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» 10х12,6х16 км.
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.
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.
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:
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:
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.
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:
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:
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.
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.
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.
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:
А мы отправимся дальше и в следующей главе путешествия посетим кольцо астероидов между Марсом и Юпитером.
Ставьте лайк, если понравилась статья. Пишите комментарии, подписывайтесь на канал - будет еще много интересного!