Marsas

Marsas – išorinė planeta, esanti arčiausiai Žemės. Jam skiriama itin daug dėmesio. Šio amžiaus pradžioje daugelis astronomų buvo įsitikinę, kad Marse yra išsivysčiusi civilizacija. Dabar šis mitas sugriautas. Marsiečių nėra, ir spėjama, kad aukščiausia gyvybės forma, kuri įmanoma šioje planetoje, tėra labai primityvi organinė medžiaga. Bet veikiausiai ši planeta išvis negyva. Nepaisant to, iš visų planetų Marsas panašiausias į Žemę ir būtent jis turėtų būti pirmas pilotuojamų ekspedicijų tikslas po Mėnulio.

Žiūrint pro teleskopą, Marsas panašus į rausvą rutulį su bbaltomis ašigalių kepurėmis ir tamsiais reljefiniais dariniais, kurie iš esmės nekinta. Jo vidutinis nuotolis nuo Saulės 228 milijonai kilometrų. Marso matai trunka 687 Žemės paras, o Marso para – 24 h 37 min. Negana to, Marso ašies posvyris į orbitos plokštumą tik truputį didesnis negu Žemės, tai-

gi čia vyksta tokia pat metų laikų kaita, tik kiekvienas sezonas dvigubai ilgesnis negu Žemėje.

Kaip ir Žemės, Marso pietų ašigalis perihelyje (arčiausiame prie Saulės orbitos taške) atsisuka į Saulę; Marso klimatui šis reiškinys tturi didesnę įtaką negu Žemės orams, nes Marso orbita labiau ištęsta. Dėl to pietų pusrutulyje, palyginti su šiaurės pusrutuliu, ryškesni klimato kontrastai: vasaros karštos ir trumpos, žiemos ilgesnės ir šaltesnės. Ties Marso pusiauju vasaros vidurdienį temperatūra gali pakilti iki 16 ooC ir aukščiau. Naktys labai šaltos, nes plona atmosfera negali sulaikyti šilumos. Tačiau Marsas nėra visai su-

stingusi nuo šalčio planeta.

Marso atmosfera

Marso vidutinis tankis (3,94 g/cm3) mažesnis negu Žemės, skersmuo daug trumpesnis (6794 km), dėl to pabėgimo greitis (kurį įgijęs kūnas įveikia planetos trauką) irgi yra ma-

žas – 5 km/s. Todėl tokia plona ir reta Marso atmosfera. Jos svarbiausias sandas yra ang-

lies dvideginis (95%); slėgis prie paviršiaus nesiekia nė 10 milibarų (1000 Pa). Jokia že-

miška būtybė negalėtų čia egzistuoti be specialios apsaugos.

Marso paviršiuje nėra skysto vandens, tačiau baltos jo ašigalių kepurės veikiausiai sudarytos iš vandens ledo su tam tikra sušalusio anglies dvideginio(sauso ledo) priemaiša. Ašigalių kepurių dydis kinta priklausomai nuo metų laikų; kai kepurės didžiausios, jas galima matyti ppro nedidelį teleskopą.

Dariniai senuosiuose Marso žemėlapiuose (marsalapiuose)

Pirmąjį Marso piešinį 1659 m. nupiešė olandų astronomas Kristianas Heigensas(1629-

1695). Jame matoma V raidės pavidalo tamsi sritis. Iš tikrųjų tai yra mažesnis darinys, dabar vadinamas Didžiojo Sirto lyguma. Vėliau stebėtojai naudojo didesnius teleskopus ir jų sudarytuose marsalapiuose detalių daugiau. Pirmieji patikimi marsalapiai buvo sudary-

ti XIX a. II pusėje. Šiuolaikinių teleskopinių Marso stebėjimų epocha 1877 m. pradėjo Džovani Skiaparelis (1835 – 1910). Marsas tuomet buvo labai palankioje padėtyje – peri-

helis sutapo su opozicija. <

Stebėdamas Milane, Skiaparelis sudarė marsalapį, kuris pranoko visus ankstesniuo-

sius. Jame astronomas nubrėžė tiesias, panašias į dirbtines linijas

ir pavadino jas “canali”. Nuo tol jos ir vadinamos Marso kanalais.

Tučtuojau buvo iškelta hipotezė, kad tai yra dirbtiniai vandens

kanalai, kuriuos iškasė planetos gyventojai, sukūrę didžiulę drė-

kinimo sistemą. Pagal šią intriguojančią hipotezę vanduo buvo imamas iš ledinių ašigalių kepurių ir siurbiamas į sausringus pusiaujo rajonus. Ten, kur kanalai kerta vienas kitą, marsalapyje matomos nedidelės dėmelės, pavadintos oazėmis; manyta, kad tai tankiausiai apgyvendintos Marso vietos. Pats Skiaparelis marsiečių hipotezės atžvilgiu buvo santū-

rus. Bet amerikietis Persivalis Lovelis (1855 – 1916), Lovelio observatorijos Flagstafe (Arizona, JAV) įkūrėjas, buvo įsitikinęs, kad Marse egzistuoja labai išsivysčiusi civiliza-

cija.

Marso paviršius

Nustačius, kad tamsios Marso paviršiaus dėmės negali būti jūros, kilo mintis, jog tai yra augmenijos plotai žemumose. Taip manyta iki “Marinerio-4” skrydžio. Šis kosminis aparatas buvo paleistas 1964 m. ir pirmąkart sėkmingai nuskriejo į Marsą. Paaiškėjo, kad tamsios sritys – tai ne įdubos. Dalis jų, taip pat ir Didysis Sirtas, yra didingos plokštikal-

nės su šlaitais iš visų pusių.

Didžioji Marso paviršiaus dalis yra raudonos ochros spalvos. Šios sritys vadinamos dykumomis. Planetos atmosferoje pučia vėjai, dažnos dulkių audros.

Kosminiai aparatai “Vikingai” pateikė duomenų, kad kažkada Marso paviršiumi tekė-

jo ddaug vandens. Chrisės rajoną kerta vingiuoti dariniai, pa- našūs į išdžiūvusias upių vagas. Čia yra ir pirminių uolienų “salų”; jos turi pasroviui nutįsusias uodegas. Beje, vėliau buvo iškelta hipotezė, kad mįslinguosius Marso kanalus išrausė išsilydžiusi lava, kažkada tekėjusi Marso paviršiumi.

Skrydžiai į Marsą

Marsas – palyginti maža planeta, kurią kasmet galima stebėti kelis mėnesius (vidutinis laiko tarpas tarp gretimų opozicijų lygus 780 parų). Iki kosminių skrydžių pradžios žinios apie Marsą buvo ribotos. 1962 m. TSRS pirmąkart pasiuntė kosminį aparatą Marso link, tik, deja, ryšys su juo nutrūko pačioje skrydžio pradžioje. 1965 m. liepos mėn. JAV kos-

minė stotis “Marineris-4” praskriejo arti Marso ir perdavė į Žemę pirmąją išsamią infor-

maciją apie šią planetą.

“Marinerių” programa

Marso atmosfera, kaip ir tikėtasi, yra labai reta, tik vietoj laukto azoto ir 85 milibarų slėgio rasta, kad ji susideda iš anglies dvideginio, o slėgis paviršiuje nesiekia nė 10 mili-

barų (1000 Pa). Tai leido atmesti išsivysčiusios Marso gyvybės hipotezę. Įspūdingiausias atradimas buvo krateriai, išvaizda panašūs į Mėnulio, bet turintys žymių skirtumų. Marso krateriai dideli, kai kurie iš jų turi centrines kalvas kaip Mėnulyje. Tai kėlė nuostabą, mat tikėtasi, kad Marso paviršius lygus.

Kitos JAV kosminės stotys “Marineris-6” ir “Marineris-7” praskriejo pro Marsą

1969 m. vasarą, praėjus vvos kelioms dienoms po “Apolono-11” nusileidimo, N. Arms-

trongo ir E. Oldrino išsilaipinimo Mėnulyje. Jų perduotose nuotraukose taip pat matomi krateriai ir kalnuoti rajonai. Dar didesnį nusistebėjimą sukėlė stočių matavimai. Pavyz-

džiui, apskrita balta dėmė, vadinama Elada, esanti į pietus nuo V raidės pavidalo Didžiojo Sirto, pasirodė besanti ne iškili plokštikalnė, o įduba. Iš tiesų Elada yra labiausiai įdubusi Marso sritis, kurioje beveik visai nėra kraterių ir kitokių darinių.

Trys pirmieji “Marineriai” praskriejo pro Marsą ir, jį aplenkę, išskriejo į orbitą aplink Saulę. 1971 m. paleisti “Marineris-8” ir “Marineris-9” turėjo skrieti orbita aplink Marsą ir iš ten perdavinėti informaciją (ir nuotraukas) ne kelias dienas, o savaites ir mėnesius. Deja, “Marineris-8” iškart po paleidimo nukrito į jūrą. “Marinerio-9“ skrydis buvo sėk-

Mingas, jo metu gauta daug naujų duomenų, taip pat 7329 paviršiaus nuotraukos.

Kosminis aparatas pradėjo skrieti orbita aplink Marsą 1971 m. lapkričio 14 d., kai visa planeta skendėjo dulkių debesyje ir beveik nieko nebuvo

galima matyti. Tokios stiprios dulkių audros Marse retos;

anksčiau jos matytos 1909 ir 1956 m. Dulkėms nusėdus,

“Marinerio-9” kameros išvydo vulkanus, panašius į Že-

mės ugnikalnius Havajuose, tik daug didesnius. Pavyz-

džiui, Olimpo kalnas iškilęs virš vidutinio planetos lygio

25 km, Arsijos kalnas – 20 km. Marse yra gilių tarpeklių

ir darinių, labai panašių

į išdžiūvusiasupių vagas.

“Vikingai” ieško gyvybės

Ar yra šaltame, atšiauriame Marso pasaulyje kokia nors gyvybės atmaina? JAV “Vi-

kingai” tikėjosi ją surasti. Pirmoji stotis išskriejo į orbitą 1976 m. birželio 19 d., antroji – 1976 m. rugpjūčio 7 d. Po fotografinės žvalgybos, parinkus tinkamą nusileidimo vietą, nuo abiejų kosminių aparatų atsiskyrė nuleidžiamieji blokai. “Vikingo-1” nuleidžiamasis blokas liepos 30 d. nusileido Chrisės baseine, kuris yra vidutinėse šiaurės platumose, o “Vikingo-2” – rugsėjo 3 d. Utopijos lygumoje per 7400 km nuo “Vikingo-1” ir 11400 km arčiau planetos šiaurės ašigalio. Abu nuleidžiamieji blokai perdavė puikias nuotraukas, kuriose matoma akmenimis nusėta vietovė. Gruntas rausvos spalvos. Dangus taip pat rausvas nuo ore kybančių rausvų dulkelių išsklaidytos šviesos. Pagal “Vikingo-1” rentgeno spektrometro duomenis, grunte vyrauja silicis, geležis, kalcis, aliuminis ir titanas.

Abu aparatai rausė gruntą ir, kompiuteriams kontroliuojant, ėmė jo mėginių, kad biologinėse kamerose galėtų ieškoti gyvybės. Tyrimų

rezultatai nustebino ir iš naujo sužadino viltis. Eksperi-

mentams buvo ruoštasi, remiantis prielaida, kad bet ku-

rios formos gyvybė grunte tturi asimiliuoti maisto me-

džiagas ir išskirti tam tikrus cheminius junginius.

Pirmasis dujų apykaitos eksperimentas parodė,

kad išsiskiria 15 kartų daugiau deguonies negu tikėtasi.

Visos žinomos žemiškos gyvybės formos tam tikrą laiką auga ir dauginasi, taigi šį reiškinį veikiausiai lemia cheminės reakcijos, vvykstančios geležies turinčiame grunte.

Eksperimentų rezultatai

Iš pradžių tokie pat įdomūs pasirodė eksperimento su žymėtaisiais atomais rezultatai. Jei grunte būtų mikroorganizmų, jie asimiliuotų radioaktyviąją anglį ir išskirtų radioaktyviąsias atliekas – anglies dvideginį, anglies monoksidą ir metaną. Buvo aptiktas nemažas anglies dvideginio kiekis, bet manoma, kad tai irgi tikriausiai cheminių reakcijų produktas.

Trečiasis pirolitinis eksperimentas parodė, kad kažkas asimiliuoja iš kontrolinės kameros oro anglies dvideginį ir priverčia jį jungtis į tam tikrus junginius grunte. Kas tas “kažkas” ir kokia jo prigimtis – biologinė ar cheminė – liko neaišku.

Marso panorama

Marso amžius beveik tos pat kaip Žemės (apie 4,7 milijardo metų), bet jo tūris ir masė yra tiek daug mažesni, kad jis evoliucionavo sparčiau. Tai skiepijo mintį, kad paviršiaus dariniai yyra stipriai suirę, paveikti erozijos, kadangi planeta turi atmosferą, nors ir ploną, bet vis vien jos negalima nepaisyti.

Senos ir naujos teorijos

Įdomu grįžti į praeitį ir prisiminti, ką astronomai galvojo apie Marsą iki 1965 m., kai pirmasis sėkmingai veikęs zondas “Marineris-4” atsiuntė duomenis iš Marso apylinkių. Manyta, kad tamsios sritys yra įdubos, galbūt senų jūrų dugnas, o šviesūs rajonai – Elados arba Argyro lygumos yra plynaukštės. Taip pat tikėtasi, jog paviršiaus reljefas lugus – be aukštų kalnų ir gilių sslėnių. Iš tikrųjų viskas kitaip. Jau pirmosios “Marinerio-4” nuotraukos parodė, kad Marse yra kraterių, o stočiai priartėjus prie planetos ir perdavus aiškesnes nuotraukas, galutinai paaiškėjo paviršiaus reljefo pobūdis. Užuot buvęs lygus, Marsas pasirodė esąs labai gruoblėtas. Vien “Marineris-4” parodė, kad įvairios planetos vietos smarkiai skiriasi. Marso paviršius kur kas įvairesnis negu Mėnulio. Taip pat paaiškėjo, kad Marso atmosfera yra retesnė negu anksčiau manyta, ir spėliojimams apie augaliją Marso jūrų dugne nebeliko pagrindo.

1969 m. “Marineris-6” ir “Marineris-7” pateikė gan panašų Marso paveikslą; paaiškėjo, kad čia yra kraterių išmargintų plotų ir kitokių sričių, kurios buvo apibūdintos kaip “chaotiškos”, t. y. be kokio nors būdingo rašto. Tobulėjančios stočių technikos dėka gautos kur kas aiškesnės negu “Marinerio-4” nuotraukos, per 4 metus sužinota daug naujo.

“Marinerio-9” atradimai

Ypač daug naujo Marse 1971 m. atrado “Marineris-9” – itin sėkmingai veikusi kosminė stotis, sugebėjusi kompensuoti net savo pirmtako “Marinerio-8” nesėkmę. Priartėjęs prie Marso ir nufotografavęs abu jo palydovus, “Marineris-9” turėjo laukti, kol nurims dulkių audra. Atrodė, kad dulkės beveik siekia Olimpo ir Arsijos kalnų viršūnes, aukštesnes nei 20 km. Atmosferai praskaidrėjus, paaiškėjo, jog tai milžiniški vulkanai; hipotezės apie Marso paviršiaus pobūdį vėl teko koreguoti. Nedaugelis astronomų tikėjosi rasti Marse panašius kaip Žemėje vulkanus, bet panašumas tarp OOlimpo bei Arsijos kalnų ir Havajų vulkanų Žemėje buvo akivaizdus. Skyrėsi tik šių darinių mastai. Aukščio skirtumas Marse buvo matuojamas dviem būdais: radaru ir pagal anglies dvideginio sluoksnio tankį virš skirtingų vietų. Nustatyta, kad Marso vulkanai triskart aukštesni už Havajų vulkanus, o kadangi Marsas gerokai mažesnis už Žemę, santykinai jie atrodo dar aukštesni.

Ankstesnieji “Marineriai” vulkanų nepastebėjo dėl dviejų priežasčių. Visų pirmą, fotografuota buvo labai trumpai, “Marineris-4”,“Marineris-6” ir “Marineris-7” tik vieną kartą praskriejo pro Marsą ir liko amžinai suktis aplink Saulę. Tuo tarpu “Marineris-9” ir abu “Vikingai” įskriejo į orbitą aplink Marsą ir galėjo siųsti duomenis tol, kol baigėsi energijos ištekliai. Antra,buvo žymiai patobulintas vaizdų“valymas” ESM, tapo įmanoma elektroniniu būdu paspartinti šį procesą.

Pavišiaus fotografavimas

Mūsų žinias apie Marso paviršių iš esmės pakeitė “Marineris-9” ir “Vikingai”; šių stočių sukaupta informacija buvo analizuojama kelis metus. Labiausiai nustebino darinių įvairovė skirtingose planetos vietose. Tankiai krateriais nusėtus rajonus keičia lygumos; greta milžiniškų vulkanų yra darinių, primenančių drėkinimo kanalus ir gilius baseinus, kaip antai Elada arba Argyras. Ties pusiauju giliai į planetos kūną įsirėžęs Marinerio slėnis su daugybe kanjonų juosia beveik trečdalį Marso. Vietomis kanjonų šlaitus darko milžiniškos nuošliaužos; kitur dėl paviršiaus erozijos susidarė sudėtingos šakotų griovų sistemos. Dar kitose vietose vyrauja sprūdžiai.

Pakeitus ““Vikingo-1” orbitinės sekcijos trajektoriją taip,

kad iš jos būtų galima apžvelgti visą planetą, vandens

garų ir temperatūros matuokliai padarė dar vieną atradimą. Buvo nustatyta, kad šiaurės ašigalio baltos kepurės svarbiausias sandas yra įprastas van-

dens ledas, o ne sausas ledas (sušalęs CO2), kaip ankščiau

manyta. Kai kuriose vietose ledo sluoksnis gali būti 100

– 1000 m storio. Nuotraukos rodo, kad ledas užpildo ir kai kuriuos kraterius.

Didelius planetos plotus yra paveikę vulkaniniai procesai ir vandens erozija. Marso geologinėje praeityje, kada atmosfera buvo daug tankesnė negu dabar, smarkūs lietaus srautai galėjo užpildyti baseinų įdubas, išplauti vagas per uolas ir dykumas. Dalis tokių kalnų galėjo atsirasti dėl terminių reiškinių. Kita hipotezė teigia, kad upių vagas išgraužė išsilydžiusios lavos srautai.

Marso palydovai

1877 m. Asafas Holis (1829 – 1907) pro Vašingtono observatorijos (JAV) 66 cm skersmens refraktorių atrado du Marso palydovus; vėliau jie buvo pavadinti Fobu ir Deimu. Palyginti su Mėnuliu, abu jie itin maži. Palydovai spindi labai blyškiai, dėl to, nepaisant daugelio mėginimų juos aptikti, tai padaryti pavyko tik 1877 m.

Fobas ir Deimas iki “Marinerių” skrydžių

Pro teleskopą Fobas ir Deimas atrodo kaip maži, į žvaigždes panašūs taškai; prieš prasidedant kosminiams skrydžiams, didelį susidomėjimą

kėlė neįprastos jų orbitos. Fobas skrieja aplink Marsą, nu-

tolęs vidutiniškai 9380 km nuo

planetos centro, taigi

atstumas tarp Fobo ir Marso paviršiaus yra maždaug

toks pat, kaip tarp Londono ir Adeno. Fobo skriejimo

aplink Marsą periodas 7 h 39 min. Kadangi Marso suki-

mosi apie ašį periodas 24 h 37 min., Fobo mėnuo trum-

pesnis negu Marso diena. Marso danguje Fobas pateka vakaruose ir leidžiasi rytuose. Virš horizonto jis išbūna tik 4,5 h; per tą laiką praeina daugiau kaip pusė jo fazių ciklo. Nuo vieno Fobo patekėjimo iki kito praeina truputį daugiau kaip 11 h. RRegimasis Fobo skersmuo niekada neviršija 12,3’, t. y. jis mažesnis negu pusė iš Žemės matomo Mėnulio skersmens. Šviesos kiekis, kuris atsispindėjęs nuo Fobo krinta į Marso paviršių, maždaug toks, kokį Žemei atsiunčia Venera. Per metus Fobas 1300 kartų kerta Saulės skritulį, nuo vieno jo krašto iki kito pereidamas per 19 s.

Netgi būdamas aukščiau Marso horizonto, Fobas ilgai skendi planetos šešėlyje, o didesnės negu 69o platumose jis išvis nepateka. Fobo orbita beveik apskrita, į Marso pusiaujo plokštumą pasvirusi daugiau kaip 11o.

Deimas – mažesnis ir skrieja labiau nutolęs (23500 km) nuo Marso centro negu Fobas; Marsą apskrieja per 30 h 14 min., virš Marso horizonto išbūna 2,5 paros. Nuo jo į Marso paviršių krinta mažiau šviesos, negu Sirijus atsiunčia <

Žemei. Marse esantis stebėtojas vargiai galėtų įžiūrėti

Deimo fazes. Deimo skersmuo maždaug 12 km.

Dėl Marso palydovų kilmės tebesiginčijama. Tai gali

būti asteroidai, iš asteroidų žiedo patekę į Marso traukos

lauką. 1945 m. nustatyta, kad Fobas po truputį spirale

artėja prie Marso ir kada nors nukris į planetą. Manyta,

kad Fobą stabdo labai reta Marso atmosfera. Tokiu atveju Fobo masė turėtų būti labai maža, o iš to būtų galima daryti išvadą, kad Fobas, ko gero, yra marsiečių įrengta kosminė stotis. Tokią hipotezę pateikė žymus tarybinis astronomas Josifas Šklovskis (1916 – 1985). Hipotezė platesnio pripažinimo nesulaukė; kosminiai skrydžiai į Marsą ją galutinai paneigė.

“Marinerio-9” atradimai

Pirmąją tikslią informaciją apie Marso palydovus perdavė “Marineris-9”, kuris priartėjo prie Marso 1971 m. pabaigoje ir tapo jjo dirbtiniu palydovu. Artėdamas prie Marso, “Marineris-9” nufotografavo Fobą ir Deimą. Paaiškėjo, kad abu jie yra netaisyklingos formos. Fobas primena milžinišką bulvę, kurios matmenys 28*18 km; jo paviršius nusėtas kraterių, kurių didžiausias yra 6,5 km skersmens ir vadinamas Stikni vardu. Fobo žemėlapyje pažymėta daugiau kaip 50 darinių, iš kurių 7 turi oficialius pavadinimus: tai Rošo, Vendelio, Todo, Šarplso, D’Aresto, Stikni krateriai ir Keplerio kalnagūbris. Reljefas nelygus – aukščio skirtumas siekia 20% Fobo spindulio. Fobas sukasi sinchroniškai, atsisukęs į Marsą ta ppačia puse; į Marsą nukreipta ilgoji Fobo ašis.

Paslaptingi krateriai

Fobo kraterių kilmė kol kas tiksliai nenustatyta. Buvo pasiūlyta meteoritų smūgių hipotezė. Japonų astronomo S. Mijamotos nuomone, krateriai yra įgriuvos, atsiradusios Fobui vėstant. Laikantis smūgių hipotezės, reikėtų pripažinti, kad Fobas yra smarkiai nukentėjęs; Stikni kraterio skersmuo beveik prilygsta ketvirtadaliui Fobo skersmens.

“Vikingo-2” orbitinis modulis 1976 m. rugsėjo mėn. Praskriejo 880 km nuotoliu nuo Fobo ir nufotografavo 40 m dydžio paviršiaus darinius. Jų pobūdis leidžia manyti, kad Fobas panašus į kietą uolą; pagrindinė medžiaga, iš kurios jis sudarytas, – balzatai. Pabėgimo nuo Fobo greitis lygus vos 20 km/h, jame neaptikta jokių atmosferos pėdsakų. Mažasis palydovas, kaip ir tikėtasi, nusėtas kraterių; staigmena buvo keisti rėžiai ir mažų kraterių virtinės. Panašios kraterių virtinės yra Mėnulyje, Marse ir Merkurijuje; taip pat yra antrinių kraterių, susidariusių po smarkių smūgių, tačiau ne taip paprasta paaiškinti, kodėl atsiranda antriniai krateriai mažame kūne, kurio trauka labai silpna.

Deimas panašus į Fobą, tiktai mažesnis. Jame taip pat yra kraterių, du didžiausi pavadinti Svifto ir Voltero vardais; šie rašytojai XVIII a. teisingai spėjo, kad Marsas turi du palydovus.