В марсианскую осень, когда начинает формироваться полярная шапка, на Марсе можно наблюдать различные облака. Первые два снимка
Рис. 121. Горы Митчелла. Снимки Марса в 1909 и 1924 гг. Пятно, отделённое от Полярной Шапки, появляется примерно 3 июня по марсианскому времени года
Правильно повторяющийся характер изменений полярных шапок позволяет думать, что эти белые области представляют собой не что иное, как снег, который тает при повышении температуры. Возможно также, что это не снег, а замёрзший углекислый газ, так - называемый сухой лёд. Однако измерения температуры показывают, что температура на полюсах в середине лета поднимается выше точки таяния льда; эти наблюдения оставляют в силе заманчивое предположение о том" что полярные шапка на Марсе действительно являются снеговым покровом. Слой снега не может быть очень толстым, так как Марс получает в 2 1/2 Раза меньше солнечной энергии, чем Земля, т. е. явно недостаточно, чтобы вызвать таяние и испарение большого количества снега. Максимальная толщина снегового покрова может составлять лишь несколько сантиметров.
Рис. 121. Горы Митчелла. Снимки Марса в 1909 и 1924 гг. Пятно, отделённое от Полярной Шапки, появляется примерно 3 июня по марсианскому времени года
Даже мелкие детали поверхности появляются на Марсе всегда в одни и те же сезоны в различные годы. Например, белое пятнышко, отделённое тёмным промежутком от южной полярной шапки, видно на двух снимках, приведённых на рис. 121. Первый снимок был сделан в 1909 г., а второй в 1924 г., но оба по марсианскому календарю 3 июня. Это устойчивое пятнышко носит название гор Митчелла (Мы не можем уверенно судить, сохраняется ли снег на высоком уровне или на южном склоне. Флагстафские наблюдатели, основываясь на малом градиенте плотности в атмосфере Марса, считают, что снег лежит на склоне. Изменение атмосферного давления с высотой на Марсе может быть меньше, чем на Земле. См. ниже раздел о высотах различных деталей поверхности Марса)).
Рис. 120. Времена года на Марсе. Указанные на рисунке даты представляют собой марсианские даты, взятые так, чтобы они соответствовали временам года на Земле
Как при фотографировании, так и при визуальных наблюдениях полярные шапки являются наиболее заметными деталями на поверхности планеты. Изменения, связанные с чередованием времён года, впервые замеченные Вильямом Гершелем, повторяются с большой правильностью, так что их можно даже довольно точно предсказывать заранее. Когда осень сменяется зимой на одном из полушарий Марса, соответствующая полярная шапка неравномерно увеличивается и может покрыть область, радиус которой равен почти половине расстояния от полюса до экватора. С приходом весны (в марсианском марте) шапка начинает уменьшаться; в конце марсианского июля она совсем исчезает на этом полушарии. Противоположное полушарие в то же время проходит обратный цикл изменений. На рис. 120 приведены великолепные фотографии, на которых изображена одна и та же сторона планеты и видно постепенное уменьшение южной полярной шапки. Даты и месяцы на Марсе взяты таким образом, чтобы они соответствовали временам года на Земле; следует помнить, что марсианский год продолжается 687 дней, т. е. равен почти двум земным годам. Тщательное рассмотрение серии снимков позволяет заметить общее потемнение вокруг белой шапки, когда она начинает уменьшаться в марте и в мае, постепенное усиление потемнения и распространение его по направлению от полюсов в июне и в июле и ослабление его в августе. Эта последовательность событий повторяется почти совершенно одинаковым образом каждый марсианский год.
Сутки на Марсе на 37 мин. 22,58 сек. длиннее наших суток. Вращение Марса может быть замечено менее чем через час после начала наблюдений. В каждую следующую ночь мы видим ту же сторону Марса, что и в предыдущую, так как планета за это время совершает полное обращение вокруг своей оси. Примерно за 40 суток Земля выигрывает одно полнее обращение; таким образом этого промежутка времени достаточно для завершения цикла наблюдений всей поверхности планеты. Этот полный цикл наблюдений можно провести и за 24 часа в случае совместной работы наблюдателей, распределённых по всей окружности Земли.
Экватор Марса, как и экватор Земли, наклонён приблизительно на 25` к плоскости орбиты планеты, причём направление оси вращения остаётся неподвижным в пространстве. Поэтому в моменты наибольших приближений Марса к Земле мы всегда видим планету в одном и том же относительном положении. В это время лучше всего доступна наблюдениям южная полярная шапка, северная же обращена к нам при наименее благоприятных противостояниях.
Рис. 119. Противостояния Марса с 1939 по 1971 г. Относительные расстояния указаны прямыми линиями, соединяющими орбиты. Времена года указаны для Земли. Марс находится к северу от экватора в противостояниях от сентября до марта. Данные взяты из планетоискателя (приложение V)
Марс находится в удобном положении для наблюдений примерно через каждые два года и пятьдесят дней (Синодический период обращения Марса равен 780д, 0, сидерический период - 687д, 0. См. Приложения II и III)) в моменты противостояний с Солнцем. Его расстояние от Земли в противостоянии может изменяться в довольно широких пределах (От 56 до 100 миллионов километров)) благодаря тому, что орбита Марса обладает очень большим эксцентриситетом. Наиболее благоприятными для наблюдений являются, конечно, те противостояния, когда Марс ближе всего к Земле, т. е. когда противостояние имеет место в перигелии. Поскольку противостояния периодически происходят через каждые два года с запаздыванием на 50 дней, благоприятные противостояния повторяются через 7 или 8 периодов с интервалом в 15 или 17 лет. Перигелий орбиты Марса расположен таким образом, что наблюдать Марс всегда удобнее всего в августе (1939, 1956, 1971). Положения Марса в различных противостояниях показаны на рис. 119.
Однако за последние годы искусство фотографирования планет поднялось на такую высоту, что основные детали поверхности Марса могут быть запечатлены на фотопластинке. Кроме того, светофильтры и чувствительные к различным цветам эмульсии позволяют делать снимки в различных областях спектра, как в воспринимаемых глазом, так и в невидимых ультрафиолетовой и инфракрасной. На основании полученных фотографий астрономы сумели придти к новым заключениям относительно характера атмосферы Марса. Визуальные наблюдения важны для регистрации лишь самых тонких деталей. Астроном и любитель теперь не должны целиком полагаться на искусство и здравое суждение немногих наблюдателей Марса. Мы всё ещё зависим от искусства немногих наблюдателей, но в значительной степени можем сами судить о справедливости их выводов, пользуясь прекрасными фотографиями.
Таким образом для удовлетворительного изучения деталей поверхности Марса необходимы идеальные атмосферные условия, "совершенный глаз" и первоклассный телескоп, не обязательно большой (Увеличение отверстия свыше 12-15 дюймов уже не даёт значительного улучшения. Большой 200-дюймовый рефлектор, неоценимый при некоторых наблюдениях, немногим улучшит непосредственные визуальные наблюдения Марса)). При наличии этих трёх условий опытный наблюдатель Марса должен производить свои наблюдения каждую ясную ночь при каждом противостоянии планеты в течение многих лет. Только при соблюдении этих условий он может надеяться увидеть "всё, что можно увидеть" на поверхности Марса. Конечно, немного нашлось наблюдателей, которые обладали и достаточной настойчивостью и возможностью проводить широкое изучение поверхности Марса. Фундаментальные визуальные наблюдения Марса были выполнены Скиапарелли и Лоуэллом.
Когда Марс находится в положении, наиболее благоприятном для наблюдений, при увеличении в 70 раз его диск достигает размеров видимого диска Луны. При таком увеличении можно пользоваться маленькими телескопами, но большие телескопы являются эффективными лишь при гораздо больших увеличениях. Поскольку крупные детали на Луне видимы невооружённым глазом, читателю может показаться странным, почему Марс трудно наблюдать. Трудность и на этот раз заключается в качестве изображения, о котором мы говорили в главе 8. Уже при первом наблюдении в небольшой телескоп при весьма посредственном качестве изображений сразу бросается в глаза резко выраженная индивидуальность Марса. Лоуэлл писал (В книге "Марс и его каналы")): "Почти в тот же миг, как увеличение даёт диск Марса, на нём становятся видны детали, белые пятна, увенчивающие шар, испещрённый сине-зелёными полосами на оранжевом фоне". Это описание Марса несколько более сильно, чем впечатление новичка, впервые наблюдающего Марс в небольшой телескоп при средних условиях видимости. Но при упорных наблюдениях ночь за ночью глаз наблюдателя будет приобретать всё больший навык, пока он не сможет различить такие детали поверхности Марса, которые раньше были для него совершенно невидимы. Это замечательное повышение остроты зрения, приобретаемое в процессе работы, иногда недооценивается даже опытными наблюдателями, которые не специализировались на наблюдениях планет.
В научном мире расхождение между авторитетами всегда приводит к реальному и существенному прогрессу. Обычно оба соперника бывают частью правы, частью неправы, но пыл дискуссии стимулирует наблюдения, а наблюдение является основой знания. Марсианская битва закончена, и дым сражений рассеялся (История этой словесной битвы не была разработана достаточно тщательно. Автор не претендует на полноту изложения различных концепций)). Едва ли можно утверждать, что какая-либо из сторон одержала решительную победу, но ревностные наблюдатели в поисках истины обогатили наши познания о Марсе и способствовали постановке изучения Марса на прочный фундамент.
Рис. 118. Карты Марса, составленные Лоуэллом. Соответственно для 1894, 1901, 1903, 1905 и 1907 гг. (слева направо). Карты нарисованы на глобусах и сфотографированы
Кровавокрасный цвет Марса, заметный при наблюдении невооружённым глазом и ещё лучше видимый в телескоп, послужил причиной того, что планета была названа именем бога войны. В конце XIX и в начале XX в. Марс оправдал своё название. В то время шла астрономическая война и полем битвы был Марс. На одной стороне сражался Персиваль Лоуэлл под знаменем, впервые поднятым Скиапарелли. На другой стороне стояла значительная часть астрономического мира. Роль casus belli (повода к войне) играли каналы (Скиапарелли пользовался итальянским словом canali, что в более общем смысле означает всякий узкий водный проток и лишь во вторую очередь искусственно сооружённые водные пути. Лоуэлл основывал свою интерпретацию на своих собственных многочисленных наблюдениях Марса)), наблюдавшиеся на Марсе Лоуэллом и Скиапарелли, и предложенная ими интерпретация этих узких полос как искусственных водных сооружений. Некоторые из рисунков Лоуэлла приведены на рис. 118.
Пользовательского поиска
13. Марс [1948 Уиппл Ф. - Земля, Луна и Планеты]
Комментариев нет:
Отправить комментарий