чем обусловлен цвет почвы марса
Почему Марс называют красной планетой
Четвертая планета Солнечной системы видна с Земли невооруженным взглядом. Ее можно узнать на ночном небе благодаря хорошо различимому оттенку. Но почему Марс красный, ученые узнали относительно недавно.
Почему Марс называют Красной планетой
Ответ очевиден — из-за его характерного оттенка. На заре времен земляне уже с легкостью отличали Марс от других небесных объектов. В Древнем Египте он носил имя «Хар Дечер», в Древней Индии — «Лохитанга» и «Ангарака». Все эти названия в буквальном переводе обозначают «красный».
Свое современное название планета также получила из-за своего оттенка, который ассоциируется в первую очередь с кровью и войной. Поэтому небесному телу было присвоено имя древнеримского бога войны.
Почва Марса
Результаты исследований дали понять, что Марс не является полностью красным: он лишь покрыт пылью такого оттенка. Толщина ее слоя в разных областях планеты составляет от нескольких сантиметров до 2 м. Частицы пыли имеют размер 3-45 мкм и состоят преимущественно из оксидов железа, придающих поверхности красный цвет.
Маггемит и гематит на планете
Маггемит — продукт окисления магнетита, природного оксида железа (II, III). Этот минерал обладает некоторыми магнитными свойствами, от него произошло слово «магнит». В марсианской почве маггемита содержится 5-8%. Это вещество неустойчиво к нагреванию и в условиях марсианского климата быстро теряет магнитные свойства, превращаясь в гематит.
Гематит на Марсе был впервые обнаружен при изучении участка около горы Эолида. Это кристаллический оксид трехвалентного железа, на Земле его также знают под именем «красный железняк».
Теории появления диоксида железа
Окислы железа — это обыкновенная ржавчина, образующаяся в результате окисления металла из-за воздействия на него воды и кислорода воздуха. Сегодня на Марсе нет никаких условий для ее образования: вода здесь существует лишь в виде льдов на полярных шапках, а содержание кислорода в атмосфере — менее 0,15%.
Ученые выдвигают 4 версии появления на поверхности планеты диоксида железа и других окислов:
Какой настоящий цвет Марса
Марс считали равномерно красным до появления телескопов. Позже астрономическая техника позволила подробно рассмотреть оттенок этого космического объекта: в разные периоды он бывает от розового до коричневого. Это зависит, например, от состояния атмосферы, силы ветра, поднимающего в воздух ржавую пыль.
Получить точное представление об оттенке марсианской поверхности позволили снимки, сделанные межпланетными исследовательскими зондами, а позже марсоходами. Преобладающий цвет местного грунта красный, но общая картина может меняться в зависимости от:
Иногда даже снимок одного и того же участка отличается по цветовой гамме. На фото, выполненных в естественных цветах, можно увидеть ярко-красную, бордовую, светло-коричневую и даже синеватую панорамы. Кое-где она прерывается белыми участками: в этих местах расположены ледники. А некоторые зоны на поверхности кажутся почти черными. И все же из-за преобладания железистых веществ, имеющих кровавый оттенок, на небе Марс выглядит как равномерно красное тело.
Снимки, сделанные непосредственно с поверхности Марса с помощью камер марсоходов, свидетельствуют, что красный здесь не только грунт, но и небо: такой оттенок атмосфере придает все та же ржавая пыль, поднятая ветром в воздух.
# химия | Почему Марс красный?
Марс называют красной планетой. Взгляните на ночное небо и вы всегда сможете отличить Марс по его красному цвету. Но когда вы посмотрите на фотографии, сделанные на самом Марсе, то обнаружите, что планета многоцветна, а не однотонна. Что же делает Марс красной планетой? Ответ лежит в области химии, а не астрономии. Пока марсоход «Кьюриосити» продолжает исследование этой удивительной планеты, самое время узнать о ней побольше.
Зелень на Марсе — не растительная
По этой причине из космического пространства Марс выглядит как покрытый ржавчиной. Остальные цвета просто теряются в этой пыли. Красный является основным цветом, хотя некоторые оксиды железа могут быть коричневыми, черными и даже зелеными. Если вы знаете о том, что на марсианской поверхности встречается и зеленый цвет, это не значит, что там есть растения. Скорее всего, просто некоторые скальные породы Марса обладают таким цветом. Некоторые скалы Земли тоже зеленые и без растительности.
Откуда берется эта пыль?
Но почему в атмосфере Марса больше оксидов железа, чем в газовом покрове любой другой планеты? Ученые не пришли по этому вопросу к однозначному выводу, но многие специалисты полагают, что эта пыль появилась в результате извержений вулканов. Солнечная радиация заставляет испаряться атмосферную воду, и пар вступает в реакцию с железом, окисляя его и формируя оксиды железа.
Оксиды железа также могут быть продуктом реакции железных метеоритов. Железо под воздействием ультрафиолетового солнечного излучения вступает в реакцию с кислородом. В результате образуются оксиды железа.
Оксиды железа
Оксиды железа — это, как сказано на страницах ресурса wiceGEEK, группа химических соединений, состоящая из железа и кислорода. Большинство из них возникают в ходе природных процессов. Они формируются в почве, в скальных и горных породах. Далеко не все оксиды железа полезны для человеческой цивилизации, но некоторые из них играют ключевые роли в промышленности, косметологии и искусстве. Производители часто используют их в качестве пигментирующего вещества. Их электронные и магнитные свойства используются в банковских картах и цифровых сканирующих устройствах.
По оценкам ученых, поверхность Земли на 5% состоит из железа. Оно также содержится в ядре нашей планеты. Железо преобразуется в форму оксида при контакте с кислородом. Не только с этим газом в чистом виде, но и с соединениями, в которых он содержится. Например, с водой. Поэтому железо, погруженное в воду, ржавеет, то есть окисляется. Когда железо соприкасается с водой или воздухом, рано или поздно на нем образуется красновато-коричневый налет ржавчины. Той самой пыли, которая делает Марс красным для наблюдателей.
Специалисты полагают, что в протерозойскую эру (примерно 1,6 миллиарда лет тому назад) на почву извергалась морская вода, которая и породила залежи железной руды, то есть оксидов железа.
В косметологии в качестве пигментирующих средств используются различные оксиды железа. Большинство этих соединений считаются нетоксичными, водоотталкивающими и не подверженными растеканию. Кроме того, рассматриваемые оксиды можно найти также в тальковой пудре, некоторых кремах для лица и тела. Некоторые солнцезащитные средства тоже содержат оксиды железа. Их структура помогает частично блокировать вредные для человеческой кожи ультрафиолетовые лучи.
Знали ли вы раньше о том, что оксиды железа не только «окрашивают» в красный цвет четвертую планету Солнечной Системы, но и широко используются в косметической индустрии?
Почему Марс – красная планета? (Состав марсианских почв)
Марс называют “красной планетой” неспроста – при наблюдении с Земли, вся его поверхность действительно имеет оттенок отчетливого кирпичного цвета. Причина этого очень проста: поверхность Марса покрыта толстым слоем окисленной железной пыли и камней. Другими словами, Марс с успехом можно было бы назвать не “красной”, а “ржавой” планетой.
Но в настоящее время мы уже достаточно неплохо знаем не только о составе почв, но и о внутреннем устройстве этой планеты благодаря экспедициям марсоходов и “прозвоне” её поверхности с помощью спутников. Поэтому, предлагаю вам немного углубится под поверхность Марса, при этом без всякого риска испачкаться в ржавой пыли, покрывающих его поверхность.
Строение планет солнечной системы. Как видно из графика, Марс «изнутри» больше похож на Луну, чем на Землю
Марс под пыльной коркой
Красная пыль, покрывающая поверхность Марса, очень мелкая и напоминает скорее не песок, а тальк. Под слоем пыли, Марсианская кора толщиной до 50 километров, состоит в основном из вулканических базальтовых пород. Почва Марса неоднородна и имеет в своем составе питательные вещества, такие как натрий, калий, хлор и магний.
Хотя состав коры Марса и Земли весьма похож, между нашими планетами есть одно весьма важное отличие – вся поверхность Марса представляет собой единое целое, каменный монолит, без намека на привычные нам тектонические плиты. По этой причине естественный пейзаж Марса довольно однообразен и представляет собой почти сплошную каменистую равнину.
Так как марсианская кора не двигается, магма может выходить из глубин планеты только по одним и тем же случайно образовавшимся проломам и каналам в коре. Отсюда и гигантские вулканы, подобные горе Олимп, которые встречаются в нашей Солнечной системе только на Марсе. Миллионы лет эти огнедышащие горы были единственной возможностью Марса “выпустить пар” из недр, отсюда и их циклопические размеры (Олимп имеет 27 км в высоту!).
Вулканы Марса – одно из «чудес» солнечной системы. Они такие огромные потому, что расплавленной породе удается найти выход на поверхность планеты, только в нескольких точках
Мантия, ядро и извержения вулканов на Марсе
Несмотря на наличие гигантских вулканов на поверхности, в наши дни – Марс это холодная и давно мертвая планета. По данным исследовательского зонда “Марс-Экспресс”, гигант Олимп последний раз извергался 2 миллиона лет назад – и хотя с точки зрения геологии, это произошло не так уж и давно, в настоящее время никаких предпосылок к последующему пробуждению, на данный момент нет.
Мантия под марсианской корой находится в состоянии покоя. Она состоит в основном из кремния, кислорода, железа и магния и, вероятно, имеет консистенцию шоколадной пасты. Толщина марсианской мантии по расчетам ученых составляет от 5400 до 7200 километров.
Ядро Марса скорее всего твердое, состоящее из железа, никеля и серы. Его оценочный диаметр составляет 3000-4000 километров. Ядро неподвижно, и как следствие, у Марса отсутствует непрерывное магнитное поле. Именно отсутствие магнитного поля – главная причина того, что Марс мертв и почти не поддается колонизации, вопреки заверениям фантастов. Магнитное поле – “подушка безопасности” для планеты, и не имея такой “подушки”, поверхность Марса совершенно беззащитна перед солнечной радиацией.
Необходимо отметить, что в далеком прошлом планеты, магнитное поле Марса было очень даже заметным и успешно справлялось с ролью “щита” от опасного излучения. Если на Марсе и была когда-то жизнь, то было это именно в те времена. Теоретически, возможность того, что какие-то формы жизни сумели найти способ укрыться от радиации, не исключена, однако несмотря на все поиски в прошлом или настоящем Марса, признаков хоть какой-то органики пока найдено не было.
На Марсе слишком холодно для жидкой воды, чтобы существовать в течение любого промежутка времени, но имеет на поверхности можно предположить, что после воды текли на Марсе. Сегодня, вода существует в виде льда в почве, и в листах льда в полярных ледяных шапок. Средняя температура воздуха составит около минус 80 градусов по Фаренгейту (минус 60 ° С), хотя они могут варьироваться от минус 195 градусов по Фаренгейту (минус 125 градусов по Цельсию) в районе полюса зимой до 70 градусов F (20 градусов C) в полдень в районе экватора.
Гора Олимп – крупнейший вулкан Марса. на его вершине (27 км), состав атмосферы и её давление почти ничем не отличаются от открытого космоса
Вода и атмосфера Марса
На Марсе слишком холодно для того, чтобы вода могла сохранится на поверхности планеты в жидком виде, хотя следы на поверхности планеты недвусмысленно свидетельствуют о том, что когда-то вода в привычном нам состоянии не была на Марсе редкостью – следы от ручьев, пересохшие русла рек и даже ложа озер и морей слишком сильно напоминают земные, чтобы оставлять какие-то сомнения.
Порой, на Марсе даже идет снег, однако марсианские снежинки состоят не из воды, а из диоксида углерода, и такие мелкие, что по размеру не превышают размеров красных кровяных телец – эритроцитов.
Что касается атмосферы Марса, то она слишком тонкая, чтобы оставить шанс на выживание любому живому существу в привычном нам виде, к тому же она на 95 процентов состоит из углекислого газа. Впрочем, даже если бы мы умели дышать углекислым газом, сомневаюсь, что нам бы понравилось на марсианской поверхности – “воздух” планеты сильно пропитан мельчайшими частичками пыли, которую регулярно поднимают в атмосферу пылевые дьяволы — малые копии земных торнадо, и гигантские пылевые бури, порой накрывающие большую часть поверхности планеты.
Почему Марс красная планета – так ли это на самом деле?
На звездном небе одним из ярких объектов считается Марс – четвертая по счету планета Солнечной системы. Из-за красного цвета, излучаемого небесным телом, древние римляне дали планетарному диску название, созвучное с именем бога войны.
Какую планету солнечной системы называют красной?
Среди мерцающих звезд в ночном небе хорошо различимы планеты солнечной системы, благодаря их яркости. Свечение планет обусловлено составом атмосферы, удаленностью и особенностью поверхности отражать свет солнца в определенном цветовом спектре. Сатурн, Меркурий светится светло-желтым цветом. Венера серебристо-матовым. Юпитер второй объект по яркости в ночном небе и светит белым. Марс выглядит красноватым.
Красный марс выделяется среди белых, голубых космических объектов своим багровым окрасом. Давайте попробуем разобраться, откуда появился красноватый цвет!
Почему Марс красный?
Почему именно Марс называют красной планетой все дело в том, что окрас поверхности сравним с цветом ржавчины. Многие камни и метеориты на планете содержат железо, окисляясь, они принимают красноватый оттенок примерно так же, как ржавеет, метал на земле.
Это становится очевидным при изучении полученных данных, сделанных марсоходами. При проведении исследований выяснилось, поверхность планеты по соседству с нами действительно преимущественно красного цвета. В качестве вещества, придающего почве и атмосфере красный оттенок, выступает продукт окисления железа – маггемит, напоминающий ржавчину.
Вывод: Марс красный, потому что оксид железа в почве планеты содержится в большом количестве.
Вещество придает грунту особый багряный оттенок, из-за чего вопроса какая планета в Солнечной системе является красной, не возникает: под это описание попадает только Марс.
Почва Марса
С грунтом красной планеты связаны загадки и тайны, некоторые из которых человечество не разгадало до сих пор.
Последнее исследование показывает, что практически вся поверхность покрыта оксидной пленкой, по составу сходной с земной ржавчиной. Ее образуют не только продукты окисления железа, но и сульфаты магния и кальция, а также железистые глины и сера. Похожие почвы встречаются и на земной поверхности.
Маггемит и гематит на планете
Почва красной планеты состоит в основном из оксида железа. Магнитные свойства почвы планеты объясняется наличие в ней магнитного минерала магнетита. Продуктом окисления магнетита является маггемит – магнитная модификация оксида железа, который составляет 5-8 процентов в почве красной планеты.
Маггемит не устойчив к нагреваниям, а при нагревании до высоких температур он теряет свои магнитные свойства и переходит в гематит.
В ходе исследований, возле марсианской горы Эолида, был обнаружен трехвалентный оксид железа с кристаллической решеткой – гематит, более известный как красный железняк. А плато Меридиана усыпано гематитом в виде железных шариков. Подобное открытие может помочь ученым выяснить доселе неизвестные факты из истории красной планеты.
Поверхность плата Меридиани усыпано шарообразным гематитом
Теории появления диоксида железа
Звание красной планеты Марс получил из-за высокого содержания диоксида и оксида железа в грунте. Он образуется при взаимодействии железа и кислорода. Большое количество подобного вещества в грунте позволяет предполагать, что в прошлом атмосфера содержала кислород в больших количествах. Однако вещества обнаружены не только на каменистой поверхности. Много пыли оксида железа содержится и в атмосфере планеты. Теорий, почему так уникальна поверхность Марса и откуда на планете появилось огромное количество окисленного железа, всего две.
Первая теория
Наличие диоксида некоторыми учеными объясняется возможным наличием воды в атмосфере и на поверхности планеты на ранних стадиях развития. Обилие жидкости при достаточно теплом климате способствовало окислению пород. Самые мелкие частицы пыли могли испаряться, а затем вновь выпадать на поверхность вместе с осадками.
Вторая теория
Большое содержание железа в грунте также может быть вызвано окислением метеоритов, которые ранее в больших количествах падали на поверхность красной планеты. В результате химического процесса на Марсе образовалось большое количество красной пыли, содержащей диоксид железа, которая из-за сильнейших бурь равномерно распространилось по всей планете.
Каким цветом настоящий Марс
Миф о том, что данный космический объект равномерно окрашен в красный цвет, давно развеян. Когда марсианский ветер поднимает в атмосферу ржавую пыль, небо принимает розовый вид, а планета со стороны смотрится красноватой. Рассмотрев снимки, полученные с марсохода или спутника, становится ясно какого цвета поверхность Марса на самом деле. Преобладающий оттенок грунта действительно является красный. Однако цвет поверхности планеты с учетом местных минералов местами принимает светло-коричневый, бардовый или синеватый вид. В действительности на планете очень много различных цветов. Объяснить подобное буйство красок достаточно просто. Оксиды железа на самом деле могут иметь различную расцветку. А наличие белых участков свидетельствует о том, что в данном месте расположен ледник. Но из-за преобладания вещества, имеющего кровавый оттенок, издали Марс выглядит равномерно красным.
Натуральный цвет красной планеты
Марс не красная планета
Полученные с марсоходов первые снимки свидетельствуют о том, что на планете является красным не только грунт, но и небо. Однако некоторые скептики утверждают, что на самом деле поверхность космического тела окрашена в привычные для землян цвета. NASA скрывало сей факт, а причина тому съемка поверхности производится в основном с применением световых и инфракрасных фильтров. Необходимо это было для получения полных сведений об изучаемых объектах и состава грунта. Ведь камера марсохода – это, в первую очередь фотоприбор и только потом средство для ознакомления обывателей.
Знания о продолжительности перелета на планету сделают возможным в будущем путешествовать туда и обратно. Именно тогда мы сможем реально узнать настоящий цвет, но, а пока мы можем только рассматривать снимки и строить догадки, каким мы его увидим, оказавшись на планете.
Марс цветной
Распределение цветов на планете не является однородным. Еще на первых, полученных с орбиты снимках видно, что на планете есть черные и белые пятна.
К тому же цвет зависит не только от химических свойств атмосферы и породы, но и от времени года, суток и погоды. Поэтому даже снимок одного и того же участка будет отличаться по цветовой гамме.
Предлагаем просмотреть подборку фотографий Поверхность планеты
Красная поверхность четвертой планеты Солнечной системы таит множество загадок. Исследования продолжаются, и возможно, человечество скоро узнает новые удивительные факты небесного объекта.
И всё-таки, какого цвета Марс?
Забавный пост, в котором автор раскрывает настоящий цвет марсианской поверхности. Забавный потому, что название поста не совсем соответствует действительности.
ТС приводит нам такую фотографию, якобы вот так вот Марс выглядит в реальности:
Сразу же хочу спросить, @Denis56890690, а почему вас не смутило вполне себе земное голубое небо на этой фотографии? Вы же сами прямым текстом пишете в своём посте следующее:
Давайте начнём с заката на Марсе. На Марсе он не красный, а голубой. В результате того, что на Марсе очень разряженная атмосфера, солнечные лучи в атмосфере Марса очень слабо рассеиваются и закат получается голубого цвета.
Это, кстати, правдоподобно, но на фото выше явно не закат. Хотя это уже не важно, потому что следующее предложение как-то не особо состыкуется с вашей надписью:
Никакого красного неба на Марсе. Оно днём белое, смешанное немного с голубым цветом.
Я отыскал эту фотографию, правда в несколько иной цветовой гамме:
Там есть очень интересное предложение:
The image has been white balanced to show what the Martian surface materials would look like if under the light of Earth’s sky.
Здесь и далее я не буду претендовать на хороший перевод (так как не шибко могу в английский и поэтому иногда буду использовать гуглоперевод, поэтому прошу людей, закончивших МГИМО и прочее, не бросаться тяжёлыми предметами в меня).
Именно вот так выглядит марсианский пейзаж в условиях земного освещения. То есть если вырезать с Марса этот участок поверхности, перенести на Землю и посмотреть в условиях дневного освещения Земли (подчёркиваю, земное освещение), то мы глазами увидим примерно вот такую картинку, как на фотке выше. Подкрутили баланс белого таким образом, что стало всё выглядеть как будто это и не Марс какой-то, а пустыня на канадском острове Девон.
Я чувствую необходимость пояснить термин «баланс белого цвета». Этот параметр фотокамер сделан для того, чтобы цвет, который «видит» камера, совпадал с цветом, который видит человек. Наглядно: слева белый лист бумаги, снятый в условиях рассеянного солнечного света с верно выбранным балансом белого в настройках камеры (солнечный свет) и справа с неправильным балансом белого (лампа накаливания)
Мозг человека автоматически регулируют картинку (это довольно сложный механизм), поэтому что в пасмурную погоду, что в солнечную, что на закате и тому подобное мы всегда будем видеть и знать, что перед нами именно белый листок, а не какой-нибудь другой. Камера немного глупа и ей желательно вручную выставить нужную настройку, хотя режим «авто» тоже можно использовать. Профессиональные фотографы вообще не парятся и выставляют верную цветокоррекцию уже после того, как отсняли материал (благо фотографии, которые не подверглись обработке и шакализации компьютером камеры, позволяют проводить широчайшие манипуляции, так как по сути представляют собой своеобразный аналог фотоплёнки, то есть сырой (raw) файл).
Вернёмся к нашей марсианской фотографии. Там же, на странице фотки, указана ссылка на непосредственно оригинал, то есть так, как это выглядит в условиях освещения Марса.
This raw color image is recorded by the camera under Martian lighting conditions.
Марс хуже освещается Солнцем, там много красноватой пыли, которая к тому же прекрасно летает в воздухе, тоньше атмосфера. Всё это создает именно марсианские световые условия. Не надо открывать марсианские фотки в фотошопе, тыкать «автоматическая цветовая коррекция» и, лицезрея земной песок с синем небом, бежать обвинять НАСА в заговоре и красных фильтрах.
Вот ещё несколько примеров. На всех этих фотографиях баланс белого выставлен под земное освещение.
Зачем они делают земную цветокоррекцию? Сами учёные аргументируют это так:
The colors are adjusted so that rocks look approximately as they would if they were on Earth, to help geologists interpret the rocks.
which is helpful in distinguishing and recognizing materials in the rocks and soil.
Всё для того, чтобы геологи смогли опознать материалы скал и грунта.
Я не говорю что Марс весь коричнево-красновато-жёлтый. Там есть вполне себе разноцветные дюны и горные породы и прочее. Но выдавать грубо отфотошопленные фотографии (как в том посте, на который я ссылался изначально) с искусственно настроенным балансом белого это неправильно.
Исследователи космоса
10.3K постов 39.2K подписчиков
Правила сообщества
Какие тут могут быть правила, кроме правил установленных самим пикабу 🙂
Выглядит как как большая часть Казахстана.
А какого цвета Земля?
Сто лет назад человечество ещё толком летать то не умело, а сейчас мы смотрим фотографии с другой планеты, это поразительно
You sdelal normalny perevod.
Вообще там на корпусе установлена специальная елда с калибровочными цветными маркерами. Если она попадает в кадр, можно откорректировать цвет фото и получить правильную гамму.
Ниче не понял, но спасибо. Вполне аргументировано.
А все таки как Марс выглядит то?
Где то были фотки на которых есть цветовая мишень. Можно по ней сделать в шопе цветокоррекцию и радоваться.
Кстат помню был срачь на тему цвета луны. С подачи экстрасенса всея руси Коновалова. Сотни «ихтымнебыло» стали орать что лунный грунт цвета корки ржаного хлеба, типа темно коричневый.
В сети кагбэ дохрена фотографий с эталонной плашкой в кадре, по ним и смотреть.
Не уверен, что на марсоходах по умолчанию идеально выстроен баланс белого, чтобы показывать Марс так, как увидел бы человеческий глаз. По факту скорее всего мы не узнаем как выглядит Марс, пока человек не увидит его своими глазами и не скажет, что да, вот на этих фотках баланс белого соответствует тому, что он видел.
Так какого он цвета? Можно просто написать? Название поста, а снизу одно слово.
Прекрассное место, никакого смога, выхлопов, пестицидов, химикатов, и кислорода.
после заявления, что атмосфера «разряженная», можно не утруждать себя разоблачениями.
Пздц, залез в посты того чела. 800 плюсов, и в комментах одни уфодрочеры((
Это не Марс, это Плюк
Спасибо большое, кто-то должен был это сделать!!
да блин нормальный цвет луны никак не узнаем
какой скандал был с китайскими фотками.
Конечно да, за этим делают светокоррекцию. Они это делают, чтобы романтизировать свою деятельность. Для масс так сказал, чтобы пипл охотно хавал сказочки.
Марсоход Curiosity отправил шикарную открытку с фотографией Марса
Марсоход Curiosity НАСА сделал потрясающий по красоте снимок со своего последнего места на склоне марсианской горы Шарп. Команда миссии была настолько вдохновлена красотой пейзажа, что они объединили две версии черно-белых изображений в разное время суток и добавили цвета, чтобы создать редкую открытку с Красной планеты.
Curiosity делает 360-градусный обзор окрестностей с помощью своих черно-белых навигационных камер каждый раз, когда завершает поездку. Чтобы облегчить отправку полученной панорамы на Землю, марсоход сохраняет ее в сжатом, низкокачественном формате. Но когда команда ровера увидела вид с самой последней точки остановки Curiosity, сцена была слишком красивой, чтобы не запечатлеть ее в самом высоком качестве, на которое способны навигационные камеры.
Многие из самых потрясающих панорам марсохода сделаны с помощью цветной камеры Mastcam, которая имеет гораздо более высокое разрешение, чем навигационные камеры.
16 ноября 2021 года, на 3299-й марсианский день или сол, инженеры приказали Curiosity сделать два набора фото мозаик, или составных изображений, запечатлев сцену в 08:30 и в 16:10 по местному марсианскому времени. Два времени суток обеспечивали контрастные условия освещения, которые подчеркивали разнообразие деталей ландшафта. Затем команда объединила две сцены в художественном воссоздании, которое включает элементы утренней сцены в синем цвете, дневной сцены в оранжевом и комбинацию того и другого в зеленом.
В дальнем правом углу панорамы находится скалистая «гора Рафаэля Наварро», названная в честь ученого команды Curiosity, который скончался в начале этого года. За ним виднеется верхняя часть горы Шарп, намного выше области, которую исследует Curiosity. Гора Шарп находится внутри кратера Гейл, бассейна шириной 154 километра, образованного древним ударом; дальний край кратера Гейла имеет высоту 2,3 километра и виден на горизонте примерно в 30-40 километров.
Когда твой голливудский ангар закрыли на ремонт и тебе приходится жить у старшего брата
Марсоходы Curiosity и Perseverance лицом к лицу ждут в ангаре следующего съёмочного дня
P.S. конечно, это шутка, на фото «близнецы» марсоходов Curiosity (его зовут MAGGIE) и Perseverance (его зовут Optimism). Они почти полностью идентичны тем, что сейчас колесят по Марсу, и нужны для отработки разничных операций и механизмов.
На Марсе опять нашли органику
По результатам изучения образцов грунта из так называемых дюн Багнольда, которое провел марсоход Curiosity, ученые сделали вывод о существовании на поверхности Марса крупных запасов органики. Это уже второе предполагаемое «месторождение» органики на Красной планете. Описание исследования опубликовал научный журнал Nature Astronomy.
«Аминокислот в этих образцах грунта мы не обнаружили, однако там есть производные бензола и аммиака, фенолы, фосфорная кислота и высокомолекулярные соединения. Происхождение этих веществ мы пока не установили», – пишут исследователи.
Первую органику на Марсе Curiosity нашел примерно три года назад в центральной части кратера Гейл. Химическая лаборатория ровера обнаружила в образцах местных пород следы производных бензола, а также соединения серы и множество простых и ароматических углеводородов.
В ходе нового анализа ученые из команды Curiosity под руководством Пола Махаффи обнаружили еще одно крупное «месторождение» органики на Марсе. На этот раз образцы были из другой области Марса – так называемых дюн Багнольда.
Эта область кратера Гейл заинтересовала ученых тем, что здесь ровер обнаружил залежи пород, сформировавшихся в горячих источниках. В них некогда могла существовать жизнь. Поэтому Curiosity останавливался на разных участках дюн Багнольда, собрал образцы почвы и пород и поместил их в специальное хранилище лаборатории SAM для дальнейшего изучения.
Ранее в ходе анализа марсианские породы нагревали до большой температуры, в результате чего из них выделялись различные газы, которые исследовались при помощи хроматографа. Благодаря этому ученые могли обнаруживать в образцах относительно простые органические соединения, но выделить сложные вещества, которые разлагаются при нагреве, было невозможно.
Для решения этой проблемы на марсоходе установили приборы для проведения опытов по так называемой «мокрой химии». В этом случае размельченные образцы пород промывают специальным веществом, которое растворяет сложную органику и позволяет определить ее существование при помощи хроматографа. На марсоходе установлено ограниченное число емкостей с этим веществом, поэтому для опытов по «мокрой химии» образцы выбирают очень тщательно.
В случае с образцами из дюн Багнольда выбор Махаффи и его коллег был полностью оправдан. Приборы марсохода обнаружили в них соединения бензола, различные амины, фенолы, фосфорную кислоту, а также два десятка сложных органических молекул. Их точный состав пока остается загадкой из-за ограниченных возможностей лаборатории на Curiosity.
Обнаружение сложной органики сразу в двух разных участках кратера Гейл – это важное свидетельство того, что предыдущая находка Curiosity не была случайностью или ошибкой. Махаффи и его коллеги надеются, что благодаря дальнейшим опытам планетологи смогут найти следы аминокислот и других веществ, из которых могла возникнуть марсианская жизнь.
Космическая радиация в полёте на Марс
Часто можно встретить суждения, что полёт на Марс опасен или невозможен из-за космической радиации. Это даже стало темой для шуток, но подобное продолжают высказывать вполне авторитетные люди, от космонавтов до президентов. В то же время данные опасения не останавливают мечтателей, желающих построить марсианскую ракету или планирующих переезд. Что же нам известно о радиационной опасности марсианских полётов?
На сегодня имеется крайне ограниченный опыт пилотируемых полётов людей в межпланетном пространстве. Только двадцать четыре человека совершали экспедиции за пределы земной магнитосферы в программе Apollo, но длительностью не более двух недель. На Марс же лететь около полугода в одну сторону. Поэтому сегодня источником знаний о радиационных угрозах у других планет выступают исследования на борту околоземной Международной космической станции, немногочисленная статистика лунных полётов, дозиметрические измерения на межпланетных зондах, наземные эксперименты на животных и оценки по математическим моделям.
▍ Кратко о космической радиации
Радиацией называют ионизирующее излучение, которое в космосе испускается во время событий, связанных с выделением энергии: процессы на Солнце, взрывы сверхновых, аккреционные диски чёрных дыр, выбросы квазаров… По физическим свойствам радиацию можно разделить на фотонное излучение — рентген и гамма-лучи; и корпускулярное излучение — электроны, протоны, альфа-частицы, тяжёлые заряженные частицы, вторичные нейтроны. По источнику, космическое излучение разделяется на солнечное и галактическое (включая внегалактическое).
Разделение этих типов излучения крайне важно для понимания специфики межпланетных полётов. Например, в земной атомной энергетике приходится учитывать прежде всего гамма и нейтронное излучение. В космосе же гамма незначительна, а нейтроны возникают только от взаимодействия космических лучей с атмосферой, грунтом или корпусом корабля. Зато в открытом космосе наиболее опасными частицами оказываются протоны (ядра атома водорода), альфа (ядра атома гелия) и ядра атомов более тяжёлых элементов.
У Земли есть ещё радиационные пояса, но стартующий на межпланетные орбиты корабль пересекает наиболее опасную их часть всего за полчаса, поэтому в контексте длительных полётов ими можно пренебречь.
При оценке радиационного воздействия сейчас обычно оперируют двумя единицами: в греях измеряется энергия поглощённого излучения, а в зивертах — биологический эквивалент этого излучения. Разница между ними в факторе, имеющем прекрасное название «коэффициент качества». Он означает насколько пагубное для организма воздействие оказывает радиация. Для примера, одинаковая в греях доза гамма излучения и нейтронного излучения в зивертах будет различаться до двадцати раз — нейтроны намного опаснее, т.е. выше их коэффициент качества.
▍ Откуда мы знаем о межпланетной радиации?
В космонавтике применяется несколько разных методов регистрации радиации, одни показывают фон в реальном времени, а другие накапливают воздействие и позволяют оценить суммарную дозу. Например советские лунные «Зонды» несли на борту т.н. «ядерные фотоэмульсии» — чувствительную к радиации фотоплёнку, проявление которой позволяло оценить дозу, накопленную внутри спускаемого аппарата корабля. Астронавты Apollo носили на теле активные дозиметры на основе газоразрядной камеры, и пассивные термолюминесцентные и полимерные детекторы. Сейчас на МКС и лунных аппаратах чаще всего запускают полупроводниковые кремниевые детекторы.
Радиацию у Луны и на Луне принялись изучать ещё до пилотируемых полётов. Так, первая успешно севшая автоматическая станция «Луна-9» несла на борту счётчик Гейгера, орбитальная «Луна-10» также несла несколько детекторов для разных типов излучения. Американцы тщательно регистрировали радиационные условия по пути на Луну и возле неё в 1966-67 гг в многомесячных наблюдениях на пяти аппаратах Lunar Orbiter.
Дозиметрические исследования велись и на орбитальных аппаратах нашего века. Индийцы считали дозу болгарским дозиметром на аппарате Chandrayaan 1 в 2008 году. NASA пять лет собирала данные дозиметром на аппарате LRO. Год назад свои результаты с поверхности Луны опубликовали и китайцы.
По пути на Марс и около него космическое излучение изучалось американским прибором RAD на марсоходе Curiosity, и российско-болгарским прибором на европейском орбитальном зонде ExoMars.
Ещё дальше залетела автоматическая межпланетная станция Rosetta. Она пролетала и рядом с Марсом и улетала до орбиты Юпитера, в своей погоне за кометой 67P Чурюмова-Герасименко.
▍ Какова доза в межпланетном пространстве?
Данные с вышеперечисленных аппаратов я свёл в общую таблицу. Указанная толщина экранирования в пересчёте на алюминий — это усреднённое значение. Так, на ExoMars детектор с одной стороны прикрывает пара миллиметров алюминия, а с другой — пара метров всего четырёхтонного зонда. У Curiosity немного лучше — он летел в аэродинамическом кожухе, который по своим экранирующим свойствам не сильно отличается от пилотируемых кораблей современного типа.
Суточные показания в таблице тоже усреднённые, например, повышенная, по сравнению с остальными, доза экипажа Apollo — это результат неоднократного пересечения радиационных поясов Земли. Данные по «Зондам» брались из двух источников, где они отличаются в несколько раз. Во всех остальных случаях, американские результаты не противоречат измерениям приборов других стран, что делает безосновательными подозрения сторонников лунного заговора о недостоверных показаниях в программе Apollo.
В целом, грубое приближение, без учёта колебаний фона из-за солнечной активности, позволяет утверждать, что средняя доза в межпланетном пространстве составляет около 0,5 миллигрей в сутки. В биологическом эквиваленте это около 2 миллизиверт. Примерно столько средний житель России получает за полгода, а экипаж Международной космической станции за 3-4 дня. Высоко, но не смертельно.
Специалисты Института медико-биологических проблем РАН оценили суммарную дозу при полёте на Марс туда-обратно менее чем в 0,7 зиверт за 350 суток. По современным требованиям радиационной безопасности для российских космонавтов, за всю их карьеру допустимо накопление дозы 1 зиверт, что на 3% повышает риск онкологических заболеваний в течение жизни. Получается, что с точки зрения радиационной безопасности на Марс можно слетать и вернуться только один раз.
Для примера, космонавт Геннадий Падалка, налетал на МКС 878 суток, и, с точки зрения радиационного воздействия, слетал на Марс и возвращается домой.
Доза же на поверхности Марса — это тема для отдельного разбора.
Поскольку эффекты длительного воздействия межпланетной радиации на людей не изучались, некоторые учёные тренируются на мышах и крысах. Однако к их результатам нужно относиться осторожно, важна корректность поставленного опыта. Несколько лет назад была новость о том, что аналог космической радиации повредил мозги мышей и они поглупели. Если же углубиться в детали, то окажется, что мышкам жарили мозги по 1 миллигрей в день (то есть в два раза выше, чем показывают дозиметры в космосе) и исключительно нейтронами (у которых коэффициент качества в 5 раз выше, чем у космического фона). В результате подопытные животные получали дозу в десять раз больше чем ожидается в пилотируемой экспедиции.
Данные по смертности участников лунных полётов показывают повышенный процент смертей от сердечно-сосудистых заболеваний, по сравнению с околоземными астронавтами. Но пока для далеко идущих выводов слишком малая выборка (семь случаев), и рано говорить о прямой угрозе межпланетной среды. Хотя эксперименты на мышах также показали, что сочетание имитации невесомости и облучения тяжёлыми заряженными частицами способно нанести вред сердечно-сосудистой системе.
▍ Можно ли защититься от космической радиации?
Вспомним, у нас есть два типа радиации: солнечная и галактическая. Хотя состав этих космических лучей примерно одинаковый — протоны, альфа, и тяжёлые ядра — но они отличаются количеством и энергией. Солнечных заряженных частиц больше, но их энергия ниже, и эта разница определяет разницу в средствах защиты.
Существует распространённый стереотип, что главная опасность в космосе от солнечных вспышек. Но если изучить данные измерений Curiosity, LRO и Rosetta за пределами околоземного магнитного поля, то окажется, что в суммарной накопленной дозе космических аппаратов вклад солнечных вспышек не превышает 25%. Вместе эти три аппарата пробыли в космосе более 15 лет, то есть статистика собрана немалая, однако ни один из них не попадал под мощную солнечную вспышку, которые бывают примерно раз в 10 лет, вроде случившейся 4 августа 1972 года. По результатам моделирования, такая вспышка способна дать экипажу до 4 зиверт за несколько дней, а это лучевая болезнь с риском смертельного исхода (хотя такая доза считалась допустимой для экипажей Apollo). Правда в моделировании 4 зиверта насчитали для содержимого алюминиевой сферы толщиной 2 см, а в среднем полностью снаряжённый космический корабль, типа командного модуля Apollo или российского модуля МКС «Звезда», экранирует примерно как 10 см алюминия, что снизило бы дозу в несколько раз.
Солнечные вспышки опасны, но от них можно защититься. Мы это знаем благодаря автоматической межпланетной станции Rosetta. У неё на борту было два дозиметра, один на солнечной стороне, второй на теневой. Когда в зонд прилетела мощная солнечная вспышка, то облучение освещённого прибора значительно возросло, теневой же показал лишь незначительные флуктуации.
Внимательное наблюдение за Солнцем позволяет предсказывать наиболее опасные вспышки — солнечные протонные события — примерно за несколько минут. Их должно хватить, чтобы сориентировать летящий марсианский корабль «хвостом» к Солнцу, и защитить экипаж. Гораздо опаснее мощные вспышки во время выхода в открытый космос, и тут служба наблюдения за космической погодой оказывается жизненно важна.
Несмотря на серьёзную опасность мощных солнечных вспышек, в межпланетных перелётах они — не главная проблема. Основной радиационный вред во время полёта на Марс исходит от галактических космических лучей, и рукотворной защиты от них нет. Они способны прошивать хоть 10 см, хоть 50 см алюминия, и летят со всех сторон, поэтому прикрыться кораблём не получится. И здесь единственная наша подмога — это солнечные вспышки! Точнее, солнечный ветер — низкоскоростные потоки солнечных заряженных частиц, которые несут с собой магнитные поля, от центра Солнечной системы к гелиопаузе, туда где заканчивается межпланетное пространство и начинается межзвёздное.
Ещё в докосмическую эру, регистрируя потоки вторичных заряженных частиц в атмосфере Земли, учёные заметили, что их интенсивность падает в периоды высокой солнечной активности. Оказалось солнечные выбросы заряженных частиц и магнитных полей тормозят и рассеивают галактические лучи. Это явление назвали солнечная модуляция галактических космических лучей, а кратковременное падение интенсивности галактического излучения во время солнечных вспышек — «Форбуш-эффект». Разница межпланетного радиационного фона, в зависимости от солнечной активности меняется в два-три раза: в солнечный максимум самая низкая доза. Измерения Curiosity и ExoMars велись примерно на середине этого цикла, а на Луну люди летали в период более высокой активности Солнца.
Суммируя все данные теперь понятно, чтобы обеспечить максимально радиационно безопасный перелёт до Марса, нужно соблюсти несколько условий:
— сократить насколько возможно длительность перелёта;
— лететь в период максимума солнечного цикла;
— развернуться двигательным отсеком и топливными баками в сторону Солнца;
— обложиться оборудованием, запасами продуктов и воды вокруг жилых отсеков.
Но даже без этих всех ухищрений, можно один раз слетать на Марс и вернуться, оставаясь в допустимых пределах облучения для современных космонавтов.
История исследования Марса
Уже более шестидесяти лет Марс привлекает к себе внимание мирового учёного сообщества. Что немаловажно, интерес к планете лишь растёт от года к году, и вот уже не за горами первые пилотируемые полёты. В этом ролике мы поведаем вам об основных вехах изучения красной планеты марсоходами.
UPD: добавили текстовую версию, приятного чтения!
В феврале этого года мы стали свидетелями большого события. Запущенный 30 июля прошлого года марсоход Perseverance совершил мягкую посадку на поверхности красной планеты. В комплекте с ним был доставлен роботизированный вертолёт Ingenuity, предназначенный для демонстрации возможности полётов на Марсе. Чуть позже, в мае, мягкую посадку совершил аппарат Чжужун, находящийся в составе миссии Тяньвэнь-1. Это китайская полномасштабная исследовательская программа, которая, помимо спускаемого аппарата, включает в себя орбитальную лабораторию. Интерес к Марсу сейчас силён как никогда, особенно учитывая планы Илона Маска на первый пилотируемый полёт к планете в ближайшие пять лет. На фоне такого ажиотажа мы решили вспомнить, с чего начинались первые исследования планеты.
Начнём с краткой справки. Марс – четвёртая по удалённости от Солнца и седьмая по размеру планета Солнечной системы. Относится к планетам земной группы, то есть обладает высокой плотностью и состоит преимущественно из кислорода, кремния, железа, магния и других тяжелых элементов. В частности, из-за большого содержания оксида железа, поверхность планеты имеет красноватый цвет. Отсюда и пошло знаменитое название «красная планета». Рельеф Марса разнообразен, здесь есть ударные кратеры, вулканы, долины и даже ледниковые шапки на полюсах, совсем как на Земле. Вокруг планеты вращаются два маленьких спутника неправильной формы, Деймос и Фобос. Все названия заимствованы из древнегреческой и древнеримской мифологий. Марс – бог войны, Деймос и Фобос, они же Ужас и Страх в переводе – его сыновья. Первые упоминания небесного тела относятся к 1534 году до нашей эры.
На протяжении почти трёх тысячелетий с этого момента Марс оставался недосягаем. Но всё резко изменилось в 60-ых годах прошлого века. Первыми покорять планету взялись учёные из Советского Союза. Процесс проходил не очень гладко: аппараты либо не могли совершить мягкую посадку, из-за чего разбивались, когда цель была уже близка, либо теряли связь незадолго после запуска. Но в 1971 году их ждал большой успех. Была запущена Автономная Межпланетная Станция Марс-3. Спускаемый аппарат, являющийся частью проекта, впервые в истории совершил успешную посадку на поверхность красной планеты. Спустя полторы минуты после посадки, станция была приведена в рабочее состояние. Учёные уже готовились получить первые снимки Марса, но через 14,5 секунд вещание было прекращено. Причиной тому послужили неправильные выдержки, выбранные разработчиками фототелевизионной системы. Снимки получались пересветленными и были почти непригодны для дальнейшего анализа. Несмотря на такую оплошность, орбитальная станция Марс-3 проработала больше года и всё это время передавала данные о планете.
В 80-ых были предприняты программы Фобос-1 и Фобос-2, в ходе которых спутник был тщательно изучен. Но их масштаба было недостаточно. К сожалению, Марс-3 так и остался единственным триумфом в истории советских исследований Марса.
По другую сторону океана тоже велись интенсивные работы. Так, с 1962 по 1973 год в рамках программы Маринер к Марсу были запущены 10 аппаратов. Один из них, Маринер-9, стал первым искусственным спутником планеты. Однако по-настоящему знаменательным стало другое событие. Учтя в своих разработках наработки и ошибки советских коллег, 20 августа 1975 года НАСА запустило Викинг-1. Спустя 11 месяцев спускаемый аппарат совершил успешную посадку на планету и начал передавать на Землю снимки. Именно на них люди впервые смогли увидеть марсианские ландшафты, причём в цвете. Аппарат успешно проработал до 11 ноября 1982 года, но в этот день, при неудачной перезагрузке, навсегда пропал из эфира. Параллельно с первым Викингом, на обратной стороне планеты работал Викинг-2, который собирал данные вплоть до 1981 года. Они считаются первыми успешными исследовательскими модулями. Но есть одна загвоздка: они не двигались.
Первым исследовательским модулем, сумевшим покорить марсианский грунт, стал Sojourner. Он совершил посадку на поверхность планеты 4 июля 1997 года в составе спускаемого аппарата Pathfinder. Марсоход работал в течение 83 сол (марсианские сутки, 1 сол = 24ч 39м на Земле) и выполнил 15 анализов пород, благодаря чему ученые смогли сделать выводы относительно климата и атмосферы планеты. В частности, о высокой вулканической активности и присутствии на Марсе воды в прошлом. Прежде чем связь с Pathfinder была потеряна, Sojourner преодолел дистанцию в 100 метров.
Следующими на Марсе побывали роверы-близнецы второго поколения, Spirit и Opportunity. Оба совершили мягкую посадку на поверхность планеты в январе 2004 года, 4 и 25 числа соответственно. Марсоходы были рассчитаны на работу в течение 90 сол, после чего должны были уйти на покой. Однако им на руку сыграл ветер. Он сдувал пыль и песок, оседавшие на поверхности солнечных батарей, благодаря чему выработка электроэнергии значительно превышала планируемые показатели. Таким образом, Spirit удалось проработать целых шесть лет, а Opportunity и вовсе стал настоящим долгожителем. Он работал вплоть до 18 июня 2018 года, тогда всю планету охватила мощнейшая пылевая буря, и аппарат перестал выходить на связь.
С технической точки зрения эти марсоходы крайне примечательны. На момент их создания (2003 год), в них стояли самые совершенные компьютеры, что позволило создать аналитическую систему для определения наиболее лёгкого пути. Работала она следующим образом: две камеры ровера проводили анализ местности на наличие опасных и труднопроходимых мест, после чего делали снимки. Затем изображения совмещались в стереокартинку, на основании которой строился маршрут. Данная система также внесла большое влияние в успех миссий. За свой рабочий цикл аппараты передали обширнейший массив информации о планете.
С августа 2012 года вместе с Opportunity по Марсу колесит ещё один ровер, Curiosity. Он относится к третьему поколению марсоходов НАСА, и значительно превосходит своих предшественников. На Земле аппарат весит внушительные 900 килограмм. Причина такому весу – большое количество исследовательской аппаратуры на борту. Можно даже сказать, что он везёт на себе целую химическую лабораторию. Дабы обеспечить такое габаритное устройство достаточным количеством энергии, инженерами было принято решение отказаться от солнечных батарей. Их эффективность на таком габаритном устройстве была бы крайне мала. Вместо них ровер питает и обогревает радиоизотопный термоэлектрический генератор, использующий в качестве источника энергии процесс распада диоксида плутония-238. Его ресурса хватит ещё на 25-30 лет, так что можно с уверенностью сказать о том, что решение это было крайне успешное.
Основной целью миссии Curiosity является поиск жизни на планете и попутное изучение химического состава различных пород. Так, проводя бурения, марсоход обнаружил водяной лёд под слоем грунта. Помимо этого, с его помощью была найдена галька, образованная потоками жидкой воды. Оба факта окончательно закрепили утверждение о том, что на Марсе есть вода. Вот уже на протяжении девяти лет марсоход ежедневно отправляет на Землю марсианские панорамы, записанные с его 17-ти видеокамер.
Их вы можете посмотреть в видео сверху (с 7:20).
Такова на данный момент история изучения красной планеты марсоходами. Впереди ждут великие открытия и множество интересных проектов, включая российско-европейский ExoMars.
Если вы хотите узнать больше про современные программы освоения Марса, поддержите пост плюсами и оставляйте комментарии. Так мы поймем, что сегодняшняя тема была вам интересна. Спасибо за внимание!