یکی از سیارات منظومه شمسی که همواره به دلیل شباهت های زیاد با سیاره زمین موضوع تحقیق بسیاری فضانوردان بوده است، سیاره مریخ (سیاره بهرام) است. قطر این سیاره سرخ گون نصف قطر زمین است و دارای کوه و دره می باشد. در علوم پایه نهم به بررسی فضا، منظومه شمسی و سیارات مختلف پرداخته شده که در این مقاله نشریه جهان شیمی فیزیک به معرفی سیاره مریخ و خواص آن پرداخته می شود.
فهرست مطالب
خصوصیات سیاره مریخ (سیاره بهرام)
سیاره مریخ چهارمین سیاره در منظومه شمسی و با نصف قطر زمین است که به آن سیاره سرخ می گویند. سیاره مریخ (سیاره بهرام) دارای جرم 11٪ ی جرم زمین و حجم 15٪ی حجم زمین می باشد. در مقایسه اندازه این دوسیاره فرض بر این است که اگر زمین اندازه گردو باشد مریخ به اندازه یک کشمش خواهد بود. به دلیل جرم و چگالی بیشتری که نسبت به عطارد دارد نیروی گرانشی بیشتری دارد. در این سیاره وجود کوه، دره های عمیق، طوفان و آتشفشان، یخ های قطبی و فصل، آن را شبیه زمین کرده است. اندازه مساحت سطحی آن با مساحت خشکی های زمین برابر است. فاصله مریخ تا خورشید 228 میلیون کیلومتر یا 5̸1 واحد نجومی است و نور خورشید در عرض 13 دقیقه به مریخ می رسد.
نیروی گرانشی در مریخ کمتر از زمین بوده و وزن اجسام در این سیاره کمتر خواهد بود. وزن جسم 45 کیلوگرمی در زمین، 17 کیلوگرم در مریخ است. اگر سنگی در مریخ سقوط کند سرعت سقوط آن کمتر از زمین خواهد بود.
ساختار سیاره مریخ (سیاره بهرام) و ترکیبات آن
در مرکز این سیاره هسته ای جامد با شعاع 1500 تا 2100 کیلومتر و متشکل از آهن، نیکل و گوگرد موجود است. لایه بعدی گوشته با 1240 تا 1880 کیلومتر و ساخته شده از پریدوتیت و متشکل از اکسیژن، آهن، منیزیم و به مقدار بیشتر دارای سیلیکون است. لایه سطحی مریخ، پوسته با ضخامت 10 تا 50 کیلومتر و متشکل از آهن، آلومینیم، کلسیم، منیزیم و پتاسیم می باشد. سنگ های آتشفشانی بازالت بیشترین سنگ ها (مانند زمین و ماه) و سنگ های آتشفشانی آندزیت (به مقدار کمتر)، تشکیل دهنده پوسته مریخ هستند.
اتمسفر سیاره مریخ (سیاره بهرام)
جو سیاره مریخ قرمز رنگ و شامل 95 درصد دی اکسیدکربن، 3 درصد نیتروژن، 1,6 درصد آرگون و مقدار کمی اکسیژن است. فشار جوی سیاره مریخ یک صدم فشاری است که جو زمین دارد. چون جو مریخ بسیار رقیق است و همین عامل تغییرات شدید دما در آن جا می باشد. به عنوان مثال هنگام ایستادن در سطح مریخ در هنگام ظهر دمایی که پاهای شما احساس می کند 20 درجه سانتی گراد ولی دمای اطراف سر شما صفر درجه سانتی گراد خواهد بود. همچنین سردترن حالت دمایی در مریخ تا 153 درجه سانتی گراد زیر صفر می تواند باشند.
وجود این جو رقیق سیاره مریخ را در مقابل شهاب سنگ ها و ستاره های دنباله دار محافظت نمی کند و جلوی تابش های مرگبار فضایی را نمی گیرد و در مدت کمی به بدن آسیب می زند. پس باید در مریخ لباس فضایی مخصوصی به تن داشت.
شکل سطح سیاره مریخ
اول این که دلیل نامیدن این سیاره به سیاره سرخ، زنگ زدن و اکسید شدن آهن موجود در خاک مریخ و گرد وغبار آن است که رنگ سرخی به این سیاره می دهد. طوفان های گرد وغبار و آتشفشان ها از طرفی و حرکت پوسته ها از طرف دیگر باعث تغییرات زیادی در مریخ شده است. گودال های شهاب سنگی بزرگی در نیمکره جنوبی این سیاره با قدمت 3,5 میلیارد سال موجود است. در مریخ بلند ترین کوه آتشفشانی منظومه شمسی به نام المپ مانس و بزرگترین دره منظومه شمسی با عمق 7 کیلومتر و عرض 600 کیلومتر و با نام والس مارینزیس، وجود دارد. در سیاره بهرام زیر سطوح یخی آب مایع و در تپه ها آب نمک وجود دارد.
خواص و ترکیبات خاک سیاره مریخ
وجود خاصیت قلیایی (بازی) و دارا بودن از موادی چون منیزیم، سدیم، پتاسیم و کلر در خاک مریخ، اطلاعاتی است که از کاوشگر فینیکس در سال 2008 میلادی به دست آمده است. مقایسه خاک در قطب شمال مریخ با خاک باغچه ها در زمین نشان داد که خاک این سیاره مناسب برای رویش گیاهی چون مارچوبه است. همچنین این کاوشگر با آزمایشات مختلفی ادعای دانشمندان مبنی بر بازی بودن خاک مریخ را تایید کرد. یکی از این آزمایش ها ترکیب آب زمین با خاک این سیاره و کشف وجود نمک پرکلرات به این روش بود. وجود سنگ های آتشفشان بازالتی که در پوسته مریخ وجود دارد توسط کاوشگر کنجکاوی و با اشعه ایکس به دست آمده است.
مناطق قطبی در سیاره مریخ
در هر دو نیمکره سیاره مریخ رسوبات لایه ای از یخ و گرد و غبار که در زمان های مختلف از جو به وجود آمده اند، وجود دارد که سطح بسیاری از این رسوبات با کلاهک هایی از یخ و آب پوشیده شده است. در فصل زمستان گاز دی اکسید کربن جو متراکم شده و به شکل جامد (یخ خشک)، یخبندان ها را ایجاد می کنند. گسترش این یخبندان ها می تواند با عرض جفرافیایی تا 45 درجه، از قطب تا استوا کشیده شود.
چرخش و مدار سیاره مریخ (سیاره بهرام)
سیاره مریخ با انحراف 25 درجه ای از صفحه مداری خود به دور خورشید می چرخد. سرعت چرخش مریخ به دور خورشید کمتر از سرعت چرخش زمین بوده و برابر 6̸24 ساعت است یعنی روز خورشیدی مریخ کمی بیشتر از روز زمین است. یک سال مریخی برابر 6̸669 روز مریخی یا 687 روز زمینی است. فصل ها در مریخ نیز وجود دارد اما چون فاصله مریخ از خورشید بیشتر از زمین است و بازه زمانی چرخش آن به دور خورشید بیشتر است و همچنین به دلیل داشتن مدار بیضوی شکل، مدت فصل های آن بیشتر و متفاوت است. بهار نیمکره شمالی بلندترین و پاییز نیمکره جنوبی کوتاهترین فصل در این سیاره است.
قمرهای سیاره مریخ
دو قمر سیب زمینی شکل و نابسامان و نه به شکل کروی (به دلیل داشتن جرم کم برای جاذبه)، در مریخ وجود دارد. فوبوس و دیموس این دو قمر هستند که نام های آنان از نام اسبی در یونان گرفته شده است. این دو شهاب سنگ های به دام افتاده در مدار سیاره ی بهرام هستند. قمر دیموس با نگاه کردن از مریخ بیشتر شبیه ستاره دیده می شود تا ماه و اندازه آن نصف فوبوس است. در مریخ قمر فوبوس در طول یک روز سه بار طلوع و غروب دارد. چون قمرهای سیاره بهرام کوچک هستند خورشید گرفتگی کاملی در آن اتفاق نمی افتد.
فوبوس هر صد سال 1̸8 متر به مریخ نزدیک می شود که انتظار می رود با گذشت 50 میلیون سال به داخل مریخ سقوط کند و یا با متلاشی شدن به صورت حلقه ای دور مریخ را فرا بگیرد.
زندگی و حیات در سیاره مریخ
وقتی انسانی وارد فضا می شود باید یک زیستگاه برای خود فراهم کند. یکی از خطرات برای زندگی او تابش های خورشید است که با پوشیدن لباس از خود محافظت می کند. اگر این لباس خارج از زیستگاه او صدمه ببیند ممکن است شخص بمیرد.می توان گفت شرایط زندگی در مریخ می تواند قابل مقایسه با زندگی در قطب جنوب باشد. ایستگاه های تحقیقاتی با فراهم کردن شرایط زندگی بهتر به بهبود کیفیت زندگی در قطب جنوب کمک زیادی کرده است. اگر بتوان چنین ایستگاه هایی با دستگاه های پیشرفته در مریخ برقرار کرد می توان زندگی در آن جا را امکانپذیر کرد.
تحقیقات در سیاره مریخ (سیاره بهرام)
گالیله اولین کسی بود که با تلسکوپ مریخ را دید. در فاصله سال های 1835 تا 1910 یک ستاره شناس ایتالیایی نام گذرگاه را برای شکل هایی که در سطح مریخ دیده بود انتخاب کرد. بنابراین تصور مردم در آن زمان این بود که زندگی در مریخ وجود دارد و آن ها کانال های انتقالی آب دارند. نواحی تیره را مناطق رشد گیاهان می دانستند ولی امروزه مشخص شده این قسمت ها صخره های پاک شده از غبار سرخ رنگ هستند. دید کانال ها نیز خطای دید است. فرصت مطالعاتی زیادی برای بسیاری از دانشمندان درباره مریخ بدون ترک آن شکل گرفت و آن تحقیق روی سنگ ها و شهاب سنگ های مریخی بود که به زمین سقوط می کردند.
در سال 1960 دو فضاپیمای Mariner 4 و Mariner 6 نشان دادند مریخ سیاره ای خالی از سکنه بوده و بیشتر از 80٪ این سیاره را تصویربرداری کردند و نشان دادند که دره ها و آتشفشان ها در آن وجود دارند. اولین عکس های نزدیک را از سطح مریخ وایکینگ 1 ناسا در سال 1976 با فرود در آن گرفت. سال 2001 کاوشگر ادیسه وجود مقدار زیادی یخ و آب را کشف کرد. در سال های 2003 و 2011 وجود سنگ ها و مولکول های آلی در این سیاره کشف شد. در سال 2018 با ایجاد حفره فعالیت های زمین شناسی در این سیاره توسط Mars InSight بررسی شد.
چرا سفر به مریخ بی بازگشت است
مریخ چهارمین سیاره دور از خورشید و یکی از دو همسایه نزدیک زمین (سیاره دیگر ناهید) است. به دلیل خروج از مرکز زیاد مدار سیاره سرخ، تفاوت قابل توجهی بین نزدیکترین و دورترین نقاط مریخ از خورشید وجود دارد که به ترتیب برابر با 206.6 میلیون کیلومتر (128.4 میلیون مایل) و 249.2 میلیون کیلومتر (154.9 میلیون مایل) است. به طور متوسط، مریخ در فاصله 228 میلیون کیلومتری (142 میلیون مایل) از ستاره ما قرار دارد که برابر با 1.5 واحد نجومی است.
فاصله مریخ و سیاره ما دائما در حال تغییر است. دورترین فاصله بین مریخ و زمین برابر با 401 میلیون کیلومتر (249 میلیون مایل) است. نزدیکترین فاصله ای که این دو سیاره می توانند به یکدیگر برسند 54.6 میلیون کیلومتر (33.9 میلیون مایل) است. با این حال، چنین رویکرد نزدیک در تاریخ ثبت شده هرگز اتفاق نیفتاده است. نزدیکترین فاصله بین مریخ و زمین در تقریباً 60000 سال گذشته در سال 2003 رخ داد، زمانی که این دو جرم آسمانی 55.7 میلیون کیلومتر (34.6 میلیون مایل) از یکدیگر فاصله داشتند.
مدت زمان سفر به مریخ به زمان سفر بستگی دارد. بهترین زمان برای پرتاب یک سفینه فضایی به مریخ حدود سه ماه قبل از نزدیک شدن سیاره سرخ به زمین است. چنین لحظه ای تقریباً هر دو سال یک بار در حوالی مخالفت مریخ اتفاق می‌ا فتد. به گفته ناسا، یک سفر متوسط به مریخ حدود 9 ماه طول می کشد. دوتا از سریع ترین سفرها به مریخ توسط مارینر 6 (پنج ماه) و مارینر 7 (چهار ماه) انجام شد. این دو فضاپیما پروازهای به دور مریخ انجام دادند و مانند مدارگردها، فرودگرها و مریخ نوردها نیازی به کاهش سرعت نداشتند.
فعلا سفر به مریخ بدون بازگشت تلقی می شود زیرا فناوری های موجود و عدم تامین سوخت در این سیاره اجازه سفر معکوس را به ما نمی دهد. شاید روزی بتوان با استفاده از سوخت های خاص سفر و رفت برگشت را به این سیاره برنامه ریزی کرد.
