Исследователи сообщили вчера, в среду, о наблюдениях паров воды высоко в тонкой атмосфере Марса, и эти находки могут помочь получить новые ключи к пониманию возможности зарождения и эволюции жизни на Красной планете.
Следы древних речных долин и каналов указывают на то, что когда-то по поверхности Марса струилась жидкая вода. Сегодня, однако, эта вода в основном связана в ледяных полярных шапках планеты или находится глубоко под поверхностью.
Однако часть этой воды все же испаряется, утекая из атмосферы в форме водорода, согласно новому исследованию.
В этой работе ученые во главе с Олегом Кораблевым из Института космических исследований РАН обнаружили присутствие паров воды, анализируя свет, проходящий сквозь марсианскую атмосферу, при помощи инструмента под названием Nadir and Occultation for Mars Discovery.
Этот инструмент находится на борту орбитального аппарата ExoMars Trace Gas Orbiter, представляющего собой совместную миссию Европейского космического агентства и Роскосмоса.
«Этот фантастический инструмент позволяет получить беспрецедентную информацию о распределении изотопов воды в атмосфере Марса в зависимости от времени и пространственной координаты», — сказал соавтор Кораблева Маниш Пател (Manish Patel) из Открытого университета, Великобритания.
Измерения изотопного состава воды в атмосфере Марса являются важным методом изучения потери Красной планетой ее атмосферы в космос с течением времени. В результате потери Марсом атмосферы потенциальная обитаемость планеты безвозвратно уменьшилась.
На этой неделе в исследованиях Марса открыта новая страница.
Вчера, в среду, китайский зонд «Тяньвэнь-1» вышел на орбиту вокруг планеты после старта с площадки космодрома, расположенного в южной части Китая, состоявшегося в июле прошлого года.
Днем ранее зонд Hope («Надежда») Объединенных Арабских Эмиратов также успешно вошел на марсианскую орбиту, став первой арабской межпланетной миссией за всю историю освоения космоса.
Источник
Что произойдёт с солнечной системой, когда Солнце умрёт?
Примерно через 5 миллиардов лет у Солнца начнёт заканчиваться водородное топливо и солнечная система кардинальным образом изменится. Ближайшие к звезде планеты будут уничтожены, жидкие океаны будут испарены. Но самые далёкие и холодные миры наконец-то в полной мере ощутят тепло Солнца.
Наша звезда существует за счёт ядерного синтеза: постоянно идёт превращение водорода в гелий. Но как только запасы топлива будут исчерпаны, Солнце начнёт расти. Его внешние слои начнут расширяться, охватывая значительные области пространства внутренней части системы. Солнце станет красным гигантом.
Что же случится с планетами, когда наше Солнце превратится в красного гиганта? Эволюция солнечной системы всё ещё является предметом дискуссий в научных кругах. Так же нет определённого понимания как сильно расширятся внешние оболочки Солнца, как изменятся условия в системе. Но некоторые события можно считать вероятными.
Медленная солнечная смерть наверняка уничтожит жизнь на Земле, но в то же время это событие может создать обитаемые миры в отдалённых и ныне холодных уголках системы.
Людям, которые будут жить в то время, придётся искать убежище на Плутоне и других удалённых карликовых планетах, находящихся в поясе Койпера. По мере расширения Солнца эти холодные ледяные миры могут внезапно оказаться местами, обладающими необходимыми условиями для поддержания и эволюции жизни.
Но давайте пройдёмся по солнечной системе в последние дни жизни Солнца.
Меркурий
На протяжении всей жизни эта маленькая планета была самой близкой к Солнцу. Но, несмотря даже на такую близость и нагрев поверхности выше 400°C, Меркурию всё же удаётся сохранить лёд в тени на своих полюсах. Стареющее Солнце сперва испарит весь этот лёд, а затем и всю планету целиком.
Венера
Венеру часто называют «сестрой Земли»: очень похожи по размерам, массе, составу. Правда, адская поверхность мало чем может напомнить такую уютную Землю. Плотная углекислотная атмосфера и облачность из серной кислоты создают чудовищный парниковый эффект, делая Венеру самым горячим местом в солнечной системе (средняя температура — 467°C). Расширяющееся Солнце сожжёт атмосферу. А затем и всю планету. Так же как и Меркурий.
Земля
Хотя топлива Солнцу хватит ещё примерно на 5 миллиардов лет, жизнь на Земле, вероятнее всего, исчезнет гораздо раньше. Солнце становится ярче уже сейчас. Может пройти всего лишь миллиард лет, прежде чем солнечная радиация станет слишком высокой и невыносимой для жизни на Земле.
Может показаться, что это довольно долго, но, для сравнения, жизнь уже существует более трёх миллиардов лет.
А когда Солнце превратится в красного гиганта, Земля тоже испарится. Возможно, это произойдёт через несколько миллионов лет после того, как эта участь постигнет Меркурий и Венеру. Всё будет поглощено Солнцем. Любые следы жизни, окаменелости, останки существ: всё исчезнет. Не станет и следов присутствия человечества на Земле.
Но не все ученые согласны с вероятностью такого развития событий. Некоторые подозревают, что Солнце прекратит расти как раз перед тем, как полностью поглотить нашу планету. Другие ученые даже предложили схемы для перемещения Земли вглубь Солнечной системы путём медленного увеличения ее орбиты. К счастью для всех нас, живущих сегодня, эта дискуссия всё еще носит чисто гипотетический характер.
По последним данным на Марсе под поверхностью может быть вода. И Марс абсолютно точно не будет затронут расширяющимся светилом. Но и в таком случае красной планете не стать пристанищем жизни: поверхность Солнца будет довольно близко, температура звезды будет гораздо выше сегодняшней, и вода Марса, вероятнее всего, будет испарена.
Газовые гиганты
Кажется, что в этот момент должны будут раскрыться потенциалы ледяных спутников Юпитера и Сатурна, но, вероятнее всего, обитаемая зона (область в окрестностях звезды, в которой вода существует в жидком виде) вновь образовавшегося красного гиганта окажется гораздо дальше орбит планет-гигантов. Все льды Европы (спутника Юпитера) и Энцелада (спутника Сатурна) будут испарены в открытый космос.
Кольца Сатурна (если они ещё будут существовать на тот момент) так же испарятся
Источник
Культура и наука
92 2875 12:23 29.04.2021
Рейтинг темы: +5
Z_O_V Z_O_V
А следом уже муссируется тема выработки кислорода искусственным путём на Марсе. Таким образом поддерживается постоянный интерес к «марсианской» теме и теме успехов США в космической области. Вот-вот туда, на Марс, полетят постоянно взрывающиеся при посадке Старшипы (Starship). И если не в этом году, то уж точно в следующем, сам Илон Маск побывает на Марсе.
Но все эти марсианские снимки, марсианские вертолёты и даже марсианские космические корабли — афера. Все марсианские снимки делаются на Земле, возможно, что на канадском острове Девон. Но это уже не столь важно, на Земле есть немало заброшенных и недоступных мест, напоминающих марсианский пейзаж. Вот только голубое небо выдаёт, что этот пейзаж — земной.
На всех «марсианских» снимках НАСА мы видим избыточный жёлтый или оранжевый цвет. Он буквально на всех объектах.
Если убрать этот явно избыточный желтый цвет, то мы увидим, что за ним скрывается обычное земное голубое небо.
Неестественный цвет «марсианского» пейзажа искусственно искажён.
Небо на Марсе должно быть чёрным, разве что у самой линии горизонта цвет может быть чёрно-синим. Это связано с малой плотностью атмосферы Марса. Давление атмосферы на поверхности Марса примерно такое же, как на Земле, в стратосфере, на высоте 31-32 км.
На поверхности Марса давление равно 6.1 мбар, в 160 раз меньше, чем на Земле. Атмосфера так слабо рассеивает свет, что в любое время суток на Марсе можно наблюдать звёзды, даже днём — стоит лишь встать спиной к солнцу.
В 1898 г. английский физик Релей создал теорию рассеяния света на частицах, размеры которых значительно меньше длины волны рассеиваемого света.
Как пишут Л.Асламазов и А.Варламова в книге «Удивительная физика» (1988 г.), Релей первоначально предполагал, что цвет неба обусловлен рассеянием солнечного света на мельчайших частицах, запыляющих атмосферу. Однако позже он пришел к убеждению, что солнечные лучи рассеиваются на молекулах газов, входящих в состав воздуха.
В 1908 г., польский физик-теоретик М. Смолуховский высказал идею о том, что рассеивателями в оптически однородной среде должны выступать весьма неожиданные объекты — неоднородности плотности частиц. .
Наконец, А. Эйнштейн в 1910 г. создал последовательную количественную теорию молекулярного рассеяния света, основанную на идее Смолуховского. Для газов интенсивность рассеянного света, вычисленная по формуле Эйнштейна, в точности совпала с результатом, полученным ранее Релеем.
Благодаря тепловому движению молекул, всегда имеется отличная от нуля вероятность того, что концентрация молекул в некоторой области пространства на некоторое время превысит среднюю концентрацию, и при этом, естественно, в соседней области концентрация молекул на это время понизится. Эти отклонения называются флуктуациями (от латинского слова fluctuari — колебаться). Из-за них и происходит преломление и рассеяние света.
В статье 2012 года «Какого цвета небо на Марсе?» Виталий Насенник пишет:
Попробуем оценить количество молекул в атмосфере Марса. Основную часть атмосферы Марса составляет углекислый газ с молярной массой 44, а у воздуха (смесь азота и кислорода) — примерно 29. Следовательно, количество молекул, которые рассеивают свет, придавая цвет и яркость марсианскому небу, ещё в 1,5 раза меньше (чем на Земле на высоте 31 км -Л.К.).
И вот его вывод:
Яркость неба на Марсе относительно света звёзд, которые можно взять за эталон, будет в 140-215 раз меньше, чем на Земле.
Чтобы понять, много это или мало для неба — «в 140-200 раз», достанем из набора оптического стекла два нейтрально-серых фильтра, НС-7 и НС-9, и установим их на фоне пейзажа с голубым небом. Одно стекло (НС-7) уменьшало свет в 2,5 раза, а другое, НС-9, более тёмное, в 60 раз.
Слева — нейтрально-серое стекло НС-7 (надпись выгравирована в правом верхнем углу стекла), справа — стекло НС-9.
Через стекло, уменьшающее яркость неба в 60 раз еле просвечивают яркие облака, а вот небо — едва «читается», оно уже совсем чёрное. И это ослабление света только в 60 раз (а не в 140 и не в 215).
Впрочем, в том, что уменьшение яркости в 60 раз приводит фактически к полной темноте, нет ничего удивительного. Если мы возьмём эталонную серую шкалу фирмы Кодак, то там белое поле отличается от чёрного в 32 раза по яркости. Белое поле (белая бумага) отражает 80% света, а черная выкраска — 2,5%. Любой объект, менее яркий, который отличается от белого поля в 32 раза по яркости, будет на фотографии выглядеть уже чёрным.
А теперь возьмём и сложим два фильтра, НС-7 и НС-9. Вместе они дают плотность 2,15 — так показывает денситометр.
Поскольку денситометр показывает логарифмические значения, то возведя 10 в степень 2,15 получим, что этот комплект нейтрально-серых стёкол уменьшает поток проходящего света в 140 раз.
Вот таким тёмным должно выглядеть на фотографиях небо на Марсе в солнечный день. Глазом, может быть, будет видно чуть-чуть больше — «динамический диапазон» глаза превосходит «динамический диапазон (широту)» цифровой матрицы. Но ведь мы обсуждаем не то, что увидит глаз, а то, что получится на фотографии.
И уж совсем никак небо не может быть жёлтым, как это показывает НАСА.
Когда-то для объяснения цвета неба Релей применил свой закон к рассеянию солнечного света в атмосфере и получил, что сильнее всего рассеивается излучение с короткой длиной волны.
В видимом диапазоне это сине-фиолетовые и голубые лучи. Но поскольку чувствительность глаза к фиолетовым лучам очень низкая, мы не ощущаем эту составляющую в цвете неба и воспринимает небо как сине-голубое.
Поэтому независимо от того, где мы находимся, на Земле или на Марсе, в атмосфере сильнее всего будут рассеиваться фиолетовые, синие и голубые лучи.
Интенсивность рассеяния синих лучей примерно в 4 раза выше, чем у красных. При сильном рассеянии света небо будет сине-голубым, а вот высоко в горах, над головой, где толщина атмосферы по прямой вверх меньше, чем вдаль к горизонту, небо будет переходить в чёрно-фиолетовый тон.
Если бы атмосфера Марса была более плотной, она была бы светлее. Но она сильно разрежена и, в принципе, не может быть яркой, как это демонстрирует НАСА. «Марсианские» снимки с ярким небом и атмосферной дымкой, как на Земле — очередная фальшивка НАСА.
Конечно, в «методичках » прописана «линия защиты» для пропагандистов НАСА. Им рекомендовано писать, что на Марсе всё время идут песчаные бури, и что марсианская пыль богата голубым поглощающим оксидом железа, который производит обратный эффект — «темного желтовато-коричневатого» неба.
Однако большую часть времени в атмосфере Марса много пыли, поэтому чаще всего небо другого цвета.
И ещё защитники американской лжи упоминают про сильный эффект Пуркинье, из-за которого небо на Марсе выглядит голубым.
Так как Марс находится на расстоянии 1,5 астрономических единиц от Солнца, количество света на поверхности вдвое меньше, чем на Земле. Из-за недостаточного освещения наши глаза переключают чувствительность на голубой свет, потому что мы переключаемся от использования колбочек, чувствительных к цвету, на использование палочек, не воспринимающих цвета. Это называется эффект Пуркине. Поэтому первый астронавт, который окажется на Марсе, вероятно, опишет небо более голубым, чем можно ожидать.
Оказалось, что это некий астрофизик, Сантьяго Перес-Ойос, MSc in Astrophysics, PhD in Planetary Sciences, University of the Basque Country. Может реальный человек, может вымышленный. Ладно, если бы о влиянии эффекта Пуркинье на восприятие неба на Марсе написал какой-нибудь студент-двоечник, можно было бы понять его невежество, а то вроде бы астрофизик с опытом, на которого то и дело ссылаются адвокаты и тролли НАСА.
Дело в том, что этот эффект проявляется при очень низких уровнях освещённости, при сумеречном зрении. В дневное время глаз наиболее чувствителен к зелёно-желтому цвету с длиной волны 555 нм, а ночью пик смещается в сине-зелёную область, к длине волны 505 нм. Такое смещение максимума цветовой чувствительности известно как эффект Пуркинье, названный в честь его первооткрывателя. Чешский физиолог Пуркинье в 1825 году обнаружил, что части дорожных столбов, окрашенные в красный и синий цвета, днём выглядят одинаковыми по яркости, а на рассвете выглядят по-иному: синий цвет кажется светлее, чем красный.
Так, согласно информации из книги Ч.Пэдхема и Дж.Сондерса «Восприятие свет и цвета», дневное зрение переключается на сумеречное при уменьшении яркости на 4 порядка, т.е. в 10000 (десять тысяч) раз.
А на Марсе освещённость поверхности в солнечный день всего в 2-2,2 раза меньше, чем на Земле. Поэтому никакой эффект Пуркинье днём на Марсе не включается.
А когда мы замечаем этот эффект?
Когда освещенность падает в несколько тысяч раз.
В солнечную погоду на поверхности Земли освещенность составляет 30-40 тысяч люкс, а ночью при лунном свете — всего лишь 0,3 люкса.
Вы ночью проснулись в комнате, а кругом полумрак. Единственный источник света — луна за окном или уличный фонарь, до которого расстояние метров 50.
Вот тогда работают только светочувствительные палочки, и всё изображение выглядит ЧЁРНО-БЕЛЫМ.
Изображение не становится синим, поскольку никаких цветов мы не ощущаем при таком низком уровне освещенности, просто красный цвет (красное одеяло, например) будет выглядеть чёрным, а синяя футболка будет казаться светлой. А вот астрофизик Перес-Ойос не знает этих элементарных вещей и поэтому думает, что при низкой освещённости всё кругом становится синим. И якобы из-за этого марсианское небо становится «более голубым, чем можно ожидать».
Из-за сильной разреженности атмосферы, небо на Марсе должно выглядеть чёрным. Однако НАСА показывает совсем другие «марсианские» пейзажи с небом. В кадре видна земная атмосферная дымка и слишком яркое небо. Это небо такое же голубое, как и на Земле. Для того, чтобы скрыть явно земной цвет неба, НАСА искажает цвет фотоснимков, намеренно уводя весь кадр в жёлтую или оранжевую тональность.
КИН КИН
Катейко Катейко
Z_O_V Z_O_V
Катейко Катейко
КИН КИН
Z_O_V Z_O_V
с этим то как раз проще всего.
Общее количество вещества в атмосфере, определяющего цвет и яркость неба, легко вычисляется исходя из давления на поверхности. Рассмотрим участок поверхности, скажем, круг площадью 1 м², и представим себе цилиндр с вертикальными стенками, опирающийся на этот круг (на самом деле это будет усечённый конус, впрочем, несущественно). Вес газа, сила, с которой этот газ давит на опору, равна общей массе газа в этом конусе, умноженной на гравитацию. (Вообще-то, если строго, то надо учитывать изменение гравитации с высотой. Оценим, надо ли это учитывать или можно упростить вычисления. Радиус Марса возмём 3389,5 км — при подьёме на высоту 10 км гравитация упадёт всего на 0.6%, а при подъёме на высоту 100 км — на 5%, для Земли влияние ещё меньше в силу вдвое большего радиуса, а поскольку основная масса атмосферы как на Земле, так и на Марсе сосредоточена в первых 10 км, то изменением гравитации с высотой смело пренебрегаем и вместо интегрирования по высоте ограничимся банальным уможением.)
Однако эта же сила (давления конуса газа на опорную поверхность) равна давлению газа, умноженному на площадь. На поверхности Марса давление равно 6.1 мбар, в 162 раза меньше, чем на Земле. Гравитация (ускорение свободного падения) на поверхности Марса равна 3,711 м/с2, в 2,6 раза меньше, чем на Земле. Следовательно, газа в атмосфере Марса (по массе) в 62 раза меньше, чем на Земле.
Попробуем оценить количество молекул в атмосфере Марса. Основную часть атмосферы Марса составляет углекислый газ с молярной массой 44, а у воздуха (смесь азота и кислорода) — примерно 29. Следовательно, количество молекул, которые рассеивают свет, придавая цвет и яркость марсианскому небу, ещё в 1.5 раза меньше. Да, воздух и углекислый газ по-разному рассеивают и поглощают свет с разными длинами волн (особенно в ИК области; это свойство углекислого газа используется в оптических датчиках концентрации углекислого газа), но в видимом диапазоне принципиальной разницы нет, да и это уже неважно.
Кроме того, нужно учесть, что Марс находится от Солнца в полтора раза дальше, чем Земля, соответственно, освещённость Марса солнечным светом меньше земной в 2,32 раза. Если сравнивать яркость неба на Марсе с поверхностью Марса, то фактор удалённости от Солнца не надо учитывать, просто можно выдержку сделать в 2,32 раза больше, чем на Земле, чтобы получить нормальную экспозицию. А вот если сравнивать яркость неба на Марсе с яркостью звёзд, то тут уже придётся учесть и это. Итого яркость неба на Марсе относительно света звёзд, которые можно взять за эталон, будет в 140−215 раз меньше, чем на Земле (и это ещё без учёта ослабления света звёзд атмосферой — например, для Крымской обсерватории указывается средний коэффициент прозрачности атмосферы 0.73, а для Марса прозрачность атмосферы будет примерно 0.995).
простые оценки показывают, что яркость неба на Марсе на 2 порядка меньше, чем на Земле, оно там практически чёрное. А вот какого цвета оно получится, если снять небо на Марсе, увеличив время экспозиции в 200 раз — не знаю, это уже совсем другой вопрос.
Собственно, эти оценки подтверждаются наблюдениями на Земле. Поскольку гравитация на Земле в 2,6455 раза больше, чем на Марсе, то аналогичное марсианскому количество атмосферного газа над головой, определяющее цвет неба, достигается при давлении 16 мбар на высоте 32 км.
Вот слова Евгения Андреева, прыгавшего с высоты 25 км: «Перевернулся на спину, чтобы теплоотдача была меньше, и — вперед! Поразило небо густого чернильного цвета и звезды — близко-близко. Покосился через плечо вниз, а там голубизна, ярко-оранжевое солнце… Красотища!»
