Mars is de vierde planeet in ons zonnestelsel en de op een na kleinste na Mercurius. Vernoemd naar de oude Romeinse god van de oorlog. De bijnaam "Rode Planeet" komt van de roodachtige tint van het oppervlak, die te wijten is aan het overwicht van ijzeroxide. Om de paar jaar, wanneer Mars in oppositie is met de aarde, is hij het meest zichtbaar aan de nachtelijke hemel. Om deze reden hebben mensen de planeet gedurende vele millennia geobserveerd, en haar verschijning aan de lucht heeft een grote rol gespeeld in de mythologie en astrologische systemen van vele culturen. In de moderne tijd is het een schatkamer van wetenschappelijke ontdekkingen geworden die ons begrip van het zonnestelsel en zijn geschiedenis hebben uitgebreid.
Grootte, baan en massa van Mars
De straal van de vierde planeet vanaf de zon is ongeveer 3396 km op de evenaar en 3376 km in de poolgebieden, wat overeenkomt met 53% van de straal van de aarde. En hoewel het ongeveer de helft is, is de massa van Mars 6,4185 x 10²³ kg, of 15,1% van de massa van onze planeet. De helling van de as is gelijk aan die van de aarde en is gelijk aan 25,19° met het vlak van de baan. Dit betekent dat de vierde planeet vanaf de zon ook een wisseling van seizoenen doormaakt.
Op de verste afstand van de zon, Marsdraait op een afstand van 1.666 AU. e., of 249,2 miljoen km. In het perihelium, wanneer het zich het dichtst bij onze ster bevindt, is het er 1,3814 AU vandaan. e., of 206,7 miljoen km. De rode planeet heeft 686.971 aardse dagen nodig, wat overeenkomt met 1,88 aardse jaren, om een baan rond de zon te voltooien. In Marsdagen, die op aarde één dag en 40 minuten zijn, is een jaar 668.5991 dagen.
Bodemsamenstelling
Met een gemiddelde dichtheid van 3,93 g/cm³ maakt deze eigenschap van Mars hem minder dicht dan de aarde. Het volume is ongeveer 15% van het volume van onze planeet en de massa is 11%. Rode Mars is het resultaat van de aanwezigheid van ijzeroxide op het oppervlak, beter bekend als roest. De aanwezigheid van andere mineralen in het stof zorgt voor andere tinten - goud, bruin, groen, enz.
Deze aardse planeet is rijk aan mineralen die silicium en zuurstof bevatten, metalen en andere stoffen die gewoonlijk worden aangetroffen op rotsachtige planeten. De grond is licht alkalisch en bevat magnesium, natrium, kalium en chloor. Experimenten uitgevoerd op grondmonsters tonen ook aan dat de pH 7,7 is.
Hoewel vloeibaar water niet kan bestaan op het oppervlak van Mars vanwege de dunne atmosfeer, zijn grote concentraties ijs geconcentreerd in de poolkappen. Bovendien strekt de permafrostgordel zich uit van de pool tot 60 ° breedtegraad. Dit betekent dat water onder het grootste deel van het oppervlak bestaat als een mengsel van vaste en vloeibare toestanden. Radargegevens en bodemmonsters bevestigden de aanwezigheid van ondergrondse reservoirsook op de middelste breedtegraden.
Interne structuur
De 4,5 miljard jaar oude planeet Mars bestaat uit een dichte metalen kern omgeven door een siliciummantel. De kern is samengesteld uit ijzersulfide en bevat twee keer zoveel lichtelementen als de aardkern. De gemiddelde dikte van de korst is ongeveer 50 km, het maximum is 125 km. Als we rekening houden met de grootte van de planeten, dan is de aardkorst, met een gemiddelde dikte van 40 km, 3 keer dunner dan die van Mars.
Moderne modellen van de interne structuur suggereren dat de grootte van de kern in een straal van 1700-1850 km ligt, en deze bestaat voornamelijk uit ijzer en nikkel met ongeveer 16-17% zwavel. Vanwege zijn kleinere omvang en massa is de zwaartekracht op het oppervlak van Mars slechts 37,6% van die van de aarde. De zwaartekrachtversnelling is hier 3.711 m/s², vergeleken met 9,8 m/s² op onze planeet.
Oppervlaktekenmerken
Rode Mars is stoffig en droog van bovenaf, en geologisch lijkt het sterk op de aarde. Het heeft vlakten en bergketens, en zelfs de grootste zandduinen in het zonnestelsel. Hier is ook de hoogste berg - de schildvulkaan Olympus, en de langste en diepste kloof - de Marinera-vallei.
Inslagkraters zijn typische elementen van het landschap op de planeet Mars. Hun leeftijd wordt geschat in miljarden jaren. Door de trage erosie zijn ze goed bewaard gebleven. De grootste daarvan is de Hellas-vallei. De omtrek van de krater is ongeveer 2300 km en de diepte bereikt 9 km.
Op het oppervlak van Mars ookravijnen en kanalen kunnen worden onderscheiden, en veel wetenschappers geloven dat er ooit water doorheen stroomde. Als we ze vergelijken met soortgelijke formaties op aarde, kan worden aangenomen dat ze op zijn minst gedeeltelijk zijn gevormd door watererosie. Deze kanalen zijn vrij groot - 100 km breed en 2000 km lang.
Mars-satellieten
Mars heeft twee kleine manen, Phobos en Deimos. Ze werden in 1877 ontdekt door de astronoom Asaph Hall en zijn vernoemd naar mythische personages. Volgens de traditie van het nemen van namen uit de klassieke mythologie, zijn Phobos en Deimos de zonen van Ares, de Griekse god van de oorlog, die het prototype was van de Romeinse Mars. De eerste personifieert angst, en de tweede - verwarring en afschuw.
Phobos heeft een diameter van ongeveer 22 km en de afstand tot Mars ervan is 9234,42 km bij perigeum en 9517,58 km bij apogeum. Dit is onder synchrone hoogte en het duurt slechts 7 uur voordat de satelliet om de planeet cirkelt. Wetenschappers hebben berekend dat Phobos in 10-50 miljoen jaar naar het oppervlak van Mars kan vallen of uiteenv alt in een ringstructuur eromheen.
Deimos heeft een diameter van ongeveer 12 km en de afstand tot Mars is 23455,5 km bij perigeum en 23470,9 km bij apogeum. De satelliet maakt een complete omwenteling in 1,26 dagen. Mars heeft mogelijk nog meer satellieten met een diameter kleiner dan 50-100 m, en er is een ring van stof tussen Phobos en Deimos.
Volgens wetenschappers waren deze satellieten ooit asteroïden, maar toen werden ze gevangen door de zwaartekracht van de planeet. Het lage albedo en de samenstelling van beide manen (koolstofhoudend)chondriet), dat vergelijkbaar is met het materiaal van asteroïden, ondersteunt deze theorie, en de onstabiele baan van Phobos lijkt een recente vangst te suggereren. De banen van beide manen zijn echter cirkelvormig en liggen in het vlak van de evenaar, wat ongebruikelijk is voor vastgelegde lichamen.
Atmosfeer en klimaat
Het weer op Mars is te wijten aan de aanwezigheid van een zeer dunne atmosfeer, die voor 96% uit koolstofdioxide, 1,93% argon en 1,89% stikstof bestaat, evenals sporen van zuurstof en water. Het is erg stoffig en bevat fijnstof met een diameter van slechts 1,5 micron, waardoor de hemel op Mars donkergeel wordt vanaf het oppervlak. Atmosferische druk varieert binnen 0,4-0,87 kPa. Dit komt overeen met ongeveer 1% van de aarde op zeeniveau.
Door de dunne laag van de gasvormige schil en de grotere afstand tot de zon, warmt het oppervlak van Mars veel slechter op dan het oppervlak van de aarde. Gemiddeld is het -46°C. In de winter da alt het tot -143 ° C aan de polen, en in de zomer 's middags op de evenaar bereikt het 35 ° C.
Stofstormen woeden op de planeet, die veranderen in kleine tornado's. Krachtigere orkanen ontstaan wanneer stof opstijgt en wordt verwarmd door de zon. De wind neemt toe en veroorzaakt stormen die duizenden kilometers lang zijn en enkele maanden aanhouden. Ze verbergen eigenlijk bijna het hele oppervlak van Mars aan het zicht.
Sporen van methaan en ammoniak
Er zijn ook sporen van methaan gevonden in de atmosfeer van de planeet, met een concentratie van 30 delen per miljard. Er wordt geschat datMars zou 270 ton methaan per jaar moeten produceren. Eenmaal vrijgekomen in de atmosfeer kan dit gas slechts een beperkte periode (0,6-4 jaar) bestaan. Zijn aanwezigheid, ondanks zijn korte levensduur, geeft aan dat er een actieve bron moet bestaan.
Voorgestelde opties zijn onder meer vulkanische activiteit, kometen en de aanwezigheid van methanogene microbiële levensvormen onder het aardoppervlak. Methaan kan worden geproduceerd door een niet-biologisch proces dat serpentinisatie wordt genoemd, waarbij water, koolstofdioxide en olivijn betrokken zijn, wat gebruikelijk is op Mars.
Mars Express heeft ook ammoniak gedetecteerd, maar met een relatief korte levensduur. Het is niet duidelijk waardoor het wordt geproduceerd, maar er is gesuggereerd dat vulkanische activiteit een mogelijke bron is.
De planeet verkennen
Proberen erachter te komen wat Mars is, begon in de jaren zestig. In de periode van 1960 tot 1969 lanceerde de Sovjet-Unie 9 onbemande ruimtevaartuigen naar de Rode Planeet, maar ze bereikten het doel allemaal niet. In 1964 begon NASA met het lanceren van Mariner-sondes. De eerste waren "Mariner-3" en "Mariner-4". De eerste missie mislukte tijdens de inzet, maar de tweede, die 3 weken later werd gelanceerd, voltooide de reis van 7,5 maand met succes.
Mariner 4 nam de eerste close-upbeelden van Mars (met inslagkraters) en leverde nauwkeurige gegevens over de atmosferische druk op het oppervlak en merkte de afwezigheid van een magnetisch veld en een stralingsgordel op. NASA zette het programma voort met de lancering van nog een paar flyby-sondes Mariner 6 en 7,die de planeet bereikte in 1969
In de jaren zeventig streden de USSR en de VS om als eerste een kunstmatige satelliet in een baan rond Mars te brengen. Het Sovjet M-71-programma omvatte drie ruimtevaartuigen - Kosmos-419 (Mars-1971C), Mars-2 en Mars-3. De eerste zware sonde stortte neer tijdens de lancering. Daaropvolgende missies, Mars 2 en Mars 3, waren een combinatie van een orbiter en een lander en waren de eerste stations die buitenaards landden (anders dan op de maan).
Ze werden medio mei 1971 met succes gelanceerd en vlogen zeven maanden van de aarde naar Mars. Op 27 november stortte de Mars 2-lander neer als gevolg van een storing in de boordcomputer en werd het eerste door de mens gemaakte object dat het oppervlak van de Rode Planeet bereikte. Op 2 december maakte Mars-3 een reguliere landing, maar de uitzending werd onderbroken na 14.5 van de uitzending.
Ondertussen zette NASA het Mariner-programma voort en werden de sondes 8 en 9 gelanceerd in 1971. Tijdens de lancering stortte Mariner 8 neer in de Atlantische Oceaan. Maar het tweede ruimtevaartuig bereikte niet alleen Mars, maar werd ook het eerste dat met succes in zijn baan werd gelanceerd. Terwijl de stofstorm op planetaire schaal duurde, slaagde de satelliet erin om verschillende foto's van Phobos te maken. Toen de storm afnam, nam de sonde foto's die gedetailleerder bewijs leverden dat er ooit water op het oppervlak van Mars stroomde. Een heuvel genaamd de Sneeuw van Olympus (een van de weinige objecten die zichtbaar bleef tijdens een planetaire stofstorm) bleek ook de hoogste formatie in het zonnestelsel te zijn, wat leidde tothernoemen naar Mount Olympus.
In 1973 stuurde de Sovjet-Unie nog vier sondes: de 4e en 5e Mars-orbiters, evenals de Mars-6 en 7 orbitale en afdalingssondes. Alle interplanetaire stations behalve Mars-7 , verzonden gegevens en de Mars-5-expeditie was het meest succesvol. Vóór de drukverlaging van de zenderbehuizing kon het station 60 beelden verzenden.
Tegen 1975 lanceerde NASA Viking 1 en 2, die bestond uit twee orbiters en twee landers. De missie naar Mars was gericht op het zoeken naar sporen van leven en het observeren van de meteorologische, seismische en magnetische kenmerken ervan. De resultaten van biologische experimenten aan boord van de terugkerende Vikingen waren niet overtuigend, maar een heranalyse van de in 2012 gepubliceerde gegevens suggereerde tekenen van microbieel leven op de planeet.
Orbiters hebben aanvullende gegevens verstrekt die bevestigen dat er ooit water op Mars heeft bestaan - grote overstromingen hebben diepe kloven van duizenden kilometers lang gevormd. Bovendien suggereren flarden vertakkende beekjes op het zuidelijk halfrond dat hier ooit neerslag viel.
Hervatting van vluchten
De vierde planeet vanaf de zon werd pas in de jaren negentig verkend, toen NASA de Mars Pathfinder-missie stuurde, die bestond uit een ruimtevaartuig dat een station landde met de bewegende Sojourner-sonde. Het apparaat landde op 4 juli 1987 op Mars en werd het bewijs van de levensvatbaarheid van de technologieën die bij verdere expedities zullen worden gebruikt, zoalszoals het landen van een airbag en het automatisch vermijden van obstakels.
De volgende missie naar Mars is de MGS-mappingsatelliet, die de planeet op 12 september 1997 bereikte en in maart 1999 begon te werken. Gedurende een volledig Marsjaar bestudeerde het vanaf lage hoogte, bijna in een polaire baan, de hele oppervlak en atmosfeer en stuurde meer planetaire gegevens dan alle eerdere missies samen.
5 november 2006 MGS verloor het contact met de aarde en de herstelinspanningen van NASA eindigden op 28 januari 2007
In 2001 werd de Mars Odyssey Orbiter gestuurd om uit te zoeken wat Mars is. Het doel was om met behulp van spectrometers en warmtebeeldcamera's te zoeken naar bewijs van het bestaan van water en vulkanische activiteit op de planeet. In 2002 werd aangekondigd dat de sonde een grote hoeveelheid waterstof had gedetecteerd, het bewijs van enorme ijsafzettingen in de bovenste drie meter grond binnen 60° van de Zuidpool.
Op 2 juni 2003 lanceerde de European Space Agency (ESA) Mars Express, een ruimtevaartuig dat bestaat uit een satelliet en de Beagle 2-lander. Het ging op 25 december 2003 in een baan om de aarde en de sonde ging op dezelfde dag de atmosfeer van de planeet binnen. Voordat de ESA het contact met de lander verloor, bevestigde de Mars Express Orbiter de aanwezigheid van ijs en koolstofdioxide op de zuidpool.
In 2003 begon NASA de planeet te verkennen in het kader van het MER-programma. Het gebruikte twee rovers Spirit en Opportunity. De missie naar Mars had de taak om verschillenderots en aarde om bewijs te vinden van de aanwezigheid van water hier.
12.08.05 werd de Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) gelanceerd en bereikte de baan van de planeet op 10.03.06. Aan boord van het apparaat zijn wetenschappelijke instrumenten die zijn ontworpen om water, ijs en mineralen op en onder het oppervlak te detecteren. Daarnaast zal MRO toekomstige generaties ruimtesondes ondersteunen door dagelijks het weer en de oppervlaktecondities van Mars te volgen, toekomstige landingsplaatsen te zoeken en een nieuw telecommunicatiesysteem te testen dat de communicatie met de aarde zal versnellen.
6 augustus 2012, NASA's MSL Mars Science Laboratory en de Curiosity rover landden in Gale Crater. Met hun hulp zijn er veel ontdekkingen gedaan met betrekking tot lokale atmosferische en oppervlaktecondities, en er zijn ook organische deeltjes gedetecteerd.
Op 18 november 2013, in een andere poging om erachter te komen wat Mars is, werd de MAVEN-satelliet gelanceerd, met als doel de atmosfeer te bestuderen en signalen van robotrovers door te geven.
Onderzoek gaat door
De vierde planeet vanaf de zon is na de aarde de meest bestudeerde planeet in het zonnestelsel. Momenteel opereren Opportunity- en Curiosity-stations op het oppervlak en opereren 5 ruimtevaartuigen in een baan om de aarde - Mars Odyssey, Mars Express, MRO, MOM en Maven.
Deze sondes hebben ongelooflijk gedetailleerde beelden van de Rode Planeet vastgelegd. Ze hielpen ontdekken dat daar ooit water was, en bevestigden dat Mars en de aarde erg op elkaar lijken - ze hebben poolkappen, seizoenen, een atmosfeer ende aanwezigheid van water. Ze toonden ook aan dat organisch leven vandaag de dag kan bestaan en hoogstwaarschijnlijk eerder bestond.
De obsessie van de mensheid met Mars gaat onverminderd door, en onze inspanningen om het oppervlak te bestuderen en de geschiedenis ervan te ontrafelen zijn nog lang niet voorbij. De komende decennia zullen we daar waarschijnlijk rovers blijven sturen en daar voor het eerst een man naartoe sturen. En na verloop van tijd, gezien de beschikbaarheid van de nodige hulpbronnen, zal de vierde planeet vanaf de zon op een dag bewoonbaar worden.
