Vlastnosti (složení) Marsu, složení, oběžná dráha, pohyb

4519
Anthony Golden

Mars je to čtvrtá nejvzdálenější planeta od Slunce a poslední z vnitřních skalních planet ve sluneční soustavě spolu s Merkurem, Venuší a Zemí. Snadno viditelný Mars vždy fascinoval pozorovatele od pravěku svou načervenalou barvou, a proto byl pojmenován po římském bohu války..

Jiné starověké civilizace také spojovaly tuto planetu se svými příslušnými válečnými bohy nebo s osudovými událostmi. Například starověcí Sumerové jej nazývali Nergal a v mezopotámských textech se o něm také hovoří jako o hvězdě soudu mrtvých. Podobně babylónští, egyptští a čínští astronomové zanechali pečlivé záznamy o pohybu Marsu.

Obrázek 1. Detail Marsu. Zdroj: Pixabay.

Mayští astronomové se o něj zajímali a počítali jeho synodické období (čas potřebný k tomu, abyste se ocitli ve stejném bodě na obloze vzhledem ke Slunci) s velkou přesností a zvýrazněním retrográdního období planety.

V roce 1610 byl Galileo první, kdo pozoroval Mars dalekohledem. S vylepšením optických přístrojů přišly objevy usnadněné skutečností, že na rozdíl od Venuše neexistuje žádná silná vrstva mraků, která by bránila viditelnosti..

Objevili tedy černý bod Syrtis Major, charakteristické místo na povrchu, bílé polární vrstvy, slavné kanály Marsu a několik pravidelných změn v zabarvení planety, díky nimž mnozí přemýšleli o možné existenci života na Zemi. planeta červená, alespoň vegetace.

Informace ze sond však ukazují, že planeta je pouštní a má řídkou atmosféru. Zatím neexistují žádné důkazy o životě na Marsu.

Rejstřík článků

  • 1 Obecná charakteristika
    • 1.1 Souhrn hlavních fyzikálních charakteristik planety
  • 2 Měsíce Marsu
  • 3 Translační pohyb
    • 3.1 Údaje o pohybu Marsu
  • 4 Kdy a jak pozorovat Mars
    • 4.1 Mars dalekohledem
  • 5 Rotační pohyb Marsu
  • 6 Složení
    • 6.1 Metan na Marsu
  • 7 Vnitřní struktura
  • 8 Geologie
  • 9 misí na Mars
    • 9.1 Námořník 4
    • 9.2 Sovětský Mars
    • 9.3 Viking
    • 9.4 Pathfinder
    • 9.5 Mars Global Surveyor (MGS)
    • 9.6 Mars Science Laboratory
    • 9.7 Mars Odyssey
    • 9.8 Mars Express
    • 9.9 Mars Exploration Rovers
    • 9.10 Mars Reconnaissance Orbiter
  • 10 Reference

Obecná charakteristika

Mars je malý, má jen jednu desetinu hmotnosti Země a asi polovinu průměru.. 

Jeho osa otáčení je v současné době nakloněna o 25 ° (Země má 23,6 °). Proto má roční období, ale jiné trvání než Země, protože jeho oběžná doba je 1,88 roku. Marťanská období tedy trvají asi dvakrát tak dlouho jako ta pozemská..

Tento sklon nebyl vždy stejný. Některé matematické modely oběžné dráhy naznačují, že se v minulosti mohla významně lišit, mezi 11 ° a 49 °, což přineslo významné změny v podnebí.. 

Pokud jde o teploty, pohybují se mezi -140 ° C a 21 ° C. Je to trochu extrémní a přispívá k tomu tenká atmosféra.

Úderné polární ledové čepičky Marsu pocházejí z COdva, stejně jako obsah atmosféry. Atmosférický tlak je poměrně nízký, asi stotina zemského.

Obrázek 2. Obrázek Marsu prostřednictvím Hubblova kosmického dalekohledu zobrazující jednu z polárních čepiček. Zdroj: NASA / ESA, J. Bell (Cornell U.) a M. Wolff (Space Science Inst.) / Veřejná doména, přes Wikimedia Commons.

I přes vysoký obsah COdva, skleníkový efekt na Marsu je mnohem méně výrazný než na Venuši. 

Na povrchu je poušť, na Marsu jsou časté písečné bouře. Cestovatel by tam nenašel žádnou tekutou vodu ani vegetaci, jen kameny a písek..

Výrazná načervenalá barva je způsobena bohatými oxidy železa a přestože na Marsu je voda, nachází se pod zemí, pod polárními čepičkami.

Je zajímavé, že navzdory nadbytku železa na povrchu vědci tvrdí, že ve vnitřku je vzácná, protože průměrná hustota Marsu je nejnižší mezi skalními planetami: pouhých 3900 kg / m3

Vzhledem k tomu, že železo je nejhojnějším těžkým prvkem ve vesmíru, znamená nízká hustota nedostatek železa, zejména s ohledem na absenci vlastního magnetického pole..

Shrnutí hlavních fyzikálních charakteristik planety

-Hmotnost: 6,39 x 102. 3 kg

-Rovníkový poloměr: 3,4 x 103 km

-Tvar: mírně zploštělé.

-Průměrná vzdálenost ke Slunci: 228 milionů km.

-Sklon oběžné dráhy: 1,85 ° vzhledem k rovině ekliptiky.

-Teplota: -63 ° C, průměr na povrchu.

-Gravitace: 3,7 m / sdva

-Vlastní magnetické pole: Ne.

-Atmosféra: tenký, většinou COdva

-Hustota: 3940 kg / m3

-Satelity: dva

-Prsteny: nemá.

Porovnání velikosti Marsu a Afriky

Měsíce Marsu

Přírodní satelity nejsou na takzvaných vnitřních planetách hojné, na rozdíl od vnějších planet, které je počítají na tucet. Rudá planeta má dva malé měsíce zvané Phobos a Deimos, objevené Asaph Hall v roce 1877.

Názvy marťanských satelitů pocházejí z řecké mytologie: Phobos - strach - byl synem Arese a Afrodity, zatímco Deimos - teror - byl jeho dvojčetem a společně doprovázeli svého otce do války.

Obrázek 3. Deimos, malý, nepravidelný satelit Marsu. Bělavé oblasti jsou vrstvy regolitu, minerálního prachu podobného tomu, který pokrývá měsíční povrch. Zdroj: Wikimedia Commons. NASA / JPL-caltech / University of Arizona / Public domain.

Měsíce Marsu jsou velmi malé, mnohem menší než náš majestátní Měsíc. Jejich nepravidelný tvar vyvolává podezření, že se jedná o asteroidy zachycené gravitací planety, o to více, pokud se má za to, že Mars je velmi blízko pásu asteroidů..

Průměrný průměr Phobosu je pouhých 28 km, zatímco průměr Deimosu je ještě menší: 12 km.

Oba jsou v synchronní rotaci s Marsem, což znamená, že doba rotace kolem planety se rovná době rotace kolem její vlastní osy. Proto ukazují Marsu vždy stejnou tvář.

Kromě toho je Phobos velmi rychlý, natolik, že vyjde a několikrát zapadne během marťanského dne, který trvá téměř stejně jako den Země..

Oběžné dráhy obou satelitů jsou velmi blízko Marsu a také nestabilní. Z tohoto důvodu se spekuluje, že by v určitém okamžiku mohli narazit na povrch, zejména na rychlý Phobos, vzdálený pouhých 9377 km..

Obrázek 4. Animace s oběžnými drahami Phobos a Deimos kolem Marsu. Zdroj: Giphy.

Překladové hnutí

Mars obíhá kolem Slunce po eliptické dráze, jejíž období odpovídá přibližně 1,9 pozemským rokům neboli 687 dnům. Všechny oběžné dráhy planet se řídí Keplerovými zákony, a proto mají elipsovitý tvar, i když některé jsou více kruhové než jiné..

To není případ Marsu, protože elipsa jeho oběžné dráhy je poněkud zvýrazněna než elipsa Země nebo Venuše..

Tímto způsobem existují chvíle, kdy je Mars velmi daleko od Slunce, tzv. Vzdálenosti afélium, zatímco v jiných je to mnohem blíže: přísluní. Tato okolnost také přispívá k tomu, že Mars má poměrně široký teplotní rozsah..

V dávné minulosti musela být oběžná dráha Marsu mnohem kruhovější než nyní, nicméně gravitační interakce s jinými tělesy ve sluneční soustavě způsobila změny.

Obrázek 5. Srovnávané dráhy mezi Marsem a Zemí. Zdroj: Wikimedia Commons. NASA / JPL-Caltech / MSSS / Public domain.

Údaje o pohybu Marsu

Následující data stručně popisují pohyb Marsu:

-Střední poloměr oběžné dráhy: 2,28 x 108 km

-Sklon oběžné dráhy: 1,85 °

-Excentricita: 0,093

-Průměrná oběžná rychlost: 24,1 km / s

-Překladové období: 687 dní.

-Období rotace: 24 hodin, 37 minut.

-Sluneční den: 24 hodin, 39 minut.

Kdy a jak pozorovat Mars

Mars je na noční obloze snadno identifikovatelný podle načervenalé barvy. Rozeznatelné od hvězd, protože při pohledu pouhým okem nebliká ani nebliká. 

Na webu je spousta informací k nalezení nejlepších časů pro pozorování Marsu, stejně jako aplikace pro chytré telefony, které indikují jeho polohu, ať už je na určitém místě viditelná nebo ne..

Vzhledem k tomu, že červená planeta je mimo oběžnou dráhu Země, je nejlepší ji vidět, když je uvnitř opozice ke Slunci (viz obrázek 6). Planety, jejichž oběžná dráha je mimo oběžnou dráhu Země, se nazývají vyšší planety a ty, které nejsou nižší planety.

Obrázek 6. Spojení a opozice nadřazené planety. Zdroj: Maran, S. Astronomy for Dummies.

Merkur a Venuše jsou nižší planety, blíže ke Slunci než samotná Země, zatímco vyšší planety jsou všechny ostatní: Mars, Jupiter, Saturn, Uran a Neptun..

Pouze vyšší planety mají opozici a konjunkci se Sluncem, zatímco nižší planety mají dva typy konjunkce.

Když je tedy Mars při pohledu ze Země v opozici vůči Slunci, znamená to, že Země stojí mezi planetou a slunečním králem. Je tedy možné jej vidět na obloze větší a vyšší, viditelný po celou noc, zatímco konjunkce znemožňuje pozorování. To platí pro všechny vyšší planety.

Mars je v opozici ke Slunci každých přibližně 26 měsíců (2 roky a 50 dní). Poslední opozice Marsu se konala v červenci 2018; proto se očekává, že k němu dojde znovu v říjnu 2020, kdy Mars projde souhvězdím Ryb.

Obrázek 7. Opozice Marsu v letech 1995 až 2003. Planeta nemusí vždy vypadat stejně velká, ani nevykazuje vždy stejnou tvář Zemi. Zdroj: Planety pouhého oka - NASA / JPL / Průzkum sluneční soustavy - ESA-Hubble.

Mars dalekohledem

Podle dalekohledu vypadá Mars jako růžový disk. Při dobrých povětrnostních podmínkách a v závislosti na vybavení můžete vidět polární čepice a některé šedivé oblasti, jejichž vzhled se liší podle marťanského období..

Planeta nemusí vždy vykazovat stejnou tvář Zemi, ani nevypadá stejně velká, jak je vidět na mozaice fotografií pořízených Hubblovým kosmickým dalekohledem (viz obrázek 7). Rozdíl je způsoben excentricitou oběžné dráhy Marsu.

V roce 2003 byl Mars velmi blízko Země, 56 milionů kilometrů daleko, zatímco v roce 2020 je očekávaná vzdálenost 62 milionů kilometrů. Přístup z roku 2003 byl největší za 60 000 let.

Pokud jde o satelity na Marsu, jsou příliš malé na to, abychom je viděli pouhým okem nebo dalekohledem. Vyžaduje dalekohled přiměřené velikosti a čeká na opozici, aby je odlišil.

I přesto je jas planety neumožňuje vidět, ale existují zařízení, která skrývají Mars v objektivu přístroje a vylepšují drobné měsíce.

Rotační pohyb Marsu

Rotační pohyb Marsu má podobnou dobu trvání jako Země a sklon osy objevil William Herschel. To způsobí, že Mars zažije období stejně jako Země, ale jen déle..

Na severní polokouli Marsu jsou zimy mírnější a vyskytují se, když je Slunce v perihelionu, proto jsou méně chladné a kratší; na druhou stranu se léta vyskytují v aféliu a jsou chladnější. Na jižní polokouli nastává opak; klimatické změny jsou extrémnější.

Podle údajů shromážděných znějícími misemi však přítomnost oxidu uhličitého způsobuje mírné, ale trvalé zvyšování teploty Marsu..

Za horkého počasí se část oxidu uhličitého nahromaděného v polárních čepičkách odpařuje ve formě gejzírů a přechází do atmosféry. Ale na opačném pólu oxid uhličitý zmrzne a zesílí víčko. 

Obrázek 8. Animace zobrazující cyklus oxidu uhličitého v polárních ledových čepicích Marsu. Zdroj: Wikimedia Commons.

Protože Mars nemá vlastní magnetické pole, které by ho chránilo, je část oxidu uhličitého rozptýlena do vesmíru. Vesmírná mise Mars Odyssey zaznamenala tento mimořádný atmosférický cyklus.

Složení

To, co je známo o složení Marsu, pochází ze spektrometrie prováděné průzkumnými sondami a také z analýzy marťanských meteoritů, kterým se podařilo dosáhnout na Zemi..

Podle informací poskytnutých těmito zdroji jsou hlavními prvky na Marsu:

-Kyslík a křemík jsou v kůře nejhojnější, spolu se železem, hořčíkem, vápníkem, hliníkem a draslíkem..

-Uhlík, kyslík a dusík v atmosféře.

- V menší míře byly detekovány další prvky: titan, chrom, síra, fosfor, mangan, sodík, chlor a vodík.

Prvky nalezené na Marsu jsou tedy stejné jako na Zemi, ale ne ve stejném poměru. Například v plášti Marsu (viz níže část věnovaná vnitřní struktuře) je mnohem více železa, draslíku a fosforu než v jejich pozemském ekvivalentu.

Síra je přítomna v jádru a kůře Marsu ve větší míře než na Zemi.

Metan na Marsu

Metan je plyn, který je obvykle produktem rozkladu organické hmoty, a proto je také známý jako „bažinový plyn“..

Je to skleníkový plyn, ale vědci ho dychtivě hledají na Marsu, protože by to byla dobrá indikace, že na pouštní planetě existoval nebo stále existuje život..

Druh života, který vědci doufají, že najdou, nejsou malí zelení muži, ale například bakterie. O některých druzích suchozemských bakterií je známo, že produkují metan jako součást svého metabolismu, a jiné jej konzumují.

Rover Curiosity NASA provedl v roce 2019 nečekaně vysoké hodnoty metanu v marťanském kráteru Gale..

Obrázek 9. Curiosity, robotické vozidlo, které zkoumá vlastnosti Marsu, vypustilo NASA v roce 2012. Zdroj: NASA via jpl.nasa.gov.

Nespěchejte však na závěry, protože metan lze také produkovat chemickými reakcemi mezi vodou a horninami, tj. Čistě chemickými a geologickými procesy..

Měření také neindikují, jak aktuální je tento metan; Pokud by však na Marsu byla voda, jak vše naznačuje, mohl by také existovat život a někteří vědci věří, že pod permafrost, navždy zmrzlá základní vrstva v cirkumpolárních oblastech.

Je-li to pravda, lze zde najít mikroby, a proto NASA vytvořila rover Curiosity, jehož cílem je hledání života. A také nové vozidlo rover, které může být uvedeno na trh v roce 2020, založené na Curiosity a dosud známé jako Mars 2020..

Vnitřní struktura

Mars je skalnatá planeta, stejně jako Merkur, Venuše a Země. Proto má diferencovanou strukturu v:

-Jádro, asi 1794 km v okruhu, složeném ze železa, niklu, síry a možná kyslíku. Vnější část může být částečně roztavena. 

-Plášť, na bázi křemičitanu.

-Kůra, tlustý mezi 50 a 125 km, bohatý na čediče a oxidy železa.

Obrázek 10. Srovnávací řezy vnitřních planet plus Měsíc. Zdroj: Wikimedia Commons

geologie

Rovery jsou robotická vozidla ovládaná ze Země, díky nimž jsou neocenitelné informace o marťanské geologii. 

V zásadě se rozlišují dva regiony dělené velkým krokem:

  • Vysočina na jihu s četnými starodávnými krátery.
  • Hladké pláně na severu s velmi málo krátery.

Vzhledem k tomu, že Mars má důkazy o vulkanismu, astronomové se domnívají, že proudy lávy mohly vymazat důkazy o kráterech na severu, nebo že ve vzdálené době tam byl velký oceán kapalné vody..

Množství kráterů se používá jako kritérium pro stanovení tří geologických období na Marsu: Noeic, Hesperic a Amazonian..

Amazonské období je nejnovější a vyznačuje se menší přítomností kráterů, ale s intenzivním vulkanismem. Naproti tomu v Noeicu, nejstarším a nejrozsáhlejším severním oceánu, mohlo existovat..

Mount Olympus je největší dosud známá sopka v celé sluneční soustavě a nachází se přesně na Marsu, poblíž rovníku. Důkazy naznačují, že byla vytvořena během amazonského období, asi před 100 miliony let.

Kromě kráterů a sopek je na Marsu také mnoho kaňonů, dun, lávových polí a starých suchých koryt řek, kde snad ve starověku tekla tekutá voda.

Obrázek 11. Mars pohlcen prachovou bouří, snímky z průzkumného orbiteru Marsu. Na Marsu jsou časté písečné bouře planetárních rozměrů, protože půda je písčitá a pouštní. Zdroj: NASA / JPL-Caltech / MSSS / Public domain.

Mise na Mars

Mars byl terčem mnoha vesmírných misí, z nichž některé byly určeny k obíhání kolem planety a jiné k přistání na jejím povrchu. Díky nim máte velké množství obrázků a dat, abyste vytvořili docela přesné panorama.

Mariner 4

Jednalo se o čtvrtou sondu mise Mariner, kterou vypustila NASA v roce 1964. Prostřednictvím ní byly získány první fotografie povrchu planety. Byl také vybaven magnetometrem a dalšími nástroji, díky nimž bylo zjištěno, že magnetické pole Marsu téměř neexistuje..

Sovětský Mars

Jednalo se o program bývalého Sovětského svazu, který trval od roku 1960 do roku 1973 a jehož prostřednictvím byly získávány záznamy o marťanské atmosféře, podrobnosti o ionosféře, informace o gravitaci, magnetickém poli a četné snímky povrchu planety..

Viking

Program Vikingů NASA sestával ze dvou sond: VIking I a Viking II navržených k přistání přímo na planetě. Byly zahájeny v roce 1975 s posláním studovat geologii a geochemii planety, kromě fotografování povrchu a hledání známek života..  

Viking I i Viking II měli na palubě seismografy, ale pouze Viking II byl schopen provést úspěšné testy, u nichž bylo zjištěno, že seismická aktivita Marsu je mnohem nižší než aktivita Země.

Pokud jde o meteorologické testy, bylo jasné, že atmosféra Marsu byla složena převážně z oxidu uhličitého.

Průkopník

Byla zahájena v roce 1996 NASA jako součást projektu Discovery. Mělo postavené robotické vozidlo s minimálními náklady, s nimiž byly testovány nové návrhy pro tuto třídu vozidel. Také se mu podařilo provést četné geologické studie planety a získat její snímky..

Mars Global Surveyor (MGS)

Jednalo se o satelit, který byl na oběžné dráze Marsu v letech 1997 až 2006. Měl na palubě laserový výškoměr, pomocí kterého byly na planetu vysílány světelné impulsy, které se poté odrážely. Tímto způsobem bylo možné změřit výšku geografických prvků, které společně se snímky pořízenými satelitními kamerami umožnily vytvořit podrobnou mapu povrchu Marsu..

Tato mise také přinesla důkazy o přítomnosti vody na Marsu, skryté pod polárními čepicemi. Data naznačují, že kapalná voda v minulosti tekla po celé planetě.

Sonda nenalezla žádné důkazy o efektu dynama schopného vytvořit magnetické pole podobné tomu na Zemi..

Mars Science Laboratory

Tato robotická vesmírná sonda, lépe známá jako Curiosity, byla vypuštěna v roce 2011 a na povrch Marsu se dostala v srpnu 2012. Jedná se o průzkumné vozidlo rover jehož úkolem je zkoumat klima, geologii a možné podmínky pro budoucí misi s posádkou.

Marsova odysea

Tuto sondu vypustila NASA v roce 2001 za účelem mapování povrchu planety a provádění klimatologických studií. Díky jejich údajům byly získány údaje o výše popsaném cyklu oxidu uhličitého. Kamery Mars Odyssey posílaly zpět snímky jižní polární čepice, ukazující tmavé stopy po odpařování sloučeniny..

Mars Express

Jde o misi Evropské kosmické agentury zahájenou v roce 2003 a zatím je aktivní. Jeho cílem je studovat klima, geologii, strukturu, atmosféru a geochemii Marsu, zejména minulost a současnost existence vody na planetě..

Mars Exploration Rovers

Robotické rovery Spirit and Opportunity byly vypuštěny NASA v roce 2004, aby přistály tam, kde bylo podezření nebo mohla existovat voda. V zásadě by to byla mise pouze 90 dnů, avšak vozidla zůstala v provozu déle, než se očekávalo..

Příležitost přestala vysílat v roce 2018 během globální písečné bouře, ale mezi nejvýznamnější výsledky patří nalezení více důkazů o vodě na Marsu a o tom, že planeta měla v určitém okamžiku ideální podmínky pro život..

Mars Reconnaissance Orbiter

Tento satelit byl vypuštěn v roce 2005 a je stále v provozu na oběžné dráze planety. Jejím úkolem je studovat vodu na Marsu a zjistit, zda existuje dostatečně dlouho na to, aby se na planetě mohl vyvíjet život..

Reference

  1. Freudendrich, C. Jak Mars funguje. Obnoveno z: science.howstuffworks.com.
  2. Hollar, S. Sluneční soustava. Vnitřní planety. Britannica Educational Publishing.
  3. Maran, S. Astronomy for Dummies.
  4. HRNEC. Přehled mise Mars Reconnaissance Orbiter. Obnoveno z: mars.nasa.gov.
  5. Powell, M. Planety pouhého oka na noční obloze (a jak je identifikovat). Obnoveno z: nakedeyeplanets.com.
  6. Seeds, M. 2011. Sluneční soustava. Sedmé vydání. Cengage Learning.
  7. Strickland, A. Curiosity rover detekuje nejvyšší úrovně metanu na Marsu. Obnoveno z: cnnespanol.cnn.com.
  8. Wikipedia. Klima Marsu. Obnoveno z: es.wikipedia.org.
  9. Wikipedia. Složení Marsu. Obnoveno z: es.wikipedia.org.
  10. Wikipedia. Zvědavost. Obnoveno z: es.wikipedia.org.
  11. Wikipedia. Mars (planeta). Obnoveno z: en.wikipedia.org.
  12. Wikipedia. Mars (planeta). Obnoveno z: es.wikipedia.org.

Zatím žádné komentáře