§ 44. Марс

Марс - четвертая от Солнца и первая внешняя по отношению к Земле планета. Лучшее время для его наблюдений - противостояние (см. § 37), когда разность долгот планеты и Солнца близка к 180° и планета подходит ближе всего к Земле. Орбита Марса отличается от орбит других верхних планет (за исключением Плутона) большим эксцентриситетом; поэтому не всякое противостояние одинаково благоприятно для его наблюдений. Если противостояние происходит в то время, когда Марс близок к перигелию, то происходит «великое противостояние» и кратчайшее расстояние планеты от Земли может уменьшаться до 55 миллионов километров. Великие противостояния Марса повторяются через каждые 15 или 17 лет. Последнее из них произошло в 1971 г. Однако для нас, жителей северного полушария, великие противостояния - не лучшая пора для наблюдений, так как в это время Марс имеет большое отрицательное склонение и не поднимается на достаточную высоту над горизонтом даже в момент верхней кульминации.

Наблюдатель, располагающий небольшим телескопом с увеличением около 150 раз, видит на Марсе оранжевые «материки», зеленые «моря» и белые полярные шапки (рис. 99). Пронаблюдав Марс в течение нескольких часов, он сможет заметить перемещение этих деталей, вызванное осевым вращением планеты. Один полный оборот вокруг оси Марс совершает за 24 ч. 37 м. 23 с. Ось его вращения наклонена к плоскости орбиты под углом 66°01', почти так же, как земная. Наклон оси вызывает смену времен года, аналогичную земной, с той лишь разницей, что продолжительность каждого сезона на Марсе почти в два раза больше, чем на Земле, так как «год» Марса длится 687 земных суток. Если проследить за Марсом в течение нескольких недель, то можно заметить, как тает полярная шапка по мере наступления марсианского лета. Изменение размеров полярной шапки происходит неравномерно; от нее иногда отрываются небольшие белые пятнышки, образуются выступы и т. п. Эти наблюдения представляют некоторый интерес для топографии Марса, так как неравномерность таяния связана с рельефом поверхности. Интересны они и для климатологии Марса. Выполнив серию рисунков и обработав ее должным образом, можно получить ценные результаты. Правда, для таких наблюдений нужны телескопы с диаметром объектива не менее 12 см.

Рис. 99. Общий вид Марса

В прошлом столетии на Марсе были открыты удивительные образования, получившие название «каналов». Это узкие и длинные, простирающиеся на сотни километров, прямолинейные «проливы», соединяющие между собой «моря» и «оазисы». Некоторые каналы удалось даже сфотографировать. И вместе с тем, каналов Марса не существует. В их существовании сомневались уже давно, так как при наблюдениях поверхности Марса в крупнейшие телескопы видели, что они «распадаются» на отдельные мелкие детали.

Решение проблемы каналов Марса пришло после того как в 1965 и 1969 гг. вокруг планеты облетели межпланетные станции «Маринер-4», «Маринер-6» и «Маринер-7». Они подлетели к Марсу на близкое расстояние, вплоть до 3,5 тысяч километров, и получили детальные фотографии его поверхности. Оказалось, что поверхность Марса покрыта кратерами и горными цепями, такими же как на Луне! Размеры кратеров весьма разнообразны - от 500 м до 500 км. Никаких следов каналов обнаружить не удалось! Это же подтвердили советские искусственные спутники Марса - «Марс-2» и «Марс-3».

На рисунках 100 и 101 воспроизведены два снимка поверхности Марса. На втором из них видны светлые массы «снега», покрывающие края кратеров.

Рис. 100. Снимок поверхности Марса с близкого расстояния

Рис. 101. Снимок поверхности Марса с близкого расстояния. Видны области, покрытые 'снегом'

Вполне естественно, что физические условия на планете в значительной степени определяются ее атмосферой. Поэтому атмосфера Марса была подвергнута тщательному изучению.

Первые цветные фотографии Марса были получены Г. А. Тиховым в 1909 г. На основании этих снимков им была правильно истолкована природа «морей» и полярных шапок Марса. Затем, через 15 лет, Райт получил серию снимков Марса через светофильтры, в том числе и в ультрафиолетовых лучах. Эти снимки оказались очень интересными. На снимках, полученных в красных лучах, хорошо видны марсианские «моря», а на ультрафиолетовых снимках не видно никаких деталей. Так было обнаружено, что в атмосфере Марса содержится фиолетовая дымка, природа которой до сих пор остается не вполне ясной. Кстати сказать, при визуальных наблюдениях Марса полезно применять желтый светофильтр - детали будут видны гораздо лучше.

Неоднократно производились спектральные наблюдения Марса с целью определения химического состава марсианской атмосферы. Они привели к некоторым успехам. Установлено, что в ее состав входит значительное количество углекислого газа, большее, чем в земной атмосфере, но, конечно, гораздо меньшее, чем в атмосфере Венеры. Кроме того, содержится небольшое количество окиси углерода и водяного пара. Возможно, что присутствуют азот и аргон. В верхних слоях атмосферы Марса содержатся свободные атомы водорода, кислорода и углерода, но в небольшом количестве.

Марсианская атмосфера чрезвычайно разрежена. Масса Марса составляет 0,11 массы Земли, ускорение силы тяжести 0,38 земного, а скорость улетучивания 5,0 км/сек. Естественно, что атмосфера Марса гораздо беднее нашей. Давление марсианской атмосферы на поверхности планеты в сто раз меньше, чем у поверхности Земли и соответствует давлению в земной атмосфере на высоте 40 км\ Столь же важен вопрос и о температуре планеты. Она определялась при помощи радиометра и оказалось, что на экваторе, в «подсолнечной» точке, она достигает +26° Ц, но к вечеру, когда Солнце в этом месте марсианской поверхности заходит, температура понижается до - 40° Ц, а утром, перед восходом Солнца, температура достигает -78° Ц. Таким образом, на экваторе Марса дни теплые, а ночи очень холодные. Далее оказалось, что темные области Марса, его «моря», теплее светлых пустынь. Температура же полярной шапки гораздо ниже, порядка - 120°! И, наконец, найдено, что температура марсианской атмосферы ниже, чем температура поверхности.

Такие суровые климатические условия Марса ставят под вопрос возможность существования на нем снега. Возможно, что как полярные шапки, так и «снежные» покровы - это осажденная твердая углекислота.

Теперь мы можем высказать некоторые соображения по поводу проблемы существования жизни на Марсе. Конечно, физические условия на Марсе очень суровы и не благоприятствуют развитию на нем жизни. Однако есть несколько важных фактов, которые заставляют серьезно отнестись к этой проблеме.

Дело в том, что, несмотря на разреженность марсианской атмосферы, в ней бывают мощные пылевые бури, которые на время препятствуют наблюдениям отдельных деталей планеты. Так как марсианские материки можно рассматривать как пустыни, то ветры уносят пыль из этих пустынь. Рядом наблюдений установлено, что более темные, кажущиеся нам зелеными области Марса -«моря» и «оазисы» - углублены на 2 - 3 км по сравнению с «материками». Пылевые бури, переносящие мелкие частицы, должны были бы со временем засыпать эти углубления. Однако по прошествии пылевой бури оазисы (и моря) через некоторое время восстанавливают свой вид. Не действие ли это марсианской растительности, способной бороться с внешними воздействиями?

Сторонником существования растительности на Марсе был выдающийся советский астрофизик Г. А. Тихов, который утверждал, что растительность Марса смогла приспособиться к тем суровым условиям, которые господствуют на этой планете. К этому надо добавить, что Синтон обнаружил в инфракрасной части спектра морей Марса полосы поглощения, которые можно приписать органическим соединениям.

Любительские рисунки Марса, если они выполнены при наблюдениях в достаточно мощный телескоп и достаточно тщательно, могут дать ценные сведения о пылевых бурях Марса.

Остается сказать, что у Марса есть два спутника - Фобос и Деймос, что означает «страх» и «ужас» (Марс-бог войны). Это крохотные небесные тела, находящиеся вблизи от планеты. Их можно увидеть только в очень большие телескопы, так как их размеры и блеск крайне малы. Ближайший к Марсу спутник, Фобос, имеет форму картофелины, размерами 18 X 22 км, отстоит от центра планеты на 9400 км и совершает оборот в прямом направлении за 7 ч. 39 м. 14 с. Так как Марс оборачивается за 24 ч. 37м., то за одни сутки Марса Фобос обегает вокруг него более трех раз. Поэтому он восходит на западе и заходит на востоке. Кстати, на этом спутнике также обнаружены небольшие кратеры.

Второй спутник, Деймос, имеет поперечник, равный 8 км, отстоит от планеты на 23 500 км и совершает обход по орбите за 1,26 суток.