Mars a Venuše jsou podobné Zemi, takže vědci neztrácejí naději na nalezení života na sousedních planetách. U Marsu je to pravděpodobnější. Rover Curiosity dokázal s jistotou zjistit, že tam kdysi tekly řeky, což znamená, že tam byla atmosféra. Možná, že život na Marsu existoval dávno před Zemí nebo bude možný po terraformaci (změně klimatických podmínek). To vyžaduje přítomnost magnetického pole v blízkosti Marsu.
Velikosti, hmotnosti a oběžné dráhy planet
Rudá planeta je velikostí mnohem menší než Země. Podle výpočtů vědců a dat, která byla získána v procesu četných studií, by se na Zemi vešlo až šest objektů o stejném objemu jako Mars. Poloměr čtvrté planety od Slunce podél rovníku je 0,53 Země a hustota povrchu je 37,6 %.
Orbitální dráhy planet jsou radikálně odlišné, ale siderický obrat je podobný. To znamená, že rok na Marsu trvá téměř 687 dní a den má 24 hodin 40minut. Axiální sklon je téměř stejný – 25 stupňů pro Mars, Země o dva stupně méně. Tato podobnost znamená, že od rudé planety lze očekávat sezónnost.
Struktura a složení Země a Marsu
Zástupci terestrických planet (Venuše, Země a Mars) mají podobnou strukturu. Jedná se o kovové jádro s pláštěm a kůrou, ale hustota Země je vyšší než hustota Marsu. To znamená, že rudá planeta se skládá z lehčích prvků. Země má kamenné jádro pokryté kapalinou, stejně jako silikátový plášť a pevnou povrchovou kůru. Pokud jde o Mars, vědci si ještě nejsou úplně jisti strukturou jeho jádra. Je známo, že marťanské jádro se skládá ze železa a niklu, 16-17% - ze síry. Plášť Marsu je pouze 1300-1800 km (pro srovnání: tloušťka zemského pláště je 2890 km) a kůra pokrývá 50-125 km (blízko Země - 40 km). Plášť a kůra Země a Marsu mají téměř identickou strukturu, liší se však tloušťkou.
Funkce povrchu
Asi 70 % zemského povrchu pokrývají vody oceánů. Podle jedné verze byla kapalná voda součástí oblaku plynu a prachu, ze kterého byla vytvořena Země. Podle jiné se objevil v důsledku intenzivního bombardování asteroidy a kometami, kterému mladá planeta prošla. Někteří vědci jsou toho názoru, že voda se uvolňovala z hydratovaných minerálů při vzniku Země. Existují další hypotézy a je možné, že všechny jsou víceméně pravdivé.
Mars měl také kdysi kapalnou vodu, kteráje nezbytnou podmínkou rozvoje života. Nyní je to ale studená a pustá planeta, bohatá na oxid železa, který dodává povrchu Marsu červený odstín. Voda je k dispozici ve formě ledu na pólech. Malé množství se hromadí pod povrchem.
Mars a Země jsou si v krajině podobné. Na planetách jsou hory a sopky, kaňony a pláně, soutěsky, hřebeny, náhorní plošiny. Největší hora na Marsu se nazývá Olymp a nejhlubší propastí je Mariner Valley. Obě planety byly během svého formování vystaveny útokům meteorů a asteroidů, ale stopy na Marsu jsou mnohem lépe zachovány kvůli nedostatku srážek a tlaku vzduchu. Jednotlivci jsou staří miliardy let. Na Zemi se takové útvary postupně zhroutily.
Složení a teplota atmosféry
Země má hustou atmosféru rozdělenou do pěti vrstev. Mars má velmi tenkou atmosféru a vysoký tlak. Atmosféru Země tvoří převážně dusík (78 %) a 21 % kyslík (zbylé 1 % tvoří ostatní látky v plynném skupenství), na rudé planetě je složení zastoupeno především oxidem uhličitým (96 %), dusíkem a argon (téměř 2 %, zbývající 1 % - ostatní plyny).
Mělo to vliv na teplotu. Průměrná teplota Země je +14 stupňů Celsia, maximum - 70,7 stupňů, minimum -89,2 stupňů. Na Marsu je mnohem chladněji. Průměrná teplota klesá na -46 stupňů Celsia, minimum dosahuje -143 stupňů a maximum planety se ohřeje na 35 stupňů. Kromě toho vatmosféra rudé planety obsahuje hodně prachu.
Má Mars magnetické pole
Magnetické pole vychází z jádra planety a vytváří ochrannou oblast, která odklání elektrické náboje z původní trajektorie. Všechny náboje ze Slunce nebo jiného objektu neohrožují planetu, která má takové ochranné pole. Země má magnetické pole, ale má Mars takovou ochranu? V tomto ohledu se planeta liší od Země.
Jaké je magnetické pole na Marsu? Kdysi dávno existovala globální ochranná skořápka kolem planety, která však nakonec z mnoha důvodů zmizela. Nyní je na Marsu magnetické pole, je rozsáhlé, ale nezachycuje celý povrch planety. Jsou lokalizované oblasti, kde je pole silnější. Poloměr magnetického pole Marsu je v některých místech 0,2-0,4 Gauss, což se přibližně rovná zemským indikátorům.
Vědci se dnes snaží tyto funkce vysvětlit. Podařilo se například zjistit, že magnetické pole Marsu a struktura planety jsou vzájemně propojeny. Pole je slabé kvůli jádru. Marťanské jádro je nehybné vzhledem ke kůře, což oslabuje účinek stejného ochranného pole.
Porovnání magnetosfér
Magnetické pole Země a Marsu neumožňuje ionizovaným částicím slunečního větru a dalším kosmickým částicím prorazit na povrch. Pole doslova chrání život na Zemi. Přítomnost pole se vysvětluje rotací kovového jádra v tekuté vnější části. Neustálý pohyb elektrických nábojů vede k vytvoření magnetického pole.
Bv poslední době se má za to, že se magnetické síly výrazně mění nebo přispívají k úniku kyslíku z atmosféry. To může být pravda, protože magnetické póly mohou v průběhu času měnit místa, nejsou trvalé. Za 160 milionů let se póly změnily asi 100krát. Naposledy se to stalo asi před 720 000 lety a kdy se to stane příště, není známo.
Magnetické pole Marsu je ve srovnání se Zemí nedostatečné pro podporu života. Ale potenciálně obyvatelná planeta musí mít alespoň kovové jádro. Tím se vytvoří předpoklady pro vznik magnetického pole. Pokud jde o Mars, je zde magnetické pole (byť "v rovnováze"), je zde i kovové jádro. To znamená, že teoreticky život na planetě buď existoval dříve, nebo může podléhat určitým změnám.
Teorie o mizení v poli
Proč na Marsu není magnetické pole? Jaká katastrofa „prorazila“ochranný obal nebo co způsobilo zamrznutí kovového jádra planety? Je nějaký způsob, jak pole obnovit? V současné době vědci zvažují dvě hlavní teorie zmizení magnetického pole Marsu.
Podle první teorie měla planeta kdysi stabilní magnetické pole (jako na Zemi), ale byla „proražena“srážkou s nějakým velkým objektem. Tato srážka zastavila jádro planety, pole začalo slábnout a poté zcela ztratilo svůj rozměr. A dnes zůstávají některé části planety chráněny více než jiné.
Druhá teorie zcela odporuje první. Mars mohl začítexistence bez magnetického pole. Po zrození planety zůstalo železné jádro ve středu dlouhou dobu nehybné a nevytvářelo magnetické impulsy. Ale kdysi nejsilnější magnetické pole plynného obra sluneční soustavy Jupiter, schopné odpuzovat nejen malé asteroidy, ale i obrovské objekty, odrazilo nějaké kosmetické těleso a poslalo ho na Mars.
V důsledku vlivu slapové síly po několik desítek tisíc let se na Marsu objevily konvektivní proudy, které donutily jádro planety k pohybu a vyvolaly vznik magnetického pole. Jak se vesmírné těleso přibližovalo k Marsu, pole se zvětšovalo, ale po několika milionech let se těleso zhroutilo, takže magnetické pole začalo postupně mizet. To je to, co vědci nyní vidí.
Proč chce NASA vytvořit umělé pole
Má Mars magnetické pole, které by umožnilo kolonizaci planety? Už teď je jasné, že žádná taková ochranná síla neexistuje, ale vědci pokračují ve výzkumu. Nedávno se objevila informace, že NASA chce na Marsu vytvořit umělé magnetické pole, aby se atmosféra planety zhustila. To by mělo výrazně zjednodušit budoucí průzkum rudé planety a případnou kolonizaci.
Jak vytvořit magnetické pole na Marsu? Autoři zprávy prezentované na planetární konferenci navrhli rozmístit modul v bodě mezi Marsem a Sluncem, kde může kosmická loď zůstat téměř neomezeně dlouho bez použití motorů. Na modulu bude obsahovatspeciální magnety schopné vytvořit pole 1-2 tesla. Přibližně stejné magnety byly instalovány na Large Hadron Collider.
Pole tvoří „ocas“, který pokryje celou planetu. Toto pole bude velmi slabé, ale teoreticky to bude stačit. Podle NASA poté začne atmosféra planety houstnout. Po dosažení hustoty rovné Zemi se průměrná teplota na Marsu zvýší na +4 stupně Celsia a sněhové čepice na pólech roztaje. Mají dostatek vody k vytvoření mírných moří.
Náklady na vývoj a údržbu vesmírného modulu na Marsu a odkud bude brát energii, autoři zprávy obcházejí. Z hlediska hospodárnosti není metoda srovnatelná s jinými projekty. Vznikl například nápad vyrábět na Marsu plyn SF6. I malá koncentrace tohoto plynu stačí k vytvoření skleníkového efektu a ochraně povrchu planety před agresivními ultrafialovými paprsky.
Žádný z konceptů NASA nebyl dosud plně prokázán. To jsou pouze domněnky založené na skutečnosti, že sluneční vítr byl zdrojem atmosférických ztrát Marsu. Důvody ztráty dusíku však pravděpodobně nebudou souviset pouze s větrem, takže vědci nespěchají s realizací projektů, ale pokračují ve výzkumu.
Z historie průzkumu Marsu
První pozorování planety byla provedena před vynálezem dalekohledu. Existenci Marsu zaznamenali v roce 1534 př. n. l. starověcí egyptští astronomové. Spočítali trajektoriiplanetární pohyby. V babylonské teorii byla poloha Marsu na noční obloze upřesněna a poprvé byla získána časová měření pohybu planet.
Holandský astronom H. Huygens jako první zmapoval povrch Marsu. Několik kreseb zobrazujících tmavé oblasti vytvořil v roce 1659. Existenci ledové čepice na pólech navrhl v roce 1666 italský astronom J. Cassini. Vypočítal také dobu rotace planety kolem své osy - 24 hodin 40 minut. Je to správně, tento výsledek se liší o méně než tři minuty.
Od šedesátých let minulého století bylo na Mars vysláno několik AMS. Dálkový průzkum planety ze Země pokračoval pomocí orbitálních a pozemních dalekohledů, aby se určilo složení povrchu, studovalo složení atmosféry a změřila se rychlost světla.
Magnetické pole Marsu, které je pětsetkrát slabší než pozemské, bylo v sovětských dobách zaznamenáno stanicemi "Mars-2" a "Mars-3". Kosmické lodě Mars 2 a 3 byly vypuštěny v roce 1971. Hlavní technický problém nebyl vyřešen, ale vědecký výzkum byl na svou dobu stále pokročilý.
Američané vypustili Mariner 4 na Mars v roce 1964. Sonda pořídila snímky povrchu a zkoumala složení atmosféry. První umělou družicí planety byl Mariner 9, vypuštěný v roce 1971. Hledání života ve vzorcích půdy provedly v roce 1975 dvě identické kosmické lodě v rámci programu Viking. V budoucnu pro systematickéstudium planety využívalo schopností Hubbleova teleskopu.
Existence života na Marsu
Práce magnetického pole planety vědci také studují v tom smyslu, že může naznačovat existenci života na Marsu. Četná pozorování dala vzniknout skutečné „marťanské horečce“kolem tohoto tématu na konci devatenáctého století. Pak Nikola Tesla pozoroval nějaký neidentifikovaný signál při studiu rádiového rušení v atmosféře.
Navrhl, že by to mohl být signál z jiných planet, jako je Mars. Sám nedokázal rozluštit význam signálů, ale byl si jistý, že nevznikly náhodou. Teslovu hypotézu podpořil britský fyzik William Thomson (Lord Kelvin). V roce 1902, během návštěvy Spojených států, řekl, že Tesla skutečně zachytil signál od Marťanů.
Vědecké hypotézy na toto téma existují již dlouhou dobu. Metan a organické molekuly byly objeveny na Marsu. V podmínkách rudé planety se plyn rychle rozkládá, proto musí existovat zdroj jeho výskytu. Může se jednat o bakteriální aktivitu nebo geologickou aktivitu (vzhledem k tomu, že aktivní sopky na Marsu nebyly nalezeny, není to příčina plynu).
Problémy pro udržení života na Marsu jsou v současnosti nedostatek kapalné vody, chybějící magnetosféra a příliš řídká atmosféra. Planeta je navíc na pokraji „geologické smrti“. Konec sopečné činnosti konečně zastaví cirkulaci chemických prvků mezi vnitřní částí planety apovrch.
