Ο Άρης και η Αφροδίτη είναι παρόμοια με τη Γη, επομένως οι επιστήμονες δεν χάνουν την ελπίδα τους να βρουν ζωή σε γειτονικούς πλανήτες. Για τον Άρη αυτό είναι πιο πιθανό. Το ρόβερ Curiosity μπόρεσε να ανακαλύψει με βεβαιότητα ότι κάποτε κυλούσαν ποτάμια εκεί, πράγμα που σημαίνει ότι υπήρχε ατμόσφαιρα. Ίσως η ζωή στον Άρη να υπήρχε πολύ πριν από τη Γη ή θα είναι δυνατή μετά τη γήινη διαμόρφωση (αλλαγές στις κλιματικές συνθήκες). Αυτό απαιτεί την παρουσία ενός μαγνητικού πεδίου κοντά στον Άρη.
Μεγέθη, μάζες και τροχιές πλανητών
Ο κόκκινος πλανήτης είναι πολύ μικρότερος από τη Γη σε μέγεθος. Σύμφωνα με τους υπολογισμούς των επιστημόνων και τα δεδομένα που προέκυψαν κατά τη διαδικασία πολυάριθμων μελετών, έως και έξι αντικείμενα ίδιου όγκου με τον Άρη θα χωρούσαν στη Γη. Η ακτίνα του τέταρτου πλανήτη από τον Ήλιο κατά μήκος του ισημερινού είναι 0,53 της Γης και η επιφανειακή πυκνότητα είναι 37,6%.
Οι τροχιακές διαδρομές των πλανητών είναι ριζικά διαφορετικές, αλλά η αστρική ανατροπή είναι παρόμοια. Αυτό σημαίνει ότι ένας χρόνος στον Άρη διαρκεί σχεδόν 687 ημέρες και μια μέρα είναι 24 ώρες 40λεπτά. Η αξονική κλίση είναι σχεδόν η ίδια - 25 μοίρες για τον Άρη, η Γη είναι δύο μοίρες λιγότερο. Αυτή η ομοιότητα σημαίνει ότι η εποχικότητα μπορεί να αναμένεται από τον κόκκινο πλανήτη.
Δομή και σύνθεση της Γης και του Άρη
Οι εκπρόσωποι των επίγειων πλανητών (Αφροδίτη, Γη και Άρης) έχουν παρόμοια δομή. Αυτός είναι ένας μεταλλικός πυρήνας με μανδύα και φλοιό, αλλά η πυκνότητα της Γης είναι μεγαλύτερη από αυτή του Άρη. Δηλαδή, ο κόκκινος πλανήτης αποτελείται από ελαφρύτερα στοιχεία. Η Γη έχει έναν βραχώδη πυρήνα με υγρό, καθώς και έναν πυριτικό μανδύα και έναν στερεό επιφανειακό φλοιό. Όσον αφορά τον Άρη, οι επιστήμονες δεν είναι ακόμη απόλυτα σίγουροι για τη δομή του πυρήνα του. Είναι γνωστό ότι ο πυρήνας του Άρη αποτελείται από σίδηρο και νικέλιο, 16-17% - από θείο. Ο μανδύας του Άρη είναι μόνο 1300-1800 km (για σύγκριση: το πάχος του μανδύα της γης είναι 2890 km) και ο φλοιός καλύπτει 50-125 km (κοντά στη Γη - 40 km). Ο μανδύας και ο φλοιός της Γης και του Άρη είναι σχεδόν πανομοιότυπα στη δομή, αλλά διαφέρουν ως προς το πάχος.
χαρακτηριστικά επιφάνειας
Περίπου το 70% της επιφάνειας της Γης καλύπτεται από τα νερά των ωκεανών. Σύμφωνα με μια εκδοχή, το υγρό νερό ήταν μέρος του νέφους αερίου και σκόνης από το οποίο σχηματίστηκε η Γη. Σύμφωνα με άλλη, εμφανίστηκε ως αποτέλεσμα έντονου βομβαρδισμού με αστεροειδείς και κομήτες, στον οποίο υπέστη ο νεαρός πλανήτης. Μερικοί επιστήμονες είναι της άποψης ότι το νερό απελευθερώθηκε από τα ενυδατωμένα ορυκτά κατά τη διάρκεια του σχηματισμού της Γης. Υπάρχουν και άλλες υποθέσεις, και είναι πιθανό ότι όλες είναι λίγο πολύ αληθινές.
Ο Άρης είχε επίσης κάποτε υγρό νερό, το οποίοείναι απαραίτητη προϋπόθεση για την ανάπτυξη της ζωής. Τώρα όμως είναι ένας ψυχρός και έρημος πλανήτης, πλούσιος σε οξείδιο του σιδήρου, που δίνει στην επιφάνεια του Άρη μια κόκκινη απόχρωση. Το νερό είναι διαθέσιμο με τη μορφή πάγου στους πόλους. Μια μικρή ποσότητα συσσωρεύεται κάτω από την επιφάνεια.
Ο Άρης και η Γη είναι παρόμοια σε τοπίο. Στους πλανήτες υπάρχουν βουνά και ηφαίστεια, φαράγγια και πεδιάδες, φαράγγια, κορυφογραμμές, οροπέδια. Το μεγαλύτερο βουνό στον Άρη ονομάζεται Όλυμπος και η βαθύτερη άβυσσος είναι η Mariner Valley. Και οι δύο πλανήτες υποβλήθηκαν σε επιθέσεις μετεωριτών και αστεροειδών κατά τη διάρκεια του σχηματισμού τους, αλλά τα ίχνη στον Άρη διατηρούνται πολύ καλύτερα λόγω της έλλειψης βροχοπτώσεων και πίεσης αέρα. Τα άτομα είναι δισεκατομμυρίων ετών. Στη Γη, τέτοιοι σχηματισμοί κατέρρευσαν σταδιακά.
Ατμοσφαιρική σύνθεση και θερμοκρασία
Η Γη έχει μια πυκνή ατμόσφαιρα χωρισμένη σε πέντε στρώματα. Ο Άρης έχει πολύ αραιή ατμόσφαιρα και υψηλή πίεση. Η ατμόσφαιρα της Γης αποτελείται κυρίως από άζωτο (78%) και 21% από οξυγόνο (το υπόλοιπο 1% είναι άλλες ουσίες σε αέρια κατάσταση) και στον κόκκινο πλανήτη η σύνθεση αντιπροσωπεύεται κυρίως από διοξείδιο του άνθρακα (96%), άζωτο και αργό (σχεδόν 2 %, το υπόλοιπο 1% - άλλα αέρια).
Επηρέασε τη θερμοκρασία. Η μέση θερμοκρασία της γης είναι +14 βαθμοί Κελσίου, η μέγιστη - 70,7 βαθμοί, η ελάχιστη - -89,2 βαθμοί. Στον Άρη κάνει πολύ πιο κρύο. Η μέση θερμοκρασία πέφτει στους -46 βαθμούς Κελσίου, η ελάχιστη φτάνει τους -143 βαθμούς και ο μέγιστος πλανήτης θερμαίνεται στους 35 βαθμούς. Εξάλλου, σεη ατμόσφαιρα του κόκκινου πλανήτη περιέχει πολλή σκόνη.
Έχει ο Άρης μαγνητικό πεδίο
Το μαγνητικό πεδίο εκπέμπεται από τον πυρήνα του πλανήτη και δημιουργεί μια προστατευτική περιοχή που εκτρέπει τα ηλεκτρικά φορτία από την αρχική τροχιά. Όλα τα φορτία από τον Ήλιο ή άλλο αντικείμενο δεν απειλούν έναν πλανήτη που έχει τέτοιο προστατευτικό πεδίο. Η Γη έχει μαγνητικό πεδίο, αλλά ο Άρης έχει τέτοια προστασία; Από αυτή την άποψη, ο πλανήτης διαφέρει από τη Γη.
Τι είναι το μαγνητικό πεδίο στον Άρη; Μια φορά κι έναν καιρό, υπήρχε ένα παγκόσμιο προστατευτικό κέλυφος γύρω από τον πλανήτη, αλλά τελικά εξαφανίστηκε για διάφορους λόγους. Τώρα υπάρχει ένα μαγνητικό πεδίο στον Άρη, είναι εκτεταμένο, αλλά δεν συλλαμβάνει ολόκληρη την επιφάνεια του πλανήτη. Υπάρχουν εντοπισμένες περιοχές όπου το πεδίο είναι πιο δυνατό. Η ακτίνα του μαγνητικού πεδίου του Άρη σε ορισμένα σημεία είναι 0,2-0,4 Gauss, που είναι περίπου ίση με τους δείκτες της γης.
Οι επιστήμονες προσπαθούν να εξηγήσουν αυτά τα χαρακτηριστικά σήμερα. Ήταν δυνατό να ανακαλύψουμε, για παράδειγμα, ότι το μαγνητικό πεδίο του Άρη και η δομή του πλανήτη είναι αλληλένδετα. Το πεδίο είναι αδύναμο λόγω του πυρήνα. Ο πυρήνας του Άρη είναι ακίνητος σε σχέση με τον φλοιό, γεγονός που εξασθενεί την επίδραση του ίδιου προστατευτικού πεδίου.
Σύγκριση μαγνητοσφαιρών
Το μαγνητικό πεδίο της Γης και του Άρη δεν επιτρέπει στα ιονισμένα σωματίδια του ηλιακού ανέμου και άλλων κοσμικών σωματιδίων να διαρρεύσουν στην επιφάνεια. Το πεδίο προστατεύει κυριολεκτικά τη ζωή στη Γη. Η παρουσία του πεδίου εξηγείται από την περιστροφή του μεταλλικού πυρήνα στο υγρό εξωτερικό τμήμα. Η συνεχής κίνηση των ηλεκτρικών φορτίων οδηγεί στο σχηματισμό ενός μαγνητικού πεδίου.
Βπιο πρόσφατα, πιστεύεται ότι οι μαγνητικές δυνάμεις αλλάζουν σημαντικά ή συμβάλλουν στη διαρροή οξυγόνου από την ατμόσφαιρα. Αυτό μπορεί να είναι αλήθεια, γιατί οι μαγνητικοί πόλοι μπορούν να αλλάξουν θέση με την πάροδο του χρόνου, δεν είναι μόνιμοι. Για 160 εκατομμύρια χρόνια, οι πόλοι έχουν αλλάξει περίπου 100 φορές. Η τελευταία φορά που συνέβη ήταν πριν από περίπου 720.000 χρόνια και πότε θα συμβεί την επόμενη φορά είναι άγνωστο.
Το μαγνητικό πεδίο του Άρη, σε σύγκριση με αυτό της Γης, είναι ανεπαρκές για να υποστηρίξει τη ζωή. Αλλά ένας δυνητικά κατοικήσιμος πλανήτης πρέπει τουλάχιστον να έχει μεταλλικό πυρήνα. Αυτό θα δημιουργήσει προϋποθέσεις για το σχηματισμό ενός μαγνητικού πεδίου. Όσο για τον Άρη, υπάρχει ένα μαγνητικό πεδίο (αν και «στην ισορροπία»), υπάρχει επίσης ένας μεταλλικός πυρήνας. Αυτό σημαίνει ότι θεωρητικά, η ζωή στον πλανήτη είτε υπήρχε πριν, είτε είναι πιθανή υπό ορισμένες αλλαγές.
Θεωρίες εξαφάνισης πεδίου
Γιατί δεν υπάρχει μαγνητικό πεδίο στον Άρη; Ποια καταστροφή «έσπασε» το προστατευτικό κέλυφος ή τι έκανε τον μεταλλικό πυρήνα του πλανήτη να παγώσει; Υπάρχει κάποιος τρόπος να επαναφέρω το πεδίο; Επί του παρόντος, οι επιστήμονες εξετάζουν δύο βασικές θεωρίες για την εξαφάνιση του μαγνητικού πεδίου του Άρη.
Σύμφωνα με την πρώτη θεωρία, κάποτε ο πλανήτης είχε σταθερό μαγνητικό πεδίο (όπως στη Γη), αλλά «τρυπήθηκε» από μια σύγκρουση με κάποιο μεγάλο αντικείμενο. Αυτή η σύγκρουση σταμάτησε τον πυρήνα του πλανήτη, το πεδίο άρχισε να αποδυναμώνεται και στη συνέχεια έχασε εντελώς την κλίμακα του. Και σήμερα ορισμένα μέρη του πλανήτη παραμένουν πιο προστατευμένα από άλλα.
Η δεύτερη θεωρία έρχεται σε πλήρη αντίθεση με την πρώτη. Ο Άρης θα μπορούσε να ξεκινήσειύπαρξη χωρίς μαγνητικό πεδίο. Μετά τη γέννηση του πλανήτη, ο σιδερένιος πυρήνας στο κέντρο παρέμεινε ακίνητος για μεγάλο χρονικό διάστημα και δεν δημιουργούσε μαγνητικές ώσεις. Αλλά κάποτε το ισχυρότερο μαγνητικό πεδίο του γίγαντα αερίου του ηλιακού συστήματος Δίας, ικανό να απωθήσει όχι μόνο μικρούς αστεροειδείς, αλλά και τεράστια αντικείμενα, απώθησε κάποιο καλλυντικό σώμα και το έστειλε στον Άρη.
Ως αποτέλεσμα της επιρροής της παλιρροιακής δύναμης για αρκετές δεκάδες χιλιάδες χρόνια, εμφανίστηκαν στον Άρη ρεύματα μεταφοράς, τα οποία ανάγκασαν τον πυρήνα του πλανήτη να κινηθεί και προκάλεσαν το σχηματισμό μαγνητικού πεδίου. Καθώς το κοσμικό σώμα πλησίαζε τον Άρη, το πεδίο αυξήθηκε, αλλά μετά από αρκετά εκατομμύρια χρόνια το σώμα κατέρρευσε, έτσι ώστε το μαγνητικό πεδίο σταδιακά άρχισε να εξαφανίζεται. Αυτό βλέπουν τώρα οι ερευνητές.
Γιατί η NASA θέλει να δημιουργήσει ένα τεχνητό πεδίο
Έχει ο Άρης μαγνητικό πεδίο που θα επέτρεπε τον αποικισμό του πλανήτη; Είναι ήδη σαφές ότι δεν υπάρχει τέτοια προστατευτική δύναμη, αλλά οι επιστήμονες συνεχίζουν την έρευνά τους. Πρόσφατα υπήρχαν πληροφορίες ότι η NASA θέλει να δημιουργήσει ένα τεχνητό μαγνητικό πεδίο στον Άρη ώστε η ατμόσφαιρα του πλανήτη να γίνει πιο πυκνή. Αυτό θα απλοποιήσει σημαντικά τη μελλοντική εξερεύνηση του κόκκινου πλανήτη και τον ενδεχόμενο αποικισμό.
Πώς να δημιουργήσετε ένα μαγνητικό πεδίο στον Άρη; Οι συντάκτες της έκθεσης που παρουσιάστηκαν στο πλανητικό συνέδριο πρότειναν να αναπτυχθεί η μονάδα σε ένα σημείο μεταξύ του Άρη και του Ήλιου, όπου το διαστημόπλοιο μπορεί να παραμείνει σχεδόν επ 'αόριστον χωρίς τη χρήση κινητήρων. Στην ενότητα θα περιλαμβάνειειδικοί μαγνήτες ικανοί να δημιουργήσουν πεδίο 1-2 tesla. Περίπου οι ίδιοι μαγνήτες εγκαταστάθηκαν στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων.
Το πεδίο σχηματίζει μια «ουρά» που θα καλύψει ολόκληρο τον πλανήτη. Αυτό το πεδίο θα είναι πολύ αδύναμο, αλλά θεωρητικά αυτό θα είναι αρκετό. Σύμφωνα με τη NASA, μετά από αυτό, η ατμόσφαιρα του πλανήτη θα αρχίσει να πυκνώνει. Όταν φτάσει σε πυκνότητα ίση με τη Γη, η μέση θερμοκρασία στον Άρη θα ανέλθει στους +4 βαθμούς Κελσίου και τα χιόνια στους πόλους θα λιώσουν. Έχουν αρκετό νερό για να σχηματίσουν μέτριες θάλασσες.
Το κόστος ανάπτυξης και συντήρησης μιας διαστημικής μονάδας στον Άρη και από πού θα αντληθεί ενέργεια, παρακάμπτουν οι συντάκτες της έκθεσης. Από πλευράς κόστους-αποτελεσματικότητας, η μέθοδος δεν είναι συγκρίσιμη με άλλα έργα. Για παράδειγμα, υπήρχε μια ιδέα για την παραγωγή αερίου SF6 στον Άρη. Ακόμη και μια μικρή συγκέντρωση αυτού του αερίου είναι αρκετή για να δημιουργήσει ένα φαινόμενο του θερμοκηπίου και να προστατεύσει την επιφάνεια του πλανήτη από τις επιθετικές υπεριώδεις ακτίνες.
Καμία από τις έννοιες της NASA δεν έχει αποδειχθεί πλήρως μέχρι σήμερα. Αυτές είναι μόνο υποθέσεις που βασίζονται στο γεγονός ότι ο ηλιακός άνεμος ήταν η πηγή των ατμοσφαιρικών απωλειών του Άρη. Αλλά οι λόγοι για την απώλεια αζώτου είναι απίθανο να σχετίζονται μόνο με τον άνεμο, επομένως οι επιστήμονες δεν βιάζονται να υλοποιήσουν έργα, αλλά συνεχίζουν την έρευνα.
Από την ιστορία της εξερεύνησης του Άρη
Οι πρώτες παρατηρήσεις του πλανήτη έγιναν πριν από την εφεύρεση του τηλεσκοπίου. Η ύπαρξη του Άρη καταγράφηκε το 1534 π. Χ. από αρχαίους Αιγύπτιους αστρονόμους. Υπολόγισαν την τροχιάπλανητικές κινήσεις. Στη βαβυλωνιακή θεωρία, η θέση του Άρη στον νυχτερινό ουρανό βελτιώθηκε και ελήφθησαν για πρώτη φορά χρονικές μετρήσεις της κίνησης των πλανητών.
Ο Ολλανδός αστρονόμος H. Huygens ήταν ο πρώτος που χαρτογράφησε την επιφάνεια του Άρη. Αρκετά σχέδια που δείχνουν σκοτεινές περιοχές έγιναν από αυτόν το 1659. Η ύπαρξη πάγου στους πόλους προτάθηκε από τον Ιταλό αστρονόμο J. Cassini το 1666. Υπολόγισε επίσης την περίοδο περιστροφής του πλανήτη γύρω από τον άξονά του - 24 ώρες 40 λεπτά. Είναι σωστό, αυτό το αποτέλεσμα διαφέρει λιγότερο από τρία λεπτά.
Από τη δεκαετία του εξήντα του περασμένου αιώνα, πολλά AMS έχουν σταλεί στον Άρη. Η τηλεπισκόπηση του πλανήτη από τη Γη συνεχίστηκε με τη βοήθεια τηλεσκοπίων σε τροχιά και επίγεια για τον προσδιορισμό της σύνθεσης της επιφάνειας, τη μελέτη της σύστασης της ατμόσφαιρας και τη μέτρηση της ταχύτητας του φωτός.
Το μαγνητικό πεδίο του Άρη, το οποίο είναι πεντακόσιες φορές πιο αδύναμο από αυτό της γης, καταγράφηκε από τους σταθμούς «Mars-2» και «Mars-3» στη σοβιετική εποχή. Τα διαστημόπλοια Mars 2 και 3 εκτοξεύτηκαν το 1971. Το κύριο τεχνικό πρόβλημα δεν λύθηκε, αλλά η επιστημονική έρευνα ήταν ακόμα προχωρημένη για την εποχή της.
Οι Αμερικανοί εκτόξευσαν το Mariner 4 στον Άρη το 1964. Το διαστημόπλοιο τράβηξε φωτογραφίες της επιφάνειας και εξέτασε τη σύνθεση της ατμόσφαιρας. Ο πρώτος τεχνητός δορυφόρος του πλανήτη ήταν ο Mariner 9, που εκτοξεύτηκε το 1971. Η αναζήτηση ζωής σε δείγματα εδάφους πραγματοποιήθηκε το 1975 από δύο πανομοιότυπα διαστημόπλοια στο πλαίσιο του προγράμματος Viking. Στο μέλλον, για μια συστηματικήη μελέτη του πλανήτη χρησιμοποίησε τις δυνατότητες του τηλεσκοπίου Hubble.
Ύπαρξη ζωής στον Άρη
Το έργο του μαγνητικού πεδίου του πλανήτη, οι επιστήμονες μελετούν επίσης με την έννοια ότι μπορεί να υποδηλώνει την ύπαρξη ζωής στον Άρη. Πολυάριθμες παρατηρήσεις προκάλεσαν έναν πραγματικό «αρειανό πυρετό» γύρω από αυτό το θέμα στα τέλη του δέκατου ένατου αιώνα. Στη συνέχεια, ο Νίκολα Τέσλα παρατήρησε κάποιο άγνωστο σήμα ενώ μελετούσε τις ραδιοπαρεμβολές στην ατμόσφαιρα.
Πρότεινε ότι θα μπορούσε να είναι ένα σήμα από άλλους πλανήτες, όπως ο Άρης. Ο ίδιος δεν μπορούσε να αποκρυπτογραφήσει το νόημα των σημάτων, αλλά ήταν σίγουρος ότι δεν προέκυψαν τυχαία. Η υπόθεση του Τέσλα υποστηρίχθηκε από τον Βρετανό φυσικό Γουίλιαμ Τόμσον (Λόρδος Κέλβιν). Το 1902, κατά τη διάρκεια μιας επίσκεψης στις Ηνωμένες Πολιτείες, είπε ότι ο Τέσλα είχε πράγματι πάρει το σήμα από τους Αρειανούς.
Επιστημονικές υποθέσεις για αυτό το θέμα υπάρχουν εδώ και πολύ καιρό. Στον Άρη ανακαλύφθηκαν μεθάνιο και οργανικά μόρια. Υπό τις συνθήκες του κόκκινου πλανήτη, το αέριο αποσυντίθεται γρήγορα, επομένως πρέπει να υπάρχει πηγή εμφάνισής του. Αυτό μπορεί να είναι βακτηριακή δραστηριότητα ή γεωλογική δραστηριότητα (δεδομένου του γεγονότος ότι δεν μπόρεσαν να βρεθούν ενεργά ηφαίστεια στον Άρη, δεν είναι αυτή η αιτία του αερίου).
Επί του παρόντος, τα προβλήματα για τη διατήρηση της ζωής στον Άρη είναι η έλλειψη υγρού νερού, η έλλειψη μαγνητόσφαιρας και μια πολύ αραιή ατμόσφαιρα. Επιπλέον, ο πλανήτης βρίσκεται στα πρόθυρα του «γεωλογικού θανάτου». Το τέλος της ηφαιστειακής δραστηριότητας θα σταματήσει επιτέλους την κυκλοφορία των χημικών στοιχείων μεταξύ του εσωτερικού μέρους του πλανήτη καιεπιφάνεια.
