Кто знает, сколько у Марса спутников?

Фобос (сверху) и Деймос (снизу)
Орбиты спутников Марса

Изображение спутников Марса с соблюдением масштабов и расстояний

У планеты Марс есть два спутника: Фобос

(греч. φόβος «страх») и
Деймос
(греч. δείμος «ужас»). Оба спутника вращаются вокруг своих осей с тем же периодом, что и вокруг Марса, поэтому всегда повёрнуты к планете одной и той же стороной. Оба спутника имеют форму, приближающуюся к трёхосному эллипсоиду. Фобос (26,8×22,4×18,4 км) несколько больше Деймоса (15×12,2×10,4 км). 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.

История[ | ]

Предсказания о двух спутниках[ | ]

Предположение о существовании у Марса двух спутников высказал Иоганн Кеплер в 1611 году. А именно: он ошибочно расшифровал анаграмму Галилео Галилея smaismrmilmepoetaleumibunenugttauiras

как лат. Salue, umbistineum geminatum Martia proles[1] («Привет вам, близнецы, Марса порождение»[2]) и, таким образом, посчитал, что Галилей открыл два спутника Марса. В то время, как правильной её расшифровкой было лат. Altissimum planetam tergeminum obseruaui («Высочайшую планету тройною наблюдал»[2], опубликована в письме Галилея Джулиано де Медичи 13 ноября 1610 года) — Галилей увидел Сатурн тройным — с кольцами[3].

Вероятно, при своей ошибочной расшифровке анаграммы Галилея, Кеплер также основывался на логике, что если у Земли есть один спутник, а у Юпитера — 4 (известных на тот момент), следовательно, количество спутников, по мере удаления от Солнца, возрастает в геометрической прогрессии. По этой логике, у Марса должно быть 2 спутника[4].

Наличие двух спутников у Марса более чем за 150 лет до их официального открытия случайно «предсказал» Дж. Свифт — в третьей главе третьей части «Путешествий Гулливера» (1726), которая описывает летающий остров Лапута, говорится, что астрономы Лапуты открыли два спутника Марса на орбитах, равных 3 и 5 диаметрам Марса c периодом вращения соответственно 10 и 21,5 часов (реально Фобос и Деймос находятся на расстоянии 1,4 и 3,5 диаметра Марса от центра планеты, а их периоды — 7,6 и 30,3 часа)[5]:

…ближайший к Марсу удалён от центра этой планеты на расстояние, равное трём её диаметрам, а более отдалённый находится от неё на расстоянии пяти таких же диаметров. Первый совершает своё обращение в течение 10 часов, а второй в течение 21 с половиной часа, так что квадраты времён их обращения почти пропорциональны кубам их расстояний от центра Марса, каковое обстоятельство с очевидностью показывает, что означенные спутники управляются тем же самым законом тяготения, которому подчинены другие небесные тела…

Оригинальный текст (англ.)

…whereof the innermost is distant from the centre of the primary planet exactly three of his diameters, and the outermost, five; the former revolves in the space of ten hours, and the latter in twenty-one and a half; so that the squares of their periodical times are very near in the same proportion with the cubes of their distance from the centre of Mars; which evidently shows them to be governed by the same law of gravitation that influences the other heavenly bodies…

В его времена Фобос и Деймос не были известны, и писатель таким образом сатирически описал астрономов Лапуты.

В философской повести «Микромегас» (1752) Вольтера содержится упоминание о том, что вокруг Марса обращается две луны «правда, ускользающие от глаз земных астрономов»[6].

Поиски и открытие[ | ]

Спутники Марса пытался отыскать ещё английский королевский астроном Уильям Гершель в 1783 году, но безрезультатно. В 1830 году безуспешные систематические поиски спутников в Берлине вёл Иоганн Генрих фон Медлер[7]. В 1862 и 1864 гг. их искал директор обсерватории Копенгагенского университета Генрих (Анри) Луи Д’Арре с помощью 10-дюймового (25-сантиметрового) телескопа-рефрактора, но также не смог их найти[8].

Спутники Марса Деймос и Фобос были открыты, соответственно, 11 и 17 августа 1877 года (год великого противостояния Марса) по вашингтонскому времени Асафом Холлом в Морской обсерватории (США)[9]. При наблюдениях, приведших к этим открытиям он использовал 26-дюймовый (66-сантиметровый) телескоп-рефрактор, изготовленный предприятием, принадлежащим Алвену Кларку и двум его сыновьям[10]. Этот телескоп в 1877 году был крупнейшим рефрактором в мире. В письме Глейшеру от 28 декабря 1877 года Холл пишет[11]:

Из различных имен, которые были предложены для этих спутников, мне больше всего нравятся имена из Гомера, предложенные мистером Маданом из Итона, а именно: Деймос

для внешнего спутника и
Фобос
для внутреннего.

Оригинальный текст (англ.)

Of the various names that have been proposed for these satellites I like best those suggested from Homer by Mr. Madan, of Eton, viz. Deimos

for the outer satellite, and
Phobos
for the inner one.

Таким образом, имена для спутников Марса предложил Генри Джордж Мадан[en] в 1877 году, и взял он их из «Илиады» Гомера[12]. Окончательный выбор в пользу предложения Мадана Холл сделал 7 февраля 1878 года[13].

Исследование[ | ]

В 1894 году А. Белопольским и в 1896 году С. Костинским были впервые получены снимки Деймоса, а во время великого противостояния 1909 года С. Костинский получил чёткие фотоснимки Фобоса и Деймоса. В 1911 году Г. Струве предложил первую теорию движения спутников Марса[14][15].

Исследование спутников Марса космическими аппаратами[ | ]

Многие АМС, имевшие своей основной задачей исследование Марса, сделали фотографии его спутников с различного расстояния. (Подробности см. в статье Фобос).

Из четырёх осуществлённых миссий к спутникам Марса, три закончились полной неудачей: связь с АМС Фобос-1 была потеряна на пути к Марсу, АМС Марс-96 и Фобос-Грунт потерпели неудачу, не покинув околоземную орбиту. АМС Фобос-2 вышла на околомарсианскую орбиту, были получены некоторые научные данные о Фобосе, затем связь была потеряна на удалении в несколько сотен км от Фобоса. Основная часть миссии с использованием посадочных модулей не была выполнена.

  • Фобос (космический аппарат)
  • Марс-96
  • Фобос-Грунт

Как они появились

Естественные спутники Марса в основном состоят из реголита (осколков горных пород) и льда, состав которых не такой, как у «красной звезды». Происхождение их до сих пор не имеет конкретной официальной версии. Есть гипотеза, что был один астероид, разбившийся на две глыбы. Говорят, что Марс притянул их к себе со стороны Юпитера. Они моложе, чем сама планета.

Фобос, в связи с предположением о пустоте внутри, обрел легенду, что он совсем не естественное тело. Это космический корабль, созданный высшим разумом. Чтобы это проверить, нужно много времени, средств и сил. Необходимо исследовать его грунт, глубину и точный состав.

Теперь вы знаете, сколько у Марса спутников и что они приблизительно из себя представляют.

Строение[ | ]

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.

Вид с Марса[ | ]

Прохождение Фобоса по диску Солнца. Анимация составлена на основе снимков марсохода «Оппортьюнити».
Фобос при наблюдении с поверхности Марса имеет видимый диаметр около 1/3 от диска Луны на земном небе и видимую звёздную величину порядка −9 (приблизительно как Луна в фазе первой четверти)[16]. Фобос восходит на западе и садится на востоке Марса, чтобы снова взойти через 11 часов, таким образом, дважды в сутки пересекая небо Марса. Движение этой быстрой луны по небу будет легко заметно в течение ночи, так же, как и смена фаз. Невооружённый глаз различит крупнейшую деталь рельефа Фобоса — кратер Стикни. Деймос восходит на востоке и заходит на западе, выглядит как яркая звезда без заметного видимого диска, звёздной величиной около −5 (чуть ярче Венеры на земном небе)[16], медленно пересекающая небо в течение 2,7 марсианских суток. Оба спутника могут наблюдаться на ночном небе одновременно, в этом случае Фобос будет двигаться навстречу Деймосу.

Яркость и Фобоса, и Деймоса достаточна для того, чтобы предметы на поверхности Марса ночью отбрасывали чёткие тени. Оба спутника обращаются сравнительно близко к поверхности Марса и, кроме того, имеют относительно малый наклон орбиты к экватору Марса, эти два обстоятельства исключают их наблюдение в высоких северных и южных широтах планеты: так, Фобос никогда не восходит над горизонтом севернее 70,4° с. ш. или южнее 70,4° ю. ш.; для Деймоса эти значения составляют 82,7° с. ш. и 82,7° ю. ш. На Марсе может наблюдаться затмение Фобоса и Деймоса при их входе в тень Марса, а также затмение Солнца, которое бывает только кольцеобразным из-за малого углового размера Фобоса по сравнению с диском Солнца.

У Марса могло быть три спутника?

Два спутника, две луны Марса — Фобос и Деймос — маленькие, неправильные, но вращаются в той же экваториальной плоскости, что и Красная планета. Долгое время их считали захваченными астероидами, но их орбиты сильно снижают шансы на это. Также был вариант, что произошло мощное столкновение, из которого родился диск обломков, подобно тому как сформировалась наша Луна. Эта альтернатива создает экваториальные орбиты, но обычно производит одну очень большую Луну. И вот новое моделирование показало, что столкновение могло сотворить три луны возле Марса, и самая большая из них постепенно развалилась, оставив нам марсианскую систему, как она есть.

Серьезное столкновение с астероидом миллиарды лет назад могло создать спутники Марса, включая внутренний, более крупный, которого никто никогда не видел

Мы привыкли к нашей Луне, но на самом деле она довольно странная по меркам твердых планет. Из всех твердых миров нашей Солнечной системы Земля единственная с большой Луной. Меркурий — безлунный, Венера — безлунная, у Марса есть только два очень маленьких спутника, Фобос и Деймос. Фобос и Деймос не похожи на нашу собственную Луну; они всего 22 и 12 километров в поперечнике, маленькие и странной формы. По правде говоря, они больше похожи на астероиды.

Относительные размеры астероидоподобных спутников Марса, Фобоса и Деймоса

Но гравитационный захват астероидов — это случайность. Они должны быть на ретроградной орбите или сильно наклоняться в любом направлении, но эти два расположены на идеальных круговых орбитах и необычно близки к Марсу. Их состав и внешний вид могут говорить об астероидах, но орбиты говорят совершенно о другом.

Орбиты Фобоса и Деймоса находятся в одной экваториальной плоскости

Круговые орбиты в общем появляются тогда, когда что-то сформировалось давным-давно, от изначальной конфигурации диска обломков определенного типа. Наши планеты кружатся вокруг Солнца, потому что сформировались в раннем протопланетарном диске; спутники газовых гигантов сформировались из околопланетарного диска своего мира; у нашей Луны почти круговая орбита, поскольку она сформировалась из гигантского столкновения, которое создало огромный, массивный диск вокруг Земли около 4,5 миллиардов лет назад.

Северные 40% Марса на 5 километров ниже по высоте, чем остальная часть планеты. Эта гигантская особенность, известная как бассейн Бореалис, была создана в процессе столкновения, которое могло поднять достаточно обломков, чтобы сформировать множество лун

Марс, как и многие другие миры в нашей Солнечной системе, нарисовал на своей поверхности следы истории суровых столкновений. Некоторые из них, небольшие, оставили скромные кратеры, другие же были колоссальными и породили что-то вроде бассейна Бореалис. Этот удар должен был произойти миллиарды лет назад, но должен был выбросить гораздо больше обломков и мусора, чтобы из них сформировались только две маленьких луны. Обе они достаточно близки к Марсу.

В статье, опубликованной в журнале Nature Geoscience, группа ученых под руководством Паскаля Розенблатта показала, что мощный удар должен был выбросить с Марса плотный диск обломков. За несколько тысяч лет из него сформировалась большая луна шириной в несколько сотен километров, близко расположенная к поверхности Марса. Гравитационное воздействие, которое она оказала на внешний диск, привело к нестабильностям, в результате которых из диска также появились Фобос и Деймос.

И хотя большая Луна будет обречена на разрушение приливными силами и постепенное выпадание на поверхности Марса, две другие луны останутся. В этот момент, в прошлом, у Фобоса и Деймоса было много общего, но это сходство продержалось всего несколько миллионов лет. Через несколько миллиардов лет Фобос тоже будет разрушен. Если новая теория верна, ученые будущего найдут только Деймос и бассейны на Марсе, собирая историю по частям. Прошлое в Солнечной системе и Вселенной мы вынуждены изучать только так.

Теории происхождения[ | ]

Сходство Деймоса и Фобоса с одним из видов астероидов породило гипотезу о том, что и они бывшие астероиды, орбиты которых 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[17].

Спутники Марса в литературе[ | ]

  • У Владимира Михайлова в повести «Особая необходимость» (1963), советские космонавты обнаруживают, что Деймос является звездолётом инопланетян. Разгадав часть его тайн, участники экспедиции решают использовать имеющийся на борту звездолёта межпланетный космический корабль для возвращения на Землю.
  • У Станислава Лема в «Звёздных дневниках Ийона Тихого», «Путешествии двадцатом», путешественник во времени из XXVII века случайно выбалтывает Джонатану Свифту элементы орбит Фобоса и Деймоса. Именно так, утверждает главный герой, писатель и узнал о существовании этих спутников.

Как свое название получили спутники Марса

Свои официальные имена Фобос и Деймос получили в феврале 1878 года после длительного поиска Холлом удачных названий. Он вел переписку со многими представителями научного мира, и среди множества предложенных имен, он выбрал вариант Генри Джорджа Мадана. Он в свою очередь взял название из гомеровской Илиады. По другой версии эти имена предложила одна неизвестная школьница из Великобритании.

Среди планет Солнечной системы, астероидов, звезд и других космических тел много названий взяты из древней мифологии. Красная планета из-за своего агрессивного цвета поверхности была символично названа именем древнеримского бога кровавой войны. Марса, или, как называли его греки, Ареса. Он считался одним из самых почитаемых богов, несмотря на то, что символизировал жестокость, силу, стремление к войне ради удовольствия. Логично, что спутники планеты Марс получили названия в честь детей бога войны греческой мифологии.

Согласно верованию греков Ареса во всех битвах сопровождали их с Афродитой дети. Поэтому, очевидно, почему спутники сегодня называются Фобосом и Деймосом, то есть страхом и ужасом.

Примечания[ | ]

  1. Ioannis Kepleris.
    Narratio de observatis a se quatuor Iouis satellitibus erronibus. — Francofurti, 1611. — С. 4.
  2. 12Перельман Я. И.
    Астрономические анаграммы // Занимательная астрономия. — 7-е изд. — М.: Государственное издательство технико-теоретической литературы, 1954. — С. 120—122.
  3. 427. Galileo a Giuliano De’ Medici in Praga. Firenze, 13 Novembre 1610 // Le Opere di Galileo Galilei. — Firenze, 1900. — Т. X. Carteggio. 1574-1610. — С. 474.
  4. Кудрявцев П. С.
    Борьба за гелиоцентричекую систему мира. Джордано Бруно. Кеплер // Курс истории физики: Учеб. пособие для студентов пед. ин-тов по физ. спец. — 2-е изд. — М.: Просвещение, 1982. — 448 с.
  5. Силкин, 1982, с. 12—13.
  6. Вольтер «Микромегас»
  7. Blunck J.
    Solar System Moons (англ.): Discovery and Mythology — Berlin, Heidelberg: Springer Science+Business Media, 2010. — P. 4. — 142 p. — ISBN 978-3-540-68852-5 — doi:10.1007/978-3-540-68853-2
  8. Силкин, 1982, с. 15.
  9. Голль, Асаф // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
  10. Силкин, 1982, с. 15—17.
  11. Hall A.
    The Discovery of the Satellites of Mars (англ.) // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society : journal. — Oxford University Press, 1878. — Vol. 38. — P. 205—209. — Bibcode: 1878MNRAS..38..205H.
  12. В песни 15, строках 119 и 120 «Илиады» написано на древнегреческом языке: Ὣς φάτο, καί ῥ’ ἵππους κέλετο Δεῖμόν τε Φόβον τε ζευγνύμεν, αὐτὸς δ’ ἔντε’ ἐδύσετο παμφανόωντα. («Рек [Арей], и тогда ж повелел он и Страху и Ужасу коней впрячь, а сам покрывался оружием пламеннозарным.», перевод Н. Гнедича)
  13. Hall A.
    Names of the Satellites of Mars (англ.) // Astronomische Nachrichten : journal. — Wiley-VCH, 1878. — Vol. 92, no. 2187. — P. 47—48. — Bibcode: 1878AN…..92…47K.
  14. Козенко А., Левитан Е.
    О Фобосе до «Фобоса» (рус.) // Наука и жизнь. — 1988. — № 3. — С. 152—155.
  15. Бурба Г.
    Приёмный сын Марса (рус.) // Вокруг света. — Молодая гвардия, 2011. — № 10.
  16. 12Agnieszka Drewniak.
    Astronomical Phenomena From Mars (англ.) (недоступная ссылка). ???. Дата обращения 16 марта 2011. Архивировано 2 июня 2008 года.
  17. Ж. Ранцини. Космос. Сверхновый атлас Вселенной. — М.: Эксмо, 2007. ISBN 978-5-699-11424-5. с. 52—53.
Рейтинг
( 2 оценки, среднее 4 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: