مریخ چهارمین سیاره منظومه شمسی ما و دومین سیاره کوچک بعد از عطارد است. به نام خدای جنگ روم باستان نامگذاری شده است. نام مستعار آن "سیاره سرخ" از رنگ مایل به قرمز سطح ناشی می شود که به دلیل غلبه اکسید آهن است. هر چند سال یکبار، زمانی که مریخ در تقابل با زمین قرار می گیرد، در آسمان شب بیشتر قابل مشاهده است. به همین دلیل، مردم برای هزاران سال سیاره را رصد کرده‌اند و ظهور آن در آسمان نقش زیادی در اساطیر و نظام‌های نجومی بسیاری از فرهنگ‌ها داشته است. در دوران مدرن، این مکان به گنجینه ای از اکتشافات علمی تبدیل شده است که درک ما را از منظومه شمسی و تاریخ آن گسترش داده است.
اندازه، مدار و جرم مریخ
شعاع چهارمین سیاره از خورشید حدود ۳۳۹۶ کیلومتر در استوا و ۳۳۷۶ کیلومتر در نواحی قطبی است که معادل ۵۳ درصد شعاع زمین است. و اگرچه تقریباً نصف آن است، جرم مریخ 6.4185 x 10²³ کیلوگرم یا 15.1 درصد از جرم سیاره ما است. میل محور شبیه به زمین و برابر با 25.19 درجه نسبت به صفحه مدار است. این بدان معنی است که سیاره چهارم از خورشید نیز تغییر فصل را تجربه می کند.
در دورترین فاصله از خورشید، مریخدر فاصله 1.666 AU می چرخد. e.، یا 249.2 میلیون کیلومتر. در حضیض، زمانی که به ستاره ما نزدیک است، 1.3814 واحد نجومی از آن فاصله دارد. e.، یا 206.7 میلیون کیلومتر. سیاره سرخ 686.971 روز زمینی که معادل 1.88 سال زمینی است، طول می کشد تا به دور خورشید بچرخد. در روزهای مریخی که روی زمین یک روز و 40 دقیقه است، سال 668.5991 روز است.
ترکیب خاک
با چگالی متوسط 3.93 گرم بر سانتی متر مکعب، این ویژگی مریخ آن را کمتر از زمین چگالی می کند. حجم آن حدود 15 درصد حجم سیاره ما و جرم آن 11 درصد است. مریخ سرخ نتیجه حضور اکسید آهن در سطح است که بیشتر به نام زنگ شناخته می شود. وجود مواد معدنی دیگر در گرد و غبار سایه های دیگری را ایجاد می کند - طلایی، قهوه ای، سبز و غیره.
این سیاره زمینی سرشار از مواد معدنی حاوی سیلیکون و اکسیژن، فلزات و سایر موادی است که معمولاً در سیارات سنگی یافت می شود. خاک کمی قلیایی و حاوی منیزیم، سدیم، پتاسیم و کلر است. آزمایش‌های انجام‌شده بر روی نمونه‌های خاک نیز نشان می‌دهد که pH آن 7.7 است.
اگرچه آب مایع به دلیل جو نازک مریخ نمی تواند در سطح مریخ وجود داشته باشد، غلظت زیادی از یخ در داخل کلاهک های قطبی متمرکز شده است. علاوه بر این، از قطب تا عرض جغرافیایی 60 درجه، کمربند منجمد دائمی گسترش می یابد. این بدان معنی است که آب در زیر بیشتر سطح به صورت مخلوطی از حالت جامد و مایع آن وجود دارد. داده‌های راداری و نمونه‌های خاک وجود مخازن زیرزمینی را تأیید کردندهمچنین در عرض های جغرافیایی متوسط.
ساختار داخلی
سیاره 4.5 میلیارد ساله مریخ از یک هسته فلزی متراکم تشکیل شده است که توسط یک گوشته سیلیکونی احاطه شده است. هسته از سولفید آهن تشکیل شده و دو برابر هسته زمین عناصر سبک دارد. ضخامت متوسط پوسته حدود 50 کیلومتر، حداکثر 125 کیلومتر است. اگر اندازه سیارات را در نظر بگیریم، پوسته زمین که ضخامت متوسط آن 40 کیلومتر است، 3 برابر نازکتر از مریخ است.
مدل های مدرن ساختار داخلی آن نشان می دهد که اندازه هسته در شعاع 1700-1850 کیلومتر است و عمدتاً از آهن و نیکل با تقریباً 16-17٪ گوگرد تشکیل شده است. به دلیل اندازه و جرم کوچکتر، گرانش روی سطح مریخ تنها 37.6 درصد گرانش زمین است. شتاب گرانشی در اینجا 3.711 متر بر ثانیه است، در مقایسه با 9.8 متر بر ثانیه در سیاره ما.
ویژگی های سطح
مریخ سرخ از بالا غبارآلود و خشک است و از نظر زمین شناسی بسیار شبیه زمین است. دارای دشت ها و رشته کوه ها و حتی بزرگترین تپه های ماسه ای منظومه شمسی است. اینجا همچنین بلندترین کوه - آتشفشان سپر المپ، و طولانی‌ترین و عمیق‌ترین دره - دره مارینرا است.
دهانه‌های برخوردی عناصر معمولی از منظره‌ای هستند که روی سیاره مریخ نقطه‌ای هستند. سن آنها میلیاردها سال تخمین زده می شود. به دلیل سرعت پایین فرسایش، آنها به خوبی حفظ می شوند. بزرگترین آنها دره هلاس است. محیط دهانه حدود 2300 کیلومتر و عمق آن به 9 کیلومتر می رسد.
در سطح مریخ نیزدره ها و کانال ها را می توان تشخیص داد و بسیاری از دانشمندان بر این باورند که زمانی آب از میان آنها جاری بوده است. با مقایسه آنها با سازندهای مشابه روی زمین، می توان فرض کرد که حداقل تا حدی در اثر فرسایش آب تشکیل شده اند. این کانال ها بسیار بزرگ هستند - 100 کیلومتر عرض و 2 هزار کیلومتر طول دارند.
ماهواره های مریخ
مریخ دو قمر کوچک دارد، فوبوس و دیموس. آنها در سال 1877 توسط ستاره شناس آساف هال کشف شدند و نام آنها از شخصیت های افسانه ای گرفته شده است. بر اساس سنت نامگذاری از اساطیر کلاسیک، فوبوس و دیموس پسران آرس، خدای جنگ یونانی، که نمونه اولیه مریخ رومی بود، هستند. اولین آنها ترس را نشان می دهد و دومی - سردرگمی و وحشت.
فوبوس حدود ۲۲ کیلومتر قطر دارد و فاصله تا مریخ از آن ۹۲۳۴.۴۲ کیلومتر در حضیض و ۹۵۱۷.۵۸ کیلومتر در اوج است. این ارتفاع کمتر از ارتفاع سنکرون است و تنها 7 ساعت طول می کشد تا ماهواره دور سیاره بچرخد. دانشمندان محاسبه کرده اند که در 10 تا 50 میلیون سال، فوبوس ممکن است به سطح مریخ بیفتد یا به ساختار حلقه ای در اطراف آن تجزیه شود.
Deimos قطری در حدود 12 کیلومتر دارد و فاصله آن از مریخ 23455.5 کیلومتر در حضیض و 23470.9 کیلومتر در اوج است. این ماهواره در 1.26 روز یک انقلاب کامل می کند. مریخ ممکن است ماهواره های دیگری با قطر کمتر از 50 تا 100 متر داشته باشد و حلقه ای از غبار بین فوبوس و دیموس وجود دارد.
به گفته دانشمندان، این ماهواره ها زمانی سیارک بودند، اما سپس توسط گرانش سیاره دستگیر شدند. آلبدوی کم و ترکیب هر دو قمر (کربنکندریت) که شبیه به مواد سیارک‌ها است، از این نظریه حمایت می‌کند و به نظر می‌رسد مدار ناپایدار فوبوس حاکی از دستگیری اخیر باشد. با این حال، مدار هر دو قمر دایره ای و در صفحه استوا است که برای اجسام گرفته شده غیرمعمول است.
اتمسفر و آب و هوا
آب و هوا در مریخ به دلیل وجود جو بسیار نازکی است که 96٪ دی اکسید کربن، 1.93٪ آرگون و 1.89٪ نیتروژن و همچنین ردپایی از اکسیژن و آب تشکیل شده است. این بسیار غبار آلود است و دارای ذرات معلق به قطر 1.5 میکرون است که آسمان مریخ را با مشاهده از سطح به زرد تیره تبدیل می کند. فشار اتمسفر بین 0.4-0.87 کیلو پاسکال متغیر است. این معادل حدود 1٪ از زمین در سطح دریا است.
به دلیل لایه نازک پوسته گازی و فاصله بیشتر از خورشید، سطح مریخ بسیار بدتر از سطح زمین گرم می شود. میانگین دمای آن -46 درجه سانتی گراد است. در زمستان در قطب ها تا 143- درجه سانتیگراد کاهش می یابد و در تابستان در ظهر در خط استوا به 35 درجه سانتیگراد می رسد.
طوفان های گرد و غبار در این سیاره موج می زند که به گردبادهای کوچک تبدیل می شوند. طوفان‌های قوی‌تر زمانی اتفاق می‌افتند که گرد و غبار بالا می‌آید و توسط خورشید گرم می‌شود. بادها شدت می گیرند و طوفان هایی به طول هزاران کیلومتر و چندین ماه به وجود می آورند. آنها در واقع تقریباً کل سطح مریخ را از دید پنهان می کنند.
آثار متان و آمونیاک
در جو این سیاره نیز آثاری از متان یافت شد که غلظت آن 30 قسمت در میلیارد است. تخمین زده می شود کهمریخ باید 270 تن متان در سال تولید کند. پس از رها شدن در اتمسفر، این گاز تنها برای مدت زمان محدودی (0.6-4 سال) می تواند وجود داشته باشد. وجود آن، علیرغم عمر کوتاهش، نشان می دهد که یک منبع فعال باید وجود داشته باشد.
گزینه‌های پیشنهادی شامل فعالیت‌های آتشفشانی، دنباله‌دارها و وجود اشکال حیات میکروبی متانوژن در زیر سطح سیاره است. متان را می توان با فرآیندی غیر بیولوژیکی به نام سرپانتینه شدن، شامل آب، دی اکسید کربن و الیوین، که در مریخ رایج است، تولید کرد.
مارس اکسپرس نیز آمونیاک را شناسایی کرد، اما با طول عمر نسبتاً کوتاه. مشخص نیست چه چیزی آن را تولید می کند، اما فعالیت آتشفشانی به عنوان منبع احتمالی پیشنهاد شده است.
کاوش سیاره
تلاش برای یافتن اینکه مریخ چیست در دهه 1960 آغاز شد. در بازه زمانی 1960 تا 1969، اتحاد جماهیر شوروی 9 فضاپیمای بدون سرنشین را به سیاره سرخ پرتاب کرد، اما همه آنها نتوانستند به هدف برسند. در سال 1964، ناسا پرتاب کاوشگرهای مارینر را آغاز کرد. اولین آنها "Mariner-3" و "Mariner-4" بودند. اولین ماموریت در حین استقرار شکست خورد، اما ماموریت دوم که 3 هفته بعد پرتاب شد، سفر 7.5 ماهه را با موفقیت به پایان رساند.
Mariner 4 اولین تصاویر نزدیک از مریخ را گرفت (نمایش دهانه های برخوردی) و داده های دقیقی را در مورد فشار اتمسفر روی سطح ارائه کرد و به عدم وجود میدان مغناطیسی و کمربند تابشی اشاره کرد. ناسا این برنامه را با پرتاب یک جفت کاوشگر دیگر مارینر 6 و 7 ادامه داد.که در سال 1969 به این سیاره رسید
در دهه 1970، اتحاد جماهیر شوروی و ایالات متحده آمریکا برای اولین بار یک ماهواره مصنوعی را در مدار مریخ قرار دادند. برنامه M-71 شوروی شامل سه فضاپیمای Kosmos-419 (Mars-1971C)، Mars-2 و Mars-3 بود. اولین کاوشگر سنگین در حین پرتاب سقوط کرد. مأموریت‌های بعدی، مریخ ۲ و مریخ ۳، ترکیبی از مدارگرد و فرودگر بودند و اولین ایستگاه‌هایی بودند که به صورت فرازمینی فرود آمدند (غیر از ماه).
آنها با موفقیت در اواسط می 1971 پرتاب شدند و به مدت هفت ماه از زمین به مریخ پرواز کردند. در 27 نوامبر، فرودگر مریخ 2 به دلیل نقص کامپیوتر در داخل هواپیما به صورت تصادفی فرود آمد و اولین شی ساخته دست بشر بود که به سطح سیاره سرخ رسید. در 2 دسامبر، مریخ-3 فرود منظمی داشت، اما ارسال آن پس از 14.5 از پخش قطع شد.
در همین حال، ناسا برنامه مارینر را ادامه داد و در سال 1971 کاوشگرهای 8 و 9 پرتاب شدند. مارینر 8 در حین پرتاب به اقیانوس اطلس سقوط کرد. اما دومین فضاپیما نه تنها به مریخ رسید، بلکه اولین فضاپیمایی بود که با موفقیت به مدار آن پرتاب شد. در حالی که طوفان گرد و غبار در مقیاس سیاره ای ادامه داشت، ماهواره موفق شد چندین عکس از فوبوس بگیرد. با فروکش کردن طوفان، کاوشگر عکس هایی گرفت که شواهد دقیق تری از جریان آب در سطح مریخ ارائه کرد. تپه‌ای به نام برف‌های المپوس (یکی از معدود اجرامی که در طول طوفان گرد و غبار سیاره‌ای قابل مشاهده باقی ماند) نیز پیدا شد که بالاترین شکل‌گیری در منظومه شمسی است که منجر بهتغییر نام آن به کوه المپوس.
در سال 1973، اتحاد جماهیر شوروی چهار کاوشگر دیگر فرستاد: مدارگردهای 4 و 5 مریخ، و همچنین کاوشگرهای مداری و نزولی Mars-6 و 7. همه ایستگاه های بین سیاره ای به جز Mars-7، داده ها را مخابره کردند، و اکسپدیشن Mars-5 موفق ترین بود. قبل از کاهش فشار محفظه فرستنده، ایستگاه موفق به ارسال 60 تصویر شد.
در سال 1975، ناسا وایکینگ 1 و 2 را پرتاب کرد که شامل دو مدارگرد و دو فرودگر بود. ماموریت به مریخ با هدف جستجوی آثار حیات و مشاهده ویژگی های هواشناسی، لرزه ای و مغناطیسی آن انجام شد. نتایج آزمایش‌های بیولوژیکی روی وایکینگ‌ها بی‌نتیجه بود، اما تجزیه و تحلیل مجدد داده‌های منتشر شده در سال 2012 نشانه‌هایی از حیات میکروبی در این سیاره را نشان داد.
مصطفی‌ها اطلاعات بیشتری ارائه کرده‌اند که تأیید می‌کند زمانی آب در مریخ وجود داشته است - سیل‌های بزرگ دره‌های عمیقی به طول هزاران کیلومتر را تشکیل داده‌اند. علاوه بر این، تکه‌های نهرهای منشعب در نیمکره جنوبی نشان می‌دهد که بارندگی در اینجا باریده است.
از سرگیری پروازها
چهارمین سیاره از خورشید تا دهه 1990 مورد کاوش قرار نگرفت، زمانی که ناسا مأموریت رهیاب مریخ را ارسال کرد، که شامل یک فضاپیما بود که با کاوشگر Sojourner در حال حرکت به ایستگاه فرود آمد. این دستگاه در 4 ژوئیه 1987 بر روی مریخ فرود آمد و اثباتی بر دوام فناوری هایی شد که در سفرهای بعدی مورد استفاده قرار خواهند گرفت.مانند فرود کیسه هوا و اجتناب خودکار از موانع.
ماموریت بعدی به مریخ، ماهواره نقشه برداری MGS است که در 12 سپتامبر 1997 به این سیاره رسید و در مارس 1999 عملیات خود را آغاز کرد. در طول یک سال کامل مریخ، از ارتفاع کم، تقریباً در مدار قطبی، به بررسی این ماهواره پرداخت. کل سطح و جو و ارسال داده های سیاره ای بیشتر از مجموع تمام ماموریت های قبلی.
5 نوامبر 2006 ارتباط MGS با زمین قطع شد و تلاش‌های بازیابی ناسا در 28 ژانویه 2007 به پایان رسید
در سال 2001، مدارگرد مریخ اودیسه فرستاده شد تا دریابد مریخ چیست. هدف آن جستجوی شواهدی مبنی بر وجود آب و فعالیت آتشفشانی در این سیاره با استفاده از طیف سنج ها و تصویرگرهای حرارتی بود. در سال 2002، اعلام شد که کاوشگر مقدار زیادی هیدروژن را شناسایی کرده است، که شواهدی از رسوبات عظیم یخ در سه متر بالای خاک در 60 درجه از قطب جنوب است.
در 2 ژوئن 2003، آژانس فضایی اروپا (ESA) یک فضاپیمای مریخ اکسپرس، متشکل از یک ماهواره و فرودگر بیگل 2 را به فضا پرتاب کرد. این کاوشگر در 25 دسامبر 2003 وارد مدار شد و کاوشگر در همان روز وارد جو سیاره شد. قبل از قطع ارتباط ESA با فرودگر، مدارگرد مریخ اکسپرس وجود یخ و دی اکسید کربن در قطب جنوب را تایید کرد.
در سال 2003، ناسا کاوش در این سیاره را تحت برنامه MER آغاز کرد. از دو مریخ نورد Spirit و Opportunity استفاده کرد. ماموریت به مریخ وظیفه کاوش در موارد مختلف را داشتسنگ و خاک به منظور یافتن شواهدی از وجود آب در اینجا.
12.08.05 مدارگرد شناسایی مریخ (MRO) پرتاب شد و در 10.03.06 به مدار سیاره رسید. بر روی این دستگاه ابزارهای علمی طراحی شده برای تشخیص آب، یخ و مواد معدنی در سطح و زیر آن وجود دارد. علاوه بر این، MRO از نسل‌های آینده کاوشگرهای فضایی با نظارت روزانه آب و هوا و شرایط سطحی مریخ، جستجوی مکان‌های فرود آینده، و آزمایش یک سیستم مخابراتی جدید که ارتباط با زمین را سرعت می‌بخشد، پشتیبانی خواهد کرد.
6 اوت 2012، آزمایشگاه علوم مریخ MSL ناسا و مریخ نورد کنجکاوی در دهانه گیل فرود آمدند. با کمک آنها، اکتشافات زیادی در مورد شرایط جوی و سطحی محلی انجام شده است، و ذرات آلی نیز شناسایی شده اند.
در 18 نوامبر 2013، در تلاشی دیگر برای یافتن اینکه مریخ چیست، ماهواره MAVEN به فضا پرتاب شد که هدف آن مطالعه جو و رله سیگنال های مریخ نوردهای رباتیک است.
تحقیق ادامه دارد
چهارمین سیاره از خورشید پس از زمین، بیشترین مطالعه شده در منظومه شمسی است. در حال حاضر، ایستگاه‌های فرصت و کنجکاوی در سطح آن کار می‌کنند و 5 فضاپیما در مدار کار می‌کنند - Mars Odyssey، Mars Express، MRO، MOM و Maven.
این کاوشگرها تصاویر بسیار دقیقی از سیاره سرخ گرفته اند. آنها به کشف این موضوع کمک کردند که زمانی در آنجا آب وجود داشته است و تأیید کردند که مریخ و زمین بسیار شبیه به هم هستند - آنها کلاهک های قطبی، فصل ها، جو و جو دارند.وجود آب آنها همچنین نشان دادند که حیات ارگانیک می تواند امروز وجود داشته باشد و به احتمال زیاد قبلا وجود داشته است.
وسواس بشریت نسبت به مریخ همچنان ادامه دارد و تلاش های ما برای مطالعه سطح آن و کشف تاریخچه آن هنوز به پایان نرسیده است. در دهه های آینده، احتمالاً به ارسال مریخ نوردها به آنجا ادامه خواهیم داد و برای اولین بار مردی را به آنجا می فرستیم. و با گذشت زمان، با توجه به در دسترس بودن منابع لازم، سیاره چهارم از خورشید روزی قابل سکونت خواهد شد.
