Mars on aurinkokuntamme neljäs planeetta ja toiseksi pienin planeetta Merkuriuksen jälkeen. Nimetty antiikin roomalaisen sodanjumalan mukaan. Sen lempinimi "Punainen planeetta" tulee pinnan punertavasta sävystä, joka johtuu rautaoksidin hallitsevuudesta. Muutaman vuoden välein, kun Mars on oppositiossa Maata vastaan, se näkyy parhaiten yötaivaalla. Tästä syystä ihmiset ovat havainneet planeettaa vuosituhansien ajan, ja sen esiintyminen taivaalla on ollut tärkeä rooli monien kulttuurien mytologiassa ja astrologisissa järjestelmissä. Nykyaikana siitä on tullut tieteellisten löytöjen aarreaitta, jotka ovat laajentaneet ymmärrystämme aurinkokunnasta ja sen historiasta.
Marsin koko, kiertorata ja massa
Neljännen planeetan säde Auringosta on noin 3396 km päiväntasaajalla ja 3376 km napa-alueilla, mikä vastaa 53 % maan säteestä. Ja vaikka se on noin puolet niin paljon, Marsin massa on 6,4185 x 10²³ kg eli 15,1 % planeettamme massasta. Akselin k altevuus on samanlainen kuin maan k altevuus ja on 25,19° kiertoradan tasoon nähden. Tämä tarkoittaa, että myös neljännellä planeetalla Auringosta on vuodenaikojen vaihtelu.
Kaukaisimmalla etäisyydellä auringosta, Marskiertää 1,666 AU:n etäisyydellä. eli 249,2 miljoonaa km. Perihelionissa, kun se on lähimpänä tähteämme, se on 1,3814 AU:n päässä siitä. eli 206,7 miljoonaa km. Punaisella planeetalla kuluu 686 971 maapäivää, mikä vastaa 1,88 maavuotta, jotta se kiertää Auringon ympäri. Marsin päivinä, jotka maan päällä ovat yksi päivä ja 40 minuuttia, vuosi on 668,5991 päivää.
Maaperän koostumus
Keskimääräisen tiheyden ollessa 3,93 g/cm³, tämä Marsin ominaisuus tekee siitä vähemmän tiheän kuin Maa. Sen tilavuus on noin 15% planeettamme tilavuudesta ja sen massa on 11%. Punainen Mars on seurausta pinnalla olevasta rautaoksidista, joka tunnetaan paremmin ruosteena. Muiden mineraalien läsnäolo pölyssä antaa muita sävyjä - kultaa, ruskeaa, vihreää jne.
Tämä maanpäällinen planeetta sisältää runsaasti piitä ja happea sisältäviä mineraaleja, metalleja ja muita aineita, joita tavallisesti löytyy kiviplaneetoilta. Maaperä on lievästi emäksistä ja sisältää magnesiumia, natriumia, kaliumia ja klooria. Maanäytteillä tehdyt kokeet osoittavat myös, että sen pH on 7,7.
Vaikka nestemäistä vettä ei voi olla Marsin pinnalla sen ohuen ilmakehän vuoksi, suuret jääpitoisuudet ovat keskittyneet napakansien sisäpuolelle. Lisäksi pylväästä 60° leveysasteelle ulottuu ikiroutavyöhyke. Tämä tarkoittaa, että vettä on suurimman osan pinnasta kiinteän ja nestemäisen olomuodon seoksena. Tutkatiedot ja maaperänäytteet vahvistivat maanalaisten altaiden olemassaolonmyös keskileveysasteilla.
Sisäinen rakenne
4,5 miljardia vuotta vanha Mars-planeetta koostuu tiheästä metallisesta ytimestä, jota ympäröi piivaippa. Ydin koostuu rautasulfidista ja sisältää kaksi kertaa enemmän kevyitä alkuaineita kuin maan ydin. Keskimääräinen kuoren paksuus on noin 50 km, maksimi 125 km. Jos otetaan huomioon planeettojen koko, niin maankuori, jonka keskipaksuus on 40 km, on 3 kertaa ohuempi kuin Marsin.
Sisäisen rakenteen nykyaikaiset mallit viittaavat siihen, että ytimen koko on 1700-1850 km säteellä, ja se koostuu pääasiassa raudasta ja nikkelistä, jossa on noin 16-17 % rikkiä. Pienen kokonsa ja massansa vuoksi painovoima Marsin pinnalla on vain 37,6 % Maan painovoimasta. Painovoimakiihtyvyys täällä on 3,711 m/s² verrattuna planeetallamme 9,8 m/s².
Pintaominaisuudet
Punainen Mars on ylhäältäpäin pölyinen ja kuiva, ja geologisesti se muistuttaa läheisesti Maata. Siinä on tasankoja ja vuoristoja ja jopa aurinkokunnan suurimmat hiekkadyynit. Täällä on myös korkein vuori - kilpitulivuori Olympus ja pisin ja syvin kanjoni - Marinera Valley.
Imppukraatterit ovat tyypillisiä Mars-planeetan maiseman elementtejä. Heidän ikänsä on arvioitu miljardeihin vuosiin. Hitaan eroosion vuoksi ne ovat hyvin säilyneet. Suurin niistä on Hellas Valley. Kraatterin ympärysmitta on noin 2300 km ja syvyys 9 km.
Myös Marsin pinnallarotkoja ja kanavia voidaan erottaa, ja monet tutkijat uskovat, että vesi virtasi kerran niiden läpi. Verrattaessa niitä vastaaviin maapallon muodostumiin, voidaan olettaa, että ne ovat ainakin osittain muodostuneet vesieroosiosta. Nämä kanavat ovat melko suuria - 100 km leveitä ja 2 tuhatta km pitkiä.
Mars-satelliitit
Marsilla on kaksi pientä kuuta, Phobos ja Deimos. Tähtitieteilijä Asaph Hall löysi ne vuonna 1877, ja ne on nimetty myyttisten hahmojen mukaan. Klassisesta mytologiasta peräisin olevien nimien perinteen mukaan Phobos ja Deimos ovat Aresin, kreikkalaisen sodanjumalan, poikia, joka oli roomalaisen Marsin prototyyppi. Ensimmäinen niistä personoi pelkoa, ja toinen - hämmennystä ja kauhua.
Phobos on halkaisij altaan noin 22 km, ja etäisyys Marsiin on 9234,42 km perigeessa ja 9517,58 km apogeessa. Tämä on synkronisen korkeuden alapuolella, ja satelliitin kiertäminen planeetan ympäri kestää vain 7 tuntia. Tutkijat ovat laskeneet, että 10-50 miljoonassa vuodessa Phobos voi pudota Marsin pinnalle tai hajota rengasrakenteeksi sen ympärillä.
Deimoksen halkaisija on noin 12 km, ja sen etäisyys Marsista on 23455,5 km perigeessa ja 23470,9 km apogeessa. Satelliitti tekee täydellisen vallankumouksen 1,26 päivässä. Marsilla voi olla muita satelliitteja, joiden halkaisija on alle 50-100 m, ja Phoboksen ja Deimosin välissä on pölyrengas.
Tutkijoiden mukaan nämä satelliitit olivat kerran asteroideja, mutta sitten planeetan painovoima vangitsi ne. Molempien kuun albedo ja koostumus (hiilipitoinenkondriitti), joka on samanlainen kuin asteroidien materiaali, tukee tätä teoriaa, ja Phoboksen epävakaa kiertorata näyttäisi viittaavan äskettäiseen sieppaukseen. Molempien kuun kiertoradat ovat kuitenkin pyöreitä ja päiväntasaajan tasolla, mikä on epätavallista vangituille kappaleille.
Ilmakehä ja ilmasto
Marsin sää johtuu erittäin ohuesta ilmakehästä, jossa on 96 % hiilidioksidia, 1,93 % argonia ja 1,89 % typpeä, sekä jäämiä happea ja vettä. Se on erittäin pölyinen ja sisältää halkaisij altaan jopa 1,5 mikronin hiukkasia, mikä muuttaa Marsin taivaan pinn alta katsottuna tummankeltaiseksi. Ilmanpaine vaihtelee välillä 0,4–0,87 kPa. Tämä vastaa noin 1 % maan pinnasta merenpinnan tasolla.
Kaasumaisen kuoren ohuen kerroksen ja suuremman etäisyyden Auringosta vuoksi Marsin pinta lämpenee paljon huonommin kuin Maan pinta. Keskimäärin -46 °C. Talvella se laskee napoilla -143 °C:seen, ja kesällä päiväntasaajalla keskipäivällä se saavuttaa 35 °C.
Pölymyrskyt raivoavat planeetalla, jotka muuttuvat pieniksi tornadoiksi. Voimakkaampia hurrikaaneja syntyy, kun pöly nousee ja aurinko lämmittää sitä. Tuulet voimistuvat ja aiheuttavat tuhansien kilometrien pituisia ja useita kuukausia kestäviä myrskyjä. Ne itse asiassa piilottavat melkein koko Marsin pinta-alan näkyvistä.
Metaanin ja ammoniakin jäämiä
Metaanin jäämiä löydettiin myös planeetan ilmakehästä, jonka pitoisuus on 30 ppm. On arvioitu, ettäMarsin pitäisi tuottaa 270 tonnia metaania vuodessa. Kun tämä kaasu on päästetty ilmakehään, se voi olla olemassa vain rajoitetun ajan (0,6–4 vuotta). Sen läsnäolo lyhyestä käyttöiästä huolimatta osoittaa, että aktiivisen lähteen on oltava olemassa.
Ehdotettuja vaihtoehtoja ovat tulivuoren toiminta, komeetat ja metanogeenisten mikrobien esiintyminen planeetan pinnan alla. Metaania voidaan tuottaa ei-biologisella prosessilla, jota kutsutaan serpentinisaatioksi, joka sisältää vettä, hiilidioksidia ja oliviinia, mikä on yleistä Marsissa.
Mars Express havaitsi myös ammoniakin, mutta sen käyttöikä oli suhteellisen lyhyt. Ei ole selvää, mikä sen tuottaa, mutta vulkaanista toimintaa on ehdotettu mahdolliseksi lähteeksi.
Planeetta tutkimassa
Yritetään selvittää, mikä Mars on, alkoi 1960-luvulla. Vuosina 1960-1969 Neuvostoliitto laukaisi 9 miehittämätöntä avaruusalusta Punaiselle planeetalle, mutta kaikki eivät saavuttaneet tavoitetta. Vuonna 1964 NASA aloitti Mariner-luotainten laukaisemisen. Ensimmäiset olivat "Mariner-3" ja "Mariner-4". Ensimmäinen tehtävä epäonnistui käyttöönoton aikana, mutta toinen, joka käynnistettiin 3 viikkoa myöhemmin, suoritti onnistuneesti 7,5 kuukauden matkan.
Mariner 4 otti ensimmäiset lähikuvat Marsista (joissa näkyi törmäyskraattereita) ja antoi tarkat tiedot pinnan ilmanpaineesta ja havaitsi magneettikentän ja säteilyvyöhykkeen puuttumisen. NASA jatkoi ohjelmaa laukaisemalla toisen ohilentoluodattavan Mariner 6:n ja 7:n,joka saavutti planeetan vuonna 1969
Neuvostoliitto ja Yhdysvallat kilpailivat 1970-luvulla ensimmäisenä keinotekoisen satelliitin saattamisesta Marsin kiertoradalle. Neuvostoliiton M-71-ohjelma sisälsi kolme avaruusalusta - Kosmos-419 (Mars-1971C), Mars-2 ja Mars-3. Ensimmäinen raskas luotain syöksyi maahan laukaisun aikana. Myöhemmät tehtävät, Mars 2 ja Mars 3, olivat kiertoradan ja laskeutujan yhdistelmä, ja ne olivat ensimmäiset asemat, jotka laskeutuivat maan ulkopuolelta (muille kuin Kuulle).
Ne laukaistiin onnistuneesti toukokuun puolivälissä 1971, ja ne lensivät Maasta Marsiin seitsemän kuukauden ajan. Mars 2 -laskeutuja törmäsi 27. marraskuuta koneen tietokonevian vuoksi ja siitä tuli ensimmäinen ihmisen valmistama esine, joka saavutti Punaisen planeetan pinnan. Mars-3 teki säännöllisen laskun 2. joulukuuta, mutta sen lähetys keskeytettiin 14.5 kuluttua lähetyksestä.
Sillä välin NASA jatkoi Mariner-ohjelmaa, ja vuonna 1971 laukaistiin luotain 8 ja 9. Mariner 8 syöksyi Atlantin v altamereen laukaisun aikana. Mutta toinen avaruusalus ei vain saavuttanut Marsia, vaan siitä tuli myös ensimmäinen onnistuneesti sen kiertoradalle. Vaikka pölymyrsky kesti planeetan mittakaavassa, satelliitti onnistui ottamaan useita valokuvia Phoboksesta. Myrskyn laantuessa luotain otti kuvia, jotka antoivat yksityiskohtaisempia todisteita siitä, että vesi virtasi kerran Marsin pinnalla. Kukkula nimeltä Olympuksen lumi (yksi harvoista esineistä, jotka pysyivät näkyvissä planetaarisen pölymyrskyn aikana) todettiin myös aurinkokunnan korkeimmaksi muodostukseksi, mikä johtinimetään se uudelleen Mount Olympus.
Vuonna 1973 Neuvostoliitto lähetti vielä neljä luotainta: 4. ja 5. Mars-kiertoradat sekä Mars-6 ja 7 kiertoradalla ja laskeutumisluotaimet. Kaikki planeettojen väliset asemat paitsi Mars- 7 , lähettivät tietoja ja Mars-5-retkikunta oli menestynein. Ennen lähettimen kotelon paineenalennusta asema onnistui lähettämään 60 kuvaa.
Vuoteen 1975 mennessä NASA laukaisi Viking 1:n ja 2:n, jotka koostuivat kahdesta kiertoradalla ja kahdesta laskeutujasta. Mars-matkalla pyrittiin etsimään elämän jälkiä ja tarkkailemaan sen meteorologisia, seismisiä ja magneettisia ominaisuuksia. Palautuvien viikinkien aluksella suoritettujen biologisten kokeiden tulokset eivät olleet vakuuttavia, mutta vuonna 2012 julkaistujen tietojen uudelleenanalyysi viittasi merkkejä mikrobien elämästä planeetalla.
Orbiterit ovat toimittaneet lisätietoja, jotka vahvistavat, että Marsissa oli kerran vettä – suuret tulvat ovat muodostaneet syviä tuhansien kilometrien pituisia kanjoneita. Lisäksi eteläisellä pallonpuoliskolla olevat haarautuvat purot viittaavat siihen, että täällä on kerran satanut sadetta.
Lentojen jatkaminen
Auringon neljättä planeettaa tutkittiin vasta 1990-luvulla, jolloin NASA lähetti Mars Pathfinder -tehtävän, joka koostui avaruusaluksesta, joka laskeutui asemalle liikkuvan Sojourner-luotaimen kanssa. Laite laskeutui Marsiin 4. heinäkuuta 1987 ja siitä tuli todiste myöhemmillä tutkimusmatkoilla käytettävien teknologioiden toimivuudesta.kuten turvatyynyn lasku ja automaattinen esteen välttäminen.
Seuraava tehtävä Marsiin on MGS-kartoitussatelliitti, joka saavutti planeetan 12. syyskuuta 1997 ja aloitti toimintansa maaliskuussa 1999. Yhden kokonaisen Marsin vuoden aikana se tutki matal alta, melkein naparadalla. koko pinta ja ilmakehä ja lähetti enemmän planeettatietoja kuin kaikki aikaisemmat tehtävät yhteensä.
5.11.2006 MGS menetti yhteyden Maahan ja NASA:n palautusyritykset päättyivät 28. tammikuuta 2007
Vuonna 2001 Mars Odyssey Orbiter lähetettiin selvittämään, mikä Mars on. Sen tavoitteena oli etsiä todisteita veden ja vulkaanisen toiminnan olemassaolosta planeetalla spektrometrien ja lämpökameroiden avulla. Vuonna 2002 ilmoitettiin, että luotain oli havainnut suuren määrän vetyä, mikä osoitti v altavia jääkertymiä maaperän kolmessa ylimmässä metrissä 60° etelänavasta.
Euroopan avaruusjärjestö ESA laukaisi 2. kesäkuuta 2003 Mars Expressin, avaruusaluksen, joka koostuu satelliitista ja Beagle 2 -laskeutujasta. Se lähti kiertoradalle 25. joulukuuta 2003, ja luotain saapui planeetan ilmakehään samana päivänä. Ennen kuin ESA menetti yhteyden laskeutumislaitteeseen, Mars Express Orbiter vahvisti jään ja hiilidioksidin esiintymisen etelänavalla.
Vuonna 2003 NASA aloitti planeetan tutkimisen MER-ohjelman puitteissa. Se käytti kahta roveria Spirit ja Opportunity. Mars-tehtävän tehtävänä oli tutkia erilaisiakiviä ja maaperää todisteiden löytämiseksi veden olemassaolosta täällä.
12.08.05 Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) laukaistiin ja saavutti planeetan kiertoradan 10.03.06. Laitteessa on tieteellisiä instrumentteja, jotka on suunniteltu havaitsemaan vettä, jäätä ja mineraaleja pinnalla ja sen alla. Lisäksi MRO tukee tulevia avaruusluotainten sukupolvia seuraamalla Marsin sää- ja pintaolosuhteita päivittäin, etsimällä tulevia laskeutumispaikkoja ja testaamalla uutta tietoliikennejärjestelmää, joka nopeuttaa kommunikaatiota Maan kanssa.
6. elokuuta 2012 NASAn MSL Mars Science Laboratory ja Curiosity-mönkijä laskeutuivat Galen kraatteriin. Niiden avulla on tehty monia paikallisia ilmakehän ja pintaolosuhteita koskevia löytöjä, ja myös orgaanisia hiukkasia on havaittu.
18.11.2013 toisessa yrityksessä selvittää, mikä Mars on, laukaistiin MAVEN-satelliitti, jonka tarkoituksena on tutkia ilmakehää ja välittää signaaleja robottikulkijoilta.
Tutkimus jatkuu
Neljäs planeetta Auringosta on aurinkokunnan tutkituin planeetta Maan jälkeen. Tällä hetkellä Opportunity- ja Curiosity-asemat toimivat sen pinnalla, ja 5 avaruusalusta toimii kiertoradalla - Mars Odyssey, Mars Express, MRO, MOM ja Maven.
Nämä luotain ovat ottaneet uskomattoman yksityiskohtaisia kuvia Punaisesta planeettasta. He auttoivat havaitsemaan, että siellä oli kerran vettä, ja vahvistivat, että Mars ja Maa ovat hyvin samank altaisia - niillä on napahatut, vuodenajat, ilmakehä javeden läsnäolo. He osoittivat myös, että orgaaninen elämä voi olla olemassa tänään ja todennäköisesti ennenkin.
Ihmiskunnan pakkomielle Marsiin jatkuu, ja yrityksemme tutkia sen pintaa ja selvittää sen historiaa ei ole läheskään ohi. Tulevina vuosikymmeninä jatkamme luultavasti rovereiden lähettämistä sinne ja lähetämme sinne miehen ensimmäistä kertaa. Ja ajan myötä, kun otetaan huomioon tarvittavien resurssien saatavuus, Auringon neljäs planeetta tulee joskus asumiskelpoiseksi.
