Все о космосе

Фобос и Деймос

Американский зонд Mars Recon­naissance Orbiter (MRO) с помо­щью камеры высокого разрешения HiRISE 23 марта 2008 г. сделал с 10-минутным интервалом два снимка Фобоса с расстояния в 6800 и 5800 км, что позволило создать его стерео­скопическое изображение.

Ранее фотографии Фобоса с вы­соким разрешением получали и дру­гие марсианские разведчики, при­чем даже с более близкого расстоя­ния. Тем не менее, качество сним­ков MRO значительно лучше, а глав­ное — выявленные на них особен­ности могут многое прояснить в от­ношении происхождения и эволю­ции спутника.

Марсианские луны Фобос и Дей­мос (в переводе с латыни их названия означают "страх" и "ужас" — имена двух сыновей бога Ареса, сопровож­давших его в бою) были открыты в 1877 г. американским астрономом Асафом Холлом (Asaph Hall). Возмож­но, они были захвачены планетой из главного пояса астероидов, располо­женного между орбитами Марса и Юпитера.

Период обращения Фобоса вокруг Марса равен 7 часам 39 минутам, у Деймоса эта величина составляет 30 часов 21 мин. В течение марсианских суток (их продолжительность — 24 ча­са 39,5 мин.) Фобос трижды восходит над западным горизонтом и заходит на востоке. Среднее расстояние меж­ду спутником и поверхностью Марса — всего лишь 5800 км (около 85% ди­аметра самого Марса). Поэтому при­ливные силы постоянно "тормозят" движение Фобоса, медленно притя­гивая его к планете. Наземные изме­рения параметров орбиты спутника показывают, что за каждые 100 лет ее радиус уменьшается на 9 м.

Фобос находится в пределах т.н. "зоны Роша", внутри которой прилив­ные силы, вызванные близостью Мар­са, могут разорвать его на части. И это уже давно бы случилось, если бы луна состояла из рыхлого вещества (напо­добие того, из которого предположи­тельно состоят кометы). Оценки даль­нейшей эволюции орбиты Фобоса по­казывают, что примерно через 50 млн. лет он неминуемо разрушится, а его обломки упадут на Марс.

Другой интересной особенностью, связанной сдвижением Фобоса, явля­ется его либрация. Этот спутник — по-видимому, уникальный объект среди известных синхронно вращающихся спутников планет Солнечной системы, так как имеет, по-видимому, наиболь­шую амплитуду либрации — отклоне­ния "средней" точки поверхности от направления на центральное тело.

Размеры Фобоса составляют 26,6x22,2x18,6 км, его поверхность усеяна кратерами, самый крупный из которых — Стикни — имеет диаметр около 9 км. Если бы удар, породив­ший этот кратер, оказался чуть силь­нее, спутник, скорее всего, просто раскололся бы. С кратером связаны системы разломов и трещин. Поверх­ность луны покрыта множеством глу­боких ровных параллельных борозд шириной 100-200 м и глубиной до 20 м. Некоторые из этих борозд имеют длину до 30 км.

Важнейшим критерием для оценок  возраста  тех  или  иных  структур  на поверхности  планеты  служит  число  кратеров   ударного   происхождения   в зависимости от их размеров и степени разрушения. Однако в  условиях  сильной эрозии трудно установить истинную плотность кратеров на  Марсе.  К  тому  же плотность кратеров  в  отдельных  районах  может  быть  частично  связана  с позднейшей вулканической активностью, а не только с возрастом  древних  форм рельефа. На  наиболее  сильно  кратерированных  участках  поверхности  число кратеров и их распределение по размерам сравнимы  со  степенью  насыщенности лунной поверхности, в то  время  как  на  других  участках  они  практически отсутствуют.

Своего рода контрольную цифру для получения сравнительной оценки числа соударений, которым подвергалась поверхность всей планеты  за  геологическую историю, дает изучение поверхности  спутников  Марса  -  Фобоса  и  Деймоса. Поскольку спутники лишены атмосферы и находятся в той же  области  Солнечной системы, что и  сама  планета,  такое  сравнение  кажется  правомерным.  Оно свидетельствует об очень высокой эффективности процессов  эрозии  на  Марсе, поскольку насыщенность кратерами поверхностей спутников выше. Спутники Марса имеют очень низкую отражательную  способность  (альбедо меньше 5%), их можно отнести к наиболее темным объектам среди  астероидов  в Солнечной системе. Из материалов, обладающих столь низким альбедо,  наиболее вероятны углистые хондриты, представляющие собой неплотное  темное  углистое вещество, богатое гидратированными силикатами, газами и  даже  органическими соединениями. Они  образуют  небольшую  группу  среди  обычных  хондритов  - самого распространенного класса каменных метеоритов,  содержащих  наибольшее количество легких летучих элементов. Предположение об углистых  хондритах  и сравнительно малая плотность  спутников  (около  2  г/см3)  не  противоречат наиболее вероятной модели их строения, согласно  которой  рыхлым  материалом образованы только внешние слои, окружающие более плотные недра.  Видимо,  их поверхности   покрыты   слоем   пыли   вследствие   интенсивной    метеорной бомбардировки, и поверхностный слой напоминает лунный реголит. Как  показали фотоснимки, полученные с близкого расстояния  "Маринером-9"  и  "Викингами", пылью  засыпаны  кратеры  на  Деймосе  поперечником  менее  примерно  50   м вследствие  ее  сползания  по  склонам.  Из-за   малой   силы   тяжести   и, следовательно,   низкой   скорости   убегания,   которую   называют   второй космической скоростью (для Фобоса она всего около  13  м/с,  а  для  Деймоса около 8 м/с), можно ожидать повышенной плотности пылевых частиц вдоль  орбит спутников - образования своего рода пылевых торов. Наиболее  впечатляющей  особенностью   поверхности   Фобоса   являются линейчатые  структуры  типа  борозд  или  желобов,   которые   ориентированы примерно  перпендикулярно  оси,  направленной  к   Марсу.   Для   объяснения происхождения  этих   структур   предложены   различные   гипотезы.   Вполне правдоподобным  кажется  предположение  о  приливных  эффектах,  значительно более  эффективных,  чем  оказываемые  Землей  на  Луну,   и   приведших   к образованию "складок". Предпринималась  попытка  связать  желоба  с  эрозией материала  различной  прочности  на   поверхности   более   крупного   тела, фрагментом которого мог бы быть  Фобос,  и  последующим  отложением  рыхлого материала. Высказана  оригинальная  идея  о  возникновении  трещин  за  счет внутренних напряжений при  торможении  в  процессе  гипотетического  захвата этого тела из пояса астероидов на сравнительно близкую орбиту вокруг Марса. Тщательное изучение изображений Д.Веверкой и  другими  исследователями наиболее убедительные свидетельства в пользу предположения, что  это  скорее трещины,  а  не  складки  и  не  остаточные  формы  эрозии,  хотя  по  своей морфологии они достаточно сложные  -  видимо,  вследствие  взаимодействия  с поверхностным реголитом. Однако причина  их  образования  могла  быть  иной. Нельзя исключить, что крупный кратер Стинки диаметром около 10 км и  борозды на поверхности Фобоса возникли в одном и  том  же  процессе.  Действительно, наиболее крупные, четко выраженные трещины, имеющие ширину от 100 до  200  м и глубину от 10 до 20 м, находятся вблизи кратера, образовавшегося от  удара крупного метеорита, - события почти катастрофического для  небольшого  тела, хотя бы частично состоящего из углистых  хондритов  (материала,  слабого  по своей механической прочности), едва  не  приведшего  к  его  разрушению.  На противоположной  кратеру  стороне   трещины   меньше,   а   самая   крупная, непосредственно примыкающая к Стинки, имеет ширину 700 м  и  глубину  90  м. Эти размеры огромны, если  учитывать,  что  максимальный  поперечник  Фобоса всего 27 км, а минимальный - 19 км.

Исходя из кратерообразования на небесных телах в районе орбиты Марса и плотности кратеров на Фобосе, возраст борозд оценивается в  3,4  млрд.  лет. По крайней мере, он не меньше 1 млрд. лет, если предположить, что по  каким-либо  причинам  интенсивность  бомбардировки  крупными  метеоритами   вблизи астероидного пояса была аномально высокой. Было ли это  единственное  "почти катастрофическое" событие в истории спутников Марса? Это не  известно,  хотя вполне резонно предположить, что могли произойти другие  крупные  катастрофы и  что  существующие  сейчас  спутники  действительно   представляют   собой фрагменты крупных родительских тел - отправного  пункта  эрозийной  гипотезы образования   линейчатых   структур   на   поверхности   Фобоса.    Обзорное фотографирование с "Викингов" не привело  к  обнаружению  других  "осколков" размером более примерно 1 км; однако не  следует  забывать,  что  охваченная наблюдениями область пространства была ограниченной. К тому же надо  учесть, что за период в миллиарды лет могла произойти сложная эволюция их орбит.

Оригинальный источник: NASA