Кіріспе

Марстың екі серігі – Фобос пен Деймос. Олардың пішіні дұрыс емес. Екеуін де 1877 жылдың тамыз айында американдық астроном Асаф Холл ашқан, ал олардың аттары грек мифологиясындағы Фобос (қорқыныш пен үрей) және Деймос (үрей мен қорқыныш) есімді, Арес соғысқа қатысқанда бірге болған егіздерден алынған. Арес, соғыс құдайы, римдіктерде Марс деп аталған. Жердің Аймен салыстырғанда Фобос пен Деймос кішкентай. Фобостың диаметрі 22,2 км (13,8 миль) және массасы 1,08 кг, ал Деймостың диаметрі 12,6 км (7,8 миль) және массасы 1,5 кг. Фобос Марсқа жақынрақ орбитада, жартылай бас осьтік 7,66 сағаттық орбиталық айналыммен; ал Деймос жартылай бас осьтік 30,35 сағаттық орбиталық айналыммен алысрақ айналады.

Алғашқы болжамдар

Марстың серіктерінің болуы туралы болжамдар Юпитердің серіктері ашылғаннан кейін басталды. Галилео Галилей (1564–1642), Сатурнның екі жағында екі дөңгелек байқағаны туралы құпия хабар ретінде (кейіннен олардың сақиналар екені анықталды), smaismrmilmepoetaleumibunenugttauiras анаграммасын қолданды, бұл Altissimum planetam tergeminum observavi ("Мен ең алыс планетаның үштік пішінін байқадым") дегенді білдіреді. Иоганн Кеплер (1571–1630) оны Salve umbistineum geminatum Martia proles (Сәлем, ашулы егіздер, Марстың ұлдары) деп қате түсіндірді. Кеплерден (және Кеплердің планеталар қозғалысының үшінші заңынан) шабыттанған Джонатан Свифттың сатиралық романы "Гулливердің саяхаттары" (1726) 3-бөлімнің 3-тарауында ("Лапутаға саяхат") екі айға сілтеме жасайды. Онда Лапута астрономдары Марстың екі серігін 3 және 5 Марс диаметрі қашықтықта, 10 және 21,5 сағаттық мерзіммен айналып жүргенін анықтады. Фобос пен Деймос (екеуі де 1877 жылы, Свифттың романынан бір ғасырдан астам уақыт өткен соң табылды) нақты орбиталық қашықтығы 1,4 және 3,5 Марс диаметрін құрайды, ал олардың орбиталық мерзімдері 7,66 және 30,35 сағатқа тең. Дегенмен, көптеген астрономдардың пікірінше, Свифт сол кездегі кең таралған аргументті қолданды: ішкі планеталар Венера мен Меркурийде серіктер болмағандықтан, Жерде біреу, ал Юпитерде төрт (сол кезде белгілі) болғандықтан, Марста аналогия бойынша екі серік болуы керек. Сонымен қатар, олар әлі ашылмағандықтан, олардың кішкентай және Марсқа жақын болуы мүмкін деп есептелді. Бұл Свифтке олардың орбиталық қашықтығы мен айналу мерзімін шамамен дәл бағалауға мүмкіндік берді. Сонымен қатар, Свифттың есептеріне математик Джон Арбутнот көмектескен болуы мүмкін. Вольтердің 1752 жылғы "Микромегас" әңгімесінде Жерге келген шетелдік туралы айтылады, сонымен қатар Марстың екі серігі туралы да мәлімет бар. Вольтер Свифттың ықпалында болған болуы мүмкін. Осы "болжамдарды" құрметтеу үшін Деймостағы екі кратер Свифт және Вольтер деп аталады, ал Фобоста Laputa Regio аймағы және Lagado Planitia жазығы бар, екеуі де "Гулливердің саяхаттарынан" алынған жерлердің (қиял Лапута, ұшатын арал және Лагадо, Балнибарби елдерінің ойдан шығарылған астанасы) аттарымен аталады. Фобостағы көптеген кратерлер де "Гулливердің саяхаттарынан" кейіпкерлердің есімдерімен аталған.

Марс айларының аңызы

1959 жылы Уолтер Скотт Хьюстон "Great Plains Observer" газетінің сәуір айындағы санында "Апрель әдемі" деген атақты әйелдер алдауын жасады, "Артур Хейалл Сиерра университетінің профессоры Марстың айлары жасанды спутниктер екенін хабарлады" деп мәлімдеді. Доктор Хейалл да, Сиерра университеті де шындықта болған емес. Бұл алдау совет ғалымы Иосиф Шкловский Хьюстонның мәлімдемесін қайталағаннан кейін бүкіл әлемге танымал болды, ол кейіннен жоққа шығарылған тығыздық есебіне сүйене отырып, Фобостың іші қуыс металл қабықшасы екенін ұсынды.

Соңғы зерттеулер

Қосымша спутниктерді іздеу жүргізілді. 2003 жылы Скотт С. Шеппард пен Дэвид К. Джуит Марстың Хилл сферасының көп бөлігін, иррегулярлы спутниктерді табу үшін қарастырды. Бірақ Марстан шашыраған жарық Фобос және Деймос спутниктері орналасқан ішкі бірнеше доғалық минуттарды зерттеуге кедеріс келтірді. 23.5 көрінетін қызыл шамаға дейін ешқандай жаңа спутник табылған жоқ, бұл 0.07 альбедо қолданғанда шамамен 0.09 км радиусқа сәйкес келеді.

Сипаттамалары

Егер Марстың экваторына жақын жерден қарасақ, толық Фобос Жердегі толық Айдың шамамен үштен бірідей көрінеді. Оның бұрыштық диаметрі 8' (көтерілгенде) және 12' (бас жағынан) аралығында. Жақын орбитасының арқасында, бақылаушы Марстың экваторынан алшақтағанда, оның көрінісі кішірейе түседі, тіпті полюстерге жақындағанда көкжиектің астына толық жасырынып кетеді; сондықтан Фобосты Марстың полярлық мұз қалпақтарынан көру мүмкін емес. Ал Деимос Марстағы бақылаушыға жарқын жұлдыз немесе планета сияқты көрінеді (Жерден көрінетін Венерадан сәл ғана үлкен). Оның бұрыштық диаметрі шамамен 2'. Марстан қарағанда Күннің бұрыштық диаметрі керісінше, шамамен 21' құрайды. Сондықтан Марста толық күн тұтылуы болмайды, себебі айлар Күнді толық жабуға тым кішкентай. Алайда, Фобостың толық ай тұтылуы дерлік әр түн сайын болады. Фобос пен Деимостың қозғалысы Жердің Айының қозғалысынан өте ерекше көрінеді. Жылдам Фобос батыстан көтеріліп, шығыста батып, бар болғаны он бір сағатта қайтадан көтеріледі, ал Деимос синхронды орбитадан сәл ғана шығып тұрғандықтан, күтілгендей шығыстан көтеріледі, бірақ өте баяу. 30 сағаттық орбитасына қарамастан, батысқа батуына 2,7 күн уақыт кетеді, себебі ол Марстың айналысынан баяу қалып қояды. Екі ай да гравитациялық байланыс күшімен бекітілген, әрқашан бір бетін Марсқа бұрып тұрады. Фобос Марстың айналыс жылдамдығынан жылдам айналатындықтан, гравитациялық күштер оның орбиталық радиусын баяу, бірақ тұрақты түрде кішірейтеді. Болашақта, ол Рош шегіне жеткенде, Фобос осы күштердің әсерінен ыдырап, Марсқа құлап немесе сақинаға айналады. Марс бетіндегі бірнеше кратерлер тізбегі, экватордан алшақтаған сайын ескіріп барады, бұл Фобостың тағдырына ұшыраған басқа да кішкентай айлар болған болуы мүмкін екенін және Марстың қабығы осы оқиғалар арасында ығысқан болуы мүмкін екенін көрсетеді. Ал Деимос, керісінше, Жердің Айы сияқты орбитасының күшеюіне жеткілікті қашықтықта орналасқан.

Орбиталық мәліметтер

Атау Диаметрі (км) Жүзбегінің ауданы (км²) Массасы (кг) Басты жарты өсі (км) Айналыс периоды (сағ, күн) Орташа ай шығу периоды (сағ, күн) Эксцентриситет Енсіздік (°) I Фобос '/f//oʊ//b//ə//s/ ФОБəs (27×21.6×18.8 км) 1,548 км² 10.7 7.66 11.12 сағ (0.463 күн) 0.0151 1.093 II Демос '/d//aɪ//m//ə//s/ ДИМəсс (10×12×16 км) 483 км² 1.5 30.31 131 сағ (5.44 күн) 0.00033 0.93 Марс, Фобос және Демостың салыстырмалы өлшемдері мен арақашықтығы, масштаб бойынша. (Суретті толық көлемде жүктеу арқылы Марстың екі серігін көруге болады.) 2024 жылдың 5 наурызы: НАСА Марс планетасындағы "Perseverance" марсоходынан алынған Демос, Фобос және Меркурий планеталарының транзит суреттерін жариялады.

Шығу тегі

Марстың айларының шығу тегі әлі де даулы мәселе болып қала береді. Фобос пен Деймос екеуі де көміртекті С типіндегі астероидтермен көптеген ортақ белгілеріне ие, олардың спектрлері, альбедосы және тығыздығы С немесе D типіндегі астероидтерге өте ұқсас. Осы ұқсастықтарға сүйене отырып, бір гипотеза бойынша, екі ай да негізгі белдеудегі тұтқындалған астероидтер болуы мүмкін. Екі айдың да орбиталары өте дөңгелек және Марстың экваторлық жазықтығында орналасқан. Сондықтан, тұтқындау арқылы пайда болған болса, бастапқыда эксцентрлігі жоғары орбитаны дөңгелектеу және оның еңістігін экваторлық жазықтыққа келтіру механизмі қажет болады. Бұл, көбінесе атмосфералық сүйреу және гравитациялық күштердің үйлесімімен жүзеге асырылуы мүмкін, бірақ Деймос үшін мұндай процеске жететін уақыт жеткілікті емес болуы мүмкін. Тағы бір гипотезаға сәйкес, Марстың айналасында Фобос және Деймос сияқты денелердің көп саны болған, бәлкім, олар үлкен планетамен соқтығысу нәтижесінде орбитаға шығарылған. Фобостың ішкі құрылымының жоғары кеуектілігі (тығыздығы 1.88 г/см3 екенін ескеретін болсақ, Фобостың көлемінің 25-35 пайызын бос кеңістіктер құрайды) астероидтық шығу тегімен үйлеспейді. Фобостың жылулық инфрақызыл сәуледегі байқаулары, негізінен филлосиликаттардан тұратын құрамын көрсетеді, бұл минералдар Марстың бетінен жақсы белгілі. Спектрлері барлық кластағы хондрит метеориттерінен ерекшеленеді, бұл да астероидтық шығу тегінен алшақтатады. Аталған екі зерттеу де Жердің Айдың пайда болу теориясына ұқсас, Марс орбитасында қайта жиналған, Марсқа соқтығысқан материалдан Фобостың пайда болғанын қолдайды. Марстың айлары Марстың массасының үштен біріне тең протопланетамен болған алып соқтығысудан пайда болған болуы мүмкін, нәтижесінде Марстың айналасында сақина пайда болды. Сақинаның ішкі бөлігі үлкен айды құрады. Осы ай мен сыртқы сақина арасындағы гравитациялық өзара әрекеттесу Фобос пен Деймосты қалыптастырды. Кейіннен үлкен ай Марсқа құлап түсті, бірақ екі кішкентай ай орбитада қалды. Бұл теория айлардың ұсақ түйіршікті бетін және олардың жоғары кеуектілігін растайды. Сыртқы диск ұсақ түйіршікті материалды жасайды. Модельдеулер көрсеткендей, Марспен соқтығысқан дененің мөлшері Церера мен Веста арасында болуы керек, өйткені одан үлкен соқтығыс үлкен диск пен айларды құрап, Фобос пен Деймос сияқты кішкентай айлардың тірі қалуына мүмкіндік бермес еді. Соңғы кезде Әмірхосейн Багери және оның Цюрихтегі ETH және АҚШ Әскери-теңіз обсерваториясынан келген әріптестері айлардың шығу тегі туралы жаңа гипотеза ұсынды. Марс InSight миссиясы және басқа миссиялардан алынған сейсмикалық және орбиталық деректерді талдау арқылы олар айлардың 1-2,7 миллиард жыл бұрын ортақ ата-ана дененің бұзылуынан пайда болғанын болжады. Фобос пен Деймостың ортақ түп атасы басқа бір дененің соққысына ұшырап, Фобос пен Деймосқа бөлінген болуы мүмкін. Бірақ жақында жарияланған зерттеулер Фобос пен Деймостың бір ата-бабалық айдан тікелей бөлінгені күмәнді екенін көрсетеді. Олар N-денелік модельдеулерді қолданып, бір ата-бабалық ай сценарийінің екі айдың арасында соқтығысуға әкелетінін, нәтижесінде 104 жыл ішінде қалдықтар сақинасының пайда болатынын көрсетті. Тағы бір болжам бойынша, Марс Сатурн немесе Нептун орбитасынан тыс жерден келген, планета массасының шамамен 3% құрайтын және кемінде 30%-дан 70%-ға дейін су мұзынан тұратын дененің соққысына ұшыраған. Бұл планетаның айналасында үлкен мөлшерде су бар диск құрады, ол оны салқындатып, тау жыныстарының химиялық құрамын өзгертті, нәтижесінде филлосиликаттар деп аталатын минералдардың түрі пайда болды.

Бұрынғы әрекеттер мен ұсыныстар

Марстың көптеген ғарыш зондтары Фобос пен Деймос туралы суреттер мен басқа да деректер ұсынғанмен, олардың тек азы ғана осы спутниктерге арналып, орбитада ұшу немесе бетіне қонуды жүзеге асыруға бағытталған. 1988 жылы Кеңес Одағының «Фобос» бағдарламасы аясында екі зонд сәтті ұшырылды, бірақ екеуі де Фобос пен Деймосқа жоспарланған «секіріп қонуды» жүзеге асыра алмады, өйткені техникалық бұзушылықтарға ұшырады (дегенмен «Фобос-2» Фобосты сәтті суретке түсірді). Кеңес үкіметінен кейінгі ресейлік «Фобос-Grunt» зонды Фобостан алғашқы үлгілерді қайтару миссиясы болуы тиіс еді, бірақ ракетаның істен шығуы салдарынан 2011 жылы Жер орбитасында қалды. Ғарыш кемесін қайта іске қосу әрекеттері сәтсіз аяқталды, ол 15 қаңтарда Чилидің батысында, Тынық мұхиты үстінде бақылаусыз түсіп, Жерге қайта кірді. 1997 және 1998 жылдары «Аладдин» миссиясы NASA-ның «Discovery» бағдарламасының финалистерінің бірі болып таңдалды. Жоспар Фобос пен Деймостың орбитасын зерттеп, спутниктерге снарядтарды жіберуден тұрды. Зонд ұшу кезінде шашыраған материалдарды жинап, үш жылдан кейін зерттеу үшін Жерге қайтарылатын еді. Ақырында NASA бұл ұсынысты Меркурий планетасын зерттеуге арналған «MESSENGER» зондының пайдасына қабылдамады. 2007 жылы Еуропалық ғарыш агенттігі мен EADS Astrium 2016 жылы Фобосқа қондырғышпен және үлгілерді қайтарумен миссияны ұсынды және әзірледі, бірақ бұл миссия жолға шығарылмады. Канадалық ғарыш агенттігі 2007 жылдан бері Фобосты зерттеу және Халықаралық Марс экспедициясы (PRIME) миссиясын, орбиталық аппарат пен қондырғышпен бірге қарастырып келеді. 2013 жылдан бастап NASA орбиталық аппарат пен кішкентай ровермен бірге «Фобос Сурвейер» миссиясының тұжырымдамасын әзірледі. NASA-ның «PADME» миссиясы Марс спутниктерінің орбитасын бірнеше рет айналып өту үшін жоспарланған, бірақ оны әзірлеуге қабылданбады. Сондай-ақ, NASA Фобостан үлгі алуға арналған «OSIRIS-REx II» концепциялық миссиясын бағалап жатыр. Демостан үлгі алуға арналған тағы бір миссия, «Gulliver» деп аталатын жоба да жасалған.