Mars je četvrta planeta u našem solarnom sistemu i druga najmanja nakon Merkura. Ime je dobio po starorimskom bogu rata. Njegov nadimak "Crvena planeta" dolazi zbog crvenkaste nijanse površine, koja je posljedica prevlasti željeznog oksida. Svakih nekoliko godina, kada je Mars u opoziciji sa Zemljom, to je najvidljivije na noćnom nebu. Iz tog razloga ljudi su planetu posmatrali milenijumima, a njena pojava na nebu odigrala je veliku ulogu u mitologiji i astrološkim sistemima mnogih kultura. U modernoj eri, postao je riznica naučnih otkrića koja su proširila naše razumevanje Sunčevog sistema i njegove istorije.
Veličina, orbita i masa Marsa
Poluprečnik četvrte planete od Sunca je oko 3396 km na ekvatoru i 3376 km u polarnim oblastima, što odgovara 53% Zemljinog radijusa. I iako je otprilike upola manja, masa Marsa je 6,4185 x 10²³ kg, ili 15,1% mase naše planete. Nagib ose je sličan Zemljinom i jednak je 25,19° u odnosu na ravan orbite. To znači da četvrta planeta od Sunca takođe doživljava promjenu godišnjih doba.
Na najdaljoj udaljenosti od Sunca, Marsorbitira na udaljenosti od 1.666 AJ. e., odnosno 249,2 miliona km. U perihelu, kada je najbliža našoj zvijezdi, udaljena je od nje 1,3814 AJ. e., odnosno 206,7 miliona km. Crvenoj planeti je potrebno 686.971 zemaljskih dana, što je ekvivalentno 1.88 zemaljskih godina, da završi orbitu oko Sunca. U marsovskim danima, koji na Zemlji traju jedan dan i 40 minuta, godina iznosi 668,5991 dan.
Sastav tla
Sa prosječnom gustinom od 3,93 g/cm³, ova karakteristika Marsa čini ga manje gustim od Zemlje. Njegova zapremina je oko 15% zapremine naše planete, a masa 11%. Crveni Mars je rezultat prisustva željeznog oksida na površini, poznatijeg kao hrđa. Prisutnost drugih minerala u prašini daje druge nijanse - zlatnu, smeđu, zelenu, itd.
Ova zemaljska planeta je bogata mineralima koji sadrže silicijum i kiseonik, metalima i drugim supstancama koje se obično nalaze na stenovitim planetama. Tlo je blago alkalno i sadrži magnezijum, natrijum, kalijum i hlor. Eksperimenti rađeni na uzorcima tla takođe pokazuju da je njegov pH 7,7.
Iako tekuća voda ne može postojati na površini Marsa zbog njegove tanke atmosfere, velike koncentracije leda su koncentrisane unutar polarnih kapa. Osim toga, od pola do 60° geografske širine, proteže se pojas permafrosta. To znači da voda postoji ispod većeg dijela površine kao mješavina čvrstog i tekućeg stanja. Radarski podaci i uzorci tla potvrdili su prisustvo podzemnih rezervoaratakođer u srednjim geografskim širinama.
Interna struktura
4,5 milijardi godina stara planeta Mars sastoji se od gustog metalnog jezgra okruženog silikonskim omotačem. Jezgro se sastoji od željeznog sulfida i sadrži dvostruko više lakih elemenata od Zemljinog jezgra. Prosječna debljina kore je oko 50 km, maksimalna je 125 km. Ako uzmemo u obzir veličinu planeta, onda je zemljina kora, čija je prosječna debljina 40 km, 3 puta tanja od marsovske.
Savremeni modeli njegove unutrašnje strukture sugerišu da je veličina jezgra u radijusu od 1700-1850 km, a sastoji se uglavnom od gvožđa i nikla sa približno 16-17% sumpora. Zbog svoje manje veličine i mase, gravitacija na površini Marsa iznosi samo 37,6% Zemljine. Gravitacijsko ubrzanje ovdje je 3,711 m/s², u poređenju sa 9,8 m/s² na našoj planeti.
Površinske karakteristike
Crveni Mars je prašnjav i suv odozgo, a geološki veoma podsjeća na Zemlju. Ima ravnice i planinske lance, pa čak i najveće pješčane dine u Sunčevom sistemu. Ovdje se nalazi i najviša planina - štitni vulkan Olimp, i najduži i najdublji kanjon - dolina Marinera.
Udarni krateri su tipični elementi pejzaža koji su prošarani planetom Mars. Njihova starost se procjenjuje na milijarde godina. Zbog sporog stepena erozije, dobro su očuvani. Najveća od njih je dolina Hellas. Obim kratera je oko 2300 km, a njegova dubina dostiže 9 km.
Također na površini Marsamogu se razlikovati jaruge i kanali, a mnogi naučnici vjeruju da je voda nekada tekla kroz njih. Upoređujući ih sa sličnim formacijama na Zemlji, može se pretpostaviti da su barem djelomično nastale vodenom erozijom. Ovi kanali su prilično veliki - široki 100 km i dugi 2 hiljade km.
Marsovi sateliti
Mars ima dva mala mjeseca, Fobos i Deimos. Otkrio ih je 1877. godine astronom Asaph Hall, a imena su dobila po mitskim likovima. Prema tradiciji preuzimanja imena iz klasične mitologije, Fobos i Deimos su sinovi Aresa, grčkog boga rata, koji je bio prototip rimskog Marsa. Prvi od njih personificira strah, a drugi - zbunjenost i užas.
Fobos ima oko 22 km u prečniku, a udaljenost do Marsa od njega je 9234,42 km u perigeju i 9517,58 km u apogeju. Ovo je ispod sinhrone visine i potrebno je samo 7 sati da satelit obiđe planetu. Naučnici su izračunali da bi za 10-50 miliona godina Fobos mogao pasti na površinu Marsa ili se raspasti u prstenastu strukturu oko njega.
Deimos ima prečnik od oko 12 km, a njegova udaljenost od Marsa je 23455,5 km u perigeju i 23470,9 km u apogeju. Satelit napravi potpunu revoluciju za 1,26 dana. Mars može imati dodatne satelite koji su manji od 50-100 m u prečniku, a između Fobosa i Deimosa postoji prsten prašine.
Prema naučnicima, ovi sateliti su nekada bili asteroidi, ali ih je tada uhvatila gravitacija planete. Nizak albedo i sastav oba mjeseca (ugljičnihondrit), koji je sličan materijalu asteroida, podržavaju ovu teoriju, a čini se da nestabilna orbita Fobosa ukazuje na nedavno hvatanje. Međutim, orbite oba mjeseca su kružne iu ravni ekvatora, što je neobično za zarobljena tijela.
Atmosfera i klima
Vrijeme na Marsu nastaje zbog prisustva vrlo tanke atmosfere, koja se sastoji od 96% ugljičnog dioksida, 1,93% argona i 1,89% dušika, kao i tragova kisika i vode. Veoma je prašnjav i sadrži čestice prečnika od čak 1,5 mikrona, koje marsovsko nebo pretvaraju u tamnožuto kada se gleda sa površine. Atmosferski pritisak varira između 0,4–0,87 kPa. Ovo je ekvivalentno oko 1% zemlje na nivou mora.
Usled tankog sloja gasovitog omotača i veće udaljenosti od Sunca, površina Marsa se zagreva mnogo gore od površine Zemlje. U prosjeku je -46 °C. Zimi padne na -143°C na polovima, a ljeti u podne na ekvatoru dostiže 35°C.
Oluje prašine bjesne planetom, koje se pretvaraju u mala tornada. Snažniji uragani nastaju kada se prašina podigne i zagrije je od Sunca. Vjetrovi se pojačavaju, stvarajući oluje dugačke hiljadama kilometara i traju nekoliko mjeseci. Oni zapravo skrivaju gotovo cijelu površinu Marsa od pogleda.
Tragovi metana i amonijaka
Tragovi metana su takođe pronađeni u atmosferi planete, čija je koncentracija 30 delova na milijardu. Procjenjuje se daMars bi trebao proizvoditi 270 tona metana godišnje. Jednom ispušten u atmosferu, ovaj gas može postojati samo ograničeni vremenski period (0,6-4 godine). Njegovo prisustvo, uprkos kratkom veku, ukazuje da mora postojati aktivan izvor.
Predložene opcije uključuju vulkansku aktivnost, komete i prisustvo metanogenih mikrobnih oblika života ispod površine planete. Metan se može proizvesti nebiološkim procesom koji se zove serpentinizacija, koji uključuje vodu, ugljični dioksid i olivin, što je uobičajeno na Marsu.
Mars Express je takođe otkrio amonijak, ali sa relativno kratkim životnim vekom. Nije jasno šta ga proizvodi, ali vulkanska aktivnost je predložena kao mogući izvor.
Istraživanje planete
Pokušaj da se otkrije šta je Mars počeo je 1960-ih. U periodu od 1960. do 1969. godine Sovjetski Savez je na Crvenu planetu lansirao 9 svemirskih letjelica bez posade, ali sve nisu uspjele postići cilj. Godine 1964. NASA je počela lansirati Mariner sonde. Prvi su bili "Mariner-3" i "Mariner-4". Prva misija nije uspjela tokom raspoređivanja, ali druga, pokrenuta 3 sedmice kasnije, uspješno je završila putovanje od 7,5 mjeseci.
Mariner 4 napravio je prve slike Marsa izbliza (prikazujući udarne kratere) i pružio tačne podatke o atmosferskom pritisku na površini i zabilježio odsustvo magnetnog polja i radijacijskog pojasa. NASA je nastavila program lansiranjem još jednog para letećih sondi Mariner 6 i 7,koji je stigao na planetu 1969.
Sedamdesetih godina prošlog veka, SSSR i SAD su se takmičili ko će prvi staviti veštački satelit u orbitu oko Marsa. Sovjetski program M-71 uključivao je tri svemirske letelice - Kosmos-419 (Mars-1971C), Mars-2 i Mars-3. Prva teška sonda se srušila tokom lansiranja. Naredne misije, Mars 2 i Mars 3, bile su kombinacija orbitera i lendera i bile su prve stanice koje su sletjele vanzemaljsko (osim na Mjesec).
Uspješno su lansirani sredinom maja 1971. i letjeli su sa Zemlje na Mars sedam mjeseci. 27. novembra, lender Mars 2 je pao zbog kvara na kompjuteru i postao je prvi objekt koji je napravio čovjek koji je stigao do površine Crvene planete. Mars-3 je 2. decembra izvršio redovno sletanje, ali je njegov prenos prekinut posle 14.5 od emitovanja.
U međuvremenu, NASA je nastavila program Mariner, a 1971. lansirane su sonde 8 i 9. Mariner 8 se srušio u Atlantski okean tokom lansiranja. Ali druga letjelica ne samo da je stigla do Marsa, već je postala i prva koja je uspješno lansirana u njegovu orbitu. Dok je prašnjava oluja trajala planetarnih razmjera, satelit je uspio snimiti nekoliko fotografija Fobosa. Kako se oluja stišala, sonda je napravila slike koje su pružile detaljnije dokaze da je voda nekada tekla na površini Marsa. Brdo zvano Snijeg Olimpa (jedan od rijetkih objekata koji je ostao vidljiv tokom planetarne oluje prašine) također je utvrđeno kao najviša formacija u Sunčevom sistemu, što je dovelo dopreimenovanje u Mount Olympus.
Godine 1973. Sovjetski Savez je poslao još četiri sonde: 4. i 5. orbiter za Mars, kao i sonde za orbitu i spuštanje Mars-6 i 7. Sve međuplanetarne stanice osim Marsa-7 , prenosili su podatke i ekspedicija Mars-5 je bila najuspješnija. Prije spuštanja tlaka u kućište predajnika, stanica je uspjela emitovati 60 slika.
Do 1975. godine, NASA je lansirala Viking 1 i 2, koji su se sastojali od dva orbitera i dva lendera. Misija na Mars imala je za cilj traženje tragova života i uočavanje njegovih meteoroloških, seizmičkih i magnetskih karakteristika. Rezultati bioloških eksperimenata na brodu Vikings koji se vraćaju bili su neuvjerljivi, ali ponovna analiza podataka objavljenih 2012. godine sugerirala je znakove mikrobnog života na planeti.
Orbiteri su pružili dodatne podatke koji potvrđuju da je voda nekada postojala na Marsu - velike poplave su formirale duboke kanjone duge hiljade kilometara. Osim toga, dijelovi razgranatih potoka na južnoj hemisferi sugeriraju da su ovdje nekada padale padavine.
Nastavak letova
Četvrta planeta od Sunca nije istražena sve do 1990-ih, kada je NASA poslala misiju Mars Pathfinder, koja se sastojala od svemirske letjelice koja je sletjela na stanicu s pokretnom sondom Sojourner. Uređaj je sletio na Mars 4. jula 1987. godine i postao dokaz održivosti tehnologija koje će se koristiti u daljim ekspedicijama, kao npr.poput spuštanja vazdušnog jastuka i automatskog izbjegavanja prepreka.
Sljedeća misija na Mars je satelit za mapiranje MGS, koji je stigao do planete 12. septembra 1997. i počeo s radom u martu 1999. Tokom jedne pune marsovske godine, sa male visine, skoro u polarnoj orbiti, proučavao je cijelu površinu i atmosferu i poslao više planetarnih podataka nego sve prethodne misije zajedno.
5.novembra 2006. MGS je izgubio kontakt sa Zemljom i NASA napori za oporavak su okončani 28. januara 2007.
2001. godine, Mars Odyssey Orbiter je poslan da sazna šta je Mars. Njegov cilj je bio traženje dokaza o postojanju vode i vulkanske aktivnosti na planeti pomoću spektrometara i termovizira. Godine 2002. objavljeno je da je sonda otkrila veliku količinu vodonika, dokaz ogromnih naslaga leda u gornja tri metra tla unutar 60° južnog pola.
Evropska svemirska agencija (ESA) je 2. juna 2003. lansirala Mars Express, svemirsku letjelicu koja se sastoji od satelita i lendera Beagle 2. U orbitu je otišla 25. decembra 2003. godine, a sonda je istog dana ušla u atmosferu planete. Prije nego što je ESA izgubila kontakt sa lenderom, Mars Express Orbiter potvrdio je prisustvo leda i ugljičnog dioksida na južnom polu.
2003. godine NASA je započela istraživanje planete u okviru programa MER. Koristio je dva rovera Spirit i Opportunity. Misija na Mars imala je zadatak da istraži raznekamenje i tlo kako bi se pronašao dokaz o prisutnosti vode ovdje.
12.08.05 Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) je lansiran i stigao je u orbitu planete 10.03.06. Na uređaju se nalaze naučni instrumenti dizajnirani da detektuju vodu, led i minerale na i ispod površine. Osim toga, MRO će podržati buduće generacije svemirskih sondi tako što će svakodnevno pratiti vremenske prilike i stanje na površini Marsa, tražiti buduće lokacije za sletanje i testirati novi telekomunikacioni sistem koji će ubrzati komunikaciju sa Zemljom.
6. avgusta 2012. NASA-in MSL Mars Science Laboratory i Curiosity rover sletjeli su u krater Gale. Uz njihovu pomoć napravljena su mnoga otkrića u vezi sa lokalnim atmosferskim i površinskim uslovima, a otkrivene su i organske čestice.
Dana 18. novembra 2013. godine, u još jednom pokušaju da se sazna šta je Mars, lansiran je satelit MAVEN, čija je svrha proučavanje atmosfere i prenošenje signala sa robotskih rovera.
Istraživanje se nastavlja
Četvrta planeta od Sunca je najproučavanija planeta u Sunčevom sistemu nakon Zemlje. Trenutno na njegovoj površini rade stanice Opportunity i Curiosity, a u orbiti radi 5 svemirskih letjelica - Mars Odyssey, Mars Express, MRO, MOM i Maven.
Ove sonde su snimile nevjerovatno detaljne slike Crvene planete. Pomogli su otkriti da je tamo nekada bila voda i potvrdili da su Mars i Zemlja vrlo slični - imaju polarne kape, godišnja doba, atmosferu iprisustvo vode. Takođe su pokazali da organski život može postojati danas i najvjerovatnije je postojao i prije.
Opsednutost čovečanstva Marsom se nastavlja nesmanjenom količinom, a naši napori da proučimo njegovu površinu i otkrijemo njegovu istoriju daleko su od kraja. U narednim decenijama vjerovatno ćemo nastaviti da šaljemo rovere tamo i po prvi put šaljemo čovjeka. I tokom vremena, s obzirom na dostupnost potrebnih resursa, četvrta planeta od Sunca će jednog dana postati naseljiva.
