Рейтинг@Mail.ru
Поиск
x
Как создаются корма для животных
Космос

Настоящий Марс: нераскрытые тайны Красной планеты

Владимир Толкачев
23 марта 2021
марс.jpg
Фото: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona

2021 год приковал всеобщее внимание к Марсу. В феврале на его орбите почти одновременно появились космические аппараты ОАЭ, Китая и США. 10 февраля туда прибыл арабский зонд «Аль-Амаль». 19 февраля на поверхность Марса опустился оснащенный вертолетом американский марсоход Perseverance. Зонд «Тяньвэнь-1» с китайским марсоходом пока находится на орбите и выбирает место для удобной посадки. Уникальность этих межпланетных полетов и цели намечаемых исследований будоражат воображение и память.

Яркие всплески подобного увлечения проблемами космоса наблюдались во времена появления в 1986 году на небосводе кометы Галлея и падения в 1994 году кометы Шумейкеров-Леви на поверхность Юпитера. В дискуссиях о составе ядра этих комет принимал активное участие мой отец Михаил Владимирович Толкачев, который полагал, что ядра комет сложены газовыми гидратами (4). Он также считал, что газовые гидраты являются одним из «строительных материалов» Вселенной и играют важную роль не только на Земле, но и на других планетах (слагают «полярные шапки» Марса, кольца Сатурна и широко развиты на планетах — газовых гигантах и их спутниках). Проблемам освоения месторождений земных газовых гидратов была посвящена серия статей (6, 7, 8), подготовленная им совместно с академиками А. А. Трофимуком, Н. В. Черским и Ю. Ф. Макогоном.

Сегодня, как и во времена предыдущих запусков в сторону Марса космических зондов и станций, речь идет не только о поиске ответа на сакральный вопрос — есть ли жизнь на Марсе. Прежде всего исследователей волнуют внешне прозаические вопросы о составе слагающих Марс пород, о наличии в его недрах или в зоне полярных «шапок» воды, особенностях марсианской погоды и динамики атмосферы. Ответы на эти вопросы и знания о геологическом строении, магнитном поле, гравитации и рельефе планеты позволят создать необходимую базу знаний для следующих экспедиций и строительства марсианских и орбитальных станций. Полагаю также, что вне внимания исследователей не останутся Фобос и Деймос, открытые в 1877 году американским астрономом Асафом Холлом спутники Марса.

Phobos_and_Deimos.jpeg
NASA/JPL-Caltech/University of Arizona, G.Donatiello HiRISE instrument on the Mars Reconnaissance Фобос и Деймос

Наличие у Марса двух спутников было предсказано писателем и публицистом Джонатаном Свифтом задолго до их обнаружения. В изданной в 1726 году книге «Путешествия Гулливера» он описал летающий остров Лапута и живущих на нем астрономов, которые открыли два спутника Марса на орбитах, удаленных от центра этой планеты на расстояния, равные соответственно трем и пяти диаметрам Марса с периодом обращения в 10 и 21,5 часа соответственно. По современным данным, Фобос и Деймос находятся на расстоянии в 1,3 и 3,4 диаметра Марса от центра планеты, а их периоды обращения составляют 7,6 и 30,3 часа.

В процессе исследований оказалось, что реальные природные условия этой холодной, пустынной, не покрытой водой и лесами планете являются более суровыми и даже в чем-то непреодолимыми для первопроходцев без специальной защиты:

Инсоляция. Марс расположен в полтора раза дальше от Солнца, чем Земля, и получает примерно 43% доступного для Земли солнечного света (589,2 ватт на квадратный метр).

Гравитация. На Марсе она в два с половиной раза слабее земной. Человек, который весит на Земле 100 кг, будет на Марсе весить 38 кг. Ускорение силы тяжести на Марсе равно 3,71 м/с² (на Земле — 9,807 м/с²).

Магнитное поле. Марс не обладает четко выраженным дипольным магнитным полем. Датчиками посадочной платформы InSight удалось обнаружить лишь следы сильной намагниченности пород на отдельных участках поверхности планеты. Вместе с тем, слабая защита спорадически проявляемой магнитосферы, недостаточная для защиты живых организмов от космической радиации, дополняется на Марсе оболочкой из энергичных атомов и ионов верхней ионосферы, которая оттесняет потоки солнечного ветра. Возможно, потребуется создание специальной защиты первопроходцев от космической радиации. 

Атмосферное давление. На Марсе оно составляет 6 мбар — менее 1% от привычного для нас и примерно равно земному давлению на высоте в 35 км. На вершинах гигантских вулканов Марса, высота которых достигает 25 км, оно составляет 0,6 мбар. В пропастях Большого каньона (Долины Маринера) оно повышается до 9 мбар, а на дне самой глубокой впадины Эллада — до 10 мбар (3). Это обстоятельство определяет экзотический и непривычный для жителей Земли температурный режим фазовых переходов пресной воды. Она закипает на поверхности Марсе при температуре от +1 до + 2°C, а на дне впадин — при +9°C. 

Температурный режим. По данным марсохода Curiosity, температура на полюсах планеты составляет минус 153 °C, а на экваторе днем до +35 °С и ночью до минус 15°C. В среднем, она равна минус 46 °C и значительно отличается от средней земной температуры в +14 °С.

Состав атмосферы. Марс обладает очень тонкой атмосферой, объемом всего в одну сотую от земной, плотность которой равна 0,02 кг/куб.м. Она простирается до высоты в 11,1 км и, по данным Curiosity, состоит из углекислого газа (95%), азота (2,6%), аргона (1,9%) и кислорода (0,16%). Весной и летом уровень концентрации кислорода в атмосфере повышается примерно на треть, а осенью возвращается к прежнему показателю. Среднее давление атмосферы на поверхности Марса в 160 раз меньше, чем на поверхности Земли. На Марсе наблюдаются облака и выпадает снег. Зимой 1979 года в районе посадки «Викинга-2» тонкий слой снега пролежал несколько месяцев (3). Из-за разреженной атмосферы и невысокой гравитации на Марсе происходят глобальные пылевые бури, которые намного сильнее земных. Зимой ветры дуют от экватора к полюсу, а весной — от полюса к экватору. Периодические температурные колебания атмосферы — суточные приливы (из-за разницы дневных и ночных температур) совпадают на Марсе с гравитационными волнами и управляют пыльными бурями (11). Камера марсохода Opportunity 2 февраля 2004 года засняла два смерча (3). На Марсе зафиксировано наличие озона. Над каньонами, низинами равнин и на дне кратеров часто фиксируются туманные дымки. Над районом северного полюса Марса (в процессе наблюдений с космического телескопа им. Хаббла) был зафиксирован циклон, размер которого в поперечнике составлял около 2000 км. Диаметр центрального «глаза» этого циклона был равен 300 км.

Особенности рельефа. В 1877 году итальянский астроном Джованни Скиапарелли, наблюдавший Марс в 15-сантиметровый телескоп-рефрактор, обнаружил и зарисовал сетку из тонких линий, которые назвал каналами. В процессе последующих исследований эти каналы сначала переквалифицировали в реки, а затем — в каньоны. Не повторяя классические работы с описанием рельефа Марса, можно кратко отметить, что планетообразующими формами рельефа здесь являются гигантские равнины, горные возвышенности, вулканы, каньоны, кратеры, высохшие озера и русла рек, «полярные шапки». Рельеф полушарий Марса заметно различается. Большую часть северного полушария занимают гладкие равнины, лежащие ниже среднего уровня планеты (Великая Северная равнина, Аркадия, Амазония и др.). Южное полушарие представлено, в основном, возвышенностями. На экваторе находится самая крупная марсианская возвышенность Фарсида высотой до 8 км с ее горами. В их числе самая высокая гора и самый высокий вулкан Солнечной системы — гора Олимп высотой в 21 229 м (диаметр кратера 85 км). В южном полушарии находится также самая глубокая на планете равнина Эллады диаметром в 2300 км, дно которой расположено на уровне на 8,2 км ниже среднего уровня поверхности планеты. Вблизи экватора расположен самый большой каньон Марса (Долина Маринера) протяженностью в 4 тысячи км и глубиной до 4 — 6 км.

маринер.jpeg
NASA/JPL-Caltech/University of Arizona, G.Donatiello HiRISE instrument on the Mars Reconnaissance Каньон Титона, который является частью Долины Маринер

Марс является геологически активной планетой, но некоторые природные процессы проявляются здесь совсем не так, как на Земле. Из-за гигантской разницы в атмосферном давлении, силах гравитации и температуре ледники тают и перемещаются здесь по другому, чем на Земле. Вода тающего в момент тепловой агрессии льда практически мгновенно минует жидкую стадию и закипая превращается в пар. Процесс испарения движущейся по склону кипящей воды вызывает оползни и даже разброс песчано-пылевого материала. Такая картина марсианского рельефообразования описана в работе американских ученых (13).

Тектоническая и вулканическая активность. Вопреки ранее существовавшим прогнозам о неизбежном затухании тектонических процессов, Марс проявляет себя как сейсмически активная планета. Сейсмографом SEIS американской наземной станции InSight, совершившей мягкую посадку на Марс в ноябре 2018 года в районе нагорья Элизиум, за десять месяцев были зарегистрированы 174 сейсмических события с магнитудой Mw=3-4 (10). Много лет я знакомился с комментариями А. В. Галанина к снимкам NASA, которые он размещает в интернете под названием «Думы о Марсе» (3). На них хорошо видно, что Марс является геологически активной планетой, большинство кратеров которой может в итоге оказаться эндогенного (в том числе, криогенного) происхождения. Это подтверждается многочисленными снимками, на которых запечатлены конусы молодых вулканов без видимых следов падения метеоритов.

Орбита Марса обладает более значимым эксцентриситетом (0,09), чем Земля. Поэтому расстояние от Марса до Солнца изменяется от 206,7 (в перигелии) до 249 млн.км (в афелии) и составляет в среднем почти 228 млн км (примерно 1,5 а. е.). Этот путь солнечный свет проходит за 760 секунд, В периоды великих противостояний межпланетные «корабли» затрачивают на полеты от Земли до Марса не менее 168 дней (Маринер-6, 1975 год). Год на Марсе, который движется по орбите со скоростью в 24,3 км/с, почти в два раза длиннее земного и составляет 668 марсианских суток, продолжительность которых (24 часа и 39 минут) примерно равна земным.

Главной проблемой при освоении Марса будет отсутствие на его поверхности водоемов пресной воды. Вместе с тем, вода, необходимая для жизни и деятельности человека как питьевой и санитарно-гигиенический ресурс, в случае ее реального обнаружения, станет здесь и источником кислорода.

Первая надежда на успех в поиске воды появилась в июле 2018 года в результате зондирования Марса радаром MARSIS (Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionosphere Sounding), установленном на орбитальной станции Европейского космического агентства Mars Express. Возле южного полюса Марса был получен сигнал о наличии границы между льдом и жидкой водой. В процессе последующих дополнительных исследований были обнаружены четыре подледных озера (14). Ширина самого крупного из них составляет 30 км, самого маленького — 5 км. Предполагается, что в марсианских условиях воды этих не замерзших озер могут быть солеными.

Гипотетически источниками воды на Марсе могут быть не только открытые соленые подледные озера. Кроме вероятных ресурсов воды, законсервированных в «полярных шапках», в недрах планеты могут присутствовать водоносные горизонты пресных и минеральных вод, залежи пресных льдов, а также хорошо известные на Земле газовые гидраты, переохлажденные минеральные воды и рассолы (криопэги), которые пока относятся к нераскрытым тайнам Марса.

Газовые гидраты

Полагаю, что они могут стать одним из важнейших комплексных природных ресурсов Красной планеты. Освоение газовых гидратов позволит получить не только пресную воду, но и значительные объемы природных газов. В составе залегающих на поверхности газовых гидратов, скорее всего, будет преобладать углекислый газ, но в недрах планеты наверняка будут обнаружены газовые гидраты и иных, в том числе и углеводородных газов. Об этом свидетельствует зафиксированный в районе кратера Гейла выброс метана.

Газовые гидраты хлора впервые в лабораторных условиях получил в 1811 году британский химик Гемфри Дэви. В 1823 году их изучение продолжил Майкл Фарадей, который при этом открыл способ сжижения газов. До конца 60-х годов прошлого века газовые гидраты в нашей стране изучались, в основном, с целью предупреждения их аварийного образования в технологических схемах добычи и транспортировки газа. Сегодня газовые гидраты являются на Земле одним из перспективных видов нетрадиционных ресурсов углеводородного сырья (6, 7, 8). Первое очное знакомство каждого из нас с гидратами газов произошло в школе на уроках химии. Вспомните белесый дымок газогидрата хлора, появляющийся каждый раз при открывании флакона с концентрированной соляной кислотой.

Ажурные постройки кристаллов газовых гидратов, в которых молекулы воды вмещают в свой «каркас» молекулу «газа-иммигранцелета», относятся в химии к семейству клатратов (соединений-включений). Они образуются и существуют в устойчивой форме за счет водородной связи (вандер-ваальсовых сил) при определенных высоких давлениях и низких температурах. Эти, похожие на лед, твердые молекулярные соединения газов и жидкости, связывают в одном кубометре воды от 70 до 300 кубометров газа. Плотность гидратов углеводородных газов находится в пределах от 0,8 до 1,8 г/см3. Гидрат углекислого газа, которые наверняка присутствуют на Марсе, образуется на Земле при давлении в одну атмосферу и температуре в минус 25 градусов С.

Важнейшим свойством газовых гидратов является то, что они могут образовываться из пластовых вод недонасыщенных газом, и то, что для их последующего сохранения не требуется непроницаемых литологических экранов. Это свойство гидратов сыграло важную роль в период формирования Земли, ее атмосферы, гидросферы и месторождений углеводородного сырья. Сегодня мировые ресурсы газовых гидратов углеводородных газов нашей планеты, как минимум, на порядок превышают ресурсы традиционного природного газа (2). 

Газовые гидраты обнаружены сегодня во всех земных средах и безусловно присутствуют в космосе. Гидраты могут формироваться в атмосфере Венеры на высоте в 50-70 км от ее поверхности и, скорее всего, будут обнаружены при детальном изучении полярных шапок Марса, колец Сатурна и ядер комет. Каркас из газовых гидратов в недрах Луны мог обеспечить наблюдаемую специалистами США долговременную вибрацию ее поверхности. Во всяком случае это предположение представляется более приемлемым, чем идея о полой Луне или металлическом ее каркасе. Газовые гидраты играли важную роль в процессах консервации и сохранения воды и газов на Марсе. Они являются одним из источников некогда существовавших на Марсе обильных водных потоков и газовых интервенций в атмосферу Марса. Полагаю, что в процессе будущих исследований будут открыты неизвестные пока особенности состава газовых гидратов. Возможно, что при этом углекислый газ окажется не самой главной их составляющей. 

В конце 2020 года ученые США, Китая и России описали структуру и свойства нового вида гидрата водорода, который может образовываться при относительно низком давлении и комнатной температуре (16). Природное соединение такого вида, будь оно открыто на Марсе, позволит получить при разложении газовых гидратов не только воду, но и экологически чистый источник энергии. Присутствие большого скопления водорода в районе южного полюса Марса на площади размером в 645 кв. км было обнаружено гамма-лучевым спектрометром THEMIS (Thermal Emission Imaging System) космического аппарата Mars Odyssey.

полюс.jpg
Европейское космическое агентство (ESA) Южный полюс Марса

Важное отличие газовых гидратов от льда состоит в том, что объем газа при его переходе в твердое состояние газового гидрата уменьшается на несколько порядков. При определенных термобарических условиях 141,5 м³ газообразного метана занимают в кубическом метре метанового газогидрата всего 0,142 м³. Подобного рода плотная упаковка газа (своеобразная «газовая бомба») при определенных условиях чревата серьезными негативными последствиями. 

По расчетам Ю. Ф. Макогона (8), при разложении газовых гидратов метана в замкнутом объеме давление может скачкообразно возрасти до 2-3 тыс. МПа (2-3 тысячи атмосфер) и привести к взрывному разрушению газогидратной залежи. Следы подобных природных газогидратных взрывов — криовулканов с образованием округлых гигантских воронок неоднократно наблюдались на Ямале (1, 9). Криовулканы известны на Плутоне, карликовой планете Церере, спутнике Нептуна Тритоне и спутнике Сатурна — Энцеладе. Вполне обоснованно можно ожидать, что часть кольцевых структур Марса, которые исторически считаются следами его метеоритной бомбардировки, окажутся в итоге проявлениям взрывного криолитогенеза. 

В связи с высокой вероятностью наличия на Марсе и его спутниках газовых гидратов, хотелось бы еще раз повторить предостережение М. В. Толкачева, высказанное по поводу возможных негативных последствий воздействия на газовые гидраты двигателей ракет, лазерной локации или бурения. Опасными также представляются варианты посадки марсоходов на поверхность замерзших в кратерах озер, которые могут оказаться «минным полем».

При повышении температуры или понижении давления газогидраты «разжижаются», разлагаясь на газ и воду. Поглощая тепло они генерируют «волны холода», охлаждающие вмещающие породы и водоносные горизонты. Для получения необходимой для первопроходцев Марса воды могут использоваться три известные способа разложения газовых гидратов (снижение давления, тепловое воздействие или применение ингибиторов).

Марсианские криопэги

В процессе освоения медно-никелиевых руд Норильского района, нефтяных и газовых месторождений в Западной и Восточной Сибири, алмазных трубок в Якутии, месторождений золота и других видов минерального сырья Дальнего Востока давно установлено, что в недрах и на поверхности при 0°С замерзает лишь свободно текущая, гравитационная, капиллярная и слабосвязанная пресная вода, а рассолы хлоридно-кальциевого и иного состава с минерализацией более 300 г/л сохраняются в жидком состоянии при отрицательных температурах до минус 55°С. В этих условиях представляется очевидным, что не может обычная пресная вода свободно накапливаться на поверхности Красной планеты, а уж тем более куда-то течь по руслам марсианских рек. Вместе с тем, туманы, которые наблюдаются в марсианских каньонах и в углублениях равнин могут свидетельствовать, что их источником служит какая-то часть воды из состава газовых гидратов или криопэгов, залегающих на их дне.

Марсианские природные переохлажденные минеральные воды представляют собой потенциально ценный природный ресурс для производства пресной воды и кислорода. Экстрагируемые при этом соли наверняка найдут в будущем применение в марсианской химической промышленности.

В условиях острого дефицита пресной воды не лишним будет вспомнить, что значительная ее часть содержится в породах и минералах. В том числе, как в виде свободной капиллярной и гравитационной воды, так и в химически связанном состоянии в виде кристаллизационной и конституционной жидкости. Кристаллизационная вода выделяется при разрушении кристаллической решетки минералов (сода, гипс и др.) при температуре в 200-300 градусов по Цельсию. Конституционная вода выделяется из минералов, содержащих в своем составе гидроксильную группу (тальк, брусит, хлорит, слюды флогопит и мусковит и др.), при их нагревании выше 300 градусов. Инфракрасные снимки, полученные аппаратом Mars Odyssey, показали, что поверхность Марса в южных широтах северного полушария планеты богата оливином. Известно, что в одной тонне этого широко распространенного породообразующего минерала содержится 100 грамм воды. Намного больше воды, чем в оливине, содержится в минералах рингвудите и вадслеите (15). Предполагается, что в переходной зоне мантии Земли находится огромный резервуар воды, равный нескольким объемам Мирового океана. Выводы о наличии в недрах мантии Земли значительных объемов воды были подтверждены в Канаде при исследовании лавовых потоков коматиитов — пород возрастом 2,7 млрд лет, в которых содержится 0,6% воды (15).

Удивительно, но до сих пор при рассмотрении особенностей геологического строения и рельефа Марса не в полной мере используются давно известные на Земле сведения о газовых гидратах и «жидкой мерзлоте», переохлажденных высоко минерализованных подземных водах.

Следующим (вслед за водой) чрезвычайно важным на Марсе природным ресурсом является кислород. Получение его из воды технически осуществимо и, возможно, в будущем дополнится экзотическим пока способом извлечения кислорода из углекислого газа, газовых гидратов, криопэгов и пород Марса.

В интернете и литературе приводится несколько соображений о гипотетически возможном изменении климата планеты и «улучшении» плотности ее атмосферы до степени, пригодной для земных растений и животных (терраформирования) за счет выпуска в атмосферу парниковых газов, складированных в «полярных шапках». По мнению астрономов Брюса Яковски и Кристофера Эдвардса, опубликованном в журнале «Nature Astronomy (12), для запуска такого процесса на Марсе не хватит имеющихся ресурсов углекислого газа. По их мнению, извлечение газа из «полярных шапок», риголлита и подземных резервуаров позволит повысить давление максимум до 50 мбар. С учетом вероятного «убегания» атмосферы итоговое атмосферное давление не будет выше 20 мбар, а температура при этом повысится не более чем на 10К (для стабильного существования жидкой воды необходимо потепление на 60К).

Фобос и Деймос

Фобос вращается в три раза быстрее Марса (делает один оборот за 7 ч 39 мин 14 сек.) и, в результате, трижды восходит на марсианском небе на западе и заходит на востоке. Размеры Фобоса составляют 26,6×22,2×18,6 км, его поверхность усеяна кратерами, Самый крупный из них, Стикни, имеет диаметр около 8 км. Фобос всегда повернут к Марсу одной и той же стороной. Его орбита находится внутри «предела Роша», и он не разрывается только за счёт низкой удельной плотности и высокой прочности (вязкости) слагающих его пород. Приливное воздействие Марса постепенно замедляет движение Фобоса, и в будущем, возможно, завершится его падением на Марс.

О внешнем облике и геологическом строении Фобоса можно судить только по изображениям, полученным с помощью межпланетных космических аппаратов. На снимках полученных «Mariner-9» и «Viking-Orbiter» отчетливо прослеживаются кратеры, борозды и элементы слоистой текстуры. 

Происхождение спутников Марса Фобоса и Деймоса является загадкой для современной науки. Ранее преобладали представления, что обе «луны» Марса были астероидами, оказавшимися в зоне гравитационного поля Марса. Часть ученых считают, что Фобос и Деймос — это своеобразные отторженцы Марса. Предполагается, что в их строении могут участвовать наблюдаемые и на Марсе слоистые силикаты.

В любом случае требуется найти ответ на ряд наблюдаемых особенностей Фобоса и Деймоса. Объяснить, в частности, причину очень низкой удельной плотности слагающих их пород (1,7 — 1,9 г/куб.см). При этом необходимо выйти за пределы существующих фантастических предположений о том, что Фобос — полый внутри, или о том, что это искусственный спутник Марса, сооруженный космическими робинзонами. Необходимо также найти обоснованное объяснение наблюдаемым на поверхности Фобоса линейным цепочкам мелких кратеров и разобраться с причинами разнонаправленного их движения на орбите (Фобос снижается, а Деймос — удаляется от Марса) и либрации (неравномерного покачивании) спутников. Впрочем, если принять за основу гипотезу о возможном участие в строении Фобоса газовых гидратов (4) или филлосиликатов (слоистых силикатов), содержащих в своем химическом составе гидроксильную составляющую, то можно допустить, что причиной либрации является неравномерное истечение газов при нагревании поверхности спутника. Этими же причинам возможно объяснить линейную приуроченность кратеров, образуемых линейно ориентированными «джетами» газа или водных паров. На снимках Фобосах четко видна линейная ориентировка мелких кратеров. Как будто бы они образовались не в результате разновременного и рассредоточенного падения метеоритов или криовзрывов, а выбиты на поверхности спутника строго линейной «пулеметной очередью».

Плотность слагающих Фобос и Деймос пород значительно ниже плотности метеоритного вещества. Это предполагает наличие либо высокой пористости (до 25 — 45%), либо присутствие газовых гидратов. Такая высокая пористость могла, возможно, возникнуть при вспучивании прослоев гидрослюд типа флогопита или вермикулита, которые при нагреве резко увеличивают свой объем и соответственно снижает удельный вес пород.

В январе 1989 года для межпланетной станции «Фобос — 2», находившейся на орбите Марса, планировался полет на небольшой высоте над поверхностью Фобоса и зондирование его состава с помощью лазерной установки. В 1986 году М. В. Толкачевым было опубликовано предположение, что лазерная локация Фобоса может вызвать взрывное извержение плазмы и привести к гибели межпланетной станции (4). Так и случилось. По опубликованным в 1989 году сообщениям, при подлете к Фобосу «камера зафиксировала объект длиной 25 км, предположительно искусственного происхождения, надвигающийся на зонд. Несколько снимков были отправлены на Землю, и вдруг зонд „Фобос-2“ пропал». 

Всего к Марсу и его спутникам за прошедшие 60 лет было отправлено 46 ракет с космическими аппаратами и станциями (5). В запусках аппаратов и станций участвовали шесть стран (США, Индия, Китай, Япония, ОАЭ и Россия), а также Европейское космическое агентство. Только 23 миссии стали полностью или частично успешными (таблица 1). Марс нехотя и избирательно расстается со своими секретами.

Успешные миссии в истории исследования Марса и его спутников

Миссия (вес, кг)

Год запуска

(Страна)

Основные результаты

«Маринер-4» (260 кг)

Автоматическая межпланетная станция

1964 (США)

14 июля 1965 г. Прошел на расстоянии 9846 км от поверхности Марса и передал 22 снимка его поверхности

«Маринер-6» (412 кг)

Автоматическая межпланетная станция

1969 (США)

24 февраля 1969 года прошел на расстоянии 3437 км над экваториальными районами Марса и 5 августа 1969 года над южными полюсом планеты.

«Маринер-7» (412 кг)

Автоматическая межпланетная станция

1969 (США)

5 августа 1969 прошел на высоте 3551 км над южным полюсом Марса. Сделано около 200 снимков поверхности. Определена температура (-125 градусов С) «полярной шапки» Марса.

«Марс -2» (4650 кг)

Орбитальный модуль и спускаемый аппарат

1971 (СССР)

21 ноября 1971 года разбился о поверхность Марса и доставил герб СССР.

«Марс-3»(4643 кг)

Орбитальный модуль и спускаемый аппарат

1971 (СССР)

Спускаемый аппарат совершил мягкую посадку на Марс и 20 секунд передавал видеосигналы. Орбитальнй аппарат передавал данные до августа 1972 года.

«Маринер-9» (974 кг)

Орбитальный модуль

1971 (США)

3 ноября 1973 года стал первым в истории американским искусственным спутником, выведенным на орбиту другой планеты. Впервые получены четкие снимки Фобоса и Деймоса. Переданы на Землю снимки высокого разрешения примерно 70% поверхности Марса.

«Марс-5» (4650 кг)

Орбитальный модуль

1973 (СССР)

12 февраля 1974 года вышел на орбиту Марса и передал ряд его изображений.

«Викинг-1» (3399 кг)

Орбитальный модуль и спускаемый аппарат

1975 (США)

20августа 1975 г. Вышел на орбиту Марса. 20 июня 1976 года совершил посадку спускаемый аппарат.

«Викинг-2» (3399 кг)

Орбитальный модуль и спускаемый аппарат

1975 (США)

24 июля 1976 года вышел на орбиту Марса. 7 августа 1976 года осуществил посадку спускаемый аппарат. «Викинг-1» и «Викинг-2» передали на Землю около 50 тысяч снимков Марса.

«Фобос-2»

Орбитальный модуль

1988 (Россия)

Успешно приблизился к Фобосу, но не выполнил запланированную посадку.

Mars Global Surveyor

Орбитальный модуль

1996 (США)

После успешного выхода на орбиту Марса с марта 1998 года до 2 ноября 2006 года проводил картографирование поверхности Марса.

Mars Parthfinder

Спускаемый аппарат и марсоход Sojouner

1996 (США)

С 4 июля 1996 года до 27 сентября 1997 года на Землю передавалась научная информация. 

Nozomi

Орбитальный модуль

1998 (Япония)

В декабре 2003 года пролетел на расстоянии в 1000 км над поверхностью Марса.

«Марс-Экспресс» (Mars Express) Зонд и спускаемый аппарат

2003

(Европейское космическое агентство)

25 декабря 2003 года вышел на орбиту Марса. При посадке разбился британский зонд «Бигл-2».

Spirit MER-1 (Mars Exploration Rover), 180 кг

2003 (США)

3 января 2004 года совершил посадку на Марс для геологического изучения планеты. Работал до 23 апреля 2009 года.

Opportunity

Марсоход. (180 кг)

2003 (США)

25 января 2004 года опустился на поверхность Марса. Работал 15 лет и прошел 45 км, сделал 217 тысяч снимков.

Mars Reconnaisance Orbiter

Орбитальный модуль

2005 (США)

11 марта 2006 года вышел на дальнюю орбиту Марса.Работает над созданием детальной карты Марса. Способен фиксировать объекты размером до 30 см.

Phoenix, автоматическая межпланетная станция с посадочным модулем

2007 (США)

25 мая 2008 года сел на поверхность Марса для изучения водообмена между грунтом и атмосферой. Обнаружил следы перхлоратов. 2 ноября 2008 года миссия была завершена.

Curiosity

Марсоход

2011 (США)

6 августа 2012 года совершил успешную посадку на Марсе в районе кратера Гейла.

«Мангальян» (1350 кг)

Автоматическая межпланетная станция

2014 (Индия)

Индия стала первой в мире страной, которая вывела зонд на орбиту Марса с первой попытки.

«Аль-Амаль»

Космический зонд

2021 (ОАЭ)

9 февраля 2021 года вышел на орбиту Марса.

«Тяньвэнь-1»
 
Космический зонд и марсоход

2021 (Китай)

10 февраля вышел на орбиту Марса. Готовится к спуску марсохода на поверхность планеты.

Perseverance

Космический зонд, марсоход и вертолет

2021 (США)

19 февраля 2021 года марсоход доставлен на поверхность Марса и приступил к исследованиям планеты.

Литература

1. Богоявленский В. И. Природные и техногенные угрозы при освоении месторождений горючих ископаемых в криолитосфере//Горная промышленность, 2020, № 1,с.97-118.

2. Газогидраты: технология добычи и прспективы разоаботки // Информационная справка Аналитического центра при Правительстве РФ, декабрь 2013 года.

3. Галанин А. В. Факторы рельефообразования на Марсе // Думы о Марсе, 2013.

4. Толкачев М. В. Не лед и не пламень // Знание-сила, № 12, с. 14-15.

5. Призова Екатерина. Марсианские хроники СССР. Интересные факты о советской колонизации Марса // Российская газета, 2 декабря 2013 года.

6. Трофимук А.А., Макогон Ю.Ф., Толкачев М.В Газогидратные залежи — новый резерв энергетических ресурсов // Геология нефти и газа, № 10, 1981, с. 15 — 22.

7. Трофимук А.А., Макогон Ю.Ф., Толкачев М. В. Черский Н. В. Особенности обнаружения, разведки и разработки газогидратных залежей // Геология и геофизика, № 9, 1984, с. 3 -10.

8. Трофимук А.А., Макогон Ю.Ф., Толкачев М.В. О роли газовых гидратов в процессах аккумуляции углеводородов и формировании их залежей//Геология и геофизика, № 6, 1983, с. 315.

9. Bogoyavlensky Vasily, Bogoyavlensky Igor, Nikonov Roman et all New Catastrophic Gas Blowout and Giant Crater on the Yamal Penensula in 2020: Resualt of the Expedition and Data Processing // Geosciences February 8, 2021, 11, 71 (https: //doi.org /10.3390/ geosciences 11020071).

10. Golombek M., Warner N.H., Banerdt W.B. Geology of the InSight landing site on Mars // Nature Communication, #11, article # 1014, February 24, 2020.

Gilli G., Forget F., Spiga A., Navarro T., Millour E. et all Impact of Gravity Waves on the Middle Atmosphere of Mars: A Non‐Orographic Gravity Wave Parameterization Based on Global Climate Modeling and MCS Observations // Journal of Geophysical Research: Planets. Published: 07 February 2020 (https://doi.org/10.1029/2018JE005873).
Jakovsky Brus M., Edwards Cristofer E. Mars terraforming not possible using present-day technology //Nature Astronomy, #2, p. 634-639, Jule 31, 2018.
Masse M., Conway S.J., Gargani J. et all Transport processes induced by metastable boiling water under Martian surface //Nature Geoscience. # 9. 2016, p.425-428.
O’Callaghan Jonathan. Waters on Mars: discovery of three buried lakes intrigurs scientists // Nature. September 28, 2020, https://doi.org/10.1038/d41586-020-02751-1.
Sobolev Alexander, Asafov Evgeny V., Пurenko Andrey A., Arndt Nikolas T. at all Komatii reveal a hydrous Archaean deep-mantle reservoir // Nature, 2016, vol. 531, p. 628-632.
Yu Wang, Konstantin Glazyrin, Valerry Roizen et all. Novel Hydrogen Clathrate Hydrate // Physical Reviev Letters, vol.125, iss.25, published 18 December 2020.


Автор: Владимир Толкачёв, президент ПАО «ГЕОТЕК Сейсморазведка»

author.jpeg
рекомендации
Собака

Вкусная работа: как в Центре Hill's дегустируют корма для животных

Вода

Как использовать воду экологично: 10 простых советов

Карта, Россия

Россия из дома: фотосборник по итогам конкурса «National Geographic Россия»

None