Mars og Venus ligner på jorden, så forskere mister ikke håpet om å finne liv på naboplaneter. For Mars er dette mer sannsynlig. Curiosity-roveren kunne med sikkerhet finne ut at elver en gang rant der, noe som betyr at det var en atmosfære. Kanskje liv på Mars eksisterte lenge før Jorden eller vil være mulig etter terraforming (endringer i klimatiske forhold). Dette krever tilstedeværelse av et magnetisk felt nær Mars.
Størrelser, masser og baner til planeter
Den røde planeten er mye mindre enn jorden i størrelse. I følge forskernes beregninger og dataene som ble oppnådd i løpet av en rekke studier, ville opptil seks objekter med samme volum som Mars passet inn i jorden. Radiusen til den fjerde planeten fra solen langs ekvator er 0,53 jordens, og overflatetettheten er 37,6%.
Planetenes banebaner er radik alt forskjellige, men den sideriske omsetningen er lik. Dette betyr at et år på Mars varer i nesten 687 dager, og et døgn er 24 timer 40minutter. Den aksiale helningen er nesten den samme - 25 grader for Mars, jorden er to grader mindre. Denne likheten betyr at sesongvariasjoner kan forventes fra den røde planeten.
Struktur og sammensetning av Jorden og Mars
Representanter for jordiske planeter (Venus, Jorden og Mars) er like i struktur. Dette er en metallkjerne med en mantel og skorpe, men jordens tetthet er høyere enn Mars. Det vil si at den røde planeten består av lettere elementer. Jorden har en steinete kjerne toppet med væske, samt en silikatmantel og en solid overflateskorpe. Når det gjelder Mars, er forskerne ennå ikke helt sikre på strukturen til kjernen. Det er kjent at marskjernen består av jern og nikkel, 16-17% - av svovel. Mars mantel er bare 1300-1800 km (til sammenligning: tykkelsen på jordens mantel er 2890 km), og skorpen dekker 50-125 km (nær jorden - 40 km). Mantelen og skorpen på Jorden og Mars er nesten identiske i struktur, men varierer i tykkelse.
Overflatefunksjoner
Omtrent 70 % av jordens overflate er dekket av vannet i havene. I følge en versjon var flytende vann en del av gass- og støvskyen som jorden ble dannet av. Ifølge en annen så det ut som et resultat av intense asteroide- og kometbombardementer, som den unge planeten gjennomgikk. Noen forskere er av den oppfatning at vann ble frigjort fra hydratiserte mineraler under dannelsen av jorden. Det er andre hypoteser, og det er mulig at alle er mer eller mindre sanne.
Mars hadde også en gang flytende vann, somer en nødvendig forutsetning for livets utvikling. Men nå er det en kald og øde planet, rik på jernoksid, som gir overflaten til Mars en rød fargetone. Vann er tilgjengelig i form av is ved polene. En liten mengde samler seg under overflaten.
Mars og Jorden er like i landskapet. På planetene er det fjell og vulkaner, kløfter og sletter, kløfter, rygger, platåer. Det største fjellet på Mars heter Olympus, og den dypeste avgrunnen er Mariner-dalen. Begge planetene ble utsatt for meteor- og asteroideangrep under dannelsen, men spor på Mars er mye bedre bevart på grunn av mangel på nedbør og lufttrykk. Individer er milliarder av år gamle. På jorden kollapset slike formasjoner gradvis.
Atmosfærisk sammensetning og temperatur
Jorden har en tett atmosfære delt inn i fem lag. Mars har en veldig tynn atmosfære og høyt trykk. Jordens atmosfære består hovedsakelig av nitrogen (78 %) og 21 % oksygen (de resterende 1 % er andre stoffer i gassform), og på den røde planeten er sammensetningen hovedsakelig representert av karbondioksid (96 %), nitrogen og argon (nesten 2 %, de resterende 1 % - andre gasser).
Det hadde en effekt på temperaturen. Gjennomsnittlig jordtemperatur er +14 grader Celsius, maksimum - 70,7 grader, minimum - -89,2 grader. Det er mye kaldere på Mars. Gjennomsnittstemperaturen synker til -46 grader Celsius, minimum når -143 grader, og den maksimale planeten varmes opp til 35 grader. Dessuten iatmosfæren til den røde planeten inneholder mye støv.
Har Mars et magnetfelt
Det magnetiske feltet kommer fra kjernen av planeten og skaper et beskyttende område som avleder elektriske ladninger fra den opprinnelige banen. Alle ladninger fra Solen eller et annet objekt truer ikke en planet som har et slikt beskyttende felt. Jorden har et magnetfelt, men har Mars en slik beskyttelse? I så måte er planeten forskjellig fra jorden.
Hva er magnetfeltet på Mars? En gang i tiden eksisterte et glob alt beskyttende skall rundt planeten, men det forsvant til slutt av en rekke årsaker. Nå er det et magnetfelt på Mars, det er omfattende, men fanger ikke opp hele planetens overflate. Det er lokaliserte områder hvor feltet er sterkere. Radiusen til magnetfeltet til Mars er noen steder 0,2-0,4 Gauss, som er omtrent lik jordens indikatorer.
Forskere prøver å forklare disse funksjonene i dag. Det var for eksempel mulig å finne ut at magnetfeltet til Mars og planetens struktur henger sammen. Feltet er svakt på grunn av kjernen. Marskjernen er ubevegelig i forhold til jordskorpen, noe som svekker effekten av det samme beskyttelsesfeltet.
Sammenligning av magnetosfærer
Magnetfeltet til Jorden og Mars tillater ikke ioniserte partikler fra solvinden og andre kosmiske partikler å bryte gjennom til overflaten. Feltet beskytter bokstavelig t alt livet på jorden. Tilstedeværelsen av feltet forklares av rotasjonen av metallkjernen i den flytende ytre delen. Den konstante bevegelsen av elektriske ladninger fører til dannelsen av et magnetfelt.
Bi nyere tid har man trodd at de magnetiske kreftene endrer seg betydelig eller bidrar til lekkasje av oksygen fra atmosfæren. Dette kan være sant, fordi de magnetiske polene kan skifte plass over tid, de er ikke permanente. I 160 millioner år har polene endret seg rundt 100 ganger. Sist gang det skjedde var for rundt 720 000 år siden, og når det skjer neste gang er ukjent.
Magnetfeltet til Mars, sammenlignet med jordens, er utilstrekkelig til å støtte liv. Men en potensielt beboelig planet må i det minste ha en metallisk kjerne. Dette vil skape forutsetninger for dannelsen av et magnetfelt. Når det gjelder Mars, er det et magnetfelt (riktignok "i balansen"), det er også en metallisk kjerne. Dette betyr at i teorien har liv på planeten enten eksistert før, eller er mulig med forbehold om noen endringer.
Teorier om feltforsvinning
Hvorfor er det ikke noe magnetfelt på Mars? Hvilken katastrofe "brøt gjennom" det beskyttende skallet, eller hva fikk planetens metallkjerne til å fryse? Er det noen måte å gjenopprette feltet? For tiden vurderer forskere to hovedteorier om forsvinningen av magnetfeltet til Mars.
I følge den første teorien hadde planeten en gang et stabilt magnetfelt (som på jorden), men den ble "gjennomboret" av en kollisjon med en stor gjenstand. Denne kollisjonen stoppet kjernen av planeten, feltet begynte å svekkes, og mistet deretter skalaen fullstendig. Og i dag er noen deler av planeten mer beskyttet enn andre.
Den andre teorien motsier fullstendig den første. Mars kan starteeksistens uten magnetfelt. Etter planetens fødsel forble jernkjernen i sentrum urørlig i lang tid og skapte ikke magnetiske impulser. Men en gang avviste det sterkeste magnetfeltet til gassgiganten i solsystemet Jupiter, som var i stand til å frastøte ikke bare små asteroider, men også enorme objekter, en kosmetisk kropp og sendte den til Mars.
Som et resultat av påvirkningen av tidevannskraft over flere titusenvis av år, dukket det opp konveksjonsstrømmer på Mars, som tvang planetens kjerne til å bevege seg og provoserte dannelsen av et magnetfelt. Etter hvert som den kosmiske kroppen nærmet seg Mars, økte feltet, men etter flere millioner år kollapset kroppen, slik at magnetfeltet gradvis begynte å forsvinne. Dette er hva forskere nå ser.
Hvorfor NASA ønsker å lage et kunstig felt
Har Mars et magnetfelt som vil tillate kolonisering av planeten? Det er allerede klart at det ikke finnes en slik beskyttelseskraft, men forskere fortsetter sin forskning. Nylig kom det informasjon om at NASA ønsker å skape et kunstig magnetfelt på Mars slik at atmosfæren på planeten blir tettere. Dette bør i stor grad forenkle fremtidig utforskning av den røde planeten og eventuell kolonisering.
Hvordan lage et magnetfelt på Mars? Forfatterne av rapporten presentert på planetkonferansen foreslo å distribuere modulen på et punkt mellom Mars og Solen, hvor romfartøyet kan forbli nesten på ubestemt tid uten bruk av motorer. På modulen vil inkluderespesielle magneter som kan skape et felt på 1-2 tesla. Omtrent de samme magnetene ble installert på Large Hadron Collider.
Feltet danner en "hale" som skal dekke hele planeten. Dette feltet vil være veldig svakt, men i teorien vil dette være nok. Ifølge NASA vil planetens atmosfære etter det begynne å tykne. Ved å nå en tetthet lik Jorden vil gjennomsnittstemperaturen på Mars stige til +4 grader Celsius, og snøhettene ved polene vil smelte. De har nok vann til å danne moderat hav.
Kostnadene for å utvikle og vedlikeholde en rommodul på Mars og hvor den skal ta energi fra, går forfatterne av rapporten utenom. Når det gjelder kostnadseffektivitet er metoden ikke sammenlignbar med andre prosjekter. For eksempel var det en idé om å produsere SF6-gass på Mars. Selv en liten konsentrasjon av denne gassen er nok til å skape en drivhuseffekt og beskytte planetens overflate mot aggressive ultrafiolette stråler.
Ingen av NASAs konsepter har blitt fullstendig bevist til dags dato. Dette er kun antakelser basert på det faktum at solvinden var kilden til Mars' atmosfæriske tap. Men årsakene til tapet av nitrogen er neppe relatert til vind alene, så forskerne har det ikke travelt med å gjennomføre prosjekter, men fortsetter forskningen.
Fra historien til Mars-utforskning
De første observasjonene av planeten ble gjort før oppfinnelsen av teleskopet. Eksistensen av Mars ble registrert i 1534 f. Kr. av gamle egyptiske astronomer. De regnet ut banenplanetariske bevegelser. I den babylonske teorien ble Mars posisjon på nattehimmelen forfinet, og tidsmålinger av planetarisk bevegelse ble oppnådd for første gang.
Den nederlandske astronomen H. Huygens var den første som kartla overflaten til Mars. Flere tegninger som viser mørke områder ble laget av ham i 1659. Eksistensen av en iskappe ved polene ble foreslått av den italienske astronomen J. Cassini i 1666. Han beregnet også rotasjonsperioden til planeten rundt sin akse - 24 timer 40 minutter. Det er riktig, dette resultatet avviker med mindre enn tre minutter.
Siden sekstitallet av forrige århundre har flere AMS blitt sendt til Mars. Fjernmåling av planeten fra Jorden fortsatte ved hjelp av bane og bakkebaserte teleskoper for å bestemme sammensetningen av overflaten, studere atmosfærens sammensetning og måle lysets hastighet.
Magnetfeltet til Mars, som er fem hundre ganger svakere enn jordens, ble registrert av stasjonene "Mars-2" og "Mars-3" i sovjettiden. Romfartøyene Mars 2 og 3 ble skutt opp i 1971. Det viktigste tekniske problemet ble ikke løst, men vitenskapelig forskning var fortsatt avansert for sin tid.
Amerikanerne lanserte Mariner 4 til Mars i 1964. Romfartøyet tok bilder av overflaten og undersøkte atmosfærens sammensetning. Den første kunstige satellitten på planeten var Mariner 9, skutt opp i 1971. Letingen etter liv i jordprøver ble utført i 1975 av to identiske romfartøyer som en del av Viking-programmet. I fremtiden, for en systematiskstudiet av planeten brukte egenskapene til Hubble-teleskopet.
Eksistens av liv på Mars
Arbeidet med planetens magnetfelt studerer forskere også i den forstand at det kan indikere eksistensen av liv på Mars. Tallrike observasjoner ga opphav til en ekte "marsfeber" rundt dette emnet på slutten av det nittende århundre. Så observerte Nikola Tesla et uidentifisert signal mens han studerte radiointerferens i atmosfæren.
Han foreslo at det kunne være et signal fra andre planeter, som Mars. Selv kunne han ikke tyde betydningen av signalene, men han var sikker på at de ikke oppsto ved en tilfeldighet. Teslas hypotese ble støttet av den britiske fysikeren William Thomson (Lord Kelvin). I 1902, under et besøk i USA, sa han at Tesla faktisk hadde fanget opp signalet fra marsboerne.
Vitenskapelige hypoteser om dette spørsmålet har eksistert i lang tid. Metan og organiske molekyler er oppdaget på Mars. Under forholdene til den røde planeten brytes gassen raskt ned, så det må være en kilde til dens forekomst. Dette kan være bakteriell aktivitet eller geologisk aktivitet (gitt det faktum at aktive vulkaner på Mars ikke ble funnet, er ikke dette årsaken til gassen).
For øyeblikket er problemene for å opprettholde liv på Mars mangelen på flytende vann, mangelen på en magnetosfære og en atmosfære som er for tynn. I tillegg er planeten på randen av "geologisk død". Slutten på vulkansk aktivitet vil til slutt stoppe sirkulasjonen av kjemiske elementer mellom den indre delen av planeten ogoverflate.
