Фобос и Деймос: интересные факты о спутниках Марса

13

Фобос и Деймос: интересные факты о спутниках Марса

Статья с канала «Космическое путешествие» на яндекс-дзене.

Содержание:

Спутники Марса были открыты в 1877 году (в год великого противостояния Марса) американским астрономом Асафом Холлом и названы в честь спутников бога войны – страха (Фобос) и ужаса (Деймос).

Интересно, что предположение о существовании у Марса именно двух лун высказал еще Иоганн Кеплер в 1611 году. Тогда существовала теория, что количество спутников у планет возрастает по мере удаления от Солнца. На тот момент были известны всего 4 самых крупных спутника Юпитера, и считалось, что между Марсом и Юпитером кружится еще одна планета – Фаэтон. Соответственно у Красной планеты предполагали 2 спутника, к тому же Кеплер ошибочно расшифровал анаграмму Галилея:

«Высочайшую планету тройною наблюдал»

На самом деле Галилей говори о кольцах Сатурна, но это стало известно много позже.

Луны Марса совсем не похожи на спутник Земли – это два булыжника неправильной формы, и их размеры очень малы:

      • Фобос – «картофелина», вытянутая в длину на 27 км, два других размера составляют 21,6 и 18,8 км.
      • Деймос – «камешек» 10×12,6×16 км.
Так выглядят Фобос и Деймос. Фото из открытых источников

Так выглядят Фобос и Деймос. Фото из открытых источников

Фобос очень близок к Марсу – его орбита находится всего лишь в 9377 км (большая полуось) и потому он совершает свой оборот вокруг Красной планеты очень быстро – за 7 часов 39 минут, т.е. быстрее, чем вращается вокруг своей оси Марс. Таким образом, для наблюдателя с Марса Фобос восходит на западе и заходит на востоке, успевая дважды за сутки сделать круг по марсианскому небу – по такому быстрому движению Фобос очень легко найти среди звезд.

Реальный снимок Фобоса с поверхности Марса, переданный Curiosity

Реальный снимок Фобоса с поверхности Марса, переданный Curiosity

Впрочем, его видимый размер не так уж мал: в экваториальной зоне Фобос имеет размер с треть нашей Луны и гораздо ярче Венеры на земном небе. По мере удаления от экватора угловые размеры обоих марсианских лун уменьшаются, а из района полярных шапок луны не видны вовсе – всегда скрываются за горизонтом.

Сравнительные видимые размеры: Деймос, Фобос с экваториального пояса на Марсе и Луна с Земли. Картинка из открытых источников

Сравнительные видимые размеры: Деймос, Фобос с экваториального пояса на Марсе и Луна с Земли. Картинка из открытых источников

Деймос вращается дальше Фобоса – на расстоянии 23,460 тыс. км и его путь вокруг Марса занимает 30,3 часа, однако марсианский наблюдатель увидел бы заход Деймоса на западе только через 2,7 дня – поскольку к движению спутника добавляется вращение самого Марса. Американскому роверу Curiosity удалось заснять на одну из своих камер обе марсианские луны в одном кадре:

Уникальный снимок, переданный Curiosity: Фобос и Деймос с поверхности Марса в одном кадре

Уникальный снимок, переданный Curiosity: Фобос и Деймос с поверхности Марса в одном кадре

Вращение марсианских спутников синхронно: они обращены к планете всегда одной и той же стороной, как Луна к Земле. Это и понятно: сильная гравитация близкого Марса не позволяет им вращаться иначе.

Фобос находится в гравитационной ловушке: он приближается к Красной планете со скоростью 1,8 метра за 100 лет. По оценкам ученых, примерно через 43 млн лет Фобос должен упасть на Марс. Деймос – наоборот, постепенно удаляется от планеты – на 9 см в год, и через какое-то время он улетит от Марса в космическое пространство.

Происхождение Фобоса и Деймоса

Несмотря на свои маленькие размеры, два марсианских спутника вызывают множество вопросов у астрономов, и первый из них – откуда появились Фобос и Деймос?

Поначалу были предположения, что спутники захвачены гравитацией Марса из кольца астероидов между орбитами Марса и Юпитера:

Согласно одной из гипотез о происхождении марсианских лун, они были захвачены гравитацией Красной планеты из кольца астероидов. Картинка с канала "Люди и Космос"

Согласно одной из гипотез о происхождении марсианских лун, они были захвачены гравитацией Красной планеты из кольца астероидов. Картинка с канала «Люди и Космос»

Вскоре эта гипотеза была поставлена под сомнение: оба спутника имеют почти круговые орбиты, лежащие почти точно в экваториальной плоскости Марса, а теория их захвата требует, чтобы они первоначально двигались по очень вытянутой орбите – иначе как им приблизиться к Марсу на достаточно близкое расстояние? А затем – за счет сопротивления атмосферы и приливных сил Красной планеты орбиты спутников должны были приобрести текущий вид. Хотя не ясно, каким образом произошел захват Деймоса: ведь захват также требует рассеивания энергии (при переходе на другую орбиту) и нынешняя атмосфера Марса слишком тонкая, чтобы захватить такой объект, как Фобос, атмосферным торможением – хотя, возможно, Деймос был притянут Марсом в далеком прошлом, когда атмосфера планеты была сходна с земной? Астроном Джеффри Лэндис отметил, что захват мог произойти, если первоначальное тело было двойным астероидом, которое потом разделилось в результате действия приливных сил Марса.

Другая гипотеза: когда-то был один спутник, а потом он раскололся на две части. Картинка из открытых источников

Другая гипотеза: когда-то был один спутник, а потом он раскололся на две части. Картинка из открытых источников

Альтернативная версия сходна с версией происхождения Луны: Марс пережил столкновение с крупным небесным объектом, и от обломков катастрофы образовался спутник, который позже распался на два тела под воздействием марсианской гравитации. К тому же наблюдения Фобоса в инфракрасном спектре показывают, что он, главным образом, содержит филлосиликаты, которые хорошо известны на поверхности Марса. Но в прошлом году ученые японского астрономического агентства JAXA опубликовали опровержение этой теории: взяв за основу предположение, что Деймос и Фобос действительно были прежде одним телом, они с помощью вычислений и компьютерного моделирования воспроизвели эволюцию системы спутников Марса. Моделирование показало, что Фобос и Деймос, будь они обломками одного тела, в течение 100 тысяч лет столкнулись бы и образовали вокруг Марса кольцо, которое сохранилось бы и сегодня:

Кольцо вокруг Марса, получившееся в результате компьютерного моделирования теории образования Фобоса и Деймоса из одного спутника, расколовшегося когда-то под действием приливных сил планеты

Кольцо вокруг Марса, получившееся в результате компьютерного моделирования теории образования Фобоса и Деймоса из одного спутника, расколовшегося когда-то под действием приливных сил планеты

Спор о происхождении марсианских лун не закрыт и продолжается до сих пор.

Строение спутников Марса

Деймос и Фобос состоят из каменистых пород, на поверхности спутников имеется значительный слой реголита. Поверхность Фобоса крайне испещрена гребнями и кратерами всевозможных размеров, очевидно, ударного происхождения, а самый крупный кратер, носящий имя Стикни, жены Асафа Холла, марсианский наблюдатель смог бы увидеть даже невооруженным глазом. Кроме того, Фобос исполосован рядом светлых, почти параллельных борозд длиной до 30 километров и шириной в пару сотен метров:

Подлинная фотография поверхности Фобоса, цвета усилены для контрастности

Подлинная фотография поверхности Фобоса, цвета усилены для контрастности

Природа этих полос тоже по сей день остается загадкой. По одной из версий — их оставили обломки, откатившиеся от кратера, по другой – борозды появились под воздействием приливных сил близкого Марса. Последние исследования ученых из Китая и США говорят в пользу второй версии: гравитация Красной планеты деформировала спутник, образовав глубокие трещины, куда упал сыпучий материал с поверхности, оставив видимые издалека полосы.

В 50-е годы XX века были произведены первые оценки массы Фобоса и Деймоса, а также их плотности. Результаты обескуражили ученых: получалось, что спутники слишком легкие даже для своих небольших размеров. На этом основании астрофизик Иосиф Шкловский в 1959 году сделал фантастическое предположение: что спутники, по крайней мере, Фобос – внутри «полый, пустой внутри — нечто вроде консервной банки, из которой вынули содержимое. Ну а может быть естественное космическое тело полым? Нет и нет! Следовательно, Фобос имеет искусственное происхождение. Странности в свойствах Деймоса, хотя и менее разительные, чем у Фобоса, позволяют высказать предположение, что и он имеет искусственное происхождение».

Идея о разумной цивилизации на Марсе вновь набрала популярность после того, как это интервью опубликовала «Комсомольская правда» 1 мая 1959 года.

Теория об искусственном происхождении Фобоса и Деймоса дала пишу новым фантазиям о разумной жизни на Марсе. Картинка из открытых источников

Теория об искусственном происхождении Фобоса и Деймоса дала пишу новым фантазиям о разумной жизни на Марсе. Картинка из открытых источников

Но через 10 лет все фантазии о братьях по разуму рассыпались в прах: зонд «Маринер-7» в 1969 году, фотографируя Марс, случайно заснял и Фобос, а в 1971 году «Маринер-9» передал на Землю множество снимков обоих спутников. Стало очевидно, что это – естественные космические тела, а их небольшая масса объясняется, вероятно, пористой структурой.

Фобос крупным планом, впервые сфотографированный зондом "Маринер-9", 1971 год. Фотография не слишком четкая, но на ней достаточно хорошо видно, что спутник Марса - самый что ни на есть естественный

Фобос крупным планом, впервые сфотографированный зондом «Маринер-9», 1971 год. Фотография не слишком четкая, но на ней достаточно хорошо видно, что спутник Марса — самый что ни на есть естественный

Гравитация Фобоса и планы NASA

Мне приходилось встречать мнение и расчеты любителей, будто гравитации на Фобосе практически не существует и достаточно легкого прыжка, чтобы улететь в космическое пространство, а, учитывая притяжение Марса — космонавту, отважившемуся подпрыгнуть на Фобосе, пророчат падение на планету и неминуемую гибель. Эти расчеты неверны и исходят из оценки ускорения свободного падения на Фобосе: оно совсем крошечное, стало быть, такая и гравитация. Но на самом деле нужно оценивать не ускорение свободного падения (вспомним, на Земле оно всего 9,8 м/с2), а так называемую скорость убегания, необходимую для преодоления гравитации. На Земле эта скорость составляет 11,2 км/с, на Фобосе – 11,4 метра/с или 41 км/ч. Отсюда ясно, что передвижение по поверхности Фобоса вполне возможно.

NASA планирует через 10 лет, в 2033-м году, добраться на пилотируемом корабле до орбиты Марса и даже осуществить высадку астронавтов на Фобос.

Предполагаемый модуль для пребывания астронавтов на Фобосе. Картинка из открытых источников

Предполагаемый модуль для пребывания астронавтов на Фобосе. Картинка из открытых источников

Ученые рассчитывают, что этот спутник будет некой переходной ступенью перед посещением самого Марса, а также – базой для отлета обратно на Землю, поскольку стартовать с Фобоса куда проще и дешевле, чем с Марса. Ученые считают, что пребывание астронавтов на Фобосе существенно сократит долю радиационного облучения астронавтов, поскольку спутник Марса будет экранировать излучение своей массой.

Миссия предполагает не только технологические, но и научные цели: например, пробы грунта, привезенные с Фобоса, должны дать наконец ответ на вопрос о его происхождении. Ну и, конечно, планируется исследование человеком Красной планеты: искусственный «интеллект» не в состоянии рассуждать, анализировать, ставить новые задачи, не способен к импровизации и тратит недели на то, с чем живой астронавт мог бы управиться за пару часов.

Если этим планам суждено сбыться, то вскоре американские астронавты смогут своими глазами увидеть марсианские пейзажи, а также потрясающее зрелище: огромный Марс с поверхности маленького Фобоса:

Марс с поверхности Фобоса должен выглядеть необыкновенным зрелищем. Картинка из открытых источников

Марс с поверхности Фобоса должен выглядеть необыкновенным зрелищем. Картинка из открытых источников

А мы отправимся дальше и в следующей главе путешествия посетим кольцо астероидов между Марсом и Юпитером.

источник: https://dzen.ru/a/Y—MnzOYUDdX1ZC3

Подписаться
Уведомить о
guest

1 Комментарий
Старые
Новые Популярные
Межтекстовые Отзывы
Посмотреть все комментарии
Альтернативная История
Logo
Register New Account