Реферат: Марс и его спутники

 

Марс

/>

Выполнили: Селезнёв Дмитрий

ПоздняковДенис

Бишкек2004, СШ№ 57

Содержание:

 

 

 

Марс

2

Исследования Марса

2

Марсианские аномалии

4

Спутники Марса

6

Поверхность спутников

6

Пылевые кольца спутников

7

Происхождение спутников

7

Список использованной литературы

8

Марс

/>

Диаметр — 6794 км

Масса — 0,1074Земной

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

Период обращения — 686,97 суток

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

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

На полюсах планетысуществуют полярные шапки. С наступлением весны полярная шапка начинает «съеживаться»,оставляя за собой постепенно исчезающие островки льда. В то же время от полюсовк экватору распространяется так называемая волна потемнения (в 19 столетииученые предполагали, что темные участки на поверхности планеты, появляющиесявесной являются растительностью). Современные теории объясняют это тем, чтовесенние ветры переносят вдоль меридианов большие массы грунта с различными отражательнымисвойствами.

У Марса имеются дваспутника Фобос и Деймос. Фобос имеет размеры 28*20*18 км. Деймос меньше, егоразмеры 16*12*10 км. Состоят они из одной и той же темной породы, похожей навещество некоторых метеоритов и астероидов. Поверхность изрыта метеоритнымикратерами. Крупнейший кратер на Фобосе — Стикни, его диаметр 10 км.Предполагается что спутники Марса — астероиды, захваченные планетой из ПоясаАстероидов.

Ученые, пытающиесяопределить массу спутников пришли к неожиданному выводу — хотя спутники Марсаимеют большие размеры, они очень легкие. Известный астрофизик И. О. Шкловскийвыдвинул гипотезу, согласно которой спутники полые внутри и, следовательно,имеют искусственное происхождение. Но о с путниках мы поговорим дальше, асейчас о Марсе.

Исследования Марса

Как только СССР иСША получили возможность запускать на орбиту Земли искусственные спутники, уних возникло желание исследовать ближайшие к Земле планеты...

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

В 1960 году СССРпопытался отправить к Марсу межпланетную станцию. Но спутник не сумел выйти дажена околоземную орбиту и упал в Тихий океан. Следующая попытка также быланеудачной.

Однако с этогомомента каждые 26 месяцев (через такой промежуток времени Земля и Марссближаются и космические аппараты могут долететь до Марса за кратчайшее время снаименьшей затратой топлива) СССР и США пытались запустить исследовательскиекосмические аппараты к Марсу.

В 1965 годумежпланетная станция «Маринер» пролетела в десяти тысячах километровот Марса. «Маринер-4», запущенный в 1964 г., первым успешно достигМарса 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 орбитувокруг Марса был запущен «Маринер-9», который передал на Землю свыше7000 изображений. «Маринер-10» в 1974 г. впервые осуществилодновременное исследование двух планет. В программе его полета были три встречис Меркурием, в ходе которых было получено 10000 изображений, а также пролет вблизиВенеры. В целом серия «Маринер» обеспечила успешное выполнение семипроектов.

В 1971 годуСоветскому союзу удалось посадить на поверхность планеты аппарат«Марс-3». После долгих минут молчания станция вышла на связь, ученыеуже радовались успеху и готовились к приему бесценной информации, но через 20секунд после установления связи станция замолкла навсегда. Попытки ученыхвосстановить связь ни к чему не привели. Станция успела передать всегонесколько снимков. Сложилось такое впечатление, будто станцию накрыло песчанойбурей или взрывом...

В 1976 году СШАудалось осуществить проект «Викинг». Станции «Викинг-1» и«Викинг-2» совершили посадки на поверхность Марса и передалителевизионное изображение окрестностей.

В 1988 годусоветские 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 Землюни бита информации. «Фобос-2» все таки смог приблизится кмарсианскому спутнику но прервал связь с Землей, как только начал выполнятьпрограмму исследований. Он «прожил» около 20 секунд, однако успелпередать на Землю изображение неизвестного линзовидного объекта.

В 1993 году уже СШАпотерпели неудачу — их самая дорогая за всю историю космических исследованийстанция «Марс Обсервер» просто исчезла. Приблизившись к Марсу, засутки до начала исследований она пропала. Официальный представитель НАСА заявилчто при подлете к марсианской орбите на «Обсервере» взорвалисьтопливные баки.

В 1996 году Россиясоздала за 100 милионов долларов два комплекса для бурения почвы, две платформыдля работы на поверхности планеты, орбитальную станцию, которая должна была,обращаясь вокруг планеты и собирать ценную информацию… Но снова неудача — всеэто оборудование упало в Тихий океан.

В этом же годуамериканцы запустили новый исследовательский аппарат к Марсу. В 1997 году на поверхностьпланеты опустился знаменитый «Пэтфайндер». Главной целью проекта былапроверка дешевых средств запуска космического аппарата и нового транспортногосредства, так называемого «ровера», который должен был опуститься намарсианскую поверхность. Этот 10-килограммовый миниатюрный «ровер»был назван «Соджорнером» (т.е. «Временным жителем»). Он былоборудован специальными средствами для измерения химического составаповерхностных пород и почвы и фотографирования окрестностей места посадки вдолине Арес. На Землю были переданы панорамные снимки окружающего ландшафта, и«Соджорнер» успешно совершил несколько экспедиций, пройдя в общей сложностиоколо 80 м. Инструменты спускаемого аппарата вели мониторинг атмосферныхусловий на поверхности. В процессе парашютируемого спуска были измерены ипараметры марсианской атмосферы.

В 1999 годуамериканцы запустили сразу несколько исследовательских станций. Однако несуждено… Станция «Марс Клаймет Орбитер» сгорела в марсианскойатмосфере, не передав никакой информации. После проведения проверки, специалистыНАСА выяснили что была допущена досадная ошибка, стоящая огромных денег. Прирасчете орбиты станции американские футы не были переведены в метрическуюсистему мер, и в таком виде данные были введены в программу станции, что ипривело к потере станции.

«Марс ПоларЛэндер» должен был совершить посадку 3 декабря 1999 года. Связь состанцией отключили на то время, пока она проходила бы через марсианскуюатмосферу. Через 38 минут станция должна была выйти на связь, но не вышла.Американцы пытались связаться со станцией различными средствами: мощныерадиотелескопы сканировали небо, орбитальная станция «Марс ГлобалСервейор» пыталась сфотографировать место предполагаемой посадки аппарата,но все попытки не увенчались успехом. Вскоре после этого NIMA предложила НАСАсвою помощь. При помощи аппарата «Марс Глобал Сервейор», был заснятпредполагаемый район посадки «Марс Полар Лэндер». Почти 15 месяцевлучшие люди NIMA работали с полученными снимками, прежде чем появились первыерезультаты. Специалисты, изучавшие снимки поверхности планеты, сообщили, что имудалось что-то обнаружить. Однако в НАСА считают что пока рано говорить о том,что специалисты NIMA обнаружили «Марс Полар Лэндер». Об этом можнобудет говорить только после проведения более детальных съёмок подозрительногоместа.

Сейчас на орбитекрасной планеты находится единственная орбитальная станция, находящаяся в рабочемсостоянии. «Марс Глобал Сервейор» до сих пор присылает очень полезнуюинформацию о планете. Запуск аппарата состоялся 7 ноября 1996 г., причемдостижение планеты планировалось на сентябрь 1997 г. АМС была успешно выведенана высокую эллиптическую орбиту вокруг Марса 11 сентября 1997 г. В последующиемесяцы она постепенно была переведена на почти круговую околополярную орбиту, скоторой с марта 1998 г. по январь 2000 г. выполнялось систематическоекартирование планеты. «Марс Глобал Сервейор» сконструирован так, чтопосле завершения проекта картирования он работает как спутник связи, и сейчасвсё еще находится на своей орбите вокруг Марса.

С помощью «МарсГлобал Сервейор» были получены следующие результаты:

— Обнаруженыпризнаки появления воды на поверхности Марса в наше время (русла, следы потоковжидкости на краях кратеров).

— Обнаруженыслоистые отложения, которые свидетельствуют о том, что в древности на Марсебыли широко распространены водоемы (озера).

— Получена перваядостаточно надежная оценка количества воды, содержащейся в обеих марсианскихполярных шапках — примерно вдвое меньше, чем содержится в гренландском ледникена Земле.

— Топографическиеизмерения выявили заметное понижение поверхности в направлении от южного полюсак северному, которое должно было определять направление переноса воды иосадков, а обширные равнины северного полушария, вероятно, представляют собойдно древнего океана.

— В Южном полушариинеожиданно были обнаружены сильно намагниченные участки коры, что указывает набыстрое остывание Марса в начале его истории.

— Построена перваямодель коры Марса, учитывающая древние ударные депрессии и, возможно, разломы,скрытые под северной равниной.

— Исследованораспределение минерала гематита (красный железняк), свидетельствующий о гидротермальныхусловиях в прошлом, которые могли быть подобны тем, что имели место на Земле втех местах, где зародилась жизнь.

— Полученымногочисленные доказательства роли, которую играет пыль в преобразованиисовременного ландшафта Марса.

— Удалосьзначительно лучше понять динамику атмосферы Марса, провести мониторинг циклонови исследовать суточное и годичное поведение облаков.

По результатамработы аппарата принято решение продлить его работу до апреля 2004 года.

В 2004 годупланируется начало совместных исследований Марса японским зондом«Nozomi» и зондом Европейского Космического Агентства «MarsExpress». Аппараты будут находиться на перпендикулярных орбитах:«Nozomi» на полярной, а «Mars Express» — на экваториальной,вместе они будут исследовать атмосферу и климат красной планеты.

Совсем недавноученые получили огромное количество информации, которая поможет ответить на многиевопросы...

На планете былинайдены гигантские каналы, по которым в далеком прошлом могла течь вода, сейчасэти каналы скрыты под слоем вулканической лавы.

Согласнопредварительным расчетам, эти каналы могли одновременно переносить объем воды,в 50 тысяч раз превышающей объем потока Амазонки и способный заполнить за двамесяца три моря, равных Средиземноморскому.

Водяной лед былнайден не только на полюсах, но и у экватора.

И главное, когда 25лет назад на Землю вернулись аппараты «Викинг» с пробами грунта иученые изучили его, были получены неутешительные результаты о присутствии жизнив прошлом и в те годы на планете… Однако, тщательно исследовав старые образцыи результаты предыдущих исследований, они пришли к выводу что на Марсе 25 летназад была жизнь! Это заявление было сделано на основе старых результатов. 25лет назад, сразу после поступления грунта его изучали 10 недель, обнаружилосьчто грунт выделял углекислый газ, тогда учёные заключили, что причина этого — идущая в нём химическая реакция. Но Джозеф Миллер, нейробиолог из УниверситетаКалифорнии, предположил что газ — результат деятельности бактерий. Количествовыделяемого газа циклически менялось, причём продолжительность цикла в точностисоответствовала длине марсианских суток — 24,66 часа.

Лишнимдоказательством того, что это результаты деятельности живых организмов, а необычная химическая реакция, явилось нагревание образца грунта до температуры160oC. Выделение газа при этом резко снизилось, а затем и вовсе прекратилось.По мнению Миллера, высокая температура убила микроорганизмы.

Марсианские аномалии

Но вернемся в 1976год. В июле «Викинг-1» производил съемку поверхности Марса в областиЦидония (Cydonia) для определения места последующей посадки«Викинга-2». Он передал снимки поверхности планеты на Землю. Ученыебыли просто поражены — на поверхности были видны образования, напоминающиеегипетские пирамиды и лицо… Как только фотографии попали в прессу,моментально появились слухи, что американский космический аппарат обнаружилсвидетельства существования жизни на Марсе. Официальные лица объяснили чтопирамиды и лицо не что иное как игра света и тени...

/> 

Однако уже где-то в1997 году НАСА провело повторное фотографирование района Цидония с помощьюорбитальной станции «Марс Глобал Сервейор». Поразительно, но новыефотографии отобразили те же самые пирамиды и лицо. Было сделано более десяткаснимков высокого разрешения района Цидония, а потом проведен тщательный анализвсех снимков, однако точного ответа на вопрос что собой представляют загадочныеструктуры — игра света и тени, природные образования или остатки древнейцивилизации пока нет.

Тот же самый зонд «Викинг-1»получил изображения кратера Галле (215 км в поперечнике), расположенного на восточнойокраине бассейна Аржир. Веселая «мордашка», радостно взиравшая на искусственныйспутник Марса, не могла не запомниться всем, кто ее видел.

/>

Многие люди уверенычто пирамиды и лицо не являются природными образованиями. Правда, если за искусственноепроисхождения марсианского «Лица», после тщательного анализафотографий, можно еще поспорить, то как можно объяснить образование природнымпутем пирамид? Они не похожи на результаты вулканической активности или на чтонибудь другое. Если это просто вулканы, то не видно кратера, потоков лавы настенках или вокруг них, и слишком правильная форма у этих вулканов: трех-,четырех-, пятиугольная, острые края и вершина. Максимальная высота пирамиды 1,5км.

… Вскоре послеполуночи в воскресенье утром (5.04.1998 в 12:39 — PST), «МарсианскаяОрбитальная Камера» установленная на «Марс Глобал Сервейер»провела успешное фотографирование области Цидония, и получила снимки«Марсианского лица» высокого разрешения. Изображение было передано наЗемлю в воскресенье. Изображение было обработано в Malin Space Science Systems(MSSS), в 9:15 утра и вместе с необработанным изображением было переданоЛаборатории Реактивного Движения (JPL) для выпуска в Интернет.

Официальные представителиНАСА опровергают версию искусственного происхождения марсианских аномалий в областиЦидония. Они утверждают, что, скорее всего, «Лицо» — обыкновеннаягора, которая напоминает лицо из-за необычного рельефа своей поверхности, атакже случайной игры света и тени в момент съемки. Наличие же«пирамид» они объясняют или той же игрой света и тени, или жевулканическими образованиями.

Современныепредставления

о Фобосе и Деймосе

/>

/>

Фобос Деймос Расстояние от планеты 9 380 км 23 460 км Наклон орбиты к экватору 1° 2,7° Размеры 26,6 х 22,2 х 18,6 км 15 х 12,4 х 10,8 км Масса

1,27•1016 кг

1,8•1015 кг

Звездная величина 11,6m 12,7m Открыт 1877 1877

Изображения Фобоса иДеймоса показывают, что эти тела имеют неправильную форму, которая приблизительноможет быть аппроксимирована эллипсоидом, размеры которого для Фобоса составляют13,3х11,1х9,3 км, для Деймоса — 7,5х6,2х5,4 км. Большая ось эллипсоидов дляобоих спутников направлена на Марс, и оба спутника вокруг Марса вращаютсясинхронно. Орбиты спутников практически круговые с радиус-вектором 9.378 км и23.459 км для Фобоса и Деймоса соответственно. Плоскости орбит обоих спутниковблизки к экваториальной плоскости Марса и наклонены под углом 2,70кней. Период обращения Фобоса вокруг Марса 7 ч. 39 мин., для Деймоса 30 ч. 21 мин.

Одна из наиболееинтересных характеристик Фобоса — либрация (неравномерное движение по орбите,при равномерном движении вокруг своей оси). Фобос является весьма интереснымобъектом среди известных синхронно вращающихся спутников планет Солнечнойсистемы, так как имеет большую амплитуду либрации.

Поверхностьспутников

Поверхности обоихспутников кратерированы, однако, топографически они сильно отличаются. Фобосимеет множество глубоких почти прямых параллельных борозд шириной 100-200 м иглубиной 10-20 м. Некоторые из этих полос имеют длину до 30 км. Почти все этипротяженные полосы начинаются вблизи самого большого кратера на Фобосе — Стикни, диаметр которого 10 км, что составляет более одной трети диаметраФобоса. Подобных полос на Деймосе нет. Кратеры там много меньше, чем на Фобосе(диаметр самого большого кратера на Деймосе — 2 км). Основной крупномасштабнойморфологической особенностью поверхности Деймоса является его кажущаясяоднородность. Наиболее загадочный вопрос, касающийся морфологических особенностейэтих двух спутников, — почему поверхности их так сильно различаются?

Измеренияспектральных характеристик, выполненные в проекте «Фобос-2», а такжеранее выполненные измерения, показали, что спектры отражения Фобоса и Деймосасильно отличаются от спектров, полученных по наблюдениям Марса, а также отспектров углистых хондритов и других астероидных аналогов. В одной из работ,основанной на результатах проекта «Фобос-2», было высказанопредположение, что поверхностные слои Фобоса могут представлять собой смесь материала,богатого углистыми соединениями, переработанного космическими излучениями.

Результаты измеренийотражательных характеристик показывают, что на поверхности спутников Марса несодержится связанной воды. Однако, существуют оценки, согласно которымтермодинамические условия на этих спутниках таковы, что вода можетзадерживаться на некоторой глубине. Выяснение вопроса о присутствии воды наФобосе/Деймосе является чрезвычайно важным не только с научной, но и спрактической точки зрения.

Пылевые кольцаспутников

Измерения,выполненные КА «Викинг» и «Фобос-2», указывают, чтоповышенная плотность пылевых частиц вблизи орбит Фобоса (и, возможно, Деймоса)наиболее вероятно связана с выбросом материала с поверхности спутников Марсапри бомбардировке микрометеоритами. В результате выполненного недавночисленного анализа было показано, что при формировании пылевого тора важнуюроль играют орбитальные резонансы, вызванные влиянием Марса и вариациями давлениясолнечной радиации. Исследование этой проблемы важно не только с точки зренияпонимания эволюции поверхностного рыхлого слоя на поверхности марсианскихспутников, но и для изучения условий вблизи Марса, для планирования к нему перспективныхэкспедиций.

Происхождениеспутников

Имеющиеся данные офизических и химических характеристиках Фобоса и Деймоса не позволяют в настоящеевремя сделать выбор между различными теориями происхождения этих тел.Существуют несколько предположений. Многие авторы полагают, что спутники Марса- либо захваченные астероиды, либо, в соответствии с эволюционной теорией, — аккумулированные тела на марсианских орбитах.

Из-за их возможногоастероидального состава, малого размера, неправильной формы и спектральныххарактеристик марсианские спутники часто связывают с астероидными аналогами.Однако, естественно возникает вопрос о том, каковы могли бы быть физическиепроцессы, которые бы объяснили их происхождение и различия. Поверхности Фобосаи Деймоса, несмотря на возможно единый источник (причину) их происхождения,чрезвычайно сильно различаются. Какую роль в их происхождении сыгралогравитационное поле Марса? Решение всех этих вопросов может дать вклад впонимание происхождение Фобоса и Деймоса, системы спутников Марса, другихспутниковых систем.

Списокиспользованной литературы

Информация

http://www.kiam1.rssi.ru/PHOBOS/113.html

http://www.moscowaleks.narod.ru/

http://www.compulenta.ru/

http://www.cnews.ru/newtop/index.shtml?2003/05/19/144327

Фотографии

www.kiam1.rssi.ru/MARS/FOB2_IMG.HTM

arc.iki.rssi.ru/IPL/phobos.html

nssdc.gsfc.nasa.gov/imgcat/html/group_page/MS.html