Марс – седьмая по размеру планета в Солнечной системе. Красная планета в среднем удалена от Солнца на расстояние около 228 млн км и принадлежит к планетам земного типа. Марс выделяется среди прочих благодаря своему необычному красному окрасу и привлекает внимание многих ученых из-за некоторых характеристик схожих с земными, что дает почву мечтаниям о возможностях использования красной планеты в своих целях или даже об ее будущей колонизации. В космосе Марс сопровождают два естественных спутника: Фобос и Деймос.
Давайте же ознакомимся с каждым из спутников красной планеты более подробно, узнаем их основные характеристики, происхождение, историю открытия, исследование и т.п.
Особенности Фобоса
Фобос вращается вокруг Марса на расстоянии 6006 км, если считать от поверхности красной планеты, и делает полный оборот вокруг Марса за 7 ч 39 мин 12 сек. Диаметр крупнейшего из марсианских спутнико составляет всего 22,5 км. Для сравнения, средний диаметр Луны равен примерно 3474,1 км.
На Фобосе нет атмосферы из-за его низкой массы (1,072×1016 кг). За счет влияния марсианской гравитации скорость Фобоса понижается, а сам он становится все ближе и ближе к поверхности красной планеты. Рано или поздно естественный спутник упадет на Марс, однако, вполне вероятно, что под действием приливных сил Фобос разрушится задолго до катастрофического падения.
Предполагается, что полость составляет от 25 до 45 % внутреннего пространства марсианского спутника. На поверхности же Фобоса можно наблюдать несколько глубоких и необычных борозд, которые находятся по близости от жемчужины рельефа Фобоса – кратера Стикни (кратер получил свое название в честь жены Асафа Холла, который открыл обе марсианские луны). Вероятнее всего, что этот кратер диаметром в 9 км образовался в результате столкновения с астероидом.
Поверхность Фобоса покрыта толсты слоем Реголита. Интересный факт! Существует предположение, что метеорит Кайдун прилетел на Землю с Фобоса. В составе упавшего в 1980 году на территории Народной Демократической Республике Йемен метеорита нашли элементы, которые подтверждают гипотезу о марсианском происхождении Кайдуна. В результате столкновения с другим космическим объектом отделившееся вещество Марса попало на больший из его спутников, где оно подверглось изменениям и, в конце концов, сформировалось в известный нам метеорит.
Таблица 1. Основные физические характеристики Фобоса
| Размеры | 26,8×22,4×18,4 км |
| Диаметр | 22,5 км |
| Средний радиус | 11,2667 км |
| Площадь поверхности | 1 548,3 км2 |
| Масса | 1,072×1016 кг |
| Объем | 5783,61 км3 |
| Плотность | 1,876 г/см3 |
| Поверхностная гравитация | 0,0057 м/с2 (581,4 мкг) |
| Ускорение свободного падения | 0,0084-0,0019 м/с2 |
| Вторая космическая скорость (v2) | 11.39 м/с (41 км/ч) |
| Период вращения вокруг оси | синхронизирован (Фобос всегда повернут к Марсу одной и той же стороной) |
| Экваториальная скорость вращения | 11,0 км/ч (по самой длинной оси) |
| Осевой наклон | 0° |
| Альбедо | 0,071±0,012 |
| Видимая звёздная величина | 11,8 |
| Температура поверхности | ≈233 К |
Таблица 2. Орбитальные характеристики Фобоса
| Перицентр | 9234,42 км |
| Апоцентр | 9517,58 км |
| Большая полуось | 9377,2 км |
| Эксцентриситет | 0,0151 |
| Период обращения | 7 ч 39 мин 14 сек |
| Средняя орбитальная скорость | 2,138 км/с |
| Наклонение орбиты | 1,093° (к экватору Марса) 0,046° (к локальной плоскости Лапласа) 26,04° (к эклиптике) |
Особенности Деймоса
Диаметр Деймоса практически вдвое меньше своего старшего брата, и составляет он 12,4 км. Второй марсианский спутник обращается вокруг планеты за 30 ч 17 мин 55 сек на расстоянии 23458 км. Продолжительное время Деймос определялся как самый маленький спутник в нашей Солнечной системе, однако позже выяснилось, что есть спутники, которые уступают ему по размерам.
Орбита спутника имеет практически круговую форму. В отличие от Фобоса, который на Марсе встает на западе, а на закат уходит на востоке, Деймос, наоборот, встает на востоке, а садится на западе.
Также в отличие от Фобоса, который с каждым годом все больше приближается к Марсу, Деймос все дальше отдаляется от красной планеты, и, скорее всего, через некоторое время он покинет орбиту четвертой планеты Солнечной системы и отправится дрейфовать по космосу уже в качестве отдельного космического тела.
Поверхность Деймоса более однородна, и из примечательных объектов на рельефе есть лишь два кратера: Свифт (диаметром 1 км) и Вольтер (диаметром 1,9 км). Названы они были в честь двух писателей, которые предвосхитили открытие спутников в своих произведениях. Казалось бы, на поверхности такого спутника должно быть множество дефектов в результате солнечного ветра, радиации и столкновения с другими телами, но с Деймосом такого не происходит.
Деймос и Фобос имеют уникальную форму, для которой нет аналогов ни среди планет, ни среди других спутников Солнечной системы.
Таблица 3. Основные физические характеристики Деймоса
| Размеры | 15×12,2×11 км |
| Диаметр | 12,4 км |
| Средний радиус | 6,2±0,18 км |
| Площадь поверхности | 495,1548 км2 |
| Масса | 1,48×1015 кг |
| Объем | 999,78 км3 |
| Плотность | 1,471±0,166 г/см3 |
| Поверхностная гравитация | 0,003 м/с2 (306 мкг) |
| Ускорение свободного падения | 0,0039 м/с2 |
| Вторая космическая скорость (v2) | 5,6 м/с (20 км/ч) |
| Период вращения вокруг оси | синхронизирован (Деймос всегда повернут к Марсу одной и той же стороной) |
| Наклон оси вращения | 0° |
| Альбедо | 0,068±0,007 |
| Видимая звёздная величина | 12,89 |
| Температура поверхности | ≈233 К |
Таблица 4. Орбитальные характеристики Деймоса
| Перицентр | 23455,5 км |
| Апоцентр | 23470,9 км |
| Большая полуось | 23458 км |
| Эксцентриситет | 0,00033 |
| Период обращения | 1,263 дня (30,312 ч) |
| Средняя орбитальная скорость | 1,3513 км/с |
| Наклонение орбиты | 0,93° (к экватору Марса) 1.791° (к плоскости Лапласа) 27.58° (относительно эклиптики) |
Открытие
Практически четыре века назад великий немецкий ученый Иоганн Кеплер предположил, что у Марса должно быть два спутника. Так как у нашей планеты есть Луна, а также Галилей сделал открытие четырех спутников Юпитера. Мысль о том, что красную планету сопровождают два спутника, соответствовала представлению Иоганна Кеплера о естественной гармонии и балансе, царивших во Вселенной.
Открыты же Деймос и Фобос были в 1877 году с разницей в шесть дней, одиннадцатого и семнадцатого августа соответственно, американским астрономом Асафом Холлом. Имена для спутников были позаимствованы из поэмы Гомера «Илиада», а предложил их Генри Джордж Мадан.
Мифология
Арес, сын Зевса и Геры, был богом войны и одним из олимпийских богов. Этот древнегреческий бог жил ради битв и был приверженцем войны как можно более кровавой и вероломной. В древнеримской же мифологии Аресу соответствовал Марс.
Богиня красоты Афродита была влюблена в Ареса и, в конце концов, у них появились дети:
- Эрот – бог любви и помощник Афродиты.
- Гармония – богиня согласия и счастливого брака.
- Пофос – бог любовной тоски.
- Гимерос – покровитель и бог любви.
- Антерос покровительствует ответной любви, но при этому мстит тем, кто не отвечает на любовь взаимностью и насмехается над чувствами другого.
- Фобос – бог страха, сопровождавший в битвах своего отца.
- Деймос – брат-близнец Фобоса и олицетворение ужаса. Также сопровождает в битвах своего отца.
В честь последних двух братьев и были названы спутники Марса, и метафорическая связь небесных тел с событиями мифов определенно прослеживается.
Видимость с Марса
Оба спутника видны с Марса тем лучше, чем ближе к экватору находится наблюдатель. На полюсах планеты ни Деймос ни Фобос не видны вовсе.
И Фобос, и Деймос всегда обращены к красной планете одной и той же стороной. Фобос с поверхности планеты похож на луну, правда втрое меньше ее по размеру, а Деймос скорее на звезду из-за меньшего размера и более далекого расположения.
Происхождение
О происхождении Фобоса и Деймоса существует множество гипотез:
- Первая, оба спутника на самом деле являются астероидами из Пояса астероидов, которые в итоге стали лунами Марса. В качестве опровержения этой теории приводят два аргумента: маловероятность захвата Марсом сразу двух астероидов и различия в составе спутников и астероидов из Пояса.
- Вторая, Фобос и Деймос – это две части одного большого астероида, который раскололся на два спутника красной планеты. Но плотность Фобоса и Деймоса слишком мала, к тому же орбиты лун, которые располагаются над экватором красной планеты, говорят не в пользу этой гипотезы.
- Третья, луны стали результатом столкновения Марса с другим крупным телом. После столкновения часть Марса выбросило на орбиту. В пользу этой теории говорит состав спутников, который имеет сходство с составом самой красной планетой.
Помимо этих теорий существует также гипотеза о возможном третьем спутнике Марса. Из-за процессов, которые происходят с Фобосом, некоторые ученые выдвинули гипотезу о существовании еще одного марсианского спутника, который был уничтожен вследствие влияния массивной планеты. Разрушенный спутник, которые получил имя Танатос, кардинально изменил рельеф и атмосферу планеты, а может даже и истребил все живые организмы, которые могли существовать на Марсе.
Исследования
Огромное число исследовательских миссий оказались неудачными. Однако все же кое-что о марсианских лунах человечеству удалось узнать.
Еще в 1894 году Белопольскому удалось сделать снимки Деймоса. Также снимки спутников получил Костинский в 1909 и в 1896 году.
Струве представил теорию о движении Фобоса и Деймоса в 1911 году.
Двадцать седьмого марта 1969 года была запущена межпланетная станция Маринер-7. Она сделала несколько фотографий поверхности Марса, на которых удалось запечатлеть тень, отбрасываемую Фобосом.
Через несколько лет был сконструирован новый летательный аппарат. Маринер-9 запустили 31 мая 1971 года с целью исследования красной планеты. Кстати, именно эта межпланетная станция и стала первым искусственным спутником за пределами земной орбиты. Ему удалось сделать снимки самого Фобоса и Деймоса.
Через шесть лет в 1977 году две орбитальные станции Викинг-1 и Викинг-2 смогли подарить нам новые снимки лун красной планеты.
1988 год ознаменовался запуском двух советских автоматических межпланетных станций. Фобос-1 и Фобос-2 предназначались не только для изучения четвертой планеты Солнечной системы и ее спутников, но также для исследования Солнца, межпланетных ударных волн и других объектов. От первого аппарата удалось получить некоторые данные о нашем светиле, однако вскоре связь со станцией была утеряна. Фобос-2 же сделала несколько снимков, однако основная цель миссии достигнута не была: аппараты не были спущены на поверхность большего спутника красной планеты.
Через десять лет была запущена новая автоматическая межпланетная станция, на этот раз из США. Целью миссии было картографирование Марса, которая была достигнута еще в 2001 году, но, несмотря на это, аппарат продолжал использоваться вплоть до 2006 года, когда связь с космической станцией была утеряна.
В 2003 году с космодрома Байконур была запущена межпланетная станция, которая до сих пор функционирует. Аппарат проводил исследования Марса. Он сумел найти в атмосфере планеты метан, а также воду в замершем состоянии. К тому же Марс-экспресс (так называлась эта станция) получила несколько снимков Фобоса.
Снимки Фобоса также были получены от американского Марсианского разведывательного спутника в 2007 и в 2008 годах.
Запущенный еще в 2001 году Mars Odyssey измерил температуру поверхности Фобоса при полном солнечном освещении. По шкале Цельсия температура составила двадцать семь градусов во время освещения Солнцем и сто двадцать три градуса ниже нуля без попадания на космическое тело солнечных лучей.
Девятого января 2011 года снова отличился Марс-экспресс, который и на этот раз смог получить несколько снимков Фобоса, сильно приблизившись к нему.
В том же 2011 году была предпринята попытка запуска аппарата для доставки на нашу планету грунта с Марса и Фобоса. Однако российская автоматическая межпланетная станция Фобос-Грунт так и не смогла покинуть земную орбиту и в 2012 году сошла с нее сгорев в атмосфере.
В данный момент готовится новый космический аппарат Martian Moons Exploration, который разрабатывается усилиями Японского агентства аэрокосмических исследований. Запуск аппарата запланирован на сентябрь 2024 года для исследования марсианских спутников, а также для сбора грунта Фобоса, который будет доставлен на Землю в 2029 году.
Затмения на Марсе
Также, как и на Земле, на красном шаре могут происходить солнечные затмения. Фобос имеет скромные размеры и вращается вокруг Марса слишком быстро, поэтому солнечные затмения длятся обычно до двадцати секунд.
Деймос излишне мал даже для короткого затмения. Для наблюдателя с Марса во время этого события Деймос будет представлять собой небольшую точку, которая будет очень быстро двигаться по диску нашей звезды.
Подведение итогов
Фобос и Деймос одни из самых загадочных объектов нашей системы. Астрономы и физики до сих пор строят многочисленные гипотезы о происхождении спутников Марса, а также об их возможном будущем. Страны продолжают отправлять космические аппараты с исследовательскими миссиями, несмотря на то, что многие из них не увенчались успехом. Даже учитывая малый размер Фобоса и Деймоса, они все еще скрывают множество тайн, которые, возможно, мы никогда не сможем разгадать. А, может быть, ответы на самые важные вопросы мы получим уже в ближайшем бкудущем.
