Состав и другие параметры атмосферы Марса к настоящему времени определены достаточно точно. Атмосфера Марса состоит из углекислого газа (96%), азота (2,7%) и аргона (1,6%). Кислород присутствует в ничтожном количестве (0,13%). Водяные пары́ представлены в виде следов (0,03%). Давление на поверхности составляет всего 0,006 (шесть тысячных) от давления на поверхности Земли. Марсианские облака́ состоят из паро́в воды и углекислого газа и выглядят примерно как перистые облака́ над Землёй.
Цвет марсианского неба красноватый из-за присутствия в воздухе пы́ли. Крайне разреженный воздух слабо переносит тепло, поэтому в разных районах планеты велика́ разница температур.
Несмотря на разреженность атмосферы, нижние её слои представляют достаточно серьёзную преграду для космических аппаратов. Так, конусные защитные оболочки спускаемых аппаратов «Маринер-9» (1971 г.) при прохождении марсианской атмосферы от самых верхних её слоёв до расстояния 5 км от поверхности планеты нагревались до температуры 1500°C . Марсианская ионосфера простирается в пределах от 110 до 130 км над поверхностью планеты.
О движении Марса
Движение Марса по небу
Марс можно увидеть с Земли невооружённым глазом. Его видимая звёздная величина достигает −2,9 m (при максимальном сближении с Землёй), уступая по яркости лишь Венере, Луне и Солнцу, но бо́льшую часть времени Юпитер для земного наблюдателя является более ярким, чем Марс. Марс движется вокруг Солнца по эллиптической орбите, то удаляясь от светила на 249,1 млн. км, то приближаясь к нему до расстояния 206,7 млн. км.
При внимательном наблюдении за движением Марса можно заметить, что в течение года направление его движения по небосклону меняется. Кстати, это заметили ещё древние наблюдатели. В определённый момент кажется, что Марс движется в обратном направлении. Но это движение лишь кажущееся с Земли. Никакого обратного движения по своей орбите Марс, естественно, совершать не может. А видимость обратного движения создается потому, что орбита Марса по отношению к орбите Земли внешняя, а средняя скорость движения по орбите вокруг Солнца у Земли выше (29,79 км/с), чем у Марса (24,1 км/с). В момент, когда Земля начинает обгонять Марс в своём движении вокруг Солнца, и создаётся впечатление, что Марс начал обратное или, как называют астрономы, ретроградное движение. Схема обратного (ретроградного) движения хорошо иллюстрирует это явление.
Основные характеристики Марса
—>
Наименование параметров
Количественные показатели
Среднее расстояние до Солнца
227,9 млн. км
Минимальное расстояние до Солнца
206,7 млн. км
Максимальное расстояние до Солнца
249,1 млн. км
Диаметр экватора
6786 км (Марс почти вдвое меньше Земли по размерам — его экваториальный диаметр составляет
53 % земного)
Средняя орбитальная скорость вращения вокруг Солнца
24,1 км/с
Период вращения вокруг собственной оси (Сидерический экваториальный период вращения)
24ч 37 мин 22,6 с
Период обращения вокруг Солнца
687 сут
Известные естественные спутники
2
Масса (Земля = 1)
0,108 (6,418×10 23 кг )
Объём (Земля = 1)
0,15
Средняя плотность
3,9 г/см³
Средняя температура поверхности
минус 50°С (перепад температур составляетот −153 °C на полюсе зимой и до +20 °C на экваторе в полдень)
Наклон оси
25°11′
Наклон орбиты по отношению к эклиптике
1°9′
Давление на поверхности (Земля = 1)
0,006
Состав атмосферы
СО2 — 96%, N — 2,7%, Ar — 1,6%, O2 — 0,13%, H2O (пары) — 0,03%
Ускорение свободного падения на экваторе
3,711 м/с² (0,378 земного)
Параболическая скорость
5,0 км/с (для Земли 11,2 км/с)
Из таблицы видно, с какой высокой точностью определены основные параметры планеты Марс. Это не вызывает удивления, если иметь ввиду, что для астрономических наблюдений и исследований теперь используются самые современные научные методы и высокоточная аппаратура. Но совсем с другим чувством мы относимся к таким фактам из истории науки, когда учёные прошлых веков, часто не имевшие в своём распоряжении никаких астрономических приборов, кроме самых простых телескопов с небольшим увеличением (максимум в 15-20 раз), производили точные астрономические вычисления и даже открывали законы движения небесных тел.
Для примера вспомним, что итальянский астроном Джандоменико Кассини уже в 1666 году (!) определил время вращения планеты Марс вокруг своей оси. Его вычисления дали результат 24 часа 40 минут. Сравните этот результат с периодом вращения Марса вокруг своей оси, определённым с помощью современных технических средств (24 часа 37 мин. 23 секунды). Нужны ли тут наши комментарии?
Или такой пример. Иоганн Кеплер в самом начале XVII века открыл законы движения планет, не располагая ни точными астрономическими приборами, ни математическим аппаратом для вычисления площадей таких геометрических фигур как эллипс и овал. Страдая от дефекта зрения, он проводил точнейшие астрономические измерения.
Подобные примеры показывают большое значение активности и воодушевления в науке, а также преданности делу, которому человек служит.
Источник
Период вращения Марса вокруг Солнца
Знать период обращения Марса вокруг Солнца и другие его орбитальные характеристики важно для реализации программы по колонизации Красной планеты.
Причины вращения Марса по орбите
Движение любого небесного объекта вокруг Солнца объясняется действием 2 основных сил:
гравитации светила, которая притягивает тело и не дает ему улететь в открытое космическое пространство;
центробежной силы, стремящейся вытолкнуть объект с его траектории и не дающей ему упасть на нашу звезду.
Основные характеристики вращения планеты
Движение Марса вокруг собственной оси и по орбите вокруг центра солнечной системы во многом напоминает земное. Однако есть и различия:
эксцентриситет марсианской орбиты в 5,5 раз выше, чем у Земли — Красная планета движется по гораздо более вытянутой траектории;
осевое вращение Марса более нестабильно и хаотично, его ось способна непредсказуемо изменять свой наклон.
Последнее объясняется фактом, что Марс не имеет естественных лун, способных силой своего притяжения стабилизировать и регулировать вращение планеты — ее спутники Деймос и Фобос слишком малы, чтобы оказывать подобное влияние. Кроме того, на наклон оси может воздействовать гравитация соседнего гиганта Юпитера.
Параметры марсианской орбиты
Красная планета движется вокруг центральной точки нашей системы по вытянутой эллиптической траектории. Ученые выяснили, что примерно 1,35-1,5 млн лет назад марсианская орбита была приближена к кругу, но после растянулась под воздействием гравитации соседних космических тел.
Орбитальная линейная скорость планеты составляет 24,13 км/с. Полный оборот вокруг Солнца Марс совершает за 687 земных дней. Направление обращения — то же, что и у подавляющего большинства объектов нашей системы: против движения стрелки часов, если взглянуть на орбиту со стороны условного северного полюса мира. В таком же направлении планета движется и вокруг своей оси.
Для расчетов берут среднее значение расстояния от Солнца до Марса — 228 млн км. Когда планета находится в перигелии, ближайшей точке к светилу, радиус ее орбиты равен 206,7 млн км, в афелии он удаляется на максимальное расстояние от звезды — на 249,2 млн км. Настолько существенная разница объясняет разброс в количестве поступающего на планету солнечного света (20-30%) и температурные перепады на ее поверхности.
Необычную сезонность на Марсе объясняют также большой эксцентриситет траектории и наклон экватора к плоскости орбиты — 25,2° (аналогичный земной параметр составляет 23,5°). Как и на Земле, здесь в одном полушарии планеты длится летний период, во втором — зима, после они меняются местами, но длительность их непостоянна, они могут растягиваться и уменьшаться.
В северном полушарии теплый сезон (лето и весна) наступает, когда планета находится в афелии, поэтому он здесь длинный и прохладный. В южной полусфере это время начинается в перигелии, потому сезон более короткий и теплый. На Земле сезоны распределяются более равномерно из-за того, что наша орбитальная траектория больше походит на окружность.
Противостояния Марса
Каждые 26 земных месяцев Марс и Земля оказываются на минимальном расстоянии друг от друга, а когда наша планета начинает обгонять своего соседа, земному наблюдателю видится, будто последний начал свое движение назад — это ретроградный эффект.
Такие периоды называются противостояниями, при них Солнце, Земля и Марс находятся на одной прямой линии, и это оптимальное время для запуска космических кораблей на Красную планету из-за снижения затрат топлива и продолжительности полета, который продлится всего 7-8 месяцев. Например, такой возможностью воспользовался аппарат Mars InSight, запущенный в марте 2018 г. и удачно совершивший посадку на марсианскую поверхность в ноябре того же года.
Каждые 15 лет наблюдается Великое противостояние — от простого оно отличается тем, что Марс находится на минимальном расстоянии от нашего светила. В это время он виден земному наблюдателю всю ночь, восходит одновременно с закатом вечером на востоке и заходит утром на западе в момент рассвета.
Вращение по оси
Линейная скорость осевого вращения Марса примерно вдвое меньше Земли — 868 км/ч против земных 1674 км/час, но сутки на этих двух планетах длятся почти одинаково: марсианский день равен 24 часам 37 минутам 23 секундам.
Источник
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.
