أقرب قمر صناعي للمريخ. "الخوف" و"الرعب" من الكوكب الأحمر

ولد عالم الفلك الأمريكي آساف هول في 15 أكتوبر 1829. في عام 1877، قام باكتشافه الأكثر أهمية: خلال أقرب نهج للأرض والمريخ، اكتشف قمرين صناعيين للأخير - ديموس وفوبوس.

تكريما للعالم وجدنا بعض الحقائق المثيرة للاهتمام حول الأشياء التي اكتشفها.

1. يواجه ديموس وفوبوس دائمًا نفس الجانب تجاه المريخ. ويرجع ذلك إلى حقيقة أنها تسمى الأقمار الصناعية المتزامنة: تتزامن فترة ثورة كل منها مع فترة الثورة المقابلة حول المريخ. وفي هذا الصدد، يشبه ديموس وفوبوس القمر، الذي لا يمكن رؤية الجانب البعيد منه أبدًا من سطح الأرض.

2. يعتقد العلماء أن ديموس سيسقط يومًا ما على المريخ. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن حركة هذا القمر الصناعي تتباطأ بسبب تأثير المد والجزر على الكوكب. وقد ثبت أنه كل مائة عام يصبح فوبوس أقرب إلى المريخ بمقدار 9 سم، وفي حوالي 11 مليون سنة سينهار على سطحه. ومع ذلك، وبفضل نفس العمليات، قد ينهار فوبوس ببساطة خلال 7.6 مليون سنة.

3. على عكس القمر والأقمار الصناعية الأخرى في النظام الشمسي، فإن ديموس وفوبوس لديهما شكل غير منتظم بشكل واضح، ويبدوان في المظهر أشبه بزوج من الحجارة المرصوفة بالحصى. وبشكل أكثر دقة، فإن شكلها قريب من الشكل الإهليلجي ثلاثي المحاور.

4. أحجام ديموس وفوبوس صغيرة جدًا. للمقارنة، يبلغ نصف قطر القمر 158 ضعف نصف قطر فوبوس وحوالي 290 ضعف نصف قطر ديموس. هذا الأخير، حتى القرن الحادي والعشرين، كان يعتبر أصغر قمر صناعي للنظام الشمسي. الأمر نفسه ينطبق على المسافة من "المضيف": فالقمر يقع على مسافة 384 ألف كيلومتر من الأرض، وديموس وفوبوس على بعد 23 و9 آلاف كيلومتر من المريخ على التوالي.

5. لم يتم اختيار أسماء الأقمار الصناعية عن طريق الصدفة: في الأساطير اليونانية القديمة، كان فوبوس ("الخوف") ودييموس ("الرعب") آلهة رافقوا إله الحرب آريس في المعارك. في الأساطير الرومانية، أخذ المريخ مكان آريس. وهكذا، كان فوبوس ودييموس أيضًا من أقمار المريخ في المعتقدات القديمة.

6. لا يوجد عمليا أي جاذبية على فوبوس، أو بالأحرى، لا توجد جاذبية عمليا على الجانب "المريخي". ويرجع ذلك في المقام الأول إلى قرب القمر الصناعي من سطح المريخ والجاذبية القوية للكوكب. وفي أجزاء أخرى من القمر الصناعي، تختلف قوة الجاذبية.

7. ولا تزال مسألة ظهور أقمار المريخ موضوع نقاش ساخن حتى يومنا هذا. إن الشكل غير المعتاد لديموس وفوبوس وبعض الميزات الأخرى يجعل نسخة المريخ شائعة وهي تلتقط كويكبين وتحولهما إلى أقمار صناعية. ومع ذلك، فإن الاختلاف في هيكلها عن كائنات مجموعة الكويكبات التي يمكن أن تكون جزءًا منها، يتعارض مع هذا الإصدار. وفقًا لإحدى الفرضيات، قد يكون ديموس وفوبوس جزءًا من قمر صناعي واحد كان منقسمًا في السابق.

8. بعض التشابه بين ديموس وفوبوس مع الكويكبات، بالإضافة إلى موقعهما القريب من سطح المريخ، سيساعد غزاة الفضاء بين الكواكب في استعمار الفضاء في المستقبل. من المحتمل أن يختبروا على الأقمار الصناعية المريخية وسائل استعمار الكويكبات بعد أن يكون المريخ نفسه قد تم تطويره نسبيًا.

9. وحتى قبل الاكتشاف الرسمي في عام 1877، كانت هناك تكهنات حول قمرين صناعيين للمريخ. تم طرح نظرية مثيرة للاهتمام من قبل يوهانس كيبلر في عام 1610: بالنظر إلى القمر وكوكب المشتري، حيث كانت أربعة أقمار صناعية معروفة في ذلك الوقت، اقترح كيبلر أن عدد الأقمار الصناعية للكواكب يزيد بشكل كبير مع المسافة من الشمس. وبالتالي، لا بد أن المريخ كان لديه اثنين. كما تحدث الكاتبان فولتير وجوناثان سويفت عن رفيقين. بالمناسبة، فإن الكائنين الوحيدين الموجودين في ديموس (فوهتي سويفت وفولتير) اللتين لهما أسماء خاصة بهما تمت تسميتهما باسمهما.

“...بالإضافة إلى ذلك، اكتشفوا نجمين صغيرين، أو قمرين صناعيين، يدوران حول المريخ، يبلغ قطر النجم الداخلي منهما 3 أضعاف قطر مركز الكوكب، والخارجي 5؛ الأول يدور في الفضاء في 10 ساعات، والثاني في 21.5 بحيث تكون نسبة مربعات هذه الفترات قريبة جدًا من نسبة مكعبات أبعادها من مركز المريخ؛ وكان هذا دليلاً مقنعاً بالنسبة لهم على ظهور نفس قانون الجاذبية الذي يحكم الحركة حول الأجسام الضخمة الأخرى.

هناك العديد من الألغاز المرتبطة بالمريخ، وأحدها ورد في هذه العبارة من رواية جوناثان سويفت عن مغامرات جاليفر. قبل مائة وخمسين عاماً من اكتشاف أقمار المريخ، تمكن كاتب إنجليزي من التنبؤ بوجودها!

التفاصيل الأكثر إثارة للدهشة في هذا التنبؤ هي الفترة المدارية القصيرة للقمر الصناعي الداخلي البالغة 10 ساعات. وهي أقصر بكثير من فترة 42 ساعة لآيو، وهو أسرع الأقمار العشرة المعروفة في زمن سويفت، وفي الوقت نفسه تتوافق تقريبًا مع الفترة المدارية الحقيقية لفوبوس البالغة 8 ساعات. لم يكن سويفت مستبصرًا كما يبدو للوهلة الأولى. ويتزامن اختيار قيم المسافة لأقطار الكواكب الثلاثة والخمسة بشكل وثيق جدًا مع المسافة من كوكب المشتري إلى قمريه آيو وأوروبا. ومع ذلك، من الصعب تفسير سبب توقع سويفت فترة 10 ساعات للقمر الصناعي الأول. وحتى لو أخذنا نظام أقمار المشتري كنموذج للترتيب المكاني لأقمار المريخ، فلا يمكن استخلاص الفترات بالقياس البسيط. إذا كان لدى المريخ نفس كثافة الأرض، فيجب أن يدور القمر الصناعي الأول على مسافة ثلاثة أقطار كوكبية في حوالي يوم واحد؛ فإذا كانت الكثافة هي نفس كثافة كواكب مجموعة المشتري، فإن الفترة المدارية يجب أن تكون قريبة من يومين. ينص مقطع من كتاب مبادئ نيوتن على أن "الكواكب الأصغر حجمًا، مع تساوي الأشياء الأخرى، لها كثافة أكبر بكثير". يبلغ قطر كوكب المشتري حوالي 22 مرة أكبر من قطر المريخ. إذا قبلنا أن كثافة المريخ تبلغ 22 ضعف كثافة كوكب المشتري (والتي تبدو الآن قيمة عالية بشكل سخيف)، فيجب أن يكون لدى القمر الصناعي الداخلي فترة مدتها 10 ساعات. قام سويفت بتطبيق قانون كيبلر الثالث بشكل صحيح، ولكن يبدو أنه حصل على مساعدة من أحد المتخصصين.

بالمناسبة، لم يكن سويفت الكاتب العظيم الوحيد في القرن الثامن عشر

"اكتشف" أقمار المريخ. فرانسوا ماري فولتير - سيد أفكار القرن الرائع

التنوير، الكتابة في 1752. وذكرت أيضًا القصة الرائعة "Micromegas"

"قمرين للمريخ." ولكن بشكل عابر، وبدون التفاصيل التي ذكرها سويفت،

"الدليل" الوحيد هو هذا الاعتبار: سيكون هناك قمر واحد

لا يكفي لإضاءة كوكب بعيد عن الشمس ليلاً! (يقول: "... لكان المسافرون قد رأوا أن كوكب المريخ هذا له قمران من أقماره، لم يكتشفهما علماء الفلك لدينا. وأنا متأكد من أن الأب كاستيل سيجادل ضد وجود هذين القمرين، وحتى بذكاء شديد،" لكنني أتفق مع أولئك الذين يقولون بالقياس إن أفضل الفلاسفة يعرفون مدى صعوبة أن يكون للمريخ أقل من قمرين، لأنه التالي من الشمس.

وحتى قبل ذلك، ذكر فونتينيل، في خطاباته حول تعدد العوالم، أن المريخ قد يكون لديه أقمار صناعية. هناك، يقدم الطالب في النزاع الحجج التالية: "لقد أعطت الطبيعة الكثير من الأقمار لزحل والمشتري - وهذا نوع من الدليل على أن المريخ لا يمكن أن يفتقر إلى الأقمار".

يمكن العثور على الحدس بأن المريخ له قمرين في كتابات يوهانس كيبلر، الذي جادل مرارًا وتكرارًا حول مبادئ تعتمد على الانسجام أو القياس. وفي رسالة إلى جاليليو، كتب كيبلر: “إنني بعيد كل البعد عن الشك في اكتشاف الكواكب الأربعة المحيطة بالمشتري، لدرجة أنني أرغب بشدة في امتلاك تلسكوب حتى أتمكن، إن أمكن، من أن أسبقكم في اكتشاف كوكبين يدوران حول المريخ ( الرقم يتوافق مع متطلبات التناسب)، ستة أو ثمانية حول زحل وربما واحد قريب

عطارد والزهرة." ومع ذلك، قبل الاكتشاف الحقيقي، وليس "الخيال العلمي"، لأقمار المريخ، كان على البشرية أن تنتظر حتى عام 1877، الذي أصبح "مريخيًا" حقًا. قام جيوفاني سكياباريللي في ذلك الوقت بوضع العالم الفلكي بأكمله على قدميه، حيث أبلغ عن وجود "قنوات" و"بحار" على الكوكب الأحمر. وكان لهذه "الحمى المريخية" أيضًا أساس موضوعي: كان عام 1877 هو عام المواجهة الكبرى، التي اقترب فيها المريخ والأرض كثيرًا من بعضهما البعض. لا يستطيع عالم الفلك ذو الخبرة إهمال مثل هذه الظروف المواتية. قاعة آساف (1829-1907)، الذي اكتسب بالفعل مكانة كبيرة كواحد من أفضل المراقبين والآلات الحاسبة في مرصد هارفارد وأستاذ الرياضيات في المرصد البحري (واشنطن). 12 أغسطس 1877 وفي المساء، نظر هول من خلال تلسكوب مرصد M. مقاس 26 بوصة ورأى جسمًا أطلق عليه اسم "النجم المريخي". وبعد أسبوع، تمكن هول من التحقق من أن هذا "النجم" كان في الواقع قمرًا صناعيًا للمريخ، وبالإضافة إلى ذلك، اكتشف قمرًا صناعيًا ثانيًا للمريخ (17 أغسطس)، ولا يمكن رؤية فوبوس وديموس إلا من خلال قمر صناعي كبير التلسكوب عبارة عن نقاط ضوئية خافتة جدًا بالقرب من قرص المريخ اللامع. (من الممكن تصويرهم باستخدام التلسكوب الأرضي فقط من خلال تغطية صورة المريخ اللامع بقناع خاص).

بعد أن علمت بالاكتشاف من الصحف، اقترحت إحدى تلميذات المدارس الإنجليزية أسماء هول للأجرام السماوية الجديدة: إله الحرب في الأساطير القديمة يرافقه دائمًا نسله - الخوف والرعب، لذلك دع أعمق الأقمار الصناعية تسمى فوبوس، والخارجية ديموسلأن هذه هي الطريقة التي تبدو بها هذه الكلمات في اليونانية القديمة. تبين أن الأسماء كانت ناجحة وظلت عالقة إلى الأبد.

يدور فوبوس حول المريخ على مسافة 9400 كيلومتر من مركز الكوكب، وسرعة دورانه عالية جدًا بحيث يكمل دورة واحدة في ثلث يوم مريخي، متجاوزًا الدوران اليومي للكوكب. ولهذا السبب، يرتفع فوبوس في الغرب ويهبط تحت الأفق في الشرق. يتصرف Deimos أكثر مألوفة بالنسبة لنا. وتبلغ بعده عن مركز الكوكب أكثر من 23 ألف كيلومتر، ويستغرق إكمال دورة واحدة ما يقرب من يوم واحد أكثر من فوبوس.

نُشرت أحدث التحديدات لمدارات فوبوس وديموس في أعمال سنكلير (1972)، وشور (1975)، وبورن ودوكسبري (1975). يعتمد العملان الأولان على عمليات الرصد الأرضية، والثالث على التصوير التلفزيوني للصور من مارينر 9. تتمتع جميع التعريفات الثلاثة بدقة مماثلة، وتتيح التقويمات الفلكية المبنية عليها التنبؤ بمواقع الأقمار الصناعية بخطأ يتراوح بين 50 إلى 100 كيلومتر.

وإلى أن يتم الحصول على بيانات أكثر دقة عن أقمار المريخ، حاول العلماء تحديد كتلة فوبوس، مفترضين خطأً أن سبب التباطؤ هو كبحه في الغلاف الجوي المريخي. ومع ذلك، فإن النتائج الأولى لم تشجع علماء الفلك: فقد تبين أنه على الرغم من حجمه الكبير، كان القمر الصناعي خفيفًا جدًا. لاحظ عالم الفيزياء الفلكية الشهير جوزيف سامويلوفيتش شكلوفسكي (1962) أن الكبح الجوي سيكون كافيًا عند كثافة منخفضة جدًا من فوبوس، وفي هذا الصدد طرح فرضية جريئة وغير متوقعة مفادها أن أقمار المريخ ... فارغة في الداخل، وبالتالي، فهي من أصل اصطناعي لم يتم تأكيد تأكيد شكلوفسكي، لكنها حفزت البحث في الأسباب المحتملة الأخرى للتسارع العلماني لفوبوس. وقد يكون أحدها مدًا وجزرًا يحدث في قشرة المريخ بسبب جاذبية القمر الصناعي. يمكن أن يسبب ضغط الإشعاع الشمسي أيضًا تأثيرًا ملحوظًا (Vinogradova and Radzievsky، 1965).

وكان لا بد من التخلي عن وجهة النظر هذه بعد أن أرسلت مجسات فضائية صورًا لأقمار المريخ إلى الأرض. وفي عام 1969، وهو نفس العام الذي هبط فيه البشر على سطح القمر، أرسلت محطة الكواكب الأوتوماتيكية الأمريكية مارينر 7 إلى الأرض صورة ظهر فيها فوبوس بالصدفة، وكانت مرئية بوضوح على خلفية قرص المريخ. علاوة على ذلك، كان هناك ظل ملحوظ في الصورة

فوبوس على سطح المريخ، وهذا الظل لم يكن مستديراً، بل ممدوداً!

وبعد أكثر من عامين، تم تصوير فوبوس وديموس خصيصًا بواسطة محطة مارينر 9. لم يتم الحصول على أفلام تلفزيونية ذات دقة جيدة فحسب، بل تم أيضًا الحصول على النتائج الأولى للملاحظات باستخدام مقياس الأشعة تحت الحمراء ومطياف الأشعة فوق البنفسجية. واقترب مارينر 9 من الأقمار الصناعية على مسافة 5000 كيلومتر، وأظهرت الصور أجسامًا يبلغ قطرها عدة مئات من الأمتار.

في الواقع، اتضح أن شكل فوبوس وديموس بعيد للغاية عن المجال الصحيح. يبدو كلا القمرين مثل البطاطس المستطيلة. تبلغ أبعاد فوبوس 28*20*18 كم. أما ديموس فهو أصغر حجما فأبعاده 16*12*10 كم. أتاحت تكنولوجيا القياس عن بعد الفضائية توضيح أبعاد هذه الأجرام السماوية، والتي لن تخضع بعد الآن لتغييرات كبيرة. ووفقا لأحدث البيانات، يبلغ طول المحور شبه الرئيسي لفوبوس 13.5 كيلومترا، ودييموس 7.5 كيلومترا، في حين يبلغ المحور الأصغر 9.4 و 5.5 كيلومترا على التوالي. وهي تتكون من نفس الصخر الداكن، الذي يشبه مادة بعض النيازك والكويكبات. تبين أن سطح أقمار المريخ وعرة للغاية: فجميعها تقريبًا مليئة بالتلال وحفر النيزك، ومن الواضح أنها من أصل اصطدامي. من المحتمل أن سقوط النيازك على سطح غير محمي بالغلاف الجوي، والذي استمر لفترة طويلة للغاية، يمكن أن يؤدي إلى مثل هذا التثلم.

تسميات لأسماء الحفر على فوبوس ودييموس

أكبر حفرة على فوبوس تسمى ستكني(تكريما لزوجة عالمة الفلك أنجلينا ستكني هول). أبعادها قابلة للمقارنة بحجم القمر الصناعي نفسه. لا بد أن التأثير الذي أدى إلى ظهور مثل هذه الحفرة قد هز فوبوس حرفيًا. من المحتمل أن يكون الحدث نفسه قد تسبب في تكوين نظام من الأخاديد المتوازية الغامضة بالقرب من فوهة ستيكني. يمكن تتبعها لمسافات تصل إلى 30 كم ويبلغ عرضها 100-200 م وعمقها 10-20 م.

هناك ميزة أخرى لتضاريس فوبوس مثيرة للاهتمام. نحن نتحدث عن بعض الأخاديد الغامضة، كما لو أنها صنعت بواسطة محراث، غير معروف، ولكن حذر للغاية. علاوة على ذلك، وعلى الرغم من أنها تغطي أكثر من نصف سطح القمر الصناعي، فإن كل هذه "التلال" تتركز فقط في منطقة واحدة من فوبوس في الجزء الشمالي منه.

وتمتد الأخاديد لعشرات الكيلومترات، ويتراوح عرضها في مناطق مختلفة من 100 إلى 200 متر، ويختلف عمقها أيضًا في أماكن مختلفة. كيف تشكلت هذه الأخاديد؟ وألقى بعض العلماء اللوم على جاذبية المريخ التي يمكن أن تشوه وجه القمر الصناعي بمثل هذه التجاعيد. ولكن من المعروف أن فوبوس في العصر الأولي لوجوده كان أبعد عن جسمه المركزي مما هو عليه الآن. منذ حوالي مليار سنة فقط، ومع اقتراب المريخ تدريجيًا، بدأ يشعر حقًا بقوة المد والجزر. ولذلك، لا يمكن أن تكون الأخاديد قد ظهرت في وقت سابق، وهذا يتناقض مع البيانات التي تفيد بأن عمر الأخاديد أكبر بكثير، ربما 3 مليارات سنة. بالإضافة إلى ذلك، يستمر تأثير جاذبية المريخ على فوبوس حتى يومنا هذا، مما يعني أنه يجب أن تكون هناك أخاديد جديدة جدًا على سطحه، لكنها ليست موجودة.

يعتقد علماء آخرون أن الأخاديد قد تكونت على سطح القمر الصناعي بواسطة شظايا الصخور المقذوفة من بعض الحفر الكبيرة غير المعروفة حتى الآن. لكن لم يتفق جميع العلماء مع هذا. يعتبر بعض الخبراء فرضية أخرى أكثر منطقية، والتي بموجبها كان هناك في البداية قمر أولي كبير واحد للمريخ.

ثم انقسم هذا "الوالد" لكلا "الأخوين" - فوبوس ودييموس - إلى قمرين صناعيين حاليين، والأخاديد هي آثار لمثل هذه الكارثة.

أظهر تحليل الصور المرسلة إلى الأرض بواسطة المقصورة المدارية Viking 2، والتي تم فيها طلاء أسطح الأقمار الصناعية المريخية بألوان داكنة، أن هذا التلوين غالبًا ما يكون مميزًا للصخور التي تحتوي على الكثير من المواد الكربونية. ولكن في تلك المناطق القريبة نسبيًا من النظام الشمسي حيث يقع مدار المريخ منها

الأقمار الصناعية، لا تتشكل المواد الكربونية بكميات وفيرة. وهذا يعني أن فوبوس وديموس هما على الأرجح "أجانب" وليسا "مواطنين". إذا تشكلوا حقًا في مكان ما في زاوية بعيدة نسبيًا من النظام الشمسي، فبحلول الوقت الذي تم فيه التقاطهم بواسطة مجال الجاذبية للكوكب الأحمر، كانوا، على ما يبدو، جسمًا واحدًا، والذي انقسم بعد ذلك إلى عدة أجزاء. وسقطت بعض هذه الشظايا على سطح المريخ، وذهب بعضها إلى الفضاء، وأصبحت قطعتان من الأقمار الصناعية للكوكب.

ولكن يجب أن نستمع أيضًا إلى المعارضين الذين يرفضون ظهور أقمار المريخ من خلال الاستيلاء على جسم مستقل سابقًا وتفكيكه.

طور الأكاديمي الرائد في مجال نشأة الكون، أو. يو شميدت، في وقت ما فرضية لتشكيل النظام الشمسي، والتي بموجبها نشأت الكواكب من خلال تراكم (الالتصاق) بالجزيئات الصلبة والغازية التي شكلت في الأصل سحابة كوكبية أولية. . يعتقد أتباع O.Yu Schmidt السوفييت أن أقمار الكواكب تشكلت بطريقة مماثلة. التأكيد المهم على صحتها هو نموذج رياضي مفصل يوضح بالضبط كيف يمكن أن تحدث مثل هذه العمليات. يعتبر هؤلاء الباحثون أن استيلاء الكواكب على الأجرام السماوية الكبيرة بشكل خاص هو حدث غير مرجح للغاية.

الفوهات الموجودة على فوبوس ودييموس تكاد تكون متساوية في الحجم مع الأقمار الصناعية نفسها. وهذا يعني أن الاصطدامات كانت أحداثا كارثية بالنسبة لهم. شكل الأقمار الصناعية غير منتظم للغاية: لا يمكن تسميتها بأي شيء آخر غير الفتاتية. لذلك، يمكن أن يكون فوبوس وديموس، من حيث المبدأ، أجزاء من جسم أكبر كان موجودًا في السابق. حتى أنه كان من الممكن تقدير الأبعاد التقريبية لهذا الجسم. ولو وصل نصف قطره إلى حوالي 400 كيلومتر، فإن "قصف" النيازك لن يؤدي إلى تدميره، ولن يكون حجم الأجسام الموجودة حول المريخ اليوم من عشرة إلى خمسة عشر، بل سيكون حجمها مئات الكيلومترات.

هناك فرضية أخرى تتعلق بحزام الكويكبات. من الممكن أنه في العصور القديمة، طار بعض الكويكبات إلى الغلاف الجوي للمريخ، وتباطأ بسببه وتحول إلى قمره الصناعي. ومع ذلك، يجب أن يكون الغلاف الجوي للمريخ كثيفًا جدًا حتى يحدث هذا.

إن مؤيدي الفرضيات المتناقضة حول أصل أقمار المريخ لديهم حجج قوية، وهي مسألة وقت فقط لتحديد أي منها على حق.

ومن أهم اكتشافات عصر الفضاء تأكيد وجود الرياح الشمسية. هذه تيارات قوية من الجسيمات المشحونة المنبعثة من الشمس. إنهم يندفعون عبر الفضاء الخارجي بسرعة تفوق سرعة الصوت، ويسقطون على كل ما يأتي في طريقهم. وفقط تلك الأجرام السماوية، مثل أرضنا، لديها مجال مغناطيسي قوي بما فيه الكفاية، والذي يعمل كدرع قوي من هذا التدفق المغناطيسي، لا يتعرض بالكامل لتأثير الرياح الشمسية.

تم إطلاق محطتي الكواكب السوفييتية "مارس-2" و"مارس-3" في عامي 1971-1972. أجرى ملاحظات حول كيفية تفاعل الرياح الشمسية مع الكوكب الأحمر. وأرسلت المحطات معلومات إلى الأرض مفادها أن الرياح الشمسية لا تصل إلى سطح المريخ، ولكنها تواجه عائقا وتبدأ في التدفق حول الكوكب من جميع الجهات. بدأ هذا التدفق إما بالقرب من المريخ أو بعيدًا عنه (اعتمادًا على قوة الجسيمات "المهاجمة" ومقاومة المجال المغناطيسي "المدافع" للكوكب)، ولكن في المتوسط ​​كانت المسافة من مركز الكوكب حوالي

4800 كم. وأظهرت دراسات أخرى أن تراكم الأيونات في منطقة معينة من الفضاء القريب من المريخ أقل بعشر مرات من مناطق أخرى. وطيف الطاقة لهذه الجسيمات المشحونة مختلف تمامًا.

المنطقة الغريبة لم تبق في مكان واحد. عندما تم فحص تحركاتها، اتضح أنها تتحرك جنبا إلى جنب مع ديموس، طوال الوقت يختبئ خلف ظهره على مسافة حوالي 20،000 كم. اقترح عالم الفيزياء الفلكية السوفييتي إيه في بوجدانوف أنه من الواضح أن هناك إطلاقًا قويًا للغازات من سطح المريخ تتفاعل مع الفضاء المحيط به. عندما يمر ديموس مباشرة بين المريخ والشمس، فإن المنطقة التي تصطدم فيها الرياح الشمسية بالغلاف المغناطيسي للمريخ تتحرك بعيدًا عن الكوكب، كما لو أن الجانب "المدافع"، بعد تلقي تعزيزات، يمكنه صد "المهاجمين"، والحجم الغلاف المغناطيسي للمريخ يصبح أكبر بكثير. لكن حتى الآن كان يُعتقد أن الأجسام الصغيرة في نظامنا الشمسي، مثل الكويكبات أو الأقمار الصناعية الصغيرة للكواكب مثل ديموس، على سبيل المثال، كانت عاجزة عن التأثير على التدفق القوي للرياح الشمسية.

ومن الغريب الآخر الذي لاحظه الباحثون في أقمار المريخ الصناعية: الحفر الكبيرة التي يزيد قطرها عن 500 متر، والتي تم العثور عليها على ديموس بنفس عدد مرات العثور على فوبوس. ولكن هناك عدد قليل جدًا من الحفر الصغيرة التي تتناثر بها فوبوس، وهناك عدد قليل جدًا منها على ديموس. الحقيقة هي أن سطح ديموس مليء بالحجارة والغبار المكسرة جيدًا، وتمتلئ الحفر الصغيرة حتى الحواف، لذلك يبدو سطح ديموس أكثر سلاسة. السؤال الذي يطرح نفسه: لماذا لا يقوم أحد، بالمعنى المجازي، بملء الحفر على فوبوس؟ هناك فرضية مفادها أن فوبوس وديموس يتعرضان لقصف نيزكي قوي - فبعد كل شيء، ليس لديهما جو يمكن أن يكون بمثابة درع موثوق به. عندما يضرب جسم نيزكي سطح فوبوس، فإن الغبار والحجارة الصغيرة الناتجة تطير في الغالب بعيدًا عن سطحه: الجاذبية القوية للمريخ القريب نسبيًا "تأخذها" بعيدًا عن القمر الصناعي.

لكن ديموس يقع على مسافة أبعد بكثير من الكوكب، لذا فإن أحجار النيزك والغبار المتناثر عند سقوطه على سطحه تتدلى إلى حد كبير في مدار ديموس. وبالعودة إلى نقطته السابقة في المدار، يقوم "الرعب" مرة أخرى بجمع الشظايا والغبار تدريجياً، وتستقر على سطحه وتدفن فوقه العديد من الحفر الجديدة، وفي المقام الأول تلك الأصغر حجماً.

الطبقة العلوية الفضفاضة من القمر والمريخ وأقمارهما، ذلك الجزء من سطحها الذي يتوافق مع التربة على الأرض، يسمى الثرى. يمكن الآن اعتبار أن حطام أقمار المريخ يشبه ما لوحظ على قمرنا "الأرضي". في الواقع، فاجأ وجود الثرى على فوبوس وديموس العلماء في البداية. بعد كل شيء، فإن السرعة الكونية الثانية، عند الوصول إلى أي جسم يذهب إلى الفضاء بين الكواكب، على مثل هذه الأجرام السماوية الصغيرة تبلغ حوالي 10 م/ث فقط. لذلك، عندما يضرب نيزك، فإن أي حصاة هنا تصبح "قذيفة فضائية".

كشفت الصور التفصيلية لديموس عن حقيقة غير مفسرة حتى الآن: اتضح أن بعض أعمدة الحفرة والكتل الحجرية التي يبلغ طولها حوالي عشرة أمتار والمنتشرة عبر سطح ديموس مزينة بقطار طويل. تبدو هذه الأعمدة كشريط طويل نوعًا ما، تتشكل كما لو كانت من مادة دقيقة الحبيبات تم إلقاؤها من الأعماق. هناك شيء مشابه على المريخ، لكن يبدو أن هذه الخطوط تبدو مختلفة بعض الشيء هناك. على أية حال، لدى المتخصصين مرة أخرى ما يحيرهم...

في عام 1945، أصبح عالم الفلك بي.بي شاربلس مقتنعًا بأن فوبوس لديه تسارع طويل الأمد في حركته حول المريخ. وهذا يعني أن القمر الصناعي كان يتحرك بشكل أسرع وأسرع في دوامة لطيفة للغاية، ويتباطأ تدريجياً ويقترب

يقترب من سطح الكوكب. أظهرت حسابات شاربلس أنه إذا لم يتغير شيء، ففي غضون 15 مليون عام فقط، سوف يسقط فوبوس على المريخ ويموت.

ولكن بعد ذلك جاء عصر الفضاء، وأصبحت مشاكل علم الفلك أقرب إلى الإنسانية. تعرف عامة الناس على عمليات فرملة الأقمار الصناعية في الغلاف الجوي للأرض. حسنًا، بما أن المريخ يتمتع أيضًا بغلاف جوي، وإن كان نادرًا جدًا، ألا يستطيع، من خلال احتكاكه، أن يتسبب في تسارع طويل الأمد لفوبوس؟ في عام 1959، إ.س. شكلوفسكي

أجرى الحسابات المقابلة وتوصل إلى نتيجة أحدثت حالة من الهياج في أذهان العلماء وفي أذهان عامة الناس. لا يمكن تفسير التسارع طويل الأمد الذي نلاحظه في الغلاف الجوي العلوي المخلخل للمريخ إلا إذا افترضنا أن فوبوس لديه كثافة منخفضة جدًا، منخفضة جدًا لدرجة أنها لن تسمح للقمر الصناعي بالسقوط إلى قطع إذا كان مجوفًا. كما يليق بالعالم، لم يدلي إ.س. شكلوفسكي بأي تصريحات قاطعة؛ لقد اعتبر هو نفسه السؤال الذي طرحه بمثابة افتراض "متطرف للغاية وليس عاديًا تمامًا".

في عام 1973، أكمل عالم لينينغراد في.أ. اتضح أن فوبوس لا يزال يتسارع. صحيح أنه أضعف بكثير من فكر شاربلس.

وبما أن هناك تسارعًا، يمكننا التنبؤ بمصير فوبوس: في ما لا يزيد عن 100 مليون عام، سيقترب كثيرًا من المريخ، ويعبر حد روش الكارثي، وتمزقه قوى المد والجزر. ستسقط بعض حطام القمر الصناعي على المريخ، ومن المحتمل أن يظهر بعضها لأحفادنا على شكل حلقة جميلة، تشبه تلك التي يشتهر بها زحل الآن.

أما ديموس فليس لدى أحد أي شك: فهو لا يتمتع بتسارع علماني.

يتعرض كلا القمرين لتأثير مد وجزر قوي من المريخ، لذلك يواجهان دائمًا نفس الجانب تجاهه. يتحرك فوبوس ودييموس في مدارات دائرية تقريبًا تقع على مستوى خط استواء الكوكب.

هل لدى المريخ أي أقمار صناعية أخرى غير معروفة حتى الآن؟ طرح هذا السؤال جي بي كويبر، مدير مرصد القمر والكواكب في جامعة ولاية أريزونا. من أجل الإجابة على هذا السؤال، قام بتطوير تقنية تصوير خاصة تسمح له بالتقاط حتى الأشياء المضيئة بشكل خافت. لم تؤد كل أبحاثه إلى اكتشاف قمر صناعي جديد للمريخ.

ثم تم البحث عن القمر الصناعي المجهول للمريخ بواسطة جي بي بولاك، الموظف في مركز أبحاث أميس التابع لناسا في كاليفورنيا. وكان بحثه أيضا غير ناجح. لذلك لا يزال بإمكاننا أن نفترض أن الخوف والرعب وحدهما يصاحبان التجسد السماوي لإله الحرب.

ويعتقد بعض الباحثين أن الأقمار الصناعية للمريخ جاءت إليه "ليس بمحض إرادتها"، ولكن تم الاستيلاء عليها من حزام الكويكبات. كما ترون، فإن إله الحرب ليس خطيرًا على الأرض، ولكنه قاسٍ مع حاشيته.

يجري الإعداد لمهمة الفضاء Phobos-Grunt في روسيا - وهي محاولة متكررة بعد Phobos-2 لهبوط مركبة فضائية على سطح قمر صناعي مريخي، ودراسة صخوره - وهو أمر لم يكن من الممكن أن نحلم به من قبل - تسليم العينات المستخرجة إلى الأرض. الوقت المقدر للعملية بأكملها هو 2005-2008.

المواد المستخدمة:

1. موسوعة “علم الفلك. فهم الكون وأسرار النجوم والمجرات،

الفضاء والحياة."

2. فيزياء كوكب المريخ. في آي موروز.

3. أقمار المريخ. حرره P. Seidelman (مدير المكتب البحري البحري. الولايات المتحدة)

نظريات أصل وطبيعة أقمار المريخ وتاريخ أبحاثها كانت مصحوبة بالخدع والشائعات والأساطير. كانت فوبوس وديموس تسمى أيضًا السفن الفضائية. واقترح العلماء أن عدد الأقمار الصناعية لتوأم الأرض كان من الممكن أن يكون مختلفًا.

أقمار المريخ فوبوس ودييموس

التنبؤ بالأقمار الصناعية لكوكب المريخ

فكرة وجود جسمين مصاحبين للمريخ تم اقتراحها لأول مرة من قبل عالم الفيزياء الفلكية الألماني يوهانس كيبلر في عام 1611. لقد افترض هذا بناءً على إشارات إلى ملاحظات الكوكب الثلاثي في ​​كتابات جاليليو جاليلي. تم تفسير هذا الإدخال لاحقًا على أنه وصف لكوكب زحل بحلقاته الشهيرة.

على الرغم من الافتراضات غير الصحيحة، تبين أن افتراض كيبلر صحيح. ولتخليد ذكرى عالم الفلك، تم تسمية الحفر على سطح المريخ والقمر باسمه.

حسابات المعلمات الفيزيائية لأقمار المريخ، حتى قبل اكتشافها، قدمها جوناث سويفت عام 1726 في كتاب رحلات جاليفر، بناءً على خياله فقط. تمت تسمية 8 حفر على سطح فوبوس بأسماء الشخصيات الموجودة في هذا العمل.

أساف هول اكتشف أقمار المريخ

في القرن السادس عشر، كانت جميع المراصد المتقدمة في أوروبا في حيرة من أمر البحث عن أقمار كوكب مجاور. لكن تم اكتشاف ديموس وفوبوس رسميًا في 11 و17 أغسطس 1877، على التوالي، في الولايات المتحدة بواسطة آساف هول. لقد تمكنا من القيام بذلك خلال فترة التقارب الأقصى بين كوكبنا وجارته، والتي تحدث كل 15 عامًا.

كيف حصلت أقمار المريخ على اسمها؟

حصل فوبوس وديموس على أسمائهما الرسمية في فبراير 1878 بعد بحث طويل عن الأسماء الناجحة. لقد تراسل مع العديد من ممثلي العالم العلمي، ومن بين الأسماء العديدة المقترحة اختار خيار هنري جورج مادان. وهو بدوره أخذ الاسم من إلياذة هوميروس. وفقا لنسخة أخرى، اقترحت هذه الأسماء تلميذة غير معروفة من بريطانيا العظمى.

ومن بين كواكب المجموعة الشمسية والكويكبات والنجوم والأجرام الكونية الأخرى، هناك العديد من الأسماء مأخوذة من الأساطير القديمة. الكوكب الأحمر، بسبب لون سطحه العدواني، سمي رمزيا على اسم إله الحرب الدموية الروماني القديم. المريخ، أو كما أطلق عليه اليونانيون آريس. وكان يعتبر من أكثر الآلهة احتراما، على الرغم من أنه يرمز إلى القسوة والقوة والرغبة في الحرب من أجل المتعة. ومن المنطقي أن الأقمار الصناعية لكوكب المريخ سميت على اسم أبناء إله الحرب في الأساطير اليونانية.

وبحسب معتقدات اليونانيين، فإن أبناء آريس رافقوه وأفروديت في جميع المعارك. ولذلك فمن الواضح لماذا تسمى الأقمار الصناعية اليوم فوبوس ودييموس، أي الخوف والرعب.

كم عدد أقمار المريخ؟

كم عدد أقمار المريخ التي ظلت مجهولة حتى عام 1877. على الرغم من الحسابات الرياضية التي أجراها المنجمون، والتي تشير إلى وجود أجسام في مدار جارتها، كان يعتقد أن الكوكب ليس لديه أقمار صناعية طبيعية على الإطلاق، لأنه لا يمكن اكتشافها. أصبح اكتشاف هذه الأشياء ضجة كبيرة في العالم العلمي.

لقد ثبت الآن أن كوكب المريخ لديه قمرين طبيعيين يسمى فوبوس ودييموس. الأول يقع في المدار الداخلي للكوكب على مسافة متوسطة تبلغ 9380 كيلومترا، والثاني أبعد مرتين ونصف.

المسافة من المريخ إلى أقماره

على السؤال " كم عدد الأقمار الصناعية الطبيعية التي يملكها المريخ؟"يمكننا أن نقول بكل ثقة أن المريخ لديه قمرين صناعيين اكتشفهما عالم الفلك الأمريكي آساف هول. حدث هذا في 12 أغسطس 1877 خلال المواجهة الكبرى، على الرغم من أن كيبلر اقترح وجودها في القرن السابع عشر.

وفقًا للأساطير اليونانية، كان لإله الحرب المريخ ولدان: فوبوس ("الخوف") ودييموس ("الرعب")، وكانا يرافقانه دائمًا. هذا هو بالضبط ما تم تسمية الأقمار الطبيعية للكوكب الأحمر. وهما ذوا شكل غير منتظم وصغير الحجم للغاية، وكلاهما له مدارات دائرية. ويعتقد العلماء أن فوبوس ودييموس هما كويكبان سحبتهما جاذبية المريخ منذ مئات الملايين من السنين. دعونا نتعرف على هذه الكواكب "الرهيبة والرهيبة" بشكل أفضل.

فوبوس.

تبلغ أبعاد القمر الصناعي فوبوس 9.6×10.7×13.5 كم فقط؛ وتم تصويره لأول مرة عام 1969 على خلفية كوكب المريخ. وتبلغ مدة الدوران حول المريخ 7 ساعات و39 دقيقة على مسافة 6 آلاف كيلومتر. خلال اليوم المريخي، يمكن ملاحظة شروق وغروب فوبوس 3 مرات، وهو يشرق في الغرب، وليس في الشرق.

ومن المثير للاهتمام أن تسارع الجاذبية على هذا القمر الصناعي يبلغ 5 مم/ث 2، في حين أن متوسط ​​الكثافة أقل من 2 جم/سم 3. ونتيجة لذلك، إذا كنا على فوبوس، فسوف يكون وزننا أقل من 100 جم. وبعد أن قفز، يمكن أن يطير بسهولة إلى الفضاء.

وأظهرت صور هذا القمر الصناعي أن سطحه غير مستوي للغاية، ويوجد عليه العديد من الحفر، أكبرها يصل قطرها إلى 8 كيلومترات، وهذا على الرغم من صغر حجم فوبوس. ويعتقد أن آخر حفرة كبيرة على فوبوس قد تشكلت منذ أكثر من مليون سنة. اللغز بالنسبة لعلماء الفلك هو الأخاديد التي يبلغ طولها عشرات الكيلومترات وعرضها 100-200 متر وعمقها 20-90 مترًا ولا يزال أصلها مجهولاً.

ديموس.

القمر الصناعي الثاني للمريخ - ديموس - أصغر بحوالي مرتين من فوبوس، وأبعاده 5.5x6.0x6.5 كم. ويحلق فوق المريخ على مسافة 20 ألف كيلومتر، وتبلغ مدة دورانه 30 ساعة و18 دقيقة تقريباً. يواجه ديموس دائمًا جانبًا واحدًا تجاه الكوكب الرئيسي. بشكل عام، "الإرهاب" هو الأصغر بين جميع الأقمار الطبيعية للنظام الشمسي. لدى ديموس وفوبوس محور رئيسي موجه نحو مركز المريخ.

ديموس له شكل غير منتظم بسبب جاذبيته المنخفضة للغاية. وتتكون بشكل رئيسي من الصخور الغنية بالكربون والجليد. سطح ديموس، مثل فوبوس، مغطى بمعادن داكنة تشبه الكوندريتات الكربونية الأرضية أو البازلت. لا يحتوي هذا القمر الصناعي التابع للمريخ على غلاف جوي ويحتوي أيضًا على الكثير من الحفر، لكن حجمه أصغر بكثير مقارنة بفوبوس.

ديموس مغطى بطبقة سميكة من الغبار، لذلك يبدو سطحه من الفضاء أكثر سلاسة من فوبوس. وعندما فحص علماء الفلك عن كثب، لاحظوا أن ديموس تعرض لقصف النيازك بشكل أقل مقارنة بفوبوس. تشكلت آخر حفرة كبيرة، وفقا للعلماء، قبل 100 مليون سنة.

الآن أنت تعرف بالضبط عدد الأقمار الطبيعية التي يملكها المريخ، وما هي تلك الأقمار الغامضة "الخوف" و"الرعب".

من المحتمل أن يتم تدمير فوبوس بواسطة قوى المد والجزر للمريخ خلال الـ 100 مليون سنة القادمة. الاعتمادات: HiRISE، MRO، LPL (U. Arizona)، NASA.

المريخ والأرض لديهما العديد من أوجه التشابه. مثل الأرض، المريخ كوكب أرضي (أي أن هذا الكوكب يتكون من صخور السيليكات والمعادن). كما أنها تحتوي على أغطية جليدية قطبية، ومحور مائل، ومن المحتمل أنها كانت تحتوي في الماضي على محيطات مليئة بالمياه السائلة. بالإضافة إلى ذلك، فإن المريخ والأرض هما الكوكبان الأرضيان الوحيدان اللذان لديهما أقمار صناعية طبيعية.

في الواقع، لدى المريخ قمرين صناعيين - فوبوس ودييموس (سميا على اسم آلهة الرعب والرعب اليونانية، على التوالي). ديموس أصغر من القمر، ويقع مداره على مسافة أكبر من الكوكب. ويتمتع هذا القمر الصناعي بخصائص الكويكب، والتي قد تكون حجة في تحديد مكان نشأته.

تم اكتشاف ديموس في عام 1877 من قبل عالم الفلك الأمريكي آساف هول، الذي بحث عمدًا عن أقمار المريخ أثناء وجوده في المرصد البحري للولايات المتحدة (USNO). تم إعطاء اسم القمر الصناعي بواسطة هنري مادان بعد وقت قصير من اكتشافه.

وبما أن ديموس ليس جسمًا مستديرًا، فإن متوسط ​​نصف قطره يقع بين 6 و6.38 كيلومترًا. (3.73-3.96 ميلاً) أو حوالي 15 × 12.2 × 11 كيلومترًا (9.32 × 7.58 × 6.835 ميلًا)، مما يجعله نصف حجم فوبوس تقريبًا. نظرًا لكتلته الصغيرة - حوالي 1.4762 * 10 15 كجم، فإن الجاذبية السطحية لدييموس ضعيفة (تسارع الجاذبية يبلغ 0.0039 م/ث 2 فقط).

مدار ديموس قريب من الدائري، ويقع الحضيض عند 23455.5 كم، والأوج عند 23470.9 كم، وبذلك يبلغ متوسط ​​المسافة حوالي 23463.2 كم. بمتوسط ​​سرعة مدارية تبلغ 1.3513 كم/ثانية، يستغرق ديموس 30 ساعة و18 دقيقة و43.2 ثانية لإكمال دورة واحدة حول المريخ.

يتكون كل من ديموس وفوبوس من صخور السيليكات الغنية بالكربون، مما يجعلها مشابهة للحزام الرئيسي للكويكبات. على الرغم من أن سطح القمر مليء بالفوهات، إلا أنه أكثر سلاسة بكثير من سطح فوبوس.

تم إعطاء اسمين مناسبين فقط لمعلمين جيولوجيين على ديموس: فوهات فولتير وسويفت، التي سميت على اسم مشاهير الدعاية في القرنين السابع عشر والثامن عشر الذين تكهنوا بوجود قمرين للمريخ قبل اكتشافهما.

يعتقد الباحثون أن قمر المريخ فوبوس قد يتحول يوما ما إلى حلقة حول الكوكب الأحمر. الائتمان: سيليستيا.

لا يزال أصل أقمار المريخ غير مؤكد، ولكن هناك عدد من الفرضيات بين الباحثين. النظرية الأكثر قبولًا على نطاق واسع هي أن أقمار الكوكب الأحمر هي أجسام تم طردها من حزام الكويكبات بواسطة جاذبية المشتري وتم الاستيلاء عليها بواسطة المريخ.

ومع ذلك، تظل هذه النظرية مثيرة للجدل لأنه من غير المرجح أن يتمكن المريخ من إبطاء أجسام بهذا الحجم بما يكفي للوصول إلى مداراتها الحالية. هناك نسخة معدلة من هذه الفرضية وهي أن فوبوس ودييموس كانا في السابق كويكبًا ثنائيًا تم الاستيلاء عليه بعد ذلك بواسطة المريخ.

تشير فرضيات شائعة أخرى إلى أن الأقمار تشكلت في مداراتها الحالية نتيجة لعمليات التراكم، أو ربما كان المريخ في الماضي البعيد محاطًا بالعديد من الكويكبات الكبيرة التي ألقيت في مداره بعد اصطدامها بالكواكب المصغرة. مع مرور الوقت، سقط معظمهم على السطح.