Главная

Ливневая канализация

Сравнение марса и земли, какая планета больше и в чем их отличие. Марс и Земля: сравнение размеров, атмосфер, сходства и различия

Сравнение марса и земли, какая планета больше и в чем их отличие. Марс и Земля: сравнение размеров, атмосфер, сходства и различия

Марс — четвёртая по удалённости от Солнца и седьмая по размерам планета Солнечной системы, названа в честь Марса — древнеримского бога войны, соответствующего древнегреческому Аресу. Иногда Марс называют «красной планетой» из-за красноватого оттенка поверхности, придаваемого ей оксидом железа.

Марс — планета земной группы с разреженной атмосферой. Особенностями поверхностного рельефа Марса можно считать ударные кратеры наподобие лунных, а также вулканы, долины, пустыни и полярные ледниковые шапки наподобие земных.

У Марса есть два естественных спутника, Фобос и Деймос (в переводе с древнегреческого — «страх» и «ужас» — имена двух сыновей Ареса, сопровождавших его в бою), которые относительно малы и имеют неправильную форму. Они могут являться захваченными гравитационным полем Марса астероидами, подобными астероиду (5261) Эврика из Троянской группы.

Рельеф Марса обладает многими уникальными чертами. Марсианский потухший вулкан гора Олимп — самая высокая гора в Солнечной системе, а долины Маринер — самый крупный каньон. Помимо этого, в июне 2008 года три статьи, опубликованные в журнале Nature, представили доказательства существования в северном полушарии Марса самого крупного известного ударного кратера в Солнечной системе. Его длина 10 600 км, а ширина 8500 км, что примерно в четыре раза больше, чем крупнейший ударный кратер, до того также обнаруженный на Марсе, вблизи его южного полюса. В дополнение к схожести поверхностного рельефа, Марс имеет период вращения и смену времён года аналогичные земным, но его климат значительно холоднее и суше земного.

Вплоть до первого пролёта у Марса космического аппарата «Маринер-4» (англ. «Mariner 4») в 1965 году многие исследователи полагали, что на его поверхности есть вода в жидком состоянии. Это мнение было основано на наблюдениях за периодическими изменениями в светлых и тёмных участках, особенно в полярных широтах, которые были похожи на континенты и моря. Тёмные борозды на поверхности Марса интерпретировались некоторыми наблюдателями как ирригационные каналы для жидкой воды. Позднее было доказано, что эти борозды были оптической иллюзией.

Из-за низкого давления вода не может существовать в жидком состоянии на поверхности Марса, но вполне вероятно, что в прошлом условия были иными, и поэтому наличие примитивной жизни на планете исключать нельзя. 31 июля 2008 года вода в состоянии льда была обнаружена на Марсе космическим аппаратом НАСА «Феникс» (англ. «Phoenix»).

В феврале 2009 орбитальная исследовательская группировка на орбите Марса насчитывала три функционирующих космических аппарата: «Марс Одиссей», «Марс-экспресс» и «Марсианский разведывательный спутник», это больше, чем около любой другой планеты, кроме Земли. Поверхность Марса в настоящий момент исследовали два марсохода: «Спирит» и «Оппортьюнити». На поверхности Марса находятся также несколько неактивных посадочных модулей и марсоходов, завершивших исследования. Собранные ими геологические данные позволяют предположить, что большую часть поверхности Марса ранее покрывала вода. Наблюдения в течение последнего десятилетия позволили обнаружить в некоторых местах на поверхности Марса слабую гейзерную активность. По наблюдениям с космического аппарата НАСА «Марс Глобал Сервейор», некоторые части южной полярной шапки Марса постепенно отступают.

Марс можно увидеть с Земли невооружённым глазом. Его видимая звёздная величина достигает −2,91m (при максимальном сближении с Землёй), уступая по яркости лишь Юпитеру (и то далеко не всегда во время великого противостояния) и Венере (но лишь утром или вечером). Как правило, во время великого противостояния, оранжевый Марс является ярчайшим объектом земного ночного неба, но это происходит лишь один раз в 15-17 лет в течение одной — двух недель.

По размеру Марс почти вдвое меньше Земли — его экваториальный радиус равен 3396,9 км (53,2 % земного). Площадь поверхности Марса примерно равна площади суши на Земле.Полярный радиус Марса примерно на 20 км меньше экваториального, хотя период вращения у планеты больший, чем у Земли,что даёт повод предположить изменение скорости вращения Марса со временем. Масса планеты — 6,418×1023 кг (11 % массы Земли). Ускорение свободного падения на экваторе равно 3,711 м/с² (0,378 земного); первая космическая скорость составляет 3,6 км/с и вторая — 5,027 км/с. Марс вращается вокруг своей оси, наклонённой к перпендикуляру плоскости орбиты под углом 24°56′. Период вращения планеты — 24 часа 37 минут 22,7 секунд. Таким образом, марсианский год состоит из 668,6 марсианских солнечных суток (называемых солами). Наклон оси вращения Марса обеспечивает смену времён года. При этом вытянутость орбиты приводит к большим различиям в их продолжительности. Так, северная весна и лето, вместе взятые, длятся 371 сол, то есть заметно больше половины марсианского года. В то же время, они приходятся на участок орбиты Марса, удалённый от Солнца. Поэтому на Марсе северное лето долгое и прохладное, а южное — короткое и жаркое.

Температура на планете колеблется от −153°C на полюсе зимой и до более +20 °C на экваторе в полдень. Средняя температура составляет −50 °C.

Атмосфера Марса.

Атмосфера Марса, состоящая, в основном, из углекислого газа, очень разрежена. Давление у поверхности Марса в 160 раз меньше земного — 6,1 мбар на среднем уровне поверхности. Из-за большого перепада высот на Марсе давление у поверхности сильно изменяется. Максимальное значение достигает 10—12 мбар в бассейне Эллада на глубине 8 км. В отличие от Земли, масса марсианской атмосферы сильно изменяется в течение года в связи с таянием и намерзанием полярных шапок, содержащих углекислый газ.

Атмосфера состоит на 95 % из углекислого газа; также в ней содержится 2,7 % азота, 1,6 % аргона, 0,13 % кислорода, 0,1 % водяного пара, 0,07 % угарного газа. Имеются следы метана.

Марсианская ионосфера простирается в пределах от 110 до 130 км над поверхностью планеты.

Существуют сведения, что в прошлом атмосфера могла быть более плотной, а климат — тёплым и влажным, и на поверхности Марса существовала жидкая вода и шли дожди. Орбитальный зонд «Марс Одиссей» обнаружил, что под поверхностью красной планеты есть залежи водяного льда. Позже это предположение было подтверждено и другими аппаратами, но окончательно вопрос о наличии воды на Марсе был решен в 2008 году, когда зонд «Феникс», севший вблизи северного полюса планеты, получил воду из марсианского грунта.

Климат, как и на Земле, носит сезонный характер. В холодное время года даже вне полярных шапок на поверхности может образовываться светлый иней. Аппарат «Феникс» зафиксировал снегопад, однако снежинки испарялись, не достигая поверхности.

По данным исследователей из Центра имени Карла Сагана, в последние десятилетия на Марсе идёт процесс потепления. Другие специалисты считают, что такие выводы делать пока рано.

Марсоходом «Оппортьюнити» были зафиксированы многочисленные пыльные вихри. Это воздушные завихрения, возникающие у поверхности планеты и поднимающие в воздух большое количество песка и пыли. Они часто наблюдаются и на Земле, однако на Марсе могут достигать гораздо больших размеров.

Две трети поверхности Марса занимают светлые области, получившие название материков, около трети — тёмные участки, называемые морями. Моря сосредоточены, в основном, в южном полушарии планеты, между 10 и 40° широты. В северном полушарии есть только два крупных моря — Ацидалийское и Большой Сырт.

Характер тёмных участков до сих пор остаётся предметом споров. Они сохраняются, несмотря на то, что на Марсе бушуют пылевые бури. В своё время, это служило доводом в пользу предположения, что тёмные участки покрыты растительностью. Сейчас полагают, что это просто участки, с которых, в силу их рельефа, легко выдувается пыль. Крупномасштабные снимки показывают, что на самом деле, тёмные участки состоят из групп тёмных полос и пятен, связанных с кратерами, холмами и другими препятствиями на пути ветров. Сезонные и долговременные изменения их размера и формы связаны, по-видимому, с изменением соотношения участков поверхности, покрытых светлым и тёмным веществом.

Полушария Марса довольно сильно различаются по характеру поверхности. В южном полушарии поверхность находится на 1—2 км над средним уровнем и густо усеяна кратерами. Эта часть Марса напоминает лунные материки. На севере большая часть поверхности находится ниже среднего уровня, здесь мало кратеров, и основную часть занимают относительно гладкие равнины, вероятно, образовавшиеся в результате затопления лавой и эрозии. Такое различие полушарий остаётся предметом дискуссий. Граница между полушариями следует примерно по большому кругу, наклонённому на 30° к экватору. Граница широкая и неправильная и образует склон в направлении на север. Вдоль неё встречаются самые эродированные участки марсианской поверхности.

Выдвинуто две альтернативных гипотезы, объясняющих асимметрию полушарий. Согласно одной из них, на раннем геологическом этапе литосферные плиты «съехались» (возможно, случайно) в одно полушарие, подобно континенту Пангея на Земле, а затем «застыли» в этом положении. Другая гипотеза предполагает столкновение Марса с космическим телом размером с Плутон.

Большое количество кратеров в южном полушарии предполагает, что поверхность здесь древняя — 3—4 млрд лет. Выделяют несколько типов кратеров: большие кратеры с плоским дном, более мелкие и молодые чашеобразные кратеры, похожие на лунные, кратеры, окружённые валом, и возвышенные кратеры. Последние два типа уникальны для Марса — кратеры с валом образовались там, где по поверхности текли жидкие выбросы, а возвышенные кратеры образовались там, где покрывало выбросов кратера защитило поверхность от ветровой эрозии. Самой крупной деталью ударного происхождения является равнина Эллада (примерно 2100 км в поперечнике).

В области хаотического ландшафта вблизи границы полушарий поверхность испытала разломы и сжатия больших участков, за которыми иногда следовала эрозия (вследствие оползней или катастрофического высвобождения подземных вод), а также затопление жидкой лавой. Хаотические ландшафты часто находятся у истока больших каналов, прорезанных водой. Наиболее приемлемой гипотезой их совместного образования является внезапное таяние подповерхностного льда.

В северном полушарии помимо обширных вулканических равнин находятся две области крупных вулканов — Фарсида и Элизий. Фарсида — обширная вулканическая равнина протяжённостью 2000 км, достигающая высоты 10 км над средним уровнем. На ней находятся три крупных щитовых вулкана — гора Арсия, гора Павлина и гора Аскрийская. На краю Фарсиды находится высочайшая на Марсе и в Солнечной системе гора Олимп. Олимп достигает 27 км высоты по отношению к его основанию и 25 км по отношению к среднему уровню поверхности Марса, и охватывает площадь 550 км диаметром, окружённую обрывами, местами достигающими 7 км высоты. Объём Олимпа в 10 раз превышает объём крупнейшего вулкана Земли Мауна-Кеа. Здесь же расположено несколько менее крупных вулканов. Элизий — возвышенность до шести километров над средним уровнем, с тремя вулканами — купол Гекаты, гора Элизий и купол Альбор.

Возвышенность Фарсида также пересечена множеством тектонических разломов, часто очень сложных и протяжённых. Крупнейший из них — долины Маринер — тянется в широтном направлении почти на 4000 км (четверть окружности планеты), достигая ширины 600 км и глубины 7—10 км; по размерам этот разлом сравним с Восточноафриканским рифтом на Земле. На его крутых склонах происходят крупнейшие в Солнечной системе оползни. Долины Маринер являются самым большим известным каньоном в Солнечной системе. Каньон, который был открыт космическим аппаратом «Маринер-9» в 1971 году, мог бы занять всю территорию США, от океана до океана.

Внешний вид Марса сильно изменяется в зависимости от времени года. Прежде всего, бросаются в глаза изменения полярных шапок. Они разрастаются и уменьшаются, создавая сезонные явления в атмосфере и на поверхности Марса. Южная полярная шапка может достигать широты 50°, северная — также 50°. Диаметр постоянной части северной полярной шапки составляет 1000 км. По мере того, как весной полярная шапка в одном из полушарий отступает, детали поверхности планеты начинают темнеть. Для земного наблюдателя кажется, что волна потемнения распространяется от полярной шапки к экватору, хотя орбитальные аппараты не фиксируют каких-либо существенных изменений.

Полярные шапки состоят из двух составляющих: сезонной — углекислого газа и вековой — водяного льда. По данным со спутника Марс Экспресс толщина шапок может составлять от 1 м до 3,7 км. Аппарат «Марс Одиссей» обнаружил на южной полярной шапке Марса действующие гейзеры. Как считают специалисты НАСА, струи углекислого газа с весенним потеплением вырываются вверх на большую высоту, унося с собой пыль и песок.

Весеннее таяние полярных шапок приводит к резкому повышению давления атмосферы и перемещению больших масс газа в противоположное полушарие. Скорость дующих при этом ветров составляет 10—40 м/с, иногда до 100 м/с. Ветер поднимает с поверхности большое количество пыли, что приводит к пылевым бурям. Сильные пылевые бури практически полностью скрывают поверхность планеты. Пылевые бури оказывают заметное воздействие на распределение температуры в атмосфере Марса.

Данные аппарата «Марсианский разведывательный спутник» позволили обнаружить под каменистыми осыпями у подножия гор значительный слой льда. Ледник толщиной в сотни метров занимает площадь в тысячи квадратных километров, и его дальнейшее изучение способно дать информацию об истории марсианского климата.

На Марсе имеется множество геологических образований, напоминающих водную эрозию, в частности, высохшие русла рек. Согласно одной из гипотез, эти русла могли сформироваться в результате кратковременных катастрофических событий и не являются доказательством длительного существования речной системы. Однако последние данные свидетельствуют о том, что реки текли в течение геологически значимых промежутков времени. В частности, обнаружены инвертированные русла (то есть русла, приподнятые над окружающей местностью). На Земле подобные образования формируются благодаря длительному накоплению плотных донных отложений с последующим высыханием и выветриванием окружающих пород. Кроме того, есть свидетельства смещения русел в дельте реки при постепенном поднятии поверхности.

Данные марсоходов НАСА «Спирит» и «Оппортьюнити» также свидетельствуют о наличии воды в прошлом (найдены минералы, которые могли образоваться только в результате длительного воздействия воды). Аппарат «Феникс» обнаружил залежи льда непосредственно в грунте.

На вулканической возвышенности Фарсида обнаружено несколько необычных глубоких колодцев. Судя по снимку аппарата «Марсианский разведывательный спутник», сделанному в 2007 году, один из них имеет диаметр 150 метров, а освещённая часть стенки уходит в глубину не менее, чем на 178 метров. Высказана гипотеза о вулканическом происхождении этих образований.

Элементный состав поверхностного слоя марсианской почвы по данным посадочных аппаратов неодинаков в разных местах. Основная составляющая почвы — кремнезём (20-25 %), содержащий примесь гидратов оксидов железа (до 15 %), придающих почве красноватый цвет. Имеются значительные примеси соединений серы, кальция, алюминия, магния, натрия (единицы процентов для каждого).

Согласно данным зонда НАСА «Феникс» (посадка на Марс 25 мая 2008 года), соотношение pH и некоторые другие параметры марсианских почв близки к земным, и на них теоретически можно было бы выращивать растения. «Фактически, мы обнаружили, что почва на Марсе отвечает требованиям, а также содержит необходимые элементы для возникновения и поддержания жизни как в прошлом, так и в настоящем и будущем». «Мы были приятно удивлены полученными данными. Такой тип грунта широко представлен и у нас на Земле — любой сельский житель ежедневно имеет с ним дело на огороде. В нём отмечено высокое (значительно большее, чем предполагалось) содержание щелочей, обнаружены кристаллы льда. Такой грунт вполне пригоден для выращивания различных растений, например спаржи. Здесь нет ничего, что делало бы жизнь невозможной. Даже наоборот: с каждым новым исследованием мы находим дополнительные подтверждения в пользу возможности её существования», сообщил ведущий исследователь-химик проекта Сэм Кунейвс.

В месте посадки аппарата в грунте имеется также значительное количество водяного льда.

В отличие от Земли, на Марсе нет движения литосферных плит. В результате вулканы могут существовать гораздо более длительное время и достигать гигантских размеров.

Современные модели внутреннего строения Марса предполагают, что Марс состоит из коры со средней толщиной 50 км (и максимальной до 130 км), силикатной мантии толщиной 1800 км и ядра радиусом 1480 км. Плотность в центре планеты должна достигать 8,5 г/см³. Ядро частично жидкое и состоит в основном из железа с примесью 14—17 % (по массе) серы, причём содержание лёгких элементов вдвое выше, чем в ядре Земли. Согласно современным оценкам формирование ядра совпало с периодом раннего вулканизма и продолжалось около миллиарда лет. Примерно то же время заняло частичное плавнение мантийных силикатов. Из-за меньшей силы тяжести на Марсе диапазон давлений в мантии Марса гораздо меньше, чем на Земле, а значит в ней меньше фазовых переходов. Предполагается, фазовый переход оливина в шпинелевую модификацию начинается на довольно больших глубинах – 800 км (400 км на Земле). Характер рельефа и другие признаки позволяют предположить наличие астеносферы, состоящей из зон частично расплавленного вещества. Для некоторых районов Марса составлена подробная геологическая карта.

Согласно наблюдениям с орбиты и анализу коллекции марсианских метеоритов поверхность Марса состоит главным образом из базальта. Есть некоторые основания предполагать, что на части марсианской поверхности материал является более кварцесодержащим, чем обычный базальт и может быть подобен андезитным камням на Земле. Однако эти же наблюдения можно толковать в пользу наличия кварцевого стекла. Значительная часть более глубокого слоя состоит из зернистой пыли оксида железам.

У Марса есть магнитное поле, но оно слабо и крайне неустойчиво, в различных точках планеты его напряжённость может отличаться от 1,5 до 2 раз, а магнитные полюса не совпадают с физическими. Это говорит о том, что железное ядро Марса находится в сравнительной неподвижности по отношению к его коре, то есть механизм планетарного динамо, ответственный за магнитное поле Земли, на Марсе не работает. Хотя на Марсе не имеется устойчивого всепланетного магнитного поля, наблюдения показали, что части планетной коры намагничены и что наблюдалась смена магнитных полюсов этих частей в прошлом. Намагниченность данных частей оказалась похожей на полосовые магнитные аномалии в мировом океане.

По одной теории, опубликованной в 1999 году и перепроверенной в 2005 году (с помощью беспилотной станции Марс Глобал Сервейор), эти полосы демонстрируют тектонику плит 4 миллиарда лет назад до того, как динамо-машина планеты прекратила выполнять свою функцию, что послужило причиной резкого ослабления магнитного поля. Причины такого резкого ослабления неясны. Существует предположение, что функционирование динамо-машины 4 млдр. лет назад объясняется наличием астероида, который вращался на расстоянии 50-75 тысяч километров вокруг Марса и вызывал нестабильность в его ядре. Затем астероид снизился до предела Роша и разрушился. Тем не менее, это объяснение само содержит неясные моменты, и оспаривается в научном сообществе.

Возможно, в далёком прошлом в результате столкновения с крупным небесным телом произошла остановка вращения ядра, а также потеря основного объёма атмосферы. Считается, что потеря магнитного поля произошла около 4 млрд лет назад. Вследствие слабости магнитного поля солнечный ветер практически беспрепятственно проникает в атмосферу Марса, и многие из фотохимических реакций под действием солнечной радиации, которые на Земле происходят в ионосфере и выше, на Марсе могут наблюдаться практически у самой его поверхности.

Геологическая история Марса заключает в себя три нижеследующие эпохи:
Ноачианская эпоха (названа в честь «Ноачиской земли», района Марса): Формирование наиболее старой сохранившейся до наших дней поверхности Марса. Продолжалась в период 4,5 млрд — 3,5 млрд лет назад. В эту эпоху поверхность была изрубцована многочисленными ударными кратерами. Плато провинции Фарсида было вероятно сформировано в этот период с интенсивным обтеканием водой позднее.
Хесперианская эпоха: от 3,5 млрд лет назад до 2,9 — 3,3 млрд лет назад. Эта эпоха отмечена образованием огромных лавовых полей.
Амазонская эпоха (названа в честь «Амазонской равнины» на Марсе): от 2,9 — 3,3 млрд лет назад до наших дней. Районы, образовавшиеся в эту эпоху, имеют очень мало метеоритных кратеров, но во всём остальном они полностью различаются. Гора Олимп сформирована в этот период. В это время в других частях Марса разливались лавовые потоки.

Естественными спутниками Марса являются Фобос и Деймос. Оба они открыты американским астрономом Асафом Холлом в 1877 году. Фобос и Деймос имеют неправильную форму и очень маленькие размеры. По одной из гипотез, они могут представлять собой захваченные гравитационным полем Марса астероиды наподобие (5261) Эврика из Троянской группы астероидов. Спутники названы в честь персонажей, сопровождающих бога Ареса (то есть Марса), — Фобоса и Деймоса, олицетворяющих страх и ужас, которые помогали богу войны в битвах.

Оба спутника вращаются вокруг своих осей с тем же периодом, что и вокруг Марса, поэтому всегда повёрнуты к планете одной и той же стороной. Приливное воздействие Марса постепенно замедляет движение Фобоса, и в конце концов приведёт к падению спутника на Марс (при сохранении текущей тенденции), или к его распаду. Напротив, Деймос удаляется от Марса.

Фобос (сверху) и Деймос (снизу).

Оба спутника имеют форму, приближающуюся к трёхосному эллипсоиду, Фобос (26,6×22,2×18,6 км) несколько крупнее Деймоса (15×12,2×10,4 км). Поверхность Деймоса выглядит гораздо более гладкой за счёт того, что большинство кратеров покрыто тонкозернистым веществом. Очевидно, на Фобосе, более близком к планете и более массивном, вещество, выброшенное при ударах метеоритов, либо наносило повторные удары по поверхности, либо падало на Марс, в то время как на Деймосе оно долгое время оставалось на орбите вокруг спутника, постепенно осаждаясь и скрывая неровности рельефа.

Популярная идея, что Марс населён разумными марсианами, широко распространилась в конце XIX века. Наблюдения Скиапарелли так называемых каналов, в сочетании с книгой Персиваля Лоуэлла по той же теме сделали популярной идею о планете, климат которой становился всё суше, холоднее, которая умирала и в которой существовала древняя цивилизация, производящая ирригационные работы.

Другие многочисленные наблюдения и объявления известных лиц породили вокруг этой темы так называемую «Марсианскую лихорадку» («Mars Fever»). В 1899 году, во время изучения атмосферных помех в радиосигнале, используя приёмники в Колорадской обсерватории, изобретатель Никола Тесла наблюдал повторяющийся сигнал. Затем он высказал догадку, что это может быть радиосигнал с других планет, например, Марса. В интервью 1901 года Тесла сказал, что ему пришла в голову мысль о том, что помехи могут быть вызваны искусственно. Хотя он не смог расшифровать их значение, для него было невозможным то, что они возникли совершенно случайно. По его мнению, это было приветствие одной планеты другой.

Теория Теслы вызвала горячую поддержку Лорда Кельвина, который, посетив США в 1902 году, сказал, что по его мнению Тесла поймал сигнал марсиан, посланный в США. Однако затем Кельвин стал решительно отрицать это заявление перед тем, как покинул Америку: «На самом деле я сказал, что жители Марса, если они существуют, несомненно могут видеть Нью-Йорк, в частности свет от электричества».

На сегодняшний день условием для развития и поддержания жизни на планете считается наличие жидкой воды на её поверхности. Также существует требование, чтобы орбита планеты находилась в так называемой обитаемой зоне, которая для Солнечной системы начинается за Венерой и кончается большой полуосью орбиты Марса. Во время перигелия Марс находится внутри этой зоны, однако тонкая атмосфера, с низким давлением препятствует появлению жидкой воды на значительной территории на длительный период. Недавние свидетельства говорят о том, что любая вода на поверхности Марса является слишком солёной и кислотной для поддержания постоянной земноподобной жизни.

Отсутствие магнитосферы и крайне тонкая атмосфера Марса также являются проблемой для поддержания жизни. На поверхности планеты идёт очень слабое перемещение тепловых потоков, она плохо изолирована от бомбардировки частицами солнечного ветра, кроме того, при нагревании вода мгновенно испаряется, минуя жидкое состояние из-за низкого давления. Марс также находится на пороге т. н. «геологической смерти». Окончание вулканической активности по всей видимости остановило круговорот минералов и химических элементов между поверхностью и внутренней частью планеты.

Свидетельства говорят о том, что планета ранее была значительно более предрасположена к наличию жизни, чем теперь. Однако на сегодняшний день остатков организмов на ней не обнаружено. Согласно программе «Викинг», осуществлённой в середине 1970-х годов, была проведена серия экспериментов для обнаружения микроорганизмов в марсианской почве. Она дала положительные результаты, например, временное увеличение выделения CO2 при помещении частиц почвы в воду и питательную среду. Однако затем данное свидетельство жизни на Марсе было оспорено некоторыми учёными. Это привело к их продолжительным спорам с учёным из NASA Гильбертом Левиным, который утверждал, что «Викинг» обнаружил жизнь. После переоценки данных «Викинга» в свете современных научных знаний об экстремофилах было установлено, что проведённые эксперименты были недостаточно совершенны для обнаружения этих форм жизни. Более того, эти тесты могли даже убить организмы, даже если они содержались в пробах. Тесты, проведённые в рамках программы «Феникс», показали, что почва имеет очень щелочной pH фактор и содержит магний, натрий, калий и хлорид. Питательных веществ в почве достаточно для поддержания жизни, однако жизненные формы должны иметь защиту от интенсивного ультрафиолетового света.

Интересно, что в некоторых метеоритах марсианского происхождения обнаружены образования, по форме напоминающие простейших бактерий, хотя и уступают мельчайшим земным организмам по размерам. Одним из таких метеоритов является ALH 84001, найденный в Антарктиде в 1984 году.

По результатам наблюдений с Земли и данных космического аппарата «Марс Экспресс» в атмосфере Марса обнаружен метан. В условиях Марса этот газ довольно быстро разлагается, поэтому должен существовать постоянный источник его пополнения. Таким источником может быть либо геологическая активность (но действующие вулканы на Марсе не обнаружены), либо жизнедеятельность бактерий.

После посадок автоматических аппаратов на поверхность Марса появилась возможность вести астрономические наблюдения непосредственно с поверхности планеты. Вследствие астрономического положения Марса в Солнечной системе, характеристик атмосферы, периода обращения Марса и его спутников картина ночного неба Марса (и астрономических явлений, наблюдаемых с планеты) отличается от земной и во многом представляется необычной и интересной.

Во время восхода и захода Солнца марсианское небо в зените имеет красновато-розовый цвет, а в непосредственной близости к диску Солнца — от голубого до фиолетового, что совершенно противоположно картине земных зорь.

В полдень небо Марса жёлто-оранжевое. Причина таких отличий от цветовой гаммы земного неба — свойства тонкой, разрежённой, содержащей взвешенную пыль атмосферы Марса. На Марсе Рэлеевское рассеяние лучей (которое на Земле и является причиной голубого цвета неба) играет незначительную роль, эффект его слаб. Предположительно, жёлто-оранжевая окраска неба также вызывается присутствием 1 % магнетита в частицах пыли, постоянно взвешенной в марсианской атмосфере и поднимаемой сезонными пылевыми бурями. Сумерки начинаются задолго до восхода Солнца и длятся долго после его захода. Иногда цвет марсианского неба приобретает фиолетовый оттенок в результате рассеяния света на микрочастицах водяного льда в облаках (последнее — довольно редкое явление).

Земля по отношению к Марсу является внутренней планетой, так же как Венера для Земли. Соответственно, с Марса Земля наблюдается как утренняя или вечерняя звезда, восходящая перед рассветом или видимая на вечернем небе после захода Солнца.

Максимальная элонгация Земли на небе Марса составит 38 градусов. Для невооружённого глаза Земля будет видна как яркая (максимальная видимая звёздная величина около −2,5) зеленоватая звезда, рядом с которой будет легко различима желтоватая и более тусклая (около 0,9) звёздочка Луны. В телескоп оба объекта покажут одинаковые фазы. Обращение Луны вокруг Земли будет наблюдаться с Марса следующим образом: на максимальном угловом удалении Луны от Земли невооружённый глаз легко разделит Луну и Землю: через неделю «звёздочки» Луны и Земли сольются в неразделимую глазом единую звезду, ещё через неделю Луна будет снова видна на максимальном расстоянии, но уже с другой стороны от Земли. Периодически наблюдатель на Марсе сможет видеть проход (транзит) Луны по диску Земли либо, наоборот, покрытие Луны диском Земли. Максимальное видимое удаление Луны от Земли (и их видимая яркость) при наблюдении с Марса будет значительно изменяться в зависимости от взаимного положения Земли и Марса, и, соответственно, расстояния между планетами. В эпохи противостояний оно составит около 17 минут дуги, на максимальном удалении Земли и Марса — 3,5 минуты дуги. Земля, как и другие планеты, будет наблюдаться в полосе созвездий Зодиака. Астроном на Марсе также сможет наблюдать прохождение Земли по диску Солнца, ближайшее произойдёт 10 ноября 2084 года.

Угловой размер Солнца, наблюдаемый с Марса, меньше видимого с Земли и составляет 2/3 от последнего. Меркурий с Марса будет практически недоступен для наблюдений невооружённым глазом из-за чрезвычайной близости к Солнцу. Самой яркой планетой на небе Марса является Венера, на втором месте — Юпитер (его четыре крупнейших спутника можно наблюдать без телескопа), на третьем — Земля.

Фобос при наблюдении с поверхности Марса имеет видимый диаметр около 1/3 от диска Луны на земном небе и видимую звёздную величину порядка −9 (приблизительно как Луна в фазе первой четверти). Фобос восходит на западе и садится на востоке, чтобы снова взойти через 11 часов, таким образом, дважды в сутки пересекая небо Марса. Движение этой быстрой луны по небу будет легко заметно в течение ночи, так же, как и смена фаз. Невооружённый глаз различит крупнейшую деталь рельефа Фобоса — кратер Стикни. Деймос восходит на востоке и заходит на западе, выглядит как яркая звезда без заметного видимого диска, звёздной величиной около −5 (чуть ярче Венеры на земном небе), медленно пересекающая небо в течение 2.7 марсианских суток. Оба спутника могут наблюдаться на ночном небе одновременно, в этом случае Фобос будет двигаться навстречу Деймосу.

Яркость и Фобоса, и Деймоса достаточна для того, чтобы предметы на поверхности Марса ночью отбрасывали чёткие тени. Оба спутника имеют относительно малый наклон орбиты к экватору Марса, что исключает их наблюдение в высоких северных и южных широтах планеты: так, Фобос никогда не восходит над горизонтом севернее 70,4° с. ш. или южнее 70,4° ю. ш.; для Деймоса эти значения составляют 82,7° с. ш. и 82,7° ю. ш. На Марсе может наблюдаться затмение Фобоса и Деймоса при их входе в тень Марса, а также затмение Солнца, которое бывает только кольцеобразным из-за малого углового размера Фобоса по сравнению с диском Солнца.

Северный полюс на Марсе, вследствие наклона оси планеты, находится в созвездии Лебедя (экваториальные координаты: прямое восхождение 21h 10m 42s, склонение +52° 53.0′ и не отмечен яркой звездой: ближайшая к полюсу — тусклая звезда шестой величины BD +52 2880 (другие её обозначения — HR 8106, HD 201834, SAO 33185). Южный полюс мира (координаты 9h 10m 42s и −52° 53,0) находится в паре градусов от звезды Каппа Парусов (видимая звёздная величина 2,5) — её, в принципе, можно считать Южной Полярной звездой Марса.

Зодиакальные созвездия марсианской эклиптики аналогичны наблюдаемым с Земли, с одним отличием: при наблюдении годичного движения Солнца среди созвездий оно (как и другие планеты, включая Землю), выйдя из восточной части созвездия Рыб, будет проходить в течение 6 дней через северную часть созвездия Кита перед тем, как снова вступить в западную часть Рыб.

Ввиду близости Марса к Земле, его колонизация в обозримом будущем является важной задачей для человечества. Относительно близкие к земным природные условия облегчают выполнение этой задачи. В частности, на Земле есть такие разведанные человеком места, в которых природные условия во многом похожи на марсианские. Атмосферное давление на высоте 34 668 метров — рекордная по высоте точка, которой достиг воздушный шар с командой на борту (май 1961 г.) — примерно соответствует давлению на поверхности Марса. Крайне низкие температуры в Арктике и Антарктиде сравнимы даже с самыми низкими температурами на Марсе, а на экваторе Марса в летние месяцы бывает также тепло (+30 °C) как и на Земле. Также на Земле есть пустыни, схожие по виду с марсианским ландшафтом.

Тем не менее между Землёй и Марсом есть несколько существенных различий. В частности, магнитное поле Марса слабее земного примерно в 800 раз. Вместе с разрежённой атмосферой это увеличивает количество достигающего его поверхности ионизирующего излучения. Радиационные измерения, проведённые американским беспилотным космическим аппаратом The Mars Odyssey, показали, что радиационный фон на орбите Марса в 2,2 раза превышает радиационный фон на Международной космической станции. Средняя доза составила примерно 220 миллирада в день (2,2 миллигрея в день или 0,8 грея в год). Объём облучения, полученного в результате пребывания в таком фоне на протяжении трёх лет, приближается к установленным пределам безопасности для космонавтов. На поверхности Марса радиационный фон будет, скорее всего, несколько ниже и может значительно изменяться в зависимости от местности, высоты и локальных магнитных полей.

Марс имеет определённый экономический потенциал для колонизации. В частности, южное полушарие Марса расплавлению не подвергалось, в отличие от всей поверхности Земли — поэтому горные породы южного полушария унаследовали количественный состав нелетучей компоненты протопланетного облака. По расчётам оно должно быть обогащено теми элементами (относительно Земли), которые на Земле «утонули» в её ядре при расплавлении планеты: металлы группы меди, железа и платиновые, вольфрам, рений, уран. Вывоз на Землю рения, платиновых металлов, серебра, золота и урана (в случае роста цен на него до уровня цен на серебро) имеет хорошие перспективы, но требует для своей реализации наличия поверхностного водоёма с жидкой водой для обогатительных процессов.

Время полёта с Земли до Марса (при нынешних технологиях) составляет 259 суток по полуэллипсу и 70 - по параболе. Для общения с потенциальными колониями может использоваться радиосвязь, которая имеет задержку 3—4 мин в каждом направлении во время максимального сближения планет (противостояния Марса, с земной точки зрения, которое повторяется каждые 780 дней), и около 20 мин. при максимальном удалении планет (соединении Марса с Солнцем); см. Конфигурация (астрономия).

Однако к настоящему времени никаких практических шагов в направлении колонизации Марса не предпринято.

Исследование Марса началось давно, ещё 3,5 тысячи лет назад, в Древнем Египте. Первые подробные отчеты о положении Марса были составлены вавилонскими астрономами, которые разработали ряд математических методов для предсказания положения планеты. Пользуясь данными египтян и вавилонян древнегреческие (эллинистические) философы и астрономы разработали подробную геоцентрическую модель для объяснения движения планет. Спустя несколько веков индийскими и исламскими астрономами был оценен размер Марса и расстояние до него от Земли. В XVI веке Николай Коперник предложил гелиоцентрическую модель для описания Солнечной системы с круговыми планетарными орбитам. Его результаты были пересмотрены Иоганном Кеплером, который ввел более точную эллиптическую орбиту Марса, совпадающую с наблюдаемой.

Топографическая карта Марса.

В 1659 году Франческо Фонтана, рассматривая Марс в телескоп, сделал первый рисунок планеты. Он изобразил чёрное пятно в центре чётко очерченной сферы. В 1660 году к чёрному пятну прибавились две полярные шапки, добавленные Жаном Домиником Кассини. В 1888 году Джованни Скиапарелли, учившийся в России, дал первые имена отдельным деталям поверхности: моря Афродиты, Эритрейское, Адриатическое, Киммерийское; озёра Солнца, Лунное и Феникс.

Расцвет телескопических наблюдений Марса пришёлся на конец XIX — середину XX века. Во многом он обусловлен общественным интересом и известными научными спорами вокруг наблюдавшихся марсианских каналов. Среди астрономов докосмической эры, проводивших телескопические наблюдения Марса в этот период, наиболее известны Скиапарелли, Персиваль Ловелл, Слайфер, Антониади, Барнард, Жарри-Делож, Тихов, Вокулёр. Именно ими были заложены основы ареографии и составлены первые подробные карты поверхности Марса — хотя они и оказались практически полностью неверными после полётов к Марсу автоматических зондов.

Орбитальные характеристики:
Перигелий
206,62×106 км
1,3812 а. е.
Афелий
249,23×106 км
1,6660 а. е.
Большая полуось (a)
227,92×106 км
1,5236 а. е.
Эксцентриситет орбиты (e)
0,093315
Сидерический период обращения
686,971 дней
1,8808 земного года
668,5991 сол
Синодический период обращения
779,94 дней
Орбитальная скорость (v)
24,13 км/с (средн.)
Наклонение (i)
1,85061° (относительно плоскости эклиптики)
5,65° (относительно солнечного экватора)
Долгота восходящего узла (Ω)
49,57854°
Аргумент перицентра (ω)
286,46230°

Спутники:
2 (Фобос и Деймос)
Физические характеристики
Приплюснутость
0,00589
Экваториальный радиус
3396,2 км
Полярный радиус
3376,2 км
Средний радиус
3386,2 км
Площадь поверхности (S)
144 798 465 км²
Объём (V)
1,6318×1011 км³
0,151 Земных
Масса (m)
6,4185×1023 кг
0,107 Земных
Средняя плотность (ρ)
3,9335 г/см³
Ускорение свободного падения на экваторе (g)
3,711 м/с² (0,378 g)
Вторая космическая скорость (v2)
5,027 км/с
Экваториальная скорость вращения
868,22 км/ч
Период вращения (T)
24 часа 39 минут и 36 секунд
Наклон оси
24,94°
Прямое восхождение северного полюса (α)
21 ч 10 мин 44 с
317,68143°
Склонение северного полюса (δ)
52,88650°
Альбедо
0,250 (Бонд)
0,150 (геом.альбедо)

Температура:

мин. сред. макс.

По всей планете 186 К 227 К 268 К

Атмосфера:
Атмосферное давление
0,6-1,0 кПа (0,006-0,01 атм)
Состав:
95,32 % Угл. газ

2,7 % Азот
1,6 % Аргон
0,2 % Кислород
0,07 % Угарный газ
0,03 % Водяной пар
0,01 % Окись азота

С давних времен человечество обращало свои взгляды к звездам. Но если раньше люди обращались к небесным телам только как к высшим существам, способным повлиять на их жизнь своими чудесными свойствами, то теперь взгляды эти имеют гораздо более прагматичный характер.

Марс в древности

Первое имя, полученное планетой, было Арес. Так в честь бога войны назвали красную, напоминающую людям о войне, планету древние греки. Во времена, когда никого не интересовало, что больше, Марс или Земля, сила решала все. Именно поэтому на смену грекам пришли древние римляне. Они принесли свои представления о мире, жизни, свои названия. Переименовали они и звезду, символизирующую зло, жестокость и горе. Она была названа в честь римского бога войны Марсом.

Много веков прошло с тех пор, давно уже выяснили, что больше, Марс или Земля, стало понятно, что планета далеко не так жестока и могущественна, как мнилось древним грекам и римлянам, однако интерес к планете не пропал, а с каждым веком все только усиливался.

Жизнь на Марсе

Впервые зарисовка Марса была обнародована в 1659 году в Неаполе. Франческо Фонтана, неаполитанский астроном и юрист положил начало круговерти исследований, обрушившихся на планету через века.

Джованни Скиапарелли в 1877 году обошел достижения Фонтана, сделав не просто рисунок, но составив карту всей планеты. Воспользовавшись проходившим Великим противостоянием, позволившим вблизи взглянуть на Марс, он обнаружил на нашей соседке по Солнечной системе некие каналы и темные области. Не тратя время на размышления о том, какая планета больше: Марс, Земля, человечество решило, что это продукты инопланетной цивилизации. Стало считаться, что каналы - это системы орошения, которые инопланетяне направили для полива зон растительности - тех самых темных областей. Вода в каналы, по мнению большинства, попадала из ледниковых шапок на полюсах планеты.

Ученый, обнаруживший все эти геологические объекты, изначально не имел в виду ничего подобного. Однако с течением времени, под влиянием энтузиазма большинства, он поверил в такую популярную гипотезу. Он даже написал труд "О разумной жизни на Марсе", где объяснял идеальную прямоту каналов именно деятельностью инопланетных земледельцев.

Однако уже в 1907 году географ из Великобритании в своей книге "Обитаем ли Марс?" опроверг данную теорию, используя все исследования, доступные на тот момент. Он окончательно доказал, что на Марсе в принципе невозможна жизнь высокоорганизованных существ, несмотря на то, Марс по размерам больше, чем Земля, или меньше.

Правда о каналах

Подтвердили существование прямых, как стрелы, каналов снимки планеты в 1924 году. Удивительно, но большинство астрономов, наблюдающих за Марсом, никогда не видели этот феномен. Тем не менее, к 1939, к следующему Великому противостоянию, было насчитано порядка 500 каналов на снимках планеты.

Окончательно все разъяснилось только в 1965 году, когда "Маринер-4" пролетал настолько близко от Марса, что смог сфотографировать ее с расстояния всего 10 тысяч километров. Эти снимки показали безжизненную пустыню с кратерами. Все темные зоны и каналы оказались лишь иллюзией, вызванной искажением при наблюдениях в телескоп. Ничего подобного в реальности на планете нет.

Марс

Так все же, что больше: Марс или Земля? Масса Марса составляет всего 10,7% от массы Земли. Его диаметр по экватору почти в два раза меньше земного - 6794 километров против 12 756 км. Год на Марсе длится 687 земных дней, сутки - на 37 минут дольше наших. На планете имеется смена сезонов, однако никто не стал бы радоваться наступлению лета на Марсе - это самый суровой сезон, ветры до 100 м/с гуляют по планете, клубы пыли застилают небо, закрывая солнечный свет. Впрочем, зимние месяцы тоже не могут порадовать погодой - температура не поднимается выше минус ста градусов. Атмосфера состоит из углекислого газа, который в зимние месяцы лежит огромными снежными шапками на полюсах планеты. Эти шапки до конца не тают никогда. Плотность атмосферы всего один процент от земной.

Но не нужно думать, что на планете нет воды - у подножия самой большой вулканической горы в Солнечной системе - Олимпа - найдены огромные ледники обычной воды. Толщина их доходит до ста метров, общая площадь - несколько тысяч километров. Кроме того, на поверхности обнаружены образования, похожие на высохшие русла рек. Результаты исследования доказывают, что некогда по этим рекам текли быстрые потоки воды.

Исследования

В XX веке на Марс были отправлены не только беспилотные космические станции, но и спущены марсоходы, благодаря которым стало возможно получить образцы почвы красной планеты. Теперь мы располагаем точными данными о химическом составе атмосферы и поверхности планеты, о характере ее сезонов, имеем фотографии всех областей Марса. Марсоходы НАСА, разведывательный спутник и орбитальный аппарат имеют плотный рабочий график, в котором нет свободной буквально ни одной минуты до самого 2030 года.

Перспективы

Не секрет, что человечество тратит огромные, просто космические средства на изучение Марса. Давно уже дан ответ на вопрос о том, что больше, Марс или Земля, но интерес к этой планете мы не потеряли. В чем же дело? Что так заинтересовало ученых, что государства тратят такие суммы на изучение бесплодной пустыни?

Несмотря на то, что вполне возможно наличие редкоземельных элементов, их добыча и транспортировка на Землю просто нерентабельна. Наука ради науки? Возможно, но не в той ситуации, которая складывается сейчас на нашей собственной планете, чтобы тратить ресурсы на изучение пустых планет.

Дело в том, что сегодня, когда даже ребенок не задаст вопрос о том, на сколько Марс больше Земли, очень остро стоит проблема перенаселения голубой планеты. Кроме непосредственной нехватки жилых площадей возрастает и потребность в пресной воде, в продовольствии, ухудшается политическое и экономическое положение во всех, особенно экологически благоприятных зонах. И чем активнее живет человек, тем быстрее мы движемся к катастрофе.

Давно уже была выдвинута идея "Золотого миллиарда", согласно которой, на Земле благополучно может жить один миллиард человек. Остальных нужно...

И вот тут на помощь и может прийти Марс. Больше или меньше Земли он - в данном случае не так важно. Его общая площадь примерно равна площади суши нашей планеты. Таким образом, на ней вполне можно поселить пару-тройку миллиардов людей. Расстояние до Марса не критическое, путь до него займет куда меньше времени, чем в древности занимал из Рима до Китая. А ведь его регулярно проделывали торговцы. Таким образом, осталось только лишь создать благоприятные условия для жизни землян на Марсе. А это вполне возможно будет через некоторое время, ведь научный прогресс движется вперед гигантскими шагами.

И неизвестно, кто победит в этом соревновании, Земля и Марс: что больше подойдет для жизни через несколько десятков лет - ответ на этот вопрос ждет нас впереди.

Земля - третья планета от Солнца. Это пятая по размеру среди всех планет Солнечной системы. Земля самая крупная по диаметру, массе и плотности среди планет земной группы.

Марс - четвёртая по удалённости от Солнца планета. По параметрам она занимает седьмое место среди планет Солнечной системы. Марс заметно меньше Земли, его масса составляет всего 10,7 % от земной. Планету назвали Марс в честь древнеримского бога войны, соответствующего древнегреческому Аресу.

Земля и Марс – сравнение параметров

Средний радиус

Земля – 6371 км

Марс – 3389,5 км

(53% от земного)

Длина экватора

Земля – 40076 км

Марс – 21296 км

Площадь поверхности

Земля - 510 000 000 кв. км

Марс - 144 000 000 кв. км

(0,283 земной)

Поверхность мирового океана

Земля – 361 млн. кв. км (70,8 %)

Марс – океан не обнаружен

Поверхность суши

Земля – 149 000 000 кв. км (29,2%)

Марс - 144 000 000 кв. км

Земля – 1.083.320 млн. куб км

Марс – 163.180 млн. куб км

(0,151 земных)

Земля – 5975*10 в восемнадцатой степени тонн (7% - вода)

Марс – 642*10 в восемнадцатой степени тонн

(0,107 земных)

Средняя плотность

Земля – 5520 кг/кубометр

Марс - 3933 кг/кубометр

(0,714 земной)

Ускорение свободного падения

Земля – 9,81 м/сек(кв) (g)

Марс – 3,71 м/сек(кв)

(0,378 от земного)

Первая и вторая космические скорости

Земля – 7,91 / 11,18 км/сек

Марс – 3,6 / 5,03 км/с

Астрономические параметры

Среднее расстояние до Солнца

Земля – 149 509 000 км

Марс - 227 990 000 км

(мин 206,6 макс 249,2 млн км)

Время прохождения света от Солнца до

Земли ~ 8 минут

Марса ~ 12 минут

Период обращения вокруг Солнца

Земля – 365 дней 5 час 48 мин 46 сек

Марс – 686,98 земных суток

(~1,88 земных лет)

Длина орбиты

Земля – 939 120 000 км

Марс – 1 432 461 000 км

Средняя скорость движения по орбите

Земля - 29,76 км/сек

Марс – 24,13 км/сек

Наклон оси вращения к плоскости орбиты

Земли ~ 23,5 градусов

Марса ~ 25,2 градусов

Полный оборот вокруг своей оси (сутки)

Земля – 24 часа 00 минут 00 сек Марс - 24 часа 37 минут 22,6 сек

(24,6597 часа)

Скорость движения точки на экваторе

Земля – 465 метров/сек

Марс - 241 метров/сек

Спутники

Земля – 1 спутник Луна

Расстояние от Земли 384395 км, диаметр Луны – 3476,28 км

(0,273 земных)

Марс - 2 спутника Фобос (Страх) и Деймос (Ужас)

Фобос движется вокруг Марса по орбите со средним радиусом 9350 км за 7 ч 39 мин.

Размеры – макс. - 26 км в длину и 21 км в ширину.

Деймос облетает Марс по орбите с радиусом 23500 км за 30 ч 17 мин.

Размеры - 13x12 км.

Спутники обращены к Марсу одной и той же стороной, имеют неправильную форму.

Химический состав земной коры

Кислород - 46,8%, Кремний - 27,3%, Алюминий - 8,7%, Железо - 5,1% , Кальций -3,6%, Натрий - 2,6%, Калий - 2,6%, Магний - 2,1%, Прочие - 1,2.

Пусть узнают про это и ваши друзья:

Сравнение размера, массы, орбиты Земли и Марса

Средний земной радиус – 6371 км, а масса – 5.97 × 10 24 кг, из-за чего мы стоим на 5-м месте по величине и массивности. Радиус Марса – 3396 км на своем экваторе (0.53 земного), а масса – 6.4185 х 10 23 кг (15% земной). На верхнем фото можно заметить, насколько Марс меньше Земли.

Земной объем – 1.08321 x 10 12 км 3 , а марсианский – 1.6318 × 10¹¹ км³ (0.151 земного). Поверхностная плотность Марса – 3.711 м/с², что составляет 37.6% от Земли.

Их орбитальные пути полностью отличаются. Средняя удаленность Земли от Солнца – 149 598 261 км, а колебания от 147 095 000 км до 151 930 000 км. Максимальная удаленность Марса – 249 200 000 000 км, а приближенность – 206 700 000 000 км. При этом его орбитальный период достигает 686.971 дней.

Но их сидерический оборот практически одинаковый. Если у нас – 23 часа, 56 минут и 4 секунды, то у Марса – 24 часа и 40 минут. На фото показан уровень наклона оси Марса и Земли.

Также есть схожесть в наклоне оси: марсианские 25.19° против земных 23°. А значит, от Красной планеты можно ожидать сезонности.

Структура и состав Земли и Марса

Земля и Марс - представители планет земной группы, а значит обладают схожей структурой. Это металлическое ядро с мантией и корой. Но земная плотность (5.514 г/см 3) выше марсианской (3.93 г/см 3), то есть, Марс вмещает более легкие элементы. На нижнем рисунке сравнивается строение Марса и планеты Земля.

Марсианское ядро простирается на 1795 +/-65 км и представлено железом и никелем, а также 16-17% серы. Обе планеты владеют силикатной мантией вокруг ядра и твердой поверхностной корой. Земная мантия простирается на 2890 км и состоит из силикатных пород с железом и магнием, а кора охватывает 40 км, где помимо железа и магния есть гранит.

Марсианская мантия составляет всего 1300-1800 км и также представлена силикатной породой. Но она частично вязкая. Кора – 50-125 км. Получается, что при практически одинаковой структуре, они отличаются по толщине слоев.

Поверхностные особенности Земли и Марса

Именно здесь отмечают наибольший контраст. Не зря нас именуют голубой планетой, которая переполнена водой. А вот Красная планета – холодное и пустынное место. Там много грязи и оксида железа, из-за которого появился красный окрас. Вода присутствует в виде льда на полярных территориях. Также небольшое количество сохраняется под поверхностью.

Есть сходство по ландшафту. На обоих планетах встречаются вулканы, горы, хребты, ущелья, плато, каньоны и равнины. Марс также способен похвастаться самой большой горой в Солнечной системе – Олимп и глубокой пропастью – Долина Маринер.

Обе планеты пострадали от астероидных и метеоритных атак. Но на Марсе эти следы сохранились лучше, а возраст некоторых насчитывает миллиарды лет. Все дело в давлении воздуха и отсутствии осадков, которые на нашей планете разрушают формирования.

Привлекают внимание марсианские каналы и овраги, по которым в прошлом могла протекать вода. Полагают, что причиной создания могла быть водная эрозия. Простираются на 2000 км в длину и на 100 км в ширину.

Атмосфера и температура Земли и Марса

Здесь планеты кардинально отличаются. У Земли есть плотный атмосферный слой, разделенный на 5 шаров. У Марса атмосфера тонкая, а давление – 0.4-0.87 кПа. Земная атмосфера представлена азотом (78%) и кислородом (21%), а у Марса атмосферный состав – углекислый газ (96%), аргон (1.93%) и азот (1.89%).

Это повлияло и на отличие в показателях температуры. Средний земной – 14°C, максимум – 70.7°C, а минимум опускается к -89.2°C.

Из-за тонкости атмосферного слоя и дистанции к Солнцу, Марс намного прохладнее. Средняя опускается к -46°C, минимальная достигает -143°C, а прогреться может до 35°C. В марсианской атмосфере также содержится огромное количество пыли (размер частички – 1.5 микрометра), из-за чего планета кажется красной.

Магнитные поля Земли и Марса

Земное динамо обеспечивается вращением ядра, что вырабатывает токи и магнитное поле. Этот процесс крайне важен, ведь защищает земную жизнь. Полюбуйтесь на магнитные поля Марса и Земли на схеме НАСА.

Земная магнитосфера функционирует в качестве щита, который не позволяет пробиваться к поверхности опасным комическим лучам. Но у Марса она слабая и лишена целостности. Полагают, что это лишь остатки от изначальной магнитосферы, которая сейчас рассредоточена на различных территориях планеты. Наибольшая напряженность ближе к южной стороне.

Возможно, магнитосфера пропала из-за интенсивной метеоритной атаки. Или же все дело в процессе остывания, что привело к остановке динамо 4.2 млрд. лет назад. Дальше за дело принялся солнечный ветер, который снес остатки вместе с атмосферой и водой.

Спутники Земли и Марса

У планет есть спутники. Наша Луна выступает единственным соседом, отвечающим за приливы. Она присутствует с нами давно и запечатлелась во многих культурах. Это не просто один из крупнейших спутников в системе, но наиболее изученный.

Вокруг Марса совершают обороты две луны: Фобос и Деймос. Их нашли в 1877 году. Их имена даны в честь сыновей бога войны Ареса: страх и ужас. Фобос простирается на 22 км, а его отдаленность граничит между 9234.42 км и 9517.58 км. На один проход тратит 7 часов. Полагают, что через 10-50 млн. лет спутник врежется в планету.

Диаметр Деймоса – 12 км, а орбитальный путь составляет 23455.5 км – 23470.9 км. На обход уходит 1.26 дней. Есть также дополнительные спутники, чей диаметр не превышает 100 м. Они могут формировать пылевое кольцо.

Есть мнение, что ранее Фобос и Деймос были астероидами, притянутыми гравитацией. На это намекает их состав и низкий показатель альбедо.

Вывод о Земле и Марсе

Мы рассмотрели две планеты. Давайте сопоставим их главные параметры (Земля – слева, а Марс – справа):

Средний радиус: 6 371 км / 3 396 км.
Масса: 59.7 × 10 23 кг / 6.42 х 10 23 кг.
Объем: 10.8 x 10 11 км 3 / 1.63 × 10¹¹ км³.
Полуось: 0.983 – 1.015 а.е. / 1.3814 – 1.666 а.е.
Давление: 101.325 кПа / 0.4 - 0.87 кПа.
Гравитация: 9.8 м/с² / 3.711 м/с²
Средний температурный показатель: 14°C / -46°C.
Температурные колебания: ±160°C / ±178 °C.
Осевой наклон: 23° / 25.19°.
Продолжительность дня: 24 часа /24 часа и 40 минут.
Длина года: 365.25 дней / 686.971 дней.
Вода: обильная / прерывистая (в виде льда).
Полярные ледяные шапки: Да / Да.

Мы видим, что Марс по сравнению с нами – маленькая и пустынная планета. Его характеристики показывают, что колонизаторам придется столкнуться с огромным количеством трудностей. И все же мы готовы рискнуть и отправиться в путешествие. Тем более, что расстояние от Земли до Марса относительно небольшое. Возможно, однажды мы сделаем его вторым домом.

Солнце удерживает своим тяготением планеты и прочие тела, принадлежащие к Солнечной системе.

Прочие тела – это планеты и их спутники, карликовые планеты и их cпутники, астероиды, метеороиды, кометы и космическая пыль . Но в данной статье мы будем говорить только о планетах Солнечной системы. Именно они составляют большую часть массы объектов, связанных с Солнцем гравитацией (притяжением). Их всего восемь: Меркурий, Венера, Земля Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун . Планеты названы в порядке удаления их от Солнца. До недавнего времени в число планет Солнечной системы входил также Плутон, самая маленькая планета, но в 2006 г. Плутон был лишен статуса планеты, т.к. во внешней части Солнечной системы было открыто множество объектов, массивнее Плутона. После переклассификации Плутон был добавлен к списку малых планет и получил № 134340 по каталогу Центра малых планет. Но некоторые учёные с этим не согласны и продолжают считать, что Плутон должен быть переклассифицирован обратно в планету.

Четыре планеты – Меркурий, Венера, Земля и Марс – называются планетами земной группы . Их также называют внутренними планетами , т.к. их орбиты лежат внутри орбиты Земли. Планеты земной группы объединяет то, что они состоят из силикатов (минералов) и металлов.

Четыре другие планеты – Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун – называют газовыми гигантами , потому что они в основном состоят из водорода и гелия и намного массивнее, чем планеты земной группы. Их еще называют внешними планетами .

Посмотрите на изображение планет земной группы в масштабе их размеров в отношении друг к другу: Земля и Венера имеют примерно одинаковый размер, а Меркурий – самая маленькая планета среди планет земной группы (слева направо: Меркурий, Венера, Земля, Марс).

Объединяют планеты земной группы, как мы уже сказали, их состав, а также то, что они имеют малое количество спутников, что у них отсутствуют кольца. У трех внутренних планет (Венеры, Земли и Марса) имеется атмосфера (газовая оболочка вокруг небесного тела, удерживаемая гравитацией); у всех имеются ударные кратеры, рифтовые впадины и вулканы.

Рассмотрим сейчас каждую из планет земной группы.

Меркурий

Он расположен ближе всех к Солнцу и является самой маленькой планетой Солнечной системы, его масса равна 3,3·10 23 кг, что составляет 0,055 массы Земли. Радиус Меркурия – всего 2439,7 ± 1,0 км. Средняя плотность Меркурия довольно велика - 5,43 г/см³, что немного меньше плотности Земли. Учитывая, что Земля больше по размерам, значение плотности Меркурия указывает на повышенное содержание в его недрах металлов.

Свое название планета получила в честь древнеримского бога торговли Меркурия: он был быстроног, а планета движется по небу быстрее других планет. У Меркурия нет спутников. Его единственными известными геологическими особенностями, помимо ударных кратеров, являются многочисленные зубчатые откосы, простирающиеся на сотни километров. Меркурий имеет крайне разреженную атмосферу, относительно большое железное ядро и тонкую кору, происхождение которых в настоящее время является пока загадкой. Хотя есть гипотеза: внешние слои планеты, состоящие из лёгких элементов, были сорваны в результате гигантского столкновения, которое уменьшило размеры планеты, а также предотвратило полное поглощение Меркурия молодым Солнцем. Гипотеза очень интересная, но требующая подтверждения.

Меркурий обращается вокруг Солнца за 88 земных суток.

Меркурий еще недостаточно изучен, только в 2009 г. была составлена его полная карта на основе снимков аппаратов «Маринер-10» и «Мессенджер». Естественных спутников у планеты пока не обнаружено, а на небосводе его нелегко заметить по причине небольшого углового расстояния от Солнца.

Венера

Это вторая внутренняя планета Солнечной системы. Она обращается вокруг Солнца за 224,7 земных суток. Планета близка по размеру к Земле, ее масса 4,8685ˑ10 24 кг, что является 0,815 земной массы. Как и Земля, она имеет толстую силикатную оболочку вокруг железного ядра и атмосферу. Венера является третьим по яркости объектом на небе Земли после Солнца и Луны. Предполагают, что внутри планеты происходит внутренняя геологическая активность. Количество воды на Венере гораздо меньше земного, а её атмосфера в девяносто раз плотнее. У Венеры нет спутников. Это самая горячая планета, температура её поверхности превышает 400 °C. Наиболее вероятной причиной столь высокой температуры астрономы считают парниковый эффект, возникающий из-за плотной атмосферы, богатой углекислым газом, который составляет примерно 96, 5 %. Атмосферу на Венере открыл М. В. Ломоносов в 1761 году.

Свидетельств геологической деятельности на Венере не обнаружено, но, так как у неё нет магнитного поля, которое предотвратило бы истощение её существенной атмосферы, это позволяет допустить, что её атмосфера регулярно пополняется вулканическими извержениями. Венеру иногда называют «сестрой Земли » - у них и правда много общего: схожи размеры, сила тяжести и состав. Но различий все-таки больше. Поверхность Венеры покрыта густой облачностью из облаков серной кислоты с высокими отражательными характеристиками, поэтому ее поверхность невозможно увидеть в видимом свете. Но радиоволны смогли проникнуть сквозь ее атмосферу, с их помощью и был исследован ее рельеф. Долго продолжались споры ученых о том, что находится под густой облачностью Венеры. И только в XX веке наука планетология установила, что атмосфера Венеры, состоящая в основном из углекислого газа, объясняется тем, что на Венере нет круговорота углерода и жизни, которая могла бы перерабатывать его в биомассу. Ученые считают, что когда-то, очень давно, на Венере существовали океаны, подобные земным, но они полностью испарились из-за сильного разогрева планеты.

Атмосферное давление на поверхности Венеры в 92 раза больше, чем на Земле. Некоторые астрономы считают, что вулканическая деятельность на Венере продолжается и сейчас, но явных доказательств этому не было найдено. Пока не найдено… Считается, что Венера - относительно молодая планета, по астрономическим меркам, конечно. Ей приблизительно всего лишь… 500 миллионов лет.

Температуру на Венере рассчитали, она составляет примерно + 477 °C, но ученые считают, что Венера постепенно теряет внутреннюю высокую температуру. Наблюдения с автоматических космических станций обнаружили в атмосфере планеты грозы.

Планета получила своё название в честь древнеримской богини любви Венеры.

Венера активно исследовалась с помощью космических аппаратов. Первым космическим аппаратом была советская «Венера-1». Затем были советские «Вега», американские «Маринер», «Пионер-Венера-1», «Пионер-Венера-2», «Магеллан», европейский «Венера-экспресс», японский «Акацуки». В 1975 году космические аппараты «Венера-9» и «Венера-10» передали на Землю первые фотографии поверхности Венеры, но условия на поверхности Венеры таковы, что ни один из космических аппаратов не проработал на планете более двух часов. Но исследования Венеры продолжаются.

Земля

Наша Земля является крупнейшей и самой плотной из внутренних планет Солнечной системы. Среди планет земной группы Земля уникальна в связи со своей гидросферой (водной оболочкой). Атмосфера Земли отличается от атмосфер других планет тем, что содержит свободный кислород. У Земли есть один естественный спутник - Луна, единственный большой спутник планет земной группы Солнечной системы.

Но о планете Земля у нас более подробный разговор в отдельной статье. Поэтому мы продолжим дальше рассказ о планетах Солнечной системы.

Марс

Эта планета меньше Земли и Венеры, ее масса - 0,64185·10 24 кг, что составляет 10,7 % массы Земли. Марс еще называют «красной планетой » - из-за оксида железа на ее поверхности. Его разреженная атмосфера состоит главным образом из углекислого газа (95,32 %, остальное - азот, аргон, кислород, угарный газ, водяной пар, окись азота), а давление на поверхности в 160 раз меньше земного. Ударные кратеры наподобие лунных, а также вулканы, долины, пустыни и полярные ледниковые шапки наподобие земных – все это делает возможным причислить Марс к планетам земной группы.

Планета получила свое название в честь Марса - древнеримского бога войны (что соответствует древнегреческому Аресу). У Марса есть два естественных, относительно малых спутника - Фобос и Деймос (в переводе с древнегреческого - «страх» и «ужас» - так звали двух сыновей Ареса, сопровождавших его в бою).

Изучали Марс СССР, США и Европейское космическое агентство (ЕКА). СССР/Россия, США, ЕКА и Япония отправляли к Марсу для его изучения Автоматическую межпланетную станцию (АМС), было несколько программ изучения этой планеты: «Марс», «Фобос», «Маринер», «Викинг», «Mars Global Surveyor» и другие.

Установлено, что из-за низкого давления вода не может существовать в жидком состоянии на поверхности Марса, но ученые предполагают, что в прошлом условия на планете были иными, поэтому не исключают наличие примитивной жизни на планете. В 2008 году вода в состоянии льда была обнаружена на Марсе космическим аппаратом НАСА «Феникс». Поверхность Марса исследуют марсоходы. Собранные ими геологические данные говорят о том, что раньше большая часть поверхности Марса была покрыта водой. На Марсе обнаружили даже нечто наподобие гейзеров – источников горячей воды и пара.

Марс можно увидеть с Земли невооружённым глазом.

Минимальное расстояние от Марса до Земли составляет 55,76 млн. км (когда Земля находится точно между Солнцем и Марсом), максимальное - около 401 млн. км (когда Солнце находится точно между Землёй и Марсом).

Средняя температура на Марсе −50 °С. Климат, как и на Земле, носит сезонный характер.

Пояс астероидов

Между Марсом и Юпитером находится пояс астероидов – малых тел Солнечной системы. Ученые предполагают, что это остатки формирования Солнечной системы, которые не смогли объединиться в крупное тело из-за гравитационных возмущений Юпитера. Размеры астероидов различны: от нескольких метров до сотен километров.

Внешняя Солнечная система

Во внешней области Солнечной системы находятся газовые гиганты (Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун ) и их спутники. Здесь же находятся орбиты многих короткопериодических комет. Из-за их большего расстояния от Солнца, а следовательно, гораздо более низкой температуры, твердые объекты этой области содержат льды воды, аммиака и метана. На фотографии вы можете сравнить их размеры (слева направо: Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун).

Юпитер

Это огромная планета массой в 318 масс Земли, что в 2,5 раза массивнее всех остальных планет, вместе взятых, а экваториальный радиус - 71 492 ± 4 км. Он состоит в основном из водорода и гелия. Юпитер - самый мощный (после Солнца) радиоисточник Солнечной системы. Среднее расстояние между Юпитером и Солнцем составляет 778,57 млн. км. Наличие жизни на Юпитере представляется маловероятным из-за низкой концентрации воды в атмосфере, отсутствия твёрдой поверхности и т. д. Хотя ученые не исключают возможность существования на Юпитере водно-углеводородной жизни в виде неких неопределенных организмов.

Юпитер был известен людям с глубокой древности, что отразилось в мифологии разных стран, а его название произошло от древнеримского бога-громовержца Юпитера.

Известны 67 спутников Юпитера, самые крупные из которых открыл Галилео Галилей в 1610 году.

Юпитер исследуют при помощи наземных и орбитальных телескопов; с 1970-х годов к планете было отправлено 8 межпланетных аппаратов НАСА: «Пионеры», «Вояджеры», «Галилео» и другие. На планете замечены мощные штормы, молнии, полярные сияния, во много раз превосходящие земные.

Сатурн

Планета, известная своей системой колец. На самом же деле, эти романтические кольца – всего лишь плоские концентрические образования изо льда и пыли, которые находятся в экваториальной плоскости Сатурна. Сатурн имеет несколько схожие с Юпитером структуру атмосферы и магнитосферы, но намного меньше его: 60 % массы Юпитера (5,6846·10 26 кг). Экваториальный радиус - 60 268 ± 4 км.

Название планета получила в честь римского бога земледелия Сатурна, поэтому его символом является серп.

Основная составляющая Сатурна – водород с примесями гелия и следами воды, метана, аммиака и тяжёлых элементов.

У Сатурна 62 спутника. Из них самый крупный – Титан. Он интересен тем, что превосходит по своим размерам планету Меркурий и обладает единственной среди спутников Солнечной системы плотной атмосферой.

Наблюдения за Сатурном ведутся давно: еще Галилео Галилей в 1610 году заметил, что у Сатурна есть «два компаньона» (спутника). А Гюйгенс в 1659 году с помощью более мощного телескопа увидел кольца Сатурна и открыл самый большой его спутник Титан. Затем постепенно астрономы открывали и другие спутники планеты.

Современное изучение Сатурна началось в 1979 году, когда автоматическая межпланетная станция США «Пионер-11» пролетела вблизи Сатурна, а затем окончательно сблизилась с ним. Затем к Сатурну последовали американские АМС «Вояджер-1» и «Вояджер-2, а также «Кассини-Гюйгенс», которая после 7 лет полёта 1 июля 2004 г. достигла системы Сатурна и вышла на орбиту вокруг планеты. Основными задачами являлось изучение структуры и динамики колец и спутников, а также изучение динамики атмосферы и магнитосферы Сатурна и детальное изучение крупнейшего спутника планеты - Титана. В 2009 году появился совместный американско-европейский проект НАСА и ЕКА по запуску АМС Titan Saturn System Mission для изучения Сатурна и его спутников Титана и Энцелада. В ходе него станция 7-8 лет будет лететь к системе Сатурна, а затем станет спутником Титана на два года. Также с неё будут спущены воздушный шар-зонд в атмосферу Титана и посадочный модуль.

Самая легкая из внешних планет – составляет 14 масс Земли (8,6832·10 25 кг). Уран был открыт в 1781 году английским астрономом Уильямом Гершелем при помощи телескопа и назван в честь греческого бога неба Урана. Оказывается, Уран различим на небе и невооруженным глазом, но раньше видевшие его не догадывались, что это планета, т.к. свет от него был очень тусклым, а движение – очень медленным.

Уран, а также схожий с ним Нептун, выделяют в категорию «ледяных гигантов », так как в их недрах много модификаций льда.

В основе атмосферы Урана в основном водород и гелий, но также присутствуют следы метана, твердого аммиака. Его атмосфера – самая холодная (−224 °C).

У Урана также имеется система колец, магнитосфера и 27 спутников. Ось вращения Урана лежит как бы «на боку» относительно плоскости обращения этой планеты вокруг Солнца. Вследствие этого планета бывает обращена к Солнцу попеременно то северным полюсом, то южным, то экватором, то средними широтами.

В 1986 году американский космический аппарат «Вояджер-2» передал на Землю снимки Урана с близкого расстояния. На снимках не видно изображений таких штормов, как на Юпитере, но, по наблюдениям с Земли, там происходят сезонные изменения, замечена погодная активность.

Нептун

Нептун меньше Урана (экваториальный радиус 24 764 ± 15 км), но масса его в 1,0243·10 26 кг больше массы Урана и составляет 17 масс Земли.

Это самая дальняя планета Солнечной системы. Ее название связано с именем Нептуна – римского бога морей, поэтому астрономическим символом является трезубец Нептуна.

Нептун является первой планетой, обнаруженной путем математических расчетов, а не наблюдений (Нептун не виден невооружённым глазом), и произошло это в 1846 году. Сделал это французский математик, занимавшийся небесной механикой, бо́льшую часть своей жизни проработавший в Парижской обсерватории - Урбе́н Жан Жозе́ф Леверье́ .

Хотя Галилео Галилей наблюдал Нептун в 1612 и 1613 годах, но принял планету за неподвижную звезду в соединении с Юпитером на ночном небе. Поэтому открытие Нептуна не приписывают Галилею.

Вскоре был открыт и его спутник Тритон, а вот остальные 12 спутников планеты были открыты в XX веке.

У Нептуна, как и у Сатурна, и Плутона, имеется система колец.

Атмосфера Нептуна, подобно атмосфере Юпитера и Сатурна, состоит в основном из водорода и гелия, имея следы углеводородов и, возможно, азота, но содержит в себе много льдов. Ядро Нептуна, как и Урана, состоит главным образом из льдов и горных пород. Планета кажется синего цвета – это из-за следов метана во внешних слоях атмосферы.

В атмосфере Нептуна бушуют самые сильные ветры среди планет Солнечной системы.

Нептун был посещён лишь одним космическим аппаратом, «Вояджером-2», который пролетел вблизи от планеты 25 августа 1989 года.

Эта планета, как и все остальные, хранит много загадок. Например, по невыясненным причинам, термосфера планеты имеет аномально высокую температуру. Но она слишком далека от Солнца, чтобы оно могло так разогреть термосферу ультрафиолетовой радиацией. Вот вам, будущие астрономы, задачка. А таких задач Вселенная задает очень много, хватит на всех…

Погода на Нептуне характеризуется сильными штормами, ветрами, достигающими почти сверхзвуковых скоростей (около 600 м/с).

Другие тела Солнечной системы

Это кометы - малые тела Солнечной системы, обычно размером всего в несколько километров, состоящие главным образом из летучих веществ (льдов), кентавры - ледяные кометоподобные объекты, транснептуновые объекты , находящиеся в пространстве за Нептуном, пояс Койпера - осколки, подобные поясу астероидов, но состоящие в основном из льда, рассеянный диск …

На вопрос о том, где именно заканчивается Солнечная система и начинается межзвёздное пространство, точного ответа пока нет…

Разделы