Оказалось, что большая часть поверхности Венеры занята холмистыми равнинами. На долю возвышенностей приходится лишь 8% поверхности. Все заметные детали рельефа получили свои имена. На первых наземных радиолокационных изображениях отдельных участков поверхности Венеры исследователи использовали различные названия, из которых сейчас на картах остались - горы Максвелла (название отражает роль радиофизики в исследованиях Венеры), области Альфа и Бета (две наиболее яркие в радиолокационных изображениях детали рельефа Венеры названы по первым буквам греческого алфавита). Но эти названия являются исключениями из правил наименований, принятых Международным астрономическим союзом: астрономы решили называть детали рельефа поверхности Венеры женскими именами. Предложено давать возвышенностям имена богинь, а низменностям и прочим понижениям рельефа (каньонам и бороздам) - имена прочих мифологических персонажей. Крупные возвышенные области получили названия: Земля Афродиты, Земля Иштар (в честь ассирийской богини любви и красоты) и Земля Лады (славянская богиня любви и красоты). Крупные кратеры названы в честь выдающихся женщин всех времен и народов, а небольшие кратеры носят личные женские имена. На картах Венеры можно встретить такие названия как Клеопатра (последняя царица Египта), Дашкова (директор Петербургской академии наук), Ахматова (русская поэтесса) и другие известные имена (рис. 3). Из русских имен на картах Венеры встречаются Антонина, Галина, Зина, Зоя, Лена, Маша и многие другие имена. Следов деятельности жидкой воды на Венере не обнаружено. Французские и американские ученые показали, что современная литосфера Венеры растрескивается и напоминает древнюю земную кору. На Венере могут присутствовать некоторые элементы тектонической активности.
АМС «Венера-Экспресс», запущенная в ноябре 2005 г с космодрома Байконур, исследовала атмосферу и физические характеристики планеты до 2015 года. Японский КА «Акацуки» вышел на орбиту вокруг Венеры в декабре 2015 года. Миссия посвящена изучению атмосферы Венеры на разных высотах, в том числе наблюдение движения облаков. Аппаратом был обнаружен вихрь у основания облачного слоя. Такие вихри наблюдаются в атмосфере Земли, но на Венере они были обнаружены впервые. Рабочей группой ИКИ-Роскосмос-НАСА обсуждаются варианты сценария миссии «Венера-Д», запуск которой намечен на 2026-2027 гг.
4. МАРС
Исследования Марса космическими аппаратами начались в 1962 г. запуском зонда «Марс-1» (СССР). Первые снимки участков поверхности Марса передал «Маринер-4» (США) в 1965 г., а затем «Маринер-6 и -7» (США) в 1969 г. По снимкам «Маринера-9» (США) (1971 г.) были составлены подробные карты планеты. На современных картах Марса наряду с наименованиями, присвоенными формам рельефа, которые выявлены по космическим снимкам, используются также старые географические и мифологические названия, предложенные итальянским астрономом Скиапарелли. Самая крупная возвышенная область, поперечником около 6000 км и высотой до 9 км получила название Фарсида (так на древних картах назывался Иран), а огромная кольцевая депрессия на юге диаметром более 2000 км названа Элладой (Греция). Густо покрытые кратерами участки поверхности получили название земель: Земля Прометея, Земля Ноя, и другие. Долинам даются названия планеты Марс из языков разных народов. Крупные кратеры названы в честь ученых, а небольшие кратеры носят названия населенных пунктов Земли.
В 1971 г. была осуществлена первая мягкая посадка на поверхность КА «Марс-3» (СССР), но сразу после посадки связь с аппаратом прервалась. Зонды «Викинг-1 и Викинг -2» (США), выведенные на около марсианские орбиты в 1976 г. оказались наиболее результативными. Они несколько лет изучали состав атмосферы, метеоусловия и грунт в местах посадок, а также провели уникальные эксперименты по поиску признаков жизни в пробах марсианского грунта, помещенных с помощью манипулятора в специальные анализаторы. Однако надежных следов органических соединений, являющихся продуктами жизнедеятельности микроорганизмов, не было обнаружено. Орбитальный аппарат «Марс Глобал Сервейер» (США) прибыл к Марсу в 1997 г. и до 2006 г. успешно фотографировал поверхность планеты с высоким разрешением. Аппарат «Марс Пасфайндер» (США) в 1997 г. доставил на поверхность маленький марсоход, исследовавший химический состав пород вблизи места посадки. В октябре 2001 г. на орбиту вокруг Марса был выведен аппарат «Марс Одиссей» с целью изучения геологического строения планеты. Детектор Хенд, изготовленный в ИКИ РАН и размещенный на этом аппарате, использовался для обнаружения подповерхностных запасов водяного льда. А в 2003 г. на Марс были доставлены две самоходные лаборатории - «Спирит» (США) и «Оппортьюнити» (США). Последний до сих пор продолжает успешно работать. С 2006 г. еще более детальные снимки передает «Марс Реконнеисенс Орбитер» (МРО, США). «Марс Одиссей», «Марс - Экспресс» (ЕКА) и «Марс разведывательный спутник» продолжают исследования с орбиты. Аппарат «Феникс» работал в приполярной области с 25 мая по 2 ноября 2008 года. Им впервые произведено бурение поверхности и обнаружен лед. «Феникс» доставил на планету цифровую библиотеку научной фантастики. В 2012 году на поверхность Марса в кратер Гейл был доставлен марсоход «Кьюриосити», снабженный чутким газоанализатором, способным определять метан атмосфере. Метановые выбросы зарегистрировали одновременно американские и российские астрономы, а через год эти данные были подтверждены с марсианской орбиты спутником «Mars Express». Итальянские ученые, исследовав область Южного плато Марса с помощью радара европейского орбитального КА «Марс Экспресс», обнаружили слой жидкой воды подо льдом на глубине 1,5 км. На некоторых снимках МРО крутых склонов и краев кратеров обнаружены темные полосы шириной 0,5-5 метров, которые появляются и разрастаются в летний период и исчезают марсианской зимой. Оказалось, что все эти линии присутствовали лишь на достаточно крутых склонах, чей угол наклона составлял 27 градусов или более. Ученые обнаружили, что в одних местах следы потоков появляются гораздо чаще, чем в других.
Для поверхности Марса характерна асимметрия в распределении равнин и возвышенностей между полушариями. Равнинами называют довольно гладкие пониженные участки, которые занимают 35% поверхности планеты. Возвышенные области покрыты множеством кратеров. Большая часть равнин расположена в северном полушарии. Граница между равнинами и возвышенностями в ряде случаев представлена особым типом рельефа - столовыми горами, сложенными плосковершинными горками и хребтами. Четыре гигантских потухших вулкана возвышаются над средним уровнем поверхности на высоту до 21 км. Самый крупный из них - гора Олимп, расположенный на западной окраине гор Фарсида. Три вулкана - гора Аскрийская, гора Павлина и гора Арсия, расположенные на одной прямой линии на вершине гор Фарсида, достигают 17 км. Помимо указанных четырех, на Марсе найдено более 70 потухших вулканов, но они гораздо меньше и по диаметру и по высоте. К югу от экватора находится гигантская долина глубиной до 7 км и протяженностью более 4500 км. Ее назвали Долиной Маринера (рис. 4). Выявлено множество долин меньших размеров, а также борозд и трещин, свидетельствующих о том, что в древности на Марсе была вода и, следовательно, атмосфера была более плотной. Под поверхностью Марса в отдельных областях должен находиться слой вечной мерзлоты, толщиной несколько километров. В таких районах на поверхности у кратеров видны необычные для планет земной группы застывшие потоки, по которым можно судить о наличии подповерхностного льда. За исключением равнин, поверхность Марса сильно кратерирована. Кратеры, как правило, выглядят более разрушенными, чем на Меркурии и Луне. Следы ветровой эрозии можно видеть повсюду. Для исследования атмосферы и климата Марса в сентябре 2014 г выведен на орбиту спутника аппарат «MAVEN» (США), который должен выяснить каким образом Марс потерял атмосферу. Согласно модели постепенного улетучивания атмосферы путем фотодиссоциации углекислого газа на атомы углерода и кислорода, 3.8 млрд. лет назад углекислотная атмосфера Марса была достаточно плотной, с атмосферным давлением у поверхности около 1 бар. Постепенно под действием солнечного ветра и жесткого солнечного ультрафиолета она становилась все разреженнее, при этом доля тяжелого изотопа углерода постоянно росла. Индийская организация космических исследований в сентябре 2014 г. успешно вывела на орбиту спутника Марса свой первый планетный аппарат - «Мангальян» (Mars Orbiter Mission) (сокращенно MOM) для исследования рельефа и атмосферы планеты с помощью индийских научных приборов. МОМ сфотографировал много интересных участков поверхности, облака над горой Олимп. Датчик метана успешно работает и передает научные данные. Индия планирует запуски новых аппаратов с большим количеством научных приборов. Еще в 2003 году астрономы сообщили сенсационную новость - на Марсе был найден метан, который то появлялся, то исчезал над некоторыми участками поверхности. КА Curiosity также регистрировал - таинственный газ снова появился в кратере Гейла, а потом снова пропал. Mars Express регистрировал метан, но его разрешающая способность по распределению атмосферных газов оставляла желать лучшего. Роскосмос и ЕКА решили подготовить аппарат, который сможет искать метан с точностью не менее чем в тысячу раз превышающую возможности Mars Express. Так родилась идея космического аппарата ExoMars Trace Gas Orbiter. ExoMars TGO - это трехметровый четырехтонный космический аппарат, который нес на борту четыре основных научных прибора и посадочный аппарат Schiaparelli, который не долетел до поверхности. Два главных научных прибора ExoMars TGO: европейский NOMAD и российский ACS являются блоками нескольких спектрометров и частично дополняют друг друга, но захватывают разные диапазоны световых волн. Оба они будут пользоваться одним “секретным методом” - наблюдать атмосферу на просвет. То есть анализировать свет солнца, погружающегося в атмосферу Марса на линии горизонта. Этот метод и высокое спектральное разрешение приборов позволяют не просто определять газы в атмосфере, но даже различать их по изотопному составу. Посадочный модуль InSight (США), отправился на Марс в мае 2018 года. Зонд InSight создается на базе зонда "Феникс", который успешно работал в приполярных областях Марса. На его борту будет работать сейсмограф, а также геофизический термометр, который установят в 5-метровой скважине для измерений подземного тепла. Один из приборов зонда будет с высокой точностью отслеживать колебания вращения планеты, что поможет определить распределение массы в недрах планеты и лучше понять ее внутреннюю структуру.
5. ФОБОС И ДЕЙМОС - ЕСТЕСТВЕННЫЕ СПУТНИКИ МАРСА
венера луна фобос деймос
Спутники Марса открыл американский астроном А. Холл во время великого противостояния 1877 г. Они очень малы и имеют неправильную форму. Большая полуось Фобоса составляет 13,5 км, а малая 9,4 км; у Деймоса, соответственно, 7,5 и 5,5 км. Зонд «Маринер-7» сфотографировал Фобос на фоне Марса в 1969 г., а «Маринер-9» передал множество снимков обоих спутников, на которых видно, что их поверхности неровные, обильно покрытые кратерами. Несколько близких подлетов к спутникам совершили зонды «Викинг-1, -2». Данные об изменении температуры поверхности Марса и сведения о свойствах пород, слагающих естественный спутник Марса - Фобос, получил зонд «Фобос-2» (СССР) в 1989 г. На лучших фотографиях Фобоса видны детали рельефа размером до 5 метров. Орбиты спутников круговые. Фобос обращается вокруг Марса на расстоянии 6000 км от поверхности с периодом 7 час 39 мин. Деймос удален от поверхности планеты на20 тыс. км, а период его обращения составляет 30 час 18 мин. Фобос восходит на западе и заходит на востоке по 3 раза за марсианские сутки. Средняя плотность Фобоса менее 2 г/см3, а ускорение свободного падения на его поверхности составляет 0,5 см/с2. Человек весил бы на Фобосе всего несколько десятков граммов и мог бы, бросив камень рукой, заставить его навсегда улететь в космос (скорость отрыва на поверхности Фобоса около 13 м/с). Самый большой кратер на Фобосе имеет диаметр 8 км, сопоставимый с наименьшим поперечником самого спутника. На Деймосе крупнейшая впадина имеет диаметр 2 км.
На Фобосе обнаружены загадочные борозды, пересекающие почти весь спутник. Самые крупные борозды имеют ширину 400-600 м при глубине 60-90 м. Чаще встречаются борозды шириной 100--200 метров при глубине 10--20 метров. Было предложено много гипотез для объяснения происхождения этих борозд, однако ни одна из них не может полностью объяснить их разнообразную морфологию и ориентацию. Есть несколько гипотез о происхождении этих борозд, но пока нет достаточно убедительного объяснения, как впрочем и объяснения происхождения самих спутников. Одна из наиболее популярных версий предполагает, что они представляют собой захваченные из главного пояса астероиды. Согласно второй теории, Фобос и Деймос имеют марсианское происхождение и образовались при столкновении планеты с космическим телом.
Миссия Mars Moons eXploration (MMX) -- это программа японского аэрокосмического агентства JAXA, посвященная исследованию двух спутников Красной планеты, Фобоса и Деймоса, которая стартует в 2024 году. В первую очередь ученые надеются выяснить историю их происхождения. Планируется, что космический аппарат изучит поверхности лун, после чего приземлится на поверхность Фобоса и возьмет образцы грунта. После этого он отправится обратно на Землю и вернется примерно в 2029 году.