Marsas ir Venera yra panašūs į Žemę, todėl mokslininkai nepraranda vilties rasti gyvybės kaimyninėse planetose. Marsui tai labiau tikėtina. Roveriui „Curiosity“pavyko tiksliai išsiaiškinti, kad ten kažkada tekėjo upės, vadinasi, buvo atmosfera. Galbūt gyvybė Marse egzistavo ilgai prieš Žemę arba bus įmanoma po teraformavimo (klimato sąlygų pokyčių). Tam reikia, kad šalia Marso būtų magnetinis laukas.
Planetų dydžiai, masės ir orbitos
Raudonoji planeta yra daug mažesnė už Žemę. Remiantis mokslininkų skaičiavimais ir daugelio tyrimų metu gautais duomenimis, Žemėje tilptų iki šešių tokio pat tūrio objektų kaip Marsas. Ketvirtosios planetos spindulys nuo Saulės išilgai pusiaujo yra 0,53 Žemės, o paviršiaus tankis yra 37,6%.
Planetų orbitos keliai kardinaliai skiriasi, tačiau sideralinė apyvarta panaši. Tai reiškia, kad metai Marse trunka beveik 687 dienas, o para yra 24 valandos 40minučių. Ašinis posvyris beveik toks pat – Marsui 25 laipsniai, Žemei dviem laipsniais mažiau. Šis panašumas reiškia, kad iš raudonosios planetos galima tikėtis sezoniškumo.
Žemės ir Marso struktūra ir sudėtis
Sausumos planetų (Veneros, Žemės ir Marso) atstovai yra panašios struktūros. Tai metalinė šerdis su mantija ir pluta, tačiau Žemės tankis yra didesnis nei Marso. Tai yra, raudonoji planeta susideda iš lengvesnių elementų. Žemė turi uolų šerdį su skysčiu, taip pat silikatinę mantiją ir kietą paviršiaus plutą. Kalbant apie Marsą, mokslininkai dar nėra visiškai tikri dėl jo šerdies struktūros. Yra žinoma, kad Marso šerdį sudaro geležis ir nikelis, 16-17% - sieros. Marso mantija yra tik 1300-1800 km (palyginimui: žemės mantijos storis 2890 km), o pluta apima 50-125 km (prie Žemės - 40 km). Žemės ir Marso mantija ir pluta yra beveik identiškos struktūros, tačiau skiriasi storis.
Paviršiaus ypatybės
Apie 70 % Žemės paviršiaus dengia vandenynų vandenys. Remiantis viena versija, skystas vanduo buvo dujų ir dulkių debesies, iš kurio susidarė Žemė, dalis. Anot kito, jis atsirado dėl intensyvaus asteroido ir kometos bombardavimo, kurį jauna planeta patyrė. Kai kurie mokslininkai laikosi nuomonės, kad formuojantis Žemei vanduo išsiskyrė iš hidratuotų mineralų. Yra ir kitų hipotezių, ir gali būti, kad visos jos yra daugiau ar mažiau teisingos.
Marse taip pat kadaise buvo skysto vandens, kurisyra būtina sąlyga gyvybei vystytis. Tačiau dabar tai š alta ir apleista planeta, kurioje gausu geležies oksido, kuris Marso paviršiui suteikia raudoną atspalvį. Vanduo yra ledo pavidalu ties ašigaliais. Nedidelis kiekis kaupiasi po paviršiumi.
Marso ir Žemės kraštovaizdis yra panašus. Planetose yra kalnų ir ugnikalnių, kanjonų ir lygumų, tarpeklių, kalnagūbrių, plokščiakalnių. Didžiausias Marso kalnas vadinamas Olimpu, o giliausia bedugnė – Marinerio slėnis. Abi planetos formuojantis patyrė meteorų ir asteroidų atakas, tačiau pėdsakai Marse daug geriau išlikę dėl kritulių trūkumo ir oro slėgio. Asmenims yra milijardai metų. Žemėje tokie dariniai palaipsniui žlugo.
Atmosferos sudėtis ir temperatūra
Žemėje yra tanki atmosfera, suskirstyta į penkis sluoksnius. Marse yra labai plona atmosfera ir aukštas slėgis. Žemės atmosferą daugiausia sudaro azotas (78%) ir 21% deguonies (likęs 1% yra kitos dujinės būsenos medžiagos), o raudonojoje planetoje sudėtį daugiausia sudaro anglies dioksidas (96%), azotas ir argonas (beveik 2 %, likęs 1 % – kitos dujos).
Tai turėjo įtakos temperatūrai. Vidutinė žemės temperatūra +14 laipsnių Celsijaus, maksimali - 70,7 laipsnio, minimali - -89,2 laipsniai. Marse daug šalčiau. Vidutinė temperatūra nukrenta iki –46 laipsnių šilumos, minimali siekia –143 laipsnius, o maksimali planeta įšyla iki 35 laipsnių. Be to, įraudonosios planetos atmosferoje yra daug dulkių.
Ar Marse yra magnetinis laukas
Magnetinis laukas sklinda iš planetos šerdies ir sukuria apsauginę zoną, kuri nukreipia elektros krūvius nuo pradinės trajektorijos. Visi Saulės ar kito objekto krūviai nekelia grėsmės planetai, kuri turi tokį apsauginį lauką. Žemė turi magnetinį lauką, bet ar Marsas turi tokią apsaugą? Šiuo požiūriu planeta skiriasi nuo Žemės.
Kas yra magnetinis laukas Marse? Kadaise aplink planetą egzistavo pasaulinis apsauginis apvalkalas, tačiau galiausiai išnyko dėl daugelio priežasčių. Dabar Marse yra magnetinis laukas, jis platus, bet neužfiksuoja viso planetos paviršiaus. Yra lokalizuotų zonų, kuriose laukas stipresnis. Marso magnetinio lauko spindulys kai kuriose vietose yra 0,2–0,4 Gauso, o tai apytiksliai prilygsta žemės rodikliams.
Mokslininkai šiandien bando paaiškinti šias savybes. Pavyko išsiaiškinti, pavyzdžiui, kad Marso magnetinis laukas ir planetos sandara yra tarpusavyje susiję. Laukas silpnas dėl branduolio. Marso šerdis nejuda plutos atžvilgiu, o tai susilpnina to paties apsauginio lauko poveikį.
Magnetosferų palyginimas
Žemės ir Marso magnetinis laukas neleidžia jonizuotoms saulės vėjo dalelėms ir kitoms kosminėms dalelėms prasiskverbti į paviršių. Laukas tiesiogine prasme saugo gyvybę Žemėje. Lauko buvimas paaiškinamas metalinės šerdies sukimu skystoje išorinėje dalyje. Dėl nuolatinio elektros krūvių judėjimo susidaro magnetinis laukas.
Bvisai neseniai buvo manoma, kad magnetinės jėgos labai pasikeičia arba prisideda prie deguonies nutekėjimo iš atmosferos. Tai gali būti tiesa, nes magnetiniai poliai laikui bėgant gali keistis vietomis, nėra nuolatiniai. Per 160 milijonų metų ašigaliai pasikeitė apie 100 kartų. Paskutinį kartą tai įvyko maždaug prieš 720 000 metų, o kada tai įvyks kitą kartą, nežinoma.
Marso magnetinio lauko, palyginti su Žemės, nepakanka gyvybei palaikyti. Tačiau potencialiai tinkama gyventi planeta turi turėti bent metalinę šerdį. Tai sudarys prielaidas magnetiniam laukui susidaryti. Kalbant apie Marsą, yra magnetinis laukas (nors ir „pusiausvyroje“), yra ir metalinė šerdis. Tai reiškia, kad teoriškai gyvybė planetoje egzistavo anksčiau arba gali būti pakeista.
Lauko išnykimo teorijos
Kodėl Marse nėra magnetinio lauko? Kokia katastrofa „pramušė“apsauginį apvalkalą ar dėl ko sušalo metalinė planetos šerdis? Ar yra koks nors būdas atkurti lauką? Šiuo metu mokslininkai svarsto dvi pagrindines Marso magnetinio lauko išnykimo teorijas.
Pagal pirmąją teoriją, planeta kažkada turėjo stabilų magnetinį lauką (kaip Žemėje), tačiau ją „pramušė“susidūrimas su kokiu nors dideliu objektu. Šis susidūrimas sustabdė planetos branduolį, laukas pradėjo silpti, o tada visiškai prarado savo mastą. Ir šiandien kai kurios planetos dalys yra labiau apsaugotos nei kitos.
Antroji teorija visiškai prieštarauja pirmajai. Marsas gali prasidėtiegzistavimas be magnetinio lauko. Po planetos gimimo geležinė šerdis centre ilgą laiką išliko nejudanti ir nesukūrė magnetinių impulsų. Tačiau kadaise stipriausias Saulės sistemos dujų milžino Jupiterio magnetinis laukas, galintis atbaidyti ne tik mažus asteroidus, bet ir didžiulius objektus, atstūmė kažkokį kosmetinį kūną ir nusiuntė jį į Marsą.
Dėl potvynio jėgos įtakos per kelias dešimtis tūkstančių metų Marse atsirado konvekcinės srovės, kurios privertė planetos šerdį judėti ir išprovokavo magnetinio lauko susidarymą. Kosminiam kūnui artėjant prie Marso, laukas padidėjo, tačiau po kelių milijonų metų kūnas subyrėjo, todėl magnetinis laukas pamažu ėmė nykti. Tai dabar mato mokslininkai.
Kodėl NASA nori sukurti dirbtinį lauką
Ar Marse yra magnetinis laukas, kuris leistų kolonizuoti planetą? Jau dabar aišku, kad tokios apsauginės jėgos nėra, tačiau mokslininkai tęsia tyrimus. Neseniai pasirodė informacija, kad NASA nori Marse sukurti dirbtinį magnetinį lauką, kad planetos atmosfera taptų tankesnė. Tai turėtų labai supaprastinti būsimą raudonosios planetos tyrinėjimą ir galimą kolonizaciją.
Kaip sukurti magnetinį lauką Marse? Planetų konferencijoje pristatyto pranešimo autoriai pasiūlė modulį dislokuoti taške tarp Marso ir Saulės, kur erdvėlaivis gali likti beveik neribotą laiką nenaudojant variklių. Modulis apimsspecialūs magnetai, galintys sukurti 1-2 teslų lauką. Maždaug tokie patys magnetai buvo sumontuoti dideliame hadronų greitintuve.
Laukas sudaro „uodegą“, kuri apims visą planetą. Šis laukas bus labai silpnas, bet teoriškai to pakaks. NASA teigimu, po to planetos atmosfera ims tirštėti. Pasiekus Žemei prilygstantį tankį, Marse vidutinė temperatūra pakils iki +4 laipsnių Celsijaus, o ašigalių sniego kepurės ištirps. Jie turi pakankamai vandens, kad susidarytų vidutinio sunkumo jūros.
Ataskaitos autoriai apeina kosminio modulio kūrimo ir priežiūros Marse išlaidas ir tai, iš kur jis ims energijos. Ekonomiškumo požiūriu šis metodas nepalyginamas su kitais projektais. Pavyzdžiui, kilo mintis Marse gaminti SF6 dujas. Net nedidelės šių dujų koncentracijos pakanka sukurti šiltnamio efektą ir apsaugoti planetos paviršių nuo agresyvių ultravioletinių spindulių.
Nė viena NASA koncepcija iki šiol nebuvo visiškai įrodyta. Tai tik prielaidos, pagrįstos tuo, kad saulės vėjas buvo Marso atmosferos nuostolių š altinis. Tačiau vargu ar azoto praradimo priežastys yra susijusios tik su vėju, todėl mokslininkai neskuba įgyvendinti projektų, o tęsia tyrimus.
Iš Marso tyrinėjimų istorijos
Pirmieji planetos stebėjimai buvo atlikti prieš išrandant teleskopą. Marso egzistavimą 1534 m. pr. Kr. užfiksavo senovės Egipto astronomai. Jie apskaičiavo trajektorijąplanetiniai judėjimai. Babilono teorijoje buvo patikslinta Marso padėtis naktiniame danguje ir pirmą kartą buvo gauti planetų judėjimo laiko matavimai.
Olandų astronomas H. Huygensas pirmasis sudarė Marso paviršiaus žemėlapį. Keletą piešinių, vaizduojančių tamsias sritis, jis padarė 1659 m. Ledo kepurės egzistavimą ašigaliuose pasiūlė italų astronomas J. Cassini 1666 m. Jis taip pat apskaičiavo planetos sukimosi aplink savo ašį periodą – 24 valandos 40 minučių. Tai teisinga, šis rezultatas skiriasi mažiau nei trimis minutėmis.
Nuo praėjusio amžiaus šeštojo dešimtmečio keli AMS buvo išsiųsti į Marsą. Nuotolinis planetos aptikimas iš Žemės buvo tęsiamas naudojant orbitinius ir antžeminius teleskopus, siekiant nustatyti paviršiaus sudėtį, ištirti atmosferos sudėtį ir išmatuoti šviesos greitį.
Marso magnetinį lauką, kuris yra penkis šimtus kartų silpnesnis už žemės, sovietmečiu užfiksavo stotys „Mars-2“ir „Mars-3“. Erdvėlaiviai Mars 2 ir 3 buvo paleisti 1971 m. Pagrindinė techninė problema nebuvo išspręsta, tačiau moksliniai tyrimai vis dar buvo pažengę savo laiku.
Amerikiečiai Mariner 4 į Marsą paleido 1964 m. Erdvėlaivis nufotografavo paviršių ir ištyrė atmosferos sudėtį. Pirmasis dirbtinis planetos palydovas buvo Mariner 9, paleistas 1971 m. Gyvybės paieška dirvožemio mėginiuose buvo atlikta 1975 m. dviem vienodais erdvėlaiviais, kurie buvo „Vikingų“programos dalis. Ateityje už sistemingątyrinėjant planetą buvo panaudotos Hablo teleskopo galimybės.
Gyvybės egzistavimas Marse
Planetos magnetinio lauko darbą mokslininkai taip pat tiria ta prasme, kad tai gali reikšti gyvybės egzistavimą Marse. Daugybė stebėjimų XIX amžiaus pabaigoje sukėlė tikrą „Marso karštligę“šia tema. Tada Nikola Tesla, tyrinėdama radijo trukdžius atmosferoje, pastebėjo kažkokį neatpažintą signalą.
Jis pasiūlė, kad tai galėtų būti signalas iš kitų planetų, pavyzdžiui, Marso. Jis pats negalėjo iššifruoti signalų reikšmės, tačiau buvo tikras, kad jie atsirado neatsitiktinai. Teslos hipotezę palaikė britų fizikas Williamas Thomsonas (lordas Kelvinas). 1902 m., lankydamasis JAV, jis pasakė, kad Tesla iš tikrųjų gavo marsiečių signalą.
Mokslinės hipotezės šiuo klausimu egzistuoja jau seniai. Marse buvo aptiktos metano ir organinės molekulės. Raudonosios planetos sąlygomis dujos greitai skyla, todėl turi būti jų atsiradimo š altinis. Tai gali būti bakterijų arba geologinis aktyvumas (atsižvelgiant į tai, kad aktyvių ugnikalnių Marse nepavyko rasti, tai nėra dujų priežastis).
Šiuo metu Marse gyvybės palaikymo problemos yra skysto vandens trūkumas, magnetosferos trūkumas ir per plona atmosfera. Be to, planeta yra ant „geologinės mirties“slenksčio. Vulkaninės veiklos pabaiga galutinai sustabdys cheminių elementų cirkuliaciją tarp vidinės planetos dalies irpaviršius.
