Изучение Марса: история, космические аппараты, межпланетные станции

Изучение Марса: история, космические аппараты, межпланетные станции

«Марс-1» - автоматическая межпланетная станция

Марс остается притягательным объектом изучения для ученых. Для исследования красной планеты земляне отправили около 40 научных экспедиций к Марсу. Не все были успешны, но большая часть приземлений оказались удачными и внесли вклад в изучение планеты.

Исследование Марса остается привлекательным, благодаря относительной близости это планеты к Земле. Века исследований создали ошибочную веру в жизнь на Марсе.

Дальнейшее изучение Марса в разы увеличило знание о планете. Например, окраска планеты периодически менялась, знаменитые каналы оказались обманом зрения. Также наука выяснила, что растения не могут существовать на Марсе, но планета хранит внушительные запасы льда.

Истоки наблюдения

Впервые Марс стал объектом изучения задолго до изобретения телескопа. Красная планета упоминается у астрономов древнего Египта. Исследованием планеты занимались вавилоняне, греки и римские ученые.

  • 14 век до н.э. письменное упоминание Марса, как движущегося объекта. Проведен расчет траектории, при которой планета изменяет движение от прямого к обратному относительно Земли.
  • 2 век до н.э. Обнаружено покрытие Венерой Марса (Китай)
  • Большое влияние на древнегреческую астрономию оказала культура Месопотамии. Греческие астрономы сравнивали Марс с богом войны.

Первые научные исследования Марса

Исследования проводились без оптических приспособлений до середины 16 века. Конец 16 века примечателен следующими достижениями:

  • 1594, год систематизации имеющихся астрономических данных Кеплером.
  • Кеплер доказывает существование эллиптической орбиты планеты.

Телескопические исследования Марса в XVII и XVIII веках

Галилей стал первооткрывателем в работе с телескопом для астрономических исследований. Ученый отмечал начало наблюдений через телескоп 1610 годом.

  • 1644 год. Бартоли обнаруживает два пятна на планете.
  • 1659 год. Составление первой карты рельефа планеты, показаны темные участки и одна из полярных шапок планеты.
  • 1666 год. Джованни Кассини определяет интервал вращения Марса – 24,8 часов.
  • 1672 год. Обнаружение снежной шапки на северном полюсе.

1704 год стал годом исследования полярных шапок, французский астроном Маральди обнаружил изменения шапок, зависящие от движения планеты.

  • В 1781 году был вычислен угол наклона оси от полюсов к плоскости. Угол наклона равен 28,5.
  • Оноре Фложрег обнаружил облака пыли в 1809 году, назвав желтые туманности «вуалью».

Изучение Марса в XIХ веке

Начало 19 века ознаменовалось умножением качества и мощности оптических устройств, которые повлияли на астрономические исследования. Например, линзы перестали искажать внешнюю сторону объекта, устранен эффект комы.

  • 1858 год. Обнаружение участков голубых оттенков на поверхности планеты, получившие название «Голубого Скорпиона».
  • 1862 год. Продолжение изучение желтых облачных образований. 1870 году Джованни Скиапарелли обнаруживает желтые затемнения в атмосфере исследуемой планеты.
  • 1863 год. Создание цветной карты Марса. Участки и объекты на планете получают названия первооткрывателей.
  • 1867 год. Ученые из Франции и Англии обнаруживают совпадение оптического спектора Марса и Луны. Открытие позволило предположить наличие пара на поверхности планеты.
  • 1869 год. Секки обнаруживает линейные затемненные участки, обозначив их как «Каналы».

В 1877 г. американский астроном обнаруживает два естественных спутника:

  • Фобос.
  • Деймос.

ХХ век в исследовании Марса

В период оппозиции (времени, когда Марс максимально приближается к Земле) в 1907 г обнаружено подтверждение существования облаков. Чем ближе планета приближалась к Солнцу, тем больше энергии принимала. Под воздействием солнца появлялись песчаные бури, которые и считались «пыльными демонами».

  • Американскими учеными получены данные о температуре планеты: — 68C до +7 C от полюса к центру диска.
  • 1924 год. Обнаружение падение температуры в ночное время до −85 C.
  • 1934 . Американские ученые выявили концентрацию кислорода в атмосфере Красной планеты, которая равняется 1% от того же значения земной атмосферы.
  • 1947 год. Нахождение в атмосфере двуокиси углерода. Концентрация углекислого газа выше концентрации в земной атмосфере в два раза.
  • 1963 год. Обнаружение наличия гидросферы планеты.

Исследование планеты с помощью телескопов продолжается до конца 20 века.

Космические аппараты в изучении Марса в ХХ и ХХI

Во второй половине 20 века научные поиски органической жизни на Марсе приводят к отправлению межпланетных станций, которые исследовали поверхность, атмосферу планеты.

Орбитальные телескопы

Наземные телескопы позволяют не останавливать наблюдение за планетой в период противостояния. В 1990 году исследователи Красной планеты запускают на земную орбиту автономную обсерваторию «Хаббл». Телескоп передает обнаруженные данные на Землю, такие как фотографии, метеоданные и прочее.

В 2001 году зафиксировано первое рентгеновское излучение Марса. Обнаружено, что на появление лучей влияет излучение Солнца.

Межпланетные станции: новый этап изучения

1960-е дали старт изучения Марса с помощью межпланетных станций.

  • Маринер-4 -первая станция, исследовавшая планету на расстоянии пролетной траектории.
  • Маринер- 9- искусственный спутник планеты.
  • 1971 год запуск советского Марс-3
  • Марс-2-6-7 при посадке были утеряны.
  • Викинг -1 стал первой автоматической станцией на поверхности планеты. Через 5 лет после отправления «Викинг» выслал снимки планеты, первичные результаты анализа почвы и атмосферы.

Данные, полученные после запуска «Викинга»:

  • Попытки обнаружения микроорганизмов дали отрицательный результат.
  • Проведен химический анализ почвы.
  • Составлена детальная карта планеты.

Орбитальный зонд Марс Одиссей показал наличие запасов льда.

Зонд Марс-Экспресс провел анализ состава Фобоса, позволивший предположить, что спутник состоит не из астероидов, а из грунта Марса. Зонд также собрал данные, позволившие рассчитать массу Фобоса.

Маринер

Космические станции Маринер запускались США в целях изучения Венеры и Марса и были оснащены телекамерами, солнечными батареями, приборами, позволяющие измерять заряд частиц и прочее. Каждая станция успешно завершила полет, за исключением:

  1. Маринер-1.
  2. Маринер-3.
  3. Маринер-8.
  • 11.1964 – запуск Маринер-3. Станция не достигла необходимой скорости, вследствие чего лишилась источника энергии. Маринер-3 отключился и остался на орбите.
  • 11.1964 – запуск Маринер-4, копии предыдущей станции. Впервые сделана фотография Марса вблизи.
  • 02.1969 – запуск Маринер-6, занимавшегося изучением атмосферы и фотографированием планеты.
  • 03.1969 – запуск Маринер-7, копии предыдущего, запущен для тех же целей.
  • 05.1971 – отправление Маринер-8. Потеря контроля над верхней ступенью носителя. Станция упала в Атлантический океан.
  • 05.1971 – отправление Маринер-9, искусственный спутник. Получены фотоизображения Фобоса и Деймоса.

Марс

Межпланетные станции «Марс» запускались СССР с 1960 по 1973 годы.

  • Цель запуска: изучение планеты и пространства около планеты.
  • Проект был первым запуском подобного масштаба.
  • Марс-1. Отказ системы управления.
  • Марс-2 – доставка модулей вездеходов и оборудования автономных станций на поверхность планеты.
  • Марс-3 – доставка оборудования и транзитной капсулы на поверхность одноименной планеты. Через 15 секунд после приземления контакт со станцией был утерян.

Орбитальные аппараты проекта завершили полетные программы, несмотря на неудачи спускаемых аппаратов.

Одной из задач первого поколения станций было изучение пространства между Марсом и Землей.

  • Марс-4 – фотографирование пролетной траектории планеты.
  • Марс-5 – искусственный спутник планеты, получены фотографии поверхности планеты.

Работа пятого аппарата привела к подтверждению сведений, собранных Марс-2,3, о величине магнитного поля в 30 гамм.

  • Марс-6 –аппарат, совершивший приземление на поверхность планеты. Собраны сведения об атмосфере, собранные в момент посадки. Проведено измерение химического состава атмосферы. Результаты показывают концентрацию аргона в атмосфере до 40% от общего количества.
  • Марс-7 – Проведено измерение скорости солнечного ветра и потока протонов, зависимости между указанными факторами. Рассмотрена интенсивность излучения водорода. Эксперимент позволил рассмотреть плотность и скорость попадающего в солнечную систему водорода.

Программа «Викинг»

Викинг завершил цикл запусков аппаратов, созданных НАСА в 70-х.

Станции «Викинг» стали первыми аппаратами, которые успешно выполнили программы запуска.

  • 08.1975 – запуск «Викинг-1».
  • 09.1975 – запуск «Викинг-2».

Цель программы:

Запуск двух аппаратов для изучения:

  • Орбиты.
  • Поверхности планеты.
  • Поиск органики в грунте.

Для предотвращения попадания земных микроорганизмов на планету, станции прошли стерилизацию под температурой 111 °С.

Орбитальный зонд «Марс Одиссей»

Одиссей – действующий аппарат, запущенный НАСА в 2001, для изучения Красной Планеты.

Основными задачами работы «Одиссея» стали:

  • Передача информации с действующих марсоходов.
  • Анализ геологического строения планеты.
  • Поиск минералов.

Феникс

Зонд Феникс работал в 2008 году. Посадочный модуль, созданный США, был оснащен приборами для исследования:

  • Геологии воды
  • Изучения среды для обнаружения благоприятных условий жизнедеятельности микроорганизмов.

Основным достижением стало:

  • Нахождение льда под слоем грунта.
  • Проведение химического анализа почвы.

Результатом анализа стало обнаружение солей хлора, следов натрия, калия и магния.

Орбитальный зонд «Марс Экспресс»

Mars Express – автономная  действующая станция, выпущенная Европейским Космическим агентством.

Марс Экспресс состоит из:

  • Спускаемого аппарата «Бигль-2».
  • Орбитального аппарата, который в настоящее время работает как спутник.

Зонд выявил наличие льда в южной полярной шапке. Над запасами льда лежит замерзший слой углекислоты. Благодаря недавним исследованиям Марса исследователи создали трехмерную модель рельефа изучаемой планеты.

Изучение метеоритов Марса в ХХ и ХХI веках

В конце 19 и начале 20 века были обнаружены три марсианских метеорита:

  1. В Индии.
  2. Во Франции.
  3. В Египте.

1983 год – анализ метеоритов доказал их марсианское происхождение.

В 1984 году в Антарктиде найден метеорит, содержащий углеводород предположительно биологического происхождения. Принято считать, что метеорит имеет марсианское происхождение. Предположение строится из-за строения изотопов кислорода, которое соответствует марсианской атмосфере.

С помощью химического анализа была выдвинута гипотеза о температуре Марса, температура верхних слоев грунта, вероятно, находится ниже отметки, при которой замерзает вода, более 4 млрд. лет.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector