Марс и Венера са подобни на Земята, така че учените не губят надежда да намерят живот на съседни планети. За Марс това е по-вероятно. Марсоходът Curiosity успя да установи със сигурност, че някога там са текли реки, което означава, че е имало атмосфера. Може би животът на Марс е съществувал много преди Земята или ще бъде възможен след тераформиране (промени в климатичните условия). Това изисква наличието на магнитно поле близо до Марс.
Размери, маси и орбити на планети
Червената планета е много по-малка от Земята по размер. Според изчисленията на учените и данните, получени в процеса на множество изследвания, в Земята биха се побрали до шест обекта със същия обем като Марс. Радиусът на четвъртата планета от Слънцето по екватора е 0,53 земни, а повърхностната плътност е 37,6%.
Орбиталните пътища на планетите са коренно различни, но сидеричният оборот е подобен. Това означава, че една година на Марс продължава почти 687 дни, а един ден е 24 часа 40минути. Аксиалният наклон е почти същият - 25 градуса за Марс, Земята е с два градуса по-малко. Това сходство означава, че може да се очаква сезонност от Червената планета.
Структура и състав на Земята и Марс
Представителите на земните планети (Венера, Земята и Марс) са сходни по структура. Това е метално ядро с мантия и кора, но плътността на Земята е по-висока от тази на Марс. Тоест червената планета се състои от по-леки елементи. Земята има скално ядро, покрито с течност, както и силикатна мантия и твърда повърхностна кора. Що се отнася до Марс, учените все още не са напълно сигурни относно структурата на неговото ядро. Известно е, че ядрото на Марс се състои от желязо и никел, 16-17% - от сяра. Мантията на Марс е само 1300-1800 km (за сравнение: дебелината на земната мантия е 2890 km), а кората покрива 50-125 km (близо до Земята - 40 km). Мантията и кората на Земята и Марс са почти идентични по структура, но се различават по дебелина.
Повърхностни характеристики
Около 70% от земната повърхност е покрита от водите на океаните. Според една от версиите течната вода е била част от облака от газ и прах, от който се е образувала Земята. Според друга тя се е появила в резултат на интензивна астероидна и кометна бомбардировка, на която е подложена младата планета. Някои учени са на мнение, че водата се е отделила от хидратирани минерали по време на формирането на Земята. Има и други хипотези и е възможно всички те да са повече или по-малко верни.
Марс също някога е имал течна вода, коятое необходимо условие за развитието на живота. Но сега това е студена и пуста планета, богата на железен оксид, който придава на повърхността на Марс червен оттенък. Водата се предлага под формата на лед на полюсите. Малко количество се натрупва под повърхността.
Марс и Земята са сходни като пейзаж. На планетите има планини и вулкани, каньони и равнини, клисури, хребети, плата. Най-голямата планина на Марс се нарича Олимп, а най-дълбоката бездна е долината Маринър. И двете планети са били подложени на метеорни и астероидни атаки по време на тяхното формиране, но следите на Марс са много по-добре запазени поради липсата на валежи и въздушно налягане. Индивидите са на милиарди години. На Земята такива образувания постепенно се сринаха.
Атмосферен състав и температура
Земята има плътна атмосфера, разделена на пет слоя. Марс има много тънка атмосфера и високо налягане. Земната атмосфера се състои главно от азот (78%) и 21% от кислород (останалите 1% са други вещества в газообразно състояние), а на червената планета съставът е представен главно от въглероден диоксид (96%), азот и аргон (почти 2 %, останалите 1 % - други газове).
Имаше ефект върху температурата. Средната температура на земята е +14 градуса по Целзий, максимална - 70,7 градуса, минимална - -89,2 градуса. На Марс е много по-студено. Средната температура пада до -46 градуса по Целзий, минималната достига -143 градуса, а максималната планета се затопля до 35 градуса. Освен това ватмосферата на червената планета съдържа много прах.
Има ли Марс магнитно поле
Магнитното поле се излъчва от ядрото на планетата и създава защитна зона, която отклонява електрическите заряди от първоначалната траектория. Всички заряди от Слънцето или друг обект не застрашават планета, която има такова защитно поле. Земята има магнитно поле, но има ли Марс такава защита? В това отношение планетата се различава от Земята.
Какво е магнитното поле на Марс? Имало едно време глобална защитна обвивка около планетата, но в крайна сметка изчезнала по редица причини. Сега на Марс има магнитно поле, то е обширно, но не улавя цялата повърхност на планетата. Има локализирани зони, където полето е по-силно. Радиусът на магнитното поле на Марс на места е 0,2-0,4 Gauss, което е приблизително равно на земните показатели.
Учените се опитват да обяснят тези характеристики днес. Беше възможно да се установи, например, че магнитното поле на Марс и структурата на планетата са взаимосвързани. Полето е слабо заради ядрото. Марсианското ядро е неподвижно спрямо кората, което отслабва ефекта на същото защитно поле.
Сравнение на магнитосферите
Магнитното поле на Земята и Марс не позволява на йонизираните частици от слънчевия вятър и други космически частици да пробият до повърхността. Полето буквално защитава живота на Земята. Наличието на полето се обяснява с въртенето на металната сърцевина във външната част на течността. Постоянното движение на електрически заряди води до образуването на магнитно поле.
Bнаскоро се смята, че магнитните сили се променят значително или допринасят за изтичането на кислород от атмосферата. Това може да е вярно, тъй като магнитните полюси могат да сменят местата си с течение на времето, те не са постоянни. За 160 милиона години полюсите са се сменяли около 100 пъти. Последният път това се случи преди около 720 000 години и кога ще се случи следващия път не е известно.
Магнитното поле на Марс, в сравнение със земното, е недостатъчно, за да поддържа живота. Но потенциално обитаема планета трябва поне да има метално ядро. Това ще създаде предпоставки за образуване на магнитно поле. Що се отнася до Марс, има магнитно поле (макар и "в баланса"), има и метално ядро. Това означава, че на теория животът на планетата или е съществувал преди, или е възможно да подлежи на някои промени.
Теории за изчезване на полето
Защо на Марс няма магнитно поле? Каква катастрофа „проби“защитната обвивка или какво накара металното ядро на планетата да замръзне? Има ли начин да се възстанови полето? В момента учените обмислят две основни теории за изчезването на магнитното поле на Марс.
Според първата теория някога планетата е имала стабилно магнитно поле (като на Земята), но то е било „пронизано“от сблъсък с някакъв голям обект. Този сблъсък спря ядрото на планетата, полето започна да отслабва и след това напълно загуби мащаба си. И днес някои части на планетата остават по-защитени от други.
Втората теория напълно противоречи на първата. Марс може да започнесъществуване без магнитно поле. След раждането на планетата желязното ядро в центъра остава неподвижно дълго време и не създава магнитни импулси. Но някога най-силното магнитно поле на газовия гигант от Слънчевата система Юпитер, способно да отблъсква не само малки астероиди, но и огромни обекти, отблъсна някакво козметично тяло и го изпрати на Марс.
В резултат на влиянието на приливната сила в продължение на няколко десетки хиляди години на Марс се появяват конвективни течения, които принуждават ядрото на планетата да се движи и провокира образуването на магнитно поле. Когато космическото тяло се приближи до Марс, полето се увеличи, но след няколко милиона години тялото колапсира, така че магнитното поле постепенно започва да изчезва. Това е, което изследователите виждат сега.
Защо НАСА иска да създаде изкуствено поле
Има ли Марс магнитно поле, което би позволило колонизация на планетата? Вече е ясно, че няма такава защитна сила, но учените продължават изследванията си. Наскоро се появи информация, че НАСА иска да създаде изкуствено магнитно поле на Марс, така че атмосферата на планетата да стане по-плътна. Това би трябвало значително да опрости бъдещото изследване на Червената планета и евентуалната колонизация.
Как да създадем магнитно поле на Марс? Авторите на доклада, представен на планетарната конференция, предложиха модулът да бъде разположен в точка между Марс и Слънцето, където космическият кораб може да остане почти за неопределено време без използване на двигатели. На модула ще включваспециални магнити, способни да създават поле от 1-2 тесла. Приблизително същите магнити бяха инсталирани на Големия адронен колайдер.
Полето образува "опашка", която ще покрие цялата планета. Това поле ще бъде много слабо, но на теория това ще бъде достатъчно. Според НАСА след това атмосферата на планетата ще започне да се сгъстява. При достигане на плътност, равна на Земята, средната температура на Марс ще се повиши до +4 градуса по Целзий, а снежните шапки на полюсите ще се стопят. Те имат достатъчно вода, за да образуват умерени морета.
Разходите за разработване и поддръжка на космически модул на Марс и откъде ще вземе енергия, авторите на доклада заобикалят. По отношение на разходната ефективност методът не е сравним с други проекти. Например, имаше идея за производство на SF6 газ на Марс. Дори малка концентрация на този газ е достатъчна, за да създаде парников ефект и да защити повърхността на планетата от агресивните ултравиолетови лъчи.
Нито една от концепциите на НАСА не е напълно доказана до момента. Това са само предположения, основани на факта, че слънчевият вятър е бил източникът на атмосферните загуби на Марс. Но причините за загубата на азот едва ли са свързани само с вятъра, така че учените не бързат да изпълняват проекти, а продължават изследванията.
От историята на изследването на Марс
Първите наблюдения на планетата са направени преди изобретяването на телескопа. Съществуването на Марс е записано през 1534 г. пр. н. е. от древни египетски астрономи. Изчислиха траекториятапланетарни движения. Във вавилонската теория позицията на Марс в нощното небе е прецизирана и за първи път са получени времеви измервания на движението на планетите.
Холандският астроном Х. Хюйгенс е първият, който картографира повърхността на Марс. Няколко рисунки, показващи тъмни зони, са направени от него през 1659 г. Съществуването на ледена шапка на полюсите е предложено от италианския астроном Дж. Касини през 1666г. Той изчисли и периода на въртене на планетата около оста си - 24 часа 40 минути. Вярно е, този резултат се различава с по-малко от три минути.
От шейсетте години на миналия век няколко AMS са изпратени на Марс. Дистанционното наблюдение на планетата от Земята продължи с помощта на орбитални и наземни телескопи за определяне на състава на повърхността, изследване на състава на атмосферата и измерване на скоростта на светлината.
Магнитното поле на Марс, което е петстотин пъти по-слабо от земното, е регистрирано от станциите "Марс-2" и "Марс-3" по съветско време. Космическите кораби Марс 2 и 3 бяха изстреляни през 1971 г. Основният технически проблем не беше решен, но научните изследвания все още бяха напреднали за времето си.
Американците изстреляха Mariner 4 към Марс през 1964 г. Космическият кораб направи снимки на повърхността и изследва състава на атмосферата. Първият изкуствен спътник на планетата е Маринър 9, изстрелян през 1971 г. Търсенето на живот в почвените проби е извършено през 1975 г. от два идентични космически кораба като част от програмата Viking. В бъдеще, за систематичноизследването на планетата използва възможностите на телескопа Хъбъл.
Съществуване на живот на Марс
Работата на магнитното поле на планетата, учените също изучават в смисъл, че може да показва съществуването на живот на Марс. Многобройни наблюдения пораждат истинска "марсианска треска" около тази тема в края на деветнадесети век. Тогава Никола Тесла наблюдава някакъв неидентифициран сигнал, докато изучава радиосмущенията в атмосферата.
Той предположи, че това може да е сигнал от други планети, като Марс. Самият той не можеше да дешифрира значението на сигналите, но беше сигурен, че те не са възникнали случайно. Хипотезата на Тесла беше подкрепена от британския физик Уилям Томсън (лорд Келвин). През 1902 г., по време на посещение в Съединените щати, той каза, че Тесла наистина е уловил сигнала от марсианците.
Научни хипотези по този въпрос съществуват от дълго време. На Марс са открити метан и органични молекули. В условията на червената планета газът се разлага бързо, така че трябва да има източник за възникването му. Това може да е бактериална или геоложка активност (предвид факта, че активни вулкани на Марс не могат да бъдат открити, това не е причината за газа).
В момента проблемите за поддържане на живота на Марс са липсата на течна вода, липсата на магнитосфера и твърде тънка атмосфера. Освен това планетата е на ръба на „геоложката смърт“. Краят на вулканичната дейност най-накрая ще спре циркулацията на химически елементи между вътрешната част на планетата иповърхност.
