Marte è il quarto pianeta del nostro sistema solare e il secondo più piccolo dopo Mercurio. Prende il nome dall'antico dio romano della guerra. Il suo soprannome di "Pianeta Rosso" deriva dalla tonalità rossastra della superficie, dovuta alla predominanza dell'ossido di ferro. Ogni pochi anni, quando Marte è in opposizione alla Terra, è più visibile nel cielo notturno. Per questo motivo, le persone hanno osservato il pianeta per molti millenni e la sua apparizione nel cielo ha svolto un ruolo importante nella mitologia e nei sistemi astrologici di molte culture. Nell'era moderna, è diventato un tesoro di scoperte scientifiche che hanno ampliato la nostra comprensione del sistema solare e della sua storia.
Dimensioni, orbita e massa di Marte
Il raggio del quarto pianeta dal Sole è di circa 3396 km all'equatore e 3376 km nelle regioni polari, che corrisponde al 53% del raggio terrestre. E sebbene sia circa la metà, la massa di Marte è 6,4185 x 10²³ kg, ovvero il 15,1% della massa del nostro pianeta. L'inclinazione dell'asse è simile a quella terrestre ed è pari a 25,19° rispetto al piano dell'orbita. Ciò significa che anche il quarto pianeta dal Sole sta vivendo un cambio di stagione.
Alla sua massima distanza dal Sole, Marteorbita a una distanza di 1.666 UA. e., o 249,2 milioni di km. Al perielio, quando è più vicino alla nostra stella, dista da essa 1,3814 UA. e., o 206,7 milioni di km. Il pianeta rosso impiega 686.971 giorni terrestri, che equivalgono a 1,88 anni terrestri, per completare un'orbita attorno al Sole. Nei giorni marziani, che sulla Terra sono un giorno e 40 minuti, un anno è 668,5991 giorni.
Composizione del suolo
Con una densità media di 3,93 g/cm³, questa caratteristica di Marte lo rende meno denso della Terra. Il suo volume è circa il 15% del volume del nostro pianeta e la sua massa è dell'11%. Red Mars è il risultato della presenza in superficie di ossido di ferro, meglio noto come ruggine. La presenza di altri minerali nella polvere fornisce altre sfumature: oro, marrone, verde, ecc.
Questo pianeta terrestre è ricco di minerali contenenti silicio e ossigeno, metalli e altre sostanze che di solito si trovano nei pianeti rocciosi. Il terreno è leggermente alcalino e contiene magnesio, sodio, potassio e cloro. Esperimenti condotti su campioni di terreno mostrano anche che il suo pH è 7,7.
Sebbene l'acqua liquida non possa esistere sulla superficie di Marte a causa della sua atmosfera sottile, grandi concentrazioni di ghiaccio sono concentrate all'interno delle calotte polari. Inoltre, dal polo fino a 60° di latitudine, si estende la cintura di permafrost. Ciò significa che l'acqua esiste sotto la maggior parte della superficie come una miscela dei suoi stati solido e liquido. I dati radar ei campioni di suolo hanno confermato la presenza di serbatoi sotterraneianche alle medie latitudini.
Struttura interna
Il pianeta Marte di 4,5 miliardi di anni è costituito da un denso nucleo metallico circondato da un mantello di silicio. Il nucleo è composto da solfuro di ferro e contiene il doppio degli elementi luminosi del nucleo terrestre. Lo spessore medio della crosta è di circa 50 km, il massimo è di 125 km. Se prendiamo in considerazione le dimensioni dei pianeti, la crosta terrestre, il cui spessore medio è di 40 km, è 3 volte più sottile di quella marziana.
Modelli moderni della sua struttura interna suggeriscono che la dimensione del nucleo sia in un raggio di 1700-1850 km, ed è costituito principalmente da ferro e nichel con circa il 16-17% di zolfo. A causa delle sue dimensioni e massa ridotte, la gravità sulla superficie di Marte è solo il 37,6% di quella terrestre. L'accelerazione gravitazionale qui è 3,711 m/s², rispetto a 9,8 m/s² sul nostro pianeta.
Caratteristiche della superficie
Red Marte è polveroso e secco dall' alto, e geologicamente assomiglia molto alla Terra. Ha pianure e catene montuose e persino le più grandi dune di sabbia del sistema solare. Qui si trova anche la montagna più alta - il vulcano a scudo Olympus, e il canyon più lungo e profondo - la Valle Marinera.
I crateri da impatto sono elementi tipici del paesaggio che costella il pianeta Marte. La loro età è stimata in miliardi di anni. A causa del lento tasso di erosione, sono ben conservati. Il più grande di questi è la valle dell'Hellas. La circonferenza del cratere è di circa 2300 km e la sua profondità raggiunge i 9 km.
Anche sulla superficie di Martesi possono distinguere burroni e canali e molti scienziati ritengono che un tempo l'acqua scorresse attraverso di essi. Confrontandoli con formazioni simili sulla Terra, si può presumere che siano almeno parzialmente formati dall'erosione dell'acqua. Questi canali sono abbastanza grandi - 100 km di larghezza e 2 mila km di lunghezza.
Satelliti di Marte
Marte ha due piccole lune, Phobos e Deimos. Furono scoperti nel 1877 dall'astronomo Asaph Hall e prendono il nome da personaggi mitici. Secondo la tradizione di prendere nomi dalla mitologia classica, Phobos e Deimos sono i figli di Ares, il dio greco della guerra, prototipo del romano Marte. Il primo personifica la paura e il secondo - confusione e orrore.
Phobos ha un diametro di circa 22 km e la distanza da Marte da esso è 9234,42 km al perigeo e 9517,58 km all'apogeo. Questa è al di sotto dell' altitudine sincrona e ci vogliono solo 7 ore perché il satellite giri intorno al pianeta. Gli scienziati hanno calcolato che in 10-50 milioni di anni, Phobos potrebbe cadere sulla superficie di Marte o rompersi in una struttura ad anello attorno ad esso.
Deimos ha un diametro di circa 12 km e la sua distanza da Marte è 23455,5 km al perigeo e 23470,9 km all'apogeo. Il satellite compie una rivoluzione completa in 1,26 giorni. Marte potrebbe avere satelliti aggiuntivi con un diametro inferiore a 50-100 m e c'è un anello di polvere tra Phobos e Deimos.
Secondo gli scienziati, questi satelliti un tempo erano asteroidi, ma poi sono stati catturati dalla gravità del pianeta. Il basso albedo e la composizione di entrambe le lune (carbonaceecondrite), che è simile al materiale degli asteroidi, supporta questa teoria e l'orbita instabile di Phobos sembrerebbe suggerire una cattura recente. Tuttavia, le orbite di entrambe le lune sono circolari e nel piano dell'equatore, cosa insolita per i corpi catturati.
Atmosfera e clima
Il tempo su Marte è dovuto alla presenza di un'atmosfera molto sottile, che contiene il 96% di anidride carbonica, l'1,93% di argon e l'1,89% di azoto, oltre a tracce di ossigeno e acqua. È molto polveroso e contiene particolato con un diametro di 1,5 micron, che trasforma il cielo marziano di un giallo scuro se visto dalla superficie. La pressione atmosferica varia tra 0,4 e 0,87 kPa. Ciò equivale a circa l'1% della terra al livello del mare.
A causa del sottile strato del guscio gassoso e della maggiore distanza dal Sole, la superficie di Marte si riscalda molto peggio della superficie della Terra. In media, è -46 ° C. In inverno scende a -143 °C ai poli e in estate a mezzogiorno all'equatore raggiunge i 35 °C.
Tempeste di polvere infuriano sul pianeta, che si trasformano in piccoli tornado. Gli uragani più potenti si verificano quando la polvere si alza ed è riscaldata dal sole. I venti si intensificano, creando tempeste lunghe migliaia di chilometri e della durata di diversi mesi. In re altà nascondono alla vista quasi l'intera superficie di Marte.
Tracce di metano e ammoniaca
Tracce di metano sono state trovate anche nell'atmosfera del pianeta, la cui concentrazione è di 30 parti per miliardo. È stimato cheMarte dovrebbe produrre 270 tonnellate di metano all'anno. Una volta rilasciato nell'atmosfera, questo gas può esistere solo per un periodo di tempo limitato (0,6–4 anni). La sua presenza, nonostante la sua breve durata, indica che deve esistere una sorgente attiva.
Le opzioni suggerite includono l'attività vulcanica, le comete e la presenza di forme di vita microbiche metanogene sotto la superficie del pianeta. Il metano può essere prodotto da un processo non biologico chiamato serpentinizzazione, che coinvolge acqua, anidride carbonica e olivina, che è comune su Marte.
Mars Express ha rilevato anche l'ammoniaca, ma con una durata relativamente breve. Non è chiaro cosa lo produca, ma l'attività vulcanica è stata suggerita come una possibile fonte.
Esplorazione del pianeta
Il tentativo di scoprire cos'è Marte è iniziato negli anni '60. Nel periodo dal 1960 al 1969, l'Unione Sovietica lanciò 9 veicoli spaziali senza pilota sul Pianeta Rosso, ma tutti non riuscirono a raggiungere l'obiettivo. Nel 1964, la NASA iniziò a lanciare le sonde Mariner. I primi erano "Mariner-3" e "Mariner-4". La prima missione è fallita durante il dispiegamento, ma la seconda, lanciata 3 settimane dopo, ha completato con successo il viaggio di 7,5 mesi.
Il Mariner 4 ha scattato le prime immagini ravvicinate di Marte (che mostra i crateri da impatto) e ha fornito dati accurati sulla pressione atmosferica sulla superficie e ha notato l'assenza di un campo magnetico e di una cintura di radiazioni. La NASA ha proseguito il programma con il lancio di un' altra coppia di sonde flyby Mariner 6 e 7,che ha raggiunto il pianeta nel 1969
Negli anni '70, l'URSS e gli Stati Uniti hanno gareggiato per essere i primi a mettere in orbita un satellite artificiale attorno a Marte. Il programma sovietico M-71 includeva tre veicoli spaziali: Kosmos-419 (Mars-1971C), Mars-2 e Mars-3. La prima sonda pesante si è schiantata durante il lancio. Le successive missioni, Mars 2 e Mars 3, erano una combinazione di un orbiter e un lander e furono le prime stazioni ad effettuare un atterraggio extraterrestre (diverso dalla Luna).
Furono lanciati con successo a metà maggio 1971 e volarono dalla Terra a Marte per sette mesi. Il 27 novembre, il lander Mars 2 è precipitato a causa di un guasto al computer di bordo ed è diventato il primo oggetto artificiale a raggiungere la superficie del Pianeta Rosso. Il 2 dicembre, Mars-3 ha effettuato un atterraggio regolare, ma la sua trasmissione è stata interrotta dopo le 14.5 dalla trasmissione.
Nel frattempo, la NASA ha continuato il programma Mariner e nel 1971 sono state lanciate le sonde 8 e 9. Il Mariner 8 si è schiantato nell'Oceano Atlantico durante il lancio. Ma il secondo veicolo spaziale non solo raggiunse Marte, ma divenne anche il primo lanciato con successo nella sua orbita. Mentre la tempesta di polvere è durata su scala planetaria, il satellite è riuscito a scattare diverse fotografie di Phobos. Quando la tempesta si è placata, la sonda ha scattato foto che hanno fornito prove più dettagliate che l'acqua un tempo scorreva sulla superficie di Marte. Una collina chiamata Nevi dell'Olimpo (uno dei pochi oggetti rimasti visibili durante una tempesta di polvere planetaria) è risultata essere anche la formazione più alta del sistema solare, portando arinominandolo Monte Olimpo.
Nel 1973, l'Unione Sovietica inviò altre quattro sonde: il 4° e il 5° orbiter di Marte, nonché le sonde orbitali e di discesa Mars-6 e 7. Tutte le stazioni interplanetarie tranne Mars-7 , dati trasmessi e la spedizione Mars-5 è stata la più riuscita. Prima della depressurizzazione dell'alloggiamento del trasmettitore, la stazione è riuscita a trasmettere 60 immagini.
Nel 1975, la NASA lanciò il Viking 1 e 2, che consisteva in due orbiter e due lander. La missione su Marte era finalizzata alla ricerca di tracce di vita e all'osservazione delle sue caratteristiche meteorologiche, sismiche e magnetiche. I risultati degli esperimenti biologici a bordo dei Vikings di rientro non sono stati conclusivi, ma una nuova analisi dei dati pubblicati nel 2012 ha suggerito segni di vita microbica sul pianeta.
Gli Orbiters hanno fornito dati aggiuntivi a conferma che l'acqua esisteva un tempo su Marte: grandi inondazioni hanno formato canyon profondi lunghi migliaia di chilometri. Inoltre, chiazze di ruscelli ramificati nell'emisfero australe suggeriscono che le precipitazioni un tempo cadessero qui.
Ripresa dei voli
Il quarto pianeta dal sole non fu esplorato fino agli anni '90, quando la NASA inviò la missione Mars Pathfinder, che consisteva in un veicolo spaziale che fece atterrare una stazione con la sonda Sojourner in movimento. Il dispositivo è atterrato su Marte il 4 luglio 1987 ed è diventato la prova della fattibilità delle tecnologie che saranno utilizzate in ulteriori spedizioni, comecome l'atterraggio dell'airbag e l'evitamento automatico degli ostacoli.
La prossima missione su Marte è il satellite cartografico MGS, ha raggiunto il pianeta il 12 settembre 1997 ed è entrato in funzione nel marzo 1999. Durante un intero anno marziano, da bassa quota, quasi in orbita polare, ha studiato l'intera superficie e atmosfera e ha inviato più dati planetari di tutte le precedenti missioni messe insieme.
5 novembre 2006 MGS ha perso il contatto con la Terra e gli sforzi di recupero della NASA sono terminati il 28 gennaio 2007
Nel 2001, il Mars Odyssey Orbiter è stato inviato per scoprire cos'è Marte. Il suo obiettivo era cercare prove dell'esistenza dell'acqua e dell'attività vulcanica sul pianeta utilizzando spettrometri e termocamere. Nel 2002, è stato annunciato che la sonda aveva rilevato una grande quantità di idrogeno, prova di enormi depositi di ghiaccio nei primi tre metri di terreno entro 60° dal Polo Sud.
Il 2 giugno 2003, l'Agenzia spaziale europea (ESA) ha lanciato Mars Express, un veicolo spaziale composto da un satellite e dal lander Beagle 2. È entrata in orbita il 25 dicembre 2003 e la sonda è entrata nell'atmosfera del pianeta lo stesso giorno. Prima che l'ESA perdesse il contatto con il lander, il Mars Express Orbiter ha confermato la presenza di ghiaccio e anidride carbonica al polo sud.
Nel 2003, la NASA ha iniziato a esplorare il pianeta nell'ambito del programma MER. Utilizzava due rover Spirit e Opportunity. La missione su Marte aveva il compito di esplorare variroccia e terra per trovare qui prove della presenza di acqua.
12.08.05 il Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) è stato lanciato e ha raggiunto l'orbita del pianeta il 10.03.06. A bordo del dispositivo ci sono strumenti scientifici progettati per rilevare acqua, ghiaccio e minerali sopra e sotto la superficie. Inoltre, MRO supporterà le future generazioni di sonde spaziali monitorando quotidianamente le condizioni meteorologiche e della superficie di Marte, cercando futuri siti di atterraggio e testando un nuovo sistema di telecomunicazioni che accelererà la comunicazione con la Terra.
Il 6 agosto 2012, l'MSL Mars Science Laboratory della NASA e il rover Curiosity sono atterrati nel cratere Gale. Con il loro aiuto, sono state fatte molte scoperte riguardanti le condizioni atmosferiche e di superficie locali, così come sono state scoperte particelle organiche.
Il 18 novembre 2013, in un altro tentativo di scoprire cos'è Marte, è stato lanciato il satellite MAVEN, il cui scopo è studiare l'atmosfera e trasmettere segnali dai rover robotici.
La ricerca continua
Il quarto pianeta dal Sole è il pianeta più studiato del sistema solare dopo la Terra. Attualmente, le stazioni Opportunity e Curiosity operano sulla sua superficie e 5 veicoli spaziali operano in orbita: Mars Odyssey, Mars Express, MRO, MOM e Maven.
Queste sonde hanno catturato immagini incredibilmente dettagliate del Pianeta Rosso. Hanno aiutato a scoprire che lì una volta c'era dell'acqua e hanno confermato che Marte e la Terra sono molto simili: hanno calotte polari, stagioni, un'atmosfera ela presenza di acqua. Hanno anche mostrato che la vita organica potrebbe esistere oggi e molto probabilmente esisteva prima.
L'ossessione dell'umanità per Marte continua senza sosta e i nostri sforzi per studiarne la superficie e svelarne la storia sono tutt' altro che finiti. Nei prossimi decenni, probabilmente continueremo a inviare rover lì e a mandare un uomo lì per la prima volta. E col tempo, data la disponibilità delle risorse necessarie, un giorno il quarto pianeta dal Sole diventerà abitabile.
