Спутники Марса: Фобос и Деймос¶

Спутники Марса — два естественных спутника планеты, Фобос и Деймос, открытые в 1877 году американским астрономом Асафом Холлом. Они относятся к классу малых тел Солнечной системы, имеют неправильную форму и, по распространённой гипотезе, являются захваченными астероидами. Оба спутника крайне малы по сравнению с Луной и обращаются по орбитам, близким к экваториальной плоскости планеты.

¶Открытие и наблюдения

Фобос и Деймос были открыты в Вашингтоне в Морской обсерватории США в августе 1877 года, во время великого противостояния Марса, когда планета находилась на минимальном расстоянии от Земли. Асаф Холл систематически искал марсианские луны с помощью 66-сантиметрового рефрактора. Деймос был обнаружен 12 августа, а Фобос — 17 августа.

Существование двух спутников у Марса было предсказано ещё Иоганном Кеплером в 1610 году, однако его гипотеза не подтверждалась наблюдениями. Вольтер в сатирическом романе «Микромегас» (1752) также упоминал два спутника Марса, что стало любопытным совпадением с реальным открытием спустя столетие.

Первые подробные изображения спутников были получены космическими аппаратами серии «Маринер» и «Викинг». В 1971 году «Маринер-9» передал снимки Фобоса и Деймоса, а в 1977 году аппараты «Викинг-1» и «Викинг-2» выполнили съёмку поверхности с высоким разрешением. В 2010-х годах данные о спутниках уточнили европейский зонд Mars Express и российско-европейская миссия «ЭкзоМарс-2016».

¶Физические характеристики

¶Фобос

Фобос — крупнейший и ближайший к Марсу спутник. Его размеры составляют примерно 27 × 22 × 18 км, а средний радиус — около 11 км. Масса Фобоса оценивается в 1,06×10¹⁶ кг. Спутник имеет неправильную, вытянутую форму, напоминающую картофелину.

Поверхность Фобоса покрыта многочисленными кратерами, крупнейший из которых — Стикни диаметром около 9 км. Кратер назван в честь Анжелины Стикни, жены Асафа Холла. На поверхности также наблюдаются системы борозд и цепочек кратеров, происхождение которых до конца не выяснено. Предполагается, что они могли образоваться в результате ударов, выбросивших материал с поверхности Марса, либо вследствие внутренних напряжений.

Фобос обращается вокруг Марса на среднем расстоянии около 9376 км от центра планеты (примерно 6000 км от поверхности), что делает его одним из ближайших к своей планете спутников в Солнечной системе. Период обращения составляет всего 7 часов 39 минут — быстрее, чем Марс совершает оборот вокруг своей оси (24 часа 37 минут). Вследствие этого Фобос восходит на западе и заходит на востоке, совершая полный цикл по марсианскому небу дважды за марсианские сутки.

¶Деймос

Деймос — меньший и более удалённый спутник Марса. Его размеры составляют примерно 15 × 12 × 11 км, а средний радиус — около 6,2 км. Масса Деймоса — около 1,48×10¹⁵ кг.

Поверхность Деймоса более гладкая, чем у Фобоса, и покрыта меньшим количеством крупных кратеров. Это объясняется тем, что часть реголита могла заполнить впадины, сгладив рельеф. Крупнейшие кратеры Деймоса имеют диаметр около 2–3 км.

Орбита Деймоса находится на среднем расстоянии около 23 460 км от центра Марса. Период обращения составляет 30 часов 18 минут, что немного превышает продолжительность марсианских суток. Из-за этого Деймос восходит на востоке и заходит на западе, но крайне медленно: между восходом и заходом проходит около двух с половиной марсианских суток.

¶Происхождение

Происхождение спутников Марса остаётся предметом научных дискуссий. Наиболее распространённая гипотеза предполагает, что Фобос и Деймос — захваченные астероиды, относящиеся к спектральному классу D или C. Такие астероиды распространены во внешней части Главного пояса и в популяции троянских астероидов Юпитера. Их спектральные характеристики, низкая плотность и пористая структура согласуются с этим предположением.

Однако механизм захвата двух тел на близкие круговые орбиты в экваториальной плоскости планеты требует дополнительных объяснений. Альтернативная гипотеза предполагает, что спутники сформировались из единого аккреционного диска вокруг Марса, возникшего в результате крупного столкновения планеты с другим телом на раннем этапе её истории. В этом случае спутники могли быть осколками разрушенного более крупного тела.

В 2024 году японская миссия MMX (Martian Moons eXploration) планирует доставку образцов грунта с Фобоса на Землю, что позволит получить прямые данные о составе и возрасте спутника и прояснить вопрос о его происхождении.

¶Приливное взаимодействие и будущее

Орбита Фобоса постепенно снижается из-за приливного взаимодействия с Марсом. Спутник приближается к планете со скоростью около 1,8 метра в столетие. По расчётам, через 30–50 миллионов лет Фобос либо разрушится, образовав кольцо вокруг Марса, либо упадёт на поверхность планеты.

Орбита Деймоса, напротив, медленно удаляется от Марса, аналогично тому, как Луна удаляется от Земли. Однако этот процесс происходит значительно медленнее из-за малой массы спутника.

¶Исследования и перспективы

Спутники Марса рассматриваются как перспективные объекты для пилотируемых миссий. Их малая гравитация (ускорение свободного падения на Фобосе — около 0,005 м/с²) облегчает посадку и взлёт, а близость к Марсу делает возможным дистанционное управление роботизированными аппаратами на поверхности планеты. Кроме того, Фобос и Деймос могут служить промежуточной базой для исследования Марса.

В 2026 году запланирован запуск российско-китайской миссии «Бумеранг» (ранее «Фобос-Грунт-2») с целью доставки образцов грунта с Фобоса. Миссия MMX Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA) также нацелена на изучение обоих спутников и возврат образцов с Фобоса.

¶Интересные факты

• Названия спутников происходят из древнегреческой мифологии: Фобос («страх») и Деймос («ужас») — сыновья Ареса (Марса) и Афродиты.
• С поверхности Марса Фобос выглядит как яркое пятно размером около трети видимого диаметра Луны на земном небе. Деймос выглядит как яркая звезда.
• Из-за малой гравитации вторая космическая скорость на Фобосе составляет около 11 м/с, что позволяет теоретически запускать аппараты с его поверхности с помощью простых катапульт.
• Стикни, крупнейший кратер Фобоса, имеет диаметр почти половину ширины самого спутника.

¶Источники

• Астрономический ежегодник и данные Лаборатории реактивного движения NASA (JPL).
• Материалы миссий «Маринер», «Викинг», Mars Express, «ЭкзоМарс».
• Публикации Института космических исследований РАН и Европейского космического агентства (ESA).