A Mars a negyedik bolygó naprendszerünkben, és a második legkisebb bolygó a Merkúr után. Nevét az ókori római háború istenéről kapta. A "Red Planet" beceneve a felszín vöröses árnyalatából származik, ami a vas-oxid túlsúlyának köszönhető. Néhány évente, amikor a Mars szembenállásban van a Földdel, leginkább az éjszakai égbolton látható. Emiatt az emberek évezredek óta figyelték a bolygót, és az égbolton való megjelenése számos kultúra mitológiájában és asztrológiai rendszerében nagy szerepet játszott. A modern korban a tudományos felfedezések kincsesbányává vált, amelyek kibővítették a Naprendszerről és annak történetéről alkotott ismereteinket.
A Mars mérete, pályája és tömege
A negyedik bolygó sugara a Naptól körülbelül 3396 km az egyenlítőnél, és 3376 km a sarki régiókban, ami a Föld sugarának 53%-ának felel meg. És bár körülbelül feleannyi, a Mars tömege 6,4185 x 10²³ kg, vagyis bolygónk tömegének 15,1%-a. A tengely dőlése hasonló a Földéhez, és a pálya síkjához képest 25,19°. Ez azt jelenti, hogy a Naptól számított negyedik bolygó is évszakváltást tapasztal.
A Naptól legtávolabbi helyen, a Marson1,666 AU távolságra kering. e., vagyis 249,2 millió km. A perihéliumban, amikor a legközelebb van csillagunkhoz, 1,3814 AU távolságra van tőle. e., vagyis 206,7 millió km. A vörös bolygónak 686,971 földi napra van szüksége, ami 1,88 földi évnek felel meg, hogy a Nap körül keringsen. A marsi napokban, ami a Földön egy nap és 40 perc, egy év 668,5991 nap.
Talajösszetétel
A 3,93 g/cm³ átlagos sűrűségével a Mars ezen jellemzője miatt kevésbé sűrű, mint a Föld. Térfogata bolygónk térfogatának körülbelül 15%-a, tömege pedig 11%. A vörös Mars a felszínen található vas-oxid, ismertebb nevén rozsda eredménye. Más ásványi anyagok jelenléte a porban más árnyalatokat ad – arany, barna, zöld stb.
Ez a földi bolygó gazdag szilíciumot és oxigént tartalmazó ásványokban, fémekben és egyéb anyagokban, amelyek általában a sziklás bolygókon találhatók. A talaj enyhén lúgos, magnéziumot, nátriumot, káliumot és klórt tartalmaz. A talajmintákon végzett kísérletek is azt mutatják, hogy a pH 7,7.
Bár folyékony víz nem létezhet a Mars felszínén vékony légköre miatt, a jég nagy koncentrációja koncentrálódik a sarki sapkákban. Ezenkívül a pólustól a 60°-ig terjed a permafrost öv. Ez azt jelenti, hogy a víz a felszín nagy része alatt szilárd és folyékony halmazállapotának keverékeként létezik. A radaradatok és a talajminták földalatti tározók jelenlétét igazoltáka középső szélességeken is.
Belső szerkezet
A 4,5 milliárd éves Mars bolygó egy sűrű fémmagból áll, amelyet szilíciumköpeny vesz körül. A mag vas-szulfidból áll, és kétszer annyi könnyű elemet tartalmaz, mint a Föld magja. A kéreg átlagos vastagsága körülbelül 50 km, a maximum 125 km. Ha figyelembe vesszük a bolygók méretét, akkor a földkéreg, amelynek átlagos vastagsága 40 km, háromszor vékonyabb, mint a marsi.
A belső szerkezetének modern modelljei azt sugallják, hogy a mag mérete 1700-1850 km sugarú körben van, és főleg vasból és nikkelből áll, körülbelül 16-17% kéntartalommal. Kisebb méretének és tömegének köszönhetően a Mars felszínén a gravitáció csak 37,6%-a a Földének. A gravitációs gyorsulás itt 3,711 m/s², míg bolygónkon 9,8 m/s².
Felületi jellemzők
A Vörös Mars felülről poros és száraz, és geológiailag nagyon hasonlít a Földre. Síkságok és hegyvonulatok, sőt a Naprendszer legnagyobb homokdűnéi is vannak. Itt található a legmagasabb hegy - az Olimposz pajzsvulkán, valamint a leghosszabb és legmélyebb kanyon - a Marinera-völgy.
A becsapódási kráterek a Mars bolygót tarkító táj tipikus elemei. Életkorukat több milliárd évre becsülik. Az erózió lassú üteme miatt jól megőrzöttek. Közülük a legnagyobb a Hellas-völgy. A kráter kerülete körülbelül 2300 km, mélysége pedig eléri a 9 km-t.
A Mars felszínén isszakadékok és csatornák különböztethetők meg, és sok tudós úgy véli, hogy valaha víz folyt át rajtuk. Összehasonlítva őket a Földön található hasonló képződményekkel, feltételezhető, hogy legalább részben vízerózió útján keletkeznek. Ezek a csatornák meglehetősen nagyok – 100 km szélesek és 2 ezer km hosszúak.
Mars műholdak
A Marsnak két kis holdja van, a Phobos és a Deimos. Asaph Hall csillagász fedezte fel 1877-ben, és mitikus szereplőkről nevezték el őket. A klasszikus mitológiából vett nevek hagyománya szerint Phobos és Deimos Arésznek, a görög háborúistennek a fiai, aki a római Mars prototípusa volt. Az első a félelmet személyesíti meg, a második pedig a zavarodottságot és a rémületet.
Phobos körülbelül 22 km átmérőjű, és a Mars távolsága tőle 9234,42 km a perigeusban és 9517,58 km az apogeusban. Ez a szinkron magasság alatt van, és mindössze 7 óra kell ahhoz, hogy a műhold megkerülje a bolygót. A tudósok számításai szerint 10-50 millió év múlva a Phobos a Mars felszínére eshet, vagy körülötte gyűrűs szerkezetté bomlik.
Deimos átmérője körülbelül 12 km, távolsága a Marstól 23455,5 km a perigeusban és 23470,9 km az apogeusban. A műhold 1,26 nap alatt hajt végre egy teljes forradalmat. A Marsnak lehetnek további, 50-100 m-nél kisebb átmérőjű műholdak, és a Phobos és a Deimos között porgyűrű található.
A tudósok szerint ezek a műholdak egykor aszteroidák voltak, de aztán a bolygó gravitációja elfogta őket. Mindkét hold alacsony albedója és összetétele (széntartalmúkondrit), amely hasonló az aszteroidák anyagához, alátámasztja ezt az elméletet, és a Phobos instabil pályája egy közelmúltbeli befogásra utal. Azonban mindkét hold pályája kör alakú, és az egyenlítő síkjában van, ami szokatlan a befogott testeknél.
Légkör és klíma
A Marson az időjárás a nagyon vékony légkörnek köszönhető, amely 96% szén-dioxidot, 1,93% argont és 1,89% nitrogént, valamint nyomokban oxigént és vizet tartalmaz. Nagyon poros, és 1,5 mikron átmérőjű részecskéket tartalmaz, amelyek a felszínről nézve sötétsárgává varázsolják a marsi eget. A légköri nyomás 0,4–0,87 kPa között változik. Ez a tengerszinten lévő Föld körülbelül 1%-ának felel meg.
A gáznemű héj vékony rétege és a Naptól való nagyobb távolság miatt a Mars felszíne sokkal rosszabbul melegszik fel, mint a Föld felszíne. Átlagosan -46 °C. Télen a sarkokon -143 °C-ra csökken, nyáron pedig délben az egyenlítőnél eléri a 35 °C-ot.
Porviharok tombolnak a bolygón, amelyek kis tornádókká változnak. Erősebb hurrikánok akkor fordulnak elő, amikor a por felszáll, és a Nap felmelegíti. A szél felerősödik, több ezer kilométer hosszú és több hónapig tartó viharokat okoz. Valójában a Mars szinte teljes felületét elrejtik a szem elől.
Nyomokban metán és ammónia
A bolygó légkörében is találtak nyomokban metánt, amelynek koncentrációja 30 ppm. A becslések szerintA Marsnak 270 tonna metánt kellene termelnie évente. A légkörbe kerülve ez a gáz csak korlátozott ideig (0,6-4 évig) létezhet. Jelenléte rövid élettartama ellenére azt jelzi, hogy léteznie kell egy aktív forrásnak.
A javasolt lehetőségek közé tartozik a vulkáni tevékenység, az üstökösök és a metanogén mikrobiális életformák jelenléte a bolygó felszíne alatt. A metán előállítható egy nem biológiai folyamattal, az úgynevezett szerpentinizációval, amely vizet, szén-dioxidot és olivint foglal magában, ami a Marson gyakori.
A Mars Express ammóniát is észlelt, de viszonylag rövid élettartammal. Nem világos, hogy mi okozza, de lehetséges forrásként vulkáni tevékenységet javasoltak.
A bolygó felfedezése
Az 1960-as években kezdődött, hogy megpróbáljuk kideríteni, mi az a Mars. Az 1960-tól 1969-ig tartó időszakban a Szovjetunió 9 pilóta nélküli űrrepülőgépet indított a Vörös Bolygóra, de mindegyik nem érte el a célt. 1964-ben a NASA megkezdte a Mariner szondák indítását. Az első a "Mariner-3" és a "Mariner-4" volt. Az első küldetés a telepítés során meghiúsult, de a második, amelyet 3 héttel később indítottak, sikeresen teljesítette a 7,5 hónapos utat.
A Mariner 4 készítette az első közeli felvételeket a Marsról (becsapódási krátereket mutatva), és pontos adatokat szolgáltatott a felszínen uralkodó légköri nyomásról, valamint megállapította a mágneses mező és a sugárzási öv hiányát. A NASA egy újabb, Mariner 6 és 7 elrepülő szonda felbocsátásával folytatta a programot.aki 1969-ben érte el a bolygót
Az 1970-es években a Szovjetunió és az Egyesült Államok versengett egymással, hogy melyik legyen az első, aki mesterséges műholdat állít a Mars körüli pályára. A szovjet M-71 program három űrhajót tartalmazott: a Kosmos-419 (Mars-1971C), a Mars-2 és a Mars-3. Az első súlyos szonda indítás közben lezuhant. A későbbi küldetések, a Mars 2 és Mars 3 egy keringő és egy leszállóegység kombinációja volt, és ezek voltak az első állomások, amelyek földönkívüli módon landoltak (a Holdon kívül).
1971. május közepén sikeresen felbocsátották őket, és hét hónapig repültek a Földről a Marsra. November 27-én a Mars 2 leszálló fedélzeti számítógép meghibásodása miatt lezuhant, és ez lett az első ember alkotta tárgy, amely elérte a Vörös bolygó felszínét. December 2-án a Mars-3 szabályos leszállást hajtott végre, de az adása az adástól számított 14,5 perc után megszakadt.
Eközben a NASA folytatta a Mariner programot, és 1971-ben felbocsátották a 8-as és 9-es szondákat. A Mariner 8 kilövés közben az Atlanti-óceánba zuhant. De a második űrszonda nemcsak a Marsot érte el, hanem az első sikeresen pályára állított űrszonda is lett. Míg a porvihar bolygóméretekben tartott, a műholdnak sikerült több fényképet is készítenie Phobosról. A vihar alábbhagyásával a szonda képeket készített, amelyek részletesebb bizonyítékot szolgáltattak arra vonatkozóan, hogy valaha víz folyt a Mars felszínén. A Naprendszer legmagasabb képződményeként találták az Olimposz havainak nevezett dombot (az egyike azon kevés objektumoknak, amelyek láthatóak maradtak a bolygó porvihara során), amiátnevezzük az Olümposz-hegyre.
1973-ban a Szovjetunió további négy szondát küldött: a 4. és 5. Mars-szondát, valamint a Mars-6 és 7. keringési és leszállószondákat. Minden bolygóközi állomás, kivéve a Mars- 7 , adatokat továbbított, és a Mars-5 expedíció volt a legsikeresebb. Az adóház nyomáscsökkentése előtt az állomás 60 képet tudott továbbítani.
1975-re a NASA felbocsátotta a Viking 1-et és 2-t, amelyek két keringőből és két leszállóból álltak. A marsi küldetés célja az élet nyomainak felkutatása és meteorológiai, szeizmikus és mágneses jellemzőinek megfigyelése volt. A visszatérő vikingek fedélzetén végzett biológiai kísérletek eredményei nem voltak meggyőzőek, de a 2012-ben közzétett adatok újraelemzése a mikrobiális élet jeleire ut alt a bolygón.
Az Orbiterek további adatokat szolgáltattak, amelyek megerősítik, hogy valaha víz létezett a Marson – a nagy áradások több ezer kilométer hosszú mély kanyonokat alakítottak ki. Ezenkívül a déli féltekén elágazó patakfoltok arra utalnak, hogy itt valamikor csapadék esett.
A járatok újraindulása
A Naptól számított negyedik bolygót csak az 1990-es években tárták fel, amikor a NASA elküldte a Mars Pathfinder küldetést, amely egy űrhajóból állt, amely a mozgó Sojourner szondával egy állomásra szállt le. Az eszköz 1987. július 4-én landolt a Marson, és bizonyítéka lett a további expedíciók során alkalmazott technológiák életképességének, mint pl.mint a légzsákos leszállás és az automatikus akadálykerülés.
A következő küldetés a Marsra az MGS térképező műhold, amely 1997. szeptember 12-én érte el a bolygót, és 1999. márciusában kezdte meg működését. Egy teljes marsi év alatt kis magasságból, szinte sarki pályán tanulmányozta a a teljes felszínt és a légkört, és több bolygóadatot küldött, mint az összes korábbi küldetés együttvéve.
2006. november 5. Az MGS megszakította a kapcsolatot a Földdel, és a NASA helyreállítási erőfeszítései 2007. január 28-án véget értek
2001-ben elküldték a Mars Odyssey Orbitert, hogy megtudja, mi is az a Mars. Célja az volt, hogy spektrométerek és hőkamerák segítségével bizonyítékokat keressen a víz és a vulkáni tevékenység létezésére vonatkozóan a bolygón. 2002-ben bejelentették, hogy a szonda nagy mennyiségű hidrogént észlelt, ami hatalmas jéglerakódások bizonyítéka a talaj felső három méterén a Déli-sark 60°-án belül.
2003. június 2-án az Európai Űrügynökség (ESA) felbocsátotta a Mars Express nevű űreszközt, amely egy műholdból és a Beagle 2 leszállóegységből áll. 2003. december 25-én állt pályára, és a szonda még aznap bejutott a bolygó légkörébe. Mielőtt az ESA elvesztette volna a kapcsolatot a leszállóval, a Mars Express Orbiter megerősítette a jég és a szén-dioxid jelenlétét a déli póluson.
2003-ban a NASA megkezdte a bolygó feltárását a MER program keretében. Két rovert használt a Spirit és az Opportunity. A marsi küldetésnek az volt a feladata, hogy különféle dolgokat vizsgáljon megkőzet és talaj, hogy bizonyítékot találjunk a víz jelenlétére.
12.08.05 a Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) elindult, és 06.03.10-én érte el a bolygó pályáját. A készülék fedélzetén olyan tudományos műszerek találhatók, amelyek víz, jég és ásványi anyagok észlelésére szolgálnak a felszínen és a felszín alatt. Ezenkívül az MRO támogatja az űrszondák jövő generációit azáltal, hogy naponta figyeli a Mars időjárási és felszíni viszonyait, keresi a jövőbeli leszállóhelyeket, és tesztel egy új távközlési rendszert, amely felgyorsítja a Földdel való kommunikációt.
2012. augusztus 6-án a NASA MSL Mars Science Laboratory és a Curiosity rover landolt a Gale-kráterben. Segítségükkel számos felfedezést tettek a helyi légköri és felszíni viszonyokat illetően, és szerves részecskéket is kimutattak.
2013. november 18-án újabb kísérletként, hogy kiderítsék, mi is a Mars, felbocsátották a MAVEN műholdat, amelynek célja a légkör tanulmányozása és a robotroverek jeleinek továbbítása.
A kutatás folytatódik
A Naptól számított negyedik bolygó a Föld után a legtöbbet tanulmányozott bolygó a Naprendszerben. Jelenleg az Opportunity és a Curiosity állomások működnek a felszínén, és 5 űrszonda kering a pályán - Mars Odyssey, Mars Express, MRO, MOM és Maven.
Ezek a szondák hihetetlenül részletes képeket készítettek a Vörös bolygóról. Segítettek felfedezni, hogy valaha víz volt ott, és megerősítették, hogy a Mars és a Föld nagyon hasonlóak – van sarksapkájuk, évszakaik, légkörük ésa víz jelenléte. Azt is megmutatták, hogy ma is létezhet szerves élet, és valószínűleg létezett korábban is.
Az emberiség rögeszméje a Mars iránt töretlenül folytatódik, és a felszínének tanulmányozására és történelmének feltárására tett erőfeszítéseink még korántsem ért véget. A következő évtizedekben valószínűleg továbbra is küldünk oda rovereket, és először küldünk oda embert. És idővel, ha rendelkezésre állnak a szükséges erőforrások, a Naptól számított negyedik bolygó egy napon lakhatóvá válik.
