Деймос и Фобос¶

Деймос и Фобос — два естественных спутника Марса, малые тела неправильной формы, обращающиеся вокруг планеты по близким круговым орбитам. Оба спутника были открыты в 1877 году американским астрономом Асафом Холлом в Военно-морской обсерватории США в Вашингтоне. Названия происходят из древнегреческой мифологии: Фобос («страх») и Деймос («ужас») — сыновья бога войны Ареса, соответствовавшего римскому Марсу.

¶Физические характеристики

Фобос является крупнейшим из двух спутников. Его размеры составляют примерно 27 × 22 × 18 км, а средний радиус — около 11,1 км. Масса Фобоса оценивается в 1,06 × 10¹⁶ кг. Деймос значительно меньше: его размеры — 15 × 12 × 10 км, средний радиус — около 6,2 км, масса — примерно 1,48 × 10¹⁵ кг.

Оба спутника имеют неправильную, вытянутую форму, напоминающую картофелину. Их поверхности покрыты многочисленными кратерами и слоем реголита — рыхлого раздробленного материала. Наиболее заметной деталью Фобоса является кратер Стикни диаметром около 9 км, занимающий значительную часть поверхности спутника. От кратера расходятся системы борозд и цепочек кратеров, происхождение которых до сих пор остаётся предметом дискуссий: их связывают либо с ударными событиями, либо с приливными воздействиями Марса.

Средняя плотность Фобоса составляет около 1,87 г/см³, что значительно ниже плотности каменных метеоритов и указывает на возможную пористость тела (до 25–30 %). Это обстоятельство, а также спектральные характеристики поверхности, сближающие спутники с углеродистыми хондритами (тип D), позволяют предполагать, что Фобос и Деймос могут быть захваченными астероидами. Однако существуют и альтернативные гипотезы, согласно которым спутники сформировались на орбите Марса из обломочного материала.

¶Орбитальные параметры

Орбиты спутников существенно различаются. Фобос обращается вокруг Марса на среднем расстоянии около 9376 км от центра планеты (примерно 6000 км от поверхности), совершая полный оборот за 7 часов 39 минут. Это быстрее, чем Марс вращается вокруг своей оси (24 часа 37 минут), поэтому для наблюдателя на поверхности планеты Фобос восходит на западе и заходит на востоке, совершая два полных цикла за марсианские сутки.

Деймос находится на расстоянии около 23 460 км от центра Марса и обращается за 30 часов 18 минут. Его орбита почти круговая, а наклонение к экватору планеты незначительно. Из-за большого расстояния Деймос движется медленнее вращения Марса, поэтому для наблюдателя на планете он восходит на востоке и заходит на западе.

Важной особенностью динамики Фобоса является постепенное приближение к Марсу. Приливные взаимодействия приводят к уменьшению большой полуоси его орбиты примерно на 1,8 см в год. По современным оценкам, через 30–50 миллионов лет Фобос либо разрушится, образовав кольцо вокруг Марса, либо упадёт на планету. Деймос, напротив, медленно удаляется от Марса.

¶Происхождение

Вопрос о происхождении спутников Марса остаётся открытым. Основные гипотезы включают:

• Захват астероидов — Фобос и Деймос могли быть захвачены гравитационным полем Марса из пояса астероидов. Против этой гипотезы говорит то, что захват на устойчивые круговые орбиты требует дополнительных механизмов торможения, например, сопротивления атмосферы или взаимодействия с третьим телом.
• Формирование из аккреционного диска — спутники могли образоваться из обломков, выброшенных на орбиту при крупном импактном событии, аналогично тому, как, по распространённой гипотезе, образовалась земная Луна.
• Разрушение единого родительского тела — оба спутника могли быть частями одного более крупного астероида, разрушенного приливными силами или столкновением.

Анализ данных, полученных межпланетными станциями, включая российскую миссию «Фобос-Грунт» (2011, не выполнившую задачу) и планируемую российско-китайскую миссию, должен помочь разрешить этот вопрос. В 2024 году Японское агентство аэрокосмических исследований (JAXA) анонсировало миссию MMX (Martian Moons eXploration) с целью доставки образцов грунта с Фобоса на Землю.

¶Исследования

Первые изображения спутников были получены американской станцией «Маринер-9» в 1971–1972 годах. Детальные снимки Фобоса и Деймоса сделали аппараты «Викинг-1» и «Викинг-2» (1977), «Фобос-2» (1989, советская миссия), «Mars Global Surveyor» (1998–2006), «Mars Express» (с 2003 года), «Mars Reconnaissance Orbiter» (с 2006 года) и марсоходы «Кьюриосити» и «Персеверанс», которые неоднократно наблюдали прохождения спутников по диску Солнца.

В 2028 году планируется запуск российской автоматической станции «Бумеранг» в рамках миссии по доставке грунта с Фобоса. Ранее, в 2011 году, миссия «Фобос-Грунт» завершилась неудачей: аппарат не смог покинуть околоземную орбиту и сгорел в плотных слоях атмосферы.

¶Значение

Изучение Фобоса и Деймоса представляет значительный научный интерес. Спутники Марса рассматриваются как потенциальные объекты для будущих пилотируемых экспедиций: их низкая гравитация делает посадку и взлёт относительно простыми, а близость к Марсу позволяет использовать их в качестве промежуточных баз. Кроме того, анализ состава спутников может пролить свет на ранние этапы формирования Солнечной системы и процессы миграции малых тел.