11 августа 1877 года обнаружен спутник Марса Деймос (Фобос открыли неделю спустя)

В третьей части книги «Путешествия Гулливера» Джонатан Свифт описал воображаемую страну Лапуту, которую населяют одни ученые. Среди прочих их открытий Свифт описал два спутника Марса, еще не открытые в его времена.

Во время великого противостояния Земли и Марса 11 августа 1877 года профессор Военно-морской обсерватории в Вашингтоне Асаф Холл поглядел на небо в 24-дюймовый телескоп-рефрактор, который был тогда сильнейшим в мире. И телескоп не подвел: профессор заметил слабую звездочку на расстоянии трех диаметров от планеты. Еще через несколько дней оказалось, что звездочки две, и это неуловимые спутники Марса. Холл назвал их Фобос и Деймос, что в переводе с греческого означает Страх и Ужас. Так звали мифологических сыновей бога войны Ареса, что есть тот же Марс, но у греков.

Наука:

11 и 17 августа 1877 г. Асаф Холл на Вашингтонской обсерватории открыл два маленьких спутника Марса – Фобос и Деймос. Размеры их дисков были не различимы ни в один телескоп, а блеск в среднем противостоянии соответствовал 11,6 и 12,8 звёздной величины. Это свидетельство об их весьма малых размерах.

Блеск Марса в среднем противостоянии равен –1,65 , звёздной величины, значит, Марс в 200 000 раз ярче Фобоса и в 600 000 раз ярче Деймоса. Отсюда следует, что диаметры обоих спутников меньше диаметра Марса в 450 и 770 раз соответственно, т.е. равны 15 и 9 км.

В действительности, как показали фотографии «Маринера-9» в 1971 году, оба спутника больше. Фобос имеет размеры 27 на 20 км, Деймос 15 на 11 км. Недооценка размеров спутников получилась потому, что их поверхность оказалась темнее Марсианской.

Периоды обращения спутников вокруг планеты составляют 7 час. 39 мин. у Фобоса и 30 час. 21 мин. у Деймоса, их расстояние от центра планеты 9400 и 23500км. Орбиты почти круговые, их наклон к экватору Марса у Фобоса 1°, у Деймоса 2,7°.

Таким образом, Фобос совершает обращение вокруг планеты втрое быстрее, чем сам Марс вращается вокруг своей оси. За сутки Марса Фобос успевает совершить три полных оборота и успевает пройти ещё дугу в 78°. Для Марсианского наблюдателя он восходит на западе и заходит на востоке. Между последовательными верхними кульминациями Фобоса проходит 11 часов 07 минут.

Совсем иначе движется по небу Деймос. Его период обращения больше периода вращения Марса, но ненамного. Поэтому он хотя и «нормально» восходит на востоке и заходит на западе, но движется по небу Марса крайне медленно. От одной верхней кульминации до следующей проходит 130 часов - пять с лишним суток!

В 1945 г. американский астроном Б. Шарплес обнаружил вековое ускорение в движении Фобоса по орбите. Это означало, что Фобос, строго говоря, движется по очень пологой спирали, постепенно приближаясь к поверхности Марса. Если так будет продолжаться и дальше, то через 15 млн. лет – срок с космогонической точки зрения весьма небольшой – Фобос упадёт на Марс.

Однако только через 14 лет на это обратили внимание. К тому времени появились небесные тела, двигавшиеся точно таким же образом. Это были первые искусственные спутники Земли. Торможение в земной атмосфере заставило их снижаться, а приближение к центру Земли вызвало ускорение их движения.

Известный советский учёный И. С. Шкловский попытался в 1959г. подсчитать, не может ли торможение в самых верхних слоях атмосферы Марса, быть причиной векового ускорения Фобоса. Результат был неожиданным: это возможно только в том случае если Фобос… полый. Тогда он, подобно воздушному шару, будет испытывать заметное сопротивление окружающей газовой среды. Однако эта гипотеза, наделавшая в своё время много шума, не подтвердилась. Фотографии «Маринера-9» показали, что Фобос и Деймос имеют вид громадных каменных глыб.

Наблюдения «Маринера-9» показали, что оба спутника обращены к Марсу одной стороной (как Луна к Земле).

Непосредственные фотографии, фотоэлектрические и поляризационные наблюдения указывают на то, что наружный слой поверхности обоих спутников – мелко раздробленная пыль, слой которой имеет толщину около 1 мм. Её состав, по-видимому, базальтовый со значительной примесью карбонатов. Инфракрасные наблюдения свидетельствуют о крайне низкой теплопроводности наружного покрова, что подтверждает гипотезу о пылевом слое.

Несколько интересных фактов:

1. Деймос и Фобос всегда повернуты к Марсу одной и той же стороной. Это обусловлено тем, что они являются так называемыми синхронными спутниками: период обращения каждого из них совпадает с соответствующим периодом обращения вокруг Марса. По этому признаку Деймос и Фобос схожи с Луной, обратная сторона которой также никогда не видна с поверхности Земли.

2. В один прекрасный день Фобос упадет на Марс, полагают ученые. Связано это с тем, что движение этого спутника замедляется из-за приливного воздействия планеты. Доказано, что каждые сто лет Фобос становится на 9 см ближе к Марсу, и примерно через 11 миллионов лет обрушится на его поверхность. Впрочем, благодаря тем же процессам через 7,6 миллиона лет Фобос может просто разрушиться.

3. В отличие от Луны и других спутников Солнечной системы Деймос и Фобос имеют выраженно неправильную форму, и внешне походят скорее на пару булыжников. Говоря более строго, их форма приближена к трехосному эллипсоиду.

4. Размеры Деймоса и Фобоса весьма невелики. Для сравнения - радиус Луны в 158 раз больше радиуса Фобоса и примерно в 290 раз больше радиуса Деймоса. Последний вплоть до XXI века вовсе считался самым крошечным спутником Солнечной системы. Это же относится и к расстоянию от "хозяина": Луна находится от Земли на расстоянии 384 тыс. км, Деймос и Фобос отстоят от Марса на 23 и 9 тыс. км соответственно.

5. Названия спутников выбраны не случайно: в древнегреческой мифологии Фобос ("страх") и Деймос ("ужас") были богами, сопровождавшими в сражениях бога войны Ареса. В римской же мифологии место Ареса занимал Марс. Таким образом, Фобос и Деймос были спутниками Марса еще и в древних поверьях.

6. Притяжение на Фобосе практически отсутствует, точнее его практически нет на "марсианской" стороне. Вызвано это в первую очередь близостью спутника к поверхности Марса и сильным тяготением со стороны планеты. В остальных частях спутника сила тяготения различается.

7. Вопрос появления спутников Марса по сей день остается предметом горячих споров. Необычная форма Деймоса и Фобоса и некоторые другие признаки делают популярной версию о захвате Марсом двух астероидов и превращение их в спутники. Однако отличие их строения от объектов той группы астероидов, частью которой они могли быть, говорят против этой версии. По одной из гипотез Деймос и Фобос могут быть частями некогда расколовшегося единого спутника.

8. Некоторое сходство Деймоса и Фобоса с астероидами, а также их близкое расположение к поверхности Марса помогут покорителям межпланетных пространств в будущей колонизации космоса. Именно на марсианских спутниках, вероятно, будут тестировать средства колонизации астероидов после того, как относительно освоен будет сам Марс.

9. Еще до официального открытия в 1877 году высказывались предположения о двух спутниках Марса. Любопытную теорию выдвинул Иоганн Кеплер в 1610 году: глядя на Луну и на Юпитер, из спутников которого на тот момент знали четыре, Кеплер предположил, что количество спутников у планет возрастает в геометрической прогрессии при удалении от Солнца. Таким образом, у Марса их должно было быть два. Также о двух спутниках говорили писатели Вольтер и Джонатан Свифт. Кстати, именно их именами названы единственные два объекта на Деймосе (кратеры Свифт и Вольтер), имеющие собственные имена.