Marss ja Veenus on Maaga sarnased, nii et teadlased ei kaota lootust leida elu naaberplaneetidelt. Marsi puhul on see tõenäolisem. Kulgur Curiosity sai kindl alt teada, et kunagi voolasid seal jõed, mis tähendab, et seal valitses atmosfäär. Võib-olla eksisteeris elu Marsil juba ammu enne Maad või on see võimalik pärast terraformeerimist (kliimatingimuste muutumine). See eeldab magnetvälja olemasolu Marsi lähedal.
Planeetide suurused, massid ja orbiidid
Punane planeet on Maast palju väiksem. Teadlaste arvutuste ja arvukate uuringute käigus saadud andmete kohaselt mahuks Maale kuni kuus Marsiga samas mahus objekti. Neljanda planeedi raadius Päikesest piki ekvaatorit on 0,53 Maa oma ja pinnatihedus on 37,6%.
Planeetide orbita alteed on kardinaalselt erinevad, kuid sidereaalne käive on sarnane. See tähendab, et aasta Marsil kestab peaaegu 687 päeva ja ööpäevas on 24 tundi 40minutit. Teljekalle on peaaegu sama – Marsil 25 kraadi, Maal kaks kraadi vähem. See sarnasus tähendab, et punaselt planeedilt võib oodata hooajalisust.
Maa ja Marsi struktuur ja koostis
Maapealsete planeetide (Veenus, Maa ja Marss) esindajad on ehituselt sarnased. See on metallist südamik, millel on vahevöö ja koorik, kuid Maa tihedus on suurem kui Marsil. See tähendab, et punane planeet koosneb kergematest elementidest. Maal on kivine tuum, mille peal on vedelik, samuti silikaatvahevöö ja tahke pinnakoor. Mis puutub Marsi, siis teadlased pole selle tuuma struktuuris veel täiesti kindlad. On teada, et Marsi tuum koosneb rauast ja niklist, 16-17% - väävlist. Marsi vahevöö pikkus on vaid 1300-1800 km (võrdluseks: maakera paksus on 2890 km) ja maakoor katab 50-125 km (Maa lähedal - 40 km). Maa ja Marsi vahevöö ja maakoor on struktuurilt peaaegu identsed, kuid erinevad paksuse poolest.
Pinnafunktsioonid
Umbes 70% Maa pinnast on kaetud ookeanide veega. Ühe versiooni kohaselt oli vedel vesi osa gaasi- ja tolmupilvest, millest tekkis Maa. Teise väitel tekkis see intensiivse asteroidi ja komeedi pommitamise tagajärjel, mille noor planeet läbis. Mõned teadlased on arvamusel, et Maa tekke käigus eraldus hüdraatunud mineraalidest vesi. On ka teisi hüpoteese ja on võimalik, et need kõik vastavad enam-vähem tõele.
Marsil oli kunagi ka vedel vesi, mison elu arengu vajalik tingimus. Kuid praegu on see külm ja kõle planeet, mis on rikas raudoksiidi poolest, mis annab Marsi pinnale punase varjundi. Vesi on pooluste juures saadaval jää kujul. Väike kogus koguneb pinna alla.
Marss ja Maa on maastikult sarnased. Planeetidel on mäed ja vulkaanid, kanjonid ja tasandikud, kurud, mäeharjad, platood. Marsi suurim mägi kannab nime Olympus ja sügavaim kuristik on Mariner Valley. Mõlemad planeedid said tekke ajal meteoori- ja asteroidirünnakute osaliseks, kuid jäljed Marsil on sademete ja õhurõhu puudumise tõttu palju paremini säilinud. Isikud on miljardeid aastaid vanad. Maal varisesid sellised moodustised järk-järgult.
Atmosfääri koostis ja temperatuur
Maal on tihe atmosfäär, mis on jagatud viieks kihiks. Marsil on väga õhuke atmosfäär ja kõrge rõhk. Maa atmosfäär koosneb peamiselt lämmastikust (78%) ja 21% hapnikust (ülejäänud 1% on muud gaasilises olekus olevad ained) ning punasel planeedil esindavad koostist peamiselt süsihappegaas (96%), lämmastik ja argoon (peaaegu 2%, ülejäänud 1% - muud gaasid).
See mõjutas temperatuuri. Maa keskmine temperatuur on +14 kraadi Celsiuse järgi, maksimaalne - 70,7 kraadi, minimaalne - -89,2 kraadi. Marsil on palju külmem. Keskmine temperatuur langeb -46 kraadini Celsiuse järgi, miinimum ulatub -143 kraadini ja planeedi maksimum soojeneb 35 kraadini. Pealegi sissepunase planeedi atmosfäär sisaldab palju tolmu.
Kas Marsil on magnetväli
Magnetväli lähtub planeedi tuumast ja loob kaitseala, mis suunab elektrilaenguid algsest trajektoorist kõrvale. Kõik Päikese või mõne muu objekti laengud ei ohusta planeeti, millel on selline kaitseväli. Maal on magnetväli, aga kas Marsil on selline kaitse? Selle poolest erineb planeet Maast.
Mis on Marsi magnetväli? Kunagi eksisteeris planeedi ümber globaalne kaitsekest, kuid see kadus lõpuks mitmel põhjusel. Nüüd on Marsil magnetväli, see on ulatuslik, kuid ei haara kogu planeedi pinda. On lokaalseid piirkondi, kus väli on tugevam. Marsi magnetvälja raadius on kohati 0,2-0,4 Gaussi, mis on ligikaudu võrdne Maa näitajatega.
Teadlased püüavad täna neid omadusi selgitada. Näiteks õnnestus välja selgitada, et Marsi magnetväli ja planeedi ehitus on omavahel seotud. Väli on tuuma tõttu nõrk. Marsi tuum on maakoore suhtes liikumatu, mis nõrgendab sama kaitsevälja mõju.
Magnetosfääride võrdlus
Maa ja Marsi magnetväli ei lase päikesetuule ja teiste kosmiliste osakeste ioniseeritud osakestel pinnale tungida. Väli kaitseb sõna otseses mõttes elu Maal. Välja olemasolu seletatakse metallsüdamiku pöörlemisega vedelas välisosas. Elektrilaengute pidev liikumine viib magnetvälja tekkeni.
Bviimasel ajal on arvatud, et magnetjõud muutuvad oluliselt või aitavad kaasa hapniku lekkimisele atmosfäärist. See võib tõsi olla, sest magnetpoolused võivad aja jooksul kohta vahetada, need ei ole püsivad. 160 miljoni aasta jooksul on poolused muutunud umbes 100 korda. Viimati juhtus see umbes 720 000 aastat tagasi ja millal see järgmisel korral juhtub, pole teada.
Marsi magnetväli ei ole Maa omaga võrreldes piisav elu toetamiseks. Kuid potentsiaalselt elamiskõlblikul planeedil peab olema vähem alt metallist tuum. See loob eeldused magnetvälja tekkeks. Mis puutub Marsi, siis seal on magnetväli (küll "tasakaalus"), seal on ka metallist tuum. See tähendab, et teoreetiliselt oli elu planeedil kas varem olemas või on võimalik, kui seda tehakse teatud muudatustega.
Välja kadumise teooriad
Miks Marsil pole magnetvälja? Milline katastroof "murdis läbi" kaitsekesta või mis pani planeedi metallsüdamiku külmuma? Kas põldu saab kuidagi taastada? Praegu kaaluvad teadlased kaht peamist Marsi magnetvälja kadumise teooriat.
Esimese teooria kohaselt oli planeedil kunagi stabiilne magnetväli (nagu Maal), kuid selle "torkas" läbi kokkupõrge mõne suure objektiga. See kokkupõrge peatas planeedi tuuma, väli hakkas nõrgenema ja kaotas seejärel täielikult oma ulatuse. Ja tänapäeval on mõned planeedi osad rohkem kaitstud kui teised.
Teine teooria on esimesega täiesti vastuolus. Marss võib alataolemasolu ilma magnetväljata. Pärast planeedi sündi jäi keskmes asuv raudtuum pikka aega liikumatuks ega tekitanud magnetimpulsse. Kuid kunagi tõrjus päikesesüsteemi gaasihiiglase Jupiteri tugevaim magnetväli, mis oli võimeline tõrjuma mitte ainult väikseid asteroide, vaid ka tohutuid objekte, mõne kosmeetilise keha ja saatis selle Marsile.
Mõnede kümnete tuhandete aastate kestnud loodete jõu mõjul tekkisid Marsile konvektiivsed voolud, mis sundisid planeedi tuuma liikuma ja kutsusid esile magnetvälja tekke. Kosmilise keha Marsile lähenedes väli suurenes, kuid mitme miljoni aasta pärast varises keha kokku, nii et magnetväli hakkas tasapisi kaduma. Seda näevad teadlased praegu.
Miks NASA tahab luua tehisvälja
Kas Marsil on magnetväli, mis võimaldaks planeedi koloniseerimist? Juba praegu on selge, et sellist kaitsejõudu pole, kuid teadlased jätkavad oma uurimistööd. Hiljuti levis info, et NASA tahab Marsile kunstliku magnetvälja luua, et planeedi atmosfäär muutuks tihedamaks. See peaks oluliselt lihtsustama tulevast punase planeedi uurimist ja võimalikku koloniseerimist.
Kuidas luua Marsil magnetvälja? Planeedikonverentsil esitletud raporti autorid tegid ettepaneku paigutada moodul Marsi ja Päikese vahelisse punkti, kus kosmoselaev võib mootoreid kasutamata jääda peaaegu määramata ajaks. Moodul sisaldabspetsiaalsed magnetid, mis on võimelised looma 1-2 tesla välja. Ligikaudu samad magnetid paigaldati suuresse hadronite põrgatajasse.
Välja moodustab "saba", mis katab kogu planeedi. See väli on väga nõrk, kuid teoreetiliselt sellest piisab. NASA andmetel hakkab pärast seda planeedi atmosfäär paksenema. Maaga võrdse tiheduse saavutamisel tõuseb Marsi keskmine temperatuur +4 kraadini Celsiuse järgi ning pooluste lumemütsid sulavad. Neil on piisav alt vett mõõdukate merede moodustamiseks.
Aruande autorid eiravad Marsi kosmosemooduli arendamise ja hooldamise kulusid ning seda, kust see energiat võtab. Kulutasuvuse poolest ei ole meetod teiste projektidega võrreldav. Näiteks tekkis idee toota Marsil gaasi SF6. Isegi selle gaasi väikesest kontsentratsioonist piisab kasvuhooneefekti tekitamiseks ja planeedi pinna kaitsmiseks agressiivsete ultraviolettkiirte eest.
Ükski NASA kontseptsioon pole siiani täielikult tõestatud. Need on vaid oletused, mis põhinevad asjaolul, et päikesetuul oli Marsi atmosfäärikadude allikas. Kuid tõenäoliselt ei ole lämmastiku kadumise põhjused seotud ainult tuulega, nii et teadlased ei kiirusta projektide elluviimisega, vaid jätkavad uurimistööd.
Marsi uurimise ajaloost
Esimesed planeedi vaatlused tehti enne teleskoobi leiutamist. Marsi olemasolu registreerisid 1534. aastal eKr Vana-Egiptuse astronoomid. Nad arvutasid trajektooriplaneetide liikumised. Babüloonia teoorias täpsustati Marsi asukohta öötaevas ja esimest korda saadi planeetide liikumise ajamõõtmised.
Madalmaade astronoom H. Huygens oli esimene, kes kaardistas Marsi pinna. Ta tegi 1659. aastal mitmeid tumedaid alasid kujutavaid jooniseid. Jäämütsi olemasolu poolustel pakkus Itaalia astronoom J. Cassini 1666. aastal. Samuti arvutas ta välja planeedi ümber oma telje pöörlemise perioodi – 24 tundi 40 minutit. See on õige, see tulemus erineb vähem kui kolme minuti võrra.
Alates eelmise sajandi kuuekümnendatest on Marsile saadetud mitu AMS-i. Jätkus planeedi kaugseire Maast tiirlevate ja maapealsete teleskoopide abil, et määrata pinna koostist, uurida atmosfääri koostist ja mõõta valguse kiirust.
Marsi magnetvälja, mis on viissada korda nõrgem kui Maa oma, registreerisid nõukogude ajal jaamad "Mars-2" ja "Mars-3". Kosmoselaevad Mars 2 ja 3 startisid 1971. aastal. Peamist tehnilist probleemi ei lahendatud, kuid teadusuuringud olid oma aja kohta endiselt arenenud.
Ameeriklased saatsid Mariner 4 Marsile 1964. aastal. Kosmoselaev tegi pinnast pilte ja uuris atmosfääri koostist. Planeedi esimene tehissatelliit oli Mariner 9, mis lasti orbiidile 1971. aastal. Elu otsimist pinnaseproovidest viidi 1975. aastal läbi kahe identse kosmoseaparaadiga Vikingi programmi raames. Tulevikus süstemaatiliseksplaneedi uurimisel kasutati Hubble'i teleskoobi võimalusi.
Elu olemasolu Marsil
Planeedi magnetvälja tööd uurivad teadlased ka selles mõttes, et see võib viidata elu olemasolule Marsil. Paljud tähelepanekud tekitasid XIX sajandi lõpus selle teemaga seoses tõelise "Marsi palaviku". Seejärel märkas Nikola Tesla atmosfääris raadiohäireid uurides tundmatut signaali.
Ta pakkus, et see võib olla signaal teistelt planeetidelt, näiteks Marsilt. Ta ise ei suutnud signaalide tähendust lahti mõtestada, kuid oli kindel, et need ei tekkinud juhuslikult. Tesla hüpoteesi toetas Briti füüsik William Thomson (lord Kelvin). 1902. aastal ütles ta Ameerika Ühendriikides visiidil, et Tesla oli tõepoolest marslaste signaali üles võtnud.
Selles küsimuses on teaduslikud hüpoteesid eksisteerinud juba pikka aega. Marsil on avastatud metaani ja orgaanilisi molekule. Punase planeedi tingimustes laguneb gaas kiiresti, seega peab selle tekkeallikas olema. See võib olla bakterite aktiivsus või geoloogiline aktiivsus (arvestades asjaolu, et Marsil ei leitud aktiivseid vulkaane, ei ole see gaasi põhjus).
Praegu on Marsil elu säilitamise probleemideks vedela vee puudumine, magnetosfääri puudumine ja liiga õhuke atmosfäär. Lisaks on planeet "geoloogilise surma" äärel. Vulkaanilise tegevuse lõpp peatab lõpuks keemiliste elementide ringluse planeedi sisemise osa japinnale.
