Mars | ||||
---|---|---|---|---|
Planeetta | ||||
| ||||
Muut nimet | Punainen planeetta | |||
Orbitaaliset ominaisuudet | ||||
Perihelion |
2,06655⋅10 8 km [1] [2] 1,381 AU [yksi] |
|||
Aphelion |
2,49232⋅10 8 km [1] [2] 1,666 AU [yksi] |
|||
Pääakseli ( a ) |
2,2794382⋅10 8 km [1] [2] 1,523662 AU [1] 1 524 Maa [1] |
|||
Orbitaalin epäkeskisyys ( e ) | 0,0933941 [1] [2] | |||
sideerinen ajanjakso |
(vuoden pituus) 686,98 Maan päivää 1,8808476 Maan vuotta [1] [2] |
|||
Synodinen kiertoaika | 779,94 Maan päivää [2] | |||
Kiertonopeus ( v ) |
24,13 km/s (keskiarvo) [2] 24,077 km/s [1] |
|||
Kaltevuus ( i ) |
1,85061° (suhteessa ekliptiikan tasoon) [2] |
|||
Nouseva solmupituusaste ( Ω ) | 49,57854° | |||
Periapsis - argumentti ( ω ) | 286,46230° | |||
Kenen satelliitti | aurinko | |||
satelliitteja | 2 | |||
fyysiset ominaisuudet | ||||
polaarinen supistuminen | 0,00589 (1,76 Earth) | |||
Päiväntasaajan säde |
3396,2 ± 0,1 km [3] [4] 0,532 Maa |
|||
Napainen säde |
3376,2 ± 0,1 km [3] [4] 0,531 Maa |
|||
Keskisäde |
3389,5 ± 0,2 km [1] [2] [3] 0,532 Maa |
|||
Pinta-ala ( S ) |
1,4437⋅10 8 km² [1] 0,283 Maa |
|||
Volyymi ( V ) |
1,6318⋅10 11 km³ [1] [2] 0,151 Maa |
|||
Massa ( m ) |
6,4171⋅10 23 kg [5] 0,107 Maa |
|||
Keskimääräinen tiheys ( ρ ) |
3,933 g/cm³ [1] [2] 0,714 Maa |
|||
Painovoiman kiihtyvyys päiväntasaajalla ( g ) |
3,711 m/s² 0,378 g [1] |
|||
Ensimmäinen pakonopeus ( v 1 ) |
3,55 km/s 0,45 Maa |
|||
Toinen pakonopeus ( v 2 ) |
5,03 km/s 0,45 Maa [1] [2] |
|||
Päiväntasaajan pyörimisnopeus | 868,22 km/h | |||
Kiertojakso ( T ) |
24 tuntia 37 minuuttia 22,663 sekuntia [1] ( 24,6229 tuntia ) on sidereaalinen kiertojakso, 24 tuntia 39 minuuttia 35,244 sekuntia ( 24,6597 tuntia ) on keskimääräisen aurinkopäivän kesto [6] . |
|||
Akselin kallistus | 25.1919° [6] | |||
Oikea nousu pohjoisnapa ( α ) | 317,681° [2] | |||
Pohjoisnavan deklinaatio ( δ ) | 52,887° [2] | |||
Albedo |
0,250 ( Bond ) [2] 0,150 ( geom. albedo ) 0,170 [2] |
|||
Näennäinen suuruus | −2,94 ja 1,86 [8] | |||
Lämpötila | ||||
Pinnalla | -153 °C - +35 °C [7] | |||
|
||||
kaikkialla planeetalla |
|
|||
Tunnelma [2] | ||||
Ilmakehän paine |
0,4–0,87 kPa (4⋅10 −3 -8,7⋅10 −3 atm ) |
|||
Yhdiste: 95,32 % hiilidioksidia 2,7 % typpeä |
||||
Mediatiedostot Wikimedia Commonsissa | ||||
Tietoja Wikidatasta ? |
Mars on neljänneksi suurin planeetta Auringosta ja seitsemänneksi suurin planeetta aurinkokunnassa ; planeetan massa on 10,7 % Maan massasta . Nimetty Marsin mukaan - muinaisen roomalaisen sodanjumalan mukaan, joka vastaa antiikin kreikkalaista Aresta . Marsia kutsutaan myös "punaiseksi planeettaksi" pinnan punertavan sävyn vuoksi, jonka sille antaa maghemiitti - γ - rauta(III)oksidi .
Mars on maanpäällinen planeetta , jonka ilmakehä on harvinainen (paine pinnalla on 160 kertaa pienempi kuin maan paine). Marsin pinnan kohokuvion piirteitä voidaan pitää kuun kaltaisina törmäyskraattereina sekä maan kaltaisina tulivuorina , laaksoina , aavikoina ja napajääpeitteinä .
Marsilla on kaksi luonnollista satelliittia - Phobos ja Deimos (käännettynä muinaisesta kreikasta - " pelko " ja " kauhu ", Aresin kahden pojan nimet , jotka seurasivat häntä taistelussa), jotka ovat suhteellisen pieniä (Phobos - 26,8 × 22,4 × 18,4 km , Deimos - 15 × 12,2 × 10,4 km ) [9] [10] ja niillä on epäsäännöllinen muoto.
Vuodesta 1962 lähtien Marsin suoraa tutkimusta AMS :n avulla on suoritettu Neuvostoliitossa (ohjelmat " Mars ", " Phobos ") ja Yhdysvalloissa (ohjelmat " Mariner ", " Viking ", " Mars Global Surveyor " ja muut). sekä Euroopan avaruusjärjestö ( Mars Express ), Intia ( Mangalyan - ohjelma) ja Kiina ( Tianwen-1 , Zhurong ). Mars on tähän mennessä aurinkokunnan laajimmin tutkittu planeetta Maan jälkeen.
Mars on neljänneksi kauimpana Auringosta ( Merkuruksen , Venuksen ja Maan jälkeen ) ja seitsemänneksi suurin (ylittää vain Merkuriuksen massaltaan ja halkaisijaltaan ) aurinkokunnan planeetta [11] . Marsin massa on 0,107 Maan massasta, tilavuus on 0,151 Maan tilavuudesta ja keskimääräinen lineaarinen halkaisija on 0,53 Maan halkaisijasta [10] .
Marsin kohokuviossa on monia ainutlaatuisia piirteitä. Marsin sammunut tulivuori Mount Olympus on korkein tunnettu vuori aurinkokunnan planeetoilla [12] (aurinkokunnan korkein tunnettu vuori on asteroidilla Vesta [13] ), ja Mariner Valley on suurin tunnettu kanjoni planeetat (aurinkokunnan suurin kanjoni) järjestelmä löydettiin Pluto- Charon -satelliitista [14] ). Lisäksi planeetan eteläisen ja pohjoisen pallonpuoliskon kohokuvio on radikaalisti erilainen; on olemassa hypoteesi, jonka mukaan Suuri pohjoinen tasango , joka kattaa 40 % planeetan pinnasta, on törmäyskraatteri ; tässä tapauksessa se osoittautuu aurinkokunnan suurimmaksi tunnetuksi törmäyskraatteriksi [15] [16] [17] .
Marsilla on samanlainen kiertoaika ja vuodenajat kuin Maan, mutta sen ilmasto on paljon kylmempää ja kuivempaa kuin Maan.
Ennen kuin automaattinen planeettojenvälinen asema " Mariner-4 " lensi Marsiin vuonna 1965, monet tutkijat uskoivat, että sen pinnalla oli nestemäisessä tilassa vettä. Tämä mielipide perustui havaintoihin säännöllisistä muutoksista vaaleilla ja tummilla alueilla, erityisesti polaarisilla leveysasteilla, jotka olivat samanlaisia kuin mantereilla ja merillä. Jotkut tarkkailijat ovat tulkinneet Marsin pinnalla olevat tummat pitkät viivat nestemäisen veden kastelukanaviksi. Suurin osa näistä tummista viivoista osoittautui myöhemmin optiseksi illuusioksi [18] .
päivämäärä | Dist., a.e. |
Etäisyys, miljoonia km |
---|---|---|
19. syyskuuta 1830 | 0,388 | 58.04 |
18. elokuuta 1845 | 0,373 | 55,80 |
17. heinäkuuta 1860 | 0,393 | 58,79 |
5. syyskuuta 1877 | 0,377 | 56.40 |
4. elokuuta 1892 | 0,378 | 56,55 |
24. syyskuuta 1909 | 0,392 | 58,64 |
23. elokuuta 1924 | 0,373 | 55,80 |
23. heinäkuuta 1939 | 0,390 | 58.34 |
10. syyskuuta 1956 | 0,379 | 56,70 |
10. elokuuta 1971 | 0,378 | 56,55 |
22. syyskuuta 1988 | 0,394 | 58,94 |
28. elokuuta 2003 | 0,373 | 55,80 |
27. heinäkuuta 2018 | 0,386 | 57,74 |
15. syyskuuta 2035 | 0,382 | 57.15 |
14. elokuuta 2050 | 0,374 | 55,95 |
Itse asiassa alhaisen paineen vuoksi vettä (ilman jäätymispistettä alentavia epäpuhtauksia) ei voi esiintyä nestemäisessä tilassa suurimmalla osalla (noin 70 %) Marsin pinnasta [19] . NASAn Phoenix - avaruusalus [20] [21] on havainnut Marsin maaperästä jäämäistä vettä . Samaan aikaan Spirit- ja Opportunity -kuljettajien keräämät geologiset tiedot viittaavat siihen, että kaukaisessa menneisyydessä vesi peitti merkittävän osan Marsin pinnasta. Viimeisen vuosikymmenen aikana tehdyt havainnot ovat mahdollistaneet heikon geysirien toiminnan havaitsemisen joissain paikoissa Marsin pinnalla [22] . Mars Global Surveyor -avaruusaluksen havaintojen mukaan osa Marsin etelänapakorista on vähitellen väistymässä [23] .
Vuodelle 2021 Marsin kiertoradalla sijaitsevalla kiertoradalla on kahdeksan toimivaa avaruusalusta : Mars Odyssey , Mars Express , Mars Reconnaissance Orbiter , MAVEN , Mars Orbiter Mission , ExoMars Trace Gas Orbiter , Al-Amal ja Kiinan mission "kiertorata" Tianwen-1 ". Tämä on enemmän kuin mikään muu planeetta Maata lukuun ottamatta. Marsin pintaa tutkivat kolme kulkuria - Curiosity , Perseverance ja Zhuzhong . Lisäksi InSight -lentokone toimii pinnalla sekä useita passiivisia laskeutujia ja roverija, jotka ovat saaneet päätökseen tutkimuksen.
Mars on selvästi näkyvissä Maasta paljaalla silmällä. Sen näennäinen tähtien magnitudi on −2,91 m (lähimmällä lähestymisellä Maata). Mars on kirkkaudeltaan huonompi kuin Jupiter ( Marsin suuren opposition aikana se voi ylittää Jupiterin), Venuksen , kuun ja auringon. Marsin oppositiota voidaan havaita kahden vuoden välein. Mars oli viimeksi oppositiossa 14.10.2020. Tämä oppositio on yksi Marsin suurimmista oppositioista. Se oli 0,386 AU:n etäisyydellä. maasta [24] . Yleensä suuren opposition aikana (eli kun oppositio osuu maan kanssa ja Mars ohittaa kiertoradansa perihelin ) oranssi Mars on kirkkain kohde maan yötaivaalla Kuun jälkeen (lukuun ottamatta Venusta, joka on silloinkin kirkkaampi kuin se, mutta näkyy aamulla ja illalla), mutta tämä tapahtuu vain kerran 15-17 vuodessa yhden tai kahden viikon ajan.
Pienin etäisyys Marsista Maahan on 55,76 miljoonaa kilometriä [25] (kun maa on täsmälleen Auringon ja Marsin välissä), enimmäisetäisyys on 401 miljoonaa kilometriä (kun Aurinko on täsmälleen Maan ja Marsin välissä).
Keskimääräinen etäisyys Marsista Aurinkoon on 228 miljoonaa kilometriä ( 1,52 AU ), kierrosaika Auringon ympäri on 687 Maan päivää [2] . Marsin kiertoradalla on melko huomattava epäkeskisyys (0,0934), joten etäisyys Auringosta vaihtelee välillä 206,6 - 249,2 miljoonaa kilometriä. Marsin kiertoradan kaltevuus ekliptiikan tasoon on 1,85° [2] .
Mars on lähimpänä Maata opposition aikana , kun planeetta on taivaalla vastakkaisessa suunnassa Auringosta. Oppositiot toistuvat 26 kuukauden välein Marsin ja Maan kiertoradan eri kohdissa. Kerran 15-17 vuodessa oppositio tapahtuu aikana, jolloin Mars on lähellä periheliooni ; näissä perinteisesti suuriksi vastakohdissa etäisyys planeettaan on minimaalinen (alle 60 miljoonaa km ), ja Mars saavuttaa suurimman kulmakoonsa 25,1″ ja kirkkauden −2,88 m [26] .
Lineaarisesti mitattuna Mars on lähes puolet Maan koosta . Sen keskimääräinen päiväntasaajan säde on arviolta 3396,9 ± 0,4 km [27] tai 3396,2 ± 0,1 km [2] [3] [28] ( 53,2 % Maan säteestä). Marsin keskimääräiseksi napasäteeksi arvioidaan 3374,9 km [27] tai 3376,2 ± 0,1 km [2] [3] ; navan säde pohjoisnavalla on 3376,2 km ja etelänavalla 3382,6 km [29] .
Näin ollen napainen säde on noin 20–21 km [30] pienempi kuin päiväntasaajan säde, ja Marsin suhteellinen polaarisuus f = (1 − Rp / Re ) on suurempi kuin Maan (vastaavasti 1/170 ja 1/298 ). ) , vaikka maapallon pyörimisjakso on hieman pienempi kuin Mars; tämä mahdollisti aiemmin oletuksen tekemisen Marsin pyörimisnopeuden muutoksesta ajan myötä [31] .
Marsin pinta-ala on 144 miljoonaa neliökilometriä [27] [29] (28,3 % maan pinta-alasta) ja se on suunnilleen yhtä suuri kuin maapallon pinta-ala [32] . Planeetan massa on 6,417⋅10 23 [29] -6,418⋅10 23 [30] kg, tarkemmat arvot: 6,4171⋅10 23 kg [2] [5] eli 6,4169 ± 0,0006 ⋅10 28] 3 kg . Marsin massa on noin 10,7 % Maan massasta [2] . Marsin keskimääräinen tiheys on 3930 [29] [30] -3933 [2] kg/m³, tarkempi arvo: 3933,5 ± 0,4 kg/m³ [27] tai 3934,0 ± 0,8 kg/m³ [28] (0,713 Maan tiheys ). [2] ).
Vapaan pudotuksen kiihtyvyys päiväntasaajalla on 3,711 m/s² [27] (0,378 Maan), mikä on lähes sama kuin Merkurius-planeetalla, joka on lähes puolet Marsin koosta, mutta jolla on massiivinen ydin ja suurempi tiheys; ensimmäinen pakonopeus on 3,6 km/s [30] , toinen 5,027 km/s [27] .
Painovoima lähellä Marsin pintaa on 39,4 % maan voimasta (2,5 kertaa heikompi). Koska ei tiedetä, riittääkö tällainen painovoima pitkäaikaisten terveysongelmien välttämiseen, henkilön pitkäaikaista oleskelua varten Marsissa harkitaan vaihtoehtoja keinotekoisen painovoiman luomiseksi käyttämällä painopukuja tai sentrifugeja , jotka kuormittavat samanlaisen kuorman. luuranko kuin maan päällä [33] .
Planeetan kiertoaika on lähellä Maan pyörimisaikaa - 24 tuntia 37 minuuttia 22,7 sekuntia (suhteessa tähtiin), Marsin aurinkopäivän keskimääräinen pituus on 24 tuntia 39 minuuttia 35,24409 sekuntia , mikä on vain 2,7 % pidempi kuin Maan vuorokausi. Mukavuussyistä Marsin päivää kutsutaan "solsiksi". Marsin vuosi on 668,59 sollia, mikä on 686,98 Maan päivää [34] [35] [36] .
Mars pyörii akselinsa ympäri, joka on kalteva suhteessa kohtisuoraan kiertoradan tasoon nähden 25,19°:n kulmassa [2] . Marsin pyörimisakselin kallistus on samanlainen kuin Maan ja tarjoaa vuodenaikojen vaihtelun . Samaan aikaan kiertoradan eksentrisyys johtaa suuriin eroihin niiden kestossa - esimerkiksi pohjoinen kevät ja kesä yhdessä viimeisenä 371 solkia, eli huomattavasti yli puolet Marsin vuodesta. Samalla ne putoavat Marsin kiertoradan sille osalle, joka on kauimpana Auringosta. Siksi Marsissa pohjoiset kesät ovat pitkiä ja viileitä, kun taas eteläiset kesät ovat lyhyitä ja suhteellisen lämpimiä.
Lämpötila planeetalla vaihtelee -153 °C :sta napojen talvella [37] +20 °C:een [ 37] [38] päiväntasaajalla kesällä ( Spirit-mönkijän rekisteröimä ilmakehän maksimilämpötila oli +35 °C [39] ), keskilämpötila on noin 210 K ( -63 °C ) [1] . Keskimmäisillä leveysasteilla lämpötila vaihtelee talviyönä -50 °C :sta kesäpäivän 0 °C:seen , vuoden keskilämpötila on -50 °C [37] .
Marsin ilmakehä , joka koostuu pääasiassa hiilidioksidista , on hyvin ohut. Paine Marsin pinnalla on 160 kertaa pienempi kuin maan - 6,1 mbar keskimääräisellä pinnan tasolla. Marsin suuresta korkeuserosta johtuen paine pinnan lähellä vaihtelee suuresti. Ilmakehän paksuus on noin 110 km .
NASAn (2004) mukaan Marsin ilmakehä koostuu 95,32 % hiilidioksidista ; se sisältää myös 2,7 % typpeä , 1,6 % argonia , 0,145 % happea , 210 ppm vesihöyryä , 0,08 % hiilimonoksidia , typpioksidia (NO) - 100 ppm , neonia (Ne) - 2,5 ppm , vety-hevyuute -vettä happi (HDO) 0,85 ppm , krypton (Kr) 0,3 ppm , ksenon (Xe) - 0,08 ppm [2] (koostumus on annettu tilavuusosuuksina).
Vikingin laskeutumisajoneuvon (1976) mukaan Marsin ilmakehästä määritettiin noin 1–2 % argonia, 2–3 % typpeä ja 95 % hiilidioksidia [40] . AMS:n " Mars-2 " ja " Mars-3 " tietojen mukaan ionosfäärin alaraja on 80 km :n korkeudella , maksimielektronitiheys 1,7⋅105 elektronia / cm³ sijaitsee korkeudella 138 km , kaksi muuta maksimia ovat 85 ja 107 km :n korkeuksissa [41] .
Mars-4 AMS :n 10. helmikuuta 1974 suorittama ilmakehän radioläpinäkyvyys radioaalloilla 8 ja 32 cm osoitti Marsin yöionosfäärin läsnäolon pääionisaatiomaksimin ollessa 110 km : n korkeudessa. elektronitiheys 4,6⋅10 3 elektronia/cm³ sekä toissijaiset maksimit 65 ja 185 km :n korkeuksissa [41] .
Marsin ilmakehän harvinaisuus ja magnetosfäärin puuttuminen ovat syynä siihen, että ionisoivan säteilyn taso Marsin pinnalla on huomattavasti korkeampi kuin Maan pinnalla. Vastaava annosnopeus Marsin pinnalla on keskimäärin 0,7 mSv /vrk (muuttuu auringon aktiivisuudesta ja ilmanpaineesta riippuen 0,35-1,15 mSv/vrk ) [42] ja johtuu pääasiassa kosmisesta säteilystä ; Vertailun vuoksi todettakoon, että maapallolla keskimäärin vuodessa kertynyt efektiivinen annos luonnollisista lähteistä on 2,4 mSv , josta 0,4 mSv kosmisista säteistä [43] . Siten yhden tai kahden päivän kuluttua Marsin pinnalla oleva astronautti saa saman ekvivalentin säteilyannoksen, jonka hän saisi Maan pinnalla vuodessa.
NASAn vuoden 2004 tietojen mukaan ilmanpaine keskisäteellä on keskimäärin 636 Pa ( 6,36 mbar ) , joka vaihtelee 400-870 Pa vuodenajasta riippuen . Ilmakehän tiheys pinnalla on noin 0,020 kg/m³ , Marsin ilmakehän kokonaismassa noin 2,5⋅10 16 kg [2] (vertailun vuoksi: Maan ilmakehän massa on 5,2⋅10 18 kg ).
Toisin kuin Maan, Marsin ilmakehän massa vaihtelee suuresti ympäri vuoden hiilidioksidia sisältävien napakansien sulamisen ja jäätymisen vuoksi . Talvella 20-30 % koko ilmakehästä on jäässä hiilidioksidista koostuvan napakannen päällä [44] . Kausipaineen laskut ovat eri lähteiden mukaan seuraavat:
Hellas - alue on niin syvä, että ilmanpaine saavuttaa noin 12,4 mbar [19] , mikä on veden kolmoispisteen yläpuolella (noin 6,1 mbar ) [47] , mikä tarkoittaa, että vesi voi teoriassa olla siellä nestemäisessä tilassa. Tässä paineessa nestemäisen veden lämpötila-alue on kuitenkin hyvin kapea, se jäätyy +0 °C:ssa ja kiehuu +10 °C:ssa [19] . Hellaksen lisäksi Marsissa on neljä muuta aluetta, joissa ilmanpaine nousee veden kolmoispisteen yläpuolelle.
Marsin korkeimman vuoren, 27 kilometriä korkean Olympus -vuoren huipulla ilmanpaine voi vaihdella välillä 0,5-1 mbar , mikä on melkein sama kuin tekninen tyhjiö [47] .
Tarina1930-luvulta lähtien on yritetty määrittää Marsin ilmakehän painetta valokuvafotometrialla kirkkauden jakautumisesta levyn halkaisijaa pitkin eri valoaaltoalueilla. Tätä tarkoitusta varten ranskalaiset tiedemiehet B. Lyot ja O. Dollfus tekivät havaintoja Marsin ilmakehän hajottaman valon polarisaatiosta. Yhdysvaltalainen tähtitieteilijä J. de Vaucouleurs julkaisi optisten havaintojen yhteenvedon vuonna 1951, ja ne saivat 85 mbarin paineen , joka yliarvioitiin lähes 15-kertaisesti , koska Marsin ilmakehään suspendoituneen pölyn aiheuttamaa valon sirontaa ei otettu huomioon. tilille erikseen. Pölyvaikutuksen on katsottu johtuvan kaasumaisesta ilmakehästä [48] .
Ennen laskeutumista Marsin pinnalle, laskeutumismoduulit, Marsin ilmakehän paine mitattiin vaimentamalla radiosignaaleja AMS " Mariner-4 ", " Mariner-6 ", " Mariner-7 " ja " Mariner-9 " . kun he tulivat Marsin kiekkoon ja poistuivat Marsin kiekon takia - 6,5 ± 2,0 mbar keskimääräisellä pintatasolla, mikä on 160 kertaa vähemmän kuin maan pinnalla; saman tuloksen osoittivat Mars-3 AMS :n spektrihavainnot . Samaan aikaan keskitason alapuolella sijaitsevilla alueilla (esimerkiksi Marsin Amazoniassa) paine saavuttaa näiden mittausten mukaan 12 mbar [49] .
Mars-6 AMS -luotaimen laskeutumispaikalla Eritrean meren alueella mitattiin 6,1 mbar :n pintapaine , jota pidettiin tuolloin planeetan keskipaineena ja tältä tasolta sovittiin. laskea Marsin korkeuksia ja syvyyksiä. Tämän laitteen laskeutumisen aikana saatujen tietojen mukaan tropopaussi sijaitsee noin 30 km :n korkeudessa , jossa ilmakehän tiheys on 5⋅10 −7 g/cm³ (kuten maan päällä 57 km :n korkeudessa) ) [50] .
Ilmasto, kuten maan päällä, on vuodenaikojen mukainen. Marsin kaltevuuskulma kiertoradan tasoon on lähes yhtä suuri kuin Maan ja on 25,1919° [6] ; vastaavasti Marsissa, samoin kuin maan päällä, tapahtuu vuodenaikojen vaihtelua. Marsin ilmastolle on ominaista myös se, että Marsin kiertoradan eksentrisyys on paljon suurempi kuin maan, ja myös etäisyys Auringosta vaikuttaa ilmastoon . Marsin periheli kulkee talven huipun aikana pohjoisella pallonpuoliskolla ja kesän aikana eteläisellä pallonpuoliskolla, aphelion - talven huipun aikana eteläisellä pallonpuoliskolla ja vastaavasti kesän aikana pohjoisella. Tämän seurauksena pohjoisen ja eteläisen pallonpuoliskon ilmasto on erilainen. Pohjoiselle pallonpuoliskolle on ominaista leudommat talvet ja viileämmät kesät; eteläisellä pallonpuoliskolla talvet ovat kylmempiä ja kesät kuumempia [51] . Kylmänä vuodenaikana pintaan voi muodostua kevyttä huurretta jopa napakansien ulkopuolella . Laite " Phoenix " tallensi lumisateen, mutta lumihiutaleet haihtuivat ennen kuin ne pääsivät pintaan [52] .
NASAn (2004) mukaan keskilämpötila on ~210 K (−63 °C). Viking-laskeutujien mukaan vuorokausilämpötila on 184 K - 242 K (-89 - -31 °C) (" Viking-1 ") ja tuulen nopeus on 2-7 m/s (kesällä), 5-10 m/s (syksy), 17-30 m/s (pölymyrsky) [2] .
Laskeutumisluotaimen " Mars-6 " mukaan Marsin troposfäärin keskilämpötila on 228 K , troposfäärissä lämpötila laskee keskimäärin 2,5 astetta kilometriä kohden ja tropopaussin yläpuolella sijaitseva stratosfääri ( 30 km ) on lähes vakiolämpötila 144 K [50] .
Carl Sagan -keskuksen tutkijat vuosina 2007-2008 tulivat siihen tulokseen, että Marsissa on viime vuosikymmeninä ollut lämpenemisprosessi. NASAn asiantuntijat vahvistivat tämän hypoteesin planeetan eri osien albedon muutosten analyysin perusteella . Muut asiantuntijat uskovat, että on liian aikaista tehdä tällaisia johtopäätöksiä [53] [54] . Toukokuussa 2016 tutkijat Southwestern Research Institutesta Boulderissa, Coloradossa, julkaisivat artikkelin Science -lehdessä , jossa he esittivät uusia todisteita jatkuvasta ilmaston lämpenemisestä (perustuu Mars Reconnaissance Orbiterin tietojen analyysiin ). Heidän mielestään tämä prosessi on pitkä ja jatkunut, ehkä jo 370 tuhatta vuotta [55] .
On ehdotuksia, että aiemmin ilmakehä olisi voinut olla tiheämpi ja ilmasto lämmin ja kostea, ja nestemäistä vettä oli Marsin pinnalla ja satoi [56] [57] . Tämän hypoteesin todisteena on meteoriitin ALH 84001 analyysi , joka osoitti, että noin 4 miljardia vuotta sitten Marsin lämpötila oli 18 ± 4 °C [58] .
Marsin ilmakehän yleisen kierron pääpiirre on hiilidioksidin faasimuutokset napakorkeissa, mikä johtaa merkittäviin meridionaalisiin virtauksiin. Marsin ilmakehän yleisen kierron numeerinen mallinnus [59] osoittaa merkittävän vuotuisen paineen vaihtelun kahdella minimillä juuri ennen päiväntasausta, minkä vahvistavat myös Viking-ohjelman havainnot . Painetietojen analyysi [60] paljasti vuosi- ja puolivuotisjaksot. On mielenkiintoista, että maapallon tapaan tuulen vyöhykkeen nopeuden puolivuosittaisten värähtelyjen maksimi osuu yhteen päiväntasausten kanssa [61] . Numeerinen mallinnus [59] paljastaa myös merkittävän indeksisyklin , jonka ajanjakso on 4–6 päivää päivänseisauksen aikana. Viking löysi Marsin indeksisyklin samankaltaisuuden muiden planeettojen ilmakehän samankaltaisten vaihteluiden kanssa.
Napakansien jousisulaminen johtaa ilmanpaineen voimakkaaseen nousuun ja suurten kaasumassojen liikkumiseen vastakkaiselle pallonpuoliskolle. Samaan aikaan puhaltavien tuulten nopeus on 10-40 m/s , joskus jopa 100 m/s . Tuuli kerää pinnalta suuria määriä pölyä, mikä aiheuttaa pölymyrskyjä . Voimakkaat pölymyrskyt peittävät planeetan pinnan lähes kokonaan. Pölymyrskyillä on huomattava vaikutus lämpötilan jakautumiseen Marsin ilmakehässä [62] .
Syyskuun 22. päivänä 1971 alkoi suuri pölymyrsky Noachisin kirkkaalla alueella eteläisellä pallonpuoliskolla. Syyskuun 29. päivään mennessä se peitti kaksisataa pituusastetta Ausoniasta Thaumasiaan ja sulki 30. syyskuuta etelänapapiirin. Myrsky jatkui joulukuuhun 1971 saakka, jolloin Neuvostoliiton Mars-2- ja Mars-3- asemat saapuivat Marsin kiertoradalle . "Mars" ampui pintaa, muttapöly peitti helpotuksen kokonaan - edes 26 km kohoava Olympus-vuori ei ollut näkyvissä . Yhdessä kuvaussessiossa otettiin valokuva Marsin täydestä kiekosta, jossa oli selkeästi rajattu ohut kerros Marsin pilviä pölyn yläpuolella. Näiden tutkimusten aikana joulukuussa 1971 pölymyrsky potkaisi ilmakehään niin paljon pölyä, että planeetta näytti pilviseltä punertavalta levyltä. Vasta noin 10. tammikuuta 1972 pölymyrsky lakkasi ja Mars otti normaalimuotonsa [63] .
1970-luvulta lähtien Viking-ohjelma , Spirit Rover ja muut ajoneuvot ovat tallentaneet lukuisia pölypyörteitä . Nämä ovat kaasupyörteitä, jotka tapahtuvat lähellä planeetan pintaa ja nostavat suuren määrän hiekkaa ja pölyä. Pyörteitä havaitaan usein maapallolla (englanninkielisissä maissa niitä kutsutaan "pölydemoneiksi" - englantilainen pölypaholainen ), mutta Marsissa ne voivat olla paljon suurempia: 10 kertaa korkeampia ja 50 kertaa leveämpiä kuin maapallo. Maaliskuussa 2005 tällainen pyörre puhdisti Spirit-mönkijän aurinkopaneelit [64] [65] .
Kaksi kolmasosaa Marsin pinnasta on vaaleilla alueilla, joita kutsutaan mantereiksi , ja noin kolmanneksen - pimeillä alueilla, joita kutsutaan meriksi (katso luettelo Marsin albedon yksityiskohdista ). Meret ovat keskittyneet pääasiassa planeetan eteläiselle pallonpuoliskolle 10–40 leveysasteen välille . Pohjoisella pallonpuoliskolla on vain kaksi suurta merta - Acidalia ja Great Sirte .
Pimeiden alueiden luonne on edelleen kiistanalainen aihe. Ne jatkuvat huolimatta Marsissa riehuvista pölymyrskyistä . Aikoinaan tämä oli argumentti sen oletuksen puolesta, että pimeät alueet ovat kasvillisuuden peitossa . Nyt uskotaan, että nämä ovat vain alueita, joista helpotuksensa ansiosta pöly puhalletaan helposti ulos. Laajamittainen kuvat osoittavat, että tummat alueet koostuvat itse asiassa ryhmistä tummia juovia ja laikkuja, jotka liittyvät kraattereihin, kukkuloihin ja muihin tuulten tiellä oleviin esteisiin. Kausiluonteiset ja pitkäaikaiset muutokset niiden koossa ja muodossa liittyvät ilmeisesti valon ja pimeän aineen peittämien pinta-alojen suhteen muutokseen.
Marsin pallonpuoliskot ovat pinnan luonteeltaan melko erilaisia. Eteläisellä pallonpuoliskolla pinta on 1-2 km keskitason yläpuolella ja se on tiheästi täynnä kraattereita . Tämä Marsin osa muistuttaa kuun mantereita. Pohjoisessa suurin osa pinta-alasta on keskitason alapuolella, kraattereita on vähän ja suurin osa on suhteellisen tasaisia tasankoja , jotka ovat todennäköisesti muodostuneet laavatulvista ja eroosiosta . Tämä puolipallojen välinen ero on edelleen keskustelunaihe. Puolipallojen välinen raja seuraa suunnilleen suurta ympyrää, joka on kalteva 30° päiväntasaajaan nähden. Raja on leveä ja epäsäännöllinen ja muodostaa rinteen pohjoiseen. Sitä pitkin on Marsin pinnan eroottisimpia alueita.
Kaksi vaihtoehtoista hypoteesia on esitetty selittämään pallonpuoliskojen epäsymmetriaa. Yhden heistä varhaisessa geologisessa vaiheessa litosfäärilevyt "yhtyvät" (ehkä vahingossa) yhdeksi pallonpuoliskoksi, kuten Pangean mantereella maan päällä, ja sitten "jäätyivät" tähän asentoon. Toinen hypoteesi ehdottaa Marsin törmäystä Pluton kokoiseen kosmiseen kappaleeseen noin 4 miljardia vuotta sitten [15] . Tässä tapauksessa pohjoisnapa-allas , joka kattaa 40 % planeetan pinnasta, on törmäyskraatteri ja osoittautuu aurinkokunnan suurimmaksi tunnetuksi törmäyskraatteriksi [15] [16] [17] . Sen pituus on 10,6 tuhatta km ja leveys 8,5 tuhatta km , mikä on noin neljä kertaa suurempi kuin suurin törmäyskraatteri Hellas , joka on myös aiemmin löydetty Marsista sen etelänavan läheltä [66] .
Suuri määrä kraattereita eteläisellä pallonpuoliskolla viittaa siihen, että pinta on täällä muinainen - 3-4 miljardia vuotta . Kraattereita on useita tyyppejä: suuret, tasapohjaiset, pienemmät ja nuoremmat kuun kaltaiset kupinmuotoiset kraatterit, vallin ympäröimät kraatterit ja kohotetut kraatterit. Jälkimmäiset kaksi tyyppiä ovat ainutlaatuisia Marsille - reunustetut kraatterit muodostuivat, kun nestemäinen ulosvede virtasi pinnan yli, ja kohonneet kraatterit muodostuivat sinne, missä kraatterin ulostyöntymispeite suojasi pintaa tuulen eroosiolta. Suurin törmäyksen alkuperäkohde on Hellas-tasango (noin 2100 km halki [67] ).
Kaoottisen maiseman alueella lähellä pallonpuoliskon rajaa pinnalla oli suuria murtumia ja puristumia, joita seurasi joskus eroosio (maanvyörymien tai pohjaveden katastrofaalisen vapautumisen vuoksi) ja nestemäisen laavan tulvimista. Kaoottisia maisemia löytyy usein veden leikkaamien suurten kanavien kärjestä. Hyväksyttävin hypoteesi niiden yhteismuodostukselle on maanalaisen jään äkillinen sulaminen. Marsin kartalla on korostettu 26 aluetta, joilla on kaoottinen kohokuvio (tällaisten kohokuvioiden virallinen nimi planetologiassa on kaaos ). Marsin suurin kaaos , Auroran kaaos , on kooltaan yli 700 kilometriä [68] .
Pohjoisella pallonpuoliskolla on laajojen tulivuoren tasankojen lisäksi kaksi suuria tulivuoria - Tharsis ja Elysium . Tharsis on laaja vulkaaninen tasango, jonka pituus on 2000 km ja jonka korkeus on 10 km keskimääräistä korkeampi. Siinä on kolme suurta kilpi tulivuoria - Mount Arsia , Mount Pavlina ja Mount Askriyskaya . Tharsiksen reunalla on Marsin korkein ja aurinkokunnan korkein tunnettu Olympus -vuori [12] , jonka korkeus on 27 km pohjaansa [12] ja 25 km pinnan keskitasoon nähden. Marsista, ja se kattaa halkaisijaltaan 550 km :n alueen kallioiden ympäröimänä, paikoin 7 km :n korkeudella. Olympus-vuoren tilavuus on 10 kertaa suurempi kuin Mauna Kean suurin tulivuori . Täällä sijaitsee myös useita pienempiä tulivuoria. Elysium - kukkula, joka on jopa kuusi kilometriä keskitason yläpuolella, jossa on kolme tulivuorta - Hecate Dome , Mount Elisius ja Albor Dome .
Muiden lähteiden mukaan Olympuksen korkeus on 21 287 metriä nollasta ja 18 kilometriä ympäröivän alueen yläpuolella ja pohjan halkaisija on noin 600 km . Tukikohdan pinta-ala on 282 600 km² [69] . Kaldera (tulivuoren keskellä oleva painauma) on 70 km leveä ja 3 km syvä [70] .
Tharsiksen ylänköä halkoo myös monia tektonisia vaurioita , jotka ovat usein hyvin monimutkaisia ja laajoja. Suurin niistä, Mariner-laaksot , ulottuu leveyssuunnassa lähes 4000 km (neljännes planeetan ympärysmitasta) saavuttaen 600 km:n leveyden ja 7-10 km :n syvyyden [71] [72] ; tämä vika on kooltaan verrattavissa Itä-Afrikan halkeamaan maan päällä. Sen jyrkillä rinteillä tapahtuu aurinkokunnan suurimmat maanvyörymät. Mariner Valley on aurinkokunnan suurin tunnettu kanjoni . Mariner 9 -avaruusaluksen vuonna 1971 löytämä kanjoni voisi kattaa koko Yhdysvaltojen alueen valtamerestä valtamereen.
Marsin ulkonäkö vaihtelee suuresti vuodenajasta riippuen. Ensinnäkin muutokset napakorkeissa ovat silmiinpistäviä . Ne kasvavat ja kutistuvat luoden kausiluonteisia ilmiöitä ilmakehässä ja Marsin pinnalla. Kun yhden pallonpuoliskon napakansi väistyy keväällä, planeetan pinnan yksityiskohdat alkavat tummua.
Marsin napahatut koostuvat kahdesta osasta: pysyvästä ja kausiluonteisesta. Pysyvä osa koostuu vesijäästä, jossa on tuulen puhaltaman pölyn ja jäätyneen hiilidioksidin välikerroksia [73] [74] . Pohjoisen napahatun pysyvän osan halkaisija on 1100 km ja eteläisen napalakan halkaisija 400 km [75] . Talvella planeetan napa-alue on peitetty kausiluonteisella noin metrin paksuisella hiilidioksidijääkerroksella [74] . Enimmäislaajeneessa etelänapapää saavuttaa leveysasteen 50° (15° pohjoiseen) [76] . Korkkien erot liittyvät Marsin kiertoradan elliptisyyteen: kun eteläisellä pallonpuoliskolla on kesä, planeetta on lähempänä aurinkoa , joten eteläinen kesä on lämpimämpi ja lyhyempi kuin pohjoinen ja eteläinen talvi on kylmempi ja pidempi kuin pohjoinen [76] .
Marsin napahatut sijaitsevat pohjoisella ja eteläisellä tasangolla. Pohjoinen napapää kohoaa ympäröivän alueen yläpuolelle noin 3 km ja eteläinen 3,5 km. Molemmat korkit on leikattu laaksoilla, jotka eroavat spiraalimaisesti (eteläisellä pallonpuoliskolla - myötäpäivään, pohjoisella - vastaan). Nämä laaksot ovat saattaneet leikata katabaattiset tuulet [73] . Lisäksi jokaiseen korkkiin leikkaa yksi suuri kanjoni: North Canyon ja South Canyon [75] .
Laite " Mars Odysseus " on löytänyt aktiivisia geysireitä Marsin etelänapalta . NASAn asiantuntijoiden mukaan kevään lämpenemisen myötä hiilidioksidisuihkut nousevat suurelle korkeudelle kantaen pölyä ja hiekkaa mukanaan [77] [78] .
Vuonna 1784 tähtitieteilijä William Herschel kiinnitti huomiota kausivaihteluihin napakansien koossa, joka on samanlainen kuin jään sulaminen ja jäätyminen Maan napa-alueilla [79] . Ranskalainen tähtitieteilijä Emmanuel Lehi havaitsi 1860-luvulla tummumisaallon sulavan kevään napahatun ympärillä, mikä tulkittiin sitten sulamisveden leviämiseksi ja kasvillisuuden kehittymiseksi. Spektrometriset mittaukset, jotka W. Slifer suoritti 1900-luvun alussa Lovell-observatoriossa Flagstaffissa , ei kuitenkaan osoittanut klorofylliviivaa , maakasvien vihreää pigmenttiä [80] .
Mariner 7 : n valokuvista voitiin todeta, että napakorkit ovat useita metrejä paksuja, ja mitattu lämpötila 115 K ( -158 °C ) vahvisti sen mahdollisuuden, että se koostuu jäätyneestä hiilidioksidista - " kuivasta jäästä " [81 ] .
Merkittäviä jäämääriä (kymmeniä tuhansia km 3 ) löydettiin tutkalla Marsin keskileveysasteilta (40-45°), Hellas-tasangon itäreunalla. Maan peitossa satoja metrejä paksu jäätikkö kattaa tuhansien neliökilometrien alueen [82] [83] .
Vuonna 2018 Mars Express -avaruusalukseen asennettu MARSIS -tutka osoitti, että Marsissa on subglacial järvi , joka sijaitsee 1,5 km:n syvyydessä etelänapakannen jään alla , noin 20 km leveä [84] [85] . Mars Expressin tutkatietojen uudelleenanalyysi ja laboratoriokokeet ovat kuitenkin osoittaneet, että niin kutsutut "järvet" voivat olla hydratoituneita ja kylmiä kerrostumia, mukaan lukien savea (smektiittejä), metalleja sisältäviä mineraaleja ja suolajäätä [86] .
Marsissa on monia vesieroosiota muistuttavia geologisia muodostumia, erityisesti kuivuneita jokiuomaa . Yhden hypoteesin mukaan nämä kanavat ovat saattaneet muodostua lyhytaikaisten katastrofitapahtumien seurauksena, eivätkä ne ole todiste jokijärjestelmän pitkäaikaisesta olemassaolosta. Viimeaikaiset todisteet kuitenkin viittaavat siihen, että joet ovat virranneet geologisesti merkittäviä aikoja. Erityisesti on löydetty käänteisiä kanavia (eli kanavia, jotka ovat kohonneet ympäröivän alueen yläpuolelle). Maapallolla tällaiset muodostelmat muodostuvat tiheiden pohjasedimenttien pitkäaikaisen kertymisen vuoksi, jota seuraa ympäröivien kivien kuivuminen ja rapautuminen. Lisäksi on näyttöä uoman siirtymisestä joen suistossa asteittaisen pinnan kohoamisen myötä [88] .
Lounaispuoliskolla, Eberswalden kraatterissa , löydettiin joen suistoalue, jonka pinta-ala on noin 115 km² [89] . Deltan yli huuhtoneen joen pituus oli yli 60 kilometriä [90] .
NASAn Spirit- ja Opportunity-mönkijöiden tiedot todistavat myös veden olemassaolosta menneisyydessä ( löytyi mineraaleja , jotka saattoivat muodostua vain pitkäaikaisen veden altistumisen seurauksena). Laite " Phoenix " löysi jääkertymiä suoraan maasta.
Lisäksi kukkuloiden rinteiltä on löydetty tummia raitoja, jotka osoittavat nestemäisen suolaveden esiintymistä pinnalla meidän aikanamme. Ne ilmestyvät pian kesäkauden alkamisen jälkeen ja katoavat talvella, "virtaavat" erilaisten esteiden ympäri, sulautuvat ja eroavat toisistaan. "On vaikea kuvitella, että tällaisia rakenteita ei voisi muodostua nestevirroista, vaan jostain muusta", sanoi NASAn työntekijä Richard Zurek [91] . Lisäspektrianalyysi osoitti näillä alueilla esiintyvän perkloraatteja – suoloja, jotka pystyivät varmistamaan nestemäisen veden olemassaolon Marsin paineen olosuhteissa [92] [93] .
28. syyskuuta 2012 Marsista löydettiin jälkiä kuivasta vesivirrasta. Tämän ilmoittivat amerikkalaisen avaruusjärjestö NASA:n asiantuntijat tutkittuaan valokuvia, jotka on otettu Curiosity-mönkijältä , joka oli tuolloin työskennellyt planeetalla vain seitsemän viikkoa. Puhumme valokuvista kivistä, jotka tutkijoiden mukaan olivat selvästi altistuneet vedelle [94] .
Tharsiksen vulkaanisesta ylängöstä on löydetty useita epätavallisia syviä kaivoja . Vuonna 2007 otetun Marsin tiedustelusatelliitin kuvan perusteella päätellen yksi niistä on halkaisijaltaan 150 metriä ja seinän valaistu osa menee vähintään 178 metrin syvyyteen . Näiden muodostumien vulkaanisesta alkuperästä on esitetty hypoteesi [95] .
Marsissa on epätavallinen alue - Yön labyrintti , joka on risteävien kanjonien järjestelmä [96] . Niiden muodostuminen ei liittynyt vesieroosioon, ja niiden esiintymisen todennäköinen syy on tektoninen aktiivisuus [97] [98] . Kun Mars on lähellä periheliaa , korkeat ( 40-50 km ) pilvet ilmestyvät Yön labyrintin ja Marinerin laaksojen yläpuolelle . Itätuuli vetää niitä pitkin päiväntasaajaa ja puhaltaa ne länteen, jossa ne huuhtoutuvat vähitellen pois. Niiden pituus on useita satoja (jopa tuhat) kilometriä ja leveys useita kymmeniä kilometrejä. Ne koostuvat näiden ilmakehän kerrosten olosuhteista päätellen myös vesijäästä. Ne ovat melko paksuja ja luovat pinnalle hyvin merkittyjä varjoja. Niiden ulkonäkö selittyy sillä, että kohokuvion epätasaisuus häiritsee kaasuvirtoja ohjaten niitä ylöspäin. Siellä ne jäähtyvät ja niiden sisältämä vesihöyry tiivistyy [99] .
Mars Reconnaissance Orbiterin tietojen analyysin mukaan Marsin hydrosfääri oli vielä olemassa noin 2–2,5 miljardia vuotta sitten [100] .
Kiinalaiset tutkijat ovat saaneet todisteita siitä, että Marsissa oleva vesi pysyi nestemäisessä muodossa paljon pidempään kuin aiemmin uskottiin. Zhuzhong - kulkija löysi hydratoituneita sedimenttejä ja mineraaleja Utopia-tasangolta vain 700 miljoonaa vuotta vanhoina, mikä viittaa siihen, että Marsissa oli tuolloin suuri määrä vettä [101] .
Maaperän pintakerroksen alkuainekoostumus laskeutujien tiedoista määritettynä ei ole eri paikoissa sama. Maaperän pääkomponentti on piidioksidi ( 20-25% ), joka sisältää rautaoksidihydraattien seoksen (jopa 15% ), jotka antavat maaperään punertavan värin. Rikki-, kalsium-, alumiini-, magnesium- ja natriumyhdisteissä on merkittäviä epäpuhtauksia (muutama prosentti jokaiselle) [102] [103] .
NASAn Phoenix - luotaimen (laskuutui Marsiin 25. toukokuuta 2008 ) tietojen mukaan Marsin maaperän pH - suhde ja eräät muut parametrit ovat lähellä Maan arvoja, ja niillä voitaisiin teoriassa kasvattaa kasveja [104] [105] . "Itse asiassa havaitsimme, että Marsin maaperä täyttää vaatimukset ja sisältää myös tarvittavat elementit elämän syntymiseen ja ylläpitämiseen sekä menneisyydessä, nykyisyydessä että tulevaisuudessa", sanoi projektin johtava tutkimuskemisti Sam. Kunaves [106] . Hänen mukaansa monet ihmiset voivat löytää tämän emäksisen maaperän (pH = 7,7) "takapihaltaan", ja se sopii varsin hyvin parsan viljelyyn [107] .
Mars Odyssey -kiertoradalla havaittiin vuonna 2002 (käyttämällä gammasädespektrometriä), että punaisen planeetan pinnan alla on merkittäviä vesijääkertymiä [108] . Myöhemmin tämä oletus vahvistettiin muilla laitteilla, mutta kysymys veden läsnäolosta Marsissa ratkesi lopulta vuonna 2008, kun Phoenix -luotain , joka laskeutui lähelle planeetan pohjoisnapaa, sai vettä Marsin maaperästä [20] [109 ] ] .
Curiosity -mönkijän hankkimat ja syyskuussa 2013 julkaistut tiedot osoittivat, että Marsin pinnan alla oleva vesipitoisuus on paljon suurempi kuin aiemmin uskottiin. Kivessä, josta rover otti näytteitä, sen pitoisuus voi olla 2 painoprosenttia [110] .
Aiemmin Marsissa, kuten maan päällä, tapahtui litosfäärilevyjen liikettä . Tämän vahvistavat Marsin magneettikentän ominaisuudet, joidenkin tulivuorten sijainnit, esimerkiksi Tharsiksen maakunnassa, sekä Mariner-laakson muoto [111] . Nykyinen tilanne, jossa tulivuoret voivat olla olemassa paljon pidempään kuin maan päällä ja saavuttaa jättimäisiä kokoja, viittaa siihen, että nyt tämä liike on melko poissa. Tätä tukee se tosiasia, että kilpi tulivuoret kasvavat toistuvien purkausten seurauksena samasta aukosta pitkän ajan kuluessa. Maapallolla litosfäärilevyjen liikkeen vuoksi vulkaaniset pisteet muuttivat jatkuvasti sijaintiaan, mikä rajoitti kilpi tulivuorten kasvua ja mahdollisesti ei antanut niiden saavuttaa sellaista korkeutta kuin Marsissa. Toisaalta ero tulivuorten maksimikorkeudessa selittyy sillä, että Marsin pienemmän painovoiman ansiosta on mahdollista rakentaa korkeampia rakenteita, jotka eivät romahtaisi oman painonsa alaisena [112] . Mahdollisesti planeetalla on heikko tektoninen aktiivisuus , mikä johtaa loivasti kaltevien kanjonien muodostumiseen, joka havaitaan kiertoradalta [113] [114] . SEIS -seismometrin mukaan Marsissa on vähän seismistä aktiivisuutta, voimakkaimpien tallennettujen marsjäristysten magnitudi oli 3,7 Richterin asteikolla [115] .
Nykyaikaiset mallit Marsin sisäisestä rakenteesta viittaavat siihen, että se koostuu kuoresta , jonka keskipaksuus on 50 km (maksimiarvio on enintään 125 km ) [116] , silikaattivaippasta ja ytimestä , jonka säde on erilaisten tietojen mukaan . arvioiden mukaan 1480 [116] - 1800 km [117] . Tiheyden planeetan keskustassa tulisi olla 8,5 g/cm³ . Ydin on osittain nestemäinen ja koostuu pääosin raudasta, johon on sekoitettu 14-18 % (massasta) rikkiä [117] ja kevyiden alkuaineiden pitoisuus on kaksi kertaa suurempi kuin maan ytimessä. Nykyaikaisten arvioiden mukaan ytimen muodostuminen osui varhaisen vulkanismin ajanjaksoon ja kesti noin miljardi vuotta. Suunnilleen saman ajan kului vaippasilikaattien osittaiseen sulamiseen [112] . Marsin pienemmän painovoiman vuoksi painealue Marsin vaipassa on paljon pienempi kuin maan päällä, mikä tarkoittaa, että siinä on vähemmän faasisiirtymiä. Oletetaan, että oliviinin faasisiirtymä spinellimodifikaatioon alkaa melko suurista syvyyksistä - 800 km ( 400 km maan päällä). Kohokuvan luonne ja muut merkit viittaavat astenosfäärin olemassaoloon, joka koostuu osittain sulan aineen vyöhykkeistä [118] . Joillekin Marsin alueille on laadittu yksityiskohtainen geologinen kartta [119] .
Ratahavaintojen ja Marsin meteoriittikokoelman analyysin perusteella Marsin pinta koostuu pääasiassa basaltista . On olemassa todisteita, jotka viittaavat siihen, että osassa Marsin pintaa materiaali sisältää enemmän kvartsia kuin normaali basaltti ja saattaa olla samanlainen kuin maapallon andesiittiset kivet. Nämä samat havainnot voidaan kuitenkin tulkita kvartsilasin läsnäolon hyväksi. Merkittävä osa syvästä kerroksesta koostuu rakeisesta rautaoksidipölystä [120] [121] .
Marsilla on heikko magneettikenttä .
Mars-2- ja Mars-3- asemien magnetometrien lukemien mukaan magneettikentän voimakkuus päiväntasaajalla on noin 60 gammaa , navalla - 120 gammaa , mikä on 500 kertaa maapalloa heikompi. Mars-5 AMS:n mukaan magneettikentän voimakkuus päiväntasaajalla oli 64 gammaa ja planetaarisen dipolin magneettinen momentti oli 2,4⋅10 22 oersted cm² [122] .
Marsin magneettikenttä on äärimmäisen epävakaa, planeetan eri kohdissa sen voimakkuus voi vaihdella 1,5 - 2 kertaa , ja magneettiset navat eivät ole samat kuin fyysiset navat. Tämä viittaa siihen, että Marsin rautasydän on suhteellisen liikkumaton suhteessa sen kuoreen, eli Maan magneettikentän toiminnasta vastaava planeettadynamomekanismi ei toimi Marsissa . Vaikka Marsilla ei ole vakaata planeetan magneettikenttää [123] , havainnot ovat osoittaneet, että osa planeetankuoresta on magnetoitunut ja että näiden osien magneettiset navat ovat käännetty aiemmin. Näiden osien magnetointi osoittautui samankaltaiseksi kuin maailmanmeren magneettisia poikkeavuuksia [124] .
Eräs teoria, joka julkaistiin vuonna 1999 ja tutkittiin uudelleen vuonna 2005 (käyttäen Mars Global Surveyorin miehittämätöntä asemaa ), ehdottaa, että nämä vyöhykkeet osoittavat levytektoniikkaa 4 miljardia vuotta sitten – ennen kuin planeetan hydromagneettinen dynamo lakkasi toimimasta, mikä aiheutti magneettikentän voimakkaan heikkenemisen. [125] . Syyt jyrkälle laskulle ovat epäselviä. On oletettu, että dynamon toiminta 4 miljardia vuotta sitten selittyy asteroidin läsnäololla, joka pyöri 50-75 tuhannen kilometrin etäisyydellä Marsin ympäri ja aiheutti epävakautta sen ytimessä. Sitten asteroidi putosi Rochen rajalle ja romahti [126] . Tämä selitys itsessään sisältää kuitenkin epäselvyyksiä, ja sitä kiistetään tiedeyhteisössä [127] .
Yhden hypoteesin mukaan kaukaisessa menneisyydessä suuren taivaankappaleen kanssa tapahtuneen törmäyksen seurauksena ytimen pyöriminen pysähtyi [128] , samoin kuin ilmakehän päätilavuuden menetys. Kevyiden atomien ja molekyylien häviäminen ilmakehästä on seurausta Marsin heikosta vetovoimasta. Uskotaan, että magneettikentän menetys tapahtui noin 4 miljardia vuotta sitten. Heikosta magneettikentästä johtuen aurinkotuuli tunkeutuu Marsin ilmakehään lähes esteettömästi, ja monet auringon säteilyn vaikutuksesta maapallolla ionosfäärissä ja sen yläpuolella tapahtuvat fotokemialliset reaktiot voidaan havaita Marsissa melkein sen pinnalla.
Marsin geologiseen historiaan kuuluu kolme ajanjaksoa [129] [130] [131] :
Mars Reconnaissance Orbiterin ottama fobos 23. maaliskuuta 2008
Deimos , otettu 21. helmikuuta 2009 Mars Reconnaissance Orbiterilla
Phoboksen kulku Auringon kiekon poikki. Kuvia Opportunitysta
Marsilla on kaksi luonnollista satelliittia: Phobos ja Deimos . Amerikkalainen tähtitieteilijä Asaph Hall löysi molemmat vuonna 1877 . Ne ovat muodoltaan epäsäännöllisiä ja kooltaan hyvin pieniä. Yhden hypoteesin mukaan ne voivat edustaa Marsin gravitaatiokentän vangitsemia asteroideja, kuten (5261) Eureka Troijan asteroidiryhmästä . Satelliitit on nimetty Ares-jumalan (eli Marsin), Phoboksen ja Deimosin , pelkoa ja kauhua personoivien hahmojen mukaan, jotka auttoivat sodan jumalaa taisteluissa [133] .
Molemmat satelliitit pyörivät akseleidensa ympäri samalla ajanjaksolla kuin Marsin ympärillä, joten ne ovat aina kääntyneet planeettaan samalla puolelta (tämä johtuu vuoroveden lukitusvaikutuksesta ja on tyypillistä useimmille aurinkokunnan planeettojen satelliiteille, mukaan lukien kuu). Marsin vuorovesivaikutus hidastaa vähitellen Phoboksen liikettä ja johtaa lopulta satelliitin putoamiseen Marsiin (säilyttäen nykyisen trendin) tai sen hajoamiseen [134] . Deimos puolestaan on siirtymässä pois Marsista.
Phoboksen kiertorata on pienempi kuin Marsin, joten planeetan pinnalla olevalle tarkkailijalle Phobos (toisin kuin Deimos ja yleensä kaikki aurinkokunnan planeettojen tunnetut luonnolliset satelliitit, paitsi Metis ja Adrastea ) nousee lännessä ja laskee itään [134] .
Molemmat satelliitit ovat muodoltaan kolmiakselista ellipsoidia lähestyvää , Phobos ( 26,8 × 22,4 × 18,4 km ) [9] on jonkin verran suurempi kuin Deimos ( 15 × 12,2 × 11 km ) [135] . Deimosin pinta näyttää paljon tasaisemmalta, koska suurin osa kraatereista on peitetty hienorakeisella aineella. Ilmeisesti planeetta lähempänä olevalla ja massiivisemmalla Phoboksella meteoriittitörmäyksissä sinkoutunut aine joko osui uudelleen pintaan tai putosi Marsiin, kun taas Deimoksella se pysyi satelliitin kiertoradalla pitkään laskeutuen ja piiloutuen vähitellen. epätasainen maasto.
Suosittu ajatus, että Marsissa asuivat älykkäät marsilaiset, levisi laajalle 1800-luvun lopulla.
Schiaparellin niin sanotuista kanavista tehdyt havainnot yhdistettynä Percival Lowelin samaa aihetta käsittelevään kirjaan tekivät suosituksi ajatuksen planeettasta, joka kuivui, kylmeni, kuolee ja jossa muinainen sivilisaatio teki kastelutyötä [136] ] .
Schiaparellin Marsin kartta , 1888
Marsin kanavat , hahmotteli tähtitieteilijä P. Lowell , 1898
Lukuisat muut kuuluisien ihmisten havainnot ja ilmoitukset saivat aikaan niin kutsutun Mars-kuumeen tämän aiheen ympärillä [137 ] . Vuonna 1899 tutkiessaan ilmakehän radiohäiriöitä Coloradon observatorion vastaanottimilla, keksijä Nikola Tesla havaitsi toistuvan signaalin. Hän arveli, että se voisi olla radiosignaali muilta planeetoilta, kuten Marsilta. Vuonna 1901 annetussa haastattelussa Tesla sanoi, että hänelle tuli ajatus, että häiriöt voitaisiin aiheuttaa keinotekoisesti. Vaikka hän ei pystynyt ymmärtämään niiden merkitystä, hänen oli mahdotonta, että ne syntyivät täysin sattumalta. Hänen mielestään se oli tervehdys planeetalta toiselle [138] .
Teslan hypoteesia tuki vahvasti kuuluisa brittiläinen fyysikko William Thomson (Lord Kelvin) , joka vieraillessaan Yhdysvalloissa vuonna 1902 sanoi, että hänen mielestään Tesla oli poiminut Yhdysvaltoihin lähetetyn Marsin signaalin [139] . Kuitenkin jo ennen Amerikan lähtöä Kelvin alkoi jyrkästi kieltää tämän lausunnon: "Itse asiassa sanoin, että Marsin asukkaat, jos he ovat olemassa, voivat varmasti nähdä New Yorkin , erityisesti sähkön valon" [140] .
Tieteelliset hypoteesit elämän olemassaolosta Marsissa ovat olleet olemassa jo pitkään. Maan havaintojen tulosten ja Mars Express -avaruusaluksen tietojen mukaan Marsin ilmakehässä havaittiin metaania . Myöhemmin, vuonna 2014, NASAn Curiosity-mönkijä havaitsi metaanipurkauksen Marsin ilmakehässä ja havaitsi orgaanisia molekyylejä näytteistä, jotka otettiin Cumberland Rockia porattaessa [141] .
Marsin olosuhteissa tämä kaasu hajoaa melko nopeasti, joten täydennyslähteen on oltava jatkuva. Tällainen lähde voi olla joko geologinen aktiivisuus (mutta Marsista ei ole löydetty aktiivisia tulivuoria ) tai bakteerien elintärkeä toiminta . Heinäkuussa 2021 tutkijat tietokonesimulaatioiden avulla paljastivat, että yksi todennäköisistä metaanin lähteistä saattaa olla luoteisen kraatterin pohjalla [142] . Mielenkiintoista on, että joistakin Marsin alkuperää olevista meteoriiteista löydettiin soluja muistuttavia muodostumia, vaikka ne ovat kooltaan pienempiä kuin pienimmät maanpäälliset organismit [141] [143] . Yksi näistä meteoriiteista on ALH 84001 , joka löydettiin Etelämantereelta vuonna 1984 .
Curiosity -mönkijä teki tärkeitä löytöjä . Joulukuussa 2012 saatiin tietoja orgaanisen aineksen esiintymisestä Marsissa sekä myrkyllisistä perkloraateista . Samat tutkimukset osoittivat vesihöyryn läsnäolon lämmitetyissä maanäytteissä [144] . Mielenkiintoinen tosiasia on, että Curiosity on Mars laskeutui kuivuneen järven pohjalle [145] .
Havaintojen analyysi viittaa siihen, että planeetalla oli aiemmin paljon suotuisammat olosuhteet elämälle kuin nyt. 1970-luvun puolivälissä toteutetun Viking-ohjelman aikana suoritettiin sarja kokeita mikro-organismien havaitsemiseksi Marsin maaperässä. Se on antanut myönteisiä tuloksia : esimerkiksi tilapäinen hiilidioksidipäästöjen lisääntyminen, kun maapartikkeleita sijoitetaan veteen ja ravintoaineisiin. Viking-ryhmän tutkijat kuitenkin kiistivät tämän todisteen elämästä Marsissa [146] . Tämä johti heidän pitkään kiistaansa NASA-tutkijan Gilbert Lewinin kanssa, joka väitti, että viikingit olivat löytäneet elämän. Kun viikinkien tiedot oli arvioitu uudelleen nykyisen tieteellisen tiedon valossa extremofiileistä , todettiin, että suoritetut kokeet eivät olleet riittävän täydellisiä näiden elämänmuotojen havaitsemiseksi. Lisäksi nämä testit voivat tappaa organismeja, vaikka niitä olisi näytteissä [147] . Phoenix -ohjelman tekemät testit ovat osoittaneet, että maaperän pH on erittäin emäksinen ja sisältää magnesiumia, natriumia, kaliumia ja klorideja [148] . Maaperän ravinteet riittävät elämään, mutta elämänmuotoja on suojattava voimakkaalta ultraviolettivalolta [ 149 ] .
Nykyään ehtona planeetan elämän kehittymiselle ja ylläpidolle on nestemäisen veden läsnäolo sen pinnalla sekä planeetan kiertoradan sijainti ns. asuttavalla vyöhykkeellä , joka aurinkokunnassa alkaa kiertoradan takaa. Venuksesta ja päättyy Marsin kiertoradan puolipääakseliin [150] . Lähellä periheliaa Mars on tällä vyöhykkeellä, mutta ohut matalapaineilmakehä estää nestemäisen veden ilmaantumisen pitkiä aikoja. Viimeaikaiset todisteet viittaavat siihen, että kaikki Marsin pinnalla oleva vesi on liian suolaista ja hapanta tukemaan pysyvää maanpäällistä elämää [151] .
Magnetosfäärin puute ja Marsin äärimmäisen harvinainen ilmakehä ovat myös elämän ylläpitämisen ongelmia. Planeetan pinnalla on erittäin heikko lämpövirtojen liike, se on huonosti eristetty aurinkotuulen hiukkasten pommituksista ; lisäksi kuumennettaessa vesi haihtuu välittömästi ohittaen nestemäisen tilan alhaisen paineen vuoksi. Lisäksi Mars on myös ns. "geologinen kuolema". Tulivuoren toiminnan loppuminen ilmeisesti pysäytti mineraalien ja kemiallisten alkuaineiden kierron planeetan pinnan ja sisäosan välillä [152] .
Marsin läheisyys ja sen suhteellinen samankaltaisuus Maan kanssa ovat synnyttäneet useita fantastisia hankkeita Marsin terraformaatiosta ja kolonisoimisesta maan asukkaiden toimesta tulevaisuudessa.
Curiosity-mönkijä löysi kaksi orgaanisten molekyylien lähdettä Marsin pinnalta kerralla. Ilmakehän metaanin osuuden lyhytaikaisen kasvun lisäksi laite rekisteröi hiiliyhdisteiden esiintymisen Marsin kiven poraamisesta jäljelle jääneestä jauhemaisesta näytteestä. Ensimmäinen löytö mahdollisti SAM-instrumentin valmistamisen roverin kyytiin. 20 kuukauden aikana hän mittasi Marsin ilmakehän koostumuksen 12 kertaa. Kahdessa tapauksessa, vuoden 2013 lopulla ja vuoden 2014 alussa, Curiosity pystyi havaitsemaan metaanin keskimääräisen osuuden kymmenkertaistumisen. Tämä aalto, mönkijän tieteellisen ryhmän jäsenten mukaan, osoittaa paikallisen metaanin lähteen löytämisen. Asiantuntijoiden on vaikea sanoa, onko sillä biologista tai muuta alkuperää, koska täydellistä analyysiä varten ei ole tietoa.
Automaattisten ajoneuvojen laskeutumisen jälkeen Marsin pinnalle tuli mahdolliseksi tehdä tähtitieteellisiä havaintoja suoraan planeetan pinnalta. Marsin tähtitieteellisestä sijainnista aurinkokunnassa , ilmakehän ominaisuuksista , Marsin ja sen satelliittien vallankumousjaksosta johtuen Marsin yötaivaan kuva (ja planeetalta havaittujen tähtitieteellisten ilmiöiden ) eroaa maan ja sen satelliittien kiertoilmakuvasta. vaikuttaa monella tapaa epätavalliselta ja mielenkiintoiselta.
Marsin pohjoisnapa sijaitsee planeetan akselin kaltevuuden vuoksi Cygnuksen tähdistössä (ekvatoriaaliset koordinaatit: nousu oikealle 21 h 10 m 42 s , deklinaatio + 52 ° 53,0 ′ ) eikä sitä ole merkitty kirkkaalla tähdellä: lähimpänä napaa on himmeä tähti, jonka suuruus on kuudes BD + 52 2880 (muut merkinnät ovat HR 8106, HD 201834, SAO 33185). Maailman etelänapa (koordinaatit 9 h 10 m 42 s ja −52 ° 53,0 ) on muutaman asteen päässä Kappa Sails -tähdestä (näennäinen magnitudi 2,5) - sitä voidaan periaatteessa pitää Marsin etelänapatähtenä. .
Näkymä taivaalle on samanlainen kuin maasta, mutta yhdellä erolla: kun tarkkailet Auringon vuotuista liikettä horoskoopin tähtikuvioiden läpi, se (kuten planeetat, mukaan lukien Maa) poistuu auringon itäosasta. tähdistö Kalat, kulkee 6 päivää Cetuksen tähdistön pohjoisosan läpi ennen kuin pääset takaisin Kalojen länsiosaan.
Auringonnousun ja auringonlaskun aikana Marsin taivas zeniitissä on punertavan vaaleanpunainen [153] , ja Auringon kiekon välittömässä läheisyydessä se on sinisestä violettiin, mikä on täysin päinvastainen kuin maan aamunkoittokuva.
Keskipäivällä Marsin taivas on keltaoranssi. Syynä tällaisiin eroihin maan taivaan värimaailmasta ovat Marsin ohuen, harvinaisen, suspendoituneen pölyn sisältävän ilmakehän ominaisuudet . Marsissa säteiden Rayleigh-sironta (joka Maan päällä aiheuttaa taivaan sinisen värin ) on merkityksetön, sen vaikutus on heikko, mutta se näkyy sinisenä hehkuna auringonnousun ja -laskun aikaan, kun valo kulkee ilmakehän läpi. pidemmälle etäisyydelle. Oletettavasti taivaan kelta-oranssi väritys johtuu myös siitä, että pölyhiukkasissa on 1 % magnetiittia , jotka jatkuvasti suspendoituvat Marsin ilmakehään ja joita kausittaiset pölymyrskyt aiheuttavat . Hämärä alkaa kauan ennen auringonnousua ja kestää kauan auringonlaskun jälkeen. Joskus Marsin taivaan väri saa violetin sävyn johtuen valon sironnasta vesijään mikrohiukkasille pilvissä (jälkimmäinen on melko harvinainen ilmiö) [153] .
Auringon kulmakoko Marsista havaittuna on pienempi kuin Maasta katsottuna ja 2⁄3 maasta . Marsista peräisin oleva elohopea on käytännössä mahdoton havaita paljain silmin, koska se on äärimmäisen lähellä aurinkoa. Kirkkain planeetta Marsin taivaalla on Venus , toisella sijalla on Jupiter (sen neljää suurinta satelliittia voidaan tarkkailla osan ajasta ilman kaukoputkea), kolmannella on Maa [154] .
Maa on Marsille sisäplaneetta, aivan kuten Venus on Maalle. Vastaavasti Marsista maapalloa havaitaan aamu- tai iltatähtenä, joka nousee ennen aamunkoittoa tai näkyy iltataivaalla auringonlaskun jälkeen.
Maan maksimivenymä Marsin taivaalla on 38 astetta . Paljaalla silmällä maapallo tulee näkymään erittäin kirkkaana (näkyvä tähtien magnitudi noin −2,5 m ) vihertävänä tähteenä, jonka vieressä Kuun kellertävä ja himmeämpi (noin +0,9 m ) tähti on helposti erotettavissa [155 ] . Teleskoopissa molemmat kohteet nähdään samoilla vaiheilla . Kuun kierros Maan ympäri tarkkaillaan Marsista seuraavasti: Kuun suurimmalla kulmaetäisyydellä Maasta paljain silmän erottaa helposti Kuun ja Maan: viikossa Kuun "tähdet" ja maa sulautuu yhdeksi silmällä erottamattomaksi tähdeksi, toisella viikolla Kuu on taas näkyvissä maksimietäisyydellä, mutta toisella puolella maata. Ajoittain Marsissa oleva tarkkailija pystyy näkemään Kuun kulun (transit) Maan levyn poikki tai päinvastoin kuun peittämisen Maan levyllä . Kuun suurin näennäinen etäisyys Maasta (ja niiden näennäinen kirkkaus) Marsista katsottuna vaihtelee merkittävästi riippuen Maan ja Marsin suhteellisesta sijainnista ja vastaavasti planeettojen välisestä etäisyydestä. Vastakohtien aikakaudella se on noin 17 minuutin kaaren pituus (noin puolet Auringon ja Kuun kulmahalkaisijasta maasta katsottuna), maksimietäisyydellä Maan ja Marsin välillä - 3,5 minuuttia kaaria. Maapalloa, kuten muitakin planeettoja, havaitaan horoskoopin tähdistövyöhykkeessä . Marsissa oleva tähtitieteilijä pystyy myös tarkkailemaan Maan kulkua Auringon kiekon poikki; lähin tällainen tapahtuma tapahtuu 10. marraskuuta 2084 [156] .
Ensimmäiset havainnot Marsista tehtiin ennen kaukoputken keksintöä. Nämä olivat sijaintihavaintoja, joiden tarkoituksena oli määrittää planeetan sijainti tähtiin nähden. Muinaiset egyptiläiset tähtitieteilijät dokumentoivat Marsin olemassaolon vaeltavana kohteena yötaivaalla vuonna 1534 eaa. e. He myös määrittelivät planeetan taaksepäin suuntautuvan (käänteisen) liikkeen ja laskivat liikkeen radan yhdessä pisteen kanssa, jossa planeetta muuttaa liikkeensä suhteessa Maahan suorasta taaksepäin [157] .
Babylonin planeetateoriassa Marsin planeettojen liikkeen aikamittaukset saatiin ensimmäistä kertaa ja planeetan sijaintia yötaivaalla tarkennettiin [158] [159] . Egyptiläisten ja babylonialaisten tietoja käyttäen antiikin kreikkalaiset (hellenistiset) filosofit ja tähtitieteilijät kehittivät yksityiskohtaisen geosentrisen mallin selittämään planeettojen liikettä. Muutama vuosisataa myöhemmin intialaiset ja persialaiset tähtitieteilijät arvioivat Marsin koon ja sen etäisyyden Maasta . 1500-luvulla Nicolaus Copernicus ehdotti heliosentristä mallia aurinkokunnan kuvaamiseksi pyöreällä planeetan kiertoradalla. Hänen tuloksiaan tarkisti Johannes Kepler , joka esitteli tarkemman elliptisen kiertoradan Marsille, joka oli sama kuin havaittu.
Hollantilainen tähtitieteilijä Christian Huygens kartoitti ensimmäisenä Marsin pinnan ja esitti monia yksityiskohtia. 28. marraskuuta 1659 hän teki Marsista useita piirustuksia, joissa kuvattiin erilaisia tummia alueita, joita verrattiin myöhemmin Suureen Sirten tasangolle [160] .
Oletettavasti italialainen tähtitieteilijä Giovanni Domenico Cassini teki ensimmäiset havainnot, jotka osoittivat jääpeiton olemassaolon Marsin etelänavalla vuonna 1666 . Hän teki samana vuonna Marsia tarkkaillessaan luonnoksia näkyvistä pintayksityiskohdista ja huomasi, että 36 tai 37 päivän kuluttua pintayksityiskohtien paikat toistuvat, minkä jälkeen hän laski pyörimisjakson - 24 tuntia 40 minuuttia. (tämä tulos eroaa oikeasta arvosta alle 3 minuuttia) [160] .
Vuonna 1672 Christian Huygens huomasi sumean valkoisen lippaan myös pohjoisnavalla [161] .
Vuonna 1888 Giovanni Schiaparelli antoi etunimet yksittäisille pintayksityiskohtille [162] : Aphroditen, Eritrean, Adrianmeren, Kimmerian meret; Auringon, Kuun ja Phoenixin järviä.
Marsin teleskooppisten havaintojen kukoistusaika tuli 1800-luvun lopulla - 1900-luvun puolivälissä. Se johtuu suurelta osin yleisestä kiinnostuksesta ja tunnetuista tieteellisistä kiistoista havaittujen Marsin kanavien ympärillä. Avaruutta edeltävän aikakauden tähtitieteilijöistä, jotka tekivät teleskooppihavaintoja Marsista tänä aikana, tunnetuimpia ovat Schiaparelli , Percival Lovell , Slifer , Antoniadi , Barnard , Jarry-Deloge , L. Eddy , Tikhov , Vaucouleurs . Juuri he loivat perustan areografialle ja laativat ensimmäiset yksityiskohtaiset kartat Marsin pinnasta - vaikka ne osoittautuivatkin lähes täysin vääriksi automaattisten luotainlentojen jälkeen Marsiin.
Marsin systemaattiseen tutkimukseen käytettiin Hubble -avaruusteleskoopin (HST tai HST - Hubble Space Telescope ) kykyjä [163] , ja Marsista saatiin valokuvia, joiden resoluutio oli suurin koskaan maan päällä [164] . HST voi luoda kuvia pallonpuoliskosta, mikä mahdollistaa sääjärjestelmien mallintamisen. Maassa olevat CCD :llä varustetut teleskoopit voivat ottaa teräväpiirtokuvia Marsista, mikä mahdollistaa planeetan sään säännöllisen tarkkailun oppositiossa [165] .
Marsin röntgensäteily, jonka tähtitieteilijät havaitsivat ensimmäisen kerran vuonna 2001 Chandra-avaruusröntgenobservatoriolla , koostuu kahdesta osasta. Ensimmäinen komponentti liittyy Auringon röntgensäteiden siroamiseen Marsin yläilmakehässä, kun taas toinen komponentti tulee ionien välisestä vuorovaikutuksesta varauksenvaihdon kanssa [166] .
Marsin tutkimus planeettojen välisillä asemilla1960-luvulta lähtien Marsiin on lähetetty useita automaattisia planeettojen välisiä asemia (AMS), jotka tutkivat planeettaa yksityiskohtaisesti kiertoradalta ja valokuvaamaan pintaa. Lisäksi Marsin kaukokartoitus Maasta jatkui suurimmassa osassa sähkömagneettista spektriä käyttäen maassa sijaitsevia ja kiertäviä teleskooppeja, esimerkiksi infrapunassa - pinnan koostumuksen määrittämiseksi [167] , ultravioletti- ja submillimetrin alueella - tutkia ilmakehän koostumusta [168] [169] , radioalueella - tuulen nopeuden mittaamiseksi [170] .
Neuvostoliiton tutkimusNeuvostoliiton Marsin etsintään sisältyi Mars - ohjelma, jonka puitteissa neljä sukupolvea automaattisia planeettojen välisiä asemia käynnistettiin vuosina 1962–1973 tutkimaan Marsia ja planeettojen ympärillä olevaa avaruutta. Ensimmäinen AMS (" Mars-1 ", " Zond-2 ") tutki myös planeettojen välistä avaruutta.
Neljännen sukupolven avaruusalukset (sarja M-71 - " Mars-2 ", " Mars-3 ", laukaistiin vuonna 1971) koostuivat kiertorata-asemasta - Marsin keinotekoisesta satelliitista ja laskeutumisajoneuvosta automaattisella Marsin asemalla, joka oli varustettu ProOP -M -kuljettaja M-73C " Mars-4 " ja " Mars-5 " -sarjan avaruusalusten piti mennä kiertoradalle Marsin ympäri ja tarjota kommunikointia automaattisten Mars-asemien kanssa, jotka kuljettivat M-73P " Mars-6 " ja " Mars-7 " AMS:iä ; nämä neljä AMS-konetta otettiin käyttöön vuonna 1973.
Laskeutumisajoneuvojen vikojen vuoksi koko Mars-ohjelman teknistä päätehtävää - planeetan pinnan tutkimusta Marsin automaattisen aseman avulla - ei ratkaistu. Siitä huolimatta monet tieteelliset tehtävät, kuten valokuvien ottaminen Marsin pinnasta ja erilaiset ilmakehän, magnetosfäärin ja maaperän koostumuksen mittaukset, olivat aikansa edistyneitä [171] . Osana ohjelmaa suoritettiin laskeutumisajoneuvon ensimmäinen pehmeä lasku Marsin pinnalle (" Mars-3 ", 2. joulukuuta 1971) ja ensimmäinen yritys lähettää kuva pinnalta.
Neuvostoliitto toteutti myös Phobos - ohjelman - kaksi automaattista planeettojenvälistä asemaa, jotka oli tarkoitettu Marsin ja sen satelliitin Phobos-tutkimukseen.
Ensimmäinen AMS " Phobos-1 " laukaistiin 7. heinäkuuta ja toinen, " Phobos-2 " - 12. heinäkuuta 1988 [172] . Päätehtävä - laskeutuvien ajoneuvojen (PrOP-F ja DAS) toimittaminen Phoboksen pinnalle Marsin satelliitin tutkimiseksi - jäi toteuttamatta. Huolimatta yhteyden katkeamisesta molempien ajoneuvojen kanssa, Marsin, Phoboksen ja lähellä Marsin avaruutta koskevat tutkimukset, jotka suoritettiin 57 päivän ajan Phobos-2:n kiertoradalla Marsin ympärillä, mahdollistivat uusien tieteellisten tulosten saamisen. Phoboksen, Marsin plasmaympäristön, lämpöominaisuuksista, sen vuorovaikutuksesta aurinkotuulen kanssa.
American StudiesVuosina 1964-1965 ensimmäinen onnistunut lento Marsiin suoritettiin Yhdysvalloissa osana Mariner - ohjelmaa. " Mariner-4 " suoritti vuonna 1965 ensimmäisen tutkimuksen ohilentoradasta ja teki ensimmäiset kuvat pinnasta [173] . " Mariner-6 " ja " Mariner-7 " suorittivat vuonna 1969 ensimmäisen tutkimuksen ilmakehän koostumuksesta käyttämällä spektroskooppisia tekniikoita ja pinnan lämpötilan määritystä infrapunasäteilyn mittauksista ohilentoradasta. Vuonna 1971 Mariner 9 :stä tuli ensimmäinen Marsin keinotekoinen satelliitti ja se teki ensimmäisen pintakartoituksen.
Toinen Yhdysvaltain Viking Martian -ohjelma sisälsi vuonna 1975 kahden identtisen avaruusaluksen, Viking 1 :n ja Viking 2 :n, laukaisun , jotka suorittivat tutkimusta Marsin kiertoradalta ja Marsin pinnalta, erityisesti elämän etsimisestä maanäytteistä. Jokainen Viking koostui kiertorata-asemasta - keinotekoisesta Marsin satelliitista ja laskeutumisajoneuvosta automaattisella Marsin asemalla. Vikingin automaattiset Marsin asemat ovat ensimmäiset avaruusalukset, jotka toimivat menestyksekkäästi Marsin pinnalla ja välittävät suuren määrän tieteellistä tietoa, mukaan lukien kuvia laskeutumispaikalta. Elämää ei ole löytynyt.
Yhdysvaltain Mars Pathfinder -ohjelma sisälsi kiinteän Marsin aseman ja Sojourner -mönkijän , jotka työskentelivät Marsin pinnalla Ares-laaksossa vuosina 1996-1997. Yhteensä lähetettiin 16,5 tuhatta kuvaa Marsin aseman kamerasta ja 550 kuvaa roverin kameroista, suoritettiin 15 kivianalyysiä. Tieteelliset tulokset antavat lisätukea olettamukselle, että Mars oli jälleen "kosteampi ja lämpimämpi".
" Mars Global Surveyor " - NASAn kiertorata, suoritti pintakartoituksen vuosina 1999-2007.
Phoenix , NASAn laskeutuja, oli ensimmäinen laskeutuja, joka onnistui laskeutumaan Marsin napa-alueelle ja toimi vuonna 2008 .
Mars Exploration Rover -ohjelman aikana kaksi kaksoiskuljettajaa toimitettiin onnistuneesti Marsiin:
Tällä hetkellä seuraavat AMS :t toimivat Marsin kiertoradalla :
Seuraavat laitteet toimivat tällä hetkellä Marsin pinnalla:
1800-luvun lopulla alkaneet tutkijoiden keskustelut mahdollisuudesta, että Marsin pinnalla ei ole vain elämää, vaan kehittynyt sivilisaatio, sai kirjoittajat luomaan fantastisia Marsista kertovia teoksia [177] . Tänä aikana syntyi esimerkiksi H. Wellsin kuuluisa romaani " Maailmoiden sota ", jossa marsilaiset yrittivät lähteä kuolevalta planeetalta valloittaakseen Maan. Vuonna 1938 Yhdysvalloissa tämän teoksen radioversio esiteltiin radiouutisena, mikä aiheutti massapanikin, kun monet kuulijat hyväksyivät tämän "raportin" virheellisesti totuudeksi [178] . Vuonna 1966 kirjailijat Arkady ja Boris Strugatsky kirjoittivat satiirisen "jatko-osan" tälle teokselle nimeltä " Marsilaisten toinen hyökkäys ".
Yksitoista kirjaa Barsoomista julkaistiin vuosina 1917-1964 . Tämä oli Mars-planeetan nimi Edgar Rice Burroughsin luomassa fantasiamaailmassa . Hänen teoksissaan planeetta esitettiin kuolevana, jonka asukkaat käyvät jatkuvaa kaikkien sotaa kaikkia vastaan niukkojen luonnonvarojen puolesta. Vuonna 1938 C. Lewis kirjoitti romaanin Beyond the Silent Planet .
Tärkeistä Marsia käsittelevistä teoksista kannattaa mainita myös Ray Bradburyn vuoden 1950 romaani The Martian Chronicles , joka koostuu erillisistä löyhästi toisiinsa liittyvistä novelleista sekä useista tämän syklin viereisistä tarinoista; romaani kertoo ihmisen Marsin tutkimisen vaiheista ja yhteyksistä kuolevaan muinaiseen Marsin sivilisaatioon.
Kuvitteellisessa Warhammer 40 000 -universumissa Mars on Adeptus Mechanicuksen, ensimmäisen Forge Worldsin, päälinnoitus. Marsin tehtaat, jotka kattavat koko planeetan pinnan, tuottavat aseita ja sotatarvikkeita ympäri vuorokauden Galaxyssa riehuvaa sotaa varten.
Jonathan Swift mainitsi Marsin kuut 150 vuotta ennen kuin ne tosiasiallisesti löydettiin romaaninsa Gulliverin matkat osassa 19 [ 179] .
Marsiin viitataan toisinaan David Bowien 1970-luvun alun teoksissa. Joten bändi, jonka kanssa hän esiintyy tällä hetkellä, on nimeltään Spiders From Mars, ja Hunky Dory -albumilla on kappale nimeltä Life on Mars? ". Huomattavan määrän sävellyksiä teksti sisältää ainakin itse sanan "Mars".
Babyloniassa tämä planeetta yhdistettiin alamaailman jumalaan [ 180] Nergaliin [181] . Olmsted raportoi, että muinaisessa Babylonissa planeettaa kutsuttiin Salbatanuksi [182] .
Kreikkalaiset kutsuivat Marsia (Marsin tähti) Πυρόεις (Pirois [183] , Piroeis [184] , Piroent [185] ; "tulinen" [183] , "tulinen" [186] ) [187] .
Gigin (kääntäjä A. I. Ruban) kutsuu sitä Herkuleen tähdeksi [188]
Roomalaisessa mytologiassa Mars oli alun perin hedelmällisyyden jumala. Sitten Mars tunnistettiin kreikkalaiseen Aresiin ja siitä tuli sodan jumala, ja se alkoi myös personifioida Mars-planeetta [189] .
Hindumytologiassa planeetta yhdistetään Mangalaan , joka syntyi Shivan hikipisaroista [190] .
Alimmalla sitä lähinnä olevan kiertoradan (Jupiteriin) miehittää Πυρόεις, jota kutsutaan myös Marsin tähdeksi, se kiertää saman horoskoopin ympyrän kuin kaksi ylempää (Saturnus ja Jupiter) 24 kuukaudessa ilman kuutta, jos En ole väärässä, päiviä.
PLANEETAT 42. …
3. Kolmas tähti on Mars, toiset kutsuvat sitä Herkuleen tähdeksi. Hän seuraa Venuksen tähteä Eratosthenesin mukaan tästä syystä: kun Vulcan otti Venuksen vaimokseen, hän ei valppaudellaan antanut Marsin päästä haluamaansa. Siksi hän ei näytä saavuttaneen mitään muuta Venukselta, paitsi salliessaan tähtensä seurata Venuksen tähteä. Siksi intohimosta rakkautta palava Mars havaitsi tämän antamalla tähdelle nimen Piroeis.
Temaattiset sivustot | ||||
---|---|---|---|---|
Sanakirjat ja tietosanakirjat |
| |||
|
Marsin tutkimus avaruusaluksilla | |
---|---|
Lentäminen | |
Orbital | |
Lasku | |
roverit | |
Marshalls | |
Suunniteltu |
|
Ehdotettu |
|
Epäonnistui |
|
Peruutettu |
|
Katso myös | |
Aktiiviset avaruusalukset on korostettu lihavoidulla |
aurinkokunta | |
---|---|
Keskitähti ja planeetat _ | |
kääpiöplaneetat | Ceres Pluto Haumea Makemake Eris Ehdokkaat Sedna Orc Quaoar Ase-ase 2002 MS 4 |
Suuret satelliitit | |
Satelliitit / renkaat | Maa / ∅ Mars Jupiter / ∅ Saturnus / ∅ Uranus / ∅ Neptunus / ∅ Pluto / ∅ Haumea Makemake Eris Ehdokkaat Orca quawara |
Ensimmäiset löydetyt asteroidit | |
Pienet ruumiit | |
keinotekoisia esineitä | |
Hypoteettiset esineet |
|