MARS (PLANET): EGENSKAPER, SAMMENSETNING, BANE, BEVEGELSE - ARTE

Mars er den fjerde fjerneste planeten fra Solen og den siste av de indre steinete planetene i solsystemet, sammen med Merkur, Venus og Jorden. Lett synlig har Mars alltid fascinert observatører siden forhistorisk tid med sin rødlige farge, og av denne grunn ble den oppkalt etter den romerske krigsguden.

Andre eldgamle sivilisasjoner assosierte også denne planeten med sine respektive krigsgoder eller med skjebnesvangre hendelser. For eksempel kalte de gamle sumererne det Nergal, og det blir også omtalt i mesopotamiske tekster som stjernen til døde dom. På samme måte etterlot babyloniske, egyptiske og kinesiske astronomer omhyggelige oversikter over bevegelsene til Mars.

Figur 1. Et nærbilde av Mars. Kilde: Pixabay.

For deres del var maya-astronomer interessert i den, og beregnet sin synodiske periode (tiden det tar for den å returnere til samme punkt på himmelen med hensyn til Solen) med stor nøyaktighet og fremheve planetens retrogradperiode.

I 1610 var Galileo den første som observerte Mars gjennom et teleskop. Med forbedringer i optiske instrumenter kom funnene, forenklet ved at det, i motsetning til Venus, ikke er noe tykt skylag som hindrer synligheten.

Slik oppdaget de det sorte punktet Syrtis Major, et karakteristisk sted på overflaten, de hvite polarlagene, de berømte kanalene til Mars og noen periodiske endringer i fargen på planeten, noe som fikk mange til å tenke på den mulige eksistensen av liv på planeten. rød, i det minste fra vegetasjon.

Informasjonen fra sonderne viser imidlertid at planeten er ørken og har en tynn atmosfære. Så langt er det ingen bevis på liv på Mars.

Generelle egenskaper

Mars er liten, bare en tidel av jordens masse, og omtrent halvparten av diameteren.

Rotasjonsaksen er for øyeblikket skråstilt 25º (Jordens rotasjon er 23,6º). Det er grunnen til at den har årstider, men av forskjellig varighet enn Jorden, fordi dens baneperiode er 1,88 år. Så Martian-sesongene varer mer eller mindre dobbelt så lenge som de landlige.

Denne tilbøyeligheten var ikke alltid den samme. Noen matematiske modeller av bane antyder at den i det siste kan ha variert betydelig, mellom 11 º og 49,, noe som førte til markante endringer i klimaet.

Når det gjelder temperaturer, varierer de mellom -140 ºC og 21 ºC. Det er noe ekstremt, og den tynne atmosfæren bidrar til det.

De slående polarhettene på Mars er CO ₂ , og innholdet i atmosfæren er også. Atmosfærisk trykk er ganske lavt, omtrent en hundreledel av jordens.

Figur 2. Bilde av Mars gjennom Hubble-romteleskopet som viser en av polarhettene. Kilde: NASA / ESA, J. Bell (Cornell U.), og M. Wolff (Space Science Inst.) / Public domain, via Wikimedia Commons.

Til tross for det høye CO ₂ -innholdet , er drivhuseffekten på Mars mye mindre markert enn på Venus.

Som ørken overflaten, er sandstorm ofte på Mars. En reisende vil ikke finne noe flytende vann eller vegetasjon der, bare steiner og sand.

Den særegne rødlige fargen skyldes de rike jernoksidene, og selv om det er vann på Mars, blir den funnet under jorden, under polarhettene.

Interessant nok, til tross for overflod av jern på overflaten, sier forskere at det er lite i interiøret, fordi den gjennomsnittlige tettheten til Mars er den laveste blant steinete planeter: bare 3 900 kg / m ³ .

Siden jern er det mest tallrike tunge elementet i universet, betyr lav tetthet jernmangel, spesielt under hensyntagen til fraværet av sitt eget magnetfelt.

Sammendrag av de viktigste fysiske egenskapene til planeten

-Masse: 6,39 x 10 ²³ kg

-Ekvatorial radius: 3,4 x 10 ³ km

-Form: lett flatet.

-Gjennomsnittlig avstand til solen: 228 millioner km.

- Helling av bane : 1,85º med hensyn til ekliptikens plan.

-Temperatur: -63 ºC, gjennomsnitt på overflaten.

-Gravitet: 3,7 m / s ²

-Eget magnetfelt: Nei.

-Atmosfære: tynt, mest CO ₂ .

-Tetthet: 3940 kg / m ³

-Satellitter: 2

-Ringer: har ikke.

Mars-Afrika størrelse sammenligning

Mars-månene

Naturlige satellitter er ikke rikelig på de såkalte indre planetene, i motsetning til de ytre planetene, som teller dem med dusin. Den røde planeten har to små måner kalt Phobos og Deimos, oppdaget av Asaph Hall i 1877.

Navnene på de Martiske satellittene har sin opprinnelse i gresk mytologi: Phobos - frykt - var sønn av Ares og Afrodite, mens Deimos - terror - var hans tvillingbror og sammen fulgte de faren deres til krig.

Figur 3. Deimos, den lille, uregelmessige satellitten til Mars. De hvitaktige områdene er lag med regolit, et mineralstøv som ligner det som dekker månens overflate. Kilde: Wikimedia Commons. NASA / JPL-caltech / University of Arizona / Public domain.

Mars-månene er veldig små, mye mindre enn vår majestetiske måne. Deres uregelmessige form gjør at man mistenker at de er asteroider fanget av planetens tyngdekraft, enda mer hvis man vurderer at Mars ligger veldig nær asteroidebeltet.

Den gjennomsnittlige diameteren til Phobos er bare 28 km, mens den for Deimos er enda mindre: 12 km.

Begge er i synkron rotasjon med Mars, noe som betyr at rotasjonsperioden rundt planeten tilsvarer rotasjonsperioden rundt sin egen akse. Derfor viser de alltid det samme ansiktet til Mars.

I tillegg er Phobos veldig rask, så mye at den går opp og ned et par ganger i løpet av Marsdagen, som varer nesten det samme som Jordens dag.

Banene til de to satellittene er veldig nær Mars, og også ustabile. Av denne grunn spekuleres det i at de på et tidspunkt kunne krasje mot overflaten, spesielt den raske Phobos, med bare 9377 km unna.

Figur 4. Animasjon med banene til Phobos og Deimos rundt Mars. Kilde: Giphy.

Oversettelse bevegelse

Mars går i bane rundt solen langs en elliptisk bane hvis periode tilsvarer omtrent 1,9 jordår, eller 687 dager. Alle banene til planetene følger Keplers lover og er derfor elliptiske i form, selv om noen er mer sirkulære enn andre.

Dette er ikke tilfellet med Mars, fordi ellipsen på bane hans er noe mer fremhevet enn jorden eller Venus.

På denne måten er det tider hvor Mars er veldig langt fra sola, en avstand som kalles aphelion, mens i andre er den mye nærmere: perihelionen. Denne omstendigheten bidrar også til at Mars har et ganske bredt temperaturområde.

I den fjerne fortiden må bane til Mars ha vært mye mer sirkulær enn den er nå, men gravitasjonsinteraksjon med andre legemer i solsystemet ga forandringer.

Figur 5. Baner sammenlignet mellom Mars og Jorden. Kilde: Wikimedia Commons. NASA / JPL-Caltech / MSSS / Public domain.

Mars bevegelsesdata

Følgende data beskriver kort bevegelsen til Mars:

-Mean radius av bane: 2,28 x 10 ⁸ km

- Helling av bane : 1,85º

-Eksentrisitet: 0,093

- Gjennomsnittlig banehastighet : 24,1 km / s

- Overføringsperiode: 687 dager.

- Rotasjonsperiode: 24 timer, 37 minutter.

- Soldag : 24 timer, 39 minutter.

Når og hvordan man observerer Mars

Mars er lett identifiserbar på nattehimmelen ved sin rødlige farge. Den skilles fra stjernene ved at den ikke blunker eller flimrer når den sees med det blotte øye.

Det er mye informasjon på nettet for å finne de beste tidene for å observere Mars, i tillegg til applikasjoner for smarttelefoner som indikerer dens posisjon, enten det er synlig eller ikke på et bestemt sted.

Siden den røde planeten er utenfor jordens bane, er den beste tiden å se den når den er i opposisjon til Solen (se figur 6). Planetene hvis bane er utenfor Jordens bane kalles overordnede planeter og de som ikke er de underordnede planetene.

Figur 6. Sammenheng og motstand fra en overlegen planet. Kilde: Maran, S. Astronomy for Dummies.

Kvikksølv og Venus er de lavere planetene, nærmere solen enn jorden selv, mens de høyere planetene er alle de andre: Mars, Jupiter, Saturn, Uranus og Neptun.

Bare de høyere planetene har motstand og forbindelse med solen, mens de nedre planetene har to typer forbindelse.

Så når Mars er i opposisjon til solen sett fra jorden, betyr det at jorden står mellom planeten og solkongen. Dermed er det mulig å se den større og høyere på himmelen, synlig gjennom natten, mens konjunksjonen gjør observasjonen umulig. Dette er gyldig for alle de høyere planetene.

Mars er i opposisjon til Solen omtrent hver 26. måned (2 år og 50 dager). Den siste opposisjonen på Mars fant sted i juli 2018; derfor forventes det å oppstå igjen i oktober 2020, når Mars passerer gjennom stjernebildet Fiskene.

Figur 7. Motsetninger fra Mars fra 1995 til 2003. Planeten ser ikke alltid ut i samme størrelse, og viser heller ikke alltid det samme ansiktet til Jorden. Kilde: Naked Eye Planets - NASA / JPL / Solar System Exploration - ESA-Hubble.

Mars gjennom teleskopet

For teleskopet ser Mars ut som en rosa skive. Med gode værforhold og avhengig av utstyret, kan du se polarhetene og noen gråaktige regioner hvis utseende varierer i henhold til marssesongen.

Planeten viser ikke alltid det samme ansiktet til jorden, og ser heller ikke ut i samme størrelse, som det kan sees i mosaikken til fotografier tatt av Hubble-romteleskopet (se figur 7). Forskjellen skyldes eksentrisiteten til den Martiske bane.

I 2003 var Mars veldig nær Jorden, 56 millioner kilometer unna, mens i 2020 var den forventede avstanden 62 millioner kilometer. 2003-tilnærmingen var den største på 60 000 år.

Når det gjelder satellittene til Mars, er de for små til å se med det blotte øye eller med kikkert. Det tar et teleskop av rimelig størrelse og venter på at motstand skal oppstå for å skille dem.

Likevel tillater ikke lysstyrken på planeten å se dem, men det er enheter som skjuler Mars i instrumentets mål, og forbedrer de små månene.

Rotasjonsbevegelse fra Mars

Rotasjonsbevegelsen til Mars tilsvarer varighet som jorden, og vinkelen til aksen ble oppdaget av William Herschel. Dette får Mars til å oppleve årstider akkurat som Jorden, bare lenger.

På den nordlige halvkule av Mars er vintrene mildere og forekommer når solen er i perihelion, derfor er de mindre kalde og kortere; på den annen side forekommer somre i aphelion og er kjøligere. På den sørlige halvkule forekommer det motsatte; klimaendringene der er mer ekstreme.

Tilstedeværelsen av karbondioksid forårsaker imidlertid en svak, men vedvarende økning i temperaturen på Mars, i henhold til dataene som er samlet inn fra de opplyste oppdragene.

I varmt vær fordamper en del av karbondioksid som er akkumulert i polarhettene i form av geysirer og passerer ut i atmosfæren. Men på den motsatte polen fryser og tykner karbondioksid hetten.

Figur 8. Animasjon som viser karbondioksydsyklusen i de polare iskappene til Mars. Kilde: Wikimedia Commons.

Siden Mars ikke har sitt eget magnetfelt for å beskytte det, sprer en del av karbondioksid ut i verdensrommet. Mars Odyssey romoppdrag registrerte denne ekstraordinære atmosfæriske syklusen.

sammensetning

Det som er kjent om sammensetningen av Mars kommer fra spektrometri utført av undersøkelsessonder, samt analysen av Martiske meteoritter som har klart å nå Jorden.

I følge informasjonen fra disse kildene er hovedelementene på Mars:

-Oksygen og silisium er det mest tallrike i jordskorpen, sammen med jern, magnesium, kalsium, aluminium og kalium.

-Karbon, oksygen og nitrogen i atmosfæren.

- Andre elementer ble påvist i mindre grad: titan, krom, svovel, fosfor, mangan, natrium, klor og hydrogen.

Så elementene som finnes på Mars er de samme som på jorden, men ikke i samme andel. For eksempel i mantelen til Mars (se avsnittet om indre struktur nedenfor) er det mye mer jern, kalium og fosfor enn i deres landekvivalent.

For sin del er svovel til stede i Mars kjernen og skorpen i en større andel enn på Jorden.

Metan på Mars

Metan er en gass som vanligvis er et produkt av nedbrytningen av organisk materiale, og det er derfor det også kalles "sumpgass".

Det er en klimagass, men forskere leter ivrig etter den på Mars, fordi det ville være en god indikasjon på at livet eksisterte eller fremdeles eksisterer på ørkenplaneten.

Den slags liv forskere håper å finne er ikke små grønne menn, men bakterier, for eksempel. Noen arter av terrestriske bakterier er kjent for å produsere metan som en del av stoffskiftet, og andre konsumerer det.

NASAs Curiosity rover i 2019 gjennomførte en uventet høy metanavlesning i Martian-krateret Gale.

Figur 9. Nysgjerrighet, robotroveren som utforsker funksjonene til Mars, lansert av NASA i 2012. Kilde: NASA via jpl.nasa.gov.

Ikke hopp til konklusjoner, siden metan også kan produseres fra kjemiske reaksjoner mellom vann og bergarter, det vil si rent kjemiske og geologiske prosesser.

Målingene indikerer heller ikke hvor nylig metan er; Imidlertid, hvis det var vann på Mars, som alt ser ut til å indikere, kan det også være liv, og noen forskere mener at det fortsatt er liv under permafrosten, det evig frosne jordlaget i de sirkumpolare regionene.

Hvis det er sant, kan det finnes mikrober som bor der, og det er grunnen til at NASA skapte Curiosity rover, som blant sine mål er søken etter liv. Og også et nytt rover-kjøretøy som kan lanseres i 2020, basert på nysgjerrighet og til nå kjent som Mars 2020.

Intern struktur

Mars er en steinete planet, likeså Merkur, Venus og Jorden. Derfor har den en differensiert struktur i:

- Nucleus , rundt 1.794 km i radius, sammensatt av jern, nikkel, svovel og kanskje oksygen. Den ytterste delen kan være delvis smeltet.

- Mantel , basert på silikater.

- Bark , mellom 50 og 125 km tykk, rik på basalter og jernoksider.

Figur 10. Sammenlignende seksjoner av de indre planetene pluss månen. Kilde: Wikimedia Commons

geologi

Rovers er robotkjøretøyer kontrollert fra jorden, takket være hvilken informasjon det er uvurderlig informasjon om marsgeologi.

Det er i utgangspunktet to regioner, delt på et stort skritt:

Høylandet i sør, med mange gamle slagkratere.
Glatte sletter i nord, med svært få kratre.

Siden Mars har bevis på vulkanisme, tror astronomer at lavastrømmene kan ha slettet bevis for kratere i nord, eller at det på et fjernt tidspunkt var et stort hav med flytende vann der.

Overfloden av kratere brukes som kriterium for å etablere tre geologiske perioder på Mars: Noeic, Hesperian og Amazonian.

Den amazoniske perioden er den siste, preget av mindre kratere, men med intens vulkanisme. I Noeic, men den eldste, kunne det store nordlige havet ha eksistert.

Mount Olympus er den største vulkanen som er kjent hittil i hele solsystemet, og ligger nettopp på Mars, nær ekvator. Bevis tyder på at den ble dannet i løpet av den amazoniske perioden, for rundt 100 millioner år siden.

I tillegg til kratere og vulkaner, på Mars er det også mange kløfter, sanddyner, lavafelt og gamle tørre kanaler, gjennom hvilke det kanskje rant flytende vann i antikken.

Figur 11. Mars oppslukt av en støvstorm, bilder fra Mars Reconnaissance Orbiter. Sandstormer med planetariske proporsjoner er hyppige på Mars, siden jorda er sand og ørken. Kilde: NASA / JPL-Caltech / MSSS / Public domain.

Oppdrag til Mars

Mars har vært målet for en rekke romoppdrag, noen som er bestemt til å bane rundt planeten og andre for å lande på overflaten. Takket være dem har du en stor mengde bilder og data for å lage et ganske nøyaktig bilde.

Mariner 4

Det var den fjerde sonden fra Mariner-oppdraget, som ble lansert av NASA i 1964. Gjennom den ble de første fotografiene av planetens overflate oppnådd. Den var også utstyrt med et magnetometer og andre instrumenter, takket være det det ble bestemt at Mars magnetfelt nesten ikke eksisterer.

Sovjetiske Mars

Dette var et program fra det tidligere Sovjetunionen som varte fra 1960 til 1973, hvor det ble oppnådd oversikter over den martiske atmosfæren, detaljer om ionosfæren, informasjon om tyngdekraften, magnetfelt og mange bilder av planetens overflate.

Viking

NASAs Viking-program besto av to sonder: VIking I og Viking II designet for å lande direkte på planeten. De ble lansert i 1975 med oppdraget å studere geologien og geokjemien på planeten, i tillegg til å fotografere overflaten og lete etter tegn på liv.

Både Viking I og Viking II hadde seismografer om bord, men bare Viking II var i stand til å gjennomføre vellykkede tester, hvorav det ble funnet at den seismiske aktiviteten til Mars er mye lavere enn Jorden.

Når det gjelder de meteorologiske testene, ble det avslørt at atmosfæren til Mars hovedsakelig var sammensatt av karbondioksid.

Pathfinder

Det ble lansert i 1996 av NASA innenfor rammen av Project Discovery. Den hadde et robotbil bygget med minimale utgifter, som nye design for denne klassen av kjøretøyer ble testet. Han klarte også å gjennomføre en rekke geologiske studier av planeten og skaffe bilder av den.

Mars Global Surveyor (MGS)

Det var en satellitt som lå i bane rundt Mars fra 1997 til 2006. Den hadde om bord en laserhøydemåler, som lyspulser ble sendt til planeten som deretter ble reflektert. Med dette var det mulig å måle høyden på de geografiske trekkene, som sammen med bildene tatt av satellittkameraene tillot å bygge et detaljert kart over Marsoverflaten.

Dette oppdraget førte også bevis for tilstedeværelsen av vann på Mars, gjemt under polarhettene. Dataene antyder at flytende vann strømmet over planeten i fortiden.

Sonden fant ingen bevis for en dynamoeffekt som var i stand til å skape et magnetfelt som ligner det på jorden.

Mars Science Laboratory

Denne robotromsonden, bedre kjent som Curiosity, ble lansert i 2011 og nådde overflaten til Mars i august 2012. Det er et oppdagelsesmiddel eller rover som har som oppgave å undersøke klima, geologi og mulige forhold for et fremtidig bemannet oppdrag .

Mars odyssey

Denne sonden ble lansert av NASA i 2001 for å kartlegge planetens overflate og gjennomføre klimatologiske studier. Takket være deres data ble data innhentet om karbondioksydsyklusen beskrevet ovenfor. Mars Odyssey-kameraene sendte tilbake bilder av den sørpolare hetten, og viser de mørke merkene fra sammensatt fordampning.

Mars Express

Det er et oppdrag fra European Space Agency som ble lansert i 2003, og så langt er den aktiv. Målene er å studere klimaet, geologien, strukturen, atmosfæren og geokjemien til Mars, spesielt fortid og nåværende eksistens av vann på planeten.

Mars Exploration Rovers

Roboterovene Spirit and Opportunity ble lansert av NASA i 2004 for å lande på steder der det var mistanke om vann eller kan ha eksistert. I prinsippet vil det være et oppdrag på bare 90 dager, men kjøretøyene forble i drift lenger enn forventet.

Muligheten sluttet å kringkaste i 2018 under en global sandstorm, men blant de mest fremtredende resultatene er å ha funnet flere bevis på vann på Mars og at planeten på et tidspunkt hadde ideelle forhold for å være vertskap for livet.

Mars Reconnaissance Orbiter

Denne satellitten ble lansert i 2005 og er fremdeles i drift i planetens bane. Dens oppdrag er å studere vann på Mars og om det har eksistert lenge nok til at livet kan utvikle seg på planeten.

referanser

Freudendrich, C. Slik fungerer Mars. Gjenopprettet fra: science.howstuffworks.com.
Hollar, S. Solsystemet. De indre planetene. Britannica pedagogisk publisering.
Maran, S. Astronomy for Dummies.
GRYTE. Mars Reconnaissance Orbiter Mission Oversikt. Gjenopprettet fra: mars.nasa.gov.
Powell, M. The Naked Eye Planets in the Night Sky (og hvordan du kan identifisere dem). Gjenopprettet fra: nakedeyeplanets.com.
Seeds, M. 2011. Solar System. Syvende utgave. Cengage Learning.
Strickland, A. Curiosity rover oppdager de høyeste nivåene av metan på Mars. Gjenopprettet fra: cnnespanol.cnn.com.
Wikipedia. Klimaet til Mars. Gjenopprettet fra: es.wikipedia.org.
Wikipedia. Sammensetning av Mars. Gjenopprettet fra: es.wikipedia.org.
Wikipedia. Nysgjerrighet. Gjenopprettet fra: es.wikipedia.org.
Wikipedia. Mars (planet). Gjenopprettet fra: en.wikipedia.org.
Wikipedia. Mars (planet). Gjenopprettet fra: es.wikipedia.org.

MARS (PLANET): EGENSKAPER, SAMMENSETNING, BANE, BEVEGELSE - ARTE - 2026