Մարսը մեր Արեգակնային համակարգի չորրորդ մոլորակն է և ամենափոքրը՝ Մերկուրիից հետո: Անվանվել է հին հռոմեական պատերազմի աստծու պատվին: Նրա «Կարմիր մոլորակ» մականունը գալիս է մակերեսի կարմրավուն երանգից, որը պայմանավորված է երկաթի օքսիդի գերակշռությամբ։ Մի քանի տարին մեկ, երբ Մարսը հակադրվում է Երկրին, այն առավել տեսանելի է գիշերային երկնքում: Այդ իսկ պատճառով մարդիկ մոլորակը դիտարկել են հազարամյակներ շարունակ, և նրա հայտնվելը երկնքում մեծ դեր է խաղացել բազմաթիվ մշակույթների առասպելաբանության և աստղագիտական համակարգերում: Ժամանակակից դարաշրջանում այն դարձել է գիտական հայտնագործությունների գանձարան, որոնք ընդլայնել են մեր պատկերացումները Արեգակնային համակարգի և նրա պատմության մասին:
Մարսի չափը, ուղեծիրը և զանգվածը
Արեգակից չորրորդ մոլորակի շառավիղը հասարակածում մոտ 3396 կմ է, իսկ բևեռային շրջաններում՝ 3376 կմ, ինչը համապատասխանում է Երկրի շառավիղի 53%-ին։ Եվ չնայած այն մոտավորապես կեսն է, Մարսի զանգվածը կազմում է 6,4185 x 10²³ կգ կամ մեր մոլորակի զանգվածի 15,1%-ը: Առանցքի թեքությունը նման է երկրի թեքությանը և ուղեծրի հարթությանը հավասար է 25,19°։ Սա նշանակում է, որ Արեգակից չորրորդ մոլորակը նույնպես եղանակների փոփոխություն է զգում։
Արեգակից՝ Մարսից ամենահեռավոր հեռավորության վրապտտվում է 1,666 AU հեռավորության վրա։ ե., կամ 249,2 մլն կմ. Պերիհելիոնում, երբ այն ամենամոտ է մեր աստղին, այն գտնվում է նրանից 1,3814 AU հեռավորության վրա: ե., կամ 206,7 մլն կմ. Կարմիր մոլորակին անհրաժեշտ է 686,971 երկրային օր, որը համարժեք է 1,88 երկրային տարվա, Արեգակի շուրջ պտույտը ավարտելու համար: Մարսյան օրերին, որոնք Երկրի վրա մեկ օր 40 րոպե են, տարին 668,5991 օր է։
Հողի կազմը
Միջին 3,93 գ/սմ³ խտությամբ Մարսի այս հատկանիշը նրան դարձնում է ավելի քիչ խտություն, քան Երկիրը: Նրա ծավալը կազմում է մեր մոլորակի ծավալի մոտ 15%-ը, իսկ զանգվածը՝ 11%-ը։ Կարմիր Մարսը մակերեսի վրա երկաթի օքսիդի առկայության արդյունք է, որն ավելի հայտնի է որպես ժանգ։ Փոշու մեջ այլ օգտակար հանածոների առկայությունը ապահովում է այլ երանգներ՝ ոսկեգույն, շագանակագույն, կանաչ և այլն:
Այս երկրային մոլորակը հարուստ է սիլիցիում և թթվածին պարունակող հանքանյութերով, մետաղներով և այլ նյութերով, որոնք սովորաբար հանդիպում են քարքարոտ մոլորակներում: Հողը փոքր-ինչ ալկալային է և պարունակում է մագնեզիում, նատրիում, կալիում և քլոր։ Հողի նմուշների վրա կատարված փորձերը ցույց են տալիս նաև, որ դրա pH-ը 7,7 է։
Թեև հեղուկ ջուրը Մարսի մակերևույթի վրա չի կարող գոյություն ունենալ նրա բարակ մթնոլորտի պատճառով, սառույցի մեծ կոնցենտրացիաներ են կենտրոնացված բևեռային գլխարկներում: Բացի այդ, բևեռից մինչև 60° լայնություն, տարածվում է հավերժական սառույցի գոտին: Սա նշանակում է, որ ջուրը գոյություն ունի մակերեսի մեծ մասի տակ՝ որպես իր պինդ և հեղուկ վիճակների խառնուրդ։ Ռադարների տվյալները և հողի նմուշները հաստատել են ստորգետնյա ջրամբարների առկայությունընաև միջին լայնություններում։
Ներքին կառուցվածք
4,5 միլիարդ տարեկան Մարս մոլորակը բաղկացած է մետաղական խիտ միջուկից, որը շրջապատված է սիլիկոնային թաղանթով: Միջուկը կազմված է երկաթի սուլֆիդից և պարունակում է երկու անգամ ավելի շատ լուսային տարրեր, քան Երկրի միջուկը։ Ընդերքի միջին հաստությունը մոտ 50 կմ է, առավելագույնը՝ 125 կմ։ Եթե հաշվի առնենք մոլորակների չափերը, ապա երկրակեղևը, որի միջին հաստությունը 40 կմ է, 3 անգամ բարակ է մարսյանից։
Նրա ներքին կառուցվածքի ժամանակակից մոդելները հուշում են, որ միջուկի չափը 1700-1850 կմ շառավղով է, և այն բաղկացած է հիմնականում երկաթից և նիկելից՝ մոտավորապես 16-17% ծծումբով։ Իր ավելի փոքր չափերի և զանգվածի պատճառով Մարսի մակերևույթի վրա ձգողականությունը կազմում է Երկրի գրավիտացիայի միայն 37,6%-ը: Այստեղ գրավիտացիոն արագացումը կազմում է 3,711 մ/վրկ՝ մեր մոլորակի 9,8 մ/վրկ-ի համեմատ։
Մակերևույթի բնութագրեր
Կարմիր Մարսը վերևից փոշոտ և չոր է, և երկրաբանորեն այն շատ նման է Երկրին: Այն ունի հարթավայրեր և լեռնաշղթաներ, և նույնիսկ Արեգակնային համակարգի ամենամեծ ավազաթմբերը։ Այստեղ է նաև ամենաբարձր լեռը՝ վահանային Օլիմպոս հրաբուխը, և ամենաերկար և ամենախոր ձորը՝ Մարիներայի հովիտը։
Ազդեցության խառնարանները լանդշաֆտի բնորոշ տարրեր են, որոնք փակցված են Մարս մոլորակի վրա: Նրանց տարիքը գնահատվում է միլիարդավոր տարիներով։ Էրոզիայի դանդաղ տեմպերի շնորհիվ լավ են պահպանվել։ Դրանցից ամենամեծը Հելլասի հովիտն է։ Խառնարանի շրջագիծը մոտ 2300 կմ է, իսկ խորությունը՝ 9 կմ։
Մարսի մակերեսին նույնպեսկարելի է առանձնացնել ձորերն ու ջրանցքները, և շատ գիտնականներ կարծում են, որ ջուրը ժամանակին հոսել է դրանց միջով: Համեմատելով դրանք Երկրի վրա նմանատիպ գոյացությունների հետ՝ կարելի է ենթադրել, որ դրանք գոնե մասամբ առաջացել են ջրային էրոզիայի արդյունքում։ Այս ալիքները բավականին մեծ են՝ 100 կմ լայնություն և 2 հազար կմ երկարություն։
Մարսի արբանյակներ
Մարսն ունի երկու փոքր արբանյակ՝ Ֆոբոսը և Դեյմոսը: Դրանք հայտնաբերվել են 1877 թվականին աստղագետ Ասաֆ Հոլլի կողմից և անվանվել են առասպելական կերպարների պատվին։ Ըստ դասական դիցաբանությունից անուններ վերցնելու ավանդույթի՝ Ֆոբոսը և Դեյմոսը հունական պատերազմի աստված Արեսի որդիներն են, որը հռոմեական Մարսի նախատիպն էր։ Դրանցից առաջինը անձնավորում է վախը, իսկ երկրորդը՝ շփոթությունն ու սարսափը։
Ֆոբոսի տրամագիծը մոտ 22 կմ է, իսկ հեռավորությունը Մարս նրանից կազմում է 9234,42 կմ ծայրամասում և 9517,58 կմ գագաթնակետում: Սա համաժամանակյա բարձրությունից ցածր է, և արբանյակից ընդամենը 7 ժամ է պահանջվում մոլորակի շուրջը պտտելու համար: Գիտնականները հաշվարկել են, որ 10-50 միլիոն տարի հետո Ֆոբոսը կարող է ընկնել Մարսի մակերևույթ կամ բաժանվել նրա շուրջը օղակաձև կառուցվածքի։
Դեյմոսը ունի մոտ 12 կմ տրամագիծ, և նրա հեռավորությունը Մարսից 23455,5 կմ է պերիգեում և 23470,9 կմ գագաթնակետում։ Արբանյակը ամբողջական հեղափոխություն է կատարում 1,26 օրում։ Մարսը կարող է ունենալ լրացուցիչ արբանյակներ, որոնց տրամագիծը 50-100 մ-ից փոքր է, և Ֆոբոսի և Դեյմոսի միջև փոշու օղակ կա:
Գիտնականների կարծիքով՝ այս արբանյակները ժամանակին աստերոիդներ են եղել, բայց հետո գրավվել են մոլորակի գրավիտացիայի կողմից: Երկու արբանյակների ցածր ալբեդոն և կազմը (ածխածնայինքոնդրիտը), որը նման է աստերոիդների նյութին, հաստատում է այս տեսությունը, և Ֆոբոսի անկայուն ուղեծրը, կարծես, հուշում է, որ վերջին ժամանակներս գրավել են: Այնուամենայնիվ, երկու արբանյակների ուղեծրերը շրջանաձև են և գտնվում են հասարակածի հարթության վրա, ինչը անսովոր է գրավված մարմինների համար:
Մթնոլորտ և կլիմա
Եղանակը Մարսի վրա պայմանավորված է շատ բարակ մթնոլորտի առկայությամբ, որը կազմում է 96% ածխածնի երկօքսիդ, 1,93% արգոն և 1,89% ազոտ, ինչպես նաև թթվածնի և ջրի հետքեր: Այն շատ փոշոտ է և պարունակում է 1,5 մկմ տրամագծով փոքր մասնիկներ, ինչը մակերևույթից դիտելիս Մարսի երկինքը մուգ դեղին է դարձնում: Մթնոլորտային ճնշումը տատանվում է 0,4–0,87 կՊա սահմաններում։ Սա համարժեք է երկրագնդի մոտ 1%-ին ծովի մակարդակում։
Գազային թաղանթի բարակ շերտի և Արեգակից ավելի մեծ հեռավորության պատճառով Մարսի մակերեսը շատ ավելի վատ է տաքանում, քան Երկրի մակերեսը։ Միջին հաշվով, այն -46 ° C է: Ձմռանը բևեռներում այն իջնում է մինչև -143 ° C, իսկ ամռանը կեսօրին հասարակածում այն հասնում է 35 ° C-ի:
Մոլորակի վրա մոլեգնում են փոշու փոթորիկները, որոնք վերածվում են փոքրիկ տորնադոների։ Ավելի հզոր փոթորիկներ են տեղի ունենում, երբ փոշին բարձրանում է և տաքանում Արևի կողմից: Քամիներն ուժգնանում են՝ առաջացնելով փոթորիկներ, որոնք ունեն հազարավոր կիլոմետրեր և տեւում են մի քանի ամիս։ Նրանք իրականում թաքցնում են Մարսի գրեթե ողջ մակերեսը տեսադաշտից։
Մեթանի և ամոնիակի հետքեր
Մեթանի հետքեր են հայտնաբերվել նաև մոլորակի մթնոլորտում, որի կոնցենտրացիան կազմում է 30 մաս միլիարդում։ Գնահատվում է, որՄարսը տարեկան պետք է արտադրի 270 տոննա մեթան։ Մթնոլորտ դուրս գալուց հետո այս գազը կարող է գոյություն ունենալ միայն սահմանափակ ժամանակով (0,6–4 տարի): Դրա առկայությունը, չնայած իր կարճ կյանքին, ցույց է տալիս, որ ակտիվ աղբյուր պետք է գոյություն ունենա:
Առաջարկվող տարբերակները ներառում են հրաբխային ակտիվությունը, գիսաստղերը և մոլորակի մակերևույթի տակ մեթանոգեն մանրէային կյանքի ձևերի առկայությունը: Մեթանը կարող է արտադրվել ոչ կենսաբանական գործընթացով, որը կոչվում է սերպենտինացում, որը ներառում է ջուր, ածխաթթու գազ և օլիվին, որը տարածված է Մարսի վրա:
Mars Express-ը նույնպես հայտնաբերել է ամոնիակ, բայց համեմատաբար կարճ ժամկետով: Պարզ չէ, թե ինչն է այն առաջացնում, սակայն որպես հնարավոր աղբյուր առաջարկվել է հրաբխային ակտիվություն:
Մոլորակի ուսումնասիրություն
Փորձում է պարզել, թե ինչ է Մարսը, սկսվել է 1960-ականներին: 1960-ից 1969 թվականներին Խորհրդային Միությունը 9 անօդաչու տիեզերանավ է ուղարկել Կարմիր մոլորակ, բայց բոլորին չի հաջողվել հասնել նպատակին։ 1964 թվականին ՆԱՍԱ-ն սկսեց Mariner զոնդերի արձակումը։ Առաջիններն էին «Մարիներ-3»-ը և «Մարիներ-4»-ը։ Առաջին առաքելությունը ձախողվեց տեղակայման ժամանակ, բայց երկրորդը, որը մեկնարկեց 3 շաբաթ անց, հաջողությամբ ավարտեց 7,5 ամսվա ճանապարհորդությունը:
Mariner 4-ն արեց Մարսի առաջին մոտիկ պատկերները (ցուցադրելով հարվածային խառնարաններ) և տրամադրեց ճշգրիտ տվյալներ մակերեսի վրա մթնոլորտային ճնշման վերաբերյալ և նշեց մագնիսական դաշտի և ճառագայթային գոտու բացակայությունը: ՆԱՍԱ-ն շարունակեց ծրագիրը Մարիներ 6 և 7 թռչող զոնդերի մեկ այլ զույգ գործարկմամբ,ով հասել է մոլորակ 1969 թվականին
1970-ականներին ԽՍՀՄ-ը և ԱՄՆ-ը մրցեցին՝ առաջինը Մարսի շուրջը արհեստական արբանյակ դնելու համար: Խորհրդային Մ-71 ծրագիրը ներառում էր երեք տիեզերանավ՝ Կոսմոս-419 (Mars-1971C), Մարս-2 և Մարս-3: Առաջին ծանր զոնդը վթարի է ենթարկվել արձակման ժամանակ: Հետագա առաքելությունները՝ Մարս 2-ը և Մարս 3-ը, ուղեծրի և վայրէջքի համադրություն էին և առաջին կայաններն էին, որոնք վայրէջք կատարեցին այլմոլորակային ճանապարհով (բացի Լուսնի վրա):
Նրանք հաջողությամբ արձակվեցին 1971 թվականի մայիսի կեսերին և յոթ ամիս թռան Երկրից Մարս: Նոյեմբերի 27-ին Մարս 2 վայրէջք կատարեց վթարային վայրէջք՝ համակարգչի խափանման պատճառով և դարձավ առաջին տեխնածին օբյեկտը, որը հասավ Կարմիր մոլորակի մակերեսին։ Դեկտեմբերի 2-ին Մարս-3-ը կանոնավոր վայրէջք կատարեց, սակայն դրա հաղորդումն ընդհատվեց հեռարձակումից ժամը 14.5-ից հետո։
Միևնույն ժամանակ ՆԱՍԱ-ն շարունակեց Mariner ծրագիրը, և 1971 թվականին գործարկվեցին 8 և 9 զոնդերը: Մարիներ 8-ը արձակման ժամանակ ընկավ Ատլանտյան օվկիանոսում: Բայց երկրորդ տիեզերանավը ոչ միայն հասավ Մարս, այլեւ դարձավ առաջինը, որը հաջողությամբ արձակվեց նրա ուղեծիր։ Մինչ փոշու փոթորիկը տևում էր մոլորակային մասշտաբով, արբանյակին հաջողվեց մի քանի լուսանկար անել Ֆոբոսից: Երբ փոթորիկը մարեց, զոնդը նկարներ արեց, որոնք ավելի մանրամասն ապացույցներ էին տալիս, որ ջուրը ժամանակին հոսել է Մարսի մակերևույթի վրա: Բլուրը, որը կոչվում է Օլիմպոսի ձյուներ (այն սակավաթիվ առարկաներից մեկը, որը տեսանելի է մնացել մոլորակային փոշու փոթորիկի ժամանակ) նույնպես Արեգակնային համակարգի ամենաբարձր գոյացությունն է, որը տանում է դեպիվերանվանելով այն Օլիմպոս լեռը։
1973 թվականին Խորհրդային Միությունը ուղարկեց ևս չորս զոնդ՝ 4-րդ և 5-րդ Մարսի ուղեծրերը, ինչպես նաև Մարս-6 և 7 ուղեծրային և վայրէջքի զոնդերը: Բոլոր միջմոլորակային կայանները, բացառությամբ Մարս-7-ի», փոխանցեցին տվյալներ և Մարս-5 արշավախումբը ամենահաջողն էր։ Մինչ հաղորդիչի պատյանների ճնշումը, կայանը հասցրեց փոխանցել 60 պատկեր։
Մինչև 1975 թվականը ՆԱՍԱ-ն արձակեց Viking 1-ը և 2-ը, որը բաղկացած էր երկու ուղեծրից և երկու վայրէջքից։ Դեպի Մարս առաքելությունը նպատակ ուներ կյանքի հետքերի որոնմանը և դրա օդերևութաբանական, սեյսմիկ և մագնիսական բնութագրերը դիտարկելուն։ Կենսաբանական փորձերի արդյունքները «Վիկինգներ» վերամիավորվող նավի վրա անորոշ էին, սակայն 2012 թվականին հրապարակված տվյալների վերավերլուծությունը ցույց տվեց մոլորակի վրա մանրէաբանական կյանքի նշաններ։
Օբյեկտորները լրացուցիչ տվյալներ են տրամադրել, որոնք հաստատում են, որ Մարսի վրա ժամանակին ջուր է եղել. մեծ ջրհեղեղները հազարավոր կիլոմետր երկարությամբ խոր ձորեր են ստեղծել: Բացի այդ, հարավային կիսագնդում ճյուղավորվող առվակների հատվածները վկայում են այն մասին, որ տեղումները ժամանակին այստեղ են եղել։
Թռիչքների վերսկսում
Արևից հեռու գտնվող չորրորդ մոլորակը հետազոտված չէր մինչև 1990-ականները, երբ ՆԱՍԱ-ն ուղարկեց Mars Pathfinder առաքելությունը, որը բաղկացած էր տիեզերանավից, որը վայրէջք կատարեց կայանի վրա շարժվող Sojourner զոնդով: Սարքը Մարսի վրա վայրէջք կատարեց 1987 թվականի հուլիսի 4-ին և դարձավ այն տեխնոլոգիաների կենսունակության ապացույցը, որոնք կօգտագործվեն հետագա արշավախմբերում, ինչպիսիք են.ինչպես անվտանգության բարձիկով վայրէջք կատարելը և խոչընդոտներից ավտոմատ խուսափելը:
Հաջորդ առաքելությունը դեպի Մարս MGS քարտեզագրման արբանյակն է, որը մոլորակ է հասել 1997 թվականի սեպտեմբերի 12-ին և սկսել է գործել 1999 թվականի մարտին: Մարսյան մեկ ամբողջ տարվա ընթացքում ցածր բարձրությունից, գրեթե բևեռային ուղեծրում, այն ուսումնասիրել է ամբողջ մակերեսը և մթնոլորտը և ուղարկել են ավելի շատ մոլորակային տվյալներ, քան բոլոր նախորդ առաքելությունները միասին վերցրած։
Նոյեմբերի 5, 2006 MGS-ը կորցրեց կապը Երկրի հետ և ՆԱՍԱ-ի վերականգնման ջանքերն ավարտվեցին 2007 թվականի հունվարի 28-ին
2001 թվականին Mars Odyssey Orbiter ուղարկվեց պարզելու, թե ինչ է Մարսը: Դրա նպատակն էր սպեկտրոմետրերի և ջերմային պատկերների միջոցով մոլորակի վրա ջրի և հրաբխային ակտիվության առկայության ապացույցներ որոնել: 2002 թվականին հայտարարվեց, որ զոնդը հայտնաբերել է մեծ քանակությամբ ջրածին, ինչը վկայում է հողի վերին երեք մետրում սառույցի հսկայական կուտակումների մասին՝ Հարավային բևեռից 60° հեռավորության վրա։
։
2003 թվականի հունիսի 2-ին Եվրոպական տիեզերական գործակալությունը (ESA) արձակեց Mars Express տիեզերանավը, որը բաղկացած էր արբանյակից և Beagle 2 վայրէջքից։ Այն ուղեծիր դուրս եկավ 2003 թվականի դեկտեմբերի 25-ին, և նույն օրը զոնդը մտավ մոլորակի մթնոլորտ։ Մինչ ESA-ն կորցրեց կապը վայրէջքի հետ, Mars Express Orbiter-ը հաստատեց սառույցի և ածխածնի երկօքսիդի առկայությունը հարավային բևեռում:
2003 թվականին ՆԱՍԱ-ն սկսեց մոլորակի ուսումնասիրությունը MER ծրագրի շրջանակներում: Այն օգտագործել է երկու Rovers Spirit և Opportunity: Մարս առաքելությունն ուներ տարբեր ուսումնասիրությունների խնդիրքար և հող՝ այստեղ ջրի առկայության ապացույցներ գտնելու համար։
12.08.05 Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) արձակվել է և հասել մոլորակի ուղեծիր 10.03.06-ին: Սարքի վրա կան գիտական գործիքներ, որոնք նախատեսված են ջրի, սառույցի և հանքանյութերի հայտնաբերման համար մակերեսի վրա և դրա տակ: Բացի այդ, MRO-ն կաջակցի տիեզերական զոնդերի ապագա սերունդներին՝ ամեն օր վերահսկելով Մարսի եղանակը և մակերևութային պայմանները, փնտրելով ապագա վայրէջքի վայրեր և փորձարկելով հեռահաղորդակցության նոր համակարգ, որը կարագացնի կապը Երկրի հետ:
:
2012 թվականի օգոստոսի 6-ին ՆԱՍԱ-ի MSL Մարսի գիտական լաբորատորիան և Curiosity մարսագնացը վայրէջք կատարեցին Գեյլ խառնարանում: Նրանց օգնությամբ բազմաթիվ բացահայտումներ են արվել տեղական մթնոլորտային և մակերևութային պայմանների վերաբերյալ, ինչպես նաև հայտնաբերվել են օրգանական մասնիկներ։
2013թ.-ի նոյեմբերի 18-ին, հերթական անգամ փորձելով պարզել, թե ինչ է Մարսը, արձակվեց MAVEN արբանյակը, որի նպատակն է ուսումնասիրել մթնոլորտը և ռոբոտ ռոբոտների ազդանշանները փոխանցել:
Հետազոտությունը շարունակվում է
Արեգակից չորրորդ մոլորակը Արեգակնային համակարգի ամենաշատ ուսումնասիրված մոլորակն է Երկրից հետո: Ներկայումս նրա մակերեսին գործում են Opportunity և Curiosity կայանները, իսկ ուղեծրում գործում են 5 տիեզերանավեր՝ Mars Odyssey, Mars Express, MRO, MOM և Maven:
:
Այս զոնդերը ֆիքսել են Կարմիր մոլորակի անհավանական մանրամասն պատկերները: Նրանք օգնեցին բացահայտել, որ այնտեղ ժամանակին ջուր է եղել, և հաստատեցին, որ Մարսն ու Երկիրը շատ նման են՝ նրանք ունեն բևեռային գլխարկներ, եղանակներ, մթնոլորտ ևջրի առկայությունը. Նրանք նաև ցույց տվեցին, որ օրգանական կյանք կարող էր գոյություն ունենալ այսօր և, ամենայն հավանականությամբ, գոյություն ուներ նախկինում:
Մարդկության մոլուցքը Մարսի նկատմամբ շարունակվում է անդադար, և նրա մակերեսն ուսումնասիրելու և նրա պատմությունը պարզելու մեր ջանքերը դեռ չեն ավարտվել: Առաջիկա տասնամյակների ընթացքում մենք հավանաբար կշարունակենք ռովեր ուղարկել այնտեղ և առաջին անգամ մարդ ուղարկել այնտեղ։ Եվ ժամանակի ընթացքում, հաշվի առնելով անհրաժեշտ ռեսուրսների առկայությունը, Արեգակից չորրորդ մոլորակը մի օր կդառնա բնակելի։
