Mars i Wenus są podobne do Ziemi, więc naukowcy nie tracą nadziei na znalezienie życia na sąsiednich planetach. W przypadku Marsa jest to bardziej prawdopodobne. Łazik Curiosity był w stanie na pewno dowiedzieć się, że kiedyś tam płynęły rzeki, co oznacza, że była atmosfera. Być może życie na Marsie istniało na długo przed Ziemią lub będzie możliwe po terraformacji (zmiany warunków klimatycznych). Wymaga to obecności pola magnetycznego w pobliżu Marsa.
Rozmiary, masy i orbity planet
Czerwona planeta jest znacznie mniejsza niż Ziemia. Według obliczeń naukowców i danych, które uzyskano w trakcie licznych badań, na Ziemi zmieściłoby się do sześciu obiektów o takiej samej objętości, jak Mars. Promień czwartej planety od Słońca wzdłuż równika wynosi 0,53 ziemskiego, a gęstość powierzchniowa 37,6%.
Trasy orbitalne planet są radykalnie różne, ale obroty gwiazdowe są podobne. Oznacza to, że rok na Marsie trwa prawie 687 dni, a doba to 24 godziny 40minuty. Nachylenie osi jest prawie takie samo - 25 stopni dla Marsa, Ziemia jest o dwa stopnie mniejsza. To podobieństwo oznacza, że od Czerwonej Planety można się spodziewać sezonowości.
Struktura i skład Ziemi i Marsa
Przedstawiciele planet ziemskich (Wenus, Ziemia i Mars) mają podobną strukturę. Jest to rdzeń metalowy z płaszczem i skorupą, ale gęstość Ziemi jest wyższa niż gęstość Marsa. Oznacza to, że czerwona planeta składa się z lżejszych elementów. Ziemia ma skaliste jądro zwieńczone cieczą, a także krzemianowy płaszcz i stałą skorupę powierzchniową. Jeśli chodzi o Marsa, naukowcy nie są jeszcze całkowicie pewni struktury jego jądra. Wiadomo, że rdzeń Marsa składa się z żelaza i niklu, 16-17% - siarki. Płaszcz Marsa ma tylko 1300-1800 km (dla porównania: grubość płaszcza ziemskiego to 2890 km), a skorupa zajmuje 50-125 km (w pobliżu Ziemi - 40 km). Płaszcz i skorupa Ziemi i Marsa mają prawie identyczną strukturę, ale różnią się grubością.
Cechy powierzchni
Około 70% powierzchni Ziemi pokrywają wody oceanów. Według jednej wersji woda w stanie ciekłym była częścią chmury gazu i pyłu, z której powstała Ziemia. Według innego, pojawił się w wyniku intensywnego bombardowania asteroidami i kometami, którym przeszła młoda planeta. Niektórzy naukowcy są zdania, że woda została uwolniona z uwodnionych minerałów podczas formowania się Ziemi. Istnieją inne hipotezy i możliwe, że wszystkie z nich są mniej więcej prawdziwe.
Mars też kiedyś miał wodę w stanie ciekłym, cojest niezbędnym warunkiem rozwoju życia. Ale teraz jest to zimna i wyludniona planeta, bogata w tlenek żelaza, który nadaje powierzchni Marsa czerwony odcień. Na biegunach dostępna jest woda w postaci lodu. Pod powierzchnią gromadzi się niewielka ilość.
Mars i Ziemia są podobne w krajobrazie. Na planetach znajdują się góry i wulkany, kaniony i równiny, wąwozy, grzbiety, płaskowyże. Największa góra na Marsie nazywa się Olimp, a najgłębszą otchłanią jest Dolina Morska. Obie planety zostały poddane atakom meteorów i asteroid podczas ich formowania, ale ślady na Marsie są znacznie lepiej zachowane z powodu braku opadów i ciśnienia powietrza. Osoby mają miliardy lat. Na Ziemi takie formacje stopniowo zapadały się.
Skład i temperatura atmosfery
Ziemia ma gęstą atmosferę podzieloną na pięć warstw. Mars ma bardzo cienką atmosferę i wysokie ciśnienie. Atmosfera ziemska składa się głównie z azotu (78%) i 21% tlenu (pozostały 1% to inne substancje w stanie gazowym), a na czerwonej planecie skład reprezentowany jest głównie przez dwutlenek węgla (96%), azot i argon (prawie 2%, pozostałe 1% - inne gazy).
To miało wpływ na temperaturę. Średnia temperatura ziemi wynosi +14 stopni Celsjusza, maksymalna - 70,7 stopni, minimalna - -89,2 stopni. Na Marsie jest znacznie zimniej. Średnia temperatura spada do -46 stopni Celsjusza, minimalna do -143 stopni, a maksymalna planeta nagrzewa się do 35 stopni. Poza tym watmosfera Czerwonej Planety zawiera dużo pyłu.
Czy Mars ma pole magnetyczne
Pole magnetyczne emanuje z jądra planety i tworzy ochronny obszar, który odchyla ładunki elektryczne od pierwotnej trajektorii. Wszystkie ładunki ze Słońca lub innego obiektu nie zagrażają planecie, która ma takie pole ochronne. Ziemia ma pole magnetyczne, ale czy Mars ma taką ochronę? Pod tym względem planeta różni się od Ziemi.
Jakie jest pole magnetyczne na Marsie? Dawno, dawno temu istniała globalna powłoka ochronna wokół planety, ale ostatecznie zniknęła z wielu powodów. Teraz na Marsie jest pole magnetyczne, jest ono rozległe, ale nie obejmuje całej powierzchni planety. Istnieją zlokalizowane obszary, w których pole jest silniejsze. Promień pola magnetycznego Marsa w niektórych miejscach wynosi 0,2-0,4 Gauss, co w przybliżeniu odpowiada wskaźnikom ziemskim.
Naukowcy próbują dziś wyjaśnić te cechy. Można było na przykład dowiedzieć się, że pole magnetyczne Marsa i struktura planety są ze sobą powiązane. Pole jest słabe z powodu jądra. Rdzeń marsjański jest nieruchomy względem skorupy, co osłabia działanie tego samego pola ochronnego.
Porównanie magnetosfery
Pole magnetyczne Ziemi i Marsa nie pozwala zjonizowanym cząsteczkom wiatru słonecznego i innym cząsteczkom kosmicznym przebić się na powierzchnię. Pole dosłownie chroni życie na Ziemi. Obecność pola tłumaczy się obrotem metalowego rdzenia w zewnętrznej części cieczy. Ciągły ruch ładunków elektrycznych prowadzi do powstania pola magnetycznego.
Bostatnio uważa się, że siły magnetyczne zmieniają się znacząco lub przyczyniają się do wycieku tlenu z atmosfery. To może być prawda, ponieważ bieguny magnetyczne mogą zmieniać się w czasie, nie są trwałe. Przez 160 milionów lat bieguny zmieniały się około 100 razy. Ostatni raz zdarzyło się to około 720 000 lat temu, a kiedy nastąpi to następnym razem, nie jest znane.
Pole magnetyczne Marsa, w porównaniu z ziemskim, jest niewystarczające do podtrzymania życia. Ale planeta potencjalnie nadająca się do zamieszkania musi mieć przynajmniej metaliczny rdzeń. Stworzy to warunki do powstania pola magnetycznego. Jeśli chodzi o Marsa, jest pole magnetyczne (choć „w równowadze”), jest też metaliczny rdzeń. Oznacza to, że teoretycznie życie na planecie istniało wcześniej lub może podlegać pewnym zmianom.
Teorie znikania w terenie
Dlaczego na Marsie nie ma pola magnetycznego? Jaka katastrofa „przebiła” powłokę ochronną lub co spowodowało zamarznięcie metalowego jądra planety? Czy jest jakiś sposób na przywrócenie pola? Obecnie naukowcy rozważają dwie główne teorie zaniku pola magnetycznego Marsa.
Według pierwszej teorii planeta miała kiedyś stabilne pole magnetyczne (jak na Ziemi), ale zostało „przebite” przez zderzenie z jakimś dużym obiektem. Ta kolizja zatrzymała jądro planety, pole zaczęło słabnąć, a następnie całkowicie straciło swoją skalę. A dzisiaj niektóre części planety są lepiej chronione niż inne.
Druga teoria całkowicie zaprzecza pierwszej. Mars może zacząćistnienie bez pola magnetycznego. Po narodzinach planety żelazny rdzeń w centrum pozostawał nieruchomy przez długi czas i nie wytwarzał impulsów magnetycznych. Ale kiedyś najsilniejsze pole magnetyczne gazowego giganta Układu Słonecznego Jowisza, zdolnego do odpychania nie tylko małych asteroid, ale także ogromnych obiektów, odrzuciło jakieś kosmetyczne ciało i wysłało je na Marsa.
W wyniku oddziaływania sił pływowych na przestrzeni kilkudziesięciu tysięcy lat na Marsie pojawiły się prądy konwekcyjne, które zmusiły jądro planety do ruchu i wywołały powstanie pola magnetycznego. Gdy ciało kosmiczne zbliżyło się do Marsa, pole wzrosło, ale po kilku milionach lat ciało zapadło się, tak że pole magnetyczne stopniowo zaczęło zanikać. Oto, co teraz widzą naukowcy.
Dlaczego NASA chce stworzyć sztuczne pole
Czy Mars ma pole magnetyczne, które umożliwiłoby kolonizację planety? Już teraz wiadomo, że nie ma takiej siły ochronnej, ale naukowcy kontynuują badania. Niedawno pojawiły się informacje, że NASA chce stworzyć sztuczne pole magnetyczne na Marsie, aby atmosfera planety stała się gęstsza. Powinno to znacznie uprościć przyszłą eksplorację czerwonej planety i ewentualną kolonizację.
Jak stworzyć pole magnetyczne na Marsie? Autorzy raportu przedstawionego na konferencji planetarnej zaproponowali rozmieszczenie modułu w punkcie między Marsem a Słońcem, gdzie statek kosmiczny może pozostać niemal w nieskończoność bez użycia silników. Na module będzie m.in.specjalne magnesy zdolne do wytworzenia pola 1-2 tesli. W przybliżeniu te same magnesy zostały zainstalowane w Wielkim Zderzaczu Hadronów.
Pole tworzy „ogon”, który pokryje całą planetę. To pole będzie bardzo słabe, ale teoretycznie to wystarczy. Według NASA po tym atmosfera planety zacznie gęstnieć. Po osiągnięciu gęstości równej Ziemi średnia temperatura na Marsie wzrośnie do +4 stopni Celsjusza, a czapy śnieżne na biegunach stopią się. Mają wystarczająco dużo wody, aby utworzyć umiarkowane morza.
Koszt opracowania i utrzymania modułu kosmicznego na Marsie oraz skąd będzie on pobierał energię, omijają autorzy raportu. Pod względem opłacalności metoda nie jest porównywalna z innymi projektami. Na przykład pojawił się pomysł na produkcję gazu SF6 na Marsie. Nawet niewielkie stężenie tego gazu wystarczy, aby wywołać efekt cieplarniany i chronić powierzchnię planety przed agresywnymi promieniami ultrafioletowymi.
Żadna z koncepcji NASA nie została do tej pory w pełni udowodniona. To tylko przypuszczenia oparte na fakcie, że wiatr słoneczny był źródłem strat atmosferycznych Marsa. Jednak jest mało prawdopodobne, aby przyczyny utraty azotu były związane z samym wiatrem, więc naukowcy nie spieszą się z realizacją projektów, ale kontynuują badania.
Z historii eksploracji Marsa
Pierwsze obserwacje planety zostały wykonane przed wynalezieniem teleskopu. Istnienie Marsa zostało odnotowane w 1534 pne przez starożytnych egipskich astronomów. Obliczyli trajektorięruchy planetarne. W teorii babilońskiej doprecyzowano pozycję Marsa na nocnym niebie i po raz pierwszy uzyskano pomiary czasu ruchu planet.
Holenderski astronom H. Huygens jako pierwszy wykonał mapę powierzchni Marsa. Kilka rysunków przedstawiających ciemne obszary wykonał w 1659 roku. Istnienie czapy lodowej na biegunach zasugerował włoski astronom J. Cassini w 1666 roku. Obliczył też okres obrotu planety wokół własnej osi – 24 godziny 40 minut. To prawda, ten wynik różni się o mniej niż trzy minuty.
Od lat sześćdziesiątych ubiegłego wieku kilka AMS zostało wysłanych na Marsa. Teledetekcja planety z Ziemi kontynuowana za pomocą teleskopów orbitalnych i naziemnych w celu określenia składu powierzchni, zbadania składu atmosfery i pomiaru prędkości światła.
Pole magnetyczne Marsa, które jest pięćset razy słabsze niż ziemskie, zostało zarejestrowane przez stacje "Mars-2" i "Mars-3" w czasach sowieckich. Sonda Mars 2 i 3 została wystrzelona w 1971 roku. Główny problem techniczny nie został rozwiązany, ale badania naukowe jak na swoje czasy były nadal zaawansowane.
Amerykanie wystrzelili Marinera 4 na Marsa w 1964 roku. Sonda wykonała zdjęcia powierzchni i zbadała skład atmosfery. Pierwszym sztucznym satelitą planety był Mariner 9, wystrzelony w 1971 roku. Poszukiwanie życia w próbkach gleby zostało przeprowadzone w 1975 roku przez dwa identyczne statki kosmiczne w ramach programu Viking. W przyszłości na systematycznebadania planety wykorzystywały możliwości teleskopu Hubble'a.
Istnienie życia na Marsie
Działanie pola magnetycznego planety, naukowcy badają również w tym sensie, że może to wskazywać na istnienie życia na Marsie. Liczne obserwacje dały początek prawdziwej „gorączce marsjańskiej” wokół tego tematu pod koniec XIX wieku. Następnie Nikola Tesla zaobserwował jakiś niezidentyfikowany sygnał podczas badania zakłóceń radiowych w atmosferze.
Zasugerował, że może to być sygnał z innych planet, takich jak Mars. On sam nie mógł rozszyfrować znaczenia sygnałów, ale był pewien, że nie powstały one przypadkowo. Hipotezę Tesli poparł brytyjski fizyk William Thomson (Lord Kelvin). W 1902 roku, podczas wizyty w Stanach Zjednoczonych, powiedział, że Tesla rzeczywiście odebrał sygnał od Marsjan.
Hipotezy naukowe na ten temat istnieją od dawna. Na Marsie odkryto metan i cząsteczki organiczne. W warunkach czerwonej planety gaz rozkłada się bardzo szybko, więc musi istnieć źródło jego występowania. Może to być aktywność bakterii lub aktywność geologiczna (biorąc pod uwagę fakt, że nie można było znaleźć aktywnych wulkanów na Marsie, nie to jest przyczyną gazu).
Obecnie problemy z utrzymaniem życia na Marsie to brak wody w stanie ciekłym, brak magnetosfery i zbyt rzadka atmosfera. Ponadto planeta jest na skraju „śmierci geologicznej”. Koniec aktywności wulkanicznej ostatecznie zatrzyma krążenie pierwiastków chemicznych między wewnętrzną częścią planety apowierzchnia.
