Фобос, ближайший спутник Марса, был изучен несколькими космическими экспедициями. Научный интерес к его исследованию объясняется его приближенностью к планете, уникальным рельефом и физическими свойствами, не присущих для большинства спутников.
Ближайший спутник планеты Марс
Фобос – естественный орбитальный спутник Марса, отдаленность от него в перицентр составляет 9235,6 км, апоцентр — 9518,8 км. Фобос является самым обследованным спутником Солнечной системы, после Луны. Однако из-за отсутствия у него даже слабого гравитационного поля, невозможным является запуск вокруг него искусственно созданных исследовательских систем, которые могли бы отслеживать изменения на объекте в реальном времени.
Основные параметры спутника Фобос
Фобос имеет размеры 26,8 × 22,4 × 18,4 км, имеет чуть удлиненную форму, своей большей стороной всегда повернут к центральному телу, так как имеет синхронизированное с ним вращение. Его радиус в среднем составляет 11 км, а площадь поверхности 1600 км².
Спутник имеет серый цвет, и внешне напоминает продолговатый камень с неровностями, широкими бороздами и впадинами кратеров.
Физические характеристики
Масса тела относительно объему тела крайне мала, и составляет порядка 1,072•1016 кг. Такой показатель массы исключает возможность существования вокруг него межпланетного пространства, которое будет двигаться вместе с ним, то есть атмосферы.
Плотность Фобоса составляет около 1,86 г/см³, что объединяет его с астероидами S-типа. Низкая плотность позволяет спутнику противостоять приливной силы Марса. Если бы Фобос обладал физическими характеристиками Луны, он бы уже преодолел предел Роша и был самоуничтожен.
Орбитальные характеристики
Ускорение свободного падения на Фобосе составляет 0,0057 м/с². Для сравнения, на Земле этот показатель составляет 9,832 м/с², а на Марсе 3,86 м/с². Первая космическая скорость для Фобоса 7 м/с. При такой скорости объект может удерживаться на своей орбите, меньшая скорость приведет к падению на планету, а большая – уход в открытое пространство.
Расстояние от центра Марса до Фобоса 9400 км. Вокруг Марса успевает пройти за 7 ч 39 минут, то есть практически трижды за марсианские сутки, которые длиннее земных на 37 минут.
Геологические особенности поверхности
О геологическом строении спутника можно судить лишь по полученным фотографиям разных космических экспедиций. Фобос внешне представляет собой продолговатый камень серого цвета со следами ударов с кометами и малыми астероидами, приведших к значительному разрушению грунта спутника. Поверхность марсианской луны имеет пористую структуру, что делает ее неустойчивой к разрушению от столкновений с космическими телами, а также от воздействия солнечного ветра и космической радиации. Сейчас, по подсчетам астрофизиков, пористая структура Фобоса имеет до 40% незаполненных пустот.
Местами поверхность покрыта широкими, до нескольких десятков метров, бороздами. Их происхождение не раскрыто, на других космических объектах такого феномена зафиксировано не было.
Очевидно, что содержание металлов и других веществ грунта спутника отличается от их содержания на Марсе. Это наблюдение создает преграду на пути к пониманию природы происхождения спутника.
Формирование и состав
По одной из теорий, Фобос не всегда был естественным сопровождающим Марс объектом. Возможно, это заблудившийся в просторах галактики астероид, путешествующий в направлении Солнца. Пролетая между Юпитером и Марсом, столь малый объект не избежал влияния их силы притяжения и попал на свою орбиту.
Если сопоставить размер Марса с размерами самого спутника, можно предположить, что миллионы лет назад на поверхности планеты произошел удар с объектом больших размеров, приведший к частичному разрушению северного полушария Марса с высвобождением большого количества веществ. Осколки, пыль, металлы попали на орбиту и под действием слабых приливных сил хаотично сгруппировались в хрупкое неидеальное по форме тело. Однако, на практике эта версия может не найти своего подтверждения, так как даже по внешним признакам грунт на Марсе и Фобосе значительно отличается. Очевидно, что в марсианском грунте содержится группа металлов, окрашивающих планету в коричневые и красные цвета. Фобос же определенно имеет серый цвет поверхности. Окончательно разобраться в этом вопросе поможет исследование образцов грунта Фобоса, получить которые планируется до 2030 года.
Карта поверхности спутника Фобос
Основными обозначенными объектами на карте спутника являются кратеры разных размеров и различной глубины. Самые древние покрыты слоем реголита, сгладившего их рельеф.
Но на поверхности также обнаружен единственный на Фобосе объект, близкий к прямоугольнику форме, с предполагаемой высотой 90 м. Однако невозможно рассчитать насколько глубоко монолит уходит под землю. На сегодняшний день, происхождение монолита установить невозможно. Вероятнее всего, это может быть обломком уцелевшего метеорита, удивительно сохранившего столь идеальную форму. Фотоснимки монолита дали повод криптозоологам поднять очередную дискуссию о существовании внеземной цивилизации.
Название кратеров
Самые большие из кратеров названы в честь знаменитых астрофизиков или персонажей книг Дж.Свифта «Путешествия Гулливера».
Гигантский кратер на Фобосе назван именем жены открывателя спутника Стикни Холл, его диаметр составляет 9000 км. Внутри этого кратера, есть след удара меньшего размера, названного в честь персонажа книги Свифта Лимтоком. Также еще семь кратеров носят имена персонажей этого романа: Флимнап, Друнло, Грильдриг, Рудрезал, Скайкрас, Кластрил и Гулливер.
Многие кратеры названы в честь астрофизиков, таких как Асаф Холл, Эдуард Рош, Иосиф Шкловский, Девид Пэк Тодд, Оливер Уэнделл.
Большинство кратеров остаются все еще безымянными.
Вид Фобоса с Марса
С поверхности планеты виден не только сам Фобос, но и особенности его рельефа. Например, кратер Стикни будет виден невооруженным человеческим глазом. Сам спутник с Марса выглядит как треть нашей Луны на беззвездном небе.
Однако из-за экваториальной орбиты, спутник невозможно наблюдать на северном и южном полушарии.
Уникальность марсианской Луны в том, что ее восход и закат можно наблюдать несколько раз, так как полностью облететь планету ей удается менее чем за 8 часов. Иногда спутник входит в тень планеты, создавая эффект затмения. Также можно увидеть солнечные транзиты – не полные солнечные затмения, когда Фобос частично закрывает солнечный диск.
Исследование Фобоса
Советский Союз проводил ряд проектов по запуску космических аппаратов, посвященных исследованию Марса и Фобоса. Космическая станция Марс-1 была первым межпланетным аппаратов, направленным к Марсу в истории освоения космоса в 1962 году. Станция преодолевала расстояние между планетами около 8 месяцев, но, так и не достигнув точки назначения, сбилась с курса и потерялась в космосе. Однако, для своего времени станция установила преодоление рекордного межпланетного расстояния.
В 1971 году НАСА отправила на марсианскую орбиту аппарат Маринер-9, который сделал несколько фотографий Фобоса.
В 1977 году в космос отправились космические станции Викинг-1 и Викинг-2, которым также удалось сделать снимки спутника.
Космическая станция Фобос-1 была направлена в 1988 году для съемки короны Солнца с космоса, идентификации такого явления как солнечный ветер, получение снимков Фобоса. Однако последний пункт выполнить не удалось из-за выхода из строя солнечных батарей. Оставшись без питания, аппарат перестал передавать информацию на Землю и затерялся в космическом пространстве.
Фобос 2 – советский космический аппарат, спроектированный на основе модели Ф1 и запущенный вслед за ним 1988 году. Станции удалось добраться до орбитального поля Марса и передать на Землю несколько фотографий спутника, сделанные на расстоянии 191 км от него. Также были зафиксированы некоторые физические свойства атмосферы Марса, информация о содержании на Фобосе воды оказалась неточной. После непродолжительной работы, некоторые системные элементы станции вышли из строя, и после 29 марта 1988 года с аппаратом невозможно было установить связь.
Космическая станция «Марс-экспресс», запущенная Европейским космическим агентством в 2003 году, смогла зафиксировать до этого не запечатленную сторону Фобоса лишь в 2011 году. Искусственный спутник также измерил гравитационную силу Фобоса.
В 2011 году, после длительного перерыва, в России начинаться развиваться проект по изучению состава спутника Фобос-грунт. Первая попытка оказалась неудачной, летательный аппарат даже не смог покинуть земную атмосферу и буквально сгорел. В 2025 году планируется повторить попытку в рамках космической программы Фобос-грунт 2, используя технологии нового уровня.
Если запланированный проект удастся осуществить, Фобос перестанет быть загадкой для научного мира.