Деймос и фобос спутники марса: 9 фактов о Фобосе и Деймосе

Соседи Солнца. Спутники планеты Марс носят название Фобос и Деймос, что означает «страх» и «ужас». Почему именно так названы эти спутники?

5 класс

Соседи Солнца. Спутники планеты Марс носят название Фобос и Деймос, что означает «страх» и «ужас». Почему именно так названы эти спутники?

С марсом связано множество загадок, и одна из них заключена в этой фразе из романа Джонатана Свифта о приключениях Гулливера. За полтораста лет до открытия спутников Марса английский писатель уже описывал их существование! (хотя они были предсказаны еще около 1610 г. Иоганном Кеплером) А обнаружил две маленькие марсианские луны 11 и 17 августа 1877 г. американский астроном Асаф Холл (во время великого противостояния). Названия спутники получили опять же из греческой мифологии: Фобос и Деймос — сыновья Ареса (Марса) и Афродиты (Венеры), всегда сопровождали своего отца. В переводе с греческого “Фобос” означает “страх”, а “Деймос” — “ужас”. С Земли Фобос и Деймос видны только в большой телескоп как очень слабые светящиеся точки вблизи яркого марсианского диска.

Фобос обращается вокруг Марса на расстоянии 9400 км от центра планеты, причем скорость его обращения столь велика, что один оборот он совершает за треть марсианских суток (7 час. 39 мин), обгоняя суточное вращение планеты. За сутки Фобос успевает совершить три полных оборота и еще пройти дугу в 78 градусов. Из-за этого Фобос восходит на западе и опускается за горизонт на востоке. Деймос ведет себя более привычно для нас. Его удаление от центра планеты составляет более 23 тыс. км, и на один оборот у него уходит почти на сутки больше, чем у Фобоса.

Сильное приливное трение, возникающее вследствие близкого расположения Фобоса к Марсу, уменьшает энергию его движения, и спутник медленно приближается к поверхности планеты, чтобы в конце концов упасть на нее, если к тому времени гравитационное поле Марса не разорвет его на куски (гравитация планеты разорвет этот спутник на части через 50 миллионов лет или через 100 — он упадет на планету). Пока не были получены более точные данные о спутниках Марса, ученые пытались определить массу Фобоса, ошибочно предполагая, что причиной замедления является его торможение в марсианской атмосфере. Однако первые результаты обескуражили астрономов: выходило, что, несмотря на крупные размеры, спутник очень легкий. Известный астрофизик Иосиф Самуилович Шкловский даже выдвинул гипотезу, согласно которой спутники Марса… пустые внутри и, следовательно, имеют искусственное происхождение.

С этой точкой зрения пришлось расстаться после того, как космические зонды передали на землю изображения марсианских лун. Оба спутника похожи на продолговатые картофелины. Фобос имеет размеры 27*22*18,6 км. Деймос меньше, его размеры 16*12*10 км. Период вращения спутника вокруг Марса 30 часов 21 минута. Период обращения Деймоса немного больше, чем период вращения Марса, поэтому хоть Деймос и “нормально” восходит на востоке и заходит на западе, но движется по небу Марса крайне медленно. Состоят они из одной и той же темной породы, похожей на вещество некоторых метеоритов и астероидов. Поверхность их изрыта метеоритными кратерами. Крупнейший кратер на Фобосе называется Стинки. Его размеры сравнимы с размерами самого спутника. Удар, приведший к появлению такого кратера, должен был буквально потрясти Фобос. Это же событие, вероятно, вызвало образование системы загадочных параллельных борозд возле кратера Стинки. Они прослеживаются на расстояниях до 30 км в длину и имеют ширину 100-200 м при глубине 10-20 м. Оба спутника испытывают сильное приливное воздействие со стороны Марса, поэтому они всегда повернуты к нему одной стороной. Фобос и Деймос движутся по почти круговым орбитам, лежащим в плоскости экватора планеты. Некоторые исследователи считают, что спутники Марса попали к нему «не по своей воле», а были захвачены из пояса астероидов. Как видно, бог войны не опасен для Земли, но суров со своими приближенными.

5 класс
Естествознание
Простая
1077

Ещё по теме

Разнообразие живого. На какие группы делят растения?

5 класс
Естествознание
Простая
365

Жизнь в морях и океанах. Можно ли по внешнему виду морских организмов сказать, к какому природному сообществу они относятся?

5 класс
Естествознание
Простая
1542

Мир звезд. Что такое созвездия?

5 класс
Естествознание
Простая
470

Природные зоны Земли. Назовите природные зоны, встречающиеся на территории нашей страны. Какие из них занимают наибольшую территорию?

5 класс
Естествознание
Простая
360

Как человек изменил Землю. Предложите и обсудите в классе способы решения важнейших экологических проблем.

5 класс
Естествознание
Простая
585

Жизнь на разных материках. Почему сложно назвать 2-3 типичных для России вида растений или животных? Для какой страны Евразии это сделать легко? (Для ответа используйте карту).

5 класс
Естествознание
Простая
457

Неповторимая планета. Какое значение для живого имеет содержание в атмосфере нашей планеты кислорода и его разновидности – озона?

5 класс
Естествознание
Простая
451

Суша. Известно, что суша составляет 29% поверхности земного шара. Эта поверхность материков или частей света?

5 класс
Естествознание
Простая
425

Разнообразие живого. Какие группы животных относят к беспозвоночным, а какие — к позвоночным?

5 класс
Естествознание
Простая
385

Суша. Назовите самую длинную в мире реку. Где она протекает?

5 класс
Естествознание
Простая
405

Если материал понравился Вам и оказался для Вас полезным, поделитесь им со своими друзьями!

Характеристики, происхождение и курьезы спутников Марса

У нашей планеты есть только один спутник, известный как Луна. Спутники часто называют лунами, имея в виду наши собственные. Он планета марс У него есть две маленькие луны, похожие на картофель, которые были обнаружены в XNUMX веке. Они настолько малы, что не составляют четверти Луны. Есть вероятность, что через несколько миллионов лет их вообще не будет.

В этой статье мы откроем вам некоторые из самых тревожных секретов спутники Марса.

Индекс

• 1 Характеристики спутников Марса
  • 1.1 Фобос
  • 1.2 Деймос
• 2 Спутники Марса с планеты
• 3 Происхождение спутников Марса
• 4 Любопытство

Характеристики спутников Марса

Спутников у Марса всего две. Их зовут Фобос и Деймос.. Это два естественных спутника неправильной формы, которые вращаются вокруг этой планеты. Они очень маленькие по размеру, если сравнивать со спутником нашей планеты Луной. Мы собираемся проанализировать каждый спутник по отдельности, чтобы лучше понять его характеристики:

Фобос

Диаметр этого спутника составляет всего около 27 км. Он вращается вокруг планеты на расстоянии около 6.000 километров. Всего за 7 с половиной часов он способен полностью обойти планету. Он имеет большое количество кратеров, среди которых выделяется Стикни. Этот кратер носит фамилию жены первооткрывателя. Кратер стал настолько известным, потому что его диаметр составляет 10 км. На поверхности много борозд глубиной от 20 до 40 метров. Ширина этих борозд не превышает 250 метров.

Поверхность Фобоса залита пылью, достигающей почти метра в высоту. Считается, что это происходит из-за постоянных ударов Фобоса более мелких метеоритов.

Деймос

Перейдем к описанию другого спутника Марса. Этот спутник даже меньше Фобоса. Его диаметр всего 12 километров. Как и у Фобоса, у него также неровная поверхность. Поскольку он имеет небольшую массу, гравитация не может обогнуть поверхность. Поэтому говорят, что они имеют форму картофеля.

Он вращается намного дальше Фобоса. На расстоянии около 23.500 XNUMX километров от центра Марса. В отличие от другого спутника, Деймосу требуется около 30 часов, чтобы облететь Марс. На нем нет таких широких кратеров, но они меньше. Около 2,3 км в диаметре. Благодаря их большому количеству, он иногда делает его гладким.

Две луны Марса всегда показывают одно лицо, как это происходит с нашим спутником. Это связано с приливными силами, которые закрепляют его.

Спутники Марса с планеты

Фобос вращается вокруг Марса с очень высокой скоростью. Это связано с его закрытостью. Это одна из причин, почему он может облететь планету за такое короткое время. С поверхности Марса он словно пришел с запада на восток. В отличие от того, что происходит с Деймосом, который из-за его размера и расстояния можно увидеть с Марса, как если бы он был звездой. Видно, что он идет с Востока на Запад. Фобос можно было увидеть на Марсе за сутки около 3 раз. С другой стороны, Деймоса можно будет увидеть только через день из-за времени, необходимого для орбиты Марса.

В начале семнадцатого века Иоганн Кеплер Можно было бы предсказать, что если бы у Юпитера было 4 луны, а у Земли только одна, то на Марсе было бы два вращающихся по орбите, поскольку у него наверняка должно быть две луны. Это предположение было правильным, как мы видим сегодня. Проблема с этой теорией в том, что у Юпитера было не 4 спутника, а гораздо больше. На открытия потребовалось много времени из-за их малых размеров по сравнению с другими лунами других планет.

К 18 августа 1877 года астроном Асаф Холл под давлением своей жены Анджелины Стикни, удалось обнаружить два спутника в Вашингтонской военно-морской обсерватории.. Сегодня его можно увидеть в любительский телескоп размером от 20 см и более. В день его открытия был использован телескоп с апертурой 66 см.

Происхождение спутников Марса

Чтобы объяснить возможное происхождение спутников Марса, существует несколько теорий. Один из них предполагает, что они могут происходить из пояса астероидов, вращающегося между Марсом и Юпитером. Эта теория может облегчить объяснение того, почему они имеют такую ​​неправильную форму.

Существуют и другие теории, которые предполагают, что эти естественные спутники имеют такое же происхождение, как и Луна. То есть было время, когда они были частью Марса и из-за ударов метеорита они отделились от планеты, чтобы остаться на ее орбите.

Любопытство

Мы собираемся перечислить некоторые из самых важных диковинок, которые есть у спутников Марса:

• Фобос отделяют от Марса 9.380 километров от центра. С каждым столетием он приближается к поверхности на 9 метров. Это связано с действием силы тяжести. Это означает, что через 40 миллионов лет Фобос сталкивается с Марсом.
• В отличие от того, что происходит с Луной, эти спутники не отражают солнечный свет из-за своего размера. Это означает, что в сумерках все в сумерках и планета не имеет никакого освещения.
• Луна Деймос движется все дальше и дальше от планеты Марс. Каждый раз его маршрут становится длиннее и требуется больше времени, чтобы завершить полный оборот. Через несколько миллионов лет Деймос перестанет быть частью марсианской системы. Это сделает его дрейфующим астероидом, пока он не будет вращаться вокруг другой планеты или не будет бродить по Вселенной. Эти события означают конец спутников Марса.

Надеюсь, эта информация поможет вам узнать больше о спутниках Марса и их диковинках. Как видите, ничто не вечно, и хотя время в масштабе Вселенной не имеет ничего общего с человеческим масштабом, есть также альфа и омега.

Содержание статьи соответствует нашим принципам редакционная этика. Чтобы сообщить об ошибке, нажмите здесь.

Вы можете быть заинтересованы

Про Фобос и Деймос.: whale_roma — LiveJournal

Доброго всем утречка.

Случилось так, что этой ночью я сфотографировал для вас спутничек Марса Деймос — и прежде чем написать об этом рассказик я захотел рассказать вам о спутничках Марса вообще. Что мы о них знаем ?

Знаем мы о них очень мало — нам известно, что эти спутнички — крошечные, но при этом они едва ли являются астероидами, захвачеными Марсом — ведь они вращаются по почти идеальным-круглым орбитам с крошечным эксцентриситетом.

Астероиды же, захваченые притяжением планеты, чаще всего вращаются по вытянутому эллипсу с большим наклоном к эклиптике и нередко имеют орбиту с ретроградным движением.

Орбиты, по которым вращаются спутники Марса, свидетельствуют о том, что они либо образовались вместе с самим Марсом, либо являются искусственными обьектами.

Как именно эти спутники выглядят — сказать трудно — ведь к американским «фотографиям» небесных тел, публикуемым «NASA», доверия нет никакого. Я считаю, что «фотографии» спутников Марса, публикуемые «NASA», имеют к Фобосу и Деймосу такое же отношение, какое Собянин имеет к Голливуду и режиссёру Полу Ферховену.

Версия о том, что оба спутника являются искусственными обьектами — например летающими сарайчиками, в которых два населяющих Марс посла хранят свои лейки, тяпки и грабли, а также и собраный ими на планете урожай, выглядит не такой уж и невероятной.

Кстати — я считаю что на Марсе местное население представлено двумя марсианскими послами из фильма «Mars Attaks» — они там живут подобно Каржимилику и Вахмурке, Бивису и Батхеду или «крутым бобрам» из канадского мультика вдвоём — ведь в одиночку жить скучно и вообще рехнутся недолго — а послы живут очень долго, дольше крокодилов… Вот поэтому я и решил рассказать вам о спутниках Марса напечатав рассказик о нём, написаный Иосифом Самуиловичем Шкловским; этот рассказик опубликован в виде главы в его книжечке «Вселенная. Жизнь. Разум», откуда я и позаимствовал её текст:

Спутники Марса были открыты только в 1877 г. американским астрономом Холлом на незадолго до этого изготовленном самом большом по тем временам телескопе-рефракторе. С тех шор они неоднократно наблюдались, преимущественно в эпохи противостояния Марса. Ближайший от поверхности планеты спутник, получивший название Фобос, удален на расстояние 9376 км от ее центра. Другой спутник, получивший название Деймос, удален от центра Марса на расстояние 23 500 км. Период обращения Деймоса вокруг Марса равен 30 час. 18 мин., а Фобоса — 7 час. 39 мин. Заметим, что период вращения Марса вокруг своей оси равен 24 час. 37 мин. 23 сек., т. е. он значительно больше периода обращения Фобоса. Это — единственный случай в Солнечной системе (если не считать искусственных спутников Земли), когда период обращения спутника вокруг планеты меньше периода вращения последней вокруг своей оси. Поэтому Фобос восходит на марсианском горизонте на западе, а заходит на востоке. Своеобразное «попятное» движение Фобоса имеет для воображаемого марсианского наблюдателя период в 11 «земных» часов. Заметим, что если бы период обращения спутника вокруг планеты был точно равен периоду ее вращения, он казался бы на марсианском небосклоне неподвижным, причем с половины марсианской поверхности он вообще не был бы виден. Так как период обращения Деймоса вокруг Марса довольно близок к периоду его вращения, для марсианского наблюдателя длительность «деймосовского месяца», исчисляемого, например, от «новодеймосия» до «новодеймосия», будет довольно большой — около 132 часов. Орбиты спутников Марса очень близки к окружности и лежат весьма близко к плоскости экватора Марса. Эксцентриситеты орбит Фобоса и Деймоса равны соответственно 0,017 и 0,003, а углы наклона плоскостей, в которых лежат их орбиты, к плоскости марсианского экватора равны 1,75 и 1 градус соответственно. Звездная величина Фобоса и Деймоса равна (для среднего противостояния Марса) llm,5 и 13m. Если бы не их близость к яркой планете, что сильно осложняет наблюдения, спутники Марса благодаря их довольно большой яркости можно было бы легко наблюдать даже в телескопы умеренных размеров — обстоятельство которое, по-видимому, понимал Свифт. Никаким способом прямыми наблюдениями с Земли нельзя измерить угловые, а следовательно, и линейные размеры Фобоса и Деймоса, так (мак они слишком малы. Существует, однако, косвенный метод, правда довольно грубый. Если предположить, что отражательные свойства поверхностей спутников Марса такие же, как у самого Марса (для которого коэффициент отражения поверхности около 15%), то из наблюдаемой их яркости, учитывая, что они светят отраженным солнечным светом, можно путем вычислений найти, что диаметр Фобоса равен 16 км, а Деймоса — всего лишь 8 км. Это самые маленькие из известных спутников планет Солнечной системы. Заметим, однако, что если бы такие близкие крохотные спутники были у Юпитера, Сатурна и других «внешних» планет, вряд ли их можно было обнаружить. Для воображаемого наблюдателя, находящегося на поверхности Марса, его спутники представлялись бы довольно яркими объектами. Так, например, Фобос имел бы угловые размеры, доходящие до 10 мин. дуги, т. е. 1/3 лунного диска, причем яркость его была бы всего лишь в 25 раз меньше яркости Луны. При таком освещении предметы в марсианскую ночь должны отбрасывать тени. Более удаленный Деймос казался бы с поверхности Марса очень яркой звездой — раз в 10 более яркой, чем Венера, наблюдаемая с Земли. Еще Лоуэлл обратил внимание на то, что ни один из спутников не имеет характерного для самого Марса красного цвета. Новейшие наблюдения подтвердили этот вывод. В 1945 г. американский астроном Шарплес обнаружил в движении Фобоса вокруг Марса одну замечательную особенность. Сравнивая старые пулковские ряды наблюдений спутников Марса, выполненные в свое время Германом Струве, с более поздними рядами наблюдений, он обнаружил, что Фобос движется по своей орбите ускоренно. -12. Знак «плюс» означает, что наблюдается ускорение. В небесной механике изменение какого-либо из элементов орбиты космического тела, происходящее все время в одном направлении (а не меняющееся периодически), называется «вековым». Таким образом, Шарплес обнаружил вековое ускорение в движении Фобоса вокруг Марса. Для Деймоса, более удаленного от поверхности Марса, вековое изменение средней угловой скорости получилось значительно меньшим и, по-видимому, не выходит за пределы ошибок наблюдений. Известно, что наблюдения спутников Mapca – очень трудная задача. Поэтому указанная Шарплесом вероятная ошибка его вычислений может быть и большей. Однако полученная им большая величина dn/n дает основание полагать, что вековое ускорение Фобоса – эффект реальный. Если это вековое ускорение в движении ближайшего к Марсу спутника не учитывать, то уже за несколько десятилетий накапливается заметная ошибка. Для воображаемого наблюдателя, находящегося в центре Марса, истинное положение Фобоса отклонится от вычисленного (в предположении, что векового ускорения нет) за 50 лет на 2 градуса – величина, совершенно недопустимая в небесной механике. 2. Но при такой плотности Деймос также испытывал бы вековое ускорение, которое могло бы быть наблюдаемо. Так как движение Деймоса не имеет векового ускорения, Уиппл и Керр пришли к выводу, что сопротивляющаяся среда не может объяснить векового ускорения в движении Фобоса.
Однако если сопротивляющаяся среда – это марсианская атмосфера (а не межпланетная среда, как почему-то считали Уиппл и Керр), то на расстоянии 23 500 км от центра планеты (радиус почти круговой орбиты Деймоса) ее плотность будет существенно меньше, чем в области орбиты Фобооа. Поэтому аргументация Уиппла и Керра неубедительна и без анализа плотности марсианской атмосферы на больших высотах нельзя делать вывод о несущественности влияния сопротивляющейся среды на движение Фобоса.
Проблема физических условий в самых верхних слоях атмосферы Марса представляет самостоятельный интерес. Так как ускорение силы тяжести на Марсе значительно меньше, чем на Земле, и так как можно ожидать наличия ионосферы на этой планете с довольно высокой температурой, то на первый взгляд существование значительной плотности на высоте около 6 тыс. км от поверхности Марса вполне возможно. Хотя атмосферное давление у поверхности Марса составляет всего лишь несколько процентов земного, начиная с высоты 35—40 км плотность марсианской атмосферы будет выше земной. Подробный анализ физических условий в верхних слоях марсианской атмосферы был выполнен недавно американским астрофизиком Чемберлэйном. В своих расчетах он основывался на методах, применявшихся при исследовании верхних слоев земной атмосферы. Надежность этих методов была проверена прямыми измерениями, выполненными на советских и американских искусственных спутниках. Уровень диссипации в марсианской атмосфере находится на высоте 1500 км от его поверхности. Существенно, что в верхних слоях марсианской атмосферы температура должна быть постоянной и близкой к 1100 градусов К. Постоянство температуры в этой области объясняется наличием там молекул СО, составляющих 1-2% полного количества атомов и молекул. Молекулы СО играют в марсианской верхней атмосфере роль своеобразного «термостата». -3, что совершенно недостаточно для его торможения. Другая возможность объяснения векового ускорения Фобоса – это приливной эффект. Так как на Марсе отсутствуют открытые водоемы, приливы могут происходить только в твердой оболочке планеты. Известный английский геофизик Джефрис исследовал этот вопрос в предположении, что вязкость и упругие свойства недр Марса такие же, как и у существующих моделей недр Земли. Его расчеты показали, что. приливы могут объяснить только 0,0001 часть наблюдаемого векового ускорения Фобоса. Вопрос об упругих свойствах и о вязкости планетных недр весьма сложен, и необходимой ясности здесь нет. Так, например, сравнительно недавно Н.Н. Парийский пришел к выводу, что приливной эффект в твердой оболочке Земли (и по аналогии – Марса) значительно превосходит найденное Джефрисом значение. По мнению Н.Н. Парийского, этот эффект существен для объяснения векового движения Луны и мог бы объяснить вековое ускорение Фобоса. Однако мы сейчас приведем доказательство невозможности объяснения векового ускорения Фобоса приливным трением, исходя из совсем других соображений. 8 лет.
Но полученное значение для верхней границы интервала времени, прошедшего после образования Фобоса, недопустимо мало, так как 500 млн. лет назад условия на Марсе (который существует, по крайней мере, 4-5 млрд. лет) не могли отличаться от современных. Поэтому образование в столь близкую от нас эпоху спутника около Марса, который получил почти круговую орбиту, практически лежащую в плоскости экватора планеты, совершенно исключается.
Остается тогда еще одна возможность — считать, что Фобос образовался на расстоянии 2,15R0 < г < 2,17R0, причем: его период обращения почти в точности был равен периоду вращения Марса. Естественно при этом считать, что и Деймос образовался на том же «критическом» расстоянии, где приливы в твердой оболочке Марса не оказывают заметного влияния на движение спутников. Далее, можно было бы предположить, что по разным причинам спутники были выведены из своих «почти устойчивых» орбит, причем Фобос сместился по направлению к центру Марса, а Деймос — в обратном направлении. При малых смещениях приливные силы, если они, разумеется, существенны, будут очень малы и может пройти весьма большое время, пока у Фобоса г станет меньше, чем, например, 2,1 R0.
Однако такая возможность объяснения происхождения спутников Марса нам представляется крайне маловероятной. Ниоткуда не следует, что на расстоянии n = Q (Q – угловая скорость вращения планеты, n – средняя угловая скорость вращения спутника) условия образования спутников являются почему-то особенно благоприятными. Напротив, все другие спутники планет Солнечной системы находятся от планет на относительно больших расстояниях. Совершенно непонятно, почему спутники Марса должны представлять исключение.
Нужно еще иметь в виду, что за несколько миллиардов лет период вращения Марса мог существенно измениться. Это делает беспочвенной гипотезу образования его спутников на фиксированном расстоянии, определяемом современным значением периода вращения Марса.
Далее, трудно понять, почему Деймос, на которого приливные силы (из-за малости его массы) практически не должны действовать, отошел за время эволюции от орбиты, на которой n = Q (где по предположению он образовался), на целых 3 тыс. 10 лет, т. е. электрическое торможение для проводящего спутника несущественно.
Резюмируя, следует сказать, что электромагнитными силами нельзя объяснить наблюдаемого векового ускорения Фобоса.
Можно попытаться объяснить вековое ускорение Фобоса эффектом Пойнтинга-Робертсона, о котором была речь в гл. 16. Однако эффект Пойнтинга-Робертсона, обусловленный как прямым солнечным излучением, так и отраженным от Марса, дает вековое ускорение на 6-8 порядков меньшее, чем наблюдаемое. Наконец, стоит упомянуть о возможном «чисто небесномеханическом» объяснении эффекта векового ускорения Фобоса. Например, возмущения от Солнца и Деймоса в принципе могут привести к появлению долгопериодических членов в планетоцентри-ческой долготе Фобоса. Вовмущения движения спутников Марса Солнцем, а также их взаимные возмущения недавно исследовал М.П. Косачевский. Согласно его вычислениям, взаимные возмущения более значительны, чем солнечные, причем движение Деймоса гораздо сильнее возмущается, чем движение Фобоса. 3. В таком случае остается только одна возможность – считать Фобос полым. Но естественное космическое тело не может быть полым. Значит, Фобос (так же как и, по-видимому, Деймос) – искусственный спутник Марса. При этом его масса может быть порядка нескольких сот миллионов тонн. Эту, казалось бы, фантастическую идею, на мой взгляд, стоит обсудить серьезно. Прежде всего, для высокоорганизованных (разумных существ создание таких гигантских спутников принципиально возможно. Вряд ли можно сомневаться, что через несколько сот лет Земля будет иметь спутники размером в несколько километров. Пути решения этой проблемы ясны уже сейчас, а общественная потребность в таких гигантских спутниках, несомненно, будет. Если говорить о серьезной искусственной космической станции – ракетодроме, то ее габариты должны быть существенно больше 100 м (по-видимому, это характерный размер будущих межпланетных ракет). Нужно, кстати, учесть, что из-за сравнительно малого значения силы тяжести задача изготовления гигантского искусственного спутника на Марсе, вообще говоря, могла быть легче, чем на Земле. Кроме того, у Марса нет большого естественного спутника, такого, как наша Луна, так что при освоении космического пространства (неизбежного процесса для всякой неограниченно развивающейся цивилизации) задача изготовления гигантских искусственных спутников должна быть особенно важной. В этой связи заметим, что на Марсе, согласно исследованиям известного американского космохимика Юри, многие сотни миллионов лет назад могло быть значительное количество атмосферного кислорода и обширные океаны, что, конечно, является благоприятным фактором для развития высокоорганизованной жизни. Когда на Земле будут запущены гигантские искусственные спутники (а это, несомненно, будет), они, как это можно показать, смогут обращаться на некоторых специально подобранных орбитах многие сотни миллионов лет. Очень может быть, что такие спутники переживут человечество и останутся самыми выдающимися (если не единственными) памятниками его деятельности на Земле, потому что все, что будет построено на Земле, в конечном итоге будет разрушено, перемешано и «снивелировано» в результате тектонической активности нашей планеты. 7 лет упадет на Марс, в то время как последний существует несколько миллиардов лет. Это обстоятельство, на наш взгляд, является серьезной трудностью для гипотез «естественного» происхождения Фобоса, так как вероятность наблюдать такое событие очень мала. Можно не сомневаться, что в ближайшие десятилетия, когда научная аппаратура, а может быть и люди, будут заброшены на Марс, увлекательная проблема познания природы его спутников будет решена экспериментально. Однако проверка предлагаемой гипотезы может быть сделана, во всяком случае частично, и путем наблюдений с поверхности Земли. Было бы очень важно получить по возможности точные электрофотометрические данные для спутников Марса. Такие наблюдения, выполненные для достаточно продолжительных интервалов времени, позволили бы определить форму этих спутников и особенности их вращения вокруг своих осей. Необычность формы была бы серьезным аргументом в пользу нашей гипотезы об искусственном происхождении спутников Марса. Трудно, например, представить, чтобы естественные космические тела столь малых размеров имели сферическую форму, хотя, с другой стороны, искусственные спутники вовсе не обязаны быть сферическими. Следует, однако, подчеркнуть, что такие наблюдения связаны с очень большими трудностями, так как спутники Марса (и особенно Фобос) можно наблюдать только при их наибольшем угловом удалении от него. Фотографии Фобоса и Деймоса с близкого расстояния могут быть получены при пролете космической ракеты мимо Марса и переданы на Землю с помощью телеметрической аппаратуры Эга задача далеко не простая, так как требует высокой точности наведения ракеты на цель и безупречной работы автоматически работающей фотографической системы. В частности, должна быть обеспечена автоматическая наводка фотографической камеры на спутники. Следует подчеркнуть, что технически эта задача вполне может быть решена в ближайшее десятилетие. После того как эта гипотеза была опубликована (в форме газетного интервью), вокруг нее разгорелась оживленная дискуссия. Большинство специалистов отнеслось к ней скептически, что, разумеется, вполне естественно. По существу ни одного научного аргумента против нее выдвинуто не было. Впрочем, в американской печати появилось сообщение д-ра Клеменса, что будто бы английский астроном Уилкинс, некоторое время работавший в Морской обсерватории в Вашингтоне, показал, что результаты Шарплеса, касающиеся векового ускорения Фобоса, ошибочны. Однако никаких научных публикаций самого Уилкинса после этого не последовало По этому поводу я написал письмо Уилкин-су и получил от него ответ. Он пишет, что никаких новых результатов, касающихся движения спутников Марса, он не получил. Таким образом, утверждения американской прессы были «дезавуированы» самим Уилкинсом. Разумеется, вполне возможно, что результаты Шарплеса окажутся ошибочными, и тогда наша гипотеза потеряет научное основание. Но ведь ошибочность результатов Шарплеса надо доказать. Только на основании новых, весьма точных рядов наблюдений положений спутников Марса можно будет сделать вывод, прав Шарплес или нет. Даже если в результате будущих наблюдений окажется, что векового ускорения в движении Фобоса нет, проведенный анализ имеет определенный интерес для нашей проблемы. Основной смысл моей гипотезы – обратить внимание на то, что деятельность высокоразвитого общества разумных существ может иметь «космические» последствия и создать такие памятники, которые надолго переживут породившую их цивилизацию. Этот вывод, как мы увидим в следующих главах, имеет принципиальное значение для проблемы разумной жизни во Вселенной.

Прочитав рассказик Шкловского вы получили полное представление о спутниках Марса в виде имеющихся у нас фактов. Теперь я могу с чистой совестью рассказать вам о своих наблюдениях Деймоса и показать новенькие снимочки.

Потерянная луна Марса как общего прародителя Фобоса и Деймоса

Наряду с Землей Марс является единственным телом во внутренней Солнечной системе, у которого есть вращающиеся спутники. Асаф Холл открыл марсианские спутники Фобос и Деймос в 1877 году, но с тех пор их происхождение остается спорным. Часть загадки касается их физических характеристик. Эти спутники относительно малы (диаметр менее 30 км) и имеют неправильную форму. В отличие от нашей Луны и планет земной группы, Фобос и Деймос не очень плотные, что предполагает их пористость и, возможно, рыхлые агрегаты. На расстоянии ∼9В 377 км от поверхности Марса Фобос в настоящее время находится в пределах синхронного радиуса (расстояние, на котором среднее движение спутника равно скорости вращения планеты) и настолько близок к своему пределу Роша, что на его поверхности видны признаки приливного разрушения. Отличие состоит в том, что Деймос находится за пределами синхронного радиуса, на расстоянии ∼23463 км, и постепенно удаляется по спирали.
Состав поверхности обоих этих спутников, полученный из спектров отражения поверхности Фобоса и Деймоса, отличается от состава поверхности Марса и напоминает спектры примитивных углеродистых астероидов внешнего пояса. Из-за этого сходства было высказано предположение, что они либо были помещены на орбиты вокруг Марса в результате захвата из близлежащего пояса астероидов, либо представляют собой остатки более крупного разрушенного родительского тела, которое либо было захвачено Марсом.

Марс и два его спутника Фобос и Деймос. Поверхность спутников с большим количеством кратеров предполагает, что они относительно старые, а их неправильная форма указывает на то, что астероиды были захвачены из близлежащего пояса астероидов. Авторы и права: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona

В то время как захват обеспечивает простое объяснение очевидных различий в составе между Марсом и его спутниками, орбитальные изменения, необходимые для соответствия современным почти круговым и почти экваториальным орбитам спутников не вписываются в существующие модели захвата. Эти динамические трудности привели к альтернативным сценариям происхождения, предлагающим in situ образование лун в результате столкновения Марса с другим объектом. Однако такие сценарии не лишены проблем с объяснением размера спутников, их текущего местоположения и их максимального приливного времени жизни.

В 2019 году, когда я работал над моделированием рассеяния на Марсе для миссии InSight (которой управляет Лаборатория реактивного движения НАСА) в рамках моей докторской диссертации в ETH Zurich, я понял, что большая часть существующих знаний в этом отношении берет свое начало на основе измерений векового ускорения орбиты Фобоса предыдущими миссиями, такими как Mars Global Surveyor и Mars Express. Таким образом, непосредственным применением нашего исследования было интегрирование орбитального расстояния Марса вперед во времени, чтобы рассчитать оставшееся время жизни Фобоса до тех пор, пока он либо не упадет на Марс, либо не распадется из-за сильных приливных сил. Основываясь на моделировании нашей модели, мы обнаружили, что примерно через 39Myrs, Фобос достигнет предела Роша Марса, что соответствовало предыдущим исследованиям.

Посадочный модуль InSight на Марсе впервые обнаружил несколько марсотрясений, которые используются для получения информации о недрах красной планеты. Изображение предоставлено: NASA/JPL-​CalTech

Изучение будущей судьбы Луны побудило меня обсудить с моими коллегами Амиром Ханом, который также является моим руководителем, и Майклом Эфроимским возможность изучения прошлой истории орбит Луны. Луны и найти ключи к их происхождению: «Если мы можем интегрировать орбиты вперед во времени, почему бы нам не использовать аналогичную технику для изучения их рождения?» Проблема оказалась значительно сложнее, чем предполагалось изначально, но мы многому научились на этом пути.

Используя имеющиеся знания о внутренней части и диссипативных свойствах Марса, а также оценки свойств двух спутников, мы начали сотенную интеграцию орбит назад во времени с различными входными параметрами. Для этой цели мы расширили предыдущую теорию приливной эволюции, которая оказалась существенно проблематичной из-за больших эксцентриситетов, полученных в наших симуляциях. Мы учитывали различные эффекты, такие как либрация лун по долготе, резонансное взаимодействие лун с Марсом, Солнцем и друг другом, а также внутренние свойства лун.

В широком диапазоне рассмотренных в нашей статье случаев пересечение орбит двух спутников представляется неизбежным. Это означает, что две луны должны были произойти от общего прародителя, который распался 1-2,7 миллиарда лет назад, сформировав Фобос и Деймос. Событие разрушения произошло таким образом, что Фобос и Деймос остались с относительно высоким начальным эксцентриситетом. Орбитальные свойства Фобоса были таковы, что он опустился ниже синхронного радиуса и эволюционировал до своей современной орбиты. С другой стороны, Деймос, несмотря на то, что он вращался за пределами синхронного радиуса, также начал мигрировать внутрь, пока его орбитальная эволюция не изменилась и он не начал двигаться наружу из-за приливного демпфирования эксцентриситета. Это наблюдение противоречит распространенному мнению, что любой спутник, находящийся за пределами синхронного радиуса, всегда эволюционирует в направлении расширения своей орбиты.

Художественное изображение рождения марсианских спутников Фобоса и Деймоса. Изображение Марка А. Гарлика (markgarlick.com)

Наша новая модель происхождения марсианских спутников примиряет наблюдаемую современную орбитальную конфигурацию, очевидную раздробленность спутников и их различия в составе с Марсом. Детали события разрушения не являются частью нашего текущего исследования и должны быть рассмотрены более подробно в будущих исследованиях. Данные, полученные в ходе текущей миссии Mars InSight NASA и предстоящей миссии MMX (Martian Moons Exploration) Японского агентства аэрокосмических исследований, помогут решить вопрос о происхождении загадочных спутников Марса.

Twitter: @bagheriamirh

Ссылки

Багери А., Хан А., Ефроимский М., Кругляков М., Джардини Д. Динамические доказательства существования Фобоса и Деймоса как остатков разрушенного общий прародитель. Natue Astronomy (2021)

Багери, А., Хан, А., Аль-Аттар, Д., Кроуфорд, О. и Джардини, Д. Приливная реакция Марса, ограниченная лабораторными моделями вязкоупругой диссипации и геофизическими данными . Журнал геофизических исследований: Планеты (2019).

Биллс, Б.Г., Нойманн, Г.А., Смит, Д.Е. и Зубер, М.Т. Улучшенная оценка приливной диссипации на Марсе на основе наблюдений MOLA за тенью Фобоса. Журнал геофизических исследований (Планеты) 110, 7004 (2005).

Блэк Б. и Миттал Т. Гибель Фобоса и развитие марсианской кольцевой системы. Nature Geoscience 8, 913 (2015).

Лэйни В., Дехант В. и Пэтцольд М. Первые числовые эфемериды марсианских спутников. Астрономия и астрофизика 465, 1075–1084 (2007).

Джардини, Д. и др. Сейсмичность Марса. Nature Geoscience 13, 205–212 (2020).

Исследователи говорят, что они разгадали загадочную тайну спутников Марса

Художественное представление о столкновении древней марсианской луны с астероидом, которое могло привести к образованию Фобоса и Деймоса. Предоставлено: Марк Гарлик / markgarlick.com

Фобос и Деймос — это остатки более крупного марсианского спутника, разрушенного от 1 до 2,7 миллиарда лет назад, говорят исследователи из Института геофизики Швейцарской высшей технической школы Цюриха и Института физики при университете. Цюриха. В сотрудничестве с Военно-морской обсерваторией США они пришли к такому выводу, используя компьютерное моделирование и сейсмические записи миссии InSight Mars.

Два спутника Марса, Фобос и Деймос, озадачивают исследователей с момента их открытия в 1877 году. Они очень малы: диаметр Фобоса 22 километра в 160 раз меньше, чем у нашей Луны, а Деймос еще меньше, его диаметр всего 12 км. «Наша луна в основном сферическая, в то время как луны Марса имеют очень неправильную форму — как картофель», — говорит Амирхоссейн Багери, аспирант Института геофизики Швейцарской высшей технической школы Цюриха, добавляя: «Фобос и Деймос больше похожи на астероиды, чем на естественные спутники. ».

Это заставило людей заподозрить, что на самом деле это могут быть астероиды, захваченные гравитационным полем Марса. «Но тут-то и начались проблемы, — говорит Багери. Ожидается, что захваченные объекты будут двигаться по эксцентричной орбите вокруг планеты, и эта орбита будет иметь случайный наклон. В противоречие с этой гипотезой орбиты марсианских спутников почти круговые и движутся в экваториальной плоскости Марса. Итак, каково объяснение нынешних орбит Фобоса и Деймоса? Чтобы решить эту динамическую проблему, исследователи использовали компьютерное моделирование.

Расчет прошлого

«Идея заключалась в том, чтобы проследить орбиты и их изменения в прошлом», — говорит Амир Хан, старший научный сотрудник Института физики Цюрихского университета и Института геофизики Швейцарской высшей технической школы Цюриха. Как оказалось, орбиты Фобоса и Деймоса пересекались в прошлом. «Это означает, что спутники, скорее всего, находились в одном и том же месте и, следовательно, имеют одинаковое происхождение», — говорит Хан. Исследователи пришли к выводу, что в то время вокруг Марса вращалось более крупное небесное тело. Эта первоначальная луна, вероятно, была поражена другим телом и в результате распалась. «Фобос и Деймос — остатки этой потерянной луны», — говорит Багери, ведущий автор исследования, опубликованного в журнале 9.0040 Природа Астрономия .

Несмотря на то, что сделать эти выводы было легко, потребовалась обширная предварительная работа. Во-первых, исследователям пришлось уточнить существующую теорию, описывающую взаимодействие лун и Марса. «Все небесные тела воздействуют друг на друга приливными силами», — объясняет Хан. Эти силы приводят к форме преобразования энергии, известной как диссипация, масштаб которой зависит от размера тел, их внутреннего состава и, не в последнюю очередь, от расстояния между ними.

Взгляд внутрь Марса и его спутников

Марс в настоящее время исследуется миссией InSight НАСА при участии ETH Zurich: электроника для сейсмометра миссии, который регистрирует марсотрясения и, возможно, удары метеоритов, была построена в ETH. «Эти записи позволяют нам заглянуть внутрь Красной планеты, — говорит Хан, — и эти данные используются для ограничения модели Марса в наших расчетах и ​​рассеяния, происходящего внутри красной планеты».

Изображения и измерения других марсианских зондов показали, что Фобос и Деймос состоят из очень пористого материала. Их плотность составляет менее 2 граммов на кубический сантиметр, что намного ниже средней плотности Земли, которая составляет 5,5 грамма на кубический сантиметр. «Внутри Фобоса есть много полостей, которые могут содержать водяной лед, — подозревает Хан, — и именно там рассеивается большое количество энергии из-за приливов».

Используя эти результаты и свою усовершенствованную теорию приливных эффектов, исследователи провели сотни компьютерных симуляций, чтобы отследить орбиты спутников назад во времени, пока они не достигли точки пересечения — момента рождения Фобоса и Деймоса. В зависимости от моделирования этот момент времени находится между 1 и 2,7 миллиардами лет в прошлом. «Точное время зависит от физических свойств Фобоса и Деймоса, то есть от того, насколько они пористы», — говорит Багери. Японский зонд, запуск которого запланирован на 2024 год, будет исследовать Фобос и доставлять образцы на Землю. Исследователи ожидают, что эти образцы предоставят необходимые сведения о внутренней части марсианских спутников, что позволит более точно рассчитать их происхождение.

Конец Фобоса

Их расчеты также показывают, что общий предок Фобоса и Деймоса был дальше от Марса, чем Фобос сегодня. В то время как меньший Деймос остался в непосредственной близости от того места, где он возник, приливные силы заставляют более крупный Фобос приближаться к Марсу — и этот процесс продолжается, как объясняют исследователи. Их компьютерное моделирование также показывает будущее развитие орбит лун. Похоже, что Деймос будет удаляться от Марса очень медленно, так же, как наша Луна медленно удаляется от Земли. Однако Фобос врежется в Марс менее чем через 40 миллионов лет или будет разорван гравитационными силами при приближении к Марсу.

Ссылка: «Динамические доказательства существования Фобоса и Деймоса как остатков разрушенного общего предка» Амирхоссейна Багери, Амира Хана, Михаила Эфроимского, Михаила Круглякова и Доменико Джардини, 22 февраля 2021 г., Nature Astronomy .
DOI: 10.1038/s41550-021-01306-2

Японская марсианская лунная миссия может дать ключ к разгадке прошлого Марса

Си-Эн-Эн
—

cms.cnn.com/_components/paragraph/instances/paragraph_07826FC6-8632-1E56-AA4E-6EEC950DB084@published» data-editable=»text» data-component-name=»paragraph»>
Марс уже давно привлекает внимание ученых, пытающихся раскрыть прошлое планеты и определить, существовала ли на ней когда-либо жизнь.

Оказывается, согласно новому исследованию, Фобос, один из марсианских спутников, может содержать кладезь информации о том, каким был Марс в прошлом.

У Марса есть две маленькие причудливые луны. Бугристые спутники Фобос и Деймос были обнаружены в 1877 году и названы в честь сыновей Ареса из греческой мифологии. (Марс назван в честь римского бога войны, который по-гречески Арес). Фобос означает страх или панику, а Деймос означает страх.

Один орбитальный аппарат НАСА под названием MAVEN, сокращенно от Mars Atmosphere и Volatile EvolutioN, кружил вокруг Марса более шести лет, собирая данные о планете, чтобы помочь ученым собрать воедино то, как планета потеряла свою атмосферу и почему изменился ее климат.

Марс когда-то имел плотную атмосферу, которая позволяла жидкой воде существовать на поверхности планеты. Теперь марсианская атмосфера невероятно разрежена и составляет всего 1% от плотности земной атмосферы.

Это изображение Фобоса было получено в 2008 году Марсианским разведывательным орбитальным аппаратом НАСА.

NASA/JPL-Caltech/Университет Аризоны

Фобос настолько близкий спутник Марса, примерно в 60 раз ближе, чем Луна, вращающаяся вокруг Земли, что он несколько раз в день пересекался с траекторией MAVEN во время миссии орбитального аппарата.

Хотя ученые не знают, как Марс со временем потерял свою атмосферу, они знают, что он ушел в космос — и Фобос находится прямо на этом пути выхода, сказал Квентин Ненон, ведущий автор исследования и научный сотрудник Лаборатории космических наук Университета. Калифорнии, Беркли.

Используя данные Maven, Ненон и его коллеги присмотрелись и определили, что орбита Фобоса проходит прямо через поток ионов (заряженных атомов и молекул), вытекающих из атмосферы Марса.

Эти ионы, в том числе азот, аргон, углерод и кислород, покидали Марс, поскольку он терял свою атмосферу в течение миллиардов лет, и некоторые из них, возможно, врезались в Фобос.

Этот увеличенный цветной снимок Деймоса, меньшего из двух спутников Марса, был сделан камерой научного эксперимента по визуализации с высоким разрешением (HiRISE) на орбитальном аппарате NASA Mars Reconnaissance Orbiter. Диаметр Деймоса составляет около 7,5 миль. Изображение предоставлено: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona 9.0004 НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калифорнийский технологический институт/Университет Аризоны

Луны Марса могут указывать на то, что у планеты когда-то были кольца

Исследование опубликовано на прошлой неделе в журнале Nature Geoscience.

Фобос приливно заперт с Марсом, а это означает, что одна и та же сторона Луны всегда обращена к Марсу. Это похоже на то, как наша Луна всегда обращена к Земле одной и той же стороной.

Это означает, что на одну сторону Фобоса обрушился непрерывный поток частиц с Марса — в 20–100 раз больше, чем получила обратная сторона Луны.

«Фобос терпеливо накапливал частицы, покидающие марсианскую атмосферу, и поэтому, возможно, на протяжении тысячелетий хранил возможный рекорд потерянной атмосферы красной планеты», — сказал Ненон.

Другими словами, камни и почва на поверхности Марса, вероятно, содержат частицы марсианской атмосферы и могут содержать информацию о том, как эта атмосфера развивалась.

К счастью, в 2024 году Японское агентство аэрокосмических исследований отправит на Фобос миссию под названием «Исследование марсианских лун». Зонд соберет самые первые образцы с поверхности Фобоса и вернет их на Землю.

Многочисленные миссии на орбите и на поверхности Марса помогли ученым узнать огромное количество информации о красной планете. Однако луны — это отдельная история, и ученые даже не уверены, откуда они взялись.

У исследователей есть три возможных сценария для этих спутников. Возможно, спутники сформировались в то же время, что и Марс, или, может быть, они были созданы после того, как большое тело столкнулось с Марсом. По словам Ненона, учитывая их внешний вид, они могут быть даже астероидами, захваченными гравитационным притяжением планеты.

«Я думаю, что основная причина, по которой эта загадка сохраняется, заключается в том, что мы на самом деле не знаем химический состав Фобоса и Деймоса из удаленных оптических наблюдений», — сказал он. «Лучший способ определить состав марсианских спутников — это проанализировать в лабораториях горные породы, доставленные на Землю. Это именно то, к чему стремится миссия по исследованию марсианских лун».

НАСА

Орбитальные аппараты могут найти лед на Марсе для будущих пилотируемых миссий

Если зонд, также известный как MMX, приземлится на той стороне Фобоса, которая обращена к Марсу, образцы там могут рассказать две разные истории — одну о Фобосе, а другую о Марсе.

Ненон сказал, что марсианские частицы достигли только самой поверхности горных пород на Фобосе. Образец с ближней стороны Луны, обращенной к Марсу, «поэтому будет содержать уникальную запись марсианской атмосферы в ее поверхностных слоях, показывая при этом неизменный «примитивный» состав Фобоса в его внутреннем ядре», — сказал он.

Команда MMX решает, как они хотят использовать информацию, которую собрали Ненон и его коллеги.

«Чтобы понять происхождение Фобоса, нам нужно определить примитивные характеристики его поверхности», — сказал Ненон. «Мы создали карты поверхности, чтобы показать, где именно марсианские атмосферные частицы оседают на поверхности Фобоса».

МБРСК

Зонд «Надежда» ОАЭ станет первой из трех миссий, которые прибудут на Марс в этом месяце.

В задачи MMX входит выявление того, откуда взялся Фобос и как он развивался, а также как он связан с Марсом.

«Ранее ученые показали, что материал, поступающий с поверхности Марса, также, вероятно, присутствует на поверхности Фобоса из-за сильных столкновений с Марсом, которые образовали кратеры на планете и высвободили в космос гигантские количества марсианского поверхностного материала, который затем высыпался на поверхность. Фобос, — добавил Ненон.

Изучение Луны, чтобы узнать больше о планете, вокруг которой она вращается, — это то, что ученые уже давно применяют и к земной Луне. В конце концов, наша собственная Луна поражена частицами, улетающими от Земли.

После «7 минут ужаса» марсоход НАСА «Настойчивость» отправится в «эпическое путешествие» по Марсу в следующем месяце.

Такие спутники, как наша и Фобос, действуют как капсулы времени; у них нет атмосферы или других элементов, которые могли бы стереть запись существования Луны в Солнечной системе.

«То, что мы видели в образцах Аполлона, — это то, что Луна терпеливо записывала отдельные атомы, исходящие от Солнца и Земли», — сказал Эндрю Поппе, соавтор исследования и младший научный сотрудник Лаборатории космических наук.