Планета Марс

Марс — это четвертая планета Солнечной системы, замыкающая земную группу. Из-за характерного оттенка на ночном небе ее часто называют Красной планетой. Возможно, и свое название она получила за этот красно-кровавый оттенок. Ведь Марс в римской мифологии – бог войны.

Негостеприимный пустынный мир Марса с давних времен притягивает внимание ученых и писателей-фантастов. Именно эту планету рассматривают как приоритетный вариант для колонизации, а в прошлом на ней, возможно, могла существовать жизнь. Наземные наблюдения, а позже и космические миссии помогли детально изучить Марс. В этой статье мы рассмотрим, как менялось представление человечества о Марсе, определим его основные характеристики, расскажем интересные факты о планете и ее образе в культуре.

Открытие и ранние исследования планеты Марс

Марс находится по соседству с Землей, из-за чего отлично различим невооруженным глазом. Приблизительно раз в 2 года происходят сильные сближения (противостояния) Земли и Марса, и тогда по яркости на ночном небе он уступает лишь Луне, Венере и Юпитеру. Естественно, что при столь благоприятных условиях для наблюдений уже представители древних цивилизаций могли наблюдать планету и описывать некоторые ее свойства.

Первые подтвержденные упоминания о Марсе были найдены в табличках шумеров. В Месопотамии планету связывали с богом войны и чумы, определяющим судьбу мертвых. Древние египтяне называли планету в честь покровителя фараонов бога Гора. Уже в XVI веке до нашей эры они обнаружили, что в какой-то момент планета как будто «разворачивается» и начинает двигаться по небу в обратном направлении. Так был описан цикл перемещения Марса с учетом ретроградного движения.

В IV веке до нашей эры Аристотель наблюдал, как Марс скрылся за поверхностью Луны, и понял, что эта планета находится дальше от Земли. Позднее Клавдий Птолемей определил местоположение орбиты, но с ошибочной поправкой, что все движущиеся небесные тела обращаются вокруг Земли. Древние греки называли планету в честь олимпийского бога войны Ареса. В соответствии с римским пантеоном она была переименована в Марс и сохранила это название до наших дней.

Современные исследования планеты Марс

Время следующих серьезных исследований пришло для Марса в XVI веке. Скандинавский астроном Тихо Браге рассчитал суточный параллакс — смещение объекта на небе, которое происходит из-за вращения Земли. Это помогло Иоганну Кеплеру определить эллиптическую орбиту обращения Марса вокруг Солнца и внести свой вклад в принятие гелиоцентрической модели мира. После изобретения телескопов параллакс был уточнен, и ученые измерили расстояние от Земли до Марса.

Перечислим несколько важных фактов, обнаруженных в ходе исследований Красной планеты с помощью телескопов:

• 1659 — голландец Христиан Гюйгенс составил первую карту, на которой отметил светлые и затемненные участки поверхности;
• 1877 — итальянец Джованни Скиапарелли составил карту с нанесением протоков, предполагаемых русел рек прошлого. Позднее выяснилось, что это были лишь оптические иллюзии;
• 1920 — группа ученых по косвенным признакам определила температуру поверхности Марса и пришла к выводу, что на планете очень холодно;
• 1947 — голландец Джерард Койпер, изучая инфракрасный спектр, обнаружил слабую атмосферу и описал ее состав.

Космические исследования планеты Марс

В 1960-х началась космическая эпоха исследований Марса. Американские «Викинги» и «Маринеры», а также серия советских зондов «Марс» передали первые снимки с близкого расстояния. По ним были составлены карты, которые используются и в наше время. После всестороннего анализа показателей гипотеза о том, что Марс является пустынной безжизненной планетой, стала общепринятой.

Отдельного упоминания заслуживают марсоходы — аппараты, которым удалось не только высадиться на поверхность, но и передвигаться по ней посредством команд с Земли. Всего по состоянию на осень 2024 года было успешно реализовано 6 подобных миссий, некоторые из которых продолжаются до сих пор.

• «Соджорнер» («Странник») — первый колесный аппарат, в сохранности доставленный на другую планету. В 1997 году в течение 3 месяцев он преодолел расстояние около 100 метров в одной из долин северного полушария. На основании анализа пород были найдены следы геологической активности и эрозии марсианской почвы. Кроме того, «Соджорнер» запечатлел мощные песчаные бури.

• «Спирит» («Дух») — марсоход с 2004 по 2010 год изучал кратер Гусева, который в прошлом предположительно был заполнен водой. Пройдя более 7,5 километров, аппарат зафиксировал изменение пород под воздействием водного массива. Также «Спирит» обнаружил образцы марсианской пыли с магнитными свойствами.

• «Оппортьюнити» («Возможность») — аппарат такой же конструкции, как и «Спирит», проработал на планете рекордные 14 лет (с 2004 по 2018 годы). До момента потери сигнала аппарат посетил несколько кратеров и прошел общую дистанцию свыше 45 километров. Помимо подтверждения гипотезы о существовании воды, «Оппортьюнити» обнаружил марсианский метеорит, наблюдал за движением спутников и изучал атмосферу.
• «Кьюриосити» («Любопытство») — массивный многофункциональный аппарат был спущен на поверхность Марса в 2012 году. Изначально планировалось двухлетнее изучение планеты, однако миссия продолжается и в 2024 году. Многочисленные научные приборы помогли обнаружить на планете жидкую воду и простейшие органические молекулы. Кроме того, «Кьюриосити» подробно измерил радиационный фон, на основании которого будут, возможно, спланированы будущие пилотируемые миссии.
• «Персеверанс» («Настойчивость») — марсоход размером с компактный легковой автомобиль начал исследовать планету в 2021 году. Он был отправлен на Марс, чтобы определить, могла ли зародиться жизнь на планете в прошлом, и найти следы биологических организмов. Также «Персеверанс» проведет тесты, которые покажут, возможно ли производить кислород на Марсе.

• «Чжужун» (бог огня в китайской мифологии) — первый успешно доставленный на планету марсоход, разработанный не американским космическим агентством. Двухсоткилограммовый ровер путешествовал по планете с 2021 по 2022 год, пройдя чуть меньше 2 километров. За время своей работы аппарат передал более терабайта научных данных о подповерхностном строении, климате и минеральном составе почвы.

Еще одной важной вехой в исследовании Марса стали испытания вертолета «Индженьюнити» («Изобретательность»), проводимые с 2021 по 2024 годы. Небольшой аппарат массой менее 2 килограммов удалось поднять в воздух, что доказало возможность полетов в разреженной атмосфере планеты. Всего аппарат выполнил 72 рейса и смог достичь максимальной высоты 24 метра.

Характеристики Марса

Размеры и масса

Марс — это одна из самых маленьких планет в Солнечной системе, по своим размерам превосходящая только Меркурий. Его диаметр составляет около 6 800 километров — почти в 2 раза меньше, чем у Земли. Общая площадь поверхности равна 144 млн километрам, примерно столько же пространства в совокупности занимают континенты на нашей планете. Кругосветное путешествие вдоль экватора со скоростью 100 км/ч займет чуть меньше 9 земных суток.

Марс почти в 10 раз легче Земли — его масса составляет 6,4 * 10²³ килограммов. Из-за низкой силы притяжения человек на Марсе без особенных усилий смог бы подпрыгнуть на высоту более 1 метра. Предметы в свободном падении будут опускаться на поверхность Марса примерно в 2,5 раза дольше, чем на Земле.

Строение

Как и другие планеты земной группы, внутри Марс состоит из ядра, мантии и коры. Ядро имеет диаметр около 3 600 километров, то есть больше половины диаметра всей планеты. Согласно современным исследованиям, опубликованным в 2023 году, оно состоит из расплавленного железа и никеля с примесями углерода, серы, кислорода и водорода. Согласно ряду компьютерных моделей, ядро расплавлено не полностью и все же имеет небольшую твердую оболочку.

По данным сейсмометров, мантия планеты имеет нижний слой, начинающийся на глубине 1800 километров. Он состоит преимущественно из жидких силикатов, которые твердеют по мере продвижения к поверхности, образуя переходную зону. За нижним слоем располагается массивная литосфера, которая влияет на рельеф и сейсмическую активность планеты. Марсианская кора представляет собой тонкий 50-километровый слой, богатый минералами.

На поверхности Марс напоминает пустыню, испещренную кратерами от метеоритов и астероидов. Почва содержит много кремнезема с примесями оксида железа, которые придают характерный красноватый оттенок. Иными словами, планета имеет красный цвет, так как ржавеет. На Марсе расположено множество вулканов, которые давно прекратили свою активность. Рельеф планеты достаточно разнообразен — обширные равнины сменяются глубокими каньонами и протяженными горными массивами.

Атмосфера и климат

Лишенный магнитного поля, Марс имеет очень разреженную атмосферу, которая с каждым годом истощается под воздействием солнечного ветра. Примерно 96% ее состава приходится на углекислый газ, а также отмечено незначительное содержание аргона, азота, кислорода и водяного пара. Из-за низкой концентрации вещества атмосферное давление на поверхности составляет в среднем 600 паскалей — в 170 раз ниже, чем на Земле.

Главной климатической особенностью Марса являются масштабные песчаные бури, во время которых скорость ветра достигает 45 метров в секунду. Иногда ураганы становятся настолько масштабными, что покрывают всю планету. Тогда частицы с поверхности попадают в верхнюю часть атмосферы, придавая ей заметное красноватое свечение.

Орбита и вращение

Марс обращается вокруг Солнца по достаточно вытянутой эллиптической орбите. Ее эксцентриситет, то есть отклонение от идеального круга, является одним из самых высоких в Солнечной системе (больше только у Меркурия и карликовой планеты Плутона). Во время максимального сближения (перигелия) Марс находится в 2 * 10⁸ километрах от Солнца, а при наибольшем отдалении (афелии) — в 2,5 * 10⁸ километрах. Планета делает полный оборот за 687 земных суток.

Вокруг своей оси Марс вращается примерно с той же скоростью, что и Земля. По этой причине сутки на планете длятся 24 часа и 37 минут (марсианский сол). На этом сходства не заканчиваются — наклон оси примерно в 25 градусов обеспечивает смену сезонов с той же периодичностью, что и на нашей планете.

На Марсе есть привычные нам 4 времени года. Как и на Земле, когда в северном полушарии наступает зима, в южный приходит лето. Минимальная зарегистрированная температура составляет -110 °C. В некоторых регионах космические аппараты фиксировали образование снегопадов и инея. В летний период поверхность разогревается до +35 °C, что создает достаточно комфортные по земным меркам условия.

Спутники Марса

У Марса есть 2 естественных спутника: Фобос и Деймос. Оба имеют неправильную форму и, как следствие, нестабильные орбиты. Оба спутника в 1877 году открыл американский астроном Асаф Холл. Впоследствии их назвали в честь героев древнегреческой мифологии — близнецов, которые были сыновьями Ареса и сопровождали его в военных походах.

Фобос имеет средний диаметр 22 километра и удален от поверхности на 6 000 километров. Каждый год спутник приближается к Марсу на 2 сантиметра. В далеком будущем Фобос или столкнется с Марсом, или распадется на мелкие осколки под воздействием приливных сил. Во втором случае образуется яркое кольцо, наподобие тех, что окружают планеты-гиганты.

Деймос гораздо меньше Фобоса — немногим более 12 километров в поперечнике. Он находится в 23 500 километрах от Марса и постепенно отдаляется от него. Со временем спутник покинет гравитационное поле планеты и выйдет на новую орбиту вокруг Солнца.

Есть ли жизнь на Марсе?

Пока что на Марсе не найдено каких-либо живых организмов. Однако в прошлом условия на планете могли быть вполне комфортны для развития известных форм жизни. Марс соответствует 2 из 3 необходимых условий: находится в зоне обитаемости и имеет на поверхности воду. Однако из-за отсутствия магнитного поля планета подвергается сильнейшему воздействию солнечного ветра, что не позволяет ей удерживать атмосферу. В июне 2024 года марсоход «Персеверанс» обнаружил потенциальные следы жизнедеятельности, которые требуют дальнейшего изучения, поэтому вопрос о существовании жизни на Марсе остается открытым.

Почему Марс потерял магнитное поле?

Согласно общепринятой теории, у сформировавшегося Марса было магнитное поле, на что указывает намагниченность элементов коры. Однако спустя 0,5–1 млрд лет оно полностью исчезло, что негативно сказалось на защищенности атмосферы и привело к почти полной потере воды. Рассматривают 2 основные версии столь глобального катаклизма:

• Столкновение с одним крупным или сразу несколькими астероидами привело к охлаждению ядра и потере способности генерировать магнитосферу.
• На протяжении первого этапа жизни планеты мантия активно подпитывала кору железом. Когда этот процесс прекратился, исчезло и магнитное поле.

Интересные факты о Марсе

Из-за неточностей перевода после создания карты Джованни Скиапарелли многие его современники были убеждены, что на Марсе есть жизнь. Слово «сanali» было принято за обозначающее искусственные каналы, хотя в итальянском этим словом также называют естественные русла.

• Расположенный на Марсе вулкан Олимп является самой крупной горой среди всех открытых в Солнечной системе. По высоте он в 3 раза превосходит наш Эверест, а ширина составляет невероятные 540 километров. Если наблюдатель будет находиться у подножия вулкана, его вершина скроется за горизонтом. Кроме того, под Олимпом была найдена гравитационная аномалия, которая указывает, что в будущем вулкан может проснуться.

• На полюсах планеты образуются масштабные полярные шапки, состоящие из воды и углекислого газа. Из-за особенностей атмосферы водяной пар пропускает жидкую фазу и сразу превращается в лед, оседая в наиболее холодных участках.
• Крупнейший марсианский каньон простирается на 4 800 километров в длину и 320 километров в ширину, в 10 раз превосходя размеры Большого каньона в Аризоне.
• Сигнал, отправленный с Земли, достигает марсохода «Кьюриосити» за 22 минуты, поэтому управление в реальном времени невозможно. Чтобы обеспечить безопасность аппарата, большинство маневров прописываются в программном коде. Кроме того, ровер оснащен «умными» камерами. При сближении с крупными камнями они заставляют марсоход остановиться и ожидать дальнейших инструкций.

Образ планеты Марс в литературе и кино

В 1897 году, когда господствовала гипотеза о наличии жизни на Марсе, вышел роман Герберта Уэллса «Война миров». Книга стала первым художественным произведением, в котором описывалось вторжение марсиан на нашу планету. В 1938 году трансляция радиоспектакля «Война миров», поставленного под руководством Орсона Уэллса, часть слушателей приняла передачу за новостной репортаж, поверив в реальное вторжение. Много позже Аркадий и Борис Стругацкие написали сатирическое продолжение романа — «Второе нашествие марсиан».

Еще одной знаковой книгой о Красной планете является повесть Алексея Толстого «Аэлита». В ней рассказывается, как космические путешественники, в 1920-х годах отправившиеся на Марс, обнаруживают там развитую цивилизацию и обитателей, внешне похожих на людей.

За всю историю кинематографа было выпущено более сотни фильмов о Марсе, самый ранний из которых датирован 1910 годом: кинокомпания Томаса Эдисона сняла короткометражку «Путешествие на Марс» длительностью 4 минуты. В ней показываются экзотические растения и живое существо гигантских размеров.

Многие фильмы о Марсе были экранизациями литературных произведений. Например, большую популярность имел сериал «Марсианские хроники», снятый по одноименному произведению Рэя Брэдбери.

Среди картин XXI века нельзя не отметить «Марсианина», где показано выживание астронавта, оставшегося на Красной планете в одиночестве. Кстати, это тоже экранизация: сценарий фильма основан на романе Энди Вейера, опубликованном в 2011 году.

Вопрос-ответ

Почему Марс имеет на небе красноватый цвет?

Марс имеет характерный красный оттенок из-за высокого содержания оксидов железа (ржавчины) в верхних слоях коры. Когда на планете возникают ураганы, частицы с поверхности попадают в верхнюю часть атмосферы, придавая ей заметное красноватое свечение. Когда пылевые бури утихают, на Марсе становятся различимы и другие цвета: желтый, коричневый и бежевый.

Кто дал название планете Марс?

Планета названа в честь древнеримского бога войны, который в греческой мифологии соответствует Аресу.

Какое расстояние от Марса до Солнца?

В перигелии расстояние от Марса до Солнца составляет 2,07 * 10⁸ км (1,38 а. е.), а в афелии — 2,49 * 10⁸ км (1,67 а. е.).

Какое расстояние от Земли до Марса?

Во время великих противостояний, когда Марс находится в перигелии и располагается на одной линии с Землей и Солнцем, расстояние составляет 55,76 млн км. При наибольшем отдалении — 401 млн км.

Сколько лететь до Марса?

Современные аппараты, запущенные с Земли, достигают Марса в среднем за 9 месяцев. Если бы самый быстрый космический зонд «Parker» прошел весь путь на максимальной скорости (176 км/с), ему бы потребовалось всего 88 часов.

Сколько длится день на Марсе?

День на Марсе (сол) длится 24 часа и 37 минут.

Сколько длится год на Марсе?

Год на Марсе длится 687 земных суток.

Изображение на обложке: Freepik