МАРС (ПЛАНЕТА): ХАРАКТЕРИСТИКИ, СЪСТАВ, ОРБИТА, ДВИЖЕНИЕ - ARTE - 2025

Марс е четвъртата най-отдалечена планета от Слънцето и последната от вътрешните скални планети в Слънчевата система, заедно с Меркурий, Венера и Земята. Лесно видим, Марс винаги е очаровал наблюдатели още от праисторически времена със своя червеникав цвят и поради тази причина е кръстен на римския бог на войната.

Други древни цивилизации също свързват тази планета със съответните им богове на войната или със съдбовни събития. Например, древните шумери са го наричали Нергал, а в месопотамските текстове също се говори като звездата на съда за мъртвите. По същия начин вавилонските, египетските и китайските астрономи оставиха щателни записи на движенията на Марс.

Фигура 1. Близък план на Марс. Източник: Pixabay

От своя страна астрономите на маите се интересували от него, изчислявайки синодичния му период (времето, необходимо за връщането му в същата точка на небето по отношение на Слънцето) с голяма точност и подчертавайки ретроградния период на планетата.

През 1610 г. Галилео е първият, който наблюдава Марс чрез телескоп. С подобрения в оптичните инструменти дойдоха откритията, улеснени от факта, че за разлика от Венера, няма дебел облачен слой, който затруднява видимостта.

Така откриха черната точка на Сиртис Майор, характерно петно ​​на повърхността, белите полярни слоеве, известните канали на Марс и някои периодични промени в оцветяването на планетата, което накара мнозина да се замислят за възможното съществуване на живот на планетата. червено, поне от растителност.

Информацията от сондите обаче показва, че планетата е пуста и има тънка атмосфера. Засега няма данни за живот на Марс.

Основни характеристики

Марс е малък, само една десета от масата на Земята и около половината от диаметъра.

В момента нейната ос на въртене е наклонена около 25º (тази на Земята е на 23,6º). Ето защо тя има сезони, но с различна продължителност от Земята, тъй като орбиталният й период е 1,88 години. Така марсианските сезони продължават около два пъти по-дълго от земните.

Този наклон не винаги е бил един и същ. Някои математически модели на орбитата предполагат, че в миналото тя може да е варирала значително, между 11 ° и 49 °, носейки значителни промени в климата.

Що се отнася до температурите, те варират между -140ºC и 21ºC. Донякъде е екстремно и тънката атмосфера допринася за това.

Поразителните полярни шапки на Марс са CO ₂, както и съдържанието на атмосферата. Атмосферното налягане е доста ниско, около една стотна от земното.

Фигура 2. Изображение на Марс през космическия телескоп Хъбъл, показващ една от полярните шапки. Източник: NASA / ESA, J. Bell (Cornell U.) и M. Wolff (Space Science Inst.) / Обществено достояние, чрез Wikimedia Commons.

Въпреки високото съдържание на CO ₂, парниковият ефект върху Марс е много по-слабо изразен, отколкото на Венера.

Напускайки повърхността, пясъчните бури са чести на Марс. Пътник не би намерил там течна вода или растителност, само скали и пясък.

Отличителният червеникав цвят се дължи на изобилните железни оксиди и въпреки че на Марс има вода, той се намира под земята, под полярните шапки.

Интересното е, че въпреки изобилието на желязо по повърхността, учените казват, че в интериора е оскъдно, тъй като средната плътност на Марс е най-ниската сред скалистите планети: едва 3 900 кг / м ³.

Тъй като желязото е най-разпространеният тежък елемент във Вселената, ниската плътност означава недостиг на желязо, особено като се има предвид липсата на собствено магнитно поле.

Обобщение на основните физически характеристики на планетата

-Маса: 6,39 х 10 ²³ кг

-Екваториален радиус: 3.4 x 10 ³ km

-Форма: леко сплескана.

-Средно разстояние до Слънцето: 228 милиона км.

- Наклон на орбитата: 1,85º по отношение на равнината на еклиптиката.

-Температура: -63 ºC, средна на повърхността.

-Гравитация: 3,7 m / s ²

-Собствено магнитно поле: Не.

-Атмосфера: тънка, предимно CO ₂.

-Гъстота: 3940 кг / м ³

-Сателити: 2

-Пръстени: няма.

Сравнение по размер Марс-Африка

Луните на Марс

Естествените спътници не са в изобилие на така наречените вътрешни планети, за разлика от външните планети, които ги номерират с десетката. Червената планета има две малки луни, наречени Фобос и Деймос, открити от Асаф Хол през 1877 година.

Имената на марсианските спътници произхождат от гръцката митология: Фобос - страх - бил син на Арес и Афродита, докато Деймос - терор - бил брат му близнак и заедно те придружили баща си на война.

Фигура 3. Деймос, малкият неправилен спътник на Марс. Белезникавите области са слоеве от реголит, минерален прах, подобен на този, който покрива лунната повърхност. Източник: Wikimedia Commons. НАСА / JPL-caltech / University of Arizona / Public domain.

Луните на Марс са много малки, много по-малки от нашата величествена Луна. Неправилната им форма кара човек да подозира, че те са астероиди, уловени от гравитацията на планетата, още повече, ако човек счита, че Марс е много близо до пояса на астероидите.

Средният диаметър на Фобос е само 28 км, докато този на Деймос е още по-малък: 12 км.

И двете са в синхронно въртене с Марс, което означава, че периодът на въртене около планетата е равен на периода на въртене около собствената му ос. Ето защо те винаги показват едно и също лице към Марс.

Освен това Фобос е много бърз, дотолкова, че се изкачва нагоре и надолу няколко пъти през марсианския ден, който трае почти същото като деня на Земята.

Орбитите на двата спътника са много близо до Марс и също нестабилни. Поради тази причина се спекулира, че в един момент те биха могли да се блъснат на повърхността, особено на бързия Фобос, само на 9377 км.

Фигура 4. Анимация с орбитите на Фобос и Деймос около Марс. Източник: Giphy

Движение за превод

Марс обикаля около Слънцето по елиптичен път, чийто период е равен на приблизително 1,9 земни години или 687 дни. Всички орбити на планетите следват законите на Кеплер и следователно са елиптични по форма, въпреки че някои са по-кръгли от други.

Това не е случаят с Марс, защото елипсата на неговата орбита е малко по-подчертана от тази на Земята или тази на Венера.

По този начин има моменти, когато Марс е много далеч от Слънцето, разстояние, наречено афелий, докато при други е много по-близо: перихелион. Това обстоятелство допринася и за това, че Марс има доста широк температурен диапазон.

В отдалеченото минало орбитата на Марс трябва да е била много по-кръгова, отколкото сега, но гравитационното взаимодействие с други тела в Слънчевата система произвежда промени.

Фигура 5. Орбити в сравнение между Марс и Земята. Източник: Wikimedia Commons. NASA / JPL-Caltech / MSSS / Public domain.

Данни за движение на Марс

Следните данни описват накратко движението на Марс:

-Меен радиус на орбитата: 2,28 х 10 ⁸ км

- Наклон на орбитата: 1,85º

-Ексцентричност: 0.093

- Средна орбитална скорост: 24.1 km / s

- Период на трансфер: 687 дни.

- Период на въртене: 24 часа, 37 минути.

- Соларен ден: 24 часа, 39 минути.

Кога и как да наблюдаваме Марс

Марс е лесно разпознаваем на нощното небе по червеникавия си цвят. Отличава се от звездите по това, че не мига или трепте, когато се види с просто око.

В мрежата има много информация за намиране на най-добрите времена за наблюдение на Марс, както и приложения за смартфони, които показват позицията му, независимо дали е видима или не на определено място.

Тъй като червената планета е извън орбитата на Земята, най-доброто време да я видите е, когато е в опозиция със Слънцето (вижте фигура 6). Планетите, чиято орбита е външна спрямо земната орбита, се наричат ​​висши планети и такива, които не са нисшите планети.

Фигура 6. Съединение и противопоставяне на превъзходна планета. Източник: Maran, S. Astronomy for Dummies.

Меркурий и Венера са долните планети, по-близо до Слънцето, отколкото самата Земя, докато по-високите планети са всички останали: Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.

Само по-високите планети имат противопоставяне и връзка със Слънцето, докато долните планети имат два типа съединение.

И така, когато Марс е в опозиция със Слънцето, гледано от Земята, това означава, че Земята стои между планетата и Слънчевия Цар. По този начин е възможно да се види по-голям и по-висок в небето, видим през цялата нощ, докато връзката прави наблюдението невъзможно. Това важи за всички по-високи планети.

Марс е в опозиция към Слънцето приблизително на всеки 26 месеца (2 години и 50 дни). Последната опозиция на Марс се състоя през юли 2018 г.; следователно се очаква да се появи отново през октомври 2020 г., когато Марс преминава през съзвездието Риби.

Фигура 7. Опозиции на Марс от 1995 до 2003 г. Планетата не винаги изглежда с еднакъв размер, нито винаги показва същото лице към Земята. Източник: Голи очи на планетата - НАСА / JPL / Изследване на слънчевата система - ESA-Hubble.

Марс през телескопа

За телескопа Марс прилича на розов диск. При добри метеорологични условия и в зависимост от оборудването можете да видите полярните шапки и някои сивкави региони, чийто вид варира в зависимост от марсианския сезон.

Планетата не винаги показва едно и също лице към Земята, нито изглежда със същия размер, както се вижда от мозайката от снимки, направени от космическия телескоп Хъбъл (виж фигура 7). Разликата се дължи на ексцентричността на марсианската орбита.

През 2003 г. Марс беше много близо до Земята, на 56 милиона километра, докато през 2020 г. очакваното разстояние е 62 милиона километра. Подходът от 2003 г. беше най-големият за 60 000 години.

Що се отнася до спътниците на Марс, те са твърде малки, за да се видят с просто око или с бинокъл. Необходим е телескоп с разумни размери и изчакване да се появи опозиция, за да ги различи.

Въпреки това яркостта на планетата не позволява да ги види, но има устройства, които крият Марс в целта на инструмента, засилвайки малките луни.

Ротационно движение на Марс

Ротационното движение на Марс е подобно по продължителност на това на Земята, а наклона на оста е открит от Уилям Хершел. Това кара Марс да изживява сезони точно като Земята, само по-дълго.

В северното полукълбо на Марс зимите са по-меки и настъпват, когато Слънцето е в перихелион, следователно те са по-малко студени и по-къси; от друга страна, лятото се среща в афелион и е по-хладно. В южното полукълбо се случва обратното; климатичните промени там са по-екстремни.

Въпреки това, наличието на въглероден диоксид причинява леко, но трайно повишаване на температурата на Марс, според данните, събрани от озвучителните мисии.

В горещо време част от натрупания в полярните капачки въглероден диоксид се изпарява под формата на гейзери и преминава в атмосферата. Но на противоположния полюс въглеродният диоксид замръзва и сгъстява капачката.

Фигура 8. Анимация, показваща цикъла на въглеродния диоксид в полярните ледени шапки на Марс. Източник: Wikimedia Commons.

Тъй като Марс няма собствено магнитно поле, което да го защитава, част от въглеродния диоксид се разпръсква в космоса. Космическата мисия на Марс Одисея записа този изключителен атмосферен цикъл.

композиция

Това, което се знае за състава на Марс, идва от спектрометрията, проведена от проучвателни сонди, както и от анализа на марсианските метеорити, които са успели да стигнат до Земята.

Според информацията, предоставена от тези източници, основните елементи на Марс са:

-Коксигенът и силицият са най-обилни в кора, заедно с желязо, магнезий, калций, алуминий и калий.

-Въглерод, кислород и азот в атмосферата.

- Други елементи бяха открити в по-малка степен: титан, хром, сяра, фосфор, манган, натрий, хлор и водород.

Значи елементите, открити на Марс, са същите като на Земята, но не в същото съотношение. Например, в мантията на Марс (вижте раздела за вътрешната структура по-долу) има много повече желязо, калий и фосфор, отколкото в земния им еквивалент.

От своя страна сярата присъства в ядрото и кора на Марс в по-голямо съотношение, отколкото на Земята.

Метан на Марс

Метанът е газ, който обикновено е продукт на разлагането на органична материя, поради което е известен и като "блатен газ".

Това е парников газ, но учените с нетърпение го търсят на Марс, защото това би било добър показател, че животът съществува или все още съществува на пустинната планета.

Видът живот учените се надяват да намерят не малки зелени мъже, а бактерии, например. За някои видове сухоземни бактерии е известно, че произвеждат метан като част от метаболизма си, а други го консумират.

Роувърът на НАСА Curiosity през 2019 г. извърши неочаквано високо четене на метан в марсианския кратер Гале.

Фигура 9. Любопитство, роботизираният роувър, който изследва характеристиките на Марс, стартиран от НАСА през 2012 г. Източник: НАСА чрез jpl.nasa.gov.

Въпреки това, не бързайте с заключения, тъй като метанът може да се получи и от химични реакции между вода и скали, тоест чисто химически и геоложки процеси.

Освен това измерванията не показват колко скоро е този метан; Въпреки това, ако на Марс имаше вода, както изглежда, всичко може да има и живот, а някои учени смятат, че все още има живот под вечна замръзване, вечно замръзналият слой почва в околополюсните райони.

Ако е вярно, може да се намерят микроби, които живеят там, поради което НАСА създаде роувър Curiosity, който има сред целите си търсене на живот. А също и ново превозно средство за роувър, което може да бъде пуснато през 2020 г., базирано на Curiosity и известно досега като Марс 2020.

Вътрешна структура

Марс е скалиста планета, както и Меркурий, Венера и Земята. Следователно той има диференцирана структура в:

- Нуклеус, с радиус около 1794 км, съставен от желязо, никел, сяра и може би кислород. Най-външната част може да бъде частично разтопена.

- Мантия, базирана на силикати.

- Кора с дебелина между 50 и 125 км, богата на базалти и железни оксиди.

Фигура 10. Сравнителни участъци на вътрешните планети плюс Луната. Източник: Wikimedia Commons

геология

Роувърите са роботизирани превозни средства, контролирани от Земята, благодарение на които има безценна информация за марсианската геология.

По принцип има два региона, разделени от огромна стъпка:

• Хайлендс на юг, с множество стари кратери.
• Гладки равнини на север, с много малко кратери.

Тъй като на Марс има данни за вулканизъм, астрономите смятат, че потоците от лава може да са заличили доказателства за кратери на север или че в отдалечено време там е имало голям океан с течна вода.

Изобилието от кратери се използва като критерий за установяване на три геоложки периода на Марс: Ноески, Хеспериан и Амазония.

Амазонският период е най-новият, характеризиращ се с по-малко кратери, но с интензивен вулканизъм. В Ноея обаче най-старият, необятният северен океан е можел да съществува.

Връх Олимп е най-големият вулкан, известен досега в цялата Слънчева система и се намира точно на Марс, близо до екватора. Доказателствата сочат, че той се е образувал през амазонския период, преди около 100 милиона години.

Освен кратери и вулкани, на Марс има и много каньони, дюни, лавови полета и стари сухи канали, през които може би е течала течна вода в древни времена.

Фигура 11. Марс, погълнат от прашна буря, изображения от Марския разузнавателен орбитър. Пясъчните бури с планетарни размери са чести на Марс, тъй като почвата е песъчлива и пустинна. Източник: NASA / JPL-Caltech / MSSS / Public domain.

Мисии до Марс

Марс е бил обект на множество космически мисии, някои от които са предназначени за орбита на планетата, а други да кацат на нейната повърхност. Благодарение на тях имате голямо количество изображения и данни, за да създадете доста точна картина.

Марина 4

Това беше четвъртата сонда от мисията Mariner, стартирана от НАСА през 1964 г. Чрез нея бяха получени първите снимки на повърхността на планетата. Той беше оборудван и с магнитометър и други инструменти, благодарение на които бе определено, че магнитното поле на Марс почти не съществува.

Съветски Марс

Това беше програма на бившия Съветски съюз, продължила от 1960 до 1973 г., чрез която са получени записи на марсианската атмосфера, подробности за йоносферата, информация за гравитацията, магнитното поле и многобройните изображения на повърхността на планетата.

викинг

Викингската програма на НАСА се състоеше от две сонди: VIking I и Viking II, предназначени да кацнат директно на планетата. Те са лансирани през 1975 г. с мисията да изучават геологията и геохимията на планетата, в допълнение към фотографиране на повърхността и търсене на признаци на живот.

Както Viking I, така и Viking II имаха сеизмографи на борда, но само Viking II успя да проведе успешни тестове, от които беше установено, че сеизмичната активност на Марс е много по-ниска от тази на Земята.

Що се отнася до метеорологичните тестове, беше разкрито, че атмосферата на Марс е съставена главно от въглероден диоксид.

пионер

Той е стартиран през 1996 г. от НАСА в рамките на Project Discovery. Той имаше роботизиран автомобил, построен с минимални разходи, с който бяха тествани нови дизайни за този клас превозни средства. Той също така успява да извърши множество геоложки проучвания на планетата и да придобие изображения от нея.

Mars Global Surveyor (MGS)

Това беше спътник, който беше в орбита на Марс от 1997 до 2006 г. Той имаше на борда лазерен висотомер, с който светлинни импулси бяха изпратени към планетата, които след това бяха отразени. С това беше възможно да се измери височината на географските характеристики, което заедно с изображенията, направени от сателитните камери, позволиха да се изгради подробна карта на повърхността на Марсиан.

Тази мисия донесе и доказателства за наличието на вода на Марс, скрита под полярните шапки. Данните сочат, че течната вода е течала по цялата планета в миналото.

Сондата не намери данни за динамо ефект, способен да създаде магнитно поле, подобно на това на Земята.

Марсова научна лаборатория

Тази роботизирана космическа сонда, по-известна като Curiosity, беше пусната през 2011 г. и достигна повърхността на Марс през август 2012 г. Това е изследователско превозно средство или роувър, чиято мисия е да изследва климата, геологията и възможните условия за бъдеща командирована мисия,

Марсова одисея

Тази сонда беше лансирана от НАСА през 2001 г., за да картографира повърхността на планетата и да проведе климатологични изследвания. Благодарение на техните данни бяха получени данни за цикъла на въглеродния диоксид, описан по-горе. Камерите на Марс Одисея изпратиха обратно изображения на южната полярна шапка, показващи тъмните белези от изпаряването на съединението.

Mars Express

Това е мисия на Европейската космическа агенция, стартирана през 2003 г. и досега тя е активна. Целите му са да изследва климата, геологията, структурата, атмосферата и геохимията на Марс, по-специално миналото и настоящото съществуване на водата на планетата.

Марсове за проучване на Марс

Роботизираните роувъри Spirit and Opportunity бяха пуснати от НАСА през 2004 г. за кацане на места, където има подозрения за вода или е възможно да съществува. По принцип това ще бъде мисия от само 90 дни, но превозните средства останаха в експлоатация по-дълго от очакваното.

Възможността спря да се излъчва през 2018 г. по време на глобална пясъчна буря, но сред най-известните резултати е откриването на повече доказателства за водата на Марс и че планетата в някакъв момент е имала идеални условия за приемане на живот.

Марски разузнавателен орбитър

Този спътник е изстрелян през 2005 г. и все още работи в орбитата на планетата. Нейната мисия е да изследва водата на Марс и дали тя е съществувала достатъчно дълго, за да може животът да се развива на планетата.

Препратки

1. Фройдендрих, В. Как работи Марс. Възстановени от: science.howstuffworks.com.
2. Холар, С. Слънчевата система. Вътрешните планети. Британско образователно издателство.
3. Маран, С. Астрономия за манекени.
4. POT. Преглед на мисията на Орбитъра за разузнаване на Марс. Възстановени от: mars.nasa.gov.
5. Пауъл, М. Планетите с голи очи в нощното небе (и как да ги идентифицираме). Възстановени от: nudeeyeplanets.com.
6. Семена, М. 2011. Слънчевата система. Седмо издание. Учене в Cengage.
7. Strickland, A. Роувърът Curiosity открива най-високите нива на метан на Марс. Възстановени от: cnnespanol.cnn.com.
8. Wikipedia. Климатът на Марс. Възстановено от: es.wikipedia.org.
9. Wikipedia. Състав на Марс. Възстановено от: es.wikipedia.org.
10. Wikipedia. Любопитството. Възстановено от: es.wikipedia.org.
11. Wikipedia. Марс (планета). Възстановено от: en.wikipedia.org.
12. Wikipedia. Марс (планета). Възстановено от: es.wikipedia.org.