Mars je štvrtá planéta našej slnečnej sústavy a druhá najmenšia po Merkúre. Pomenovaný po starorímskom bohovi vojny. Jeho prezývka „Červená planéta“pochádza z červenkastého odtieňa povrchu, ktorý má na svedomí prevaha oxidu železa. Každých pár rokov, keď je Mars v opozícii so Zemou, je najviac viditeľný na nočnej oblohe. Z tohto dôvodu ľudia pozorovali planétu po mnoho tisícročí a jej vzhľad na oblohe zohral veľkú úlohu v mytológii a astrologických systémoch mnohých kultúr. V modernej dobe sa stala pokladnicou vedeckých objavov, ktoré rozšírili naše chápanie slnečnej sústavy a jej histórie.
Veľkosť, obežná dráha a hmotnosť Marsu
Polomer štvrtej planéty od Slnka je asi 3396 km na rovníku a 3376 km v polárnych oblastiach, čo zodpovedá 53 % polomeru Zeme. A hoci je to asi o polovicu menej, hmotnosť Marsu je 6,4185 x 10²³ kg alebo 15,1 % hmotnosti našej planéty. Sklon osi je podobný ako u Zeme a rovná sa 25,19° k rovine obežnej dráhy. To znamená, že aj štvrtá planéta od Slnka zažíva zmenu ročných období.
V najväčšej vzdialenosti od Slnka, Marsobieha vo vzdialenosti 1,666 AU. e. alebo 249,2 milióna km. V perihéliu, keď je najbližšie k našej hviezde, je od nej vzdialená 1,3814 AU. e. alebo 206,7 milióna km. Červenej planéte trvá obeh okolo Slnka 686,971 pozemských dní, čo zodpovedá 1,88 pozemským rokom. V marťanských dňoch, ktoré sú na Zemi jeden deň a 40 minút, má rok 668,5991 dní.
Zloženie pôdy
S priemernou hustotou 3,93 g/cm³ je vďaka tejto vlastnosti Marsu menej hustý ako Zem. Jeho objem je asi 15% objemu našej planéty a jeho hmotnosť je 11%. Červený Mars je výsledkom prítomnosti oxidu železa na povrchu, známeho skôr ako hrdza. Prítomnosť ďalších minerálov v prachu poskytuje ďalšie odtiene - zlatá, hnedá, zelená atď.
Táto pozemská planéta je bohatá na minerály obsahujúce kremík a kyslík, kovy a ďalšie látky, ktoré sa zvyčajne nachádzajú na kamenných planétach. Pôda je mierne zásaditá a obsahuje horčík, sodík, draslík a chlór. Experimenty vykonané na vzorkách pôdy tiež ukazujú, že jej pH je 7,7.
Hoci tekutá voda nemôže existovať na povrchu Marsu kvôli jeho riedkej atmosfére, veľké koncentrácie ľadu sú sústredené v polárnych čiapkach. Okrem toho sa od pólu po 60° zemepisnej šírky rozprestiera pás permafrostu. To znamená, že voda existuje pod väčšinou povrchu ako zmes jej pevného a kvapalného skupenstva. Radarové údaje a vzorky pôdy potvrdili prítomnosť podzemných nádržíaj v stredných zemepisných šírkach.
Vnútorná štruktúra
Planéta Mars stará 4,5 miliardy rokov pozostáva z hustého kovového jadra obklopeného kremíkovým plášťom. Jadro je zložené zo sulfidu železa a obsahuje dvakrát toľko ľahkých prvkov ako jadro Zeme. Priemerná hrúbka kôry je asi 50 km, maximálna 125 km. Ak vezmeme do úvahy veľkosť planét, potom je zemská kôra, ktorej priemerná hrúbka je 40 km, 3-krát tenšia ako tá marťanská.
Moderné modely jeho vnútornej štruktúry naznačujú, že veľkosť jadra je v okruhu 1700-1850 km a pozostáva hlavne zo železa a niklu s približne 16-17% síry. Vďaka svojej menšej veľkosti a hmotnosti je gravitácia na povrchu Marsu len 37,6% zemskej. Gravitačné zrýchlenie je tu 3,711 m/s² v porovnaní s 9,8 m/s² na našej planéte.
Povrchové vlastnosti
Červený Mars je zhora prašný a suchý a geologicky sa veľmi podobá Zemi. Má roviny a pohoria a dokonca aj najväčšie piesočné duny v slnečnej sústave. Nachádza sa tu aj najvyššia hora – štítová sopka Olympus a najdlhší a najhlbší kaňon – údolie Marinera.
Nárazové krátery sú typickými prvkami krajiny, ktoré sú posiate planétou Mars. Ich vek sa odhaduje na miliardy rokov. Vďaka nízkej rýchlosti erózie sú dobre zachované. Najväčším z nich je údolie Hellas. Obvod krátera je asi 2300 km a jeho hĺbka dosahuje 9 km.
Aj na povrchu Marsuje možné rozlíšiť rokliny a kanály a mnohí vedci sa domnievajú, že nimi kedysi tiekla voda. Pri ich porovnaní s podobnými útvarmi na Zemi sa dá predpokladať, že sú aspoň čiastočne tvorené vodnou eróziou. Tieto kanály sú pomerne veľké – 100 km široké a 2 000 km dlhé.
Satelity Marsu
Mars má dva malé mesiace, Phobos a Deimos. Objavil ich v roku 1877 astronóm Asaph Hall a sú pomenované podľa mýtických postáv. Podľa tradície preberania mien z klasickej mytológie sú Phobos a Deimos synmi Aresa, gréckeho boha vojny, ktorý bol prototypom rímskeho Marsu. Prvý z nich zosobňuje strach a druhý - zmätok a hrôza.
Phobos má priemer asi 22 km a vzdialenosť k Marsu od neho je 9234,42 km v perigeu a 9517,58 km v apogeu. To je pod synchrónnou nadmorskou výškou a trvá iba 7 hodín, kým satelit obíde planétu. Vedci vypočítali, že za 10 až 50 miliónov rokov môže Phobos spadnúť na povrch Marsu alebo sa okolo neho rozpadne na prstencovú štruktúru.
Deimos má priemer asi 12 km a jeho vzdialenosť od Marsu je 23455,5 km v perigeu a 23470,9 km v apogeu. Satelit urobí úplnú revolúciu za 1,26 dňa. Mars môže mať ďalšie satelity s priemerom menším ako 50 – 100 m a medzi Phobosom a Deimosom je prstenec prachu.
Podľa vedcov boli tieto satelity kedysi asteroidmi, no potom ich zachytila gravitácia planéty. Nízke albedo a zloženie oboch mesiacov (uhlíkatéchondrit), ktorý je podobný materiálu asteroidov, podporujú túto teóriu a nestabilná dráha Phobosu by mohla naznačovať nedávne zachytenie. Dráhy oboch mesiacov sú však kruhové a v rovine rovníka, čo je pre zachytené telesá nezvyčajné.
Atmosféra a klíma
Počasie na Marse je spôsobené prítomnosťou veľmi tenkej atmosféry, ktorá pozostáva z 96 % oxidu uhličitého, 1,93 % argónu a 1,89 % dusíka, ako aj stôp kyslíka a vody. Je veľmi prašný a obsahuje častice s priemerom len 1,5 mikrónu, ktoré pri pohľade z povrchu sfarbujú marťanskú oblohu na tmavožltú. Atmosférický tlak sa pohybuje v rozmedzí 0,4–0,87 kPa. To zodpovedá približne 1 % zemepisnej plochy na úrovni mora.
Vďaka tenkej vrstve plynného obalu a väčšej vzdialenosti od Slnka sa povrch Marsu ohrieva oveľa horšie ako povrch Zeme. V priemere je -46 ° C. V zime klesá na póloch na -143 °C a v lete na poludnie na rovníku dosahuje 35 °C.
Na planéte zúria prachové búrky, ktoré sa menia na malé tornáda. Silnejšie hurikány vznikajú, keď prach stúpa a je zahrievaný Slnkom. Vetry zosilnejú a vytvárajú búrky, ktoré sú dlhé tisíce kilometrov a trvajú niekoľko mesiacov. V skutočnosti skrývajú takmer celý povrch Marsu pred zrakom.
Stopy metánu a amoniaku
V atmosfére planéty sa našli aj stopy metánu, ktorého koncentrácia je 30 častíc na miliardu. Odhaduje sa, žeMars by mal ročne vyprodukovať 270 ton metánu. Po uvoľnení do atmosféry môže tento plyn existovať len obmedzený čas (0,6–4 roky). Jeho prítomnosť, napriek krátkej životnosti, naznačuje, že musí existovať aktívny zdroj.
Navrhované možnosti zahŕňajú sopečnú aktivitu, kométy a prítomnosť metanogénnych mikrobiálnych foriem života pod povrchom planéty. Metán môže byť produkovaný nebiologickým procesom nazývaným serpentinizácia, ktorý zahŕňa vodu, oxid uhličitý a olivín, ktorý je bežný na Marse.
Mars Express tiež detekoval amoniak, ale s relatívne krátkou životnosťou. Nie je jasné, čo ho produkuje, ale ako možný zdroj bola navrhnutá sopečná činnosť.
Skúmanie planéty
Snaha zistiť, čo je Mars, sa začala v 60. rokoch minulého storočia. V období od roku 1960 do roku 1969 Sovietsky zväz vypustil na Červenú planétu 9 bezpilotných kozmických lodí, ale všetky nedokázali dosiahnuť cieľ. V roku 1964 začala NASA spúšťať sondy Mariner. Prvými boli „Mariner-3“a „Mariner-4“. Prvá misia zlyhala počas nasadenia, ale druhá, spustená o 3 týždne neskôr, úspešne dokončila 7,5-mesačnú cestu.
Mariner 4 urobil prvé blízke snímky Marsu (zobrazujúce impaktné krátery) a poskytol presné údaje o atmosférickom tlaku na povrchu a zaznamenal absenciu magnetického poľa a radiačného pásu. NASA pokračovala v programe vypustením ďalšej dvojice preletových sond Mariner 6 a 7,ktorý dorazil na planétu v roku 1969
V 70. rokoch 20. storočia ZSSR a USA súťažili o to, kto ako prvý uvedie na obežnú dráhu Marsu umelý satelit. Sovietsky program M-71 zahŕňal tri kozmické lode - Kosmos-419 (Mars-1971C), Mars-2 a Mars-3. Prvá ťažká sonda sa zrútila počas štartu. Nasledujúce misie, Mars 2 a Mars 3, boli kombináciou orbiteru a landeru a boli prvými stanicami, ktoré mimozemsky pristáli (iné ako na Mesiaci).
Úspešne boli vypustené v polovici mája 1971 a leteli zo Zeme na Mars sedem mesiacov. 27. novembra pristávací modul Mars 2 havaroval v dôsledku zlyhania palubného počítača a stal sa prvým umelým objektom, ktorý dosiahol povrch Červenej planéty. 2. decembra Mars-3 riadne pristál, no jeho prenos bol prerušený po 14.5 z vysielania.
Medzitým NASA pokračovala v programe Mariner av roku 1971 boli vypustené sondy 8 a 9. Mariner 8 sa počas štartu zrútil do Atlantického oceánu. Ale druhá kozmická loď nielenže dosiahla Mars, ale stala sa aj prvou úspešne vypustenou na jeho obežnú dráhu. Zatiaľ čo prachová búrka trvala v planetárnom meradle, satelit stihol urobiť niekoľko fotografií Phobosu. Keď búrka utíchla, sonda urobila snímky, ktoré poskytli podrobnejšie dôkazy o tom, že voda kedysi tiekla po povrchu Marsu. Kopec s názvom Snows of Olympus (jeden z mála objektov, ktoré zostali viditeľné počas planetárnej prachovej búrky) je tiež najvyšším útvarom v slnečnej sústave, čo vedie kpremenovať ho na Mount Olympus.
V roku 1973 Sovietsky zväz vyslal ďalšie štyri sondy: 4. a 5. orbitálne sondy Mars, ako aj orbitálne a zostupové sondy Mars-6 a 7. Všetky medziplanetárne stanice okrem Mars-7 prenášali údaje a expedícia Mars-5 bola najúspešnejšia. Pred odtlakovaním krytu vysielača sa stanici podarilo preniesť 60 snímok.
Do roku 1975 NASA vypustila Viking 1 a 2, ktoré pozostávali z dvoch orbiterov a dvoch pristávacích modulov. Misia na Mars bola zameraná na hľadanie stôp života a pozorovanie jeho meteorologických, seizmických a magnetických charakteristík. Výsledky biologických experimentov na palube Vikingov pri návrate neboli presvedčivé, ale opätovná analýza údajov zverejnených v roku 2012 naznačila známky mikrobiálneho života na planéte.
Orbiters poskytli ďalšie údaje potvrdzujúce, že voda na Marse kedysi existovala – veľké záplavy vytvorili hlboké kaňony dlhé tisíce kilometrov. Okrem toho miesta rozvetvených potokov na južnej pologuli naznačujú, že tu kedysi padali zrážky.
Obnovenie letov
Štvrtá planéta od Slnka bola preskúmaná až v 90. rokoch, keď NASA vyslala misiu Mars Pathfinder, ktorá pozostávala z kozmickej lode, ktorá pristála na stanici s pohybujúcou sa sondou Sojourner. Zariadenie pristálo na Marse 4. júla 1987 a stalo sa dôkazom životaschopnosti technológií, ktoré budú použité pri ďalších expedíciách, napr.ako pristátie s airbagom a automatické vyhýbanie sa prekážkam.
Ďalšou misiou na Mars je mapovací satelit MGS, ktorý dosiahol planétu 12. septembra 1997 a začal svoju činnosť v marci 1999. Počas jedného celého marťanského roka z nízkej nadmorskej výšky, takmer na polárnej obežnej dráhe, študoval celý povrch a atmosféru a odoslali viac planetárnych údajov ako všetky predchádzajúce misie dohromady.
5. novembra 2006 MGS stratila kontakt so Zemou a úsilie NASA o obnovu sa skončilo 28. januára 2007
V roku 2001 bola vyslaná sonda Mars Odyssey Orbiter, aby zistila, čo je Mars. Jeho cieľom bolo hľadať dôkazy o existencii vody a sopečnej činnosti na planéte pomocou spektrometrov a termovíznych kamier. V roku 2002 bolo oznámené, že sonda zachytila veľké množstvo vodíka, čo je dôkazom obrovských nánosov ľadu v horných troch metroch pôdy do 60° od južného pólu.
Európska vesmírna agentúra (ESA) vypustila 2. júna 2003 Mars Express, kozmickú loď pozostávajúcu zo satelitu a pristávacieho modulu Beagle 2. Na obežnú dráhu sa dostala 25. decembra 2003 a ešte v ten istý deň sonda vstúpila do atmosféry planéty. Predtým, ako ESA stratila kontakt s pristávacím modulom, Mars Express Orbiter potvrdil prítomnosť ľadu a oxidu uhličitého na južnom póle.
V roku 2003 začala NASA skúmať planétu v rámci programu MER. Používal dva rovery Spirit a Opportunity. Misia na Mars mala za úlohu preskúmať rôzneskaly a pôdy, aby sa tu našli dôkazy o prítomnosti vody.
12.08.05 bola vypustená sonda Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) a dosiahla obežnú dráhu planéty 10.03.06. Na palube zariadenia sú vedecké prístroje určené na detekciu vody, ľadu a minerálov na povrchu a pod povrchom. Okrem toho bude MRO podporovať budúce generácie vesmírnych sond každodenným monitorovaním počasia a podmienok na povrchu Marsu, hľadaním budúcich miest pristátia a testovaním nového telekomunikačného systému, ktorý urýchli komunikáciu so Zemou.
6. augusta 2012 pristálo vedecké laboratórium NASA MSL Mars Science Laboratory a rover Curiosity v kráteri Gale. S ich pomocou bolo urobených veľa objavov týkajúcich sa miestnych atmosferických a povrchových podmienok a tiež boli zistené organické častice.
Pri ďalšom pokuse zistiť, čo je Mars, bol 18. novembra 2013 vypustený satelit MAVEN, ktorého účelom je študovať atmosféru a prenášať signály z robotických roverov.
Výskum pokračuje
Štvrtá planéta od Slnka je po Zemi najviac skúmanou planétou v slnečnej sústave. V súčasnosti na jeho povrchu fungujú stanice Opportunity a Curiosity a na obežnej dráhe operuje 5 kozmických lodí - Mars Odyssey, Mars Express, MRO, MOM a Maven.
Tieto sondy zachytili neuveriteľne podrobné snímky Červenej planéty. Pomohli objaviť, že tam kedysi bola voda, a potvrdili, že Mars a Zem sú si veľmi podobné – majú polárne čiapky, ročné obdobia, atmosféru aprítomnosť vody. Ukázali tiež, že organický život mohol existovať dnes a s najväčšou pravdepodobnosťou existoval aj predtým.
Posadnutosť ľudstva Marsom pokračuje v nezmenšenej miere a naše úsilie študovať jeho povrch a odhaliť jeho históriu sa ani zďaleka neskončilo. V najbližších desaťročiach tam zrejme budeme aj naďalej posielať rovery a prvýkrát tam pošleme človeka. A postupom času, vzhľadom na dostupnosť potrebných zdrojov, sa štvrtá planéta od Slnka jedného dňa stane obývateľnou.
