Телескоп космос марс планета

Исследования Марса космическими аппаратами

Исследование Марса люди ведут уже много столетий. Причина — относительная его близость к Земле и большой интерес к небесному телу.

Причины интереса научного мира

Интерес к Красной планете возник из-за ложного предположения, что она обитаема или хотя бы пригодна для жизни. На ее поверхности люди различали каналы и другие рукотворные сооружения, регулярное изменение цвета диска было принято за смену покрова лиственной растительности. Первое оказалось оптической иллюзией, а оттенок менял сам марсианский диск.

Изучение Марса с помощью телескопов

Первые письменные сведения об этом небесном теле оставили еще древние египтяне за 1,5 тыс. лет до н. э. Знали о нем и вавилоняне, и древние греки с римлянами.

В Средние века свой вклад в изучение внесли европейские астрономы:

• Н. Коперник предложил, что Марс — одна из планет, вращающихся вокруг Солнца;
• И. Кеплер доказал, что это небесное тело движется по эллиптической орбите;
• Г. Галилей увидел марсианские вулканы;
• Дж. Д. Кассини обнаружил на южном полюсе ледяной покров;
• Х. Гюйгенс нашел такие же залежи льда на северном полюсе и первым составил карту поверхности Марса;
• Дж. Скиапарелли придумал существующую до сих пор систему обозначения элементов местного рельефа — «море», «низина», «область» и др.

Максимум телескопических наблюдений пришелся на конец XIX — начало XX в. В это время Марс изучали П. Ловелл, Э. Барнард, Э. М. Антониади и другие ученые.

Исследования Марса с помощью космических аппаратов

Уже первые автоматические исследовательские зонды, которые долетели до планеты, доказали, что практически все сведения о Марсе, имевшиеся в то время у землян, не соответствуют действительности.

Первые запуски советских аппаратов к Марсу

В 1960-х гг. в СССР было запущено в направлении Марса 9 межпланетных кораблей, но все они не достигли основной цели:

• 3 вышли из строя еще при запуске;
• 3 не смогли покинуть околоземную орбиту;
• 1 пролетел мимо нужной планеты;
• 2 начали испытывать проблемы уже будучи в марсианской системе.

Программы НАСА

Американское космическое агентство было удачливее в этом вопросе. В 1965 г. к Марсу приблизился корабль «Mariner-4». Он не смог закрепиться на марсианской орбите и пролетел мимо, но:

• сделал первые снимки;
• собрал информацию о температурных показателях поверхности и составе атмосферы;
• успел отправить эти данные на Землю.

Первым аппаратом, с успехом вышедшим на нужную орбиту, также стал «американец» — зонд «Mariner-9». Случилось это в 1969 г.

Программа «Viking»

Корабли этой американской миссии были первыми, благополучно достигшими поверхности Марса. Спускаемые аппараты собрали немалый объем информации, еще более полезными оказались орбитальные модули, детально запечатлевшие Красную планету со всех ракурсов.

Эти снимки и карты, составленные на их основе, используются учеными до сих пор.

Станция «Марс Масфайндер»

В 1997 г. США отправили зонд «Марс Масфайндер». Его основной целью было не только исследование поверхности. Аппарат должен был изучить условия спуска на планету и испытать автоматическую систему обнаружения и предотвращения препятствий и подушки безопасности.

«Mars Global Surveyor»

После некоторого охлаждения интереса к изучению этого космического тела в 1970-1980 гг. он снова возобновился в конце 1990-х. Сентябрь 1997 г. — дата вывода на нужную орбиту корабля «Марс Глобал Сервейор». Он проработал в космосе 4 года, собрав об объекте изучения больше сведений, чем суммарно все прошлые миссии.

«Марс Одиссея» и «Марс Экспресс»

Корабль «Марс Одиссея» отправился искать на планете воду в 2001 г. Его работа принесла плоды — в атмосфере было обнаружено большое количество водорода, что может являться свидетельством присутствия в недрах в нескольких метрах от поверхности больших залежей льда.

Зонд «Марс Экспресс» отправился через 2 года после «Одиссеи». Его задачей было детальное исследование грунта и поиск доказательств, что на объекте изучения существует жизнь.

Сразу после «Экспресса» началась подготовка к старту программы «Mars Reconnaissance Orbiter». Ее станция отправилась к объекту изучения в марте 2006 г.

Орбитальное распознавание Марса

Этим занялся отправленный к Красной планете в 2005 г. многоцелевой космический аппарат, разработанный американским концерном «Локхид Мартин». В первое время он активно участвовал в исследованиях почвы и рельефа, изучал марсианскую погоду, тестировал работу телекоммуникационных систем в космосе. Затем он стал передатчиком информации и работал обслуживающим спутником для более поздних миссий.

«Фобос-грунт»

Роскосмос стал инициатором миссии «Фобос-Грунт». В ноябре 2011 г. был запущен межпланетный зонд, планировалось, что он возьмет пробы грунта на одноименной марсианской луне и вернется домой.

Программа потерпела неудачу — аппарат не смог покинуть земную орбиту.

«Curiosity» — марсоход и орбитальная миссия «Maven»

Этот марсоход — участник масштабной программы по изучению Красной планеты. Среди его задач числились:

• сбор сведений о марсианском климате;
• геологическая разведка;
• поиск признаков наличия воды и условий для существования жизни.

«Кьюриосити» передал на Землю множество фотоснимков Марса и космоса, видео. Он даже сделал селфи на фоне марсианского пейзажа — для этого у него имелась специальная селфи-палка.

Миссию планировалось завершить в 2012 г., однако она была продлена: аппарат был в хорошем состоянии и продолжал собирать информацию.

Вместе с «Curiosity» в космос была отправлена аппаратура «Maven». Вращаясь на марсианской орбите, она помогала поддерживать связь Земли с техникой, передвигающейся по Марсу.

«Кьюриосити» — не первый марсоход в мире. До него поверхность Красной планеты в 1997 г. исследовала движущаяся станция, работавшая в связке со спускаемым аппаратом «Марс Пасфайндер». В 2003 г. начали свою работу марсоходы «Спирит» и «Оппортьюнити». Их миссия была рассчитана всего на 90 дней, они должны были изучать осадочные горные породы и искать следы марсианской воды. Но они проработали годы.

«Spirit» функционировал до 2011 г., до тех пор, пока не остановился, увязнув в почве. «Opportunity» побил все рекорды, перейдя в спящий режим из-за нехватки света, поступающего на его солнечные батареи в результате мощной продолжительной пылевой бури, только в 2018 г. Связь с ним прервалась, и в начале 2019 г. было официально объявлено о завершении его миссии.

Миссия «Орбита Марса»

В 2014 г. на орбите Красной планеты появилась Индия со своим кораблем «Мангальян» — первым в истории изучения Марса азиатским аппаратом. Его целью стало исследование местной атмосферы.

Ситуация в наши дни

Пилотируемые полеты в эту часть Солнечной системы начали обсуждаться еще в 1970-х гг., считалось, что их организация — вопрос нескольких ближайших лет. Однако до сих пор этого не произошло, хотя космические агентства разных стран разработали уже несколько десятков вариантов программы.

Дальнейшие планы в изучении планеты

Разговоры о полете на Марс возобновились в 2004 г. — в NASA анонсировали новую программу, основными целями которой были полет на Луну в 2020 г., оборудование на ней космической базы и старт с нее в направлении Красной планеты в 2037 г. Сегодня от реализации миссии отказались в виду ее высокой стоимости и недоказанной эффективности.

И все же Марс остается в списке первоочередных целей по изучению космоса.

В 2020 г. Марс подойдет на минимально возможное расстояние к Земле, этим хотят воспользоваться участники сразу нескольких марсианских программ:

• на поверхность планеты будет доставлен марсоход в рамках российско-европейской программы «ExoMars»;
• Индия доставит на марсианскую орбиту второй зонд;
• Китай готовит к отправке марсоход и орбитальную исследовательскую станцию;
• США и ОАЭ планируют запуск корабля «Mars Hope».

В 2022 г. запустить миссию по доставке на Землю грунта с Деймоса и Фобоса планирует Япония. В 2024 г. аналогичную программу анонсировала Россия.

Но самые далеко идущие планы — полет на Марс человека. Такую возможность рассматривают Роскосмос, NASA и Европейское космическое агентство ЕКА. Первые 2 организации хотят сделать это в 2030 г., а последняя — на 3 года позже.

Источник

Телескоп космос марс планета

Марс — четвертая планета Солнечной системы. Имеет сходство с Землёй, но имеет меньшую величину и температуру на поверхности. На Марсе располагаются большие вулканы, пустыни и каньоны. Эта красная планета сопровождается двумя спутниками — Деймос, Фобос. Марс — единственный космический объект ( не считая Луны) до которого может дотянуться человек с помощью современных ракет и зондов.

Для космонавтов этот путь может занять примерно 4 года и будет новым шагом в освоении космоса. Рядом с экватором Марса, располагается район именуемый Тарсис. В этой зоне находятся вулканы огромных размеров. Тарсис имеет ширину 400 километров и высоту 10 километров. Самым большим вулканом Тарсис является, Гора Олимп, имеющей высоту 27 километров.

Две третьи поверхности планеты занимает горная местность с кратерами. Рядом с Тарсисом располагается большая система каньонов имеющая длину примерно одной четвертой экватора. Долина Маринер обладает шириной 600 километров и глубиной, в которую гора Эверест полностью опуститься на дно. Считается, что в далекие времена на Марсе были большие запасы воды. На Северном и Южном полюсах планеты находятся шапки из льда, но он состоит не из воды, а атмосферного углекислого газа, который застывает при температуре ниже 100 градусов Цельсия.

Ученые предполагают, что вода хранится на планете в виде похороненных ледяных масс. Атмосфера состоит из: H2O (до 0,1%), CO (0,06%), Ar (1,5 — 2%), N2 (2,5%), CO2 (95%). Поверхностное давление составляет примерно 7 гПа. За всю историю человечества к Марсу посылалось 25 кораблей. Многие считают, что именно на ней также может быть найдено существование биосферы. Многие ученые проводят опыты и стараются доказать это.

Источник

Как наблюдать за Марсом

Наблюдение планеты Марс в небе: как найти и когда наблюдать, момент противостояния, орбита Марса вокруг Солнца, выбор телескопа, карта поверхности и спутники.

Чтобы понять, как наблюдать Марс и как его найти на небе, нужно немного разбираться в орбите планет Солнечной системы. Расстояние между Землей и Марсом меняется, а иногда случаются события противостояния, когда лучше всего наблюдать за Марсом в телескоп и делать его фото. Ниже вы узнаете, когда ожидать среднее и великое противостояние Марса (дата и год), как меняются времена года на Красной планете, какой необходимо купить телескоп, какие есть фазы Марса и получите общие советы по наблюдению. Приятным бонусом станут фото планеты и поверхности в космосе.

Красная планета занимает четвертое место от Солнца и именуется в честь кровавого бога войны Марса. С Солнцем его разделяет расстояние в 1,5 раза больше, чем Землю. А вокруг Солнца Марс совершает оборот за 687 земных суток. Показатели среднегодовой температуры здесь равны -60˚С, а максимальная температура воздуха не превышает +10˚С. Вокруг Марса вращаются два естественных спутника – Деймос и Фобос.

Когда наблюдать Марс?

Оптимальное время для исследования Красной планеты – периоды его противостояния, когда она располагается на минимальном расстоянии от Земного шара. Периоды противостояния случаются с регулярностью один раз в 2 года 50 дней. В это время видимый угловой размер Марса равен 13»–14» при звездной величине -1,3. Последнее противостояние Марса случилось 9 апреля 2014 года.

Луна, Венера и Марс

Но момент истинного удовольствия для астрономов происходит раз в 15-17 лет. Речь идет о Великом противостоянии Марса, которое произойдет в 2018 году.

Марсианская орбита более вытянута, по сравнению с земной. И Великие противостояния происходят в тот момент, когда планета проходит свой перигелий. Наиболее неудачные моменты для наблюдений – это время, когда планета располагается у афелия.

Ближайшие противостояния Марса:

09 апреля 2014 года -1,5m

22 мая 2016 года -2,0m

27 июля 2018 года -2,8m

10 октября 2020 года -2,6m

08 декабря 2022 года -1,8m

16 января 2025 года -1,4m

19 февраля 2027 года -1,2m

25 марта 2029 года -1,3m

04 мая 2031 года -1,8m

Смена сезонов на Марсе

Схема смены сезонов на Марсе

Как и на Земле, на Марсе происходит смена сезонов, и благодаря схожему с нашей планетой наклону экватора к орбите. Сезоны на Марсе меняются почти так же, как на Земле.

Как и на Земле, на Марсе с наступлением лета в северном полушарии наступает зима в южном, и наоборот. Лето северного полушария продолжительное и холодное, а зима короткая и теплая. В южном полушарии наоборот: лето короткое и теплое, а зима долгая и морозная. Лето в южном полушарии совпадает с прохождением планеты через перигелий, а в северном — через афелий.

Необходимое оборудование

Если условия атмосферы располагают к наблюдениям, в 60-миллиметровый телескоп вы сможете разглядеть маленький диск Марса, но все его детали будут скрыты от вас. Именно поэтому оптимальным инструментом для изучения Красной планеты считается телескоп-рефлектор от 150 мм и рефрактор от 100 мм. Но лучше всего запастись ньютоновским рефлектором в 250-300 мм.

От покупки большого любительского телескопа с объективом более 350 мм лучше воздержаться, поскольку такая техника подвержена влиянию атмосферных потоков, а кроме того отличаются длительной термостабилизацией. Эти гиганты могут быть эффективны только в исключительно спокойной атмосфере, когда полностью остывший прибор демонстрирует огромное количество деталей и оттенков на поверхности планеты.

Телескоп Celestron Advanced VX 8″ N

Телескоп Celestron Omni XLT 150

Телескоп Celestron NEXSTAR 102SLT

Телескоп Bresser Pollux 150/1400 EQ2

Телескоп Bresser Messier AR-152S/760 EXOS-2/EQ5

Телескоп Bresser Messier NT-150S/750 EXOS-1

Телескоп Synta Sky-Watcher Dob 8″ (200/1200)

Телескоп Synta Sky-Watcher Dob 8″ (200/1200) Retractable

Телескоп для исследования Марса должен быть установлен на устойчивую монтировку с часовым механизмом, который может долго держать планету в области обзора окуляра.

В ходе наблюдения Марса также важно использовать цветные фильтры, которые способствуют более детальному изучению его поверхности. Также они помогают рассмотреть всевозможные явления в атмосфере.

Набор цветных фильтров — незаменимый помощник при наблюдениях за Марсом

Красный фильтр повышает контрастность между светлыми регионами суши и темными морями. Особенно это заметно при небольшом увеличении и покойных атмосферных условиях.

Оранжевые и желтые фильтры являются одними из наиболее эффективных при наблюдении за Марсом. Они качественно подчеркивают мелкие детали в красных областях планеты. Отлично показывают себя и в темных зонах, делая картинку максимально устойчивой.

Пример использования различных фильтров при наблюдениях за Марсом

Зеленый фильтр используется в исследовании темных областей около полярных шапок и отлично повышает видимость желтых пылевых бурь. Кроме того, фильтр качественно выделяет белые области на красной поверхности Марса.

Синий фильтр призван подчеркнуть фиолетовые области планеты, поэтому он весьма эффективен в поиске водяных облаков в атмосфере Марса.

Фиолетовый фильтр качественно выделяет туманы и облака, которые формируются во время таяния полярных шапок.

Что можно увидеть в телескоп на Марсе

Марс – одновременно интересная и крайне сложная в наблюдении планета. Обычно он визуализируется как маленькая горошина безо всяких деталей на своей поверхности. Разумеется, неопытный астроном испытывает разочарование, не увидев в объективе знаменитых материков и полярных шапок.

Карта поверхности Марса. Нажмите на изображение, чтобы его увеличить

Чуть лучше ситуация складывается в периоды противостояний, когда качественный рефрактор в 100 мм обеспечивает впечатляющий вид на таяние полярных шапок. Кроме того, с помощью такого прибора можно рассмотреть темные очертания материков на поверхности Красной Планеты. В объектив 150-миллиметрового телескопа визуализируются зеленовато-серые участки на марсианском диске. Удивительно, но в ХХ веке астрономы принимали их за области бурной растительности. Сейчас же известно, что это только пыль и скалы, которые так причудливо отражают солнечный свет.

Сравнение фотографии Марса через любительский телескоп и компьютерную модель

Однако не стоит забывать, что исследования Марса приносят настоящее удовольствие только с большими и средними телескопами любительского класса. При благоприятных условиях атмосферы они дают возможность внимательно изучить детали на поверхности планеты и увидеть изменения ее внешнего вида из-за смены погоды или сезонов.

Общие советы по наблюдению Марса

Традиционно период исследования Марса начинается за 40 дней до момента противостояния и оканчивается 40 днями после. И это вполне разумно, поскольку в это время угловой диаметр Марса достигает своего максимума. Но астрономы, под рукой у которых есть телескопы с объективом более 250 мм, могут расширить временной промежуток своих исследований: 4 месяца до и после момента противостояния. За этот срок можно собственными глазами увидеть самые интересные изменения, метеорологические трансформации и таяние полярных шапок. Кроме того, для обзора доступны и фазы Марса.

Фазы Марса. Изображение получено в ходе наблюдений 2015 года

Если регулярно зарисовывать внешний вид Марса, то можно с легкостью обнаружить самые любопытные детали на его поверхности. Так исследование проходит более вдумчиво и детально. Полезны будут даже схематическое изображение вида в окуляре. Они стимулируют исследователя и помогают идентифицировать увиденные элементы.

Если вы начнете регулярные наблюдения Марса, то довольно быстро осознаете всю неуловимость его деталей. Именно поэтому в данном деле так важна качественная фокусировка телескопа. Но с Марсом сложность этой задачи возрастает в десятки раз. Для достижения успеха нужно помнить правило: фокусировка проводится по полярной шапке, поскольку это наиболее контрастный объект на поверхности планеты.

Пример фотографии Марса на 200-миллиметровый телескоп Celestron C8XLT + Celestron x2 Barlow Ultima

Не ждите, что Марс сразу же откроет вам все свои секреты. Начиная наблюдения, полностью расслабьтесь. Пусть ваше дыхание будет максимально ровным и спокойным. Дайте своим глазам несколько минут для распознания увиденных элементов. Первым делом вы обратите внимание на полярную шапку. Она легко узнаваема за счет высокого контраста с окружающей поверхностью: на оранжевом диске бело-голубоватая область.

Постепенно глаз сфокусируется блеклых зеленовато-серых пятнах – морях. При любом удобном случае наводите объектив телескопа на Марс. Как только у вас наберется достаточно опыта, вы сможете открыть для себя волшебную красоту Красной планеты.

Для сравнения фотография Марса через 127-миллиметровый телескоп Celestron Nexstar 127 SLT

Заметьте, что полный оборот Марса вокруг своей оси занимает 1 сутки 37 минут земного времени. Именно поэтому, взглянув на планету в то же время, вы увидите, что вчерашние особенности поверхности проявляются на 37 минут позже. А если наблюдать Марс каждый день в одно и то же время в течение 6 недель, можно проследить полное осевое вращение Красной планеты.

Что наблюдать на Марсе

Полярные шапки

Наиболее контрастные элементы на поверхности Марса – это полярные шапки. Наблюдать их может любой любитель астрономии. Внешний вид полярных шапок меняется от сезона к сезону. К примеру, в весенне-летний период шапки активно таят. Их границы постепенно сближаются с полюсами. И ваша задача – отследить данные процессы.

Южная полярная шапка отлично визуализируется даже с помощью любительского телескопа в периоды противостояния, когда Марс входит в перигелий. В весенне-летний сезон южная шапка быстро меняет размер и форму. В это время можно увидеть момент, когда шапка буквально раскалывается на две половины. Причина тому – замедленное таяние снега на вершине горного хребта Митчелла. На южном крае шапки часто визуализируются проталины и трещины.

Южная полярная шапка — наиболее контрастный элемент поверхности Марса

Северная полярная шапка не радует астрономов столь явными сезонными изменениями. Даже летом она не исчезает, интригуя наблюдателя непредсказуемостью своего поведения. Как только на Марсе наступает осень, в северном полушарии появляется туман, формирующийся в полярном районе. При этом таяние северной шапки прекращается, и она начинает постепенно расти. Иногда туман может появиться и весной.

Марсианские моря и сезонные изменения

Смена времен года во внешнем виде марсианской поверхности касается и темных зон, именуемых морями. Обычно эти трансформации начинаются в середине весы и продолжаются до исчезновения полярной шапки. В это время темная область заполняет весь участок между экватором и полярной областью. В весенне-летний период серые моря заметно темнеют и меняют свои размеры и очертания. Чтобы заметить все эти изменения, нужно детально знать топографию Марса.

Сезонные изменения более всего сказываются на таких участках планеты, как Жемчужный Залив (Margaritifer Sinus), Большой Сирт (Syrtis Major), Пролив Пандоры (Pandorae Fretum), Озеро Солнца (Solis Lacus). Все эти локации демонстрирует масштабная карта Марса.

Карта поверхности Марса. Нажмите на изображение, чтобы его увеличить

Атмосфера Марса и явления

Появление белого тумана, белых и синеватых облаков на Марсе также связываются с сезонными трансформациями. Обычно они формируются в весенние месяцы и бесследно исчезают к зиме. Предполагается, что здесь свою роль играет таяние полярных шапок.

Отличить туман и облака от прочих элементов можно только при наличии достаточных знаний в картографии Марса, его внешнего вида и солидного опыта наблюдений. Определить облака можно по изменению формы и размера морей в момент прохождения облаков над ними. Существенно облегчить эту задачу помогут цветные фильтры зеленый № 58, голубой № 38, 38А, 80А.

Комбинация различных фильтров дает явное преимущество при наблюдении за атмосферными явлениями Марса

Туманы и облака способны сохраняться над поверхностью Марса достаточно длительное время: до одних земных суток.

Пылевые бури и желтые облака – атмосферные явления, доступные для исследования через телескоп любительского уровня. Обычно они формируются на планете в момент ее прохождения перигелия. Тогда в южном полушарии наблюдается летнее противостояние.

Причина появления пылевых бурь и желтых облаков состоит в солнечной активности, которая вызывает формирование сильных ветряных потоков. Данные явления появляются внезапно и в течение короткого времени охватывают большую площадь. Часто они скрывают от наблюдения целые моря и материки. Для повышения контрастности можно применять оранжевые или желтые фильтры.

Наблюдение Фобоса и Деймоса

Далеко не каждый астроном-любитель может наблюдать спутники Марса, поскольку Деймос и Фобос похожи на неуловимых призраков. Но есть несколько простых приемов, которые помогут вам изучить спутники Марса даже через любительский телескоп.

Во-первых, наблюдения лучше проводить в период противостояния Марса, ведь близкое расположение Марса к Земле делает его спутники более яркими. В это время Деймос имеет звездную величину 12, а Фобос – 11. Их можно рассмотреть и в телескоп в 4-5 дюймов. Разумеется, картину портит яркий блеск Марса. Особенно это касается Фобоса, орбита которого располагается в непосредственной близости от Марса.

Спутники Марса через любительский телескоп

Опытные исследователи знают, что зафиксировать тусклый объект около яркой звезды можно, выведя последнюю из поля зрения. Примените этот прием при изучении Фобоса и Деймоса. При этом лучше использовать окуляр с узким полем зрения. Оптимальным вариантом станет ортоскопический окуляр. Предварительно рассчитайте время, когда луны отойдут от Марса на максимально возможное расстояние. Сделать это можно с помощью компьютерных программ SkyTools 3 или Guide 9.0.

В заранее определенное время направьте оптическую трубку на Марс и медленно удалите его из области обзора. Так его свечение не помешает наблюдениям. Когда вы сможете изучить Фобос и Деймос, попытайтесь вновь вернуть планету в поле объектива. Возможно, вам и сейчас удастся рассмотреть спутники. Если нет, то полюбуйтесь на красивые фото Марса, добытые непрофессиональными астрономами.

Фотографии Марса, сделанные астрономами любителями:

Источник