К Земле подходит Марс,
Планета красноватая.
Бубнит военный марш,
Трезвонит медь набатная.
Семён Кирсанов
Ходят вихри, ходят,
Вертятся воронкой...
Лев Мей
На небе оранжеватый Марс хорошо виден, так как это внешняя планета, и Солнце не мешает её рассматривать. Яркость Марса резко возрастает в периоды противостояний и особенно во время великих противостояний, когда Земля нагоняет Марс в точке орбиты, где он особенно близок к Солнцу. Тогда от него до Земли 55 млн. км, это бывает раз в 15 - 17 лет, и в это время выгоднее всего посылать к Марсу космический корабль.
Марс отстоит от Солнца в среднем на 1,52 а.е. (22 794 000 км), то есть он примерно в полтора раза дальше от Солнца, чем Земля.
Марсианский год составляет 1,88 земного года (примерно 687 наших земных суток).
Скорость движения вокруг Солнца - 24,13 км/с.
Период вращения вокруг оси - 24 часа 37 минут (как у Земли!), время от восхода до восхода - 24 часа 38 минут.
Ось наклонена к плоскости эклиптики примерно так же, как у Земли. Поэтому на Марсе есть смена времён года, как на Земле. В сильные телескопы видно, как весной тают полярные шапки, появляется буроватая, а потом зеленоватая полосы, которые вскоре исчезают. Эти сезонные явления считались проявлениями жизни, но зелёный цвет может быть обусловлен намоканием и последующим высыханием камней, образованием кристаллогидратов и т.п. соединений, а сами шапки не водяные, а образованы замёрзшим углекислым газом.
Освещённость Солнцем составляет 1/2 земной.
Температура колеблется от минус 120 градусов Цельсия (зимней ночью близ полюса) до плюс 25 градусов (летним днём близ экватора).
Орбита тоже почти круговая, но эксцентриситет всё-таки больше, чем у Земли (0,093, а не 0,017 градуса). Поэтому в северном полушарии весна и лето относительно длинные, но холодные, а осень и зима - короткие и мягкие. Весна в северном полушарии - 193 марсианских суток, лето - 178, осень - 143, зима - 155 [Бронштен, 1955б]. С этим, вероятно, связана разница полярных шапок: южная может стаивать целиком, северная - нет [Бронштен, 1955б].
Угол наклона орбиты к плоскости эклиптики мал - 1,8 градуса. Масса составляет 0,11 земной. Марс в 9 раз "легче" Земли! Это вторая по "лёгкости" из "полноценных" планет.
Диаметр - 0,53 земного. Примерно в 2 раза меньше земного. По недавним уточнённым данным - 6786 км. Объём составляет 0,15 земного.
Средняя плотность Марса чуть меньше земной - 3,95 г/см3.
Сила тяжести на Марсе - 0,38 земной. По этому показателю более тяжёлый, но менее плотный и потому более объёмистый Марс очень близок к Меркурию.
На Марсе давно была известна разреженная атмосфера (в основном, углекислый газ, а воды и кислорода нет или очень мало).
Марс покрыт красновато-рыжеватым подвижным песком или пылью. Пыль иногда поднимается ветром. Пылевые бури на Марсе столь грандиозны, что видны с Земли в телескоп. Иногда они захватывают всю планету (особенно после прохода ближайшей к Солнцу точки орбиты). Это связано с лёгкостью сухих пылинок (на Марсе почти нет воды) и малой силой притяжения. Поэтому даже в такой разреженной атмосфере ветры могут создать пылевую бурю. После пылевой бури цвет поверхности Марса в некоторых местах меняется (несколько иная конфигурация тёмных и светлых пятен). На поверхности в телескоп видны более яркие желтоватые и красноватые пятна - "материки", а также чуть менее яркие - безводные "моря".
Ещё обладавший уникально хорошим зрением итальянский астроном Джованни Скиапарелли "разглядел" в телескоп на Марсе так называемые каналы - правильные прямые линии. "Каналы" считались искусственными (Марс, мол, высыхал, и марсиане выкопали каналы в пустыне, сами каналы не видны, но видна зелень вдоль каналов). Потом каналы долгое время не видели даже в более мощные телескопы и стали считать обманом зрения - случайными цепочками метеоритных кратеров (если беспорядочно разбросать горох по полу, то, прищурив глаза, можно увидеть такие линии из случайно упавших рядом горошин). Недавно появились и другие объяснения - это борозды, или это ветер полосами сдувает пыль со скал, и они меняют от этого цвет.
Марс обладает двумя маленькими спутниками - Фобосом и Деймосом (см. ниже).
Новые сведения
Первые изображения Марса, переданные с близкого расстояния, появились в 1964 г. В 1965 г. хорошие снимки Марса переданы на Землю американской станцией "Маринер-4". Вместо каналов и следов жизни на фотографиях Марса виден "лунный" пейзаж с метеоритными кратерами. Древние речные и т.п. долины открыты на Марсе в 1971 г. в результате полёта американского аппарата "Маринер-9".
В 1973 г. советская станция "Марс-5" обследовала планету с орбиты, а "Марс-6" совершила мягкую посадку и передала сведения о химическом составе, давлении и температуре атмосферы.
Два американских аппарата - Викинг-1 и Викинг-2 - достигли Марса в 1976 г. Посадочные блоки всесторонне изучали грунт в поисках микробной жизни, но жизнь не была найдена (хотя поначалу из привнесённых питательных сред стал выделяться какой-то газ, но это объяснили и без признания существования жизни). Орбитальные блоки фотографировали Марс, была составлена подробная карта его поверхности и т.п.
В 1997 г. поверхность Марса в устье долины Арес обследовал американский спускаемый аппарат "Марсианский следопыт" ("Mars Pathfinder") с марсоходом, а работу на околомарсианской орбите начал американский аппарат "Марс-Глобал Сервейер" ("Mars Global Surveyor orbiter"), то есть "Глобальный картограф Марса" ["Сфинкс" на Марсе, 1998]. К февралю 2001 г. он сделал почти 9 тысяч оборотов вокруг Марса, передал 60 тысяч изображений его поверхности и 500 миллионов измерений высот [Вибе, 2001].
4 июля 1998 г. в направлении к Марсу отправился японский аппарат "Planet-B", названный в последнее время "Нодзоми", то есть "Надежда" [Японцы летят к Марсу, 1998]. Он разогнался, используя притяжение Земли и Луны. В октябре 1999 г. аппарат должен был перейти на орбиту вокруг Марса с параметрами 150 - 27 300 км. Планировалось изучение концентрации ионов и нейтральных газов в составе солнечного ветра вблизи Марса. Это интересно, так как у Марса почти нет магнитного поля, и взаимодействие планеты и солнечного ветра в такой ситуации не изучено. Должны были вестись и метеонаблюдения. Результаты этой работы автор не знает, но в конце мая 2002 г. было объявлено, что прошло несколько месяцев, а связь с аппаратом не удалось установить. Компьютер станции вышел из строя во время солнечной бури (информационная радиопередача).
В 2001 г. к Марсу должен полететь американский зонд "Марс Одиссей 2001", в 2003 г. - два марсохода и картографический спутник для создания карты с разрешением до 30 см, в 2007 г. - первая долговременная марсианская лаборатория и тоже с марсоходом, в 2010 г. - два аппарата с целью доставки образцов грунта на Землю.
Европейцы в 2003 году планируют запуск станции "Марс Экспресс" с помощью российской ракеты "Союз-Фрегат"; Россия - запуск в 2005 г. зонда к Марсу и Фобосу, если будут средства [Вибе, 2001].
Недавно указана возможность удешевить полёты на Марс с 50 млн. долларов (стоимость "Марсианского следопыта", который считается одним из самых дешёвых аппаратов) до 15 млн., избрав другой способ посадки и другой путь - с земной орбиты через "окно", использовав притяжение других тел [Новый путь к Марсу, 1998].
Полёт человека на Марс планировался на 1996 г., но был перенесён примерно на 15 лет. В 2001 г. такого пилотируемого полёта в ближайших планах космических агентств не было [Вибе, 2001], хотя предварительная подготовка велась и ведётся. При посадке предусматриваются сначала торможение о воздух, потом использование парашюта, потом раскрытие пластиковых мешков с лёгким газом и под конец падение с высоты в 1 м. Посадка, вероятнее всего, должна произойти в устье долины Арес, куда водными или ледяными потоками отовсюду вынесены камни, и в одном месте можно познакомиться с составом различных горных пород Марса.
Для моделирования марсианских условий на Земле построена гигантская вакуумированная термобарокамера длиной 33 м и высотой с 5-этажный дом, где будут испытываться все марсианские аппараты [Моделирование марсианских условий, 1998]. По заказу НАСА США начато конструирование автоматического самолёта для марсианских условий, и планируется доставить его на Марс в 2003 - 2005 гг. [Природа, 2001, № 9, с.51]. Начата разработка карантинных мер для полёта на Марс и прилёта с него [Как защититься от марсиан? 1996]. Впрочем, "у страха глаза велики", а реальная угроза не велика: для человека, как правило, опасней всего его собственные микробы, в среднем чуть менее опасны микробы обезьян (хотя в некоторых редких случаях они действительно оказываются опасней наших собственных), чуть менее опасны в среднем болезнетворные организмы других млекопитающих, не представляют угрозы возбудители большинства болезней холоднокровных животных, растений и т.д.
Современные представления о Марсе даются ниже во многом по "Атласу космоса" [Купер, Хенбест, 1998], но материал значительно дополнен статьями в журналах "Природа" и "В мире науки".
Магнитное поле у Марса было открыто в 1972 г. советскими станциями "Марс-2" и "Марс-3". Наличие его подтверждено аппаратами "Марс-5" (1974) и "Фобос-2" (1989). Направленность поля, как на Земле. Мощность крайне мала и составляет, по данным наших аппаратов, 28 - 31 нТл [Жузгов, 1998].
Тем не менее, эти сведения не были признаны мировой наукой, и западные издания до недавнего времени утверждали, что магнитного поля у Марса нет [Есть ли у Марса магнитное поле? 1991; Купер, Хенбест, 1998; Жузгов, 1998]. Отсутствие поля означает, что железное ядро, если и есть, то оно твёрдое и маленькое, порядка 2500 км в диаметре [Вселенная, 1999], Исходя из средней плотности Марса, так и должно быть.
В 1997 г. магнитометр американской станции "Mars Global Surveyor orbiter" нашёл магнитное поле в 1/800 мощности земного поля, что составляет 37,5 нТл [Жузгов, 1998]. Впрочем, оно столь мало, что не меняет представлений о внутреннем строении Марса. Магнитное поле, вероятнее всего, связано с остаточной намагниченостью пород, то есть с "вмороженными" в породы силовыми линиями [Кузьмин, 1998].