Մարսն ու Վեներան նման են Երկրին, ուստի գիտնականները չեն կորցնում հարևան մոլորակներում կյանք գտնելու հույսը: Մարսի համար դա ավելի հավանական է: Curiosity մարսագնացը կարողացել է հստակ պարզել, որ այնտեղ ժամանակին գետեր են հոսել, ինչը նշանակում է, որ մթնոլորտ է եղել։ Հավանաբար կյանքը Մարսի վրա գոյություն է ունեցել Երկրից շատ առաջ կամ հնարավոր կլինի երկրագնդի ձևավորումից հետո (կլիմայական պայմանների փոփոխություններ): Սա պահանջում է մագնիսական դաշտի առկայությունը Մարսի մոտ։
Մոլորակների չափերը, զանգվածները և ուղեծրերը
Կարմիր մոլորակն իր չափերով շատ ավելի փոքր է, քան Երկիրը: Գիտնականների հաշվարկների և բազմաթիվ ուսումնասիրությունների արդյունքում ստացված տվյալների համաձայն՝ Երկրի վրա կտեղավորվեն Մարսի ծավալի մինչև վեց օբյեկտ։ Արեգակից չորրորդ մոլորակի շառավիղը հասարակածի երկայնքով 0,53 Երկրի է, իսկ մակերեսի խտությունը՝ 37,6%։։
Մոլորակների ուղեծրային ուղիները արմատապես տարբերվում են, բայց կողմնակի շրջադարձը նման է: Սա նշանակում է, որ Մարսի վրա մեկ տարին տևում է գրեթե 687 օր, իսկ օրը՝ 24 ժամ 40։րոպե. Առանցքային թեքությունը գրեթե նույնն է՝ Մարսի համար 25 աստիճան, Երկիրը երկու աստիճանով պակաս է։ Այս նմանությունը նշանակում է, որ կարմիր մոլորակից կարելի է ակնկալել սեզոնայնություն։
Երկրի և Մարսի կառուցվածքը և կազմը
Երկրային մոլորակների (Վեներա, Երկիր և Մարս) ներկայացուցիչները կառուցվածքով նման են։ Սա մետաղական միջուկ է՝ թիկնոցով և ընդերքով, սակայն Երկրի խտությունն ավելի բարձր է, քան Մարսը: Այսինքն՝ կարմիր մոլորակը բաղկացած է ավելի թեթեւ տարրերից։ Երկիրն ունի ժայռոտ միջուկ, որի գագաթին հեղուկ է, ինչպես նաև սիլիկատային թիկնոց և պինդ մակերեսային ընդերք: Ինչ վերաբերում է Մարսին, ապա գիտնականները դեռ լիովին վստահ չեն նրա միջուկի կառուցվածքի հարցում։ Հայտնի է, որ Մարսի միջուկը բաղկացած է երկաթից և նիկելից, 16-17%-ը՝ ծծումբից։ Մարսի թիկնոցն ընդամենը 1300-1800 կմ է (համեմատության համար՝ երկրագնդի թիկնոցի հաստությունը 2890 կմ է), ընդերքը ծածկում է 50-125 կմ (Երկրի մոտ՝ 40 կմ)։ Երկրի և Մարսի թիկնոցն ու ընդերքը կառուցվածքով գրեթե նույնական են, բայց տարբերվում են հաստությամբ։
Մակերևույթի առանձնահատկություններ
Երկրի մակերեսի մոտ 70%-ը ծածկված է օվկիանոսների ջրերով։ Վարկածներից մեկի համաձայն՝ հեղուկ ջուրը գազային և փոշու ամպի մի մասն էր, որից առաջացել է Երկիրը։ Մեկ ուրիշի համաձայն՝ այն հայտնվել է աստերոիդների և գիսաստղերի ինտենսիվ ռմբակոծության արդյունքում, որին ենթարկվել է երիտասարդ մոլորակը։ Որոշ գիտնականներ այն կարծիքին են, որ Երկրի ձևավորման ժամանակ ջուրն ազատվել է հիդրատացված հանքանյութերից։ Կան այլ վարկածներ, և հնարավոր է, որ դրանք բոլորը քիչ թե շատ ճիշտ են։
Մարսը նույնպես ժամանակին ունեցել է հեղուկ ջուր, որըկյանքի զարգացման համար անհրաժեշտ պայման է։ Բայց հիմա այն սառը և ամայի մոլորակ է՝ հարուստ երկաթի օքսիդով, որը Մարսի մակերեսին կարմիր երանգ է հաղորդում։ Ջուրը բևեռներում առկա է սառույցի տեսքով: Մակերեւույթի տակ փոքր քանակություն է կուտակվում։
Մարսն ու Երկիրը լանդշաֆտով նման են: Մոլորակների վրա կան լեռներ և հրաբուխներ, ձորեր և հարթավայրեր, կիրճեր, լեռնաշղթաներ, սարահարթեր։ Մարսի ամենամեծ լեռը կոչվում է Օլիմպոս, իսկ ամենախորը անդունդը Մարիների հովիտն է։ Երկու մոլորակներն էլ իրենց ձևավորման ընթացքում ենթարկվել են երկնաքարերի և աստերոիդների հարձակումների, սակայն Մարսի հետքերը շատ ավելի լավ են պահպանվել տեղումների և օդային ճնշման բացակայության պատճառով։ Անհատները միլիարդավոր տարեկան են: Երկրի վրա նման կազմավորումները աստիճանաբար փլուզվեցին։
Մթնոլորտային բաղադրություն և ջերմաստիճան
Երկիրն ունի խիտ մթնոլորտ, որը բաժանված է հինգ շերտերի: Մարսն ունի շատ բարակ մթնոլորտ և բարձր ճնշում։ Երկրի մթնոլորտը հիմնականում բաղկացած է ազոտից (78%) և 21% թթվածնից (մնացած 1%-ը գազային վիճակում գտնվող այլ նյութեր են), իսկ կարմիր մոլորակի վրա կազմը հիմնականում ներկայացված է ածխաթթու գազով (96%), ազոտով և արգոն (գրեթե 2%, մնացած 1% - այլ գազեր):
Այն ազդեցություն է ունեցել ջերմաստիճանի վրա. Երկրի միջին ջերմաստիճանը +14 աստիճան Ցելսիուս է, առավելագույնը՝ 70,7 աստիճան, նվազագույնը՝ -89,2 աստիճան։ Մարսի վրա շատ ավելի ցուրտ է: Միջին ջերմաստիճանը նվազում է մինչև -46 աստիճան Ցելսիուս, նվազագույնը հասնում է -143 աստիճանի, իսկ առավելագույն մոլորակը տաքանում է մինչև 35 աստիճան։ Բացի այդ, ինկարմիր մոլորակի մթնոլորտը պարունակում է մեծ քանակությամբ փոշի։
Մարսն ունի՞ մագնիսական դաշտ
Մագնիսական դաշտը բխում է մոլորակի միջուկից և ստեղծում է պաշտպանիչ տարածք, որը շեղում է էլեկտրական լիցքերը սկզբնական հետագծից: Արեգակից կամ մեկ այլ օբյեկտի բոլոր լիցքերը չեն սպառնում մոլորակին, որն ունի նման պաշտպանիչ դաշտ։ Երկիրն ունի մագնիսական դաշտ, բայց Մարսն ունի՞ այդպիսի պաշտպանություն։ Այս առումով մոլորակը տարբերվում է Երկրից։
Ի՞նչ է մագնիսական դաշտը Մարսի վրա: Ժամանակին մոլորակի շուրջ գլոբալ պաշտպանիչ թաղանթ գոյություն ուներ, բայց ի վերջո անհետացավ մի շարք պատճառներով: Այժմ Մարսի վրա մագնիսական դաշտ կա, այն ընդարձակ է, բայց չի գրավում մոլորակի ամբողջ մակերեսը։ Կան տեղայնացված տարածքներ, որտեղ դաշտն ավելի ուժեղ է։ Մարսի մագնիսական դաշտի շառավիղը տեղ-տեղ կազմում է 0,2-0,4 Գաուս, որը մոտավորապես հավասար է երկրագնդի ցուցանիշներին։
Գիտնականներն այսօր փորձում են բացատրել այս հատկանիշները: Կարելի էր պարզել, օրինակ, որ Մարսի մագնիսական դաշտն ու մոլորակի կառուցվածքը փոխկապակցված են։ Դաշտը թույլ է միջուկի պատճառով։ Մարսի միջուկը ընդերքի համեմատ անշարժ է, ինչը թուլացնում է այդ նույն պաշտպանիչ դաշտի ազդեցությունը։
Մագնիտոսֆերների համեմատություն
Երկրի և Մարսի մագնիսական դաշտը թույլ չի տալիս արեգակնային քամու իոնացված մասնիկներին և այլ տիեզերական մասնիկներին թափանցել մակերես: Դաշտը բառացիորեն պաշտպանում է կյանքը Երկրի վրա: Դաշտի առկայությունը բացատրվում է հեղուկ արտաքին մասում մետաղական միջուկի պտույտով։ Էլեկտրական լիցքերի մշտական շարժումը հանգեցնում է մագնիսական դաշտի առաջացմանը։
Bվերջերս ենթադրվում էր, որ մագնիսական ուժերը զգալիորեն փոխվում են կամ նպաստում են մթնոլորտից թթվածնի արտահոսքին: Սա կարող է ճիշտ լինել, քանի որ մագնիսական բևեռները կարող են ժամանակի ընթացքում փոխել տեղերը, դրանք մշտական չեն: 160 միլիոն տարվա ընթացքում բևեռները փոխվել են մոտ 100 անգամ։ Վերջին անգամ դա տեղի է ունեցել մոտ 720,000 տարի առաջ, և երբ դա տեղի կունենա հաջորդ անգամ, հայտնի չէ:
Մարսի մագնիսական դաշտը, համեմատած Երկրի հետ, անբավարար է կյանքին աջակցելու համար: Բայց պոտենցիալ բնակելի մոլորակը պետք է առնվազն մետաղական միջուկ ունենա: Սա նախադրյալներ կստեղծի մագնիսական դաշտի ձևավորման համար։ Ինչ վերաբերում է Մարսին, ապա կա մագնիսական դաշտ (թեև «հավասարակշռության մեջ»), կա նաև մետաղական միջուկ։ Սա նշանակում է, որ տեսականորեն մոլորակի վրա կյանքը կա՛մ նախկինում գոյություն է ունեցել, կա՛մ հնարավոր է որոշակի փոփոխությունների ենթարկվել։
Դաշտային անհետացման տեսություններ
Ինչո՞ւ Մարսի վրա մագնիսական դաշտ չկա: Ի՞նչ աղետ է «ջարդել» պաշտպանիչ պատյանը կամ ի՞նչը ստիպել է մոլորակի մետաղական միջուկը սառչել։ Կա՞ դաշտը վերականգնելու որևէ միջոց: Ներկայումս գիտնականները դիտարկում են Մարսի մագնիսական դաշտի անհետացման երկու հիմնական տեսություն։
Առաջին տեսության համաձայն՝ մոլորակը ժամանակին ունեցել է կայուն մագնիսական դաշտ (ինչպես Երկրի վրա), սակայն այն «ծակվել» է ինչ-որ մեծ օբյեկտի հետ բախումից։ Այս բախումը կանգնեցրեց մոլորակի միջուկը, դաշտը սկսեց թուլանալ, իսկ հետո ամբողջությամբ կորցրեց իր մասշտաբները։ Եվ այսօր մոլորակի որոշ մասեր մնում են ավելի պաշտպանված, քան մյուսները:
Երկրորդ տեսությունը լիովին հակասում է առաջինին. Մարսը կարող է սկսելգոյություն առանց մագնիսական դաշտի. Մոլորակի ծնունդից հետո կենտրոնում գտնվող երկաթի միջուկը երկար ժամանակ անշարժ է մնացել և մագնիսական ազդակներ չի ստեղծել։ Բայց ժամանակին Արեգակնային համակարգի գազային հսկայի ամենաուժեղ մագնիսական դաշտը Յուպիտերը, որն ունակ էր հետ մղել ոչ միայն փոքր աստերոիդները, այլև հսկայական օբյեկտները, վանեց որոշ կոսմետիկ մարմին և ուղարկեց Մարս::
Մի քանի տասնյակ հազար տարիների ընթացքում մակընթացային ուժի ազդեցության արդյունքում Մարսի վրա հայտնվեցին կոնվեկտիվ հոսանքներ, որոնք ստիպեցին մոլորակի միջուկը շարժվել և հրահրեցին մագնիսական դաշտի ձևավորում։ Երբ տիեզերական մարմինը մոտենում էր Մարսին, դաշտը մեծանում էր, բայց մի քանի միլիոն տարի անց մարմինը փլուզվեց, այնպես որ մագնիսական դաշտը աստիճանաբար սկսեց անհետանալ: Սա այն է, ինչ այժմ տեսնում են հետազոտողները:
Ինչու է NASA-ն ցանկանում ստեղծել արհեստական դաշտ
Մարսն ունի՞ մագնիսական դաշտ, որը թույլ կտա մոլորակի գաղութացումը: Արդեն պարզ է, որ նման պաշտպանիչ ուժ չկա, սակայն գիտնականները շարունակում են իրենց հետազոտությունները։ Վերջերս տեղեկություն եղավ, որ NASA-ն ցանկանում է Մարսի վրա արհեստական մագնիսական դաշտ ստեղծել, որպեսզի մոլորակի մթնոլորտն ավելի խիտ դառնա։ Սա մեծապես պետք է հեշտացնի կարմիր մոլորակի հետագա հետազոտությունը և վերջնական գաղութացումը:
Ինչպե՞ս ստեղծել մագնիսական դաշտ Մարսի վրա: Մոլորակային համաժողովում ներկայացված զեկույցի հեղինակներն առաջարկել են մոդուլը տեղակայել Մարսի և Արեգակի միջև ընկած կետում, որտեղ տիեզերանավը կարող է գրեթե անորոշ ժամանակով մնալ առանց շարժիչների օգտագործման։ Մոդուլի վրա կներառիհատուկ մագնիսներ, որոնք ունակ են ստեղծել 1-2 տեսլա դաշտ: Մոտավորապես նույն մագնիսները տեղադրվել են Մեծ հադրոնային կոլայդերում։
Դաշտը կազմում է «պոչ», որը ծածկելու է ամբողջ մոլորակը: Այս ոլորտը շատ թույլ կլինի, բայց տեսականորեն սա բավարար կլինի։ Ըստ NASA-ի՝ դրանից հետո մոլորակի մթնոլորտը կսկսի թանձրանալ։ Երկրին հավասար խտության հասնելուց հետո Մարսի միջին ջերմաստիճանը կբարձրանա մինչև +4 աստիճան Ցելսիուս, իսկ բևեռների ձյան գլխարկները կհալվեն։ Նրանք ունեն բավականաչափ ջուր՝ չափավոր ծովեր ձևավորելու համար։
Մարսի վրա տիեզերական մոդուլի մշակման և պահպանման ծախսերը և որտեղից այն էներգիա կվերցնի, զեկույցի հեղինակները շրջանցում են։ Ծախսերի արդյունավետության առումով մեթոդը համեմատելի չէ այլ նախագծերի հետ: Օրինակ՝ միտք կար Մարսի վրա SF6 գազ արտադրել։ Այս գազի նույնիսկ փոքր կոնցենտրացիան բավական է ջերմոցային էֆեկտ ստեղծելու և մոլորակի մակերեսը ագրեսիվ ուլտրամանուշակագույն ճառագայթներից պաշտպանելու համար։
ՆԱՍԱ-ի հայեցակարգերից և ոչ մեկը մինչ օրս ամբողջությամբ ապացուցված չէ: Սրանք միայն ենթադրություններ են, որոնք հիմնված են այն փաստի վրա, որ արևային քամին է եղել Մարսի մթնոլորտային կորուստների աղբյուրը։ Սակայն ազոտի կորստի պատճառները դժվար թե կապված լինեն միայն քամու հետ, ուստի գիտնականները չեն շտապում նախագծեր իրականացնել, այլ շարունակում են հետազոտությունները։
Մարսի հետախուզման պատմությունից
Մոլորակի առաջին դիտարկումները կատարվել են աստղադիտակի գյուտից առաջ։ Մարսի գոյությունը արձանագրվել է մ.թ.ա 1534 թվականին հին եգիպտացի աստղագետների կողմից։ Նրանք հաշվարկել են հետագիծըմոլորակային շարժումներ. Բաբելոնյան տեսության մեջ Մարսի դիրքը գիշերային երկնքում ճշգրտվեց, և առաջին անգամ ստացվեցին մոլորակների շարժման ժամանակային չափումներ։
Հոլանդացի աստղագետ Հ. Հյուգենսն առաջինն էր, ով քարտեզագրեց Մարսի մակերեսը: Մի քանի գծանկարներ, որոնք ցույց են տալիս մութ տարածքները, արվել են նրա կողմից 1659 թվականին։ Բեւեռներում սառցե գլխարկի առկայությունը առաջարկել է իտալացի աստղագետ Ջ. Կասսինին 1666 թվականին։ Նա հաշվարկել է նաև իր առանցքի շուրջ մոլորակի պտտման ժամանակահատվածը՝ 24 ժամ 40 րոպե։ Ճիշտ է, այս արդյունքը տարբերվում է երեք րոպեից պակաս:
Նախորդ դարի վաթսունականներից սկսած մի քանի AMS ուղարկվել են Մարս: Երկրից մոլորակի հեռահար զոնդավորումը շարունակվել է ուղեծրային և ցամաքային աստղադիտակների օգնությամբ՝ մակերեսի բաղադրությունը որոշելու, մթնոլորտի բաղադրությունը ուսումնասիրելու և լույսի արագությունը չափելու համար։
Մարսի մագնիսական դաշտը, որը հինգ հարյուր անգամ ավելի թույլ է, քան երկրագունդը, խորհրդային տարիներին գրանցել են «Մարս-2» և «Մարս-3» կայանները։ Mars 2 և 3 տիեզերանավերը արձակվել են 1971 թվականին։ Հիմնական տեխնիկական խնդիրը չլուծվեց, բայց գիտական հետազոտությունը դեռևս առաջադիմել էր իր ժամանակի համար։
Ամերիկացիները Մարիներ 4-ն արձակեցին Մարս 1964 թվականին։ Տիեզերանավը լուսանկարել է մակերեսը և ուսումնասիրել մթնոլորտի կազմը։ Մոլորակի առաջին արհեստական արբանյակը եղել է Mariner 9-ը, որը արձակվել է 1971 թվականին։ Հողի նմուշներում կյանքի որոնումն իրականացվել է 1975 թվականին երկու միանման տիեզերանավերով՝ Viking ծրագրի շրջանակներում։ Ապագայում համակարգվածմոլորակի ուսումնասիրությունը օգտագործել է Hubble աստղադիտակի հնարավորությունները:
Կյանքի գոյություն Մարսի վրա
Մոլորակի մագնիսական դաշտի աշխատանքը, գիտնականներն ուսումնասիրում են նաև այն առումով, որ այն կարող է վկայել Մարսի վրա կյանքի գոյության մասին։ Բազմաթիվ դիտարկումներ այս թեմայի շուրջ իսկական «մարսյան տենդ» առաջացրին տասնիններորդ դարի վերջում։ Այնուհետև Նիկոլա Տեսլան մթնոլորտում ռադիոմիջամտությունն ուսումնասիրելիս նկատեց որոշ անհայտ ազդանշան:
Նա առաջարկեց, որ դա կարող է ազդանշան լինել այլ մոլորակներից, օրինակ՝ Մարսից: Նա ինքն էլ չէր կարողանում վերծանել ազդանշանների իմաստը, բայց վստահ էր, որ դրանք պատահական չեն առաջացել։ Տեսլայի վարկածը պաշտպանել է բրիտանացի ֆիզիկոս Ուիլյամ Թոմսոնը (Լորդ Քելվին): 1902 թվականին, Միացյալ Նահանգներ կատարած այցի ժամանակ, նա ասաց, որ Տեսլան իսկապես ստացել է ազդանշանը մարսեցիներից։
Այս հարցի վերաբերյալ գիտական վարկածներ գոյություն ունեն վաղուց։ Մարսի վրա մեթան և օրգանական մոլեկուլներ են հայտնաբերվել։ Կարմիր մոլորակի պայմաններում գազը արագ քայքայվում է, ուստի պետք է լինի դրա առաջացման աղբյուր։ Սա կարող է լինել բակտերիաների ակտիվություն կամ երկրաբանական ակտիվություն (հաշվի առնելով այն փաստը, որ Մարսի վրա ակտիվ հրաբուխներ չեն հայտնաբերվել, դա գազի պատճառը չէ):
Ներկայումս Մարսի վրա կյանքի պահպանման խնդիրներն են հեղուկ ջրի բացակայությունը, մագնիսոլորտի բացակայությունը և չափազանց բարակ մթնոլորտը: Բացի այդ, մոլորակը գտնվում է «երկրաբանական մահվան» շեմին։ Հրաբխային գործունեության ավարտը վերջնականապես կդադարեցնի քիմիական տարրերի շրջանառությունը մոլորակի ներքին մասի ևմակերես։
