Всем привет! С вами подкаст «Феи, роботы, пришельцы», и сегодня мы будем говорить про спутники Марса, Фобос и Деймос. Это два очень небольших небесных тела, но и у них есть свои тайны, свои интересные факты, и нам есть что о них узнать.
Фобос и Деймос первые сразу в нескольких номинациях. Самый быстрый и самый маленький. Самый хорошо сфотографированный небесный объект, на который не было ни одной посадки.
А еще – до сих пор нет окончательной теории происхождения этих лун. И вполне может быть, что в этом виноваты они – наши любимые зеленые человечки!
История открытия
Спутники Марса были открыты в 1877 году.
Однако ещё до конца XIX века люди подозревали, что эти спутники у Марса есть. В XVII веке астроном Иоганн Кеплер предполагал наличие у Марса двух спутников. Его логика была такова: у Венеры ноль спутников, у Земли – один, далее идёт Марс, следующий за ним Юпитер с четырьмя лунами (которые были известны на тот момент). Каждый раз количество спутников удваивается. Значит, у Марса их ровно два. Должна же быть во вселенной математическая логика и гармония, верно? В XVIII веке спутники Марса упоминаются в литературных произведениях, у Джонатана Сфифта в «Путешествиях Гулливера» и у Вальтера, в сатирической повести «Микромеракс». Причём у Свифта указываются размеры и расстояние, отдаленно похожие на реальные. Что это, просто совпадение? Или результат неаккуратный работы путешественников во времени, как предположил Станислав Лем в своем романе «Дневники Ийона Тихого»?
Спутники Марса были открыты американским астрономом Асафом Холлом. Это открытие было сделано во время противостояния Марса и Земли, когда две планеты максимально близки друг к другу. Холл вел наблюдения несколько дней. После первых неудач он был готов прекратить работу, но жена уговорила его продолжить поиски. В результате два небесных тела были зафиксированы.
Холл увидел слабую светлую точку и убедился, что это спутник Марса. На следующую ночь он заметил еще одну — совсем близко от Марса, но она вскоре исчезла, а спустя три часа другая светлая точка обнаружилась с противоположной стороны от планеты. Сначала Холл подумал, что у Марса три спутника: казалось невероятным, чтобы спутник вертелся вокруг планеты втрое быстрее, чем она сама вокруг своей оси. Но вскоре он убедился, что спутников только два.
Спутники Марса стали одним из последних крупных открытий в планетной астрономии, сделанных путем визуального наблюдения в телескоп.
Интересно, что во время того же самого противостояния другой астроном, итальянец Скиапарелли, наблюдал на Марсе сеть тонких линий, которые он назвал «каналами». Это дало новую пищу для обсуждения «есть ли жизнь на Марсе». Но это уже другая история.
Первооткрыватель предложил назвать два спутника Марса Фобос и Деймос. Для того, чтобы оценить это название, давайте устроим экскурс в мифологию.
Экскурс в мифологию
Марс виден на небе невооружённым взглядом, как звезда красного цвета. Поэтому с зари времён во всех культурах это небесное тело ассоциировалась с войной, кровью и агрессией. У шумеров, хинди, в Египте он был назван в честь богов войны. В китайской астрономии он звался «Звезда огня». В древней Греции эта планета была посвящена Аресу, богу кровопролития и гибели на войне.
Арес был самым нелюбимым богом из всех олимпийцев. Сам Зевс порой жалел, что не может сослать его в Тартар. Тем не менее, даже такой персонаж имел своих поклонников. Богиня любви Афродита, хотя и состояла замужем за богом кузнечного дела Гефестом, уделяла Аресу близкое внимание. Настолько близкое, что Гефест однажды потерял терпение, выковал тонкую золотую сеть и развесил её на потолке своей спальни. Когда Арес и Афродита оказались в нужном месте, сеть упала и спутала обоих любовников. После чего Гефест позвал остальных олимпийцев посмеяться над ними. Несмотря на такой конфуз, связь Афродиты с Аресом очевидно продолжалось еще долго, поскольку Афродита родила от него семерых детей. В том числе Эроса и Гармонию. А также сыновей Фобоса и Деймоса, Страх и Ужас, которые стали верными спутниками отца и его оруженосцами.
В древнем Риме аналогом Ареса был бог Марс. Именно его имя и закрепилось в итоге за четвёртой планетой. Из интересного отмечу, что понимание бога войны в двух культурах было совсем разным. Если у греков Арес - это бог криков гибнущих на поле боя, то у римлян Марс, во-первых, отец Ромула и Рема, то есть прародитель всего римского государства. И он скорее бог военных, бог организованной и защищающей страну армии.
Описание Фобоса и Деймоса
Итак, что же мы знаем о спутниках Марса? Они находится так близко к самой планете, что практически все миссии, отправлявшиеся на Марс, так или иначе пролетают мимо одного из спутников.
Фобос, большая из двух лун, был сфотографирован крупным планом несколькими космическими аппаратами, основной целью которых являлось фотографирование Марса. Первым был «Маринер-9» в 1971 году, за ним «Викинг-1» и «Викинг-2», «Марс Глобал Сервейор» в 1998 и 2003 годах, «Марс-экспресс» в 2004 году.
На Фобос, было запущена четыре миссии, но три из них закончились неудачей. Фобос-1 перестал выходить на связь на пути к Марсу. Марс-96 потерпел аварию еще на околоземной орбите.
Советская автоматическая межпланетная станция «Фобос-2» вышла на орбиту вокруг Марса, передала научные данные о Фобосе, но затем и с ней связь была потеряна.
Также в 2011 года состоялся запуск очередной российской автоматической межпланетной станции к Фобосу, которая называлась «Фобос-Грунт». Она должна была доставить образцы грунта со спутника Марса на Землю. Но в результате программного сбоя станция не была выведена на расчётную траекторию, и упала в Тихий океан.
В 2011 году европейская станция «Марс-экспресс» приблизилась к Фобосу на 100 км и сделала стереоизображения спутника.
Фобос стал самым детально сфотографированным небесный телом, на которое не было посадки. Так что мы много знаем об этих небесных телах.
Деймос
Фобос и Деймос - два очень маленьких спутника. Фобос в диаметре 22 километра, Деймос 12. Фобос больше и ближе к Марсу, Деймос меньше и летает в три раза дальше от него.
Деймос имеет средний радиус 6,2 км. Это самый маленький из всех спутников планет в нашей Солнечной системе. Ему требуется 30,3 часа, чтобы совершить оборот вокруг Марса. Деймос находится в 23 460 км от Марса, намного дальше, чем второй спутник.
Деймос регулярно проходит перед Солнцем, если смотреть с поверхности Марса. Он слишком мал, чтобы вызвать полное затмение, поскольку выглядит как маленькая черная точка, движущаяся по Солнцу. Транзит Деймоса был сфотографирован марсоходами Opportunity и Spirit.
Поверхность Деймоса выглядит гораздо более гладкой, но и на нем есть два больших кратера. Кратеры Свифт и Вольтер, названы так в честь тех самых двух писателей, которые предсказали существование у Марса спутников ещё до их открытия.
Деймос и Фобос состоят из каменистых пород, на поверхности спутников имеется значительный слой реголита, сыпучей породы, возникающей в результате космического выветривания.
Фобос
При диаметре в 22 км Фобос имеет форму, которая научно называется «трёхосный эллипсоид», а по-простому, он похож на разлапистую картофелину. Такая вот гигантская космическая картошка, вся покрытая шрамами и расщелинами, как будто побывала в лапах космического кота. Одну сторону Фобоса занимает гигантский кратер, который назвали Стикни в честь жены астронома-первооткрывателя, той самой, которая уговорила мужа не прекращать наблюдения.
Орбита Фобоса проходит всего лишь в 6000 км над поверхностью Марса. Шесть тысяч километров — это как от Мурманска до Иркутска. Спутник вращается так быстро, что за один марсианский день успевает три раза облететь вокруг Марса. Это единственная луна в солнечной системе, которая делает оборот вокруг своей планеты быстрее, чем сама планета вращается вокруг оси. Наша Луна, например, делает такой оборот за 28 дней. В результате с поверхности Марса кажется, что он восходит на западе, перемещается по небу за 4 часа 15 минут и заходит на востоке дважды в каждый марсианский день.
Фобос — одно из наименее отражающих тел Солнечной системы с альбедо всего 0,071. Температура поверхности колеблется от примерно -4° C на освещенной солнцем стороне до -112° C на затененной стороне.
Атмосфера у Фобоса отсутствует – он слишком мал, чтобы удержать газ своим притяжением. Чрезвычайно низкая средняя плотность Фобоса (около 1,86 г/см³) указывает на пористую структуру спутника с пустотами, которые составляют до 40% объёма.
Период вращения Фобоса вокруг своей оси совпадает с периодом его обращения вокруг Марса, поэтому Фобос всегда повёрнут к планете одной и той же стороной.
Хотя Фобос имеет диаметр менее одного процента от диаметра земной Луны, он также вращается намного ближе к Марсу, чем расстояние от Луны от Земли. Если смотреть с поверхности Марса, Фобос выглядит примерно вдвое меньше, чем земной спутник выглядит для наблюдателей на Земле. С поверхности Марса в телескоп будут хорошо видны большие кратеры на Фобосе.
Поверхность спутника покрыта сеткой трещин. Есть две основные версии их происхождения. Это либо следы от валунов, выброшенных в результате удара астероида, создавшего кратер Стикни. Гигантские камни прокатились по поверхности Фобоса, оставляя глубокие борозды. Другая версия – это следы от разломов, вызванных приливными силами, и они свидетельствуют о том, что Фобос разваливается на части.
Еще в 1989 году, по данным «Фобоса-2», группа советских и американских планетологов предположила, что Фобос сложен из глыб разнородного вещества, перекрытых сверху раздробленным материалом, смешанным в однородный слой при бомбардировке поверхности метеоритами. Считается, что такая структура, получившая прозвище «куча камней», характерна и для некоторых астероидов.
Фобос вращается так близко к Марсу, что когда-нибудь упадёт на него. Фобос приближается к Марсу почти на два метра за столетие.
Какова будет дальнейшая судьба Фобоса – непонятно. Это зависит от его внутренней структуры, которую мы еще не до конца изучили. Если хватит прочности, то через 30-50 миллионов лет Фобос упадет на поверхность Марса, образовав на нем кратер диаметром в 500 км. Поскольку орбита спутника лежит в плоскости экватора планеты, то упадет он в экваториальной области.
Если не хватит, что еще раньше он развалится на груду камней. Учитывая неправильную форму Фобоса, он может разрушиться из-за приливных сил. Когда Фобос распадется, он сформирует планетарное кольцо вокруг Марса. Это гипотетическое кольцо может существовать от 1 миллиона до 100 миллионов лет. Зрелище, наверное, будет красивое.
В долгосрочной перспективе не слишком хорошая идея основывать там перевалочную станцию для посадок на Марс. Хотя в краткосрочной – вполне можно это сделать.
Фобос – сын Арея, олицетворяющий страх людей перед войной. Они вечно следуют за своим отцом, покрытый шрамы, и рано или поздно либо упадёт на его поверхность, либо развалится, создав кольцо.
Монолит Фобоса
А ещё на Фобосе есть монолит, гигантская скала размером с многоэтажное здание. Любимец конспирологов, ну не мог же такой объект появиться сам собой!
Монолит Фобоса – это большая скала, валун около 85 м в поперечнике и 90 м в высоту. Было высказано предположение, что монолит может быть частью ударного выброса, результат падения астероида. Монолит расположен возле кратера Стикни и отбрасывает заметную тень. Он виден на изображениях Mars Global Surveyor сделанных в 1998 году.
Интересен он также тем, что его искусственное происхождение признали в НАСА! ...На самом деле - нет. Однажды американский астронавт Базз Олдрин, второй человек на Луне, пришел в подкаст популярного ведущего Алекса Джонса, знаменитого конспиролога.
И во время интервью Джонс спросил у астронавта, что он думает по поводу таких объектов, как лицо на Марсе или монолит на Фобосе. Олдрин ответил длинно, и это была его ошибка. Он сказал, что «Мы не знаем, кто их создал. Наверное, это был Бог, или силы природы. Впрочем, такие люди как вы, наверняка скажут, что их создали инопланетяне, которые затем полетели на Землю строить пирамиды». Все. Ведущему оставалось только вырезать нужные куски фраз, и теперь весь мир знает: астронавт из НАСА все подтвердил: «Наука не знает, кто создал монолит на Фобосе, но его постройка связана с пирамидами в Египте». Так и развивается фантастика, заменяя собой науку.
Версии возникновения
Давайте теперь поговорим о происхождении Фобоса и Деймоса. Два таких необычных спутника требуют от нас дополнить модели формирования небесных тел.
Существует три способа, которыми планета может получить один или несколько спутников.
Первый путь — из околопланетного диска. Материал, который накапливается вокруг протозвезды, не только фрагментируется на планетезимали, которые растут и развиваются в планеты, но и самые большие протопланеты приобретают вокруг себя собственные диски материала, которые собираются в луны. В первую очередь это относится к газовым гигантам и, вероятно, так появились большинство спутников в системах Юпитера, Сатурна и Урана.
Второй способ — гравитационный захват, который объясняет спутники с причудливой орбитальной ориентацией и плотностью, которые не совпадают с материалом родительской планеты. Это относится к таким спутникам, как Феба Сатурна или Тритон Нептуна, которые, вероятно, оба прилетели из пояса Койпера.
Третий путь — через крупное столкновение, которое поднимает обломки, которые сливаются в один или несколько естественных спутников. Скорее всего, так возникла наша Луна. Наиболее популярна гипотеза о том, что Луна сформировалась из осколков, оставшихся после столкновения Земли и другой планеты, схожей по размерам с Марсом. Также сформировался и Харон, спутник карликовой планеты Плутон.
И все же, если мы посмотрим на все три этих метода, ни один из них не сможет объяснить марсианскую систему с ее двумя маленькими, близко вращающимися спутниками. На первый взгляд эти марсианские спутники кажутся невозможными сами по себе.
Вариант с околопланетным диском, по-видимому, применим только к мирам, которые достаточно массивны, чтобы доминировать на своих орбитах на очень раннем этапе истории Солнечной системы. Проще говоря, масса Марса слишком мала, чтобы вокруг него образовались спутники.
Гравитационный захват выглядит заманчиво, особенно учитывая внешнее сходство между Фобосом и Деймосом и другими астероидами. Однако захваченные тела всегда оказываются на случайно ориентированных орбитах: часто наклонных и с одинаковой вероятностью как ретроградных (противоположных вращению планеты), так и прямых (в том же направлении, что и ее вращение). Тем не менее, Фобос и Деймос не только вращаются в одной плоскости друг с другом, но и вращаются в пределах ~ 1° от плоскости вращения Марса. Если это захваченные астероиды, то это почти волшебное явление.
Остается версия столкновения, как третий и последний вариант.
В пользу такой гипотезы говорит геология самого Марса. Захватывающая особенность Марса — это резкое различие между северным и южным полушариями красной планеты. Несмотря на то, что в обоих полушариях существуют топографические различия, существует огромный бассейн, покрывающий северную половину планеты, где по какой-то причине примерно 50% Марса находится примерно на пять километров ниже по высоте, чем остальная часть планеты. Что это, как не след от космического столкновения?
Наблюдения за Фобосом в тепловом инфракрасном диапазоне подтверждают, что спутник по крайне мере частично состоит из того же материала, что и красная планета.
Однако проблема в том, что расчеты не подтверждают эту гипотезу. Какие бы параметры не закладывали в симуляции — быстрый или медленный удар, массивный или малый объект, под разными углами — нет комбинации параметров, которая дает две маленькие луны с малой массой, которые мы видим в небе.
Одна из гипотеза состоит в том, что в результате столкновения с большим небесным телом Марс когда-то имел кольцо, подобно Сатурну и Нептуну. Множество тел размером с Фобос и Деймос кружили вокруг планеты, после чего часть упала обратно на Марс, часть улетела в космос, и только два верных оруженосца остались на страже бога войны.
Вариант этой гипотезы – в результате столкновения образовался один большой спутник, который затем распался на три маленьких. Крайние два, Фобос и Деймос, остались на орбите, а тот, что находился посередине, рассыпался в пыль. Когда через миллионы лет такая же судьба постигнет Фобос, в небе над Марсом останется только небольшая точка Деймоса, последнего из спутников Марса.
Гипотеза Шкловского о «полом Фобосе».
В конце 1950-х необычные орбитальные характеристики Фобоса позволили предположить, что он может быть полым искусственным объектом.
В 1958 году советский астрофизик Иосиф Шкловский изучал ускорение орбитального движения Фобоса. Он пришел к выводу, что это ускорение слишком велико для известных размеров спутника. Чтобы объяснить такое ускорение, Фобос должен быть очень легким – по расчетам, Фобос должен быть полым внутри шаром толщиной менее 6 см.
Такой объект – полый шар с тонкой оболочкой - не может возникнуть никаким естественным путем.
Даже по тем временам гипотеза была чрезвычайно смелой. Имелись наблюдения, которые необходимо объяснить. То, что Фобос – это полый шар, было одной из возможных стратегий объяснения. Тем не менее, в теории полого Фобоса не было ничего принципиально антинаучного. Ученые на волне общественного интереса к космосу в начале 1960-х годов обсуждали различные спекулятивные гипотезы. Идею Шкловского о полом Фобосе первой опубликовала газета «Комсомольская правда» . В ней появился целый цикл статей-рассуждений о древних внеземных цивилизациях, внеземной жизни, которая возникла сперва на разрушенной планете Фаэтон, потом переселилась на Марс, Венеру и Луну. Удивительно, что эти статьи и рассуждения начинались как вполне научные, перепечатывались в дайджестах и переводились на иностранные языки. Для президента США была составлена аналитическая записка о том, действительно ли «Советы обнаружили инопланетян». В записке приводилась другая версия: ошибка наблюдения.
Точные измерения орбиты спутника, доступные к 1969 году, показали, что несоответствия не существует. Текущие наблюдения согласуются с тем, что Фобос представляет собой груду космического щебня.
Кроме того, на изображениях, полученных зондами «Викинг» в 1970-х годах, отчетливо был виден естественный объект, а не искусственный. Картографирование с помощью зонда «Марс-Экспресс» указывает на то, что это не сплошной кусок породы, а пористое тело.
Но чем дальше, тем больше наука расходилась с журналистикой и популярными идеями.
Конечно, возникает вопрос зачем вообще вспоминать про эту устаревшую гипотезу. Интереснее, что это было вполне научное заявление. На этом примере можно посмотреть, как развивалась грань допустимого в науке. То, что полвека назад обсуждалось, как одна из рабочих гипотез, было подхвачено любителями сенсаций, и все больше теряло связь с наукой. Факты не подтверждают желаемый результат, но ведь эта гипотеза такая интересная! Будем ее раскручивать безо всякой научной базы.
Сам Шкловский, ошеломленный количеством псевдонаучных теорий, которые выросли из его фразы, призвал быть осторожнее с выводами. Он модифицировал принцип «бритвы Оккама», сформулировав в астрономии презумпцию естественности: любое явление следует считать искусственным тогда и только тогда, когда будут исчерпаны все без исключения естественные объяснения. Этот принцип, нелюбимый всеми уфологами, не ограничивает нас в поисках истины, а рекомендует порядок рассмотрения гипотез: от более простых, объясняющих явление ошибками наблюдения или природными явлениями, к более сложным, которые требуют наличия внешних разумных сил.
Шкловский не стал дальше настаивать на своей гипотезе. Но при этом он все равно вошёл в историю, советскую и мировую, не как неудачный «охотник на инопланетян», но как астрофизик, живший и работавший в эпоху оптимизма и смелых предположений.
Но сторонников уфологии было уже не остановить. Идея, что Фобос – это искусственный объект, созданный инопланетянами, сильна до сих пор. Причем если Шкловский основывался на результатах наблюдений, пусть и неточных, то для гипотезы об инопланетянах никакие верификации не требуются. Достаточно просто смелых предположений и доказательства «от обратного». Действительно, мы же не можем дать гарантию 100%, что внеземная цивилизация не прилетала на Марс?
Как один из многочисленных аргументов, приводят время обнаружения спутников. То, что про них упоминал Свифт в своем романе, это аргумент в пользу «древних знаний атлантов», которые передавались через поколения. Одновременно, и совершенно не противореча этому, выказывается другая идея: спутники были обнаружены в конце XIX века, а не раньше, потому что их именно тогда и запустили. То есть всего сто пятьдесят лет назад марсиане, живущие в подземных тоннелях, зачем-то сделали и вывели на орбиту два корабля, которые мы теперь и называем Фобосом и Деймосом. Почему нельзя было придать искусственным аппаратам более практичную форму? Зачем делать спутник в виде картофелины? Здесь официальная наука не знает ответа, а у сторонников других взглядов – ответов великое множество.
А катастрофа «Фобос-Грунта»? Что это, как не заговор инопланетян? Позволю себе небольшую цитату: «Компетентный источник в «Роскосмосе» заявил, что на самом деле «Фобос-грунт» в настоящее время движется в сторону Марса, а «катастрофа» стала одной из самых масштабных мистификаций в истории космонавтики». То есть на самом деле те, кто построил «монолит» на Фобосе, очень не хотят, чтобы земляне изучали этот спутник. Или наоборот, те, кому положено, уже давно все знают, но скрывают от общественности, прикрываясь сокращением бюджетов на космические исследования. А на самом деле...
Марс в игре Дум
Этот рассказ был бы неполным, не упомяни я роль Фобоса в массовой культуре. А именно, в компьютерной игре Doom.
Действие первого эпизод того самого первого Doom’а, «По колено в крови», происходит именно на Фобосе.
Согласно предыстории игры, Фобос используют как базу для экспериментов по телепортации. Опыты проводят на втором спутнике, Деймосе. Однако незадолго до событий игры что-то в эксперименте пошло не так, Деймос исчезает, а база на Фобосе подвергается нападению неизвестной силы. Во втором эпизоде действие переносится на Деймос, который парит прямо над самим Адом.
Удивительно, но на обоих спутниках вполне земная гравитация, в некоторых локациях можно заметить зеленую траву, а еще откуда-то есть атмосфера для дыхания всевозможных демонов.
Впрочем, зачем об этом думать, когда есть двустволка и БФГ?
Будущие исследования
Конечно, есть только один способ убедиться, что Фобос и Деймос сделаны из тех же материалов, что и Марс, а не являются захваченными астероидами или кораблями инопланетян: приземлиться на один из них и вернуть этот материал на Землю. Именно для этого предназначен японский космический корабль Mars Moons eXploration (MMX). План состоит в том, чтобы приземлиться на Фобосе в 2024 году, собрать материал и вернуть его в 2029 году на Землю, подобно тому, как это делали предыдущие миссии по возвращению образцов с астероидов. Мы могли бы узнать, была ли на Марсе древняя жизнь и состоит ли Фобос из того же вещества, что и Марс.
Вот как много всего мы знаем о двух небольших небесных телах, вращающихся вокруг Красной планеты. Ну а на сегодня это все.
Канал «Феи / Роботы / Пришельцы» можно читать на Яндекс.Дзен, в Телеграме и ВКонтакте. Аудиоверсия подкаста доступна на сервисах Яндекс.Музыка, Apple Podcasts, Google Podcasts и в подкастах ВКонтакте. Видео-версию смотрите на канале YouTube.
Поддержать канал можно на сервисе Boosty по ссылке в описании.
Оставляйте комментарии и ставьте оценки. Не забудьте подписаться на канал, чтобы не пропустить новые выпуски. Скоро увидимся!
