Какая температура на фобосе спутнике марса. Когда на марс упадет один из его спутников

Фобос и Деймос - два спутника Марса, обнаруженные в 1877 году, однако их происхождение по-прежнему вызывает споры среди ученых. Существует предположение, что у них астероидное происхождение. Орбита Фобоса расположена ближе к Марсу, чем орбита Деймоса, а также он более крупнее. Кроме того, Марс - единственная планета, среди четырех , которая имеет более одного спутника.

История

В ранних предположениях о двух спутниках утверждалось, что их фактические орбитальные расстояния составляют 1,4 и 3,5 диаметра Марса для Фобоса и Деймоса соответственно. Первооткрывателем двух спутников был Асаф Холл, который открыл их в 1877 году, 12 августа - Деймос и 18 августа - Фобос. Он сознательно искал марсианские луны, и 10 августа 1877 года он увидел что-то напоминающее спутник, но не смог идентифицировать его из-за ненастной погоды.

В 1959 году Уолтером Скоттом Хьюстоном было заявлено, что спутники Марса являются искусственными объектами. Его утверждение вызвало захватывающий сценарий мистификации Марса, который привлек внимание всего мира.

Исследование

Хотя не было никакой конкретной миссии по исследованию спутников Марса, есть много фотографий, которые сделали космические аппараты во время их сближения с Фобосом и Деймосом. Одни фотографии показывают спутники издалека, другие более детально, а некоторые космические аппараты даже снимали видеоролики.

Ниже приведено краткое описание основных характеристик двух спутников Марса.

Деймос

Для наблюдателя на Марсе, Деймос виден как яркая планета или звезда и немного больше, чем вид Венеры, наблюдаемой с Земли. Средний радиус спутника равен 6,2 км, а расстояние до центра Марса составляет: 23 455,5 км в перицентре и 23 470,9 км в апоцентре. Деймос движется по небу Марса с востока на запад (как и Луна на Земле). Его движение происходит очень медленно, и полный оборот по орбите вокруг красной планеты занимает немного более 30-ти часов.

Фобос

Появление полного Фобоса, можно рассмотреть с марсианского экватора, как 1/3 от полной Луны на Земле. Однако спутник будет казаться меньше, если наблюдает его далеко от экватора планеты и даже невидим из полярных ледяных шапок Марса. Средний радиус Фобоса равен 11 км, а расстояние до центра Марса составляет: 9 234,42 км в перицентре и 9 517,58 км в апоцентре. Фобос вращается на среднем расстоянии 6000 км от поверхности Марса, что ближе любого другого из известных планетарных спутников. Он делает полный оборот вокруг планеты намного быстрее, чем вращается Марс, и завершает орбиту всего за 7 часов и 39 минут. Что касается движения, то Фобос движется в направлении запад-восток, в отличие от Деймоса. Кроме того, Фобос поднимается после каждых одиннадцати часов, что на один час меньше, чем восход Луны на Земле. Таким образом, характер движения спутника Марса сильно отличается от движения Луны.

Марс

Выполнили: Селезнёв Дмитрий

Поздняков Денис

Бишкек 2004, СШ№ 57

Марс

Диаметр - 6794 км

Масса - 0,1074 Земной

Период вращения - 24 ч. 37 мин. 22,6 сек.

Период обращения - 686,97 суток

Атмосфера - разряженная, 95% углекислого газа, 4% приходится на азот и аргон, 1% на кислород и водяной пар. Ветры достигают скорости 100 м/с

Температура - средняя: -40° С; вообще колеблется от +20° до -125° С.

На полюсах планеты существуют полярные шапки. С наступлением весны полярная шапка начинает "съеживаться", оставляя за собой постепенно исчезающие островки льда. В то же время от полюсов к экватору распространяется так называемая волна потемнения (в 19 столетии ученые предполагали, что темные участки на поверхности планеты, появляющиеся весной являются растительностью). Современные теории объясняют это тем, что весенние ветры переносят вдоль меридианов большие массы грунта с различными отражательными свойствами.

У Марса имеются два спутника Фобос и Деймос. Фобос имеет размеры 28*20*18 км. Деймос меньше, его размеры 16*12*10 км. Состоят они из одной и той же темной породы, похожей на вещество некоторых метеоритов и астероидов. Поверхность изрыта метеоритными кратерами. Крупнейший кратер на Фобосе - Стикни, его диаметр 10 км. Предполагается что спутники Марса - астероиды, захваченные планетой из Пояса Астероидов.

Ученые, пытающиеся определить массу спутников пришли к неожиданному выводу - хотя спутники Марса имеют большие размеры, они очень легкие. Известный астрофизик И. О. Шкловский выдвинул гипотезу, согласно которой спутники полые внутри и, следовательно, имеют искусственное происхождение. Но о с путниках мы поговорим дальше, а сейчас о Марсе.

Исследования Марса

Как только СССР и США получили возможность запускать на орбиту Земли искусственные спутники, у них возникло желание исследовать ближайшие к Земле планеты...

Марс был выбран не случайно: он был на довольно близком расстоянии от Земли, что не потребовало бы больших затрат топлива, люди давно хотели узнать существует ли на Марсе жизнь сейчас или была ли она в прошлом, получить бесценную информацию о наличии на планете воды, полезных ископаемых, химического состава атмосферы и т.д.

В 1960 году СССР попытался отправить к Марсу межпланетную станцию. Но спутник не сумел выйти даже на околоземную орбиту и упал в Тихий океан. Следующая попытка также была неудачной.

Однако с этого момента каждые 26 месяцев (через такой промежуток времени Земля и Марс сближаются и космические аппараты могут долететь до Марса за кратчайшее время с наименьшей затратой топлива) СССР и США пытались запустить исследовательские космические аппараты к Марсу.

В 1965 году межпланетная станция "Маринер" пролетела в десяти тысячах километров от Марса. "Маринер-4", запущенный в 1964 г., первым успешно достиг Марса и доказал наличие на этой планете кратеров. Вслед за ним этот путь проделали "Маринер-6" и "Маринер-7" в 1969 г. В 1971 г. на орбиту вокруг Марса был запущен "Маринер-9", который передал на Землю свыше 7000 изображений. "Маринер-10" в 1974 г. впервые осуществил одновременное исследование двух планет. В программе его полета были три встречи с Меркурием, в ходе которых было получено 10000 изображений, а также пролет вблизи Венеры. В целом серия "Маринер" обеспечила успешное выполнение семи проектов.

В 1971 году Советскому союзу удалось посадить на поверхность планеты аппарат "Марс-3". После долгих минут молчания станция вышла на связь, ученые уже радовались успеху и готовились к приему бесценной информации, но через 20 секунд после установления связи станция замолкла навсегда. Попытки ученых восстановить связь ни к чему не привели. Станция успела передать всего несколько снимков. Сложилось такое впечатление, будто станцию накрыло песчаной бурей или взрывом...

В 1976 году США удалось осуществить проект "Викинг". Станции "Викинг-1" и "Викинг-2" совершили посадки на поверхность Марса и передали телевизионное изображение окрестностей.

В 1988 году советские межпланетные станции "Фобос-1" и "Фобос-2" приблизились к Марсу. Все шло по плану и ничто не предвещало неприятностей, однако обе станции пропали. "Фобос-1" исчез даже не отправив на Землю ни бита информации. "Фобос-2" все таки смог приблизится к марсианскому спутнику но прервал связь с Землей, как только начал выполнять программу исследований. Он "прожил" около 20 секунд, однако успел передать на Землю изображение неизвестного линзовидного объекта.

В 1993 году уже США потерпели неудачу - их самая дорогая за всю историю космических исследований станция "Марс Обсервер" просто исчезла. Приблизившись к Марсу, за сутки до начала исследований она пропала. Официальный представитель НАСА заявил что при подлете к марсианской орбите на "Обсервере" взорвались топливные баки.

В 1996 году Россия создала за 100 милионов долларов два комплекса для бурения почвы, две платформы для работы на поверхности планеты, орбитальную станцию, которая должна была, обращаясь вокруг планеты и собирать ценную информацию... Но снова неудача - все это оборудование упало в Тихий океан.

В этом же году американцы запустили новый исследовательский аппарат к Марсу. В 1997 году на поверхность планеты опустился знаменитый "Пэтфайндер". Главной целью проекта была проверка дешевых средств запуска космического аппарата и нового транспортного средства, так называемого "ровера", который должен был опуститься на марсианскую поверхность. Этот 10-килограммовый миниатюрный "ровер" был назван "Соджорнером" (т.е. "Временным жителем"). Он был оборудован специальными средствами для измерения химического состава поверхностных пород и почвы и фотографирования окрестностей места посадки в долине Арес. На Землю были переданы панорамные снимки окружающего ландшафта, и "Соджорнер" успешно совершил несколько экспедиций, пройдя в общей сложности около 80 м. Инструменты спускаемого аппарата вели мониторинг атмосферных условий на поверхности. В процессе парашютируемого спуска были измерены и параметры марсианской атмосферы.

В 1999 году американцы запустили сразу несколько исследовательских станций. Однако не суждено... Станция "Марс Клаймет Орбитер" сгорела в марсианской атмосфере, не передав никакой информации. После проведения проверки, специалисты НАСА выяснили что была допущена досадная ошибка, стоящая огромных денег. При расчете орбиты станции американские футы не были переведены в метрическую систему мер, и в таком виде данные были введены в программу станции, что и привело к потере станции.

"Марс Полар Лэндер" должен был совершить посадку 3 декабря 1999 года. Связь со станцией отключили на то время, пока она проходила бы через марсианскую атмосферу. Через 38 минут станция должна была выйти на связь, но не вышла. Американцы пытались связаться со станцией различными средствами: мощные радиотелескопы сканировали небо, орбитальная станция "Марс Глобал Сервейор" пыталась сфотографировать место предполагаемой посадки аппарата, но все попытки не увенчались успехом. Вскоре после этого NIMA предложила НАСА свою помощь. При помощи аппарата "Марс Глобал Сервейор", был заснят предполагаемый район посадки "Марс Полар Лэндер". Почти 15 месяцев лучшие люди NIMA работали с полученными снимками, прежде чем появились первые результаты. Специалисты, изучавшие снимки поверхности планеты, сообщили, что им удалось что-то обнаружить. Однако в НАСА считают что пока рано говорить о том, что специалисты NIMA обнаружили "Марс Полар Лэндер". Об этом можно будет говорить только после проведения более детальных съёмок подозрительного места.

Сейчас на орбите красной планеты находится единственная орбитальная станция, находящаяся в рабочем состоянии. "Марс Глобал Сервейор" до сих пор присылает очень полезную информацию о планете. Запуск аппарата состоялся 7 ноября 1996 г., причем достижение планеты планировалось на сентябрь 1997 г. АМС была успешно выведена на высокую эллиптическую орбиту вокруг Марса 11 сентября 1997 г. В последующие месяцы она постепенно была переведена на почти круговую околополярную орбиту, с которой с марта 1998 г. по январь 2000 г. выполнялось систематическое картирование планеты. "Марс Глобал Сервейор" сконструирован так, что после завершения проекта картирования он работает как спутник связи, и сейчас всё еще находится на своей орбите вокруг Марса.

С помощью "Марс Глобал Сервейор" были получены следующие результаты:

Обнаружены признаки появления воды на поверхности Марса в наше время (русла, следы потоков жидкости на краях кратеров).

Обнаружены слоистые отложения, которые свидетельствуют о том, что в древности на Марсе были широко распространены водоемы (озера).

Марс, красный сосед Земли, часто оказывается в центре внимания астрономов. Близкое расположение делает его достижимой целью космических полетов и исследований. На сегодня это одна из самых изученных планет Солнечной системы.

Долгое время скрытыми от глаз оставались спутники Красной планеты. По рассказам, астроном Асаф Холл, тщетно пытавшийся их обнаружить, хотел все бросить, и продолжил работу только по настоянию жены. На следующую же ночь после возобновления поисков он открыл спутник Марса Деймос, а еще через несколько дней - и Фобос.

Предположения

Как известно, Красная планета названа в честь римского бога войны. Под стать ей Фобос и Деймос, спутники Марса, получили имена его сыновей. "Страх" и "ужас", что в переводе означают названия этих космических тел, не порождали соответствующих эмоций у ученых. Скорее, они вызвали недоумение. Результаты измерений показывали слишком малый вес объектов при достаточно внушительных размерах. Бытовало даже мнение, что спутники полые внутри, а значит, имеют искусственное происхождение. Подобные предположения были опровергнуты после появления первых снимков Фобоса и Деймоса с космических аппаратов.

Самые маленькие

Оба спутника Марса оказались довольно небольшими космическими объектами. На изображениях хорошо видна слегка вытянутая эллипсоидная форма, характерная для них. Полученные данные позволили присвоить спутникам Красной планеты звание самых маленьких подобных объектов во всей Солнечной системе.

Фобос — спутник Марса, несколько превышающий по своим параметрам «собрата». Он же располагается ближе к планете. Оба объекта, подобно Луне, обращены к Марсу всегда одной и той же стороной. С Земли их чрезвычайно трудно рассмотреть — это возможно сделать только при помощи мощного телескопа. Причина такого положения вещей кроется в составе спутников: в нем доминирует углерод, смешанный со льдом. Деймос и Фобос отражают очень небольшой процент световых лучей и в результате выглядят, как очень тусклые объекты. Этот же состав, сильно отличающий спутники от Марса, позволяет предположить, что Фобос и Деймос когда-то были астероидами, захваченными со временем Красной планетой.

Ближайший спутник планеты Марс

Фобос, как уже было сказано, больший из пары «приближенных» Красной планеты. Расстояние, которое отделяет его от Марса, оценивается в 6 тысяч километров, что делает его самым близкорасположенным спутником из всех сегодня известных. Такое положение имеет определенные последствия: Фобос — спутник Марса, который примерно через 50 млн лет упадет на планету, либо будет разорван на куски и превратится в кольцо астероидов. В пользу этой версии судьбы космического тела свидетельствует постепенное снижение его к поверхности Марса. Расстояние между двумя объектами уменьшается на 1,8 м каждые сто лет.

Фобос облетает Марс за 7 часов и 39 минут. Скорость позволяет спутнику обгонять суточное вращение Красной планеты. В результате Фобос для наблюдателя, находящегося на Марсе, двигается, появляясь из-за горизонта на западе и заходя на востоке.

Последствия столкновения

Характерной особенностью обоих спутников является изрытая кратерами поверхность. На Фобосе находится самый большой из них, названный именем жены первооткрывателя спутников. Диаметр кратера Стикни — 10 км. Для сравнения: сам Фобос обладает размерами 26,8×22,4×18,4 км. Предположительно, кратер стал результатом сильного удара при падении на поверхность Фобоса некоего космического объекта или столкновения.

Рядом с кратером располагаются таинственные борозды или трещины. Они представляют собой систему параллельных углублений. Борозды простираются на 100-200 км при глубине в 10-20 км, расстояние между соседними достигает 30 км. Причина их возникновения до конца не ясна. Наиболее соответствующей всем полученным данным считается версия, что борозды образованы после падения на спутник Марса материала, взорвавшегося на Красной планете. Ученые, однако, не торопятся пока называть эту гипотезу единственно правильной: исследования продолжаются.

Второй сын бога войны

Деймос — спутник Марса, обладающий параметрами 15x12x11 км. Он расположен дальше Фобоса и совершает один оборот вокруг Красной планеты за 30 с небольшим часов. Деймос удален от центра Марса на 23 тысячи километров.

Впервые рассмотреть Деймос ученые смогли после получения фотографии, сделанной космическим аппаратом "Викинг-1" в 1977 году. Изображение, полученное его «последователем», названным "Викинг-2", показало, что меньший спутник Марса также не может похвастаться гладкой поверхностью. Правда, в отличие от Фобоса, его украшают не борозды, а массивные глыбы, размеры которых оценивают в пределах от 10 до 30 км.

Версии

Единого мнения о происхождении Деймоса и Фобоса сегодня нет. Большинство астрономов придерживаются озвученной выше точки зрения о том, что они когда-то были астероидами. Существующие данные об их составе говорят в пользу этой гипотезы: этим параметром спутники родственны астероидам, связанным с Юпитером. Предположительно, газовый гигант своей силой гравитации повлиял на орбиты двух космических тел таким образом, что они приблизились к Марсу и были им захвачены.

Часть ученых, однако, придерживается альтернативной точки зрения. Они говорят о противоречии существующей гипотезы законам физики и выдвигают свою теорию. Согласно ей, Фобос и Деймос никогда не относились к астероидам. Они были частями единственного спутника Марса, разорванного на куски под действием гравитации Красной планеты. Наиболее массивная и крупная часть была притянута ближе к поверхности и получила название Фобос, а менее внушительная и легкая стала обращаться по удаленной орбите и превратилась в Деймос. По мнению астрономов, придерживающихся этой версии, доказательства ее могут быть получены после более детального изучения состава грунта на двух лунах Марса.

Планы астрономов

Спутники — отличное место для наблюдения за Марсом. Астрономы планируют организовать на них нечто вроде базы, с которой при помощи роботов может быть составлена более подробная карта Марса. Со спутника проще получать практически любые сведения о планете. Конечно, наибольшие надежды в этом смысле возлагаются на Деймос, которому не грозит столь печальная судьба, как Фобосу.

Оба спутника, обращающиеся вокруг Красной планеты, далеко не все еще рассказали людям о себе, как и сам Марс. Однако относительно близкое расположение к Земле позволяет надеяться на скорейшее удовлетворение любопытства ученых. Впрочем, со всей уверенностью за это поручиться нельзя: космос способен на каждый найденный ответ предложить еще сотню вопросов.

Сравнительные размеры

Планета Марс имеет спутники Деймос и Фобос, которые, как считается, представляют собой захваченные астероиды. Фобос и Деймос были обнаружены в 1877 году Асафом Холлом и впоследствии были названы в честь греческих богов. Вполне возможно, что Марс может иметь на своей орбите спутники размером меньше, чем 50 — 100 метров и кольцо пыли между Фобосом и Деймосом, но пока ничего этого не было обнаружено.

Асаф Холл, астроном открывший спутники Марса, первоначально обнаружил Деймос 12 августа 1877 около 7:48 UTC, а Фобос 18 августа 1877 года, в Военно-морской обсерватории США в Вашингтоне, округ Колумбия, примерно в 9:14 по Гринвичу. В то время, он занимался тем, что сознательно искал марсианские луны. Телескоп, с помощью которого открыли луны — 66 см рефрактор. В 1893 году он был перемонтирована и поставлен в новый купол, где и остается до сих пор.

Спутники в мифологии

Изображение Деймоса полученое космическим аппаратом MRO в 2008 году

Греческий бог Фобос — страх и греческий бог Деймос — ужас, сопровождали в бой отца Ареса — бога войны. Арес, у римлян он был известен как Марс.

Многие считают, что Асаф Холл назвал спутники Марса, однако имена спутникам были предложены Генри Маданом и взяты из греческой мифологии.

Видимость спутников с Марса

Если смотреть с поверхности Марса, то спутники видны хорошо. Чтобы их увидеть необходимо находиться вблизи экватора планеты, с этой позиции Фобос будет иметь размер, примерно, треть от полной Земной Луны. Его угловой размер 8 на 12 угловых минут. Он выглядит меньше, когда наблюдатель находится дальше от экватора Марса, и полностью невидим (находится всегда за горизонтом) в районе полярных шапок Марса.

Снимок марсохода Curiosity 1 августа 2013 года. На изображении видны спутники Марса: Фобос и Деймос в одном кадре!

Деймос больше похож на яркую звезду или планету, для Марсианского наблюдателя он немного больше, ярче чем Венера, на небосклоне Земли и имеет угловой диаметр около 2 минут. Угловой диаметр Солнца на Марсе составляет около 21 угловой минуты. Таким образом, на Марсе нет полноценных Солнечных затмений, как на Земле, спутники слишком малы, чтобы полностью покрыть солнечный диск. С другой стороны, частичные солнечные затмения Фобоса (можно даже сказать: транзит по диску Солнца) очень распространены и происходят почти каждую ночь.

Строение

Самый большой из так называемых Монолитов на Фобосе возвышается, примерно, на 85 метров над окружающим ландшафтом

Основываясь на данных по массе, плотности и составу, строение спутников полностью соответствует небольшим астероидам. За исключением того, что из-за низкой плотности Фобоса, последний, скорее всего, представляет чуть ли не кучу камней, скрепленных слабой гравитацией спутника. Их поверхность покрыта 100 метровым слоем реголита и сильно “усыпана” кратерами.

Интересные факты о Фобосе и Деймосе

Движения спутников очень отличаются от движений нашей собственной Луны. Фобос восходит на Западе и заходит на Востоке, совершая 1 оборот всего за 7 часов 40 минут, в то время как Деймос, находясь в непосредственной близости от синхронной орбиты, также поднимается на востоке, но очень медленно. Несмотря на 30-часовую орбиту, путь Деймоса по небосводу Марса занимает 2,7 дня, чтобы зайти на Западе. Наклонение орбиты Фобоса и Деймоса к экватору Марса составляет около 1 градуса. Масса этих крошечных лун имеют весьма небольшая: 10 и 2×10*15 килограмм соответственно.

Влияние Марса

Естественные спутники Марса приливно заблокированы гравитацией планеты (как наша Луна) и всегда обращены к нему одной стороной. Поскольку Фобос вращается вокруг Марса быстрее, чем сама планета, приливные силы медленно, но неуклонно снижают радиус его орбиты.

В какой-то момент, в будущем, когда он приблизится к Марсу достаточно близко и приливные силы разорвут Фобос. Несколько кратеров на поверхности Марса, расположенные недалеко от экватора, показывают, что, возможно, у планеты было много других мелких спутников, которых постигла участь ожидающая Фобос, а также то, что марсианская кора успела сместиться между этими событиями. Деймос располагается достаточно далеко от планеты, и его орбита все время медленно увеличивается, как и в случае с нашей собственной Луной.

Информация про спутники Марса

Имя	Размеры (км)	Масса (кг)	Большая полуось орбиты (км)	Период обращения (ч)	Скорость движения в км/с
Фобос	22.2 км (27 × 21,6 × 18,8) км	10.8 × 10 15	9,377 км	7.66	6,2
Деймос	12.6 км(10 × 12 × 16) км	2 × 10 15	23,460 км	30.35	3,94

Происхождение

Происхождение марсианских лун остается спорным. Поверхность спутников имеет много общего с углеродистыми астероидами С-типа, а спектр, альбедо и плотность очень похожи на астероиды С- или D-типа. На основе их сходства, сегодня главенствует гипотеза о том, что обе луны могли быть захвачены из главного пояса астероидов.

Оба спутника имеют почти круговые орбиты, лежащие почти точно в экваториальной плоскости Марса, и, следовательно, теории, их захват требует, чтобы они первоначально двигались по очень вытянутой орбите, которая затем за счет сопротивления атмосферы и приливных сил планеты приобрела текущий вид. Хотя не ясно, каким образом произошел захват Деймоса. Захват также требует рассеивание энергии (при переходе на другую орбиту) и нынешняя атмосфера Марса слишком тонкая, чтобы захватить такой объект как Фобос атмосферным торможением. Астроном Джеффри Лэндис отметил, что захват мог произойти, если первоначальное тело было двойным астероидом, которое потом разделилось в результате действия приливных сил планеты.

Фобос может быть объектом второго поколения, т.е. он мог уже сформироваться на орбите планеты, уже после самого формирования Марса, а не быть сформированным одновременно с планетой.

Альтернативная гипотеза образования

Другая гипотеза образования спутников утверждает, что Марс когда-то был окружен множеством тел, размерами с текущие спутники, которые были выброшены на его орбиту в результате столкновения с большой планетезималью. Высокая пористость Фобоса (плотность 1,88 г/см3 и пустоты, которые составляют от 25 до 35 процентов от объема) говорят не в пользу астероидного происхождения.

Наблюдения Фобоса в инфракрасном спектре показывают, что он, главным образом, содержит филлосиликаты, которые хорошо известны на поверхности Марса. Его спектры отличаются от, всех классов хондритов, — метеоритов астероидного происхождения. На основании этих данных, Фобос сформировался из материала, который выбросило на орбиту планеты, при столкновении Марса с астероидом или другим крупным телом.

Солнечные затмения на Марсе

Солнечное затмение на Марсе, в «главной роли» Фобос

Еще один вариант затмения

“…Кроме того, они открыли две маленькие звезды, или два спутника, обращающиеся около Марса, из которых внутренний удален от центра планеты на 3 её диаметра, а внешний - на 5; первый обращается в пространстве за 10 часов, а второй - за 21,5 таким образом, что отношение квадратов этих периодов очень близко к отношению кубов их расстояний от центра Марса; это было убедительным для них доказательством проявления того же закона гравитации, который управляет движением и возле других массивных тел”.

С Марсом связано множество загадок, и одна из них заключена в этой фразе из романа Джонатана Свифта о приключениях Гулливера. За полтораста лет до открытия спутников Марса английскому писателю удалось предугадать их существование!

Самой удивительной подробностью этого предсказания является короткий 10-часовой период обращения внутреннего спутника. Он значительно короче, чем 42-часовой для Ио - самого быстрого из 10 спутников, известных во времена Свифта, и в то же время приблизительно соответствует истинному 8-часовому периоду обращения Фобоса. Свифт не был таким ясновидцем, как это кажется на первый взгляд. Выбор значений удаленности, равных трём и пяти планетным диаметрам, очень близко совпадает с расстоянием от Юпитера до его спутников Ио и Европы. Однако труднее объяснить, почему Свифт предсказал для первого спутника 10-часовой период. Даже если принять в качестве модели пространственного расположения спутников Марса систему спутников Юпитера, то периоды путем простой аналогии не выводятся. Если бы Марс имел такую же плотность, как Земля, то первый спутник на расстоянии трёх планетных диаметров должен обращаться приблизительно за сутки; если же плотность была бы такой же, как у планет группы Юпитера, то период обращения должен быть близок к двум суткам. В отрывке из «Начал» Ньютона утверждается, что «более мелкие планеты, при прочих равных условиях, имеют значительно большую плотность». Диаметр Юпитера приблизительно в 22 раза больше чем диаметр Марса. Если мы примем плотность Марса в 22 раза большей, чем у Юпитера (сейчас это кажется абсурдно высоким значением), тогда внутренний спутник должен иметь 10-часовой период. Свифт правильно применил третий закон Кеплера, но создается впечатление, что ему помог профессионал.

Между прочим, Свифт не был единственным великим писателем XVIII столетия, кто

«открыл» спутники Марса. Франсуа Мари Вольтер - властитель дум блистательного века

Просвещения, сочиняя в 1752г. фантастическую повесть «Микромегас», тоже упомянул

«две луны Марса». Но мельком, без тех подробностей, которые перечислил Свифт,

единственным «доказательством» служит такое соображение: одной луны было бы

недостаточно, чтобы освещать по ночам столь далекую от Солнца планету! (Он рассказывает: «…путешественники увидели бы у этой планеты Марса две её луны, которые не были обнаружены нашими астрономами. Я уверен, что отец Кастель будет выступать против существования этих двух лун и даже довольно остроумно, но я согласен с теми, кто рассуждает по методу аналогии. Самые лучшие философы знают, как трудно было бы Марсу обладать меньше чем двумя лунами, поскольку он от Солнца - следующий»).

Еще раньше Фонтенель в своих «Беседах о множественности миров» упомянул, что у Марса могут быть спутники. Там ученик в споре приводит такие доводы: «Природа дала столь много лун Сатурну и Юпитеру - это и ест своего рода доказательство того, что Марс не может испытывать недостатка в лунах».

Интуитивные соображения о том, что у Марса два спутника, можно найти в трудах Иоганна Кеплера, который неоднократно приводил доводы, исходя из принципов, основанных на гармонии или аналогии. В письме к Галилею Кеплер писал: «Я настолько далек от сомнений по поводу открытия четырех окружающих Юпитер планет, что страстно желаю иметь телескоп, чтобы по возможности опередить вас в открытии двух обращающихся вокруг Марса (количество соответствует требованиям пропорциональности), шести или восьми возле Сатурна и, вероятно, по одному возле

Меркурия и Венеры». Однако до подлинного, а не «научно-фантастического» открытия спутников Марса человечеству пришлось ждать до 1877г., который стал поистине «марсианским». Джованни Скиапарелли в это время буквально поставил на ноги весь астрономический мир, сообщив о существовании на Красной планете «каналов» и «морей». Эта «марсианская горячка» имела под собой и объективную основу: 1877-й год был годом великого противостояния, при котором Марс и Земля очень близко подходят друг к другу. Такими благоприятными условиями не мог пренебречь опытный астроном Асаф Холл (1829-1907), уже заслуживший себе немалый авторитет как один из лучших наблюдателей и вычислителей в Гарвардской обсерватории и профессор математики в Морской обсерватории (Вашингтон). 12 августа 1877г. вечером Холл наблюдал в 26-дюймовый телескоп М.обсерватории и увидел объект, который он назвал «Марсианской звездой». Через неделю Холл получил возможность убедиться, что эта «звезда» была на самом деле спутником Марса, и, кроме того, он открыл второй марсианский спутник (17 августа) С Земли Фобос и Деймос видны только в большой телескоп как очень слабые светящиеся точки вблизи яркого марсианского диска. (Сфотографировать их с помощью наземного телескопа удается, лишь закрыв изображение яркого Марса специальной маской.)

Узнав об открытии из газет, одна английская школьница предложила Холлу названия для новых небесных тел: богу войны в античных мифах вечно сопутствуют его детища - Страх и Ужас, так пусть внутренний из спутников именуется Фобосом , а внешний Деймосом , ибо так эти слова звучат в древнегреческом языке. Названия оказались удачными и закрепились навсегда.

Фобос обращается вокруг Марса на расстоянии 9400 км от центра планеты, причем скорость его обращения столь велика, что один оборот он совершает за треть марсианских суток, обгоняя суточное вращение планеты. Из-за этого Фобос восходит на западе и опускается за горизонт на востоке. Деймос ведет себя более привычно для нас. Его удаление от центра планеты составляет более 23 тыс. километров, и на один оборот у него уходит почти на сутки больше, чем у Фобоса.

Последние определения орбит Фобоса и Деймоса были опубликованы в работах Синклера(1972), Шора(1975) и Борна и Даксбери(1975). Первые две работы основаны на наземных наблюдениях, третья на фототелевизионной съёмке с борта «Маринера-9». Все три определения имеют сравнимую точность, и основанные на них эфемериды позволяют предсказывать положения спутников с ошибкой от 50 до 100 км.

Пока не были получены более точные данные о спутниках Марса, учёные пытались определить массу Фобоса, ошибочно предологая, что причиной замедления является его торможение в марсианской атмосфере. Однако первые результаты обескуражили астрономов: выходило, что, несмотря на крупные размеры, спутник очень легкий. Известный астрофизик Иосиф Самуилович Шкловский (1962) отметил, что атмосферное торможение было бы достаточным при очень низкой плотности Фобоса, и в связи с этим выдвинул смелую и неожиданную гипотезу, согласно которой спутники Марса …пустые внутри и, следовательно, имеют искусственное происхождение.Подтверждение Шкловского не подтвердилось, но оно стимулировало исследовапия других возможных причин векового ускорения Фобоса. Одной из них могут быть приливы, вызываемые в марсианской коре притяжением спутника. Давление солнечной радиации тоже может вызывать заметный эффект (Виноградова и Радзиевский, 1965).

С этой точкой зрения пришлось расстаться после того, как космические зонды передали на землю изображения марсианских лун. В 1969г., том самом, когда люди высадились на Луне, американская автоматическая межпланетная станция «Маринер-7» передала на Землю фотографию, на которой случайно оказался Фобос, причем он был четко различим на фоне диска Марса. Более того, на фотографии была заметна тень

Фобоса на поверхности Марса, и эта тень была не округлой, а вытянутой!

Через два с лишним года Фобос и Деймос были специально сфотографированы станцией «Маринер-9». Были получены не только телеснимки с хорошим разрешением, но еще и первые результаты наблюдений при помощи инфракрасного радиометра и ультрафиолетового спектрометра. «Маринер-9» подошел к спутникам на расстояние 5000 км, поэтому на снимках различались объекты с поперечником в несколько сотен метров.

Действительно, оказалось, что форма Фобоса и Деймоса чрезвычайно далеко от правильной сферы. Оба спутника похожи на продолговатые картофелины. Фобос имеет размеры 28*20*18 км. Деймос меньше, его размеры 16*12*10 км. Телеметрическая космотехника позволила уточнить размеры этих небесных тел, которые теперь уже существенным изменениям не подвергнутся. По новейшим данным большая полуось Фобоса составляет 13,5 км, а Деймоса - 7,5 км, малая же - соответственно 9,4 и 5,5 км. Состоят они из одной и той же темной породы, похожей на вещество некоторых метеоритов и астероидов. Поверхность спутников Марса оказалась крайне пересеченной: они практически все испещрены гребнями и метеоритными кратерами, имеющими, очевидно, ударное происхождение. Вероятно, падение метеоритов на незащищенную атмосферой поверхность, продолжавшееся чрезвычайно долгое время, могло привести к такой её изборожденности.

Номенклатура наименований кратеров на Фобосе и Деймосе

Крупнейший кратер на Фобосе называется Стикни (в честь жены астронома Холла Анджелины Стикни-Холл). Его размеры сравнимы с размерами самого спутника. Удар, приведший к появлению такого кратера, должен был буквально потрясти Фобос. Это же событие, вероятно вызвало образование системы загадочных параллельных борозд возле кратера Стикни. Они прослеживаются на расстояниях до 30 км в длину и имеют ширину 100-200 м при глубине 10-20 м.

Представляет интерес еще одна черта топографии Фобоса. Речь идет о каких-то загадочных бороздах, как бы нанесенных пахарем, неведомым, но очень аккуратным. При этом, хотя они и покрывают собой более половины поверхности спутника, все такие «гряды» сосредоточены только в одном районе Фобоса в северной его части.

Борозды тянутся на десятки километров, ширина их на разных участках колеблется от 100 до 200 м, глубина тоже неодинакова в различных местах. Как эти борозды образовались? Одни ученые во всем винили притяжение Марса, которое могло исказить лицо спутника такими морщинами. Но известно, что в начальную эпоху своего существования Фобос находился дальше от своего центрального тела, чем ныне. Лишь примерно один миллиард лет назад, постепенно сближаясь с Марсом, он стал реально ощущать его приливную силу. Следовательно, борозды могли возникнуть не раньше, а это противоречит данным, согласно которым возраст борозд намного больше и, может быть, составляет 3 миллиарда лет. Кроме того, гравитационное воздействие Марса на Фобос продолжается и сегодня, значит, на его поверхности должны бы существовать совсем свежие борозды, однако их там нет.

Другие ученые считали, что борозды нанесены на поверхность спутника обломками породы, выброшенными из какого-то еще неизвестного крупного кратера. Но далеко не все ученые с этим согласились. Часть специалистов считает более правдоподобной другую гипотезу, согласно которой вначале была единая большая протолуна Марса.

Потом этот «родитель» обоих «братьев»- Фобоса и Деймоса - раскололся на два нынешних спутника, и борозды следы такого катаклизма.

Анализ фотографий, присланных на Землю орбитальным отсеком «Викинга-2», на которых поверхности спутников Марса окрашены в темные цвета, показал, что такая окраска чаще всего свойственна породам, содержащим много углеродистых веществ. Но в тех относительно близких областях Солнечной системы, где пролегает орбита Марса с его

спутниками, углеродистые вещества в обильных количествах не образуются. Значит Фобос и Деймос скорее всего «пришельцы», а не «туземцы». Если они действительно сформировались где-то в сравнительно далеком уголке Солнечной системы, то к моменту, когда их захватило поле тяготения Красной планеты, они, по всей видимости, представляли собой единое тело, которое потом раскололось на несколько обломков. Часть этих обломков упала на поверхность Марса, часть ушла в космос, а два обломка стали спутниками планеты.

Однако следует прислушаться и к оппонентам, отвергающим возникновение спутников Марса путем захвата ранее самостоятельного тела и разлома его.

Крупнейший космогонист академик О.Ю.Шмидт разработал в свое время гипотезу образования Солнечной системы, согласно которой планеты возникли путем аккреции (слипания) твердых и газообразных частиц, первоначально составляющих протопланетное облако. Советские последователи О.Ю.Шмидта считают, что и спутники планет образовывались аналогичным путем. Весомым подтверждением их правоты служит подробная математическая модель, показывающая, как именно могут происходить такие процессы. Захват же планетами особенно крупных небесных тел эти исследователи считают весьма маловероятным событием.

Кратеры на Фобосе и Деймосе по размерам чуть ли не равны самим спутникам. Значит, столкновения были для них катастрофическими событиями. Форма спутников очень неправильная: иначе как обломочной, ее не назовешь. Следовательно, Фобос и Деймос в принципе, могут быть фрагментами некогда существовавшего более крупного тела. Удалось даже прикинуть приблизительные размеры этого тела. Если бы его радиус достигал примерно 400 км, то «бомбардировка» метеоритов не привела бы к его разрушению, и вокруг Марса сегодня обращались бы тела размером не в десять-пятнадцать, а в сотни километров.

Есть и еще одна гипотеза, связанная с поясом астероидов. Не исключено, что в далекие времена какой-то астероид залетел в атмосферу Марса, затормозился ею и превратился в его спутник. Однако очень уж плотна должна была бы быть для этого марсианская атмосфера.

Сторонники противоречащих друг другу гипотез возникновения спутников Марса обладают весомыми аргументами, и дело времени решать, кто же из них прав.

Одним из важнейших открытий космической эры является подтверждение существования солнечного ветра. Это могучие потоки заряженных частиц, извергаемые Солнцем. Со сверхзвуковой скоростью несутся они в космическом пространстве, обрушиваясь на все, что встретится на их пути. И только те небесные тела, которые подобно нашей Земле, обладают достаточно сильным магнитным полем, служащим прочным щитом от такого магнитного потока, не подвергаются в полной мере воздействию солнечного ветра.

Советские межпланетные станции «Марс-2» и «Марс-3» запущенные в 1971-1972гг. проводили наблюдение за тем, как солнечный ветер взаимодействует с «Красной планетой». Станции прислали на Землю сведения, согласно которым солнечный ветер не доходит до поверхности Марса, а натыкается на преграду и начинает обтекать планету со всех сторон. Это обтекание начиналось то ближе к Марсу, то дальше от него (в зависимости от силы «нападающих» частиц и сопротивления «обороняющегося» магнитного поля планеты), но в среднем расстояние от центра планеты составляло около

4800 км. Дальнейшие исследования показали, что в определенной области околомарсианского космического пространства скопление ионов в десять с лишним раз меньше, чем в других. Да и энергетический спектр этих заряженных частиц совсем иной.

Странная область не оставалась на одном месте. Когда ее перемещения были исследованы, оказалось, что она движется вместе с Деймосом, все время прячась за его спиной на расстоянии около 20 000 км. Советский астрофизик А.В.Богданов высказал предположение, что очевидно, с поверхности Марса идет сильно выделение газов, которые взаимодействуют с окружающим его пространством. Когда Деймос проходит непосредственно между Марсом и Солнцем, область столкновения солнечного ветра с магнитосферой Марса удаляется от планеты, как будто «обороняющаяся» сторона, получив подкрепление, может отогнать «наступающих», и размер марсианской магнитосферы становится значительно больше. А ведь до сих пор считалось, что малые тела нашей Солнечной системы, такие как, например, астероиды или небольшие спутники планет, подобные Деймосу, на мощный поток солнечного ветра воздействовать бессильны.

Еще одна странность, на которую обратили внимание исследователи спутников Марса: крупные кратеры, диаметр которых превышает 500 м, на Деймосе встречаются примерно так же часто, как и на Фобосе. А вот мелких кратеров, которыми Фобос просто усыпан, на Деймосе весьма мало. Дело в том, что поверхность Деймоса усеяна мелкораздробленными камнями и пылью, и мелкие кратеры засыпаны до краев, поэтому поверхность Деймоса выглядит более гладкой. Возникает вопрос: почему же никто, фигурально выражаясь, не засыпает котлованы на Фобосе? Существует гипотеза, что Фобос и Деймос подвергаются мощной метеоритной бомбардировке - ведь атмосферы, которая послужила бы надежным щитом, у них нет. При ударе метеоритного тела о поверхность Фобоса образующаяся пыль и мелкие камни в большей части улетают с его поверхности: сильно тяготение сравнительно близкого Марса «отбирает» их у спутника.

А Деймос находится от планеты куда дальше, поэтому выброшенные при падении на его поверхность метеоритные камни и пыль в значительной мере зависают на орбите Деймоса. Возвращаясь в прежнюю точку орбиты, «Ужас» постепенно снова собирает осколки и пыль, они оседают на его поверхности и погребают над собой многие свежие кратеры и в первую очередь те, что помельче.

Верхний, рыхлый слой Луны, Марса, его спутников, та часть их поверхности, которой на Земле соответствует почва, именуется реголитом. Теперь можно считать установленным, что реголит марсианских лун сходен с тем, что наблюдается на нашей «земной» Луне. Вообще-то присутствие реголита на Фобосе и Деймосе ученых сначала удивило. Ведь вторая космическая скорость, по достижении которой любой предмет уходит в межпланетное пространство, на таких мелких небесных телах составляет всего каких-нибудь 10 м/c. Поэтому при ударе метеорита любой булыжник становится здесь «космическим снарядом».

Подробные снимки Деймоса позволили обнаружить пока еще необъяснимый факт: оказывается, некоторые кратерные валы и примерно десятиметровые каменные глыбы, рассеянные по поверхности Деймоса, украшены длинным шлейфом. Эти шлейфы выглядят как довольно длинная полоса, образованная как бы выброшенным из глубины мелкозернистым материалом. Нечто подобное есть и на Марсе, но, кажется, там эти полосы выглядят несколько иначе. Во всяком случае, специалистам опять есть над чем поломать голову….

В 1945 году астроном Б.П.Шарплесс пришел к убеждению, что у Фобоса в его движении вокруг Марса существует вековое ускорение. А это значило, что спутник движется все скорее по очень-очень пологой спирали, постепенно тормозясь и все ближе

подходя к поверхности планеты. Подсчеты Шарплесса показали, что если ничего не изменится, то за какие-нибудь 15 миллионов лет Фобос упадет на Марс и погибнет.

Но вот наступил космический век, и человечеству стали ближе проблемы астрономии. О процессах торможения искусственных спутников в атмосфере Земли узнали широкие массы. Ну, а так как атмосфера есть и у Марса, правда очень разреженная, то не может ли она своим трением вызывать вековое ускорение Фобоса? В 1959 году И.С.Шкловский

выполнил соответствующие вычисления и сделал вывод, вызвавший брожение как в умах ученых, так и в умах широкой публики. То вековое ускорение, которое мы наблюдаем в условиях разреженной верхней атмосферы Марса, может быть объяснено только, если предположить у Фобоса очень малую плотность, такую малую, которая не позволила бы спутнику развалиться на куски, если он полый. Как и подобает ученому, И.С.Шкловский не делал никаких безапелляционных утверждений; он и сам считал поставленный им вопрос «весьма радикальным и не совсем обычным» предположением.

В 1973 году ленинградский ученый В.А.Шор и его коллеги в Институте теоретической астрономии АН СССР завершили обработку свыше пяти тысяч исчерпывающих по полноте данных, собранных почти за целый век со дня открытия Фобоса и Деймоса. Выяснилось, что Фобос все-таки ускоряется. Правда, значительно слабее, чем считал Шарплесс.

А раз ускорение есть, мы можем предсказать судьбу Фобоса: не более чем через 100 миллионов лет он так сблизится с Марсом, пересечет гибельный предел Роша и будет растерзан приливными силами. Часть обломков спутника упадет на Марс, а часть, вероятно, представится нашим потомкам в виде красивого кольца, подобно тому, которым ныне славится Сатурн.

Что касается Деймоса, то здесь ни у кого нет сомнений: вековым ускорением он не обладает.

Оба спутника испытывают сильное приливное воздействие со стороны Марса, поэтому они всегда повёрнуты к нему одной стороной. Фобос и Деймос движутся почти по круговым орбитам, лежащим в плоскости экватора планеты.

А нет ли у Марса еще каких-нибудь спутников, доселе неизвестных? Этот вопрос поставил перед собой Дж.П.Койпер, директор Лунно-планетной обсерватории при Университета штата Аризона. Для того чтобы ответить на этот вопрос, он разработал специальную фотографическую технику, позволяющую фиксировать даже очень слабо светящиеся объекты. Все его исследования не привели к открытию нового спутника Марса.

Затем поиски неведомого спутника Марса проводил сотрудник Эймсовского исследовательского центра НАСА в Калифорнии Дж.Б.Полак. Его исследования также не увенчались успехом. Так что по-прежнему можно считать, что лишь Страх и Ужас сопутствуют небесному воплощению бога войны.

Некоторые исследователи считают, что спутники Марса попали к нему “не по своей воле “, а были захвачены из пояса астероидов. Как видно, бог войны не опасен для Земли, но суров со своими приближёнными.

В Росcии готовится космическая миссия «Фобос-Грунт» - повторная после «Фобоса-2» попытка посадки космического аппарата на поверхность марсианского спутника, исследования его пород и - о чем раньше нельзя было и мечтать - доставки на Землю добытых образцов. Ориентировочное время проведения всей операции - 2005-2008 гг.

Использованный материал:

1. Энциклопедия “Астрономия. Постижение Вселенной, загадки звезд и галактик,

космос и жизнь”.

2. Физика планеты Марс. В.И.Мороз.

3. Спутники Марса. Под редакцией П.Сейделмена (Director Nautical Naval Office. U.S.