе, вблизи его южного полюса [4] . В дополнение к схожести поверхностного рельефа, Марс имеет период вращения и смену времён года аналогичные земным, но его климат значительно холоднее и суше земного.

Вплоть до первого пролёта у Марса космического аппарата Маринер-4 (англ. «Mariner 4» ) в 1965 году многие исследователи всерьёз полагали, что на его поверхности есть вода в жидком состоянии. Это мнение было основано на наблюдениях за периодическими изменениями в светлых и тёмных участках, особенно в полярных широтах, которые были похожи на континенты и моря. Тёмные борозды на поверхности Марса интерпретировались некоторыми наблюдателями как ирригационные каналы для жидкой воды. Позднее было доказано, что эти борозды на самом деле не существовали, а были оптической иллюзией.

Из-за низкого давления вода не может существовать в жидком состоянии на поверхности Марса, но вполне вероятно, что в прошлом условия были иными, и поэтому наличие примитивной жизни на планете исключать нельзя. 31 июля 2008 года вода в состоянии льда была обнаружена на Марсе космическим аппаратом НАСА «Феникс» (англ. «Phoenix» ) [5] .

В настоящее время (февраль 2009 г.) орбитальная исследовательская группировка на орбите Марса насчитывает три функционирующих космических аппарата: «Mars Odyssey», «Mars Express» и «Mars Reconnaissance Orbiter», и это больше, чем около любой другой планеты, кроме Земли. Поверхность Марса в настоящий момент исследуют два марсохода: Spirit и Opportunity. На поверхности Марса находятся также несколько неактивных посадочных модулей и марсоходов, завершивших свои миссии. Геологические данные, собранные всеми этими миссиями, позволяют предположить, что немалую часть поверхности Марса ранее покрывала вода. Наблюдения в течение последнего десятилетия позволили обнаружить в некоторых местах на поверхности Марса слабую гейзерную активность [6] . По наблюдениям с космического аппарата НАСА «Mars Global Surveyor», некоторые части южной полярной шапки Марса постепенно отступают [7] .

У Марса есть два естественных спутника, Фобос и Деймос (в переводе с древнегреческого — «страх» и «ужас» — имена двух сыновей Ареса, сопровождавших его в бою), которые относительно малы и имеют неправильную форму. Они могут быть захваченными гравитационным полем Марса астероидами, подобными астероиду 5261 Эврика из Троянской группы.

Марс можно увидеть с Земли невооружённым глазом. Его видимая звёздная величина достигает −2,91 m (при максимальном сближении с Землёй), уступая по яркости лишь Юпитеру, Венере, Луне и Солнцу.

Орбитальные характеристики

Минимальное расстояние от Марса до Земли составляет 55,75 млн. км, максимальное — около 401 млн. км. Среднее расстояние от Марса до Солнца составляет 228 млн. км (1,52 а. е.), период обращения вокруг Солнца равен 687 земным суткам. Орбита Марса имеет довольно заметный эксцентриситет (0,0934), поэтому расстояние до Солнца меняется от 206,6 до 249,2 млн. км. Наклонение орбиты Марса равно 1,85°.

Марс ближе всего к Земле во время противостояния, когда планета находится в направлении, противоположном Солнцу. Противостояния повторяются каждые 26 месяцев в разных точках орбиты Марса и Земли. Но раз в 15—17 лет противостояния приходятся на то время, когда Марс находится вблизи своего перигелия; в этих так называемых великих противостояниях (последнее было в августе 2003) расстояние до планеты минимально, и Марс особенно хорошо виден, достигая углового размера 25,1″ и яркости −2,91 m .

Великие противостояния Марса с 1830 г. по 2035 г.

Примечание: Противостояния 1845, 1924 и 2003 годов были ближайшими, поэтому они называются Величайшими.

Физические характеристики

Марс почти вдвое меньше Земли по размерам — его экваториальный радиус равен 3396,9 км (53,2 % земного). Площадь поверхности Марса примерно равна площади суши на Земле [8] . Достаточно быстрое вращение планеты приводит к заметному полярному сжатию — полярный радиус Марса примерно на 21 км меньше экваториального. Масса планеты — 6,418×10 23 кг (11 % массы Земли). Ускорение свободного падения на экваторе равно 3,711 м/сек² (0,376 земного); первая космическая скорость составляет 3,6 км/сек и вторая — 5,027 км/сек. Марс вращается вокруг своей оси, наклонённой к плоскости орбиты под углом 24°56′. Период вращения планеты — 24 часа 37 минут 22,7 секунд. Таким образом, марсианский год состоит из 668,6 марсианских солнечных суток (называемых солами). Наклон оси вращения Марса обеспечивает смену времён года. При этом вытянутость орбиты приводит к большим различиям их продолжительности. Так, северная весна и лето, вместе взятые, длятся 371 сол, т. е. заметно больше половины марсианского года. В то же время они приходятся на участок орбиты Марса, удалённый от Солнца. Поэтому на Марсе северное лето долгое и прохладное, а южное — короткое и жаркое.

Магнитное поле

У Марса есть магнитное поле, но оно слабо и крайне неустойчиво, в различных точках планеты его напряжённость может отличаться от 1,5 до 2 раз, а магнитные полюса не совпадают с физическими. Это говорит о том, что железное ядро Марса находится в сравнительной неподвижности по отношению к его коре, то есть механизм планетарного динамо, ответственный за магнитное поле Земли, на Марсе не работает. Возможно, в далёком прошлом в результате столкновения с крупным небесным телом произошла остановка вращения ядра, а также потеря основного объёма атмосферы. Считается, что потеря магнитного поля произошла около 4 млрд лет назад. Вследствие слабости магнитного поля солнечный ветер практически беспрепятственно проникает в атмосферу Марса и многие из фотохимических реакций под действием солнечной радиации, которые на Земле происходят в ионосфере и выше, на Марсе могут наблюдаться практически у самой его поверхности.

Атмосфера и климат

Температура на экваторе планеты колеблется от +30 [8] °C в полдень до −80 °С в полночь. Вблизи полюсов температура иногда падает до −123 °С.

Атмосфера Марса, состоящая в основном из углекислого газа, очень разрежена. Давление у поверхности Марса в 160 раз меньше земного — 6,1 мбар на среднем уровне поверхности. Из-за большого перепада высот на Марсе, давление у поверхности сильно изменяется. Максимальное значение достигает 10 [9] —12 [10] мбар в бассейне Эллада на глубине 8 км [11] , а на вершине горы Олимп (27 км выше среднего уровня) оно всего 0,3 мбар. В отличие от Земли, масса марсианской атмосферы сильно изменяется в течение года в связи с таянием и намерзанием полярных шапок, содержащих углекислый газ.

Существуют свидетельства того, что в прошлом атмосфера могла быть более плотной, а климат — тёплым и влажным, и на поверхности Марса существовала жидкая вода и шли дожди [12] .

Атмосфера состоит на 95 % из углекислого газа; также в ней содержится 2,7 % азота, 1,6 % аргона, 0,13 % кислорода, 0,1 % водяного пара, 0,07 % угарного газа. Марсианская ионосфера простирается в пределах от 110 до 130 км над поверхностью планеты.

По результатам наблюдений с Земли и данных космического аппарата «Марс Экспресс» в атмосфере Марса обнаружен метан. В условиях Марса этот газ довольно быстро разлагается, поэтому должен существовать постоянный источник его пополнения. Таким источником может быть либо геологическая активность (но действующие вулканы на Марсе не обнаружены), либо жизнедеятельность бактерий.

Климат, как и на Земле, носит сезонный характер. В холодное время года даже вне полярных шапок на поверхности может образовываться светлый иней. Аппарат Phoenix зафиксировал снегопад, однако снежинки испарялись, не достигая поверхности [13] .

По данным исследователей из Центра имени Карла Сагана, в настоящее время на Марсе идёт процесс потепления. Другие специалисты считают, что такие выводы делать пока рано [14] .

Поверхность

Описание основных регионов

Две трети поверхности Марса занимают светлые области, получившие название материков, около трети — тёмные участки, называемые морями. Моря сосредоточены в основном в южном полушарии планеты, между 10 и 40° широты. В северном полушарии только два крупных моря — Ацидалийское и Большой Сырт.

Характер тёмных участков до сих пор остаётся предметом споров. Они сохраняются, несмотря на то, что на Марсе бушуют пылевые бури. Это в своё время служило доводом в пользу того, что тёмные участки покрыты растительностью. Сейчас полагают, что это просто участки, с которых, в силу их рельефа, легко выдувается пыль. Крупномасштабные снимки показывают, что на самом деле тёмные участки состоят из групп тёмных полос и пятен, связанных с кратерами, холмами и другими препятствиями на пути ветров. Сезонные и долговременные изменения их размера и формы связаны, по-видимому, с изменением соотношения участков поверхности, покрытых светлым и тёмным веществом.

Полушария Марса довольно сильно различаются по характеру поверхности. В южном полушарии поверхность находится на 1—2 км над средним уровнем и густо усеяна кратерами. Эта часть Марса напоминает лунные материки. На севере поверхность в основном находится ниже среднего уровня, здесь мало кратеров, и основную часть занимают относительно гладкие равнины, вероятно, образовавшиеся в результате затопления лавой и эрозии. Такое различие полушарий остаётся предметом дискуссий. Граница между полушариями следует примерно по большому кругу, наклонённому на 30° к экватору. Граница широкая и неправильная и образует склон в направлении на север. Вдоль неё встречаются самые эродированные участки марсианской поверхности.

Выдвинуто две альтернативных гипотезы, объясняющих асимметрию полушарий. Согласно одной из них, на раннем геологическом этапе литосферные плиты «съехались» (возможно случайно) в одно полушарие (подобно континенту Пангея на Земле) и затем «застыли» в этом положении. Другая гипотеза предполагает столкновение Марса с космическим телом размером с Плутон [15] .

Большое количество кратеров в южном полушарии предполагает, что поверхность здесь древняя — 3—4 млрд. лет. Можно выделить несколько типов кратеров: большие кратеры с плоским дном, более мелкие и молодые чашеобразные кратеры, похожие на лунные, кратеры, окружённые валом, и возвышенные кратеры. Последние два типа уникальны для Марса — кратеры с валом образовались там, где по поверхности текли жидкие выбросы, а возвышенные кратеры образовались там, где покрывало выбросов кратера защитило поверхность от ветровой эрозии. Самой крупной деталью ударного происхождения является бассейн Эллада (примерно 2100 км в поперечнике).

В области хаотического ландшафта вблизи границы полушарий поверхность испытала разломы и сжатия больших участков, за которыми иногда следовала эрозия (вследствие оползней или катастрофического высвобождения подземных вод), а также затопление жидкой лавой. Хаотические ландшафты часто находятся у истока больших каналов, прорезанных водой. Наиболее приемлемой гипотезой их совместного образования является внезапное таяние подповерхностного льда.

В северном полушарии помимо обширных вулканических равнин находятся две области крупных вулканов — Тарсис и Элизий. Тарсис — обширная вулканическая равнина протяжённостью 2000 км, достигающая высоты 10 км над средним уровнем. На ней находятся три крупных щитовых вулкана — Арсия, Павонис (Павлин) и Аскреус. На краю Тарсиса находится высочайшая на Марсе и в Солнечной системе гора Олимп. Олимп достигает 27 км высоты, и охватывает площадь 550 км диаметром, окружённую обрывами, местами достигающими 7 км высоты. Объём Олимпа в 10 раз превышает объём крупнейшего вулкана Земли Мауна-Кеа. Здесь же расположено несколько менее крупных вулканов. Элизий — возвышенность до шести километров над средним уровнем, с тремя вулканами — Геката, Элизий и Альбор.

Возвышенность Тарсис также пересечена множеством тектонических разломов, часто очень сложных и протяжённых. Крупнейший из них — долина Маринера — тянется в широтном направлении почти на 4500 км (четверть окружности планеты), достигая ширины 600 км и глубины 7—10 км; по своим размерам этот разлом сравним с Восточноафриканским рифтом на Земле. На его крутых склонах происходят крупнейшие в Солнечной системе оползни.

Полярные шапки

Внешний вид Марса сильно изменяется в зависимости от времени года. Прежде всего, бросаются в глаза изменения полярных шапок. Они разрастаются и уменьшаются, создавая сезонные явления в атмосфере и на поверхности Марса. Южная полярная шапка может достигать широты 50°, северная — 50°. По мере того, как весной полярная шапка в одном из полушарий отступает, детали поверхности планеты начинают темнеть. Для земного наблюдателя кажется, что волна потемнения распространяется от полярной шапки к экватору, хотя орбитальные аппараты не фиксируют каких-либо существенных изменений.

Полярные шапки состоят из двух составляющих: сезонной — углекислого газа и вековой — водяного льда. По данным со спутника Mars Express толщина шапок может составлять от 1 м до 3,7 км. Аппарат Mars Odyssey обнаружил на южной полярной шапке Марса действующие гейзеры. Как считают специалисты НАСА, струи углекислого газа с весенним потеплением вырываются вверх на большую высоту, унося с собой пыль и песок.

Весеннее таяние полярных шапок приводит к резкому повышению давления атмосферы и перемещению больших масс газа в противоположное полушарие. Скорость дующих при этом ветров составляет 10—40 м/с, иногда до 100 м/с. Ветер поднимает с поверхности большое количество пыли, что приводит к пылевым бурям. Сильные пылевые бури практически полностью скрывают поверхность планеты. Пылевые бури оказывают заметное воздействие на распределение температуры в атмосфере Марса.

Слой вечной мерзлоты

Данные Mars Reconnaissance Orbiter позволили обнаружить под каменистыми осыпями у подножия гор значительный слой льда. Ледник толщиной в сотни метров занимает площадь в тысячи квадратных километров, и его дальнейшее изучение способно дать информацию об истории марсианского климата [16] .

Русла «рек» и другие особенности

На Марсе имеется множество геологических образований, напоминающих водную эрозию, в частности, высохшие русла рек. Согласно одной из гипотез, эти русла могли сформироваться в результате кратковременных катастрофических событий и не являются доказательством длительного существования речной системы. Однако последние данные свидетельствуют о том, что реки текли в течение геологически значимых промежутков времени. В частности, обнаружены инвертированные русла (то есть когда русло приподнято над окружающей местностью). На Земле подобные образования формируются благодаря длительному накоплению плотных донных отложений с последующим высыханием и выветриванием окружающих пород. Кроме того, есть свидетельства смещения русел в дельте реки при постепенном поднятии поверхности [17] .

Данные марсоходов НАСА Спирит и Оппортьюнити также свидетельствуют о наличии воды в прошлом (найдены минералы, которые могли образоваться только в результате длительного воздействия воды). Аппарат Phoenix Mars Lander обнаружил залежи льда непосредственно в грунте.

На вулканической возвышенности Тарсис обнаружено несколько необычных глубоких колодцев. Судя по снимку аппарата Mars Reconnaissance Orbiter, сделанному в 2007 году, один из них имеет диаметр 150 метров, а освещённая часть стенки уходит в глубину не менее, чем на 178 метров. Высказана гипотеза о вулканическом происхождении этих образований [18] . Также имеется гипотеза, что это кратеры метеоритов, пробивших верхний слой почвы.

Грунт

Элементный состав поверхностного слоя марсианской почвы по данным посадочных аппаратов неодинаков в разных местах. Основная составляющая почвы — кремнезём (20-25 %), содержащий примесь гидратов оксидов железа (до 15 %), придающих почве красноватый цвет. Имеются значительные примеси соединений серы, кальция, алюминия, магния, натрия (единицы процентов для каждого) [19] .

Согласно данным зонда НАСА Phoenix Mars Lander (посадка на Марс 25 мая 2008 года), соотношение pH и некоторые другие параметры марсианских почв близки к земным и на них теоретически можно было бы выращивать растения. «Фактически, мы обнаружили, что почва на Марсе отвечает требованиям, а также содержит необходимые элементы для возникновения и поддержания жизни как в прошлом, так и в настоящем и будущем» [20] . «Мы были приятно удивлены полученными данными. Такой тип грунта широко представлен и у нас на Земле — любой сельский житель ежедневно имеет с ним дело на огороде. В нём отмечено высокое (значительно большее, чем предполагалось) содержание щелочей, обнаружены кристаллы льда. Такой грунт вполне пригоден для выращивания различных растений, например спаржи. Здесь нет ничего, что делало бы жизнь невозможной. Даже наоборот: с каждым новым исследованием мы находим дополнительные подтверждения в пользу возможности её существования», сообщил ведущий исследователь-химик проекта Сэм Кунейвс [21] .

В месте посадки аппарата в грунте имеется также значительное количество водяного льда [22] .

Геология и внутреннее строение

В отличие от Земли, на Марсе нет движения литосферных плит. В результате вулканы могут существовать гораздо более длительное время и достигать гигантских размеров.

Современные модели внутреннего строения Марса предполагают, что Марс состоит из коры со средней толщиной 50 км (и максимальной до 130 км), силикатной мантии толщиной 1800 км и ядра радиусом 1480 км. Плотность в центре планеты должна достигать 8,5 г/см³. Ядро частично жидкое и состоит в основном из железа с примесью 14-17 % (по массе) серы, причём содержание лёгких элементов вдвое выше, чем в ядре Земли.

Спутники Марса

Естественными спутниками Марса являются Фобос и Деймос. Оба они открыты американским астрономом Асафом Холлом в 1877 году. Фобос и Деймос имеют неправильную форму и очень маленькие размеры. По одной из гипотез, они могут представлять собой захваченные гравитационным полем Марса астероиды наподобие 5261 Эврика из Троянской группы астероидов.

Астрономия на Марсе

Данный раздел является переводом англоязычной статьи Википедии

После посадок автоматических аппаратов на поверхность Марса появилась возможность вести астрономические наблюдения непосредственно с поверхности планеты. Вследствие астрономического положения Марса в Солнечной системе, характеристик атмосферы, периода обращения Марса и его спутников, картина ночного неба Марса (и астрономических явлений, наблюдаемых с планеты), отличается от земной и во многом представляется необычной и интересной.

Во время восхода и захода Солнца марсианское небо в зените имеет красновато-розовый цвет, а в непосредственной близости к диску Солнца — от голубого до фиолетового, что совершенно противоположно картине земных зорь.

В полдень небо Марса жёлто-оранжевое. Причина таких отличий от цветовой гаммы земного неба — свойства тонкой, разрежённой, содержащей взвешенную пыль атмосферы Марса. На Марсе Рэлеевское рассеяние лучей (которое на Земле и является причиной голубого цвета неба) играет незначительную роль, эффект его слаб. Предположительно, жёлто-оранжевая окраска неба также вызывается присутствием 1 % магнетита в частицах пыли, постоянно взвешенной в марсианской атмосфере и поднимаемой сезонными пылевыми бурями. Сумерки начинаются задолго до восхода Солнца и длятся долго после его захода. Иногда цвет марсианского неба приобретает фиолетовый оттенок в результате рассеяния света на микрочастицах водяного льда в облаках (последнее — довольно редкое явление).

Земля по отношению к Марсу является внутренней планетой, так же как Венера для Земли. Соответственно, с Марса Земля наблюдается как утренняя или вечерняя звезда, восходящая перед рассветом или видимая на вечернем небе после захода Солнца.

Максимальная элонгация Земли на небе Марса составит 38 градусов. Для невооружённого глаза Земля будет видна как яркая (максимальная видимая звёздная величина около -2.5) зеленоватая звезда, рядом с которой будет легко различима желтоватая и более тусклая (около 0.9) звёздочка Луны. В телескоп оба объекта покажут одинаковые фазы. Обращение Луны вокруг Земли будет наблюдаться с Марса следующим образом: на максимальном угловом удалении Луны от Земли невооружённый глаз легко разделит Луну и Землю: через неделю «звёздочки» Луны и Земли сольются в неразделимую глазом единую звезду, ещё через неделю Луна будет снова видна на максимальном расстоянии, но уже с другой стороны от Земли. Периодически наблюдатель на Марсе сможет видеть проход (транзит) Луны по диску Земли либо, наоборот, покрытие Луны диском Земли. Максимальное видимое удаление Луны от Земли (и их видимая яркость) при наблюдении с Марса будет значительно изменяться в зависимости от взаимного положения Земли и Марса, и, соответственно, расстояния между планетами. В эпохи противостояний оно составит около 17 минут дуги, на максимальном удалении Земли и Марса — 3.5 минуты дуги. Земля, как и другие планеты, будет наблюдаться в полосе созвездий Зодиака. Астроном на Марсе также сможет наблюдать прохождение Земли по диску Солнца, ближайшее произойдёт в 2084.

Солнце и планеты

Угловой размер Солнца, наблюдаемый с Марса, меньше видимого с Земли и составляет 2/3 от последнего. Меркурий с Марса будет практически недоступен для наблюдений невооружённым глазом из-за чрезвычайной близости к Солнцу. Самой яркой планетой на небе Марса будет Венера, на втором месте — Юпитер (его четыре крупнейших спутника можно будет увидеть без телескопа), на третьем — Земля.

Спутники — Фобос и Деймос

Фобос при наблюдении с поверхности Марса имеет видимый диаметр около 1/3 от диска Луны на земном небе и видимую звёздную величину порядка -9 (приблизительно как Луна в фазе первой четверти). Фобос восходит на западе и садится на востоке, чтобы снова взойти через 11 часов, таким образом, дважды в сутки пересекая небо Марса. Движение этой быстрой луны по небу будет легко заметно в течение ночи, так же, как и смена фаз. Невооружённый глаз различит крупнейшую деталь рельефа Фобоса — кратер Стикни. Деймос восходит на востоке и заходит на западе, выглядит как яркая звезда без заметного видимого диска, звёздной величиной около -5 (чуть ярче Венеры на земном небе), медленно пересекающая небо в течение 2.7 марсианских суток. Оба спутника могут наблюдаться на ночном небе одновременно, в этом случае Фобос будет двигаться навстречу Деймосу. Яркость и Фобоса, и Деймоса достаточна для того, чтобы предметы на поверхности Марса ночью отбрасывали чёткие тени. Оба спутника имеют относительно малый наклон орбиты к экватору Марса, что исключает их наблюдение в высоких северных и южных широтах планеты: так, Фобос никогда не восходит над горизонтом севернее 70,4 °C или южнее 70,4°Ю; для Деймоса эти значения составляют 82,7 °C и 82,7°Ю. На Марсе может наблюдаться затмение Фобоса и Деймоса при их входе в тень Марса, а также затмение Солнца, которое бывает только кольцеобразным из-за малого углового размера Фобоса по сравнению с диском Солнца.

Северный полюс на Марсе, вследствие наклона оси планеты, находится в созвездии Лебедя (экваториальные координаты: прямое восхождение 21h 10m 42s, склонение +52° 53.0′ и не отмечен яркой звездой: ближайшая к полюсу — тусклая звезда шестой величины BD +52 2880 (другие её обозначения — HR 8106, HD 201834, SAO 33185). Южный полюс мира (координаты 9h 10m 42s и −52° 53.0) находится в паре градусов от звезды Каппа Парусов (видимая звёздная величина 2.5) — её, в принципе, можно считать Южной Полярной звездой Марса.

Зодиакальные созвездия марсианской эклиптики аналогичны наблюдаемым с Земли, с одним отличием: при наблюдении годичного движения Солнца среди созвездий оно (как и другие планеты, включая Землю), выйдя из восточной части созвездия Рыб, будут проходить в течение 6 дней через северную часть созвездия Кита перед тем, как снова вступить в западную часть Рыб.

История изучения Марса

В 1659 году Франческо Фонтана, рассматривая Марс в телескоп, сделал первый рисунок планеты. Он изобразил чёрное пятно в центре чётко очерченной сферы. В 1660 году к чёрному пятну прибавились две полярные шапки, добавленные Жаном Домиником Кассини. В 1888 году, Джованни Скиапарелли, учившийся в России, дал первые имена отдельным деталям поверхности: моря Афродиты, Эритрейское, Адриатическое, Киммерийское; озера Солнца, Лунное и Феникс.

Расцвет телескопических наблюдений Марса пришёлся на конец 19-го-середину 20-го века. Во многом он обусловлен общественным интересом и известными научными спорами вокруг наблюдавшихся марсианских каналов. Среди астрономов докосмической эры, проводивших телескопические наблюдения Марса в этот период, наиболее известны Скиапарелли, Персиваль Ловелл, Слайфер, Антониади, Барнард, Тихов, Вокулёр. Именно ими были заложены основы ареографии и составлены первые подробные карты поверхности Марса — хотя они и оказались практически полностью неверными после полётов к Марсу автоматических зондов.

Успешно завершённые миссии

• Маринер-4 1964 год.
• Маринер-6 и -71969 год.
• Маринер-9 1971 год.
• Марс-2 Запущен 19 мая1971 года в 19:26 МСК. 27 ноября1971 доставлен первый рукотворный объект на поверхность Марса.
• Марс-3 Запущен 28 мая1971 года в 20:22 МСК. 2 декабря1971 первая в истории космонавтики мягкая посадка на поверхность Марса. Миссия выполнена частично.
• Марс-41974. Получены фотографии поверхности с пролётной траектории.
• Марс-512 февраля1974. Вышел на околомарсианскую орбиту.
• Марс-612 марта1974. Спускаемый аппарат достиг поверхности Марса. Миссия выполнена частично.
• Марс-7 1974.
• АМС «Викинг» и АМС «Викинг-2» 1976—1982 годы.
• АМС «Фобос-2» в 1988 году миссия выполнена частично.
• Mars Global Surveyor с 1996 по 2006 год.
• Mars Pathfinder 1996 год.
• Phoenix — 2007 год.

Неудавшиеся миссии

• Бигль-22003 год. (Посадочный модуль Mars Express. Не вышел на связь после посадки)
• Deep Space 2 1999 год. (Утеряна связь после входа в атмосферу)
• Mars Polar Lander1999 год. (Авария при посадке)
• Mars Climate Orbiter 1999 год. (Авария при попытке вывода на орбиту Марса)
• Нодзоми1998 год. (Не удалось вывести на орбиту Марса)
• «Марс-96»1996 год. (Не сработала разгонная ступень)
• Mars Observer 1992 год. (Утеряна связь)
• АМС «Фобос-2»1988 год. (Выведен на орбиту Марса. Утеряна связь)
• АМС «Фобос-1»1988 год. (Утеряна связь)
• Космос-419 1971 год. (Не сработала разгонная ступень)
• Маринер-81971 год. (Авария ракеты-носителя)
• Марс 1969В 1969 год. (Авария ракеты-носителя)
• Марс 1969А 1969 год. (Авария ракеты-носителя)
• Зонд-2 1964 год. (Не попал в район Марса)
• Маринер-31964 год. (Не попал в район Марса)
• Марс 1962B 1962 год. (Не сработала разгонная ступень)
• Марс-11962 год. (Утеряна связь)
• Марс 1962А 1960 год. (Не сработала разгонная ступень)
• Марс 1960В 1960 год. (Авария ракеты-носителя)
• Марс 1960А 1960 год. (Авария ракеты-носителя)

Текущие миссии

На орбите Марса находятся 3 активно работающие АМС:

• Mars Reconnaissance Orbiter
• ЕКАМарс Экспресс с радаром Marsis
• Mars Odyssey

На поверхности планеты работают два марсохода:

• марсоход Spirit
• марсоход Opportunity

Источник