Спутники марса. Спутники марса фобос и деймос

У планеты Марс есть два маленьких спутника – Фобос и Деймос . Деймос обращается по орбите, удаленной от планеты примерно на 23 тыс. км, а Фобос движется на расстоянии всего около 9 тыс. км от Марса.

Вся история изучения Фобоса и Деймоса полна удивительных событий и увлекательных загадок. Судите сами: первое упоминание о наличии у Марса двух небольших спутников Фобоса и Деймоса появилось не в научных трудах, а на страницах знаменитых "Путешествий Гулливера", написанных Джонатаном Свифтом в начале 18 столетия. По ходу событий Гулливер оказывается на летучем острове Лапуте. И местные рассказывают ему, что им удалось открыть два маленьких спутника, обращающихся вокруг Марса. В действительности же Фобос и Деймос были открыты А. Холлом лишь спустя полтора столетия после выхода романа в свет, во время великого противостояния Марса 1877 г. И открыты при исключительно благоприятных атмосферных условиях после упорных многодневных наблюдений, на пределе возможностей инструмента и человеческого глаза!

Впрочем, Свифт предсказал не только существование Фобоса и Деймоса, но и то, что радиус орбиты ближайшего спутника Марса равен трем поперечникам планеты, а внешнего – пяти. Три поперечника – это около 20 тысяч километров. Примерно на таком расстоянии расположена орбита Деймоса. Правда, не внутреннего спутника, как утверждал Свифт, а внешнего – но все равно совпадение впечатляет!

Сравнивая результаты наблюдений, проведенных в разные годы, астрономы пришли к заключению, что ближайший спутник Марса Фобос испытывает торможение, благодаря которому постепенно приближается к поверхности планеты. Явление выглядело загадочно. Во всяком случае, никакими эффектами небесной механики наблюдаемое торможение объяснить не удавалось. Оставалось одно: предположить, что торможение Фобоса связано с аэродинамическим сопротивлением марсианской атмосферы. Однако, как показывали расчеты, газовая оболочка Марса на высоте 6 тыс. км способна оказывать соответствующее сопротивление только при условии, что средняя плотность вещества Фобоса невелика. Точнее сказать, неправдоподобно мала! Тогда-то и возникла! оригинальная идея: столь небольшую плотность Фобоса можно объяснить его... пустотелостью! Но мы не знаем природных процессов, которые могли бы приводить к образованию пустых внутри небесных тел. Напрашивалась мысль, что Фобос, а возможно и Деймос – Марса, созданные миллионы лет назад разумными существами, либо населявшими в то время Марс, либо прилетевшими откуда-то из космоса.

Когда в распоряжении исследователей Марса появился новый, более мощный способ исследования планет – автоматические космические станции, все стало на свои места. На космических снимках отчетливо видно, что Фобос и Деймос – огромные глыбы неправильной формы и, конечно, природного происхождения. Если сопоставить результаты астрономических наблюдений с тем, что сообщили космические станции, вырисовывается такая картина. Фобос и Деймос – небольшие небесные тела. Размер Фобоса – 27 на 21, Деймоса – 15 на 12 км. Они движутся по почти круговым орбитам, расположенным в плоскости экватора планеты, в направлении ее суточного вращения. Деймос завершает один полный оборот за 30 ч. 18 м., а Фобос – за 7 ч. 39 м. Если учесть, что продолжительность марсианских суток чуть больше 24 ч. 30м., нетрудно сообразить, что Фобос заметно обгоняет суточное вращение планеты. Находясь на поверхности Марса, мы наблюдали бы, как Фобос и Деймос своими большими полуосями всегда направлены к центру Марса.

Полет автоматической станции "Викинг-1" впервые позволил оценить массу Фобоса. Когда орбитальный отсек этой станции пролетал на расстоянии 100 километров от спутника Марса, американским ученым удалось определить возмущение траектории его движения, вызванное притяжением Фобоса. Располагая такими данными, вычислить массу возмущающего тела уже не стоит труда. А зная его размеры, можно подсчитать и среднюю плотность. Для Фобоса она оказалась близка к 2 г/см 3 . Вполне нормальная плотность, примерно такая же, как у ряда каменных метеоритов.

Большой интерес представляют фотографии Фобоса и Деймоса. Они были получены космическими станциями с расстояния всего нескольких десятков километров. На поверхности Фобоса и Деймоса отчетливо просматривается большое количество кратеров, похожих на . Самый большой кратер на Фобосе достигает в поперечнике 10 км. Любопытно, что в то время, когда обсуждалась проблема малой плотности Фобоса, было высказано предположение о том, что этот феномен объясняется не пустотелостью, а является результатом обработки его поверхности , вследствие чего вещество Фобоса приобрело сильную пористость.

Кроме кратеров, на снимках Фобоса видны почти параллельные борозды шириной до нескольких сотен метров, тянущиеся на большие расстояния. Происхождение этих загадочных полос остается неясным. Возможно, это результат мощного удара крупного метеорита, "потрясшего" Фобос и вызвавшего образование многочисленных трещин. Может быть, таинственные борозды возникли благодаря приливному воздействию Марса. В пользу этого говорит тот факт, что на Деймосе, расположенном на значительно большем расстоянии от Марса, подобные детали не обнаружены. Ведь известно, что ослабевают пропорционально квадрату расстояния.

Что касается происхождения Фобоса и Деймоса, не исключено, что это тела астероидного типа, захваченные Марсом. Может быть, они образовались даже раньше, чем сама планета. В любом случае их дальнейшее изучение представляет интерес для выяснения закономерностей формирования .

20 августа и 9 сентября 1975 года в Соединенных Штатах Америки были запущены космические аппараты "Викинг-1" и "Викинг-2", предназначенные для исследования Марса и его спутников - Фобоса и Деймоса. После долгого полета по трассе Земля-Марс они вышли на ареоцентрические (околомарсианские) орбиты соответственно 19 июня и 7 августа 1976 года.

С помощью специальных приборов, расположенных на орбитальных блоках космических аппаратов, была составлена тепловая карта марсианской поверхности и карта содержания водяных паров в атмосфере планеты. Было установлено, что полярные шапки Марса состоят в основном из водяного льда, на который суровой марсианской зимой конденсируется углекислый газ.

Особый интерес у астрономов вызвали крупномасштабные снимки поверхности Марса и его спутников. Что же представляют собой марсианские луны? Какие они вблизи? Еще в 1972 году весь мир обошла первая фотография Фобоса, сделанная "Маринером-9". Спутники Марса оказались огромными бесформенными глыбами - они похожи на астероиды. "Викинги" исследовали Фобос и Деймос очень подробно. Прежде всего были уточнены их размеры. У Фобоса они составляют 26,2х20х18,6 км, у Деймоса - 15,6х14х10,2 км.

Поверхность спутников слишком неровная - покрыта множеством кратеров, которые, несомненно, являются результатом ударов метеоритов. Число кратеров и их распределение по размерам вполне сравнимо с насыщенностью кратерами лунной поверхности. В то же самое время количество кратеров на Фобосе и Деймосе в расчете на единицу площади примерно в 100 раз больше, чем на Марсе. Поскольку спутники находятся в той же области Солнечной системы, что и сама планета, можно сделать вывод об очень высокой эрозии (разрушении горных пород), деист вовавшей на Марсе длительное время.

Большой неожиданностью для астрономов оказалось различие поверхностной структуры Фобоса и Деймоса. На Фобосе отчетливо видны трещины, имеющие ширину до 200 м и глубину до 20 м, а самая крупная трещина, примыкающая к кратеру Стикни, имеет ширину 700 м и глубину 90 м! Есть все основания считать, что и кратер Стикни, и эти трещины образовались в результате катастрофического события - удара крупного метеорита, едва не приведшего к полному разрушению Фобоса.

Поверхности марсианских спутников покрыты слоем пыли. Это, конечно, результат длительной метеоритной бомбардировки. Но на Деймосе слой пыли и реголита значительно толще, чем на Фобосе, а кратеры диаметром менее 50 м, по-видимому, совсем засыпаны пылью. Быть может, этим объясняется то обстоятельство, что на Фобосе мелких кратеров очень много, а на Деймосе они почти полностью отсутствуют. Вероятно, по причине большого количества пыли все детали на Деймосе имеют сглаженные контуры, словно изображение спутника расфокусировано.

Оба спутника отличаются очень темным цветом. Своей чернотой они обязаны пыли, которая, пожалуй, чернее сажи и отражает совсем мало света. Их альбедо (отражательная способность поверхности) меньше 5%. Поэтому спутники Марса можно отнести к самым темным небесным телам Солнечной системы. Пока астрономы этого не знали, им казалось, что Фобос и Деймос просто очень малы, вроде как искусственные... Фобос и Деймос вращаются так, что их большие оси всегда ориентированы в сторону Марса. И как следствие этого, они всегда обращены к своей планете одной стороной, подобно тому, как наша Луна "смотрит" на Землю одним и тем же своим полушарием.

Под действием приливного трения марсианские спутники движутся по спиралеобразным орбитам и очень медленно приближаются к Марсу. Фобос приближается быстрее Деймоса и должен погибнуть первым. Скорее всего, когда спутник войдет в опасную зону (достигнет так называемого предела Роша, равного примерно двум с половиной радиусам планеты), он будет разорван силами тяготения Марса на множество мелких частей. Тогда из вещества бывшего спутника около Марса может образоваться тонкое кольцо, напоминающее знаменитое кольцо Сатурна.

Спутники Марса были открыты в 1877г. во время великого противостояния американским астрономом Асафом Холлом. Их назвали Фобос (в переводе с греческого Страх) и Деймос (Ужас), поскольку в античных мифах бог войны всегда сопровождался своими детьми страхом и ужасом.Спутники очень маленькие по размерам и имеют неправильную форму. Фобос (в переводе с греческого Страх) и Деймос (Ужас) - два маленьких спутника Марса были открыты американским астрономом Холлом во время великого противостояния 1877г. Размеры Фобоса 28х20х18 км, а Деймоса 16х12х10 км. КА "Маринер 7" случайно сфотографировал Фобос на фоне Марса в 1969г., а КА "Маринер 9" передал множество снимков обоих спутников, на которых видно, что поверхности спутников неровные, обильно покрытые кратерами. Несколько близких подлетов к спутникам совершили КА "Викинг" и "Фобос 2". На самых лучших фотографиях Фобоса видны детали рельефа размером в 5 метров.

Орбиты спутников - круговые: Фобос обращается вокруг Марса на расстоянии от центра планеты 9400 км с периодом 7 час. 39 мин. Деймос находится на расстоянии 23500 км, а период его обращения составляет 30 час. 18 мин. Период вращения вокруг оси каждого из спутников совпадает с периодом обращения вокруг Марса. Большие оси спутников всегда направлены к центру планеты. Фобос восходит на западе и заходит на востоке по 3 раза за марсианские сутки. Средняя плотность Фобоса - менее 2 г/см 3 , а ускорение свободного падения составляет 0,5 см/с 2 . Человек весил бы на Фобосе несколько десятков грамм, поэтому с Фобоса, подпрыгнув, легко улететь в космос. Самый крупный кратер на Фобосе имеет диаметр 8 км, сопоставимый с наименьшим поперечником спутника. На Деймосе наибольшая впадина имеет диаметр 2 км.

Небольшими кратерами поверхности спутников усеяны примерно также как и Луна. При общем сходстве, обилии мелко раздробленного материала, покрывающего поверхности спутников Фобос выглядит более "ободранным", а Деймос имеет более сглаженную, засыпанную пылью поверхность. На Фобосе обнаружены загадочные борозды, пересекающие почти весь спутник. Борозды имеют ширину 100-200 м и тянутся на десятки километров. Глубина их от 20 до 90 метров. Есть несколько гипотез, объясняющих происхождение этих борозд, но пока нет достаточно убедительного объяснения, как впрочем, и объяснения происхождения самих спутников. Скорее всего это захваченные астероиды.

В 1945 г. американский астроном Б. Шарплесс обнаружил вековое ускорение в движении Фобоса по орбите. Это означало, что Фобос, строго говоря, движется по очень пологой спирали, постепенно приближаясь к поверхности Марса. Если так будет продолжаться и дальше, то через 15 млн. лет-срок с космогонической точки зрения весьма небольшой (1/300 возраста Марса)-Фобос упадет на Марс.

Однако только через 14 лет на это обратили внимание. К тому времени появились небесные тела, двигавшиеся точно таким же образом. Это были искусственные спутники Земли. Торможение в земной атмосфере заставляло их снижаться, а приближение к центру Земли вызывало ускорение их движения. В 1959 г. советский астрофизик И. С. Шкловский подсчитал, что воздействие атмосферного трения на Фобос может вызвать наблюдаемый эффект только в том случае, если Фобос полый. Вторая гипотеза, объясняющая ускорение Фобоса приливным взаимодействием была выдвинута геофизиком Н.Н. Парийским.

Наличие векового ускорения Фобоса не раз оспаривалось из-за низкой точности первых наблюдений, и окончательный ответ на этот вопрос даст только время. Однако интересно, что у Деймоса никакого векового ускорения обнаружено не было.

У планеты Марс есть два спутника: Фобос (греч. страх) и Деймос (греч. ужас).

Фобос и Деймос - спутники Марса. Они имеют не круглую форму потому, что из-за столь небольших размеров их сила тяготения слишком мала, чтобы сжать их до более круглой формы. Возможно они являются астеройдами, захвачеными полем тяготения Марса.

Оба спутника вращаются вокруг своих осей с тем же периодом, что и вокруг Марса, поэтому всегда повёрнуты к планете одной и той же стороной.

Приливное воздействие Марса постепенно замедляет движение Фобоса, снижая его орбиту, что, в конце концов, приведёт к его падению на Марс. Деймос же, напротив, удаляется от Марса.

Оба спутника имеют форму, приближающуюся к трёхосному эллипсоиду. Фобос (26,6×22,2×18,6 км) несколько крупнее Деймоса (15×12,2×10,4 км).

Сходство Деймоса и Фобоса с одним из видов астероидов породило гипотезу о том, что и они бывшие астероиды, чьи орбиты были искажены гравитационным полем Юпитера таким образом, что они стали проходить вблизи Марса и были им захвачены. Однако довольно правильная форма орбит спутников Марса и положение их орбитальных плоскостей, почти совпадающих с марсианской ставит под сомнение эту версию.

Ещё одно предположение о происхождении Фобоса и Деймоса - распад спутника Марса на две части.

Оба спутника испытывают сильное приливное воздействие со стороны Марса, поэтому они всегда повернуты к нему одной стороной. Фобос и Деймос движутся по почти круговым орбитам, лежащим в плоскости экватора планеты. Некоторые исследователи считают, что спутники Марса попали к нему не по своей воле, а были захвачены из пояса астероидов. Как видно, бог войны не опасен для Земли, но суров со своими приближенными.

Орбиты спутников Марса

Деймос и Фобос состоят из каменистых пород, на поверхности спутников имеется значительный слой реголита. Поверхность Деймоса выглядит гораздо более гладкой за счёт того, что большинство кратеров покрыто тонкозернистым веществом. Очевидно, на Фобосе, более близком к планете и более массивном, вещество, выброшенное при ударах метеоритов, либо наносило повторные удары по поверхности, либо падало на Марс, в то время как на Деймосе оно долгое время оставалось на орбите вокруг спутника, постепенно осаждаясь и скрывая неровности рельефа.

Особенности орбитального движения Фобоса

Фобос - ближайший к Марсу спутник. Его орбита расположена на расстоянии 2,77 радиуса Марса от центра планеты. Спутник Фобос обращается в плоскости экватора Марса по почти круговой орбите. Фобос вращается вокруг своей оси с тем же периодом, что и вокруг Марса, поэтому всегда повернут к планете одной и той же стороной.

Период вращения Фобоса составляет 7 часов 39 минут 14 секунд. Это быстрее вращения Марса вокруг оси (24 часа 37 минут 22,7 секунд). В результате на марсианском небе Фобос восходит на западе, а заходит на востоке. За одни марсианские сутки, называемые солом, спутник Фобос успевает сделать три оборота вокруг планеты.

Фобос находится в сорок раз ближе к поверхности Марса, чем Луна к Земле. Орбита Фобоса находится внутри предела Роша и ближайший к Марсу спутник не разрывается только за счет внутренней прочности. Приливное воздействие красной планеты постепенно замедляет движение Фобоса и в будущем приведет к его разрушению и падению на Марс.

Фобос обращается вокруг Марса на расстоянии 9400 км от центра планеты, причем скорость его обращения столь велика, что один оборот он совершает за треть марсианских суток (7 час. 39 мин), обгоняя суточное вращение планеты. За сутки Фобос успевает совершить три полных оборота и еще пройти дугу в 78 градусов. Из-за этого Фобос восходит на западе и опускается за горизонт на востоке. Деймос ведет себя более привычно для нас. Его удаление от центра планеты составляет более 23 тыс. км, и на один оборот у него уходит почти на сутки больше, чем у Фобоса.

Сильное приливное трение, возникающее вследствие близкого расположения Фобоса к Марсу, уменьшает энергию его движения, и спутник медленно приближается к поверхности планеты, чтобы в конце концов упасть на нее, если к тому времени гравитационное поле Марса не разорвет его на куски (гравитация планеты разорвет этот спутник на части через 50 миллионов лет или через 100 - он упадет на планету). Пока не были получены более точные данные о спутниках Марса, ученые пытались определить массу Фобоса, ошибочно предполагая, что причиной замедления является его торможение в марсианской атмосфере. Однако первые результаты обескуражили астрономов: выходило, что, несмотря на крупные размеры, спутник очень легкий. Известный астрофизик Иосиф Самуилович Шкловский даже выдвинул гипотезу, согласно которой спутники Марса… пустые внутри и, следовательно, имеют искусственное происхождение.

С этой точкой зрения пришлось расстаться после того, как космические зонды передали на землю изображения марсианских лун. Оба спутника похожи на продолговатые картофелины. Фобос имеет размеры 27 22 18,6 км. Деймос меньше, его размеры 16 12 10 км. Период вращения спутника вокруг Марса 30 часов 21 минута. Период обращения Деймоса немного больше, чем период вращения Марса, поэтому хоть Деймос и “нормально” восходит на востоке и заходит на западе, но движется по небу Марса крайне медленно. Состоят они из одной и той же темной породы, похожей на вещество некоторых метеоритов и астероидов. Поверхность их изрыта метеоритными кратерами. Крупнейший кратер на Фобосе называется Стинки. Его размеры сравнимы с размерами самого спутника. Удар, приведший к появлению такого кратера, должен был буквально потрясти Фобос. Это же событие, вероятно, вызвало образование системы загадочных параллельных борозд возле кратера Стинки. Они прослеживаются на расстояниях до 30 км в длину и имеют ширину 100-200 м при глубине 10-20 м.

Характеристики и загадки поверхности Фобоса

Фобос имеет неправильную форму, приближающуюся к трехосному эллипсоиду. Размеры Фобоса составляют 26,6×22,2×18,6 км. Поверхность Фобоса крайне испещрена гребнями и кратерами всевозможных размеров, очевидно, ударного происхождения.

Самый крупный кратер на поверхности Фобоса - Стикни - имеет диаметр около 9 километров. Будь удар, породивший его чуть сильнее, Фобос, вероятно, раскололся бы на части. С кратером Стикни, который расположен на севере спутника, связаны системы разломов и трещин. Эти странные борозды глубиной в десятки метров тянутся по поверхности Фобоса на расстояние в несколько километров.

После открытия загадочных насечек выдвигались сенсационные гипотезы об их искусственном происхождении. Однако дальнейшие исследования показали, что происхождение борозд на Фобосе хорошо объясняется естественными факторами. Например, одна из гипотез обвиняла приливное воздействие Марса в искажении морщинами лика своего ближайшего спутника.

Другая гипотеза усматривала в бороздах следы давнего раскола некогда единого спутника на две части - Фобоса и Деймоса. Согласно, третьей гипотезы, борозды были нанесены на поверхность спутника обломками пород, выброшенными из крупного кратера в результате столкновения Фобоса с крупным астероидом.

В ближайшие 100 миллионов лет Фобос, вероятно, будет разрушен приливными силами Марса. Авторы и права: HiRISE, MRO, LPL (U. Arizona), NASA.

Марс и Земля имеют несколько общих черт. Как и Земля, Марс относится к планетам земной группы (т.е. эта планета состоит из силикатных пород и минералов). Он также имеет полярные ледяные шапки, наклонённую ось, а в прошлом вероятно обладал океанами наполненными жидкой водой. Кроме того, Марс и Земля являются единственными планетами земной группы у которых имеются естественные спутники.

На самом деле у Марса есть два спутника – это Фобос и Деймос (названы они в честь греческих богов ужаса и террора, соответственно). Деймос меньше Луны, а его орбита располагается на большем расстоянии от планеты. Этот спутник обладает характеристиками астероида, что может являться аргументом при определении места его происхождения.

Деймос был открыт в 1877 году американским астрономом Асафом Холлом (Asaph Hall), который целенаправленно искал марсианские луны, находясь в военно-морской обсерватории США (USNO). Название спутнику было дано Генри Маданом (Henry Madan) вскоре после открытия.

Поскольку Деймос не является круглым телом его средний радиус лежит в пределах между 6 и 6,38 км. (3,73-3,96 миль) или около 15×12,2×11 километров (9,32×7,58×6,835 миль), что делает его почти в два раза меньшим, чем Фобос. Из-за небольшой массы – около 1,4762*10 15 килограмм, поверхностная сила тяжести Деймоса слаба (ускорение свободного падения составляет всего 0,0039 м/с 2).

Орбита Деймоса близка к круговой, перигелий располагается в 23455,5 км., а апогей – в 23470,9 км., таким образом среднее расстояние составляет около 23463,2 км. При средней орбитальной скорости в 1,3513 км/с, на один оборот вокруг Марса, Деймос тратит 30 часов, 18 минут и 43,2 секунды.

И Деймос и Фобос состоят из силикатных пород богатых углеродом, что роднит их с астероидами из главного пояса. Хотя поверхность спутника покрыта кратерами, она значительно более гладкая, чем поверхность Фобоса.

Только две геологические особенности на Деймосе получили собственные имена: кратеры Вольтера и Свифта, названые так в честь знаменитых в 17-18-ом веках публицистов, которые размышляли о существовании двух марсианских лун, прежде чем они были обнаружены.

Исследователи считают, что спутник Марса Фобос может когда-нибудь превратиться в кольцо вокруг Красной Планеты. Авторы и права: Celestia.

Происхождение спутников Марса до сих пор остаётся неопределённым, однако среди исследователей существует ряд гипотез. Наиболее широко распространена теория, согласно которой спутники Красной Планеты являются объектами, выброшенными из пояса астероидов под действием силы тяжести Юпитера и захваченными Марсом.

Тем не менее, эта теория остаётся спорной, поскольку маловероятно, что Марс был бы в состоянии замедлить тела такого размера достаточно, чтобы они достигли своих нынешних орбит. Модифицированный вариант этой гипотезы заключается в том, что Фобос и Деймос когда-то являлись бинарным астероидом, который затем был захвачен Марсом.

Согласно другим популярным гипотезам спутники образовались на их нынешних орбитах в результате аккреционных процессов, или, возможно, в далёком прошлом Марс был окружён множеством крупных астероидов, которые были выброшены на его орбиту после столкновения с планетезималями. Со временем, большинство из них упали на поверхность.