Введение.

Исследование планет солнечной системы, особенно планет типа Земли представляет большой научный интерес не только для астрономии, но и для наук о Земле – геологии и геофизики.

Тогда, в начале 60-х, после запуска на ор­биту первого космо­навта, пилотируемая космонавтика не ви­дела перед собой никаких преград. К тому вре­мени автоматические меж­планетные станции уже ушли к Луне и Марсу, а в КБ Коро­лева вели разговор о возмож­ности полета к ним пилотиру­емых кораблей. Сначала на очереди стояла Венера - «се­стра Земли», поверхность ко­торой фантасты давно насе­лили тропическими лесами и даже разумной жизнью. Пер­вая советская автоматичес­кая станция стартовала к Ве­нере еще до полета Гагарина, в феврале 1961 года, за ней устремились другие. Но ис­следователей, и Королева в частности, ждало жестокое разочарование: давление ат­мосферы на поверхности планеты оказалось невероят­ным, непредсказуемо боль­шим - 140 атмосфер, а тем­пература превышала 500 гра­дусов! Откровенно говоря, предварительным результа­там даже отказались верить, а в КБ кто-то вывесил шуточ­ную карикатуру: жабообразные венерианцы нагревают приземлившуюся станцию паяльной лампой и при этом приговаривают: "Земляне хо­тят захватить нашу планету! Надо показать им, что здесь очень жарко!"

Исследования Венеры ав­томатическими станциями продолжились, а внимание исследователей обратилось к Марсу. Как раз в это время в печати бурно обсуждалась гипотеза члена-корреспон­дента АН СССР Иосифа Шкловского о том, что спут­ники Марса Фобос и Деймос пустотелые и потому имеют искусственное происхожде­ние! Эта гипотеза всерьез ув­лекла Сергея Павловича Ко­ролева.

Если раньше изучение Марса было уделом одних астрономов и велось методами наземной оптической астрономии, то теперь ситуация в корне изменилась. Исследование природы этой столь популярной даже в широких кругах неспециалистов планеты ведется с космических аппаратов и автоматических межпланетных станций, работающих вблизи Марса, на орбитах искусственных спутников Марса и на самой поверхности планеты. Собран и проанализирован громадный материал, сделаны важнейшие по своему значению выводы. Большая заслуга в этом принадлежит российским учёным и конструкторам.

Марс

Вечно загадочный Марс

Вряд ли какая-нибудь планета вызвала у людей столько споров и дискуссий, как Марс. Спорили не только учёные, но и люди самых различных профессий, занятий, возрастов.

Совершенствовались методы исследований, сменяли друг друга астрономы разных поколений, изменялся самый характер дискуссий. В десятых-двадцатых годах нашего века спорили главным образом о каналах Марса, о наличии там разумных обитателей (марсиан). В пятидесятых годах много спорили о существовании на Марсе растительности и вообще органической жизни.

Марс как планета

Первые наблюдения Марса производились ещё до изобретения телескопа. Это были позиционные наблюдения. Их целью было определение точных положений планеты по отношению к звёздам. Такие наблюдения проводил ещё Коперник, стараясь подкрепить ими свою гелиоцентрическую систему мира. Точность наблюдений Коперника составляла около одной минуты дуги.

Значительно более точными были наблюдения знаменитого датского астронома Тихо Браге; их точность доходила до 10 секунд дуги. За свою долгую жизнь Тихо пронаблюдал десять противостояний Марса, накопив непрерывный ряд наблюдений за 22 года. Этот ценнейший материал после смерти Тихо попал в самые верные руки – в руки Иоганна Кеплера, прекрасного вычислителя, человека широких взглядов, не связывавшего себя привычными в те времена представлениями о движении планет по окружностям – самым «совершенным» из всех кривых. Обработка наблюдений положений Марса, выполненных Тихо Браге, привела Кеплера к открытию трёх его знаменитых законов движения планет. Истинной формой планетных орбит оказался эллипс, а Солнце находилось в одном из фокусов этого эллипса (общем для всех планет).

И всё же выбор Марса не был делом случая. Наблюдать Венеру (а тем более Меркурий) очень трудно, т. к. эта планета не отходит от Солнца далее 48 градусов, наблюдается на светлом небе и её положение трудно привязывать к положениям неподвижных звёзд. С другой стороны, Юпитер и Сатурн движутся по небу очень медленно, т. к. находятся относительно далеко от Земли. Марс же близок к Земле, сравнительно быстро перемещается среди звёзд, его можно наблюдать на фоне звёздного неба на любых угловых расстояниях от Солнца, он описывает довольно широкие петли около эпохи противостояния.

Спутники Марса

11 и 17 августа 1877 г. Асаф Холл на Вашингтонской обсерватории открыл два маленьких спутника Марса – Фобос и Деймос. Размеры их дисков были не различимы ни в какой телескоп, а блеск в среднем противостоянии соответствовал 11,6 и 12,8 звёздной величины. Это свидетельствовало об их весьма малых размерах.

Периоды обращения спутников вокруг планеты составляют 7 час. 39 мин. у Фобоса и 30 час. 21 мин. у Деймоса, их расстояния от центра планеты 9400 и 23500 км. Орбиты почти круговые, их наклон к экватору Марса у Фобоса 1 градус, у Деймоса 2,7 градуса.

Таким образом, Фобос совершает обращение вокруг планеты втрое быстрее, Чем сам Марс вращается вокруг оси. За сутки Марса Фобос успевает совершить три полных оборота и пройти ещё дугу в 78 градусов. Для марсианского наблюдателя он восходит на западе и заходит на востоке. Между двумя последовательными верхними кульминациями Фобоса проходит 11 час. 07 мин.

Совсем иначе движется по небу Деймос. Его период обращения больше периода вращения Марса, но ненамного. Поэтому он хотя и «нормально» восходит на востоке и заходит на западе, но движется по небу Марса крайне медленно. От одной кульминации Деймоса до следующей проходит 130 часов – пять с лишним суток!

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 упадёт на Марс.

Что же нам известно о физических свойствах спутников Марса? Поверхность их оказалась очень тёмной, их альбедо равно 0,05, как у лунных «морей». Она вся испещрена кратерами ударного (метеоритного) происхождения, причём наибольший кратер на Фобосе имеет поперечник 5 км. Плотность кратеров на единицу поверхности спутников заставляет считать спутники весьма древними небесными телами.

Марс в телескоп

После изобретения телескопа астрономы сразу же попытались наблюдать и зарисовать поверхность Марса. Один из первых рисунков этой планеты принадлежит голландскому физику и астроному Христиану Гюйгенсу; он сделан в 1659 г. В 60 – 70-е годы 17 века наблюдениями Марса занимался французский астроном Жан Доминик Кассини, впервые определивший период вращения Марса по перемещению пятен на его диске.