Вода на марсе
Первые попытки разыскать в марсианской почве прямые свидетельства наличия основы для жизни жидкой воды и таких элементов, как азот и сера, не принесли успеха. Экзобиологический эксперимент, проведенный на Марсе в 1976 году после посадки на его поверхность американской межпланетной станции «Викинг», несшей на своем борту автоматическую биологическую лабораторию (АБЛ), не принес доказательств существования жизни. Отсутствие органических молекул на изученной поверхности могло быть вызвано интенсивным ультрафиолетовым излучением Солнца, так как у Марса нет защитного озонового слоя, и окисляющим составом почвы. Поэтому верхний слой марсианской поверхности (толщиной около нескольких сантиметров) бесплоден, хотя существует предположение, что в более глубоких, подповерхностных, слоях сохранились условия, которые были миллиарды лет назад. Определенным подтверждением этих предположений стали недавно обнаруженные на Земле на глубине 200 м микроорганизмы метаногены, питающиеся водородом и дышащие углекислым газом. Специально же проведенный учеными эксперимент доказал, что подобные микроорганизмы могли бы выжить и в суровых марсианских условиях.
Гипотеза о более теплом древнем Марсе с открытыми водоемами реками, озерами, а может, и морями, а также с более плотной атмосферой обсуждается уже более двух десятилетий, так как «обживать» столь негостеприимную планету, да еще при отсутствии воды, было бы очень сложно. Для того чтобы на Марсе могла существовать жидкая вода, его атмосфера должна была бы очень сильно отличаться от нынешней. В прошлом плотность марсианской атмосферы могла увеличиться из-за сильного потепления, вызвавшего испарение полярных шапок и таяние подземных льдов.
Предположения о переменчивости марсианского климата были подтверждены недавними наблюдениями на HST (Хаббловском космическом телескопе), производившем с околоземной орбиты максимально точные измерения характеристик его атмосферы и даже предсказывавшем марсианскую погоду. Оказалось, что климат Красной планеты претерпел существенные изменения стал суше и холоднее уже со времени посадок спускаемых аппаратов «Викинг» (1976 год). Возможно, это связано с сильными бурями, которые в начале 70-х годов подняли в атмосферу огромное количество мельчайших пылинок. Какое-то время эта пыль препятствовала остыванию Марса и испарению водяного пара в космическое пространство, но потом осела и планета вернулась к своему обычному состоянию.
5 неочевидных фактов о Марсе
Марс — четвертая по удаленности планета от солнца, безжизненная, пустынная и холодная. Однако, вполне возможно, что в скором будущем она станет для людей вторым домом. Именно Марс ученые рассматривают как основной объект для колонизации, так как на нем наиболее подходящие условиях для жизни человека в сравнении с другими планетами солнечной системы. Так как на Марс возлагаются большие надежды, ученые пристально наблюдают за ним и изучают. В настоящее время он является самой изученной планетой Солнечной системы после Земли. Помогают ее изучать многочисленные орбитальные станция, а также роверы и прочие марсоходы, которые передвигаются по планете. Они изучают поверхность грунта, погодные явления, а также собирают прочную полезную информацию для ученых. Благодаря этому удалось получить ответы на многие вопросы и загадки. Тем не менее широкой общественности многие факты неизвестны, а ведь они достойны внимания. Поэтому я подготовил подборку пяти наиболее интересных и неочевидных фактов о красной планете, с которыми и предлагаем ознакомиться.
Марс — самая изученная после Земли планета Солнечной системы
Какой Марс мы знаем: краткое описание планеты
Часто задаваемые вопросы
Космические путешествия: самые интересные открытия исследований Марса и планет солнечной системы
Солнечная система является объектом многолетних исследований космическими аппаратами. Особый интерес ученых вызывает планета Марс и другие планеты системы, такие как Венера, Юпитер, Сатурн и Уран.
Первой планетой, изученной ближе всего к Земле, стала Венера. Изображения, полученные с борта космических аппаратов, показали, что поверхность Венеры покрыта густым слоем облачности, состоящим из серной кислоты. Также ученые обнаружили гигантские вулканы и трещины на поверхности планеты.
Марс – одна из самых тайн полных планет солнечной системы. Первые исследования показали наличие сети каналов, вызывающих предположения о возможности наличия жизни на планете. Более поздние исследования показали, что каналы представляют собой геологические процессы.
На поверхности Марса также были обнаружены кратеры метеоритного происхождения, подтверждающие наличие в прошлом активной вулканической деятельности.
Изучение газовых гигантов – Юпитера и Сатурна – также привело к обнаружению интересных фактов. Например, ученые смогли открыть гравитационные поля этих планет, которые оказывают огромное влияние на движение остальных планет солнечной системы.
Наиболее удивительные открытия получены благодаря исследованиям судов-проходцев, отправленных на Уран и Нептун. Эти газовые гиганты имеют уникальную спутниковую систему, а их атмосфера состоит из азота, водорода и метана.
Космические путешествия и исследования планет солнечной системы продолжаются. Благодаря новым технологиям и улучшению спутниковых аппаратов, мы можем ожидать новых открытий и большего понимания о таинственных планетах нашей системы.
В марсианском грунте можно выращивать картофель
Герой эпопеи «Марсианин» смог спастись, выращивая в местном грунте картофель. И книга, и фильм утверждают, что грунт на планете однородный. Как только герою понадобилась земля под картофель, он накопал ее рядом с станцией и принялся за работу. На самом деле разные слои на Марсе формировались в разных условиях и в разные климатические периоды. Соответственно, содержание химических элементов будет неоднородным. Верхний слой появился в последний геологический период. В это время вулканы своими газами насытили грунт соединениями серы и хлора. Такие испарения непременно убьют любое земное растение, как только вступят в реакцию с водой. Да и самому человеку грозит смертельная опасность. Плодородные породы на Марсе все же есть. Марсоход «Curiosity» обнаружил даже слой глины, в которой нашлись и органические соединения, и двуокись азота, требуемые для земледелия. Правда, азота в такой почве все равно в сотню раз больше, чем в земных нормах. Перед посадкой чего-либо в марсианскую почву, даже наиболее приспособленную, пришлось бы провести немало экспериментов, составляя наилучшие смеси. Биологи считают, что для превращения грунта в почву требуется не только органика, но и бактериальные культуры. Нужный набор даст навоз травоядных животных, а вот отходы жизнедеятельности человека для этого подходят плохо.
Космический мусор становится проблемой №1
Слышали страшилку о том, что скоро орбита Земли превратится в свалку, а Китай давно тестирует спутники для борьбы с космическим мусором? На эту тему выпускают голливудские фильмы, которые показывают, как мусор разрушает дорогостоящие спутниковые системы, повреждает структуру МКС, оставляет землян без интернета. Конечно, это допущение. Риск столкновения спутников с космическим мусором невысок (последний состоялся 13 лет назад), траектория полета мусора мониторится, курс легко можно изменить, ведь пространства вокруг Земли огромны. Кроме того, старые спутники утилизируют, выводя на другую линию орбиты или в атмосферу, где они сгорают. И даже если спутниковая связь рискует выйти из строя, мы продолжим пользоваться интернетом и мобильными телефонами, которые зависят от местных радиовышек и системы подводных коммуникационных кабелей.
Орбита и вращение Марса
Миф 2. Марс горячий
Заполненный льдом 82‑километровый кратер Королёва на Марсе. Изображение: ESA / DLR / FU Berlin
Это заблуждение связано с предыдущим. Обычно у людей красный цвет ассоциируется с высокой температурой, поэтому многие искренне полагают, что на Марсе очень жарко и из‑за этого он побагровел.
Тот же Фрэнк Герберт, например, явно ориентировался на Марс, описывая свою Дюну: пустынная оранжевая планета с белыми полярными шапками, жители которой страдают от жары. Но реальный Марс совершенно не похож на Арракис.
Жарче всего на Марсе летом на экваторе — температура может достигать аж 27 °C, а однажды были зафиксированы рекордные 35 °C. Зимой же может ударить мороз: от −80 до −125 °С. А на полюсе все −153 °C.
Так что считать Марс жаркой пустыней, красным подобием Сахары, совершенно неверно.
Удачная миссия Insight: разгадка загадок внутреннего строения Марса
Марс — одна из самых загадочных планет Солнечной системы. Его внутреннее строение всегда вызывало интерес у ученых, и много лет шла работа над поиском ответа на вопрос, как устроена планета изнутри. Однако только благодаря удачной миссии Insight удалось наконец разгадать некоторые из загадок Марса.
Миссия Insight была запущена в 2018 году с целью изучить внутреннюю структуру Марса и понять, как он сформировался. Для этого был разработан и отправлен на планету специальный модуль, оборудованный различными научными инструментами.
Одним из главных достижений миссии Insight стала разгадка загадки о том, из чего состоит ядро Марса. Благодаря измерениям с помощью сейсмометра SEIS, ученые определили, что ядро Марса включает в себя железо и сернистый никель. Это открытие позволило лучше понять процессы, происходящие внутри планеты и сравнить ее с Землей.
Еще одним значимым результатом миссии Insight стала оценка температуры внутри Марса. С помощью теплового зонда HP^3 удалось измерить тепловой поток из глубины планеты. Ученые смогли определить, что внутренность Марса остыла и неактивна уже много лет, но все еще сохраняет некоторую теплоту. Эта информация позволила уточнить модели формирования и эволюции планеты.
Также миссия Insight способствовала улучшению понимания сейсмической активности на Марсе. Сейсмометр SEIS регистрировал колебания поверхности планеты, что помогло выявить сейсмические волны, вызванные внутренними процессами. Ученые смогли выяснить, что Марс испытывает меньшую сейсмическую активность по сравнению с Землей, но в то же время сейсмические события на Марсе имеют свои особенности.
Вся эта информация, полученная благодаря миссии Insight, позволила значительно продвинуться в понимании внутреннего строения Марса. Ученые теперь имеют более точное представление о составе ядра, температуре и сейсмической активности планеты. В дальнейшем, эти данные помогут не только лучше понять сам Марс, но и сравнить его с другими планетами и способствовать развитию нашего общего знания о Вселенной.
Пилотируемый полет на Марс уже реален
Пилотируемый полет к этой планете — сложная задача. Пока непонятно, как защитить космонавтов от частиц солнечной радиации во время полета. Да и на самой планете разреженная атмосфера и слабое магнитное поле способствуют мощному ионизирующему излучению. Солнечные же вспышки могут уничтожить человека буквально за считанные недели. Придется защищать базу или строить ее под землей. Основной функционал груза будет отдан банальному жизнеобеспечению астронавта. Пока разговоры о полете ведутся лишь теоретические, а планы раньше 2030 года не строятся. Человечество не готово отправлять отважных исследователей на верную смерть.
Исследование Венеры: приглашение в адский мир с океанами из кислоты
Венера — одна из самых загадочных планет Солнечной системы. Это вечно облачная планета, на поверхности которой царят крайне неблагоприятные условия для жизни. Температура на Венере достигает свыше 460 градусов по Цельсию, а атмосфера состоит в основном из углекислого газа, с толщиной эквивалентной давлению, как при глубине 1 км в океанах Земли.
Атмосфера Венеры
Атмосфера Венеры является одной из самых плотных в Солнечной системе. Она состоит главным образом из углекислого газа (около 96%), а также содержит азот, пары сернистых и сернисто-кислых соединений. Венерианская атмосфера также характеризуется высокой концентрацией серной кислоты, образующей огромные спутникиоблака.
Поверхность Венеры
Поверхность Венеры представляет собой вулканическую равнину, покрытую многочисленными вулканами, кратерами и лавовыми реками. Венерианская тектоническая активность неоднократно достигала своего пика, приводя к формированию различных геологических структур.
Важным отличием поверхности Венеры является ее высокая температура, которая вызывается действием парникового эффекта, вызванного плотным слоем углекислого газа в атмосфере.
Исследование Венеры
Исследование Венеры представляет собой настоящий вызов для ученых: высокая температура, атмосферное давление и другие неблагоприятные условия делают миссию очень сложной. Тем не менее, множество зондов и роботов было отправлено на Венеру в течение последних десятилетий.
Исследовательский корабль «Венера-13», запущенный Советским Союзом в 1981 году, провел более 2 часов на поверхности Венеры и отправил обратно на Землю информацию о температуре, атмосферном давлении и составе атмосферы.
Миссия «Аксис», запланированная на 2026 год, представляет собой совместное предприятие NASA и Роскосмоса с целью исследования поверхности Венеры и ее атмосферы. Миссия предоставит более подробную информацию о вулканической активности, структуре поверхности и других ключевых характеристиках планеты.
Заключение
Венера остается одной из самых загадочных планет Солнечной системы, и исследование ее остается важной целью для ученых. Приглашение в адский мир с океанами из кислоты открывает двери для понимания происхождения и эволюции планеты и может дать нам больше информации о возможности нахождения жизни на других экзопланетах
Нерешенные вопросы терраформирования Марса[править | править код]
- 1. Точный химический состав литосферы на глубину до 3 км по рудам, полезным ископаемым среди изверженных пород.
- 2. Точная оценка запасов углекислого газа и воды в криолитосфере на глубину до 3 км
- 3. Объемы растворенных газов в криолитосфере до 3 км (азот, аргон).
- 4. Объемы пероксидов в криолитосфере, и кислорода выделяющегося при их гидратации в условиях изменения климата Марса.
- 5. Подсчет потоков радиогенного тепла и изучение областей предполагаемого современного вулканизма.
- 6. Сейсморазведочные работы по всей поверхности Марса.
- 7. Разработка теорий климата Марса в условиях терраформирования.
- 8. Выявление областей-лидеров могущих быть подвергнутыми заселению их поверхности растениями в условиях начала терраформирования Марса.
Орбиты планет Солнечной системы. Структура
Заблуждение № 3: Венера — «сестра» Земли
Изображение слева: фото Венеры, полученное в рамках проекта Pioneer Venus в 1978 году. / NASA
Земля и Венера внешне очень похожи. Они имеют скалы, долины, горы и вулканы, из-за чего многие называют эти планеты близняшками.
Но на Венере есть одна особенность, которая делает ее одной из самых горячих планет Солнечной системы. Это токсичные атмосферные соединения, которые удерживают большое количество тепла. Именно из-за них на поверхности Венеры царит испепеляющий зной.
Средняя температура поверхности Венеры — 462 °C, что делает её самой горячей планетой в Солнечной системе, несмотря на то, что Меркурий находится ближе к Солнцу.
Вместо атмосферного кислорода и азота на Венере углекислый газ. Если бы так было на Земле, началось бы глобальное потепление.
youtube
На Земле есть безобидные облака из водяного конденсата. На Венере же это настоящие облака смерти, состоящие из серной кислоты. Высокая токсичность и жара на Венере исключают возможность зарождения там жизни, по крайней мере в земном виде.
Но это не значит, что ученые не ищут. В то время как поверхность Венеры слишком горячая для жизни, какой мы ее знаем, атмосфера планеты на самом деле истончается и остывает по мере увеличения высоты. В 50 км над поверхностью Венеры температура колеблется от 30°С до 70°С, а давление снижается примерно до того же уровня, что и на поверхности Земли.
Это заставляет некоторых ученых рассматривать возможность существования экстремофильных бактерий, живущих в ядовитых облаках Венеры (таких же ученые нашли в гидротермальных источниках или ультракислых вулканах на Земле).
Ученые даже обнаружили загадочные черные полосы на вершинах облаков, которые могут быть вызваны отложениями, похожими на железо. Или, возможно, это признаки еще не обнаруженной микробной формы жизни с химическим составом организма, способным противостоять токсичной атмосфере Венеры. Но пока это только спекулятивная теория.
На Марсе есть разумная жизнь
Ученые не исключают факта существования на планете каких-то форм жизни. Впрочем, речь идет не о вооруженных и опасных гуманоидах, а о крошечных микроорганизмах. А сам миф появился давно. Еще в 1784 году сэр Уильям Гершель писал, что марсиане могут развиваться подобно нам. А интерес к планете и ее каналам породил многочисленные версии о существовании разумной и древней цивилизации. Самой, пожалуй, интересной «встречей» с ней стал роман Уэллса «Война миров». Он был опубликован в 1898 году, а его радио-адаптация 1938 года стала скандальной, породив настоящую панику. Многие слушатели действительно поверили во вторжение марсиан на нашу планету. А через 17 лет газета «Нью-Йорк Таймс» опубликовала статью о получении с Марса регулярных сигналов, не похожих на естественные. Говорилось, что о Марсе уже известно немало. Астрономы верили в возможность существования устойчивой жизни на планете. Уже в наше время эта информация существенно дополнилась, разумных существ на Марсе искать не стоит.
Органическая жизнь
Еще в 1976 году американский инженер Гилберт Левин рассказал об эксперименте Labeled Release, который был выполнен первым в мире марсоходом Viking. Приземлившись, тот взял образцы марсианской почвы, в которых якобы были выявлены признаки органики. Однако два последующих эксперимента этого результата не подтвердили, так что об «открытии» вскоре благополучно позабыли…
Но энтузиастов теории «жизни на Марсе» это не остановило. Так, в 2013 году было объявлено, что найдено подтверждение гипотезе так называемой панспермии, согласно которой жизнь на Землю была занесена из космоса, в том числе и с Марса. Впервые об этом упомянул в своих трудах древнегреческий философ Анаксагор (V век до нашей эры).
В 1984-м и 1996-м годах в составе прилетевших с Марса астероидов были обнаружены органические молекулы. Некоторые ученые считают, что миллиарды лет назад Красная планета имела атмосферу и жидкие водные океаны, так что там вполне могла существовать жизнь, которая добралась и до нас…
Чем Марс похож на Землю и чем от нее отличается
Марс — четвертая от Солнца планета. Свое название получила в честь древнеримского бога войны. Эту планету можно увидеть в небе с поверхности Земли невооруженным глазом, ярче нее только Солнце, Луна и Венера. Если заметите на небе яркую, красноватого цвета немигающую точку — это Марс.
Диаметр Марса равен 6 779 км, Земли — 12 742 км, наша планета почти в два раза больше своего соседа. Площадь поверхности Марса — 145 млн км², Земли — 510 млн км², однако почти 71% поверхности земного шара покрыто водой, получается, что общая площадь суши Земли составляет около 150 млн км². На поверхности соседней планеты воды в жидком состоянии нет, значит, размеры суши Марса и суши нашей планеты приблизительно одинаковы.
Масса Марса примерно в 11 раз меньше массы Земли, что значительно влияет на силу тяжести. У поверхности соседней планеты сила тяжести составляет 38% от земной, то есть она в 2,5 раза слабее. Поэтому 100-килограммовый человек, вдруг оказавшийся на Марсе, будет весить там всего 38 килограммов.
Исследования, проведенные на борту МКС, показывают, что если человек длительное время подвергается влиянию силы тяжести в 1-2 раза меньшей, чем на Земле, он начинает страдать от потери костной ткани, мышечной массы, у него могут начаться проблемы со зрением. Иными словами, такие условия могут нанести непоправимый вред здоровью.
Марс совершает один оборот вокруг своей оси за 24 часа 39 минут 36 секунд, это значит, продолжительность марсианских суток, или, как их называют ученые, солов, практически равна продолжительности земных суток, что хорошо подходит для нашей физиологии.
Что касается одного витка вокруг Солнца, то Марс его делает гораздо дольше, чем Земля — за 687 земных дня, в результате марсианский год длится почти в два раза больше, чем земной.
На нашей планете главная причина смены времен года — наклон земной оси по отношению к плоскости эклиптики, который равен 23,5°. Угол наклона Марса к плоскости орбиты — 25,19°, то есть практически такой же, что и у Земли. Значит, на Марсе, как и на нашей планете, происходит смена времен года. Правда, из-за того, что марсианский год продолжительнее земного, все 4 сезона там длятся гораздо дольше.
Марс находится от Солнца на среднем расстоянии 230 млн км, Земля же — на 150 млн км. Поэтому на соседней планете довольно прохладно: там более холодное лето, чем на Земле.
Температура на поверхности Марса постоянно колеблется. Летом при благоприятных условиях на экваторе в дневное время она может достигать +35°C, а ночью опускаться до -73°C. Такие резкие перепады обусловлены тем, что атмосфера Марса в 100 раз менее плотная, чем атмосфера Земли, а значит, она не способна долго удерживать тепло. Из-за удаленности на поверхность Марса падает всего 43% солнечного света от того общего количества, что доходит до поверхности Земли.
Орбита Марса вокруг Солнца такая же, как и у Земли — эллиптическая. Соседняя планета ближе всего подходит к звезде (проходит перигелий) в разгар зимы в северном полушарии и лета в южном, дальше всего от светила (проходит афелий) находится во время зимы в южном полушарии и, соответственно, лета в северном. Так что климат северного и южного полушарий отличается: летом температура в южных регионах может быть выше, чем в северных, разница достигает +30°C.
Могут ли люди жить на Марсе?
Возможно, для окончательного ответа на вопрос существования жизни на Марсе человеку самому придется отправиться на красную планету для поисков. В 1969 году NASA объявила о планах пилотируемого полета на Марс в 1981 году и о постоянной базе к 1988 году. Но полет и, тем более, жизнь на другой планете – непростое дело.
Необходимо взять с собой колоссальный запас еды, воды и кислорода, подумать об опасности длительного нахождения в условиях малых ускорений (практически полной невесомости), в случае возгорания или другой нештатной ситуации экипажу никто не поможет. Даже совета с Земли и то придется ждать несколько минут.
Из 25 ключевых факторов, выделяемых в запланированном NASA графике работ по снижению риска для здоровья космонавтов отправляющихся к Марсу, только один признан полностью и 12 частично контролируемыми на сегодняшний день, а как минимум 1 (противодействие космической радиации) пока выглядит нерешаемым в принципе.
В фантазиях художников колония на Марсе выглядит так. Ответ на марсианские загадки может дать только человек – и пока человек не ступит на поверхность красной планеты, мы не получим большинство ответов
Особенности марсохода «Чжужун»
По словам исследователя Лю Цзичжуна (Liu Ji-Zhong), благодаря записанным видео и звуку они смогут узнать больше информации о свойствах окружающей среды Марса. За 42 марсианских суток, которые длятся примерно на 30 минут дольше земных, марсоход «Чжужун» без особых проблем проехал 236 метров. Он находится в полностью работоспособном состоянии и регулярно передает полезную информацию на наземные станции. По плану космического агентства Китая, марсоход будет работать на поверхности примерно 90 марсианских суток.
Известно, что марсоход «Чжужун» весит 240 килограммов и по размерам его можно сравнить с американскими аппаратами Spirit и Opportunity. Как я уже говорил в этом материале, одним из главных инструментов этого аппарата является георадар, который может исследовать глубины планеты вплоть до 100 метров. Вдобавок к этому, конструкция включает в себя приборы для изучения магнитного поля, слежения за погодой и анализа состава марсианского грунта.
Спуск марсохода «Чжужун» с посадочной платформы