Marsas

Garliavos J. Lukšos gimnazija

Marsas

Liudvikas Kiškis
Andrius Ropolas
Andrius Gruzinskas
Įžanga

Ketvirtoji nuo Saulės planeta Marsas žinoma nuo senų senovės. Dėl rausvos Marso spalvos senovės romėnai ir graikai susiejo šią planetą su kruvinuoju karo dievu (graikų karo dievas – Arėjas, romėnų – Marsas). Aukštaičiai Marsą vadino Saulės dukra Žiezdre.

Iki kosminių tyrimų epochos buvo manoma, kad Marsas yra tinkamiausia planeta nežemiškos gyvybės prieglobsčiui. Jau ankstyvieji Marso stebėjimai pro teleskopus parodė esant tvirtą planetos paviršių su aiškiomis nekintančiomis detalėmis: baltomis ašigalių kepurėmis, tamsiomis ir šviesiomis sritimis. Ilgainiui paaiškėjo, kaad baltų ašigalių kepurių matmenys, šviesių ir tamsių sričių kontrastingumas įvairiais Marso metų laikais yra skirtingi. Prie šių faktų prisidėjo dar vienas “atradimas” – vadinamieji Marso kanalai. Sezoninė Marso paviršiaus detalių kontrastingumo kaita buvo siejama su Marso augalijos suvešėjimu šiltesniuoju metų laiku, o Marso kanalai esą liudijo marsiečių civilizacijos įrengtą sudėtingą drėkinimo tinklą, kuriuo tiekiamas vanduo dykumų miestams.

Ilgainiui gausėjantys stebėjimų duomenys patvirtino, kad Marse labai atšiaurios klimato sąlygos ir kilo vis daugiau abejonių, ar jame gali egzistuoti kokia nors gyvybė, neekalbant apie protingus marsiečius.
Paskutines viltis atrasti Marse dirbtinius kanalus ir jais tekantį vandenį ar kokius nors gyvybės požymius išsklaidė planetos tyrimai kosminiais aparatais. Didelės skiriamosios gebos Marso paviršiaus nuotraukose, kurias perdavė į Žemę Mariner (mariner – jūrininkas) kosminės stotys 1965-1971 m., nebuvo ma

atyti jokių kanalų, o tik užgesę ugnikalniai, krateriai, kanjonai. 1976 m. kosminių aparatų Viking atlikti biologiniai eksperimentai nerodė jokių gyvybės požymių Marse. Matyt, šie atradimai kiek atvėsino Marso tyrinėtojų entuziazmą ir beveik 20 metų nebuvo vykdoma jokių Marso tyrimų kosminėmis stotimis.

1. Bendros žinios

Marsas skrieja aplink Saulę vidutiniškai 228 mln. km nuotolyje. Tačiau orbita gerokai ekscentriška ir jo nuotolis nuo Saulės kinta didelėse ribose. Dėl to atstumas tarp Žemės ir Marso opozicijų metu, t. y. kai abi planetos išsirikiuoja vienoje Saulės pusėje, esti nevienodas ir svyruoja nuo 56 iki 100 mln. km. Tos opozicijos, kai nuotolis tarp Žemės ir Marso būna apie 56 mln. km, vadinamos didžiosiomis. Paskutinė Marso opozicija buvo 1997 m. kovo mėn. Kita opozicija bus 1999 m. gegužės mėn. Suprantama, kad palankiausios sąlygos Marsui stebėti būna taada, kai planeta yra arčiausiai Žemės.

Daugeliu savo charakteristikų Marsas nedaug tesiskiria nuo Žemės. Marso para tik apie 40 min. ilgesnė už Žemės parą. Marso sukimosi ašies posvyris į jo orbitos plokštumą yra beveik toks pat kaip ir Žemės. Todėl Marse, kaip ir Žemėje, stebima metų laikų kaita. Tačiau Marso apskriejimo aplink Saulę periodas yra ilgesnis negu Žemės ir lygus 1.88 Žemės metų. Kadangi Marsas yra maždaug 1.52 karto toliau nuo Saulės negu Žemė, jo paviršiaus vienetinis plotas gauna 2.3 karto mažiau Saulės energijos negu Že

emės paviršiaus vienetinis plotas.

Marsas yra gerokai mažesnis už Žemę. Marso skersmuo yra 1.89 karto trumpesnis už Žemės skersmenį, o jo masė sudaro tik 0.11 Žemės masės. Sunkio jėgos pagreitis Marso paviršiuje yra 2.65 karto mažesnis negu Žemėje. Marso vidutinis tankis yra gerokai mažesnis už Žemės tankį ir beveik toks pat, kaip Mėnulio tankis (3300 kg/m3). Tai reiškia, kad Marso ir Žemės planetų vidinė sandara yra skirtinga. Tikriausiai Marso branduolys yra mažesnis ir mažiau tankus.

Marso magnetinis laukas yra 500 kartų silpnesnis už Žemės magnetinį lauką. Tai neatitinka pripažinto planetų magnetinių laukų kilmės modelio. Nors planetos branduolys mažesnis, jame vis tiek turi būti gana daug metalų (geležies, nikelio). Vulkaninės veiklos padariniai rodo, kad Marso mantija tikriausia yra karšta, o branduolys karštas ir skystas. Todėl Marso magnetinis laukas turėtų būti stiprus. Galbūt šiuo metu keičiasi Marso magnetinio lauko poliškumas? O gal neteisingas planetų magnetinių laukų modelis?

Lentelė 1. Marso ir Žemės orbitų palyginimas

Parametras Marsas Žemė Santykis (Marsas/Žemė)
Didžioji pusašė (106 km) 227.9 149.6 1.524
Atogrąžiniai metai (d) 686.930 365.242 1.881
Perihelis (106 km) 206.6 147.1 1.404
Afelis (106 km) 249.2 152.1 1.638
Sinodinis periodas (d) 779.94 – –
Vidutinis orbitinis greitis (km/s) 24.13 29.79 0.810
Orbitos ekscentricitetas 0.0934 0.0167 5.593
Apsisukimo periodas (val.) 24.6229 23.9345 1.029
Pusiaujo posvyris į orbitą (laipsn.) 25.19 23.45 1.074

Lentelė 2. Marso ir Žemės fizinių duomenų palyginimas

Parametras Marsas Žemė Santykis (Marsas/Žemė)
Masė (1024 kg) 0.6419 5.9736 0.107
Tūris (1010 km3) 16.318 108.321 0.151
Pusiaujinis spindulys (km) 3397 6378 0.533
Ašigalinis spindulys (km) 3375 6356 0.531
Branduolio spindulys (km) 1700 3485 0.488
Vidutinis tankis (kg/m3) 3933 5520 0.713
Sunkio jėgos pagreitis paviršiuje (m/s2) 3.69 9.78 0.377
Pabėgimo greitis (km/s) 5.03 11.19 0.450
Saulės konstanta (W/m2) 595 1380 0.431

2. Marsas pro teleskopą

Marso vaizdas pr

ro teleskopą būna gana neryškus, kadangi į jį žvelgiama pro dviejų planetų atmosferas. Pro nedidelį teleskopą matomos pagrindinės Marso paviršiaus detalės: baltos ašigalių kepurės, šviesiai rausvos ir tamsiai žalsvos sritys. Kur kas aiškesnį Marso vaizdą matome kosminio Hablo teleskopo nuotraukose. Žinoma, detaliausios Marso nuotraukos buvo gautos iš praskriejusių pro Marsą arba orbitinių kosminių aparatų.

Tamsias sritis Marso diske pastebėjo jau pirmieji Marso tyrinėtojai. Jas savo piešiniuose 1659 m. vaizdavo Kristijanas Heigensas (Christian Huygens, 1629–1695), 1865 m. Viljamas Dozas (William Dawes, 1799–1868). Per 1877 m. Marso opoziciją italų astronomas Džiovanis Skiaparelis (Giovanni Schiaparelli, 1835–1910) dar kartą atkreipė astronomų dėmesį į tamsias juosteles, kurias jis pavadino vagomis, grioviais (it. canali – vagos, grioviai). Skiaparelis tamsias Marso juostas pavaizdavo taisyklingomis tiesiomis arba kreivomis linijomis. Į anglų kalbą itališkas žodis canali buvo išverstas paraidžiui – kanalai. Daugelis žmonių šį terminą susiejo ne su gamtos dariniais, o su dirbtinėmis struktūromis. Tais laikais apie Marso atmosferą ir klimatą buvo žinoma nedaug, todėl mintis, kad Skiaparelio kanalai yra marsiečių įrengta visuotinė drėkinimo sistema, tada atrodė visai priimtina.

Marso kanalų tyrimais ypač susižavėjo amerikiečių astronomas Persivalis Lovelas (Percival Lowell, 1855–1916). Specialiai Marso stebėjimams jis pasistatė observatoriją Arizonoje. Lovelas įsigudrino įžvelgti Marse daug daugiau kanalų negu Skiaparelis. Savo knygose jis teigė, kad protingi marsiečiai turi įsirengę sudėtingą kanalų tinklą, kuriuo tiekiamas vanduo dy

ykumose įkurtiems miestams bei dirbamoms žemėms iš tirpstančių ašigalių kepurių ledo. Šie teiginiai ypač paplito tarp mokslo populiarintojų, žurnalistų bei rašytojų. Pasipylė gausybė straipsnių ir knygų, kur buvo išradingai aprašinėjama Marso gamta, marsiečių kultūra, Marso civilizacijos technologija. Deja, Lovelo teiginiai nepasitvirtino. Pirmiausia, ir Lovelo laikais daugelis astronomų Marse visai nematė kanalų. Vietoj tiesių plonų linijų jie matė eilutėmis išsidėsčiusias dėmeles ir tik keletą plačių juostų. Paaiškėjo, kad kanalai buvo gryniausia optinė iliuzija. Kada žmogus stengiasi įžiūrėti vos matomas vaizdo detales, jo akys nejučiom sujungia vos pastebimas žymes į vieną visumą.

Kadangi planetos paviršiaus detalės nesikeičia, tai buvo sudaryti Marso planai – marsolapiai. Stebimų detalių pavadinimai buvo parinkti iš graikų mitologijos. Tamsiosios sritys buvo siejamos su vandens telkiniais ir pavadintos “jūromis”, “įlankomis”, “ežerais”. Šviesiosios sritys buvo pavadintos “žemynais”. Ilgainiui paaiškėjo, kad dėl žemo atmosferos slėgio Marse negali būti skysto vandens, tačiau pavadinimai taip ir išliko. Kaip parodė iš kosminių aparatų vėliau gautos Marso nuotraukos, tamsiosios sritys neturi jokio ryšio su paviršiaus morfologiniais dariniais. Tiesiog gruntas tamsiose srityse atspindi mažiau šviesos.

Šviesios rausvos sritys apima maždaug 70% Marso paviršiaus. Jos ir suteikia Marsui rausvą spalvą. Amerikiečių astronomas Rupertas Vildtas (Rupert Wildt, 1905–1976) 1934 m. iškėlė idėją, kad Marso paviršių rausvai nuspalvina grunto sudėtyje esantis geležies oksidas (rūdys). Žemėje randamos uolienos su geležies oksidais pasižymi rusva, oranžine arba rausva spalva. Šią idėją patvirtino Marso stebėjimai infraraudonuosiuose spinduliuose bei stočių Viking atlikta Marso grunto analizė. Šių stočių tyrimai parodė, kad Marso grunte yra 19% geležies oksido (Fe2O3) ir apie 44% silicio dioksido (SiO2), t.y. smėlio. Taigi Marso paviršių dengia “parūdijęs” smėlis.

3. Marsas iš arti

Prasidėjus kosmonautikos epochai, astronomai nekantriai laukė, kada bus imtasi tyrinėti Marsą iš arti. Pirmąsias kosmines stotis į Marsą paleido tuometinė SSRS 1960 m. Deja, šie aparatai tikslo nepasiekė. Iki šiol į Marsą buvo paleisti 27 kosminiai aparatai. Iš jų tik 8 iki galo atliko numatytas tyrimų programas.Ypač nesėkmingai klostėsi SSRS Marso tyrimų progra-ma – nė vienas jų aparatas neatliko užduočių iki galo.

Sėkmingai tyrinėjo Marsą amerikiečių kosminės stotys Mariner 4, 6, 7, 9. Pirmasis žmogaus pagamintas įrenginys, nutūpęs į Marsą, buvo SSRS Mars 3. Tačiau šis prietaisas svarbesnių duomenų nespėjo perduoti, nes vos nutūpęs nustojo veikti.1976 m. sėkmingai nutūpė į Marsą ir atliko pirmuosius Marso grunto tyrimus dvi amerikiečių kosminės stotys Viking. Po 20 metų (1996 m.) link Marso buvo paleistos dvi tarpplanetinės stotys Mars Pathfinder ir Mars Global Surveyor. Pirmoji iš šių stočių 1997 m. liepos mėn. 4 d. sėkmingai nutūpė ant Marso, atgabenusi mažą automatinį važiuoklį Sojourner (svečias). Kita stotis 1997 m. rugsėjo mėn. 12 d. įskriejo į Marso palydovo orbitą.

3.1. Paviršius

Iš kosminių stočių gautos Marso nuotraukos gerokai nustebino astronomus. Nuotraukose nebuvo pastebima nei staigių perėjimų tarp šviesių ir tamsių sričių, nei kanalų. Marso paviršius priminė Mėnulį, tik su didesne įvairove. Jame išsiskyrė kraterių nusėti plotai, milžiniški ugnikalniai, didžiuliai kanjonai, platūs kopų laukai bei gausybė vingiuotų vagų, kurias, atrodo, išgraužė tekantis vanduo.

Marsui būdingas dviejų tipų paviršius: senos kraterių nusėtos aukštumos, kurios apima didesnę pietinio pusrutulio dalį, ir lygios žemumos, nusidriekusios daugiausiai šiaurinėse platumose. Jose aukštai iškyla vulkaninės sritys: Tarsijos kalnynas (Tharsis Montes) ir Eliziejaus plokštikalnė (Elysium Planum). Kraterių nusėtos aukštumos užima beveik du trečdalius Marso paviršiaus. Jos yra maždaug 1–4 km iškilusios virš vidutinio planetos paviršiaus lygio. Žemumos nusileidžia 1–2 km nuo šio lygio. Smūginių meteoritinių kraterių tankis Marso aukštumose beveik toks pats kaip ir Mėnulyje. Marso paviršiaus dalis su krateriais yra sena ir mena tuos laikus, kai planetą iš erdvės intensyviai bombardavo meteoroidai ir asteroidai. Mėnulyje toks periodas baigėsi prieš 3.8 mlrd. metų. Matyt, ir Marso su krateriais aukštumos formavosi tuo pačiu laikotarpiu.

Marso kraterių pylimai yra lėkštesni negu Mėnulio arba Merkurijaus. Jų šlaitai yra labai apgriuvę, apirę. Matyt praeityje juos gerokai paveikė vandens, vėjo ir ledo erozija. Marso aukštumose driekiasi daug išsišakojan-čių slėnių, labai primenančių Žemės upių slėnius, kurių atsiradimą galima paaiškinti tik vandens erozija.

Šiauriniame planetos pusrutulyje vyrauja lygumos. Jų kilmė, matyt, skirtinga. Vienose lygumose stebimi persiklojantys sustingusios lavos srautai. Tokios yra, pavyzdžiui, lygumos aplink Tarsijos kalnyną ir Eliziejaus plokštikalnę. Tačiau kitose lygumose vulkaninės veiklos pėdsakų nematyti. Jos pasižymi chaotiška struktūra, įgriuvomis. Greičiausiai čia pasireiškė požeminio ledo poveikis. Čia taip pat susidarė vandens baseinų (ežerų), į kuriuos kadaise sutekėjo vandeningos Marso upės, dugno nuosėdos. Kai kuriose lygumose, ypač esančiose arčiau šiaurinio ašigalio, nusidriekę smėlio kopų laukai. Dar kitose lygumų srityse pastebimi bruožai, būdingi vulkaninio aktyvumo ir ledo sąveikai.

Didžiausi ugnikalniai yra Tarsijos ir Eliziejaus srityse. Tarsija yra virš 4000 km skersmens plokštikalnė, kurios aukštis centrinėje dalyje siekia 10 km. Ant šios plokštikalnės yra iškilę keturi didžiuliai ugnikalniai. Tai Olimpas, Askrėja, Povas ir Arsija. Jų aukštis 20–25 km. Olimpo kalno pagrindo skersmuo – net 600 km. Tai patys didžiausi ugnikalniai Saulės sistemoje.

Kodėl Marse susidarė tokie aukšti ugnikalniai? Marse nėra stebima tokių tektoninių reiškinių kaip žemynų judėjimas Žemėje. Todėl iš planetos gelmių besiveržianti lava visą laiką liejosi toje pačioje žemyno vietoje, ir vulkaninis kalnas augo vis aukštyn ir aukštyn. Žemėje lava iš gelmių ištrykšta į paviršių vis bent šiek tiek kitoje žemyno vietoje, nes žemynai juda minkštos mantijos paviršiumi. Todėl Žemėje formuojasi ne vienas vulkaninis kalnas, o visa jų grandinė (pavyzdžiui, Havajų salų ugnikalniai).

Tačiau Marso paviršiuje randama įvairių deformacijos požymių. Marso plutos plokščių skeldėjimą ir jų atsiskyrimą rodo didelės proplėšos. Vietomis pastebimi ir susiraukšlėję plutos gūbriai, rodantys, kad plokštės spaudžia vieną kitą. Akivaizdžiausių deformacijos požymių yra Tarsijos rajone. Aplinkui šią plokštikalnę susidarė daug radialinių sprūdžių. Manoma, kad šias deformacijas sukėlė Tarsijos plokštikalnės masė.

Didžiausia Marso proplėša yra Marinerio slėnių sistema (Valles Marineris). Ši 100 km pločio ir vietomis 5–6 km gylio kanjonų sistema driekiasi 5000 km. Tokia proplėša galėjo atsirasti skilus Marso plutos plokštėms. Vėliau nuošliaužos nuo plyšio kraštų palaipsniui griuvo į dugną ir vis platino kanjoną.
Marso nuotraukose matomi vingiuoti slėniai, lyg upių vagos su išsišakojusiais intakais. Ilgiausios vagos siekia 1500 km, jų plotis – net 100 km. Kai kurios vagos prasideda iš grunto įgriuvų, kurių dugnas yra 1–2 km žemiau aplinkinio paviršiaus. Slėnių šlaitai yra aptakios formos, o jų dugnas paplautas. Juose taip pat iškilusios krintančio lašo pavidalo salos.

Visi šie požymiai rodo, kad vagas išgraužė ir salas suformavo staigūs vandens potvyniai. Potvyniai turėjo būti išties milžiniški. Kai kuriomis Marso upėmis turėjo nutekėti vandens srautas, 100 kartų didesnis už Misisipės upės metinį nuotėkį. Šių Marso upių potvynių priežastys nėra aiškios. Galbūt Marse yra daug požeminio vandens ir potvyniai galėjo kilti dėl padidėjusio artezinio slėgio. Kita potvynių priežastis gali būti katastrofiškas vandens išsiveržimas iš ežerų. Didžiųjų pusiaujo kanjonų nuosėdos rodo, kad juose kadaise tyvuliavo ežerai. Jie galėjo susidaryti prasisunkus požeminiams vandenims iš aplinkinių aukštumų.
Atrasta ir lėtai tekančio vandens erozijos pėdsakų. Tai tarytum Žemės upių slėniai su gausiais intakais ir platėjančiomis žemupio link vagomis. Tačiau Marso upių vagos daug trumpesnės už Žemės upių vagas.

“Vikingų” gautos Marso panoramos taip pat rodo, kad šių stočių nutūpimo vietose kadaise tekėjo vanduo. Vandens srovės sutrynė smulkesnius akmenis į žvyrą bei smėlį ir suplovė sąnašas. Vietomis gruntas labai panašus į Žemės dykumų sukietėjusį gruntą, kuris susidaro, kai požeminis vanduo sunkiasi į paviršių ir išgaruoja. Išgaruodamas vanduo palieka mineralų, kurie ir kietina gruntą. Daugelis specialistų mano, kad Marse gali būti požeminio ledo sluoksnių. Vienas iš šio teiginio įrodymų yra liežuviai ant beveik visų didžiųjų kraterių šlaitų. Šie liežuviai susidarė tekant kraterio šlaitu ištirpusio ledo praskiestam purvo srautui.

Abiejuose Marso ašigaliuose matomos susisluoksniavusių nuosėdų kepurės. Šiaurinė kepurė storesnė, o pietinė plonesnė. Po nuosėdomis galima įžvelgti spirale užsisukančius slėnius ir šlaitus, tačiau nematyti kraterių. Šaltesniu metų laiku ant ledynų kondensuojasi ir anglies dioksidas. Nuosėdas, matyt, sudaro sušalęs vanduo ir dulkės, todėl jos panašios į purvinus ledynus. Susisluoksniavimas rodo, kad šie ledynai formavosi cikliškai. Yra požymių, kad ašigalių ledynai kartais ima smarkiai tirpti.

3.2. Atmosfera

Marso atmosferos buvimą liudija daug požymių. Iš jų paminėtini: planetos disko tamsėjimas link pakraščių, laipsniškas žvaigždės šviesos gesimas, kai ją uždengia planeta, planetos vaizdo ryškumo trumpalaikiai pokyčiai arba debesų pasirodymas, pagaliau – spektriniai tyrimai. Jau šio šimtmečio viduryje buvo žinoma, kad Marso atmosfera yra labai reta. Tiesioginiai atmosferos tyrimai iš kosminių stočių tai patvirtino. Vidutinis atmosferos slėgis prie planetos paviršiaus tesudaro 0.007 Žemės atmosferos slėgio. Tokį žemą slėgį Žemės atmosfera turi 40 km aukštyje. Marso atmosferos sudėtyje yra 95.32% anglies dioksido (CO2), 2.7% azoto (N2), 1.6% argono (Ar), 0.03% deguonies (O2), 0.07% anglies monoksido (CO), 0.00025% neono (Ne). Vandens (H2O) Marso atmosferoje yra vos pėdsakai – 1000 kartų mažiau negu Žemės atmosferoje. Marso atmosferos slėgis yra per mažas, kad paviršiuje galėtų tyvuliuoti vandens telkiniai. Sava sudėtimi Marso atmosfera labai panaši į Veneros atmosferos sudėtį, tačiau jų tankiai labai skirtingi.

Vidutinė Marso paviršiaus temperatūra yra –63°C. Aukščiausia temperatūra būna vasaros vidurdienį ties pusiauju (+20°C), o žemiausia – žiemos naktimis ties ašigaliais –140°C. Temperatūros svyravimai per parą siekia 80–90°C.

Marso atmosferoje gali susidaryti ledo arba anglies dioksido debesys. Balti ir melsvi debesys buvo pastebėti net pro teleskopus iš Žemės. Kadangi Marso atmosferos slėgis yra žemas, tai kylant temperatūrai užšalęs ledas netirpsta, o tiesiog sublimuoja. Debesys dažnai pasirodo tuoj po saulėtekio, kada naktį susidaręs šerkšnas vėl išgaruoja į atmosferą. Pusiaujo srityse turėtų būti stebimi vandens garų debesys, kadangi čia temperatūra naktį nukrinta žemiau vandens kondensacijos temperatūros, bet nepasiekia anglies dioksido kondensacijos temperatūros. Debesų spalva siejama su juos sudarančių dalelių dydžiu: balti debesys sudaryti iš didesnių ledo kristalėlių, o melsvieji debesys – iš mažesnių dalelių. Ašigalių rajonuose temperatūra nukrinta žemiau anglies dioksido kondensacijos temperatūros, todėl čia gali formuotis anglies dioksido debesys.

Marse dažnai pučia stiprūs vėjai. Vasarą vėjai būna silpnesni – 2–7 m/s, o rudenį jų greitis siekia 5–10 m/s. Kartais kyla ir uraganinės audros, kai vėjo greitis siekia 30 m/s. Tokios audros dažniausiai kyla tada, kai Marsas būna arčiausiai Saulės. Stiprūs vėjai pakelia į atmosferą rausvo smėlio debesis net į 50 km aukštį. Debesys ilgam laikui uždengia Marso paviršių. Tik po kelių mėnesių dulkės vėl nusėda, ir Marso atmosfera praskaidrėja. Be to, matomi ir pavieniai geltonos spalvos dulkių debesys.

3.3. Marso palydovai

Aplink Marsą skrieja du palydovai, karo dievo sūnų garbei pavadinti Fobu (gr. phobos – baimė) ir Deimu (gr. deimos – siaubas). Juos atrado 1877 m. Asafas Holas (Asaph Hall, 1829–1907). Įdomu pastebėti, kad prieš 150 metų iki jų atradimo apie Marso palydovus užsiminė astronomas Johanas Kepleris (Johannes Kepler, 1571–1630) ir rašytojai Džonatanas Sviftas (Jonathan Swift, 1667–1745) ir Volteras (Voltaire, 1694–1778).

Kai kurie mokslo populiarintojai šį faktą laikė įrodymu, kad Žemėje esą lankėsi nežemiškųjų civilizacijų atstovai, iš kurių šie žmonės ir gavo žinių apie Marso palydovus. Tačiau tai galima paaiškinti paprasčiau. XVII a. pradžioje buvo žinoma, kad Žemė turi vieną palydovą, o Jupiteris – keturis. Planetų judėjimo dėsningumų atradėjas Kepleris tikėjo numerologija (mistine skaičių ir proporcijų reikšme) ir siekdamas gauti teisingą geometrinę progresiją teigė, kad Marsas turėtų turėti du palydovus. Garsaus astronomo teiginiais vėliau pasinaudojo Sviftas ir Volteras.

Marso palydovai skrieja labai arti Marso. Fobas skrieja 9380 km nuotolyje nuo Marso, o Deimas – 23440 km nuotolyje. Fobas apskrieja Marsą per 7.3 val., o Deimas – per 30.3 val. Tokiu būdu, kol Marsas apsisuka apie savo ašį, Fobas vos ne keturis kartus apskrieja planetą. Taigi Deimas, kaip ir Mėnulis, teka Marso rytuose ir leidžiasi vakaruose, o Fobas, atvirkščiai, teka vakaruose ir leidžiasi rytuose.

Kosminių stočių nuotraukose matome, kad abu palydovai yra netaisyklingo elipsoido formos. Fobo ašių ilgiai yra 27, 22 ir 19 km, o Deimo – 15, 12 ir 11 km. Abejų palydovų paviršiuose yra daugybė kraterių. Jų paviršiai labai tamsūs. Tai vieni iš tamsiausių kūnų Saulės sistemoje. Jie atspindi tik 6% į juos krintančios šviesos.

4. Gyvybė Marse?

Atsakymas į šį klausimą priklauso nuo to, ar Marse yra skysto vandens, reikalingo biologinių organizmų veiklai. Kaip jau buvo minėta, Marse yra pernelyg žemas atmosferos slėgis, kad paviršiuje galėtų būti skysto vandens telkinių. Marso ašigaliuose vanduo ir anglies dioksidas yra sušalę į ledą. Vadinasi, Marse labai sausa.

Tačiau daugybė vandens erozijos pėdsakų Marso paviršiuje liudija, kad kadaise čia yra buvę daug vandens. Kai kurie astronomai mano, kad kažkada Marsas turėjo kur kas tankesnę atmosferą, kurioje galėjo kondensuotis debesys ir lyti lietūs. Tokia atmosfera galėjo susidaryti dėl aktyvios vulkaninės veiklos. Kitas vandens šaltinis galėjo būti periodiškai atitirpstantys ašigalių ledynai. Sluoksniuotos nuosėdos ašigalių ledynuose bei jų pakraščiai rodo, kad ledynai retkarčiais sparčiai tirpsta.
Tiesioginių gyvybės požymių Marse ieškojo Viking stotys. Deja, jų atlikti biologiniai eksperimentai parodė, kad dabar Marse gyvybės nėra. Ištirtame Marso grunte nebuvo rasta organinių molekulių arba kokių nors biologinės veiklos pėdsakų.

Jei dabartiniame Marse nėra gyvybės, tai gal ji egzistavo anksčiau? Atsakymo į šį klausimą ieškoma tyrinėjant marsinius meteoritus, krintančius ant Žemės. Žemėje yra rasta 12 meteoritų, kurių cheminė sudėtis atitinka Marso uolienų sudėtį. Manoma, kad tuos akmenis galingas smūginis sprogimas išplėšė iš Marso paviršiaus ir nusviedė į tarpplanetinę erdvę. Po keliasdešimt tūkstančių metų šie akmenys, beklajodami po Saulės sistemą, susitiko su Žeme ir nukrito ant jos. 1996 metais buvo paskelbta, kad viename marsiniame meteorite, pavadintame ALH84001, rasta mikroorganizmų gyvybinės veiklos pėdsakų ir net suakmenėjusių mikrobų. Tačiau šios išvados nėra galutinės, nes kai kurie mokslininkai tų pačių struktūrų atsiradimą bando aiškinti ir neorganiniais procesais.

5. 1997 m. Marso tyrimai

1997 m. buvo palankūs Marso stebėjimams, nes kovo 17 d. planeta buvo opozicijoje. Ypač vertingų Marso nuotraukų buvo gauta Hablo kosminiu teleskopu. Didžiausio dėmesio, žinoma, susilaukė stoties Pathfinder vizitas į Marsą. Praėjus 20 metų nuo paskutinės Marso ekspedicijos (Viking 2) į Marsą vėl nutūpė žmonių sukurta stotis. Ją sudarė du moduliai: tūptuvas ir važiuoklis Sojourner. Stotis buvo sumontuota tetraedro formos korpuse, kurį gaubė trys vainiklapių pavidalo Saulės baterijų plokštės. Prie vienos iš jų buvo pritvirtintas važiuoklis. Pagrindinė tūptuvo paskirtis buvo ryšio su Žeme ir važiuoklio operacijų palaikymas. Be to, jame buvo aparatūra paviršiaus nuotraukoms daryti ir meteorologinėms sąlygoms tyrinėti.

Stoties nutūpimui buvo pasirinkta didžiulė lyguma – Arėjo slėnis (Ares Vallis), esantis už 850 km į rytus nuo Viking 1 nutūpimo vietos. Tikslios nutūpimo vietos areografinės koordinatės yra 19°20′ šiaurės platumos ir 33°33′ vakarų ilgumos. Šis slėnis yra kadaise čia tekėjusios plačios upės dugnas. Jame turėtų būti randama įvairios kilmės akmenų ir grunto pavyzdžių.

Pathfinder nutūpė ant Marso 1997 m. liepos 4 d. Į leidimosi trajekto-riją kosminė stotis įskriejo ne iš Marso palydovo orbitos, kaip būdavo daroma ankstesnių skriejimų metu, o tiesiai iš trasos Žemė–Marsas. Po aerodina-minio stabdymo atmosferoje buvo išskleistas stabdantysis parašiutas ir pripūsta speciali oro pagalvė, kuri apgaubė stotį iš visų pusių. Ji turėjo sušvelninti stoties smūgius į Marso paviršių. Likus maždaug 20 m iki paviršiaus, stotis buvo atskirta nuo parašiuto ir laisvai nukrito į Marsą. Pirmasis smūgis į paviršių buvo gana stiprus: stotis trenkėsi į gruntą 18 m/s greičiu ir atšoko į 15 m aukštį. Oro pagalvė labai efektyviai slopino smūgius, ir stotis, atšokusi nuo paviršiaus apie 16 kartų, pagaliau sustojo. Tačiau stotis šokinėjo ne vienoje vietoje. Nuo pirmojo smūgio vietos ji nustryksėjo apie 1 km. Po to buvo išleistas iš pagalvės oras ir išskleisti Saulės baterijos vainiklapiai. Kai buvo įsitikinta, kad visi prietaisai veikia be sutrikimų, važiuoklis specialiu lieptu nuriedėjo ant Marso grunto ir pradėjo tyrimus.

Sojourner yra šešiaratis vežimėlis, kurio masė 11.5 kg, ilgis 63 cm, plotis 48 cm, aukštis 28 cm. Jame įrengta aparatūra Marso paviršiui fotografuoti bei gruntui tyrinėti. Važiuoklio darbą valdo operatorius iš Žemės. Nors buvo planuota, kad Sojourner veiks tik vieną savaitę, realiai jis veikė tris mėnesius. Nuo pat pirmųjų tyrinėjimo dienų gauta daugybė Marso paviršiaus nuotraukų, duomenų apie planetos atmosferą ir gruntą. Gauti duomenys dar ne vienerius metus bus analizuojami ir interpretuojami. Dabar galima kalbėti tik apie kai kuriuos pirminius tyrimų rezultatus.

Stoties gautos nuotraukos parodė, kad nusileidimo vietos kraštovaizdis labai panašus į “Vikingų” gautas Marso panoramas: tokia pat rausva smėlėta dykuma, nusėta įvairaus dydžio akmenimis. Kraštovaizdį paįvairina pietvakarių kryptimi maždaug už 1 km matomos dvi kalvos, pavadintos Tvinpyksu (Twin Peaks) ir šiaurės vakarų kryptimi už kelių metrų nuo platformos riogsantis didžiulis akmuo, pavadintas Jogiu (Yogi). (Pathfinder panoramoje matomiems didesniems akmenims ir kalneliams buvo suteikti įvairūs vardai.)

Pathfinder programos mokslininkai atkreipė dėmesį į panoramoje pastebėtas išgraužas, sąnašynus ir terasas. Jų nuomone, šios struktūros susiformavo ne per vieną, o per daugelį kartų vykusius potvynius. Tokius potvynius, kaip buvo minėta, gali sukelti staiga suaktyvėjusi vulkaninė veikla – iš ugnikalnių besiveržiantis karštis galėjo ištirpdyti požeminio ledo sluoksnius. Didelių potvynių metu suformuotose sąnašose turėtų būti labai įvairių uolienų. Arėjo slėnyje buvo tikimasi rasti vulkaninių ir nuosėdinių uolienų bei akmenų, išmestų iš smūginių kraterių.

Pathfinder nusileidimo vietoje grunto cheminė sudėtis bendrais bruožais panaši į Viking vietovės grunto sudėtį. Tačiau kai kurių elementų kiekis skiriasi. Pathfinder vietovėje yra daugiau aliuminio ir magnio, mažiau geležies, chloro, sieros. Pirmiausia buvo ištirti arčiausiai nutūpimo vietos buvę akmenys: Barnaklas Bilas (Barnacle Bill) ir Jogis (lokys iš vieno animacinio filmo). Buvo nustatyta, kad Barnaklas Bilas yra panašus į andezitą, uolieną, turinčią daug kvarco. Žemėje andezitai susidaro, kai vulkaninis karštis perlydo Žemės plutos gabalus. Tai reiškia, kad ankstyvojoje stadijoje Marsas buvo pakankamai gerai išsilydęs, kad galėtų susisluoksniuoti.

Jogis yra visai kitoks akmuo. Pirmiausia į akis krinta du spalvų tonai: priekinė jo pusė yra rausva, o užpakalinė – melsva. Priekinė akmens dalis yra bazaltinė uoliena. Tai gali būti išlydytos uolienos gabalas, išmestas iš netolimo smūginio kraterio. Marso smėlio mechaninių savybių tyrimai parodė, kad jis nepaprastai smulkus – smiltelių vidutinis skersmuo apie 0.05 mm (dalelės smulkesnės už talko miltelius).

Marse stebimi rožinio raudonumo saulėtekiai rodo, kad atmosferoje yra daug dulkių. Tai patvirtina ir atmosferos temperatūros matavimai, gauti stoties leidimosi metu. 20–60 km aukštyje atmosfera buvo 20°C šiltesnė negu prognozuota. Dar vienas atradimas yra staigūs ir dideli temperatūros ir slėgio kitimai dienos metu. Mokslininkai dar nežino šio reiškinio priežasčių.

Global Surveyor stoties pagrindinis uždavinys yra gauti detalias planetos paviršiaus nuotraukas. Ši kosminė stotis įskriejo į dirbtinio Marso palydovo orbitą 1997 m. rugsėjo 12 d. Pirminė orbita buvo labai ištęsta elipsė. Tačiau paviršiaus kartografavimui tinkamiausia beveik apskrita orbita. Siekiant kuo labiau sumažinti stoties masę, buvo atsisakyta galingų stabdymo variklių, kuriuos būtų galima panaudoti orbitos keitimui.

Stoties stabdymui buvo pasinaudota Marso atmosfera: orbita buvo taip pakoreguota, kad jos artimiausia planetai dalis eitų per viršutinius atmosferos sluoksnius (apie 100 km aukštyje). Per kiekvieną orbitos viją kosminio aparato greitis po truputį mažėja dėl trinties į atmosferą. Po 400 apsisukimų aplink Marsą stotis turėtų pakankamai sulėtėti, kad galėtų skrieti apskritimine orbita. Deja, prasidėjus stabdymui buvo pastebėta, kad viena iš Saulės baterijų plokščių ima virpėti, kai stotis įeina į tankius atmosferos sluoksnius. Dėl to buvo sulėtintas stabdymo greitis, ir apskritą orbitą stotis pasieks tik po metų. Kol vyks stabdymas, svarbesnių tyrimų nebus atliekama.

Sėkmingai pradėti Marso moksliniai tyrimai Pathfinder ir Global Surveyor stotimis, rodo, kad pasiteisino JAV kosmoso tyrinėtojų idėja konstruoti mažus, tačiau efektyviai dirbančius kosminius aparatus. Šios tendencijos bus išlaikomos ir kituose Marso tyrimų projektuose.

6. Marso tyrimų planai

NASA pirmą kartą žmonijos istorijoje viešai publikavo spalvotas fotografijas, kurias pavyko padaryti Marso tyrinėjimams skirtam robotui „Spirit“. Kosminės ekspedicijos į šią „raudonąją planetą“ organizatoriai kol kas teigia misija esą patenkinti ir nepastebi jokių techninių nesklandumų. Tiesa, gali tekti kiek pataupyti aparato energiją.

Sausio 4-ąją inžinierių Žemėje valdomas kosminis aparatas „Spirit“ nusileido Marso paviršiuje. Nusileidimui buvo pasirinktas Gusevo krateris. Iškart po sėkmingo nusileidimo pradėti planetos tyrinėjimai. Pasak vieno šio projekto iniciatorių Džimo Eriksono, pirmoji operacijos dalis buvo sėkmingesnė nei tikėtasi iš anksto. Aparatui pasiekus Marso paviršių, daugybei inžinierių teko vykdyti jo išskleidimą bei aprūpinti energijos tiekimą Saulės baterijomis. Džiaugiamasi, kad planetos paviršių aparatas pasiekė nepatyręs nė menkiausio įbrėžimo. Tūkstančiai sudėtingiausių mechanizmų veikė nepriekaištingai.

Žemėje pasilikę NASA specialistai suskubo girti gautas nuotraukas bei negailėjo liaupsių jų kokybei. Tai pirmosios spalvotos Marso fotografijos, kurias NASA pavyko gauti per pastaruosius septynerius metus. Paskutinį kartą Marso paviršių pavyko nufotografuoti amerikiečių kosminiam aparatui, pavadintam „Pathfinder“, dar 1997-aisiais. Tąkąrt su aparatu bendrauta tiesiogiai, o pirmosios nuotraukos padarytos padedant kosminiam palydovui. „Spirit“ kur kas tobulesnis, jis su NASA specialistais susisiekia pats. Būtent dėl šių priežasčių tikimasi gauti kur kas vertingesnės informacijos tolesniems tyrinėjimams. Mokslininkams Marsas iki šiol tarsi neįminta mįslė. Daugeliu atžvilgių ši planeta panaši į Žemę, tikėtina, kad jos paviršiuje gali būti vandens. Vienas pagrindinių šios jau ketvirtosios Marsą tyrinėjančios ekspedicijos tikslas ir bus bandyti atrasti vandens atsargų.

„Spirit“ kraterio dugnu pajudėjo sausio 15 dieną. Golfo vežimaičio didumo roboto žygis tetruko tik 78 sekundes. Paaiškėjo, kad temperatūra kur kas aukštesnė nei tikėtasi. Tai gali reikšti, kad Marse didesnė nei manyta dulkių koncentracija, ir aparatui teks griežčiau taupyti energiją, kad jos užtektų visam ekspedicijos laikotarpiui, t.y. trims mėnesiams. Ilgainiui ant Saulės energiją gaminančių baterijų nusėdančios dulkės kenkia aparatui. Tam, kad misija būtų atlikta, jau sausio 24-ąją Marso paviršių turėtų pasiekti kitas kosminis aparatas, pavadintas „Oportunity“.

Tuo tarpu Rusijos aeronautikos specialistai sako, jog amerikiečiams džiūgauti sėkminga misija dar ankstoka. Juk pasiekta tik ta Marso teritorijos dalis, kurioje planuota pradėti tyrinėjimus. Be abejo, pats sunkiausias etapas – nusileidimas Marso atmosferoje jau baigtas. Tačiau nederėtų pamiršti, kad galimi techniniai gedimai, kuriems NASA specialistai turi užkirsti kelią. Pasak Rusijos mokslininkų, amerikiečiams pavyko padaryti tai, apie ką visi kosmoso tyrinėtojai iki šiol galėjo tik svajoti. „Spirit“ į Marsą nugabeno daug naujausių tyrinėjimams būtinų prietaisų, kuriuos tyrimų metu naudos planetos paviršiumi judantis kosminis aparatas. „Pathfinder“ buvo kur kas mažesnis, jam pavyko pajudėti vos keletą metrų nuo nusileidimo vietos. Tikimasi, kad aparatui „Spirit“ pavyks pasiekti tolimesnius atstumus, pagal situaciją aparatą valdantys mokslininkai galės pakeisti jo maršrutą. Prasideda nauja Marso tyrinėjimų era. Jei pavyks nustatyti, kur šioje planetoje slypėjo vandens klodai ir kaip pakito Marso klimatas, bus galima atsakyti į klausimą, kur ieškoti gyvybės požymių.

„Spirit“ įmontuoti įrenginiai lies Marso paviršių dengiančius akmenis, todėl tyrinėjimų duomenys turėtų būti gana patikimi. Vėlesnės ekspedicijos galės semtis patirties iš šio projekto, todėl mokslininkai tikisi, kad jau kitą dešimtmetį pavyks pargabenti Marso grunto mėginių į mūsų planetą. Per pirmąsias dienas NASA mokslininkai iš „Spirit“ gavo daugiau nei 60 Marso fotografijų. Rusijos specialistai sako, kad tai dar nereiškia, jog moksliniai tyrinėjimai jau pradėti. Tiesiog Marso paviršių tyrinėsiantis kosminis aparatas nusileido ir pradėjo žvalgytis teritorijoje, kurią vėliau nuosekliai tirs. Todėl šią kosminę odisėją pirmiausia derėtų laikyti sėkminga ir daug žadančia tyrinėjimų pradžia.

Atrodo, kad amerikiečiams pavyko padaryti tai, ko nesugebėjo padaryti Europos mokslininkų sukonstruotas kosminis aparatas „Bigl“. Marsas moksliniams tyrinėjimams nėra labai palanki planeta. Amerikiečius sėkmė lydi veikiausiai todėl, jog jie yra parengę puikią programą ir pasimokę iš ankstesnių ekspedicijų patirtų nesėkmių. Panašias misijas amerikiečiai planuoja 2005, 2007 ir 2009 metais. Kiekviena jų žada pateikti iki šiol nežinomų duomenų ir pasinaudoti ankstesniųjų patirtimi. Tuo tarpu Rusijos mokslininkai europiečių planuojamą „Bigl 2“ misiją vadina pernelyg rizikingu ir ambicingu projektu. Tiesa, reikia nepamiršti, kad Europos aeronautikos specialistai pasimokė iš skaudžios pirmosios misijos patirties, todėl tikėtina, jog kita misija pavyks.

Kosminiams projektams išleidžiama milijardai dolerių, tačiau šios investicijos nežada jokios apčiuopiamos naudos, o jų tyrinėjimų duomenimis pasaulis galės pasinaudoti tik po kelių dešimtmečių ar net šimtmečių. Tačiau, pasak aeronautikos specialistų, Marsą tyrinėti būtina. Marsas yra viena iš Saulės sistemos planetų, kurioje gali egzistuoti tam tikros gyvybės formos. Nuo seno žmonijos neramina klausimas, ar mes esame vieninteliai šios visatos gyventojai. Marso tyrinėjimai prasmingi, nes Žemei nuolat gresia įvairios katastrofos, pavyzdžiui, susidūrimai su milžiniškais meteoritais ar asteroidais. Galbūt Marsas galėtų tapti antraisiais bent dalies Žemės gyventojų namais.

Rusijos aeronautikos specialistai apgailestauja, kad jų šalyje kosminiams projektams neskiriama pakankamai lėšų. Nepakankamai finansuojama misija į vieną Marso palydovų Fobosą, iš kurio ekspedicijos metu tikimasi paimti grunto mėginių, nors mokslininkai nepraranda vilčių atrasti naujų rėmėjų. Rusijos specialistai turi bene daugiausia patirties tiriant „raudonąją planetą“. Dar 1971-aisiais Marse nusileido tuometinės Sovietų Sąjungos mokslininkų kurtas aparatas „Marsas 3“, todėl manoma, kad panašių projektų bus imamasi ir ateityje.

Marsaeigis Opportunity, esantis ant Ištvermės kraterio keteros, jau keletą savaičių tyrinėja jo aplinką, bandydamas nuspręsti kokiu keliu nusileisti į kraterio gilumą. Mokslininkus ypač domina uolos matomos kraterio žemumoje, tačiau baiminamasi, kad besileisdamas stačiu šlaitu Opportunity gali apvirsti ar paslysti ir susižaloti. Taigi kol kas Opportunity keliauja aplink kraterį prieš laikrodžio rodyklę. Kelionės metu marsaeigis aptiko gražų akmenuką ir pavadino jį Liūto akmeniu (Lion Stone). Šis 10cm aukščio ir 30cm ilgio akmenukas panašus į akmenukus rastus Erelio akies krateryje. Šie akmenukai pasižymi tuo, kad juose gausu sieros junginių, pasižymi sluoksniuotumu bei sferinėmis nuosėdomis. Tokie akmenukai galėjo susidaryti esant vandens.
Iki šiol marsaeigiai nustatė šiuos vandens buvimo Marso paviršiuje faktus:

1. Gausūs hametito (raudonosios geležies rūdos) sferiniai rutuliukai (koaguliacija) susidaro kaip nuosėdos gruntiniame vandenyje.

2. Atlikus spketrinę analizę rasta daug mineralo jarosite (KFe3(SO4)2(OH)6). Šiam mineralui susiformuoti reikalingas vanduo.

3. Šios skylės ar trūkiai susiformavo ištirpus vandenyje uoloje buvusioms druskoms. Atsiradusios tuščios ertmės ir suformavo tokias skyles.

4. Spektrinės analizės metu nustatyta gausus sulfatų kiekis. Jų susidarymui taip pat reikalingas vanduo.

5. Šias miniatiūrines bangeles galėjo suformuoti tekantis vanduo.

6. Šios nuosėdos galėjo susiformuoti vandenyje.

Leave a Comment