Марс

Спутники Марса

Марс имеет спутники. Ночью на марсианском небе отображаются 2 светила — луны. Это они. Впервые их увидел и описал Acaф Xoлл, который дал им названия. Выбор пал на греческую мифологию. По аналогии с богом войны Аресом, спутники получили имена его сыновей. Первый Фoбoc — олицетворяющий страх, второй Дeймoc — несущий ужас.
Считается, что они — нерегулярны и были притянуты гравитацией из астероидного пояса. Но эту теорию опровергает траектория их орбиты. Она отличается от «пойманных» объектов.

Фобос

Диаметр этого тела всего 22 км. Его орбита отдалена от планеты на 9517.58 км. Полный круг по ней Фoбoc делает за 7 часов. Каждый виток сокращает это время. Исследователи считают, что через несколько миллионов десятилетий произойдет его столкновение с планетой. Закончив историю Марса. По другой версии гравитация разрушит спутник, но создаст вокруг планеты кольцо.

Астрономия

Марс хорошо виден с Земли невооружённым глазом. Его видимая звёздная величина достигает −2,91m (при максимальном сближении с Землёй). Марс уступает по яркости лишь Юпитеру (во время великого противостояния Марса он может превзойти Юпитер), Венере, Луне и Солнцу. Противостояние Марса можно наблюдать каждые два года. Последний раз Марс был в противостоянии 22 мая 2016 года, он находился на расстоянии 76 млн км от Земли. Как правило, во время великого противостояния (то есть при совпадении противостояния с Землёй и прохождения Марсом перигелия своей орбиты) оранжевый Марс является ярчайшим объектом земного ночного неба после Луны (не считая Венеру, которая и тогда ярче него, но видна утром и вечером), но это происходит лишь один раз в 15—17 лет в течение одной-двух недель.

Жизнь на Марсе

Положение планеты относительно Солнца, наличие русел рек, довольно щадящие климатические параметры, всё это позволяет надеяться на существование жизни на ней в каком-либо варианте. Если предположить, что жизнь на планете когда-то существовала, то какие-то организмы могут сохраниться и теперь. Некоторые учёные даже заявляют о нахождении доказательств этого. Они делают такие выводы после изучения метеоритов, попавших на Землю прямо с Марса. В них находились некие органические молекулы, но одно их наличие не доказывает существование жизни на Марсе, пусть даже примитивной.

https://youtube.com/watch?v=ZQViUSGcWHI

Зато в наличии воды на красной планете никто не сомневается. Полярные шапки в зависимости от сезона изменяют свои размеры, это служит доказательством их таяния. Следовательно, вода на Марсе в как минимум в твёрдом состоянии присутствует.

Именно планета Марс является оптимистическим будущим человечества. Вполне возможно, что жизнь на Земле появилась, перебравшись с поверхности красного соседа. И дальнейшую судьбу свою человечество связывает тоже с ним, рассчитывая в случае катаклизма переселиться туда.

Афелий и перигелий согласно законам Кеплера

Немецкий астроном Иоганн Кеплер вывел законы движения планет в Солнечной системе, которые упрощают процесс понимания данного астрономического явления. Благодаря его расчетам и графическому изображению становятся очевидны траектории движения и расхождения планет.

Его работы описывают идеализированную орбиту планеты и помогают разобраться в основах процессов, происходящих в отрезках перигелия и афелия. Рассмотрим и постараемся проанализировать три закона Кеплера:

1. Эллиптические орбиты.

Все планеты Солнечной системы имеют свою эллиптическую орбиту, по которой непрерывно движутся. Исходя из этого, каждая из них проходит по ней две точки, которые обозначают максимальное и минимальное расстояние до Солнца.

Закон областей.

Этот закон Кеплер вывел для определения скорости планеты в момент пересечения точек афелия и перигелия. Нам известно, что при прохождении первой скорость планеты становится минимальной и, соответственно, максимальной при пересечении второй. Когда Земля предельно удалена от Солнца, она теряет способность двигаться, так как сила тяжести гораздо меньше, чем обычно. Но с приближением планеты к Светилу ее скорость значительно увеличивается.

Данное астрономическое явление становится заметно, когда продолжительность дня и ночи изменяется.

Гармонический закон.

В данном законе Кеплера говорится о том, что период обращения планет вокруг Светила зависит от среднего расстояния небесного тела от него. Этот закон применяется ко всем планетам и спутникам Солнечной системы. Благодаря ему можно вычислить продолжительность года каждого космического тела, если известно его расстояние до Солнца.

Даты афелия и перигелия для Земли

Из-за того, что орбита Земли отлична от идеальной окружности, на протяжении всей истории нашей планеты точки афелия и перигелия регулярно смещаются. В 1246 году зимнее солнцестояние наступило в тот день, когда Земля достигла перигелия. После этого каждые 58 лет происходили смещения даты этих точек на одни сутки. Ученые сделали прогноз, что к 6430 году, через 4 000 лет, перигелий совпадет с датой весеннего равноденствия.

Ближайшие даты афелия и перигелия:

2022 год.

4 января 06:52 и 4 июля 08:10.

2023 год.

4 января 16:17 и 6 июля 21:06.

2024 год.

3 января 00:38 и 5 июля 06:06.

2025 год.

4 января года 08:28 и 3 июля 15:54.

2026 год.

3 января 12:15 и 6 июля 13:30.

Существует ли жизнь на Марсе

Вопрос о существовании жизни на красной планете стал особо популярен после публикации романа Уэльса «Война миров», по сюжету которого наша планета оказалась захвачена гуманоидами, и землянам лишь чудом удалось выжить. С тех пор тайны планеты, расположенной между Землёй и Юпитером, интригуют вот уже не одно поколение, а описанием Марса и его спутниками интересуется всё больше людей.

Если смотреть на карту Солнечной системы, становится очевидно, что Марс находится от нас на небольшом расстоянии, следовательно, если жизнь могла возникнуть на Земле, то она вполне могла бы появиться и на Марсе.

Интригу подогревают и учёные, которые сообщают о наличии воды на планете земной группы, а также подходящих для развития жизни условий в составе грунта. Кроме того, в интернете и специализированных журналах нередко публикуют снимки, на которых камни, тени и другие изображённые на них предметы сравнивают со зданиями, памятниками и даже остатками хорошо сохранившихся представителей местной флоры и фауны, стремясь доказать существование жизни на этой планеты и разгадать все тайны Марса.

Точность / предсказуемость

С точки зрения всех, кроме самых требовательных, путь Марса прост. Уравнение в Астрономические алгоритмы который предполагает невозмущенную эллиптическую орбиту, предсказывает времена перигелия и афелия с погрешностью «несколько часов». Использование элементов орбиты для вычисления этих расстояний соответствует фактическим средним значениям как минимум с пятью значащими цифрами. Формулы для вычисления положения прямо из элементов орбиты обычно не предоставляют и не требуют поправок на влияние других планет.

Для более высокого уровня точности требуются возмущения планет. Они хорошо известны и считаются достаточно хорошо смоделированными для достижения высокой точности. Это все органы, которые необходимо учитывать даже при решении многих сложных проблем. Когда Альдо Витальяно вычислил дату близкого сближения Марса в далеком прошлом или будущем, он проверил потенциальный эффект, вызванный неопределенностями моделей пояса астероидов, запустив моделирование как с тремя самыми большими астероидами, так и без них, и обнаружил, что эффекты были незначительными.

Наблюдения стали намного лучше, и технологии космической эры заменили старые методы. Э. Майлс Стэндиш писал: «Классические эфемериды прошлых столетий полностью основывались на оптических наблюдениях: почти исключительно, времени прохождения меридионального круга. С появлением планетарного радара, миссий космических кораблей, РСДБ и т. Д. Ситуация для четырех внутренних планеты сильно изменились ». (8.5.1 стр. 10) Для DE405, созданного в 1995 году, оптические наблюдения были прекращены, и, как он писал, «начальные условия для четырех внутренних планет были скорректированы с учетом данных о дальности, в первую очередь…» Известно, что ошибка в DE 405 составляет около 2 км, а теперь составляет менее километра.

Хотя возмущения на Марсе астероидами вызвали проблемы, они также использовались для оценки масс некоторых астероидов. Но улучшение модели пояса астероидов является серьезной проблемой для тех, кто требует или пытается предоставить эфемериды высочайшей точности.

Атмосфера

Ещё в 19 веке астрономы догадались, что Марс обладает атмосферой. Это определилось в моменты противостояний планеты с Землёй, случающихся каждые 15 – 17 лет. Открытие породило оптимизм возможной жизни на Марсе, однако все надежды рухнули после определения состава атмосферы и её плотности. Углекислый газ (96%), азот (2,7%), аргон (1,6%) и ничтожные количества кислорода и иных газов не стали благоприятными условиями для развития жизни на планете. Но, тем не менее, облака из углекислого газа и воды, всё же есть. По виду они похожи на земные, перистые, и формами повторяют рельефные контуры.

Параметры орбиты

Не более пяти значимые фигуры представлены в следующей таблице Марса. орбитальные элементы. До этого уровня точность, числа очень хорошо совпадают с элементами VSOP87 и вычислениями, производными от них, а также с наилучшим соответствием Стэндиша (JPL) за 250 лет и вычислениями с использованием фактических положений Марса во времени.

Климат

Красная планета вращается вокруг своей оси под углом 25,29 градуса. Благодаря этому солнечные сутки здесь составляют 24 ч. 39 мин. 35 сек., тогда как год на планете бога Марса из-за вытянутости орбиты длится 686,9 дней.
Четвёртая по порядку планета Солнечной системы имеет времена года. Правда, летняя погода в северном полушарии холодная: лето начинается тогда, когда планета максимально удалена от звезды. Зато на юге оно жаркое и короткое: в это время Марс максимально близко приближается к звезде.

Для Марса характерно наличие холодной погоды. Средние температурные показатели планеты составляют −50 °C: зимой температура на полюсе составляет −153°C, тогда как на экваторе летом – немногим более +22 °C.

Немаловажную роль в распределении температуры на Марсе играют многочисленные пылевые бури, начинающиеся после таяния льдов. В это время атмосферное давление быстро повышается, в результате чего большие массы газа начинают двигаться к соседнему полушарию на скорости от 10 до 100 м/с. При этом с поверхности поднимается огромное количество пыли, что полностью скрывает рельеф (не просматривается даже вулкан Олимп).

Расстояние до Марса от Земли и время полета

Если ночью присмотреться к звездному небу, то можно увидеть красную звездочку – Марс. С Земли она кажется такой маленькой… Расстояние между ним и Землей неодинаково в разное время. Наиболее благоприятное время полета тогда, когда обе они максимально приблизятся к друг другу. Это бывает раз в два года примерно. В этот момент их расстояние равно – 55,76 млн км. Скорость космического корабля – 20 000 км/ч, а значит до Красной планеты можно добраться за 115 дней. Ну это по теории. В реальности, все иначе, ведь за это время она уйдет на приличное расстояние по своей орбите. Итог: делать рассчетаты надо на опережение.

Орбиты планет имеют круглую форму, поэтому удается срезать путь

Если летать на ракете, то важно учесть солнечное притяжение. Чтобы как то сэкономить топливо, космические корабли передвигаются на максимальном расстоянии от звезды

В общем, если удаленность средняя, то космическая станция может долететь можно за 162 дня, при максимуме – 289 дней, минимум – 39 дней.

Лететь к тому же, затратно. Чтобы экономить топливо, рассматриваются варианты: путешествовать от одной планеты к другой, совершать гравитационные маневры. По оценкам SpaceX, с помощью Starship можно прибыть на «огненную» планету за 6 месяцев, но путь будет намного труден.

Исследования и разведка Марса

Красная планета видна с Земли невооруженным глазом и потому с древних времен является объектом изучения. Первые записи о Марсе были сделаны еще древними египтянами за 1,5 тысячелетия до н. э. Они уже тогда знали о ретроградном эффекте этого небесного тела, но считали его звездой.

Первые наблюдения за планетой с помощью телескопа начались в XVII в. В 1672 г. первые измерения основных параметров Марса выполнил Дж. Кассини, его изучали Т. Браге, И. Кеплер, Х. Гюйгенс. Последний составил подробную карту марсианской поверхности, детализирована она была уже в XIX в. астрономом Дж. Скиапарелли.

Успешные миссии по изучению планеты

С полетами космических аппаратов к соседним небесным телам началось активное изучение Красной планеты, но не все миссии закончились успехом. Например, провальными оказались запуски всех 9 советских исследовательских зондов, как и американского корабля «Маринер-3». Но уже «Маринер-4», стартовавший в 1964 г., долетел до Марса. Аппарат выполнил первую масштабную фотосъемку космического тела, измерил атмосферное давление, параметры магнитного поля (которое оказалось отсутствующим) и радиационный фон.

В 1969 г. исследования продолжили станции «Маринер-6» и «Маринер-7». В 1970-х гг. в направлении Марса отправились советские аппараты «Космос-419», «Марс-2», «Марс-3». Долететь до цели и мягко приземлиться удалось только последнему, но он проработал на планете всего 14 секунд. Годом позже к планете приблизилась американская станция «Маринер-9», а еще через год — советский зонд «Марс-5». В 1975 г. стартовала миссия NASA «Викинг». Целью ее было изучение метеорологических, сейсмических, магнитных особенностей планеты.

После этого на планете и около нее побывали:

• в 2001 г. — зонд «Марс Одиссей», нашедший большие запасы водорода;
• в 2003 г. — аппарат «Марс-Экспресс», подтвердивший наличие около южного полюса планеты залежей углекислого и водного льда;
• в том же 2003 г. — марсоходы Opportunity и Spirit, изучавшие грунт и горные породы, искавшие воду и лед, определявшие минералогический состав поверхности;
• в 2012 г. марсоход Curiosity, до сих пор работающий на планете, собравший килограммы проб минералов и выполнивший большое число других исследований.

В 2014 г. местную атмосферу изучала станция MAVEN, после к ней присоединился индийский зонд «Мангальян».

Исследования Марса. Credit: NASA Solar System Exploration.

Неудачные миссии на Марс за последние 25 лет

Неудачи преследовали исследователей Красной планеты не только в 1960-х гг.:

• в 1993 г. за несколько дней до выхода на орбиту Марса ученые потеряли связь со станцией НАСА Mars Observer;
• в 1996 г. завершился неудачей старт российского корабля «Марс-8» (его второе название «Марс-96»);
• 1999 г. стал провальным для американского исследовательского зонда Climate Orbiter;
• в 2003 г. не смог закрепиться на орбите японский межпланетный аппарат Nozomi;
• в том же году попал в аварию зонд Beagle 2, работавший в рамках европейской миссии Mars Express;
• в 2011 г. на старте погибла российская межпланетная станция «Фобос-Грунт»;
• в 2016 г. Европейское космическое агентство сообщило о гибели модуля Schiaparelli, действовавшего в рамках совместной российско-европейской программы «ЭкзоМарс-2016».

Планируемые миссии на Красную планету

И официальные космические агентства, и частные компании всерьез рассматривают идею пилотируемого полета на Марс. Возможно, это случится уже в 2030-х гг.

Расстояние от нас до Красной планеты постоянно меняется, поэтому старт межпланетного корабля нужно планировать в тот момент, когда расположение планет наиболее близкое. Полет в этом случае будет продолжаться всего 160 дней. Зато с радиосвязью особых проблем не будет — в среднем всего 13,5 минут идет сигнал до Марса.

Илон Маск и его Тесла

Еще одно знаковое событие состоялось совсем недавно (раньше первоначальной даты публикации нашей статьи), а именно запуск на Марс машины Tesla Roadster Илоном Маском и его компанией Space X, который состоялся 6 февраля 2018 года. На орбиту Теслу вывела ракета Falcon-Heavy c космодрома на мысе Канаверал (США).

Видео запуска Falcon-Heavy.

А это собственно фото автомобиля с манекеном космонавта внутри, который был отправлен в космос. Первоначально предполагалось отправить Теслу именно на Марс, правда, вывести автомобиль на намеченный курс к «красной планете» так и не получилось, скорость, с которой ракета Falcon-Heavy вышла в космос была слишком велика, в результате траектория полета сместилась.