З Науковою революцією астрономи дізналися про те, що Земля та інші планети обертаються навколо Сонця. А завдяки Копернику, Галілею, Кеплеру та Ньютону дослідження їхніх орбіт було вдосконалено до точки математичної точності. І з подальшими відкриттями о Уран , Нептун , Плутон і Предмети поясу Койпера , ми зрозуміли, наскільки різноманітні орбіти сонячних планет.
Розглянути березень , другий найближчий сусід Землі і планета, яку часто називають «близнюком Землі». Хоча вона має багато спільного з Землею, одна область, в якій вони сильно відрізняються, — це орбіти. Крім того, що Марс знаходиться далі від Сонця, Марс також має набагато більш еліптичну орбіту, що призводить до деяких досить цікавих варіацій температури та погодних умов.
Перігелій і Афелій:
Марс обертається навколо Сонця на середній відстані (велика піввісь) 228 мільйонів км (141,67 мільйона миль), або 1,524 астрономічних одиниці (понад півтора відстань між Земля і Сонце ). Однак Марс також має другу за ексцентричною орбіту серед усіх планет Сонячної системи (0,0934), що робить його віддаленим від божевільного. Меркурій (на 0,20563).
Це означає, що відстань Марса від Сонця змінюється між перигелієм (його найближчою точкою) та афелієм (найдальшою точкою). Коротше кажучи, відстань між Марсом і Сонцем коливається протягом марсіанського року від 206 700 000 км (128,437 мільйонів миль) в перигелії і 249 200 000 км (154,8457 мільйонів миль) в афелії – або 1,38 а.о. та 1,666 а.о.
Говорячи про марсіанський рік, із середньою орбітальною швидкістю 24 км/с, Марсу потрібно еквівалент 687 земних днів, щоб здійснити один оберт навколо Сонця. Це означає, що рік на Марсі еквівалентний 1,88 земних років. З поправкою на марсіанські дні (він же соль), які тривають 24 години, 39 хвилин і 35 секунд, виходить, що рік має довжину 668,5991 сол (все ще майже вдвічі довше).
Марс також у розпалі довготривалого збільшення ексцентриситету. Приблизно 19 000 років тому він досяг мінімуму 0,079 і знову досягне піку при ексцентриситеті 0,105 (з відстанню перигелію 1,3621 а.о.) приблизно через 24 000 років. Крім того, орбіта була майже круглою приблизно 1,35 мільйона років тому, і буде знову через мільйон років.
Осьовий нахил:
Як і Земля, Марс також має значно нахилену вісь. Насправді, маючи нахил 25,19° до площини орбіти, він дуже близький до власного нахилу Землі в 23,439°. Це означає, що як і Земля, Марс також відчуває сезонні коливання температури. У середньому температура поверхні Марса набагато нижча, ніж ми відчуваємо тут, на Землі, але варіація в основному однакова .
Ексцентрична орбіта Марса та осьовий нахил призводять до значних сезонних коливань. Авторство та права: Британська енциклопедія
Загалом, середня температура поверхні на Марсі становить -46 °C (-51 °F). Це коливається від низьких -143 °C (-225,4 °F), що відбувається взимку на полюсах; і найвища температура 35 °C (95 °F), яка буває влітку й опівдні на екваторі. Це означає, що в певну пору року Марс насправді тепліший, ніж певні частини Землі.
Орбіта та сезонні зміни:
Зміни температури Марса та його сезонні зміни також пов’язані зі змінами орбіти планети. По суті, ексцентрична орбіта Марса означає, що він повільніше обертається навколо Сонця, коли воно знаходиться далі від нього, і швидше, коли воно ближче (як зазначено в Три закони руху планет Кеплера ).
Афелій Марса збігається з весною в його північній півкулі, що робить його найдовшим сезоном на планеті – тривалістю приблизно 7 земних місяців. Літо займає друге місце за тривалістю, воно триває шість місяців, а осінь і зима тривають 5,3 і трохи більше 4 місяців відповідно. На півдні тривалість пір року лише трохи відрізняється.
Марс знаходиться поблизу перигелію, коли в південній півкулі літо, а зима в північній, і поблизу афелію, коли зима в південній півкулі, а літо в північній. Як наслідок, пори року в південній півкулі є більш екстремальними, а пори року в північній — більш м’якими. Літні температури на півдні можуть бути на 30 К (30 °C; 54 °F) вищими, ніж еквівалентні літні температури на півночі.
Південна полярна крижана шапка Марса, побачена в квітні 2000 року зондом Mars Odyssey. Авторство: NASA/JPL/MSSS
Це також сніги на Марсі . У 2008 році НАСА Фенікс Лендер знайшли водяний лід в полярних областях планети. Це було очікуваним відкриттям, але вчені не були готові спостерігати сніг падає з хмар . Сніг у поєднанні з експериментами з хімії ґрунту змусили вчених вважати, що на місці висадки в минулому був вологий і тепліший клімат.
А потім у 2012 році дані, отримані в Розвідувальний орбітальний апарат Марса виявили, що вуглекислий снігопад трапляється в південній полярній області Марса. Протягом десятиліть вчені знали, що вуглекислий лід є постійною частиною сезонного циклу Марса і існує в південних полярних шапках. Але це був перший раз, коли таке явище було виявлено, і воно залишається єдиним відомим прикладом снігу з вуглекислого газу, який випадає де-небудь у нашій Сонячній системі.
Крім того, нещодавні опитування, проведені Mars Reconnaissance Orbiter, Наукова лабораторія Марса , Місія орбітального апарату Марса (МАМА), в Атмосфера Марса та нестабільна еволюція (MAVEN) і Можливість і Цікавість Марсоходи розкрили деякі вражаючі речі про глибоке минуле Марса.
Для початку, зразки ґрунту та орбітальні спостереження остаточно продемонстрували, що приблизно 3,7 мільярда років тому планета мала на його поверхні більше води, ніж зараз в Атлантичному океані . Аналогічно, дослідження атмосфери, проведені на поверхні та з космосу, довели, що Марс також мав життєздатну атмосферу в той час, яка повільно формувалася. знищений сонячним вітром .
Вчені змогли оцінити швидкість втрати води на Марсі, вимірявши співвідношення води і HDO від сьогодні і 4,3 мільярда років тому. Авторство: Кевін Гілл
Погодні моделі:
Ці сезонні коливання дозволяють Марсу відчувати деякі екстремальні погодні умови. Зокрема, на Марсі спостерігаються найбільші пилові бурі в Сонячній системі. Вони можуть варіюватися від шторму на невеликій території до гігантських штормів (діаметром тисячі кілометрів), які охоплюють всю планету і закривають поверхню з поля зору. Вони, як правило, виникають, коли Марс знаходиться найближче до Сонця, і, як було показано, підвищують глобальну температуру.
Першою місією, яка помітила це, була Маринер 9 орбітальний апарат, який був першим космічним апаратом, який вийшов на орбіту Марса в 1971 році, він відправив на Землю фотографії світу, поглиненого туманом. Всю планету вкрила пилова буря, настільки потужна, що над хмарами можна було побачити лише Олімп, гігантський марсіанський вулкан висотою 24 км. Цей шторм тривав цілий місяць і затягнувсяМаринер 9спроби детально сфотографувати планету.
А потім далі 9 червня 2001 року , космічний телескоп Хаббл помітив пилову бурю в басейні Еллада на Марсі. До липня шторм вщух, але потім знову розрісся, став найбільшим за останні 25 років. Буря була настільки сильною, що астрономи-любителі за допомогою маленьких телескопів змогли побачити її із Землі. А хмара підняла температуру холодної марсіанської атмосфери на приголомшливі 30° за Цельсієм.
Ці бурі, як правило, відбуваються, коли Марс знаходиться найближче до Сонця, і є результатом підвищення температури та викликають зміни в повітрі та ґрунті. У міру висихання ґрунт стає легше підхоплюватися повітряними потоками, які викликаються зміною тиску через підвищення температури. Пилові бурі викликають ще більше підвищення температури, що призводить до того, що Марс відчуває власний парниковий ефект.
Ми написали багато цікавих статей про відстань планет від Сонця тут на Universe Today. Ось Як далеко розташовані планети від Сонця? , Як далеко Меркурій від Сонця? , Як далеко Венера від Сонця? , Як далеко Земля від Сонця? , Як далеко Місяць від Сонця? , Як далеко Юпітер від Сонця? , Як далеко Сатурн від Сонця? , Яка відстань Урана від Сонця? , Яка відстань Нептуна від Сонця? і Як далеко Плутон від Сонця?
Для отримання додаткової інформації, астрономія для початківців навчить вас, як це зробити обчислити відстань до Марса .
Нарешті, якщо ви хочете дізнатися більше про Марс загалом, ми зробили кілька епізодів подкастів про Червону планету на Astronomy Cast. Епізод 52: Марс , і Епізод 91: Пошуки води на Марсі .