Mars måner - Moons of Mars
De to måner på Mars er Phobos og Deimos . De har en uregelmessig form. Begge ble oppdaget av den amerikanske astronomen Asaph Hall i august 1877 og er oppkalt etter de greske mytologiske tvillingkarakterene Phobos (frykt) og Deimos (terror og frykt) som fulgte faren Ares i kamp. Ares, krigsguden, var kjent for romerne som Mars .
Sammenlignet med jorden 's Moon , månene Phobos og Deimos er små. Phobos har en diameter på 22,2 km (13,8 mi) og en masse på 1,08 × 10 16 kg, mens Deimos måler 12,6 km (7,8 mi) på tvers, med en masse på 2,0 × 10 15 kg. Phobos går i bane nærmere Mars, med en halvstor akse på 9 377 km (5 827 mi) og en baneperiode på 7,66 timer; den halvstore aksen i Deimos bane er 23.460 km (14.580 mi), med en omløpstid på 30,35 timer.
Historie
Tidlig spekulasjon
Spekulasjoner om eksistensen av månene til Mars hadde begynt når månene til Jupiter ble oppdaget. Da Galileo Galilei , som en skjult rapport om at han hadde observert to støt på sidene av Saturn (senere oppdaget å være dens ringer), brukte anagrammet smaismrmilmepoetaleumibunenugttauiras for Altissimum planetam tergeminum observavi ("jeg har observert at den fjerneste planeten har en trippel form "), hadde Johannes Kepler feiltolket det til å bety Salve umbistineum geminatum Martia proles (Hei, rasende tvillinger, sønner av Mars).
Kanskje inspirert av Kepler (og siterer Keplers tredje lov om planetarisk bevegelse ), refererer Jonathan Swifts satire Gulliver's Travels (1726) til to måner i del 3, kapittel 3 ("Voyage to Laputa "), der Laputas astronomer er beskrevet som å ha oppdaget to satellitter på Mars som kretser i avstander på 3 og 5 marsdiametre med perioder på 10 og 21,5 timer. Phobos og Deimos (begge funnet i 1877, mer enn et århundre etter Swifts roman) har faktiske orbitale avstander på 1,4 og 3,5 marsdiametre, og deres respektive orbitale perioder er 7,66 og 30,35 timer. På 1900 -tallet spekulerte VG Perminov, en romfartøydesigner av det tidlige sovjetiske Mars- og Venus -romfartøyet, at Swift fant og dechiffrerte poster som martians forlot på jorden. Imidlertid er oppfatningen til de fleste astronomer at Swift ganske enkelt brukte et vanlig argument for tiden, at ettersom de indre planetene Venus og Merkur ikke hadde noen satellitter, hadde Jorden en og Jupiter hadde fire (kjent den gangen), at Mars analogt må ha to. Ettersom de ennå ikke var blitt oppdaget, ble det begrunnet at de må være små og nær Mars. Dette ville føre til at Swift gjorde et omtrentlig nøyaktig estimat av deres orbitale avstander og revolusjonsperioder. I tillegg kunne Swift ha blitt hjulpet i beregningene av vennen hans, matematikeren John Arbuthnot .
Voltaires novelle " Micromégas " fra 1752 , om en fremmed besøkende på jorden, refererer også til to måner på Mars. Voltaire ble antagelig påvirket av Swift. Som en anerkjennelse for disse 'spådommene', heter to kratere på Deimos Swift og Voltaire , mens det på Phobos er en region , Laputa Regio , og en som heter planitia , Lagado Planitia , som begge er oppkalt etter steder i Gulliver's Travels (the fiktiv Laputa , en flygende øy, og Lagado , imaginær hovedstad i den fiktive nasjonen Balnibarbi ). Mange av kratrene på Phobos er også oppkalt etter karakterer i Gulliver's Travels .
Oppdagelse
Asaph Hall oppdaget Deimos 12. august 1877 cirka 07:48 UTC og Phobos 18. august 1877 ved US Naval Observatory ( Old Naval Observatory i Foggy Bottom) i Washington, DC , cirka kl. 09:14 GMT (samtidige kilder, ved hjelp av den astronomiske konvensjonen før 1925 som begynte dagen ved middagstid, gir oppdagelsestiden henholdsvis 11. august 14:40 og 17. august 16:06 Washington gjennomsnittstid ). På den tiden lette han bevisst etter marsmåner. Hall hadde tidligere sett det som så ut til å være en marsmåne 10. august, men på grunn av dårlig vær kunne han ikke definitivt identifisere dem før senere.
Hall registrerte oppdagelsen av Phobos i notatboken som følger:
- "Jeg gjentok undersøkelsen tidlig på natten den 11. [august 1877], og fant ingenting igjen, men prøvde igjen noen timer senere fant jeg en svak gjenstand på den følgende siden og litt nord for planeten. Jeg hadde knapt på tide å sikre seg en observasjon av posisjonen da tåke fra elven stoppet arbeidet. Dette var klokken halv to på natten den 11. Skyet vær intervenerte i flere dager.
- "Den 15. august så været mer lovende ut, jeg sov på observatoriet. Himmelen klarnet med tordenvær ved 11 -tiden og søket ble gjenopptatt. Atmosfæren var imidlertid i en veldig dårlig forfatning og Mars var så flammende og ustabil at ingenting kunne sees av objektet, som vi nå vet var på den tiden så nær planeten at det var usynlig.
- "16. august ble gjenstanden funnet igjen på den følgende siden av planeten, og observasjonene den natten viste at den beveget seg med planeten og hvis en satellitt var nær en av dens forlengelser. Inntil denne gangen hadde jeg ikke sagt noe til noen på Observatory om søket etter en satellitt fra Mars, men da jeg forlot observatoriet etter disse observasjonene den 16., klokken tre om morgenen, fortalte jeg assistenten min, George Anderson, som jeg hadde vist objektet, at jeg trodde jeg hadde oppdaget en satellitt fra Mars. Jeg ba ham også tie, da jeg ikke ønsket noe sagt før saken var hevet over tvil. Han sa ingenting, men tingen var for god til å beholde, og jeg lot det være 17. august mellom klokken ett og to, mens jeg reduserte observasjonene mine, kom professor Newcomb inn på rommet mitt for å spise lunsj, og jeg viste ham mine målinger av det svake objektet i nærheten av Mars som beviste at det beveget seg med planeten.
- "17. august mens du ventet og så på den ytre månen, ble den indre oppdaget. Observasjonene fra 17. og 18. satte all tvil om karakteren til disse objektene, og oppdagelsen ble offentliggjort av admiral Rodgers."
Teleskopet som ble brukt for oppdagelsen var 26-tommers (66 cm) refraktoren (teleskopet med et objektiv) som da var plassert på Foggy Bottom. I 1893 ble linsen montert på nytt og satt i en ny kuppel, der den forblir inn i det 21. århundre.
Navnene, opprinnelig stavet henholdsvis Phobus og Deimus , ble foreslått av Henry Madan (1838–1901), Science Master of Eton , fra bok XV i Iliaden , der Ares tilkaller frykt og frykt. Barnebarnet til Henry Madans bror Falconer Madan var Venetia Burney , som først foreslo navnet på planeten Pluto .
Mars månehopping
I 1959 utførte Walter Scott Houston en feiret april -hoax i april -utgaven av Great Plains Observer , og hevdet at "Dr. Arthur Hayall fra University of the Sierras rapporterer at Mars måner faktisk er kunstige satellitter". Både Dr. Hayall og University of the Sierras var fiktive. Hoaxen oppsøkte verdensomspennende oppmerksomhet da Houstons påstand ble gjentatt for alvor av en sovjetisk forsker, Iosif Shklovsky , som, basert på et senere ubevist tetthetsestimat, antydet at Phobos var et hul metallskall .
Nylige undersøkelser
Det er utført søk etter ytterligere satellitter. I 2003 undersøkte Scott S. Sheppard og David C. Jewitt nesten hele Hill -sfæren på Mars for uregelmessige satellitter . Imidlertid forhindret spredt lys fra Mars dem i å søke i de indre bue minuttene hvor satellittene Phobos og Deimos bor. Ingen nye satellitter ble funnet til en tilsynelatende begrensende rød størrelse på 23,5, som tilsvarer radier på omtrent 0,09 km ved bruk av en albedo på 0,07.
Kjennetegn
Sett fra Mars overflate nær ekvator ser full Phobos omtrent en tredjedel så stor ut som en fullmåne på jorden. Den har en vinkeldiameter på mellom 8 '(stigende) og 12' (overhead). På grunn av sin nære bane ville den se mindre ut når observatøren er lenger borte fra Mars -ekvator og er under horisonten og dermed ikke synlig fra Mars polare iskapper. Deimos ser mer ut som en lys stjerne eller planet for en observatør på Mars, bare litt større enn Venus ser ut fra jorden; den har en vinkeldiameter på omtrent 2 '. Solens vinkeldiameter sett fra Mars er derimot omtrent 21 '. Dermed er det ingen totale solformørkelser på Mars, ettersom månene er altfor små til å dekke Solen helt. På den annen side skjer totale måneformørkelser av Phobos nesten hver kveld.
Bevegelsene til Phobos og Deimos vil se veldig annerledes ut enn på Jordens måne. Speedy Phobos stiger i vest, setter seg i øst og stiger igjen på bare elleve timer, mens Deimos, som bare er utenfor synkront bane , stiger som forventet i øst, men veldig sakte. Til tross for sin 30-timers bane tar det 2,7 dager å sette seg i vest da den sakte faller bak rotasjonen av Mars.
Begge måner er tidevanns låst , og viser alltid det samme ansiktet mot Mars. Siden Phobos går i bane rundt Mars raskere enn planeten selv roterer, reduserer tidevannskrefter sakte, men jevnt, sin omløpsradius. På et tidspunkt i fremtiden, når den nærmer seg Mars nært nok (se Roche -grensen ), vil Phobos bli brutt opp av disse tidevannskreftene og danne en ring rundt Mars eller vil krasje inn i Mars. Flere strenger med kratere på Mars -overflaten, skrå lenger fra ekvator jo eldre de er, antyder at det kan ha vært andre små måner som led den skjebnen som forventet av Phobos, og at Mars -skorpen som helhet skiftet mellom disse hendelsene. Deimos, derimot, er langt nok unna til at bane blir sakte boostet i stedet, som i tilfelle av Jordens måne.
Orbital detaljer
| Navn og uttale | Bilde | Diameter (km) | Flate
Område (km 2 ) |
Vekt (kg) | Halv-større akse (km) |
Orbital periode (h) |
Gjennomsnittlig måneoppgangstid (h, d) |
||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Mars I | Phobos |
/ F oʊ b ə s / FOH -bəs |
.jpg){kind=small} |
22,2 km (13,8 mi) (27 × 21,6 × 18,8 km) | 1.548 km 2 | 10,8 × 10 15 | 9377 km (5.827 mi) | 7,66 | 11,12 timer (0,463 d) |
| Mars II | Deimos |
/ D aɪ m ə s / DY -məss |
 |
12,6 km (7,8 mi) (10 × 12 × 16 km) |
483 km 2 | 1,5 × 10 15 | 23.460 km (14.580 mi) | 30.35 | 131 t (5,44 d) |
 (Last bildet i full størrelse for å se begge Mars -måner.) |
|||||||||
Opprinnelse
Opprinnelsen til marsmånene er fortsatt kontroversiell. Phobos og Deimos har begge mye til felles med asteroider av karbonholdig C-type , med spektra , albedo og tetthet som er veldig like de for C- eller D-type asteroider. Basert på deres likhet er en hypotese at begge måner kan bli fanget hovedbelte-asteroider . Begge måner har veldig sirkulære baner som ligger nesten nøyaktig i Mars ' ekvatorialplan , og derfor krever en fangstopprinnelse en mekanisme for å sirkulere den opprinnelig svært eksentriske bane, og justere dens helling i ekvatorialplanet, mest sannsynlig ved en kombinasjon av atmosfærisk drag og tidevann krefter , selv om det ikke er klart at tilstrekkelig tid er tilgjengelig til at dette kan skje for Deimos. Fangst krever også spredning av energi. Den nåværende atmosfæren på Mars er for tynn til å fange et objekt i Phobos-størrelse ved atmosfærisk bremsing. Geoffrey Landis har påpekt at fangsten kunne ha skjedd hvis den opprinnelige kroppen var en binær asteroide som skilte seg under tidevannskrefter.
Phobos kan være et andregenerasjons objekt i solsystemet som samles i bane etter at Mars dannet seg, i stedet for å danne seg samtidig ut av den samme fødeskyen som Mars.
En annen hypotese er at Mars en gang var omgitt av mange Phobos- og Deimos-størrelser, kanskje kastet ut i bane rundt den ved en kollisjon med et stort planetesimal . Den høye porøsiteten til det indre av Phobos (basert på tetthet på 1,88 g / cm 3 , er hulrom beregnet å utgjøre 25 til 35 prosent av Phobos' volum) er uforenlig med en asteroidske opprinnelse. Observasjoner av Phobos i termisk infrarød antyder en sammensetning som hovedsakelig inneholder fyllosilikater , som er godt kjent fra Mars overflate. Spektrene er forskjellige fra de fra alle klasser av kondritmeteoritter , og peker igjen bort fra en asteroidal opprinnelse. Begge settene med funn støtter opphavet til Phobos fra materiale som ble kastet ut av en påvirkning på Mars som gjentok seg i bane på Mars, lik den rådende teorien om opprinnelsen til Jordens måne.
Mars -månene kan ha startet med en enorm kollisjon med en protoplanet en tredjedel av Mars -massen som dannet en ring rundt Mars. Den indre delen av ringen dannet en stor måne. Gravitasjonsinteraksjoner mellom denne månen og den ytre ringen dannet Phobos og Deimos. Senere krasjet den store månen inn i Mars, men de to små måner forble i bane. Denne teorien stemmer overens med månens finkornede overflate og deres høye porøsitet. Den ytre skiven ville lage finkornet materiale. Simuleringer antyder at objektet som kolliderer med Mars måtte være innenfor størrelsesområdet til Ceres og Vesta fordi en større påvirkning ville ha skapt en mer massiv plate og måner som ville ha forhindret overlevelse av små måner som Phobos og Deimos.
Senest foreslo Amirhossein Bagheri og hans kolleger fra ETH Zürich og US Naval Observatory en ny hypotese om månenes opprinnelse. Ved å analysere de seismiske og banedataene fra Mars InSight Mission og andre oppdrag, foreslo de at månene ble født av forstyrrelser i et felles foreldreorgan for rundt 1 til 2,7 milliarder år siden. Den vanlige stamfaren til Phobos og Deimos ble mest sannsynlig truffet av et annet objekt og knust for å danne Phobos og Deimos.
Utforskning
Mens mange Mars -sonder ga bilder og andre data om Phobos og Deimos, var det bare få som var dedikert til disse satellittene og hadde til hensikt å utføre en flyby eller landing på overflaten.
To sonder under det sovjetiske Phobos -programmet ble vellykket lansert i 1988, men ingen av dem gjennomførte de påtenkte hopplandingene på Phobos og Deimos på grunn av feil (selv om Phobos 2 vellykket fotograferte Phobos). Den post-sovjetiske russiske Fobos-Grunt- sonden var ment å være det første prøve-returoppdraget fra Phobos, men en rakettfeil forlot den strandet i jordens bane i 2011.
I 1997 og 1998 ble Aladdin -oppdraget valgt som finalist i NASA Discovery Program . Planen var å besøke både Phobos og Deimos, og skyte prosjektiler mot satellittene. Sonden ville samle ejecta da den utførte en langsom flyby. Disse prøvene ville bli returnert til jorden for studier tre år senere. Til syvende og sist avviste NASA dette forslaget til fordel for MESSENGER , en sonde for Merkur.
I 2007 foreslo og utviklet European Space Agency og EADS Astrium et oppdrag til Phobos i 2016 med en lander og prøve retur, men dette oppdraget ble aldri fløyet. Siden 2007 har det kanadiske romfartsorganet vurdert PRIME -oppdraget til Phobos med bane og lander. Siden 2008 begynte NASA Glenn Research Center å studere et Phobos og Deimos prøve returoppdrag. Siden 2013 har NASA utviklet Phobos Surveyor -oppdragskonseptet med en orbiter og en liten rover som er foreslått å starte en gang etter 2023. Foreslått NASAs PADME -oppdrag foreslår å starte i 2020 og nå Mars -bane i 2021 for å gjennomføre flere flybys av Mars -måner. NASA vurderer også konseptoppdraget OSIRIS-REx II for en retur fra Phobos. Et annet eksempel på returoppdrag fra Deimos, kalt Gulliver. har blitt konseptualisert. Russland planlegger å gjenta Fobos-Grunt- oppdraget rundt 2024.
Galleri
Phobos, med Stickney Crater til høyre (2003).
Phobos (1998).
Se også
- Liste over oppdrag til Mars måner - Wikipedia -artikkel
- Mars trojan - Himmelskropper som deler Mars bane
- Satellitter av Mars
- Transit of Deimos from Mars - Transit of a Moon of Mars
- Transit of Phobos from Mars - Transit of a Moon from Mars