Спутники Марса Фобос и Деймос. Фобос и деймос - естественные спутники марса

Спутники Марса были открыты в 1877г. во время великого противостояния американским астрономом Асафом Холлом. Их назвали Фобос (в переводе с греческого Страх) и Деймос (Ужас), поскольку в античных мифах бог войны всегда сопровождался своими детьми страхом и ужасом.Спутники очень маленькие по размерам и имеют неправильную форму. Фобос (в переводе с греческого Страх) и Деймос (Ужас) - два маленьких спутника Марса были открыты американским астрономом Холлом во время великого противостояния 1877г. Размеры Фобоса 28х20х18 км, а Деймоса 16х12х10 км. КА "Маринер 7" случайно сфотографировал Фобос на фоне Марса в 1969г., а КА "Маринер 9" передал множество снимков обоих спутников, на которых видно, что поверхности спутников неровные, обильно покрытые кратерами. Несколько близких подлетов к спутникам совершили КА "Викинг" и "Фобос 2". На самых лучших фотографиях Фобоса видны детали рельефа размером в 5 метров.

Орбиты спутников - круговые: Фобос обращается вокруг Марса на расстоянии от центра планеты 9400 км с периодом 7 час. 39 мин. Деймос находится на расстоянии 23500 км, а период его обращения составляет 30 час. 18 мин. Период вращения вокруг оси каждого из спутников совпадает с периодом обращения вокруг Марса. Большие оси спутников всегда направлены к центру планеты. Фобос восходит на западе и заходит на востоке по 3 раза за марсианские сутки. Средняя плотность Фобоса - менее 2 г/см 3 , а ускорение свободного падения составляет 0,5 см/с 2 . Человек весил бы на Фобосе несколько десятков грамм, поэтому с Фобоса, подпрыгнув, легко улететь в космос. Самый крупный кратер на Фобосе имеет диаметр 8 км, сопоставимый с наименьшим поперечником спутника. На Деймосе наибольшая впадина имеет диаметр 2 км.

Небольшими кратерами поверхности спутников усеяны примерно также как и Луна. При общем сходстве, обилии мелко раздробленного материала, покрывающего поверхности спутников Фобос выглядит более "ободранным", а Деймос имеет более сглаженную, засыпанную пылью поверхность. На Фобосе обнаружены загадочные борозды, пересекающие почти весь спутник. Борозды имеют ширину 100-200 м и тянутся на десятки километров. Глубина их от 20 до 90 метров. Есть несколько гипотез, объясняющих происхождение этих борозд, но пока нет достаточно убедительного объяснения, как впрочем, и объяснения происхождения самих спутников. Скорее всего это захваченные астероиды.

В 1945 г. американский астроном Б. Шарплесс обнаружил вековое ускорение в движении Фобоса по орбите. Это означало, что Фобос, строго говоря, движется по очень пологой спирали, постепенно приближаясь к поверхности Марса. Если так будет продолжаться и дальше, то через 15 млн. лет-срок с космогонической точки зрения весьма небольшой (1/300 возраста Марса)-Фобос упадет на Марс.

Однако только через 14 лет на это обратили внимание. К тому времени появились небесные тела, двигавшиеся точно таким же образом. Это были искусственные спутники Земли. Торможение в земной атмосфере заставляло их снижаться, а приближение к центру Земли вызывало ускорение их движения. В 1959 г. советский астрофизик И. С. Шкловский подсчитал, что воздействие атмосферного трения на Фобос может вызвать наблюдаемый эффект только в том случае, если Фобос полый. Вторая гипотеза, объясняющая ускорение Фобоса приливным взаимодействием была выдвинута геофизиком Н.Н. Парийским.

Наличие векового ускорения Фобоса не раз оспаривалось из-за низкой точности первых наблюдений, и окончательный ответ на этот вопрос даст только время. Однако интересно, что у Деймоса никакого векового ускорения обнаружено не было.

Фобос - больший из двух спутников Марса . Он находится ближе к своей планете, чем любой другой спутник в Солнечной системе , менее чем в 6000 км от поверхности Марса. Он является также одним из самых маленьких из всех спутников. Справа кратер Стикни поперечником 10 км. Удар метеорита, образовавший этот кратер, едва не разрушил небесное тело.

В Греческой мифологии Фобос - один из сыновей Ареса (Марса) и Афродиты (Венеры ). "Фобос" в переводе с греческого означает "страх" (корень "фобия"). Фобос был открыт 12 августа 1877 года Холлом, сфотографирован Маринером-9 в 1971 году, Викингом-1 в 1977 году, и Фобосом в 1988 году.

Фобос облетает по орбите Марс ниже синхронного радиуса орбиты. Он поднимается на западе, очень быстро пересекает небо и останавливается на востоке. Он находится так близко к поверхности Марса, что может быть видим над горизонтом не из всех точек на поверхности Марса. Фобос обречен: из-за такого расположения приливные силы понижают его орбиту (со скоростью приблизительно 1.8 метра в столетие). Примерно через 50 миллионов лет Фобос или столкнется с поверхностью Марса, или, что более вероятно, разрушится в кольцо.

Деймос - меньший и наиболее отдаленный из двух спутников Марса. Это самый маленький из известных спутников в Солнечной системе. В греческой мифологии Деймос - один из сыновей Ареса (Марса) и Афродиты (Венеры); "деймос" в переводе с греческого означает "паника".

Фобос совершает обращение вокруг планеты втрое быстрее, чем сам Марс вращается вокруг своей оси. За сутки Марса Фобос успевает совершить три полных оборота и пройти ещё дугу в 78°. Для марсианского наблюдателя он восходит на западе и заходит на востоке. Между последовательными верхними кульминациями Фобоса проходит 11 часов 07 минут. Совсем иначе движется по небу Деймос. Его период обращения больше периода вращения Марса, но ненамного. Поэтому он хотя и «нормально» восходит на востоке и заходит на западе, но движется по небу Марса крайне медленно. От одной верхней кульминации до следующей проходит 130 часов - пять с лишним суток.

Фобос и Деймос могут состоять из богатой углеродом горной породы подобно астероидам типа C. Но их плотности настолько низки, что они не могут быть чистой горной породой. Они, вероятно, состоят из смеси горной породы и льда. Новые изображения от Mars Global Surveyor показывают, что поверхность Фобоса покрыта слоем мелкой пыли толщиной около метра, подобно реголиту на Луне .

Советский космический корабль "Фобос - 2 " обнаружил слабую, но устойчивую утечку газа из Фобоса. К сожалению, "Фобос - 2" вышел из строя прежде, чем был определен характер этого явления. "Фобос - 2" сделал несколько снимков спутника Марса.

Фобос и Деймос, как полагают, являются захваченными астероидами. Есть даже такое предположение, согласно которому они были образованы скорее вне Солнечной системы, а не в основном поясе астероидов.

У планеты Марс есть два маленьких спутника – Фобос и Деймос . Деймос обращается по орбите, удаленной от планеты примерно на 23 тыс. км, а Фобос движется на расстоянии всего около 9 тыс. км от Марса.

Вся история изучения Фобоса и Деймоса полна удивительных событий и увлекательных загадок. Судите сами: первое упоминание о наличии у Марса двух небольших спутников Фобоса и Деймоса появилось не в научных трудах, а на страницах знаменитых "Путешествий Гулливера", написанных Джонатаном Свифтом в начале 18 столетия. По ходу событий Гулливер оказывается на летучем острове Лапуте. И местные рассказывают ему, что им удалось открыть два маленьких спутника, обращающихся вокруг Марса. В действительности же Фобос и Деймос были открыты А. Холлом лишь спустя полтора столетия после выхода романа в свет, во время великого противостояния Марса 1877 г. И открыты при исключительно благоприятных атмосферных условиях после упорных многодневных наблюдений, на пределе возможностей инструмента и человеческого глаза!

Впрочем, Свифт предсказал не только существование Фобоса и Деймоса, но и то, что радиус орбиты ближайшего спутника Марса равен трем поперечникам планеты, а внешнего – пяти. Три поперечника – это около 20 тысяч километров. Примерно на таком расстоянии расположена орбита Деймоса. Правда, не внутреннего спутника, как утверждал Свифт, а внешнего – но все равно совпадение впечатляет!

Сравнивая результаты наблюдений, проведенных в разные годы, астрономы пришли к заключению, что ближайший спутник Марса Фобос испытывает торможение, благодаря которому постепенно приближается к поверхности планеты. Явление выглядело загадочно. Во всяком случае, никакими эффектами небесной механики наблюдаемое торможение объяснить не удавалось. Оставалось одно: предположить, что торможение Фобоса связано с аэродинамическим сопротивлением марсианской атмосферы. Однако, как показывали расчеты, газовая оболочка Марса на высоте 6 тыс. км способна оказывать соответствующее сопротивление только при условии, что средняя плотность вещества Фобоса невелика. Точнее сказать, неправдоподобно мала! Тогда-то и возникла! оригинальная идея: столь небольшую плотность Фобоса можно объяснить его... пустотелостью! Но мы не знаем природных процессов, которые могли бы приводить к образованию пустых внутри небесных тел. Напрашивалась мысль, что Фобос, а возможно и Деймос – Марса, созданные миллионы лет назад разумными существами, либо населявшими в то время Марс, либо прилетевшими откуда-то из космоса.

Когда в распоряжении исследователей Марса появился новый, более мощный способ исследования планет – автоматические космические станции, все стало на свои места. На космических снимках отчетливо видно, что Фобос и Деймос – огромные глыбы неправильной формы и, конечно, природного происхождения. Если сопоставить результаты астрономических наблюдений с тем, что сообщили космические станции, вырисовывается такая картина. Фобос и Деймос – небольшие небесные тела. Размер Фобоса – 27 на 21, Деймоса – 15 на 12 км. Они движутся по почти круговым орбитам, расположенным в плоскости экватора планеты, в направлении ее суточного вращения. Деймос завершает один полный оборот за 30 ч. 18 м., а Фобос – за 7 ч. 39 м. Если учесть, что продолжительность марсианских суток чуть больше 24 ч. 30м., нетрудно сообразить, что Фобос заметно обгоняет суточное вращение планеты. Находясь на поверхности Марса, мы наблюдали бы, как Фобос и Деймос своими большими полуосями всегда направлены к центру Марса.

Полет автоматической станции "Викинг-1" впервые позволил оценить массу Фобоса. Когда орбитальный отсек этой станции пролетал на расстоянии 100 километров от спутника Марса, американским ученым удалось определить возмущение траектории его движения, вызванное притяжением Фобоса. Располагая такими данными, вычислить массу возмущающего тела уже не стоит труда. А зная его размеры, можно подсчитать и среднюю плотность. Для Фобоса она оказалась близка к 2 г/см 3 . Вполне нормальная плотность, примерно такая же, как у ряда каменных метеоритов.

Большой интерес представляют фотографии Фобоса и Деймоса. Они были получены космическими станциями с расстояния всего нескольких десятков километров. На поверхности Фобоса и Деймоса отчетливо просматривается большое количество кратеров, похожих на . Самый большой кратер на Фобосе достигает в поперечнике 10 км. Любопытно, что в то время, когда обсуждалась проблема малой плотности Фобоса, было высказано предположение о том, что этот феномен объясняется не пустотелостью, а является результатом обработки его поверхности , вследствие чего вещество Фобоса приобрело сильную пористость.

Кроме кратеров, на снимках Фобоса видны почти параллельные борозды шириной до нескольких сотен метров, тянущиеся на большие расстояния. Происхождение этих загадочных полос остается неясным. Возможно, это результат мощного удара крупного метеорита, "потрясшего" Фобос и вызвавшего образование многочисленных трещин. Может быть, таинственные борозды возникли благодаря приливному воздействию Марса. В пользу этого говорит тот факт, что на Деймосе, расположенном на значительно большем расстоянии от Марса, подобные детали не обнаружены. Ведь известно, что ослабевают пропорционально квадрату расстояния.

Что касается происхождения Фобоса и Деймоса, не исключено, что это тела астероидного типа, захваченные Марсом. Может быть, они образовались даже раньше, чем сама планета. В любом случае их дальнейшее изучение представляет интерес для выяснения закономерностей формирования .

У планеты Марс есть два спутника: Фобос (греч. страх) и Деймос (греч. ужас).

Фобос и Деймос - спутники Марса. Они имеют не круглую форму потому, что из-за столь небольших размеров их сила тяготения слишком мала, чтобы сжать их до более круглой формы. Возможно они являются астеройдами, захвачеными полем тяготения Марса.

Оба спутника вращаются вокруг своих осей с тем же периодом, что и вокруг Марса, поэтому всегда повёрнуты к планете одной и той же стороной.

Приливное воздействие Марса постепенно замедляет движение Фобоса, снижая его орбиту, что, в конце концов, приведёт к его падению на Марс. Деймос же, напротив, удаляется от Марса.

Оба спутника имеют форму, приближающуюся к трёхосному эллипсоиду. Фобос (26,6×22,2×18,6 км) несколько крупнее Деймоса (15×12,2×10,4 км).

Сходство Деймоса и Фобоса с одним из видов астероидов породило гипотезу о том, что и они бывшие астероиды, чьи орбиты были искажены гравитационным полем Юпитера таким образом, что они стали проходить вблизи Марса и были им захвачены. Однако довольно правильная форма орбит спутников Марса и положение их орбитальных плоскостей, почти совпадающих с марсианской ставит под сомнение эту версию.

Ещё одно предположение о происхождении Фобоса и Деймоса - распад спутника Марса на две части.

Оба спутника испытывают сильное приливное воздействие со стороны Марса, поэтому они всегда повернуты к нему одной стороной. Фобос и Деймос движутся по почти круговым орбитам, лежащим в плоскости экватора планеты. Некоторые исследователи считают, что спутники Марса попали к нему не по своей воле, а были захвачены из пояса астероидов. Как видно, бог войны не опасен для Земли, но суров со своими приближенными.

Орбиты спутников Марса

Деймос и Фобос состоят из каменистых пород, на поверхности спутников имеется значительный слой реголита. Поверхность Деймоса выглядит гораздо более гладкой за счёт того, что большинство кратеров покрыто тонкозернистым веществом. Очевидно, на Фобосе, более близком к планете и более массивном, вещество, выброшенное при ударах метеоритов, либо наносило повторные удары по поверхности, либо падало на Марс, в то время как на Деймосе оно долгое время оставалось на орбите вокруг спутника, постепенно осаждаясь и скрывая неровности рельефа.

Особенности орбитального движения Фобоса

Фобос - ближайший к Марсу спутник. Его орбита расположена на расстоянии 2,77 радиуса Марса от центра планеты. Спутник Фобос обращается в плоскости экватора Марса по почти круговой орбите. Фобос вращается вокруг своей оси с тем же периодом, что и вокруг Марса, поэтому всегда повернут к планете одной и той же стороной.

Период вращения Фобоса составляет 7 часов 39 минут 14 секунд. Это быстрее вращения Марса вокруг оси (24 часа 37 минут 22,7 секунд). В результате на марсианском небе Фобос восходит на западе, а заходит на востоке. За одни марсианские сутки, называемые солом, спутник Фобос успевает сделать три оборота вокруг планеты.

Фобос находится в сорок раз ближе к поверхности Марса, чем Луна к Земле. Орбита Фобоса находится внутри предела Роша и ближайший к Марсу спутник не разрывается только за счет внутренней прочности. Приливное воздействие красной планеты постепенно замедляет движение Фобоса и в будущем приведет к его разрушению и падению на Марс.

Фобос обращается вокруг Марса на расстоянии 9400 км от центра планеты, причем скорость его обращения столь велика, что один оборот он совершает за треть марсианских суток (7 час. 39 мин), обгоняя суточное вращение планеты. За сутки Фобос успевает совершить три полных оборота и еще пройти дугу в 78 градусов. Из-за этого Фобос восходит на западе и опускается за горизонт на востоке. Деймос ведет себя более привычно для нас. Его удаление от центра планеты составляет более 23 тыс. км, и на один оборот у него уходит почти на сутки больше, чем у Фобоса.

Сильное приливное трение, возникающее вследствие близкого расположения Фобоса к Марсу, уменьшает энергию его движения, и спутник медленно приближается к поверхности планеты, чтобы в конце концов упасть на нее, если к тому времени гравитационное поле Марса не разорвет его на куски (гравитация планеты разорвет этот спутник на части через 50 миллионов лет или через 100 - он упадет на планету). Пока не были получены более точные данные о спутниках Марса, ученые пытались определить массу Фобоса, ошибочно предполагая, что причиной замедления является его торможение в марсианской атмосфере. Однако первые результаты обескуражили астрономов: выходило, что, несмотря на крупные размеры, спутник очень легкий. Известный астрофизик Иосиф Самуилович Шкловский даже выдвинул гипотезу, согласно которой спутники Марса… пустые внутри и, следовательно, имеют искусственное происхождение.

С этой точкой зрения пришлось расстаться после того, как космические зонды передали на землю изображения марсианских лун. Оба спутника похожи на продолговатые картофелины. Фобос имеет размеры 27 22 18,6 км. Деймос меньше, его размеры 16 12 10 км. Период вращения спутника вокруг Марса 30 часов 21 минута. Период обращения Деймоса немного больше, чем период вращения Марса, поэтому хоть Деймос и “нормально” восходит на востоке и заходит на западе, но движется по небу Марса крайне медленно. Состоят они из одной и той же темной породы, похожей на вещество некоторых метеоритов и астероидов. Поверхность их изрыта метеоритными кратерами. Крупнейший кратер на Фобосе называется Стинки. Его размеры сравнимы с размерами самого спутника. Удар, приведший к появлению такого кратера, должен был буквально потрясти Фобос. Это же событие, вероятно, вызвало образование системы загадочных параллельных борозд возле кратера Стинки. Они прослеживаются на расстояниях до 30 км в длину и имеют ширину 100-200 м при глубине 10-20 м.

Характеристики и загадки поверхности Фобоса

Фобос имеет неправильную форму, приближающуюся к трехосному эллипсоиду. Размеры Фобоса составляют 26,6×22,2×18,6 км. Поверхность Фобоса крайне испещрена гребнями и кратерами всевозможных размеров, очевидно, ударного происхождения.

Самый крупный кратер на поверхности Фобоса - Стикни - имеет диаметр около 9 километров. Будь удар, породивший его чуть сильнее, Фобос, вероятно, раскололся бы на части. С кратером Стикни, который расположен на севере спутника, связаны системы разломов и трещин. Эти странные борозды глубиной в десятки метров тянутся по поверхности Фобоса на расстояние в несколько километров.

После открытия загадочных насечек выдвигались сенсационные гипотезы об их искусственном происхождении. Однако дальнейшие исследования показали, что происхождение борозд на Фобосе хорошо объясняется естественными факторами. Например, одна из гипотез обвиняла приливное воздействие Марса в искажении морщинами лика своего ближайшего спутника.

Другая гипотеза усматривала в бороздах следы давнего раскола некогда единого спутника на две части - Фобоса и Деймоса. Согласно, третьей гипотезы, борозды были нанесены на поверхность спутника обломками пород, выброшенными из крупного кратера в результате столкновения Фобоса с крупным астероидом.

Спутники Марса

© Владимир Каланов,
сайт "Знания-сила".

Фобос (слева) и Деймос (справа) - два известных спутника Марса

Как уже сказано, Марс имеет два естественных спутника под названиями Фобос и Деймос. Основные характеристики спутников приведены в таблице:

Небольшие по размерам спутники Марса представляют собой небесные тела неправильной формы, очень похожие на астероиды. Наибольший размер Фобоса - 27 км, а Деймоса - 15 км. орбиты обоих спутников наклонены́ приблизительно на 2° к плоскости марсианского экватора. Фобос удалён от Марса в среднем на 9400 км и имеет очень короткий период обращения - 7 ч. 39 мин., т.е. в течение марсианских суток он трижды облетает планету. Деймос удалён от Марса на 23400 км, и ему требуется на облёт Марса 30 ч. 17 мин., т.е. больше, чем длятся марсианские сутки. Подобно Луне, повёрнутой к Земле одной стороной, оба спутника Марса повёрнуты к нему всегда одной и той же стороной. На каменистой поверхности спутников видны многочисленные кратеры. Наибольший из них, диаметром около 10 км, находится на Фобосе. Происхождение такого огромного кратера астрономы связывают с вероятным столкновением Фобоса с каким-то крупным небесным телом. На Деймосе кратеров диаметром более 2,3 км не обнаружено. Исходя из плотности кратеров их возраст определяется в 3 млрд. лет.

Изображения Деймоса (слева) и Фобоса (справа). На Фобосе виден огромный кратер Стикней.

Гипотезы происхождения спутников Марса

О происхождении спутников Марса существуют две гипотезы. Первая заключается в том, что оба спутника, в прошлом астероиды, были захвачены гравитационным полем Марса и вот уже несколько миллиардов лет являются его спутниками. По второй гипотезе, спутники Марса когда-то были частью его массы, отколовшейся в результате столкновения с каким-то крупным небесным телом. Эта гипотеза представляется более логичной потому, что орбиты спутников невысокие, по форме приближающиеся к правильной окружности, а их плоскости почти полностью совпадают с плоскостью орбиты Марса (наклон всего 2°).

Американский астроном Б. Шарплесс в 1945 году обнаружил в движении Фобоса так называемое вековое ускорение. Это означает, что Фобос движется по пологой спирали, постепенно приближаясь к поверхности Марса. Примерно так же, по спиральным орбитам, движутся искусственные спутники Земли. В верхних слоях земной атмосферы спутник тормозится и снижается, а приближение к Земле ускоряет движение спутника. Атмосфера Марса настолько разряжена́, что на высоте орбиты Фобоса её воздействие на спутник практически отсутствует. Тем не менее, вековое ускорение существует.

Известный советский астрофизик И.С. Шкловский в 1959 году решил рассчитать, при каких условиях торможение в верхних слоях атмосферы Марса может привести к движению спутника по пологой спирали. Расчетная высота была принята за 6000 км. результат получился сенсационный: полёт Фобоса по пологой спирали возможен в том случае, если он … полый, т.е. пустой внутри, подобно искусственным спутникам Земли. Получается, что Фобос - тоже искусственное небесное тело, изготовленное какими-то разумными существами?!

Но сенсации не получилось, потому что с помощью фотоснимков, переданных на Землю автоматической межпланетной станцией «Маринер-8» было установлено окончательно, что Фобос и Деймос представляют собой сплошные каменные глыбы неправильной формы. Вскоре советский учёный Н.Н. Парийский нашёл объяснение веково́го ускорения. По предположению этого учёного, из-за близости Фобоса к Марсу на поверхности планеты возникают приливны́е волны грунта примерно так же, как это происходит на Земле от . Притяжение Луны приводит к тому, что земная кора дважды в сутки поднимается и опускается почти на полметра вслед за движением Луны. Хотя масса Фобоса невелека́, но он настолько близок к поверхности Марса, что создаёт приливны́е волны (их называют приливны́ми горбами) значительно меньше тех, что возникают на Земле от движения Луны, но всё же достаточны, чтобы оказывать влияние на движение Фобоса. Приливна́я волна на Земле из-за трения и напряжения в земной коре не поспевает за Луной и отстаёт от её движения примерно на четверть окружности Земли. Нечто подобное происходит и на Марсе. Притяжением приливны́х горбов и тормозится Фобос. У Деймоса векового ускорения не замечено. Насколько чувствительно торможение Фобоса приливны́ми горбами? По расчетам, если такое движение будет сохраняться, то Фобос может упасть на поверхность Марса через … 15 миллионов лет. Насколько такие тревожные прогнозы верны́, покажут будущие исследования и расчеты. Запуски советских автоматических станций «Фобос-1» и «Фобос-2» , осуществлённые в 1988-1989 годах для изучения движения спутников Марса, окончились неудачей.