Марс: Введение в астрономию

Марс, известный как "Красная планета" благодаря своему яркому оранжево-красному цвету, занимает четвёртое место в Солнечной системе. Он относится к группе "земных планет", которые имеют каменистую природу, подобно Земле, и является ближайшим внутренним планетам к Солнцу. По многим параметрам Марс является самым схожим с Землёй.

Тихо Браге с высокой точностью измерял движение Марса на небе. Его наблюдения о ретроградном движении планеты стали основой для Иоганна Кеплера, который открыл эллиптическую природу орбиты и сформулировал известные законы движения планет, известные как "законы Кеплера". Имя Марс происходит от римского бога войны.

Марс относится к группе планет, находящихся за Землёй. Эти планеты никогда не находятся между Солнцем и Землёй. Их фазы, то есть освещённая часть, видимая с Земли, слабо выражены, что можно легко продемонстрировать с помощью геометрии. Если рассмотреть треугольник Солнце-Земля-Марс, угол фазы формируется между Солнцем и Землёй, когда их наблюдают с Марса.

Физические характеристики

Марс имеет слегка эллипсоидную форму, его экваториальный диаметр составляет 6794 км, а полярный — 6750 км. Точные измерения показали, что его сплюснутость равна 0,01, что в три раза больше, чем у Земли.

Из-за этого сплющивания ось вращения планеты испытывает медленную прецессию, вызванную притяжением Солнца к экваториальному выпуклости планеты. Лунная прецессия на Земле в два раза больше солнечной, но подобного эффекта на Марсе нет.

С таким диаметром его объём составляет всего 15% от земного, а масса — лишь 11%. В результате плотность Марса ниже, чем у Земли и составляет 3,94 по сравнению с водой. Объект, находящийся на Марсе, будет весить треть своего веса на Земле из-за низкой силы тяжести.

Орбитальные элементы:

• Эпоха: J2000
• Долгота восходящего узла: 49.562°
• Наклонение: 1.850°
• Аргумент перигелия: 286.537°
• Полуось большая: 227.939.100 км
• Экцентриситет: 0.093315
• Перигелий: 206.669.000 км
• Афелий: 249.209.300 км
• Сидеральный период обращения: 686.971 дней
• Синодический период обращения: 779.96 дней
• Средняя орбитальная скорость: 24.077 км/с
• Средний радиус орбиты: 227.936.640 км
• Спутники: 2

Физические характеристики:

• Масса: 6,4185×10²³ кг
• Объём: 1,6318×10¹¹ км³
• Плотность: 3,9335 ± 0,0004 г/см³
• Площадь поверхности: 144.798.500 км²
• Диаметр: 6,794.4 км
• Угловой диаметр: 3,5-25,1''
• Ускорение свободного падения: 3,711 м/с²
• Скорость побега: 5,027 км/с
• Период вращения: 24,6229 часа
• Наклонение оси: 25,19°
• Альбедо: 0,15

Атмосферные характеристики

Давление на поверхности Марса составляет 0,636 (0,4-0,87) кПа, что намного ниже, чем на Земле. Минимальная температура достигает -87°C, средняя -46°C, а максимальная -5°C.

Композиция атмосферы:

• CO2: 95,32%
• Азот: 2,7%
• Аргон: 1,6%
• Кислород: 0,13%
• CO: 0,08%
• Водяной пар: 0,02%
• Оксид азота: 0,01%
• Неон: 2,5 ppm
• Тяжёлая вода: 0,85 ppm
• Криптон: 0,3 ppm
• Формальдегид: 0,13 ppm
• Ксенон: 0,08 ppm
• Озон: 0,03 ppm
• Перекись водорода: 0,018 ppm
• Метан: 0,01 ppm

Геология

Поверхность Марса сочетает в себе морфологические особенности как Земли, так и Луны: здесь можно увидеть кратеры от ударов, поля лавы, вулканы, высохшие русла рек и песчаные дюны. Основной состав поверхности — вулканический базальт с высоким содержанием оксидов железа, что придаёт планете её характерный красный цвет.

Атмосфера и вода на Марсе

Атмосфера Марса очень разреженная. Давление на уровне поверхности составляет всего 7-9 hPa по сравнению с 1033 hPa на Земле, что представляет собой одну сотую от земного значения. Атмосферное давление значительно варьируется с высотой, от почти 9 hPa в самых глубоких впадинах до 1 hPa на вершине Олимпа.

Состав атмосферы в основном состоит из углекислого газа (95,3%) с 2,7% азота, 1,6% аргона и следами кислорода (0,15%), угарного газа (0,07%) и водяного пара (0,03%).

На Марсе вода может существовать только в виде пара из-за низкого давления. Если бы на планете была изобилие воды, это произошло бы в условиях более плотной атмосферы, которая обеспечивала бы более высокие температуры. С исчезновением большей части атмосферы, давление и температура снизились, и вода исчезла с поверхности. В настоящее время она присутствует только в атмосфере в виде пара и в полярных шапках, состоящих из больших масс вечного льда.

Ядро Марса