Орбитальные характеристики Марса

Министерство образования Республики Беларусь

ГОУ Лицей №1

Планета: Марс

Выполнил ученик 11 «Е» класса

Лавник Андрей Анатольевич

Г. Лида

Г.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение --------------------------------------------------------------------------------------------3

1. Основные сведения о Марсе ---------------------------------------------------------------4

2. Физические свойства Марса ---------------------------------------------------------------6

3. Орбитальные характеристики Марса --------------------------------------------------7

4. Атмосфера Марса -------------------------------------------------------------------------- 9

5. Температура на Марсе ---------------------------------------------------------------------10

6. Рельеф Марса --------------------------------------------------------------------------------11

7. Магнитное поле Марса --------------------------------------------------------------------13

Вывод --------------------------------------------------------------------------------------------- 14

Приложение 1. Изображение Марса ------------------------------------------------------15

Приложение 2. Внутреннее строение Марса --------------------------------------------16

Литература ---------------------------------------------------------------------------------------17

ВВЕДЕНИЕ

Марс назвали в честь бога войны за свой кроваво-красный цвет, который

сразу же бросается в глаза и еще более интенсивен при наблюдениях в

телескоп. К сожалению, это название оказалось весьма символическим,

когда на рубеже нашего столетия, именно из-за этой планеты среди

астрономов разгорелись настоящие баталии. На одной из сражающихся сторон

был Персиваль Ловелл, несший знамя, впревые поднятое Скипарелли, и

его сторонники ,на другой - значительная часть астрономического мира.

Поводом для баталий послужили марсианские "каналы", которые наблюдал

Скипарелли и Ловелл.

Марс — четвёртая по удалённости от Солнца и седьмая по размерам планета Солнечной системы; масса планеты составляет 10,7 % массы Земли. Названа в честь Марса — древнеримского бога войны, соответствующего древнегреческому Аресу. Иногда Марс называют «красной планетой» из-за красноватого оттенка поверхности, придаваемого ей оксидом железа.

Марс — планета земной группы с разреженной атмосферой (давление у поверхности в 160 раз меньше земного).

Основные сведения о Марсе

Марс — четвёртая по удалённости от Солнца (после Меркурия, Венеры и Земли) и седьмая по размерам (превосходит по массе и диаметру только Меркурий) планета Солнечной системы. Масса Марса составляет 10,7 % массы Земли (6,423·1023 кг против 5,9736·1024 кг для Земли), объём — 0,15 объёма Земли, а средний линейный диаметр — 0,53 диаметра Земли (6800 км).

Рельеф Марса обладает многими уникальными чертами. Марсианский потухший вулкан гора Олимп — самая высокая известная гора на планетах Солнечной системы (самая высокая известная гора в Солнечной системе на астероиде Веста), а долины Маринер — самый крупный известный каньон. Помимо этого, в июне 2008 года три статьи, опубликованные в журнале «Nature», представили доказательства существования в северном полушарии Марса самого крупного известного ударного кратера в Солнечной системе. Его длина — 10,6 тыс. км, а ширина — 8,5 тыс. км, что примерно в четыре раза больше, чем крупнейший ударный кратер, до того также обнаруженный на Марсе, вблизи его южного полюса.

В дополнение к схожести поверхностного рельефа, Марс имеет период вращения и смену времён года аналогичные земным, но его климат значительно холоднее и суше земного.

Вплоть до полёта к Марсу автоматической межпланетной станции «Маринер-4» в 1965 году многие исследователи полагали, что на его поверхности есть вода в жидком состоянии. Это мнение было основано на наблюдениях за периодическими изменениями в светлых и тёмных участках, особенно в полярных широтах, которые были похожи на континенты и моря. Тёмные длинные линии на поверхности Марса интерпретировались некоторыми наблюдателями как ирригационные каналы для жидкой воды. Позднее было доказано, что большинство этих темных линий являются оптической иллюзией.

Из-за низкого давления вода может существовать в жидком состоянии только в пяти районах поверхности Марса. Вполне вероятно, что в прошлом условия были иными, и поэтому наличие примитивной жизни на планете исключать нельзя. 31 июля 2008 года вода в состоянии льда была обнаружена на Марсе космическим аппаратом НАСА «Феникс».

Физические свойства Марса

По линейному размеру Марс почти вдвое меньше Земли — его экваториальный радиус равен 3396,9 км (53,2 % земного). Площадь поверхности Марса примерно равна площади суши на Земле.

Полярный радиус Марса примерно на 20 км меньше экваториального, хотя период вращения у планеты больший, чем у Земли, что даёт повод предположить изменение скорости вращения Марса со временем.

Масса планеты — 6,418·1023 кг (11 % массы Земли). Ускорение свободного падения на экваторе равно 3,711 м/с² (0,378 земного); первая космическая скорость составляет 3,6 км/с и вторая — 5,027 км/с.

Период вращения планеты — 24 часа 37 минут 22,7 секунд (относительно звёзд), длина средних солнечных суток (называемых солами) составляет 24 часа 39 минут 35,24409 секунды, всего на 2,7 % длиннее земных суток. Марсианский год состоит из 668,6 марсианских солнечных суток.

Марс вращается вокруг своей оси, наклонённой к перпендикуляру плоскости орбиты под углом 25,19°. Наклон оси вращения Марса обеспечивает смену времён года. При этом вытянутость орбиты приводит к большим различиям в их продолжительности — так, северная весна и лето, вместе взятые, длятся 371 сол, то есть заметно больше половины марсианского года. В то же время, они приходятся на участок орбиты Марса, удалённый от Солнца. Поэтому на Марсе северное лето долгое и прохладное, а южное — короткое и жаркое.

Орбитальные характеристики Марса

Сразу же после появления лазеров и начала исследования взаимодействия ла­зерного луча с различными материалами стало ясно, что этот инструмент может найти широкое применение в разнообразных промышленных технологических процессах. Дело в том, что лазерный импульс несёт в себе огромный запас энер­гии (рубиновый лазер при кратковременном импульсе может достичь мощности в несколько миллиардов ватт. При попадании подобного луча на поверхность мате­риала он вызывает мгновенное разогревание этой поверхности вплоть до испаре­ния даже очень тугоплавкого материала. Это обстоятельство используется при сверлении отверстий в твердых материалах, резке и сварке металлов и пластмасс, заточке режущих инструментов, в том числе изготовленных из сверхтвердых сплавов. Сверление отверстий в алмазных фильерах при помощи традиционных способов занимает около двух часов. Этот же процесс, осуществляемый при по­мощи лазерной установки, длится не более 0,1 секунд. Для того чтобы прожечь стальную пластинку толщиной 1 мм лучом лазера, достаточно импульса длитель­ностью в одну тысячную секунды с энергией 0,5 дж. В результате получается от­верстие порядка 0,1—0,2 мм. Лучом такой же мощности можно сварить два куска фольги толщиной 0,05мм или две тонкие проволочки.

Чтобы прожечь стальную пластинку толщиной до 5 мм, нужен импульс с энер­гией от 20 до 100 дж. В этом случае луч лазера необходимо сфокусировать в одну точку, для чего применяется система линз. Отверстия, образующиеся в металле под действием такого луча, обычно бывают довольно большого диаметра.

Современная радиоэлектронная промышленность выпускает большое число разнообразных приборов и устройств от простого радиоприёмника до сверхсовре­менных компьютеров. Основу этих устройств составляют полупроводниковые блоки и интегральные схемы, имеющие очень небольшие размеры и тонкую структуру. Соединение отдельных блоков в единое целое часто сопряжено с опре­делёнными трудностями. И здесь на выручку приходят лазерные технологии, по­зволяющие соединить между собой и с изолирующей подложкой эти тонкие узлы. Лазерный луч можно сконцентрировать в очень тонкий пучок, имеющий на малых

расстояниях практически нулевую расходимость. Это позволяет сконцентрировать излучаемую энергию на очень малой площади, например, соответствующей пло­щади контакта между блоками электронной схемы.

Другой важной областью применения лазеров в промышленности можно счи­тать использование их в различных контрольно-измерительных приборах. Луч ла­зера представляет собой электромагнитную волну со строго определённой длин­ной. Зная какое количество длин волн данного лазера укладывается в определён­ном отрезке, например, в одном метре, всегда можно вычислить расстояние от ис­точника лазерного излучения до того или иного объекта. На практике это опреде­ляется по потере мощности лазерного излучения при отражении его от объекта. Отражённый луч лазера воспринимается фотоэлементом, в результате чего в ана­лизирующей электрической цепи возникает ток, пропорциональный интенсивно­сти отражённого луча. Лазерные установки могут быть так же использованы для контроля степени чистоты обработки поверхности материала и даже внутренней структуры этих материалов.

Атмосфера Марса

Сильно разочаровывает атмосфера Марса. Среднее давление составляет

0.6% от земного .Она, подобно венерианской состоит из углекислого газа

(0.95 по объему), азота, аргона и кислорода ( 0.02% по объему). Большой

интерес представляет содержание водяного пара, особенно в связи с

вопросами о природе облаков и возможности существования жизни на

Марсе. Если осадить всю воду (пар) Марса, то получится слой в 0.1 мм.

Количество водяного пара на Марсе, по-видимому, оставалось постоянным и

равным 1.3 км воды в течение трех марсианских месяцев наблюдений.

Планета окутана газовой оболочкой, атмосферой, которая имеет меньшую

плотность, чем земная. Даже в глубоких впадинах Марса, где давление

атмосферы наибольшее, оно приблизительно в 100 раз меньше, чем у

поверхности Земли, а на уровне марсианских горных вершин; в 500-1000 раз

меньше. Тем не менее в атмосфере Марса наблюдаются облака и постоянно

присутствует более или менее плотная дымка из мелких частиц пыли и

кристалликов льда. Как показали снимки с американских автоматических

посадочных станций "Викинг-1" и "Викинг-2", марсианское небо в ясную

погоду имеет розоватый цвет, что объясняется рассеянием солнечного света

на пылинках и подсветкой дымки оранжевой поверхностью планеты. . При

отсутствии облаков газовая оболочка Марса значительно прозрачнее, чем

земная, в том числе и для ультрафиолетовых лучей, опасных для живых

организмов. Солнечные сутки на Марсе длятся 24 часа 39 минут 35 секунд.

Температура Марса

Температура поверхности Марса была довольно хорошо изучена

по наземным наблюдениям в инфракрасных лучах. Максимальная температура-33

град. по Цельсию достигает вблизи подсолнечной точки. Самая низкая

температура -139 град. по Цельсию наблюдается вблизи южного полюса, где

может конденсироваться углекислый газ. Для Марса характерен резкий

перепад температур. В так называемых оазисах, в районах озера Феникс

(плато Солнца) и земли Ноя перепад температур составляет от -53 до +22

град. по Цельсию летом и от -103 до -43 градусов зимой. Итак, Марс -

весьма холодный мир.

Температурные условия на Марсе суровы с точки зрения жителя Земли. .

Полученные из наблюдений сведения о температуре явились ключом к

объяснению природы полярных шапок, которые при наблюдениях в телескоп

видны как светлые, почти белый пятна возле полюсов планеты. Когда в

северном полушарии Марса наступает лето, северная полярная шапка быстро

уменьшается, но в это время растет другая; возле южного полюса, где

наступает зима. В конце XIX-XX в. считали, что полярные шапки Марса; это

ледники и снега.

По современным данным, обе полярные шапки Марса; северная и южная;

состоят из твердой двуокиси углерода, т.е. сухого льда, который

образуется при замерзании углекислого газа, входящего в состав

марсианской атмосферы, и из водяного льда с примесью минеральной пыли.

Рельеф Марса

Повторяющийся характер изменений в полярных шапках прямо указывает

на то, что эти белые области состоят из обычного водяного снега, который

тает при возрастании температуры. Не исключено, что они состоят из

замершего углекислого газа, или "сухого льда". Кроме полярных шапок на

Марсе отмечаются такие образования, как вулканы, горы. Например, кратер горы Арсия - в поперчнике около 125 км. С вулканами и поднятиями Фарсида связаны огромные системы трещин и гряд, некоторые из них тянутся на 1000 км и в целом имеют радиальное направление из центральной области больших вулканов. Эти трещины и гряды свидетельствующих о напряжениях, возникших при поднятии всей области Фарсида. Помимо этих гор, вулканов и потоков лавы конвекция в

некогда расплавленных недрах Марса породила величественные рифтовые

долины, вероятно, родственные большим океаническим рифтам на Земле,

которые выходят на сушу в Эфиопии. Очень загадочным представляется еще

одно образование - лицо (см. фото в конце). Некоторые считают, что это

следы цивилизации. Однако скорее всего это следы различных процессов,

протекающих на Марсе.

В 1975 году на основе материалов телевизионной съемки всей поверхности

планеты с космических аппаратов была составлена карта марсианского

рельефа, многие из которых уже получили названия, и на карте Марса

появились имена деятелей науки и культуры, в том числе русских и

советских ученых: кратеры Ломоносов, Королев, Фесенков и другие.

Нанесенные на карты Марса еще XIX веке темные области в основном

сохраняют свои очертания, но в научной литературе указаны многочисленные

примеры местных изменений отражательных свойств отдельных районов Марса.

Ветро-пылевая гипотеза, разрабатываемая в последние годы в США для

объяснения изменений на Марсе, впервые была предложена известным

советским астрономом В.В. Шароновым еще до полетов к

Марсу космических аппаратов. В течение многих лет популярными были

гипотезы, в основе которых лежит изменение оптических свойств некоторых

веществ под влиянием изменений на Марсе биосферы, т.е. живых организмов.

Задача поисков жизни на Марсе была одной из основных в американской

программе "Викинг" (посадка на Марс в 1976 году и одновременно

наблюдения с орбитальных аппаратов). Однако обнаружить какие-либо следы

жизни не удалось. Не оказалось в образцах грунта и органических

соединений. Были проведены исследования элементарного состава образцов

марсианского грунта. Найдено близкое сходство химического состава

образцов в двух взаимно удаленных местах посадки. В исследованных

образцах обнаружено содержание окислов кремния и железа. Содержание серы

(вероятно, в виде сульфатов) в десятки раз больше, чем в земной коре.

На снимках Марса найдены следы как ударно-метеоритной, так и

вулканической активности, а также следы движений, поднятий и

растрескиваний марсианской коры и следы многих процессов разрушения и

сглаживания рельефа поверхности, перемещения и отложения насосов.

Перепад высоты между высочайшими вершинами и наиболее глубокими

впадинами на Марсе составляет около 20 км. Для марсианских гор

характерны многовершинные, в основном сглаженные формы. Кроме того,

обнаружены типичные вулканические конусы с кратерами на вершине. Предпринятые на борту искусственных спутников Марса поиски признаков современной активности марсианских вулканов пока не дали положительных результатов.

Вода на Марсе

Многие очень извилистые русла, разветвленная система притоков

свидетельствует о том ,что в прошлом поверхность планеты бороздили мощные

потоки воды. Были ли на Марсе когда-нибудь океаны или озера воды?

Вероятно, нет, потому что тогда должна была бы существовать плотная

атмосфера, от которой остались бы тяжелые инертные газы, а они не

наблюдаются. Приходится расстаться с иллюзиями, что Марс когда-то был

раем.

Вывод

Хочу от себя добавить, что марс очень интересная планета. Меня она заинтересовала тем , что на ней возможно, есть жизнь , а так же ее необычная траектория вращения , это необычно и интересно . Я думаю в будущем мы узнаем о Марсе больше.

Приложение 1.

Приложение 2.

ЛИТЕРАТУРА

1. Бурба Г. А. Номенклатура деталей рельефа Марса. — М.: Наука, 1981. — 85 с. — 1000 экз.

2. Владимир Сурдин. Марс: Великое противостояние. — М.: Физматлит, 2004. — 240 с. — ISBN 5-9221-0454-3

3. И. А. Комаров, В. С. Исаев. Криология Марса и других планет солнечной системы. — М.: Научный мир, 2010. — 296 с. — 500 экз. — ISBN 978-5-91522-138-2

4. Маров М. Я. Планеты Солнечной системы. — 2-е изд. — М.: Наука, 1986. — 320 с.

5. Гребеников Е. А., Рябов Ю. А. Поиски и открытия планет. — М.: Наука, 1975. — 216 с. — (Главная редакция физико-математической литературы). — 65 000 экз.

6. Солнечная система / Ред.-сост. В. Г. Сурдин. — М.: Физматлит, 2008. — 400 с. — ISBN 978-5-9221-0989-5

7. Бронштэн В. А. Планета Марс. — М.: Наука, 1977.

8. Gunter Faure, Teresa M. Mensing. Introduction to planetary science: the geological perspective. — Springer, 2007. — 526 p. — ISBN 978-1-4020-5233-0

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: