Ученые раскрыли подробности столкновения марса с землей

Что такое противостояние Марса и когда оно происходит?

Примерно каждые два года  (точнее – в среднем через 780 суток) Земля и Марс, двигаясь по своим орбитам, оказываются на максимально близком расстоянии. Эти события называют противостояниями Земли и Марса, поскольку Марс в это время располагается на небосводе в точке, диаметрально противоположной Солнцу, т.е, с точки зрения земного наблюдателя, он «противостоит» Солнцу.

Астрономы ждут этих моментов: в период противостояния, длящийся 2–3 месяца, Марс близок к Земле и его поверхность удобнее всего изучать в телескоп.

Если бы орбиты Земли и Марса были круговыми и лежали строго в одной плоскости, то противостояния происходили бы строго периодически и Марс приближался бы к Земле всегда на одно и то же расстояние. Однако это не так. Хотя плоскости орбит планет достаточно близки и орбита Земли почти круговая, но эксцентриситет марсианской орбиты достаточно велик.

Вот так противостояние Марса выглядит на рисунке: Земля оказывается между красной планетой и Солнцем. Учитывая малые размеры Марса и гигантское расстояние до него, на Землю это, естественно, не оказывает никакого влияния.

Поскольку интервал между противостояниями не совпадает ни с земным, ни с марсианским годом, то максимальное сближение планет происходит в разных точках их орбит. Если противостояние случается вблизи афелия орбиты Марса (это приходится на зиму в северном полушарии Земли), то расстояние между планетами оказывается достаточно велико — около 100 млн. км (всего на 1/3 меньше, чем от Земли до Солнца).

Противостояния вблизи перигелия марсианской орбиты (которые происходят в конце лета) гораздо более тесные — в это время планеты оказываются ближе друг к другу почти в три раза.

При этом если Марс и Земля сближаются на расстояние меньшее 60 млн. км, то подобные противостояния называют великими противостояниями Марса и Земли. Они случаются каждые 15 или 17 лет и всегда использовались астрономами для интенсивных наблюдений планеты.

Справа — как Марс выглядит в простецкий телескоп во время обычного противостояния, а слева — во время великого противостояния

Поверхностные особенности Земли и Марса

Именно здесь отмечают наибольший контраст. Не зря нас именуют голубой планетой, которая переполнена водой. А вот Красная планета – холодное и пустынное место. Там много грязи и оксида железа, из-за которого появился красный окрас. Вода присутствует в виде льда на полярных территориях. Также небольшое количество сохраняется под поверхностью.

Есть сходство по ландшафту. На обоих планетах встречаются вулканы, горы, хребты, ущелья, плато, каньоны и равнины. Марс также способен похвастаться самой большой горой в Солнечной системе – Олимп и глубокой пропастью – Долина Маринер.

Фотография горы Олимп

Обе планеты пострадали от астероидных и метеоритных атак. Но на Марсе эти следы сохранились лучше, а возраст некоторых насчитывает миллиарды лет. Все дело в давлении воздуха и отсутствии осадков, которые на нашей планете разрушают формирования.

Привлекают внимание марсианские каналы и овраги, по которым в прошлом могла протекать вода. Полагают, что причиной создания могла быть водная эрозия

Простираются на 2000 км в длину и на 100 км в ширину.

Сравнение размера, массы, орбиты Земли и Марса

Средний земной радиус – 6371 км, а масса – 5.97 × 1024 кг, из-за чего мы стоим на 5-м месте по величине и массивности. Радиус Марса – 3396 км на своем экваторе (0.53 земного), а масса – 6.4185 х 1023 кг (15% земной). На верхнем фото можно заметить, насколько Марс меньше Земли.

Художественная интерпретация земной и марсианской орбит

Земной объем – 1.08321 x 1012 км3, а марсианский – 1.6318 × 10¹¹ км³ (0.151 земного). Поверхностная плотность Марса – 3.711 м/с², что составляет 37.6% от Земли.

Их орбитальные пути полностью отличаются. Средняя удаленность Земли от Солнца – 149 598 261 км, а колебания от 147 095 000 км до 151 930 000 км. Максимальная удаленность Марса – 249 200 000 000 км, а приближенность – 206 700 000 000 км. При этом его орбитальный период достигает 686.971 дней.

Но их сидерический оборот практически одинаковый. Если у нас – 23 часа, 56 минут и 4 секунды, то у Марса – 24 часа и 40 минут. На фото показан уровень наклона оси Марса и Земли.

Осевой наклон Земли и Марса

Также есть схожесть в наклоне оси: марсианские 25.19° против земных 23°. А значит, от Красной планеты можно ожидать сезонности.

Возможные решения проблемы радиации Марса

Колонистам в любом случае придется столкнуться с проблемой марсианской радиации

Поэтому важно придумать защитные средства. В НАСА отправили сеть спутников к Солнцу, чтобы получить максимальное количество информации о его функционировании и радиационных дозах

Некоторые предлагают создавать колонии под землей, так как марсианская почва выступает наилучшим щитом и поможет справиться с температурными колебаниями. Или же использовать надувные модули с керамическим покрытием на основе марсианской почвы.

Марсианская база глазами художника

Некоммерческий проект MarsOne предлагает отдельно создать специальный бункер. Тогда приборы смогли бы фиксировать вспышки, и все колонисты прятались в убежище. Наиболее радикальное решение – влияние на ядро, чтобы заставить его создавать магнитное поле. То есть, придется его раскрутить.

Самое удивительное, что это можно сделать. Есть вариант со взрывом череды термоядерных боеголовок возле ядра. Или же можно провести электрический разряд сквозь планету, вызвав сопротивления.

В 2008 году японские ученые отметили снижение интенсивности магнитного поля на 10% за последние 150 лет. Они предложили создать сверхпроводящие кольца вокруг планеты, которые компенсируют потери в будущем.

В 2007 году ученые создали наиболее подходящую модель марсианского ядра. Они заметили, что при температуре в 1227°C внутреннее станет жидким, а внешнее – частично твердым. Это значит, что у Марса ранее был энергетический источник, с которым что-то случилось. Но все работы с ядром пока существуют лишь в теории. Так что Красная планета по-прежнему остается опасной.

Центральная часть Колумбийских холмов, захваченные камерой ровера Spirit

Но ученые не сдаются и предлагают новые идеи. Так что однажды Марс все-таки покорится настырным землянам.

  • Интересные факты о Марсе;
  • Колонизация Марса;
  • Марс и Земля;
  • Есть ли жизнь на Марсе;
  • Терраформирование Марса
  • Когда мы отправим людей на Марс?
  • Сравнение Марса и Земли
  • Как Земля выглядит с Марса?
  • Что такое марсианское проклятие?
  • Когда открыли Марс?

Положение и движение Марса

  • Орбита Марса;
  • Сезоны на Марсе
  • Как далеко Марс от Солнца?
  • Сближение Марса
  • Как далеко находится Марс?
  • Сколько лететь до Марса;
  • День на Марсе;
  • Год на Марсе;

Строение Марса

  • Размеры Марса;
  • Кольца Марса;
  • Состав Марса;
  • Атмосфера Марса;
  • Воздух на Марсе;
  • Масса Марса;

Поверхность Марса

  • Поверхность Марса;
  • Лед на Марсе
  • Радиация на Марсе
  • Вода на Марсе;
  • Температура на Марсе;
  • Гравитация на Марсе;
  • Цвет Марса;
  • Почему Марс красный;
  • Насколько холодный Марс;
  • Вулканы на Марсе;
  • Вулкан Олимп;
  • Долина Маринер;
  • Лицо на Марсе;
  • Пирамида на Марсе;

Магнитные поля Земли и Марса

Земное динамо обеспечивается вращением ядра, что вырабатывает токи и магнитное поле. Этот процесс крайне важен, ведь защищает земную жизнь. Полюбуйтесь на магнитные поля Марса и Земли на схеме НАСА.

Магнитное поле Земли защищает нас от воздействия солнечного ветра. Марс лишен такой возможности

Земная магнитосфера функционирует в качестве щита, который не позволяет пробиваться к поверхности опасным комическим лучам. Но у Марса она слабая и лишена целостности. Полагают, что это лишь остатки от изначальной магнитосферы, которая сейчас рассредоточена на различных территориях планеты. Наибольшая напряженность ближе к южной стороне.

Возможно, магнитосфера пропала из-за интенсивной метеоритной атаки. Или же все дело в процессе остывания, что привело к остановке динамо 4.2 млрд. лет назад. Дальше за дело принялся солнечный ветер, который снес остатки вместе с атмосферой и водой.

Сравнение гравитации на Марсе и Земле

Мы знаем, что земные условия помогли сформироваться жизни, поэтому используем их в качестве ориентира при поиске чужой. Атмосферное давление на Марсе – 7.5 миллибар против 1000 земного. Средний показатель температуры поверхности опускается к -63°C, а у нас – 14°C. На фото отобразили строение Марса.

Художественная интерпретация марсианского интерьера

Если длина марсианского дня почти сходится с земным (24 часа и 37 минут), то год охватывает целых 687 дней. Марсианская гравитация на 62% ниже земного показателя, то есть 100 кг там переходят в 38 кг.

На подобное отличие влияют масса, радиус и плотность. Несмотря на схожесть в площади поверхности, Марс охватывает лишь половину земного диаметра, 15% от объема и 11% массивности. А что с силой тяжести Марса?

Структура и состав Земли и Марса

Земля и Марс — представители планет земной группы, а значит обладают схожей структурой. Это металлическое ядро с мантией и корой. Но земная плотность (5.514 г/см3) выше марсианской (3.93 г/см3), то есть, Марс вмещает более легкие элементы. На нижнем рисунке сравнивается строение Марса и планеты Земля.

Сравнение состава Земли и Марса

Марсианское ядро простирается на 1795 +/-65 км и представлено железом и никелем, а также 16-17% серы. Обе планеты владеют силикатной мантией вокруг ядра и твердой поверхностной корой. Земная мантия простирается на 2890 км и состоит из силикатных пород с железом и магнием, а кора охватывает 40 км, где помимо железа и магния есть гранит.

Марсианская мантия составляет всего 1300-1800 км и также представлена силикатной породой. Но она частично вязкая. Кора – 50-125 км. Получается, что при практически одинаковой структуре, они отличаются по толщине слоев.

Спутники Земли и Марса

У планет есть спутники. Наша Луна выступает единственным соседом, отвечающим за приливы. Она присутствует с нами давно и запечатлелась во многих культурах. Это не просто один из крупнейших спутников в системе, но наиболее изученный.

Вокруг Марса совершают обороты две луны: Фобос и Деймос. Их нашли в 1877 году. Их имена даны в честь сыновей бога войны Ареса: страх и ужас. Фобос простирается на 22 км, а его отдаленность граничит между 9234.42 км и 9517.58 км. На один проход тратит 7 часов. Полагают, что через 10-50 млн. лет спутник врежется в планету.

Диаметр Деймоса – 12 км, а орбитальный путь составляет 23455.5 км – 23470.9 км. На обход уходит 1.26 дней. Есть также дополнительные спутники, чей диаметр не превышает 100 м. Они могут формировать пылевое кольцо.

Есть мнение, что ранее Фобос и Деймос были астероидами, притянутыми гравитацией. На это намекает их состав и низкий показатель альбедо.

Причины радиации на Марсе

Марс, к своему несчастью, лишен привычной для Земли магнитосферы. Хотя ранее он все же испытывал конвекционные токи в ядре, что намекало на функционирование динамо. Но 4.2 млрд. лет из-за крупного удара или стремительного охлаждения все прекратилось.

Художественное видение солнечного шторма, врезающегося в планету и вырывающего ионы из верхнего атмосферного слоя

В итоге, следующие 500 млн. лет марсианская атмосфера медленно удалялась в пространство. Из-за этого поверхность получала огромные радиоактивные порции. К тому же остаются отметки и после случайных солнечных вспышек.

Годовая таблица ближайших великих противостояний Марса

Дата Расстояние млн.км. Дата Расстояние млн.км.
19 сентября 1830г 0,3885 а.е. 58,12 10 сентября 1956 0,3789 а.е. 56,68
18 августа 1845г 0,3730 а.е. 55,80 10 августа 1971 0,3759 а.е. 56,23
17 июля 1860г 0,3927 а.е. 58,75 22 сентября 1988 0,3931 а.е. 58,81
5 сентября 1877г 0,3771 а.е. 56,41 28 августа 2003 0,3729 а.е. 55,79
4 августа 1892г 0,3777 а.е. 56,50 27 июля 2018 0,3862 а.е. 57,77
24 сентября 1909г 0,3919 а.е. 58,63 15 сентября 2035 г. 0,3813 а.е. 57,04
23 августа 1924г 0,3729 а.е. 55,79 14 августа 2050 г. 0,37405 а.е. 55,96
23 июля 1939 г. 0,3893 а.е. 58,24 1 сентября 2082 г.  0.37356 а.е. 55.884

Список источников литературы

Ссылка на основную публикацию