Общие сведения о Марсе

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ  УЧРЕЖДЕНИЕ

ГОРОДА МОСКВЫ

СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ  ШКОЛА №179

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

МАРС

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                 Выполнила

                                                                 ученица 11-Э класса

                                                                 Григалашвили М.М.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

МОСКВА

2012

 

Содержание

 

Введение……………………………………………………3

Глава 1. Общие сведения о  Марсе………………………..4

1. Красная планета………………………………..4
2. Луны…………………………………………….5
3. Атмосфера………………………………………7

Глава 2. Строение Марса…………………………………..9

• Рельеф поверхности…………………………...9

2.2     Реки и ледники ………………………………..15

2.3     Внутреннее  строение………………………….22

Глава 3. Исследование Марса в XX веке…………………25

         3.1     Изучение с помощью  орбитальных                                                                                            телескопов………………………………………………….26

         3.2     Исследование Марса  космическими аппаратами…………………………………………………26

Глава 4. Современное изучение Марса…………………..30

         4.1     Планируемые миссии…………………………30

         4.2     Пилотируемые полет  на Марс…………….….30

Глава 5. Спутники изучающие  Марс……………………..31

Заключение…………………………………………………38

Список использованной литературы……………………...40

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Марс - четвертая по порядку от Солнца большая планета Солнечной системы, далекая и загадочная с незапамятных времен, сегодня стала близкой. Это стало возможным благодаря достигнутым успехам космонавтики.

Испокон века Марс притягивал к себе взоры и мысли землян. Возможность жизни на других планетах Солнечной системы будоражила лучшие умы человечества. В литературе тема Марса тоже очень популярна: Такие произведения как “Аэлита” Алексея Толстого, “Марсианские Хроники” Рэя Брэдбери и “Война Миров” Герберта Уэллса известны практически каждому, а уж перечислить всех авторов, писавших о Марсе, вообще невозможно.

Пафос романтических 60 гг., когда с экранов кинотеатров не сходил восторженный вопрос "...есть ли жизнь на Марсе?", сменился рабочими буднями полетов на Марс автоматических межпланетных станций (АМС), начало которым положил первый полет к "красной планете" советской станции "Марс-1", запущенной 1 ноября 1962 г. Начиная с 1959 г. в СССР и России было разработано восемь типов "марсианских" станций, дошедших до летно-конструкторских испытаний. Путь к нашей последней, к сожалению неудачной, экспедиции оказался тернистым: с 1962 по 1996 г. выполнено 17 стартов АМС к Марсу. Из них лишь четыре миссии считаются частично успешными. Неудача марсианских экспедиций постигала не только нас, но и США. Но несмотря ни на что, не все экспедиции были провальными, так что люди накопили немало сведений об атмосфере Марса, его климате, поверхностном составе и геологических процессах, протекающих на нем. Но материалов для изучения еще очень и очень много.         

 В смелых мечтах  ученые желают изменить климат  Марса, сделать его пригодным  для жизни и заселить людьми, но если одни считают, что  это недалекая реальность, другие  заявляют, что дальше разговоров  дело не зайдет, а если Марсу  и суждено приютить людей, случится  это очень и очень не скоро.          

 Встает законный вопрос: “Почему?” Почему Марс, почему  именно к нему привязано столько  внимания как простых людей, так и ученых? Вероятно потому, что Марс - единственная планета в Солнечной Системе, на которой могут приютиться люди. Он бесспорно является самой “землеподобной” планетой в Солнечной системе. Его ось наклонена по углом в 24.935 градуса к плоскости орбиты его вращения вокруг Солнца (наклон оси Земли составляет 23.5 градуса). Период вращения Марса вокруг своей оси составляет 24 часа 39 минут 36 секунд (Земли-23 часа 56 минут 5 секунд). Как и Земля, он не представляет собой идеальную сферу, а несколько приплюснут с полюсов и несколько взбухает на экваторе. Как и Земля, он имеет четыре сезона, правда их длительность почти вдвое больше: из-за эллиптической орбиты сезоны в северном и южном полушария имеют разную продолжительность: лето в северном полушарии продолжается 177 марсианских суток, а в южном оно на 21 день короче и теплее на 20 градусов, чем лето в северном полушарии. Наконец, как и Земля, он имеет ледяные полярные шапки, горы, пустыни и пылевые бури. И хотя сейчас Марс производит впечатление безжизненной пустыни, есть данные о том, что в древние времена его оживляли океаны и реки, а его климат и атмосфера были весьма похожи на земные.

 

 

 

 

Красная планета

 

Первая поразительная  особенность Марса - его красный  цвет. Эта особенность оказалась настолько важна, что определила название планеты. Древние не мучались вопросом, почему Марс окрашен в красный цвет. Они были уверены, что это кровь. Потому что в годы так называемых великих противостояний[1] Марс подходит к Земле на самое близкое расстояние, и тогда между людьми почему-то вспыхивают наиболее жестокие войны. Действительно, что лучше крови могло символизировать предстоящие ужасы? Вавилоняне отождествляли планету - предвестницу несчастий с богом сражений Нергалом, греки и римляне - с богом войны Аресом или Марсом. Название «Марс» закрепилось и вполне оправдывало себя на протяжении всей истории человечества. Вот и последнее Великое противостояние, когда Марс в очередной раз подошел близко к Земле, совпало с началом второй мировой войны и нападением Германии на СССР.         

 Почему же Марс красный? Такой цвет Марс получил благодаря полезным ископаемым, которые содержат избыточное количество оксида железа, имеющего красноватый цвет. Так что древние были не так уж далеки от истины - марсианский песок делает красным та же самая окись железа, которой обязан свои цветом гемоглобин человеческой крови.

 

 

 

 

 

Луны

 

Спутники Марса были открыты  11 и 17 августа 1877 года во время великого противостояния американским астрономом Асафом Холлом. Такие названия спутники получили опять же из греческой мифологии: Фобос и Деймос - сыновья Ареса (Марса) и Афродиты (Венеры), всегда сопровождали своего отца. В переводе с греческого “фобос” означает “страх”, а “деймос” - “ужас”.

Фобос - самая близкая  луна к ее планете в Солнечной  системе. Расстояние от Фобоса до Марса-9400 километров и вращается спутник вокруг Марса с периодом 7 час. 39 мин. Таким образом, Фобос совершает обращение вокруг планеты втрое быстрее, чем сам Марс вращается вокруг своей оси. За сутки Фобос успевает совершить три полных оборота и еще пройти дугу в 78 градусов. Для марсианского наблюдателя Фобос восходит на западе и заходит на востоке.

Размеры Фобоса невелики-28х20х18 км.  Последние данные, полученные со спускаемого аппарата “Марс Глобал Сервейер”, показали, что поверхность Фобоса, являющаяся как бы ребром относительно планеты, вся покрыта кратерами от постоянных метеоритных столкновений.

В 1945 году американский астроном Б. Шарплес обнаружил вековое  ускорение в движении Фобоса по орбите. Это означало, что Фобос, строго говоря, движется по очень пологой спирали, постепенно приближаясь к поверхности Марса. Если так и дальше будет продолжаться, через 15 млн лет-срок с космической точки зрения весьма небольшой, Фобос упадет на Марс. Интересно, что есть программа, призванная “помочь” Фобосу упасть на Марс с целью повышения температуры планеты вследствии столкновения со спутником, но насколько это реально-покажет время.

Деймос - самая маленькая  известная луна в Солнечной системе. Спутник не обладает сферической формой, его размеры  11x15 км. Расстояние до Марса порядка 23.5 тысяч километров. Период вращения спутника вокруг Марса 30 часов 21 минута. Период обращения Деймоса немного больше, чем период вращения Марса, поэтому хоть Деймос и “нормально” восходит на востоке и заходит на западе, но движется по небу Марса крайне медленно.

Небольшими кратерами  поверхности спутников усеяны примерно также как и Луна. При общем сходстве, обилии мелко раздробленной породы, покрывающей поверхности спутников Фобос выглядит более "ободранным", а Деймос имеет более сглаженную, засыпанную пылью поверхность. На Фобосе обнаружены загадочные борозды, пересекающие почти весь спутник. Борозды имеют ширину 100-200 м и тянутся на десятки километров. Глубина их от 20 до 90 метров. Есть несколько гипотез, объясняющих происхождение этих борозд, но пока нет достаточно убедительного объяснения, как впрочем, и объяснения происхождения самих спутников. Скорее всего это захваченные астероиды.

 

 

Атмосферный состав

Атмосфера представляет собой самую внешнюю  и потому наиболее доступную дистанционным методам исследований оболочку планеты, формирование которой непосредственно связано с ее эволюцией.

Давление  атмосферы у поверхности Марса  на два порядка меньше, чем у поверхности Земли. Средняя температура у поверхности Марса -60оС(~210K). Преобладающий компонент в атмосфере Марса - углекислый газ, относительное объемное содержание которого свыше 95%.

 

Таблица 2.

Относительные параметры атмосферы Марса.

 

Химический  состав (объемные проценты по отношению  к средней плотности)	CO2	95
	N2	2-3
	Ar	1-2
	H2O	10-3-10-1
	CO	4*10-3
	O2	0,1-0,4
	SO2	10-5
	Ne	<10-3
	Kr	<2*10-3
	Xe	<5*10-3
Средняя молекулярная масса		43,5
Температура у поверхности
Tmax(K)		270
Tmin(K)		200
Среднее давление у поверхности P (атм.)		6*10-3
Средняя плотность у  поверхности r (г/см3)		1,2*10-5

 

Для атмосферы Марса характерно низкое относительное содержание водяного пара, на уровне сотых и тысячных долей процента. Около 80% количества H₂O сосредоточено в приповерхностном слое атмосферы толщиной в несколько километров. Содержание водяного пара в зависимости от сезона, широты и времени суток колеблется в сто раз. Наиболее сухая атмосфера - в высоких широтах зимой, а наиболее влажная - над полярными областями летом. На Марсе обнаружены также отдельные районы повышенной влажности в средних широтах и общее уменьшение влагосодержания в атмосфере в период пылевой бури.

В разреженной атмосфере  Марса тепловые неоднородности у  поверхности резко выражены, и  температурный профиль испытывает значительные сезонно-суточные изменения, достигающие 100-150 K. С высотой глубина вариаций сильно уменьшается. За среднее давление, примерно соответствующее среднеуровенной поверхности Марса, принято 6,1 мбар. Оно совпадает с положением тройной точки на фазовой диаграмме воды. В зависимости от рельефа давление колеблется от ~2 до ~ 10 мбар. Днем температура поверхности выше, а ночью ниже, чем температура атмосферы. У полюсов температура атмосферы опускается зимой ниже температуры фазового перехода углекислого газа(148 K при давлении 6 мбар),в результате чего CO₂ превращается в сухой лед.

Рисунок 5.

Высотный профиль температуры  атмосферы Марса, показанный на рисунке 5, отвечает средним условиям, т.е. относится к послеполуденному времени приэкваториальных широт. Температурный градиент днем близок к адиабатическому, от поверхности до 20-30 км, а выше, в стратосфере, достигаются условия, близкие к изотермии, с отдельными инверсионными слоями. В стратосфере Марса, так же как и на полюсах, может конденсироваться углекислота, однако марсианские облака преимущественно состоят из кристаллов водяного льда и расположены ниже, в тропосфере. Положение и температура мезопаузы на Марсе примерно такие же, как на Венере, а дневная экзосферная температура ~350 K, и она испытывает меньшие вариации в зависимости от времени суток.

 

 

 

Рельеф поверхности

 

Во второй половине 60-х  годов с пролетных аппаратов "Маринер-4,6,7" были получены первые фотоснимки нескольких сравнительно небольших районов  поверхности в южном полушарии. Снимки, которых с таким нетерпением  ждали, принесли разочарование. Отснятые районы изобиловали кратерами, в  большинстве своем сильно разрушенными и чем-то напоминавшими лунные. Основываясь  на этой весьма ограниченной информации, о Марсе стали говорить как  о мертвой планете не только в  биологическом, но и в геологическом  смысле. Это сильно ослабило традиционный интерес к нему исследователей и  широкой общественности, длительное время подогревавшийся такими экзотическими  феноменами, как "сезонная смена  растительного покрова", "каналы" и т.п. Однако дальнейшие исследования, особенно энергично развернутые  после вывода на орбиты вокруг Марса  первых искусственных спутников  в 1971 году (советских "Марс-2" и "Марс-3" и американского "Маринер-9"), не просто "возродили", а значительно  усилили былой интерес к этой планете.

Особенно  эффективными оказались результаты глобального картирования Марса  путем передачи телевизионных изображений  и фотографирования его поверхности  со спутников "Маринер-9", "Марс-5" и "Викинг-1,2". Изображения получены в основном с разрешением в 1 км, но отдельные участки исследованы  при разрешении до 40-50 м, т.е. в 10 000 раз  более высоком, чем при наблюдении с Земли. Это дало возможность  увидеть, что же представляют собой  наблюдаемые в телескоп на диске  Марса темные и светлые области, понять, с чем связаны периодические  изменения их очертаний и контрастов, сколь реальны границы других слабых, едва различимых пятен, как  выглядят полярные шапки. Последовательные съемки одних и тех же районов  за период, превышающий марсианский  год, позволили проследить динамику сезонных колебаний и влияние  атмосферных процессов на морфологию марсианской поверхности.