"На зов таинственного Марса" - читать интересную книгу автора (Шевченко Владислав Владимирович)

Звездное небо Марса

Смена дневного и ночного времени суток на Марсе сопровождается теми же явлениями, что и на Земле.

В зависимости от сезона меняется продолжительность дня и ночи. В полярных широтах длинный день, продолжающийся почти целый земной год, сменяется столь же долгой ночью. В средних широтах короткие зимние дни увеличиваются с приближением весны и вновь уменьшаются после дня летнего солнцестояния.

В средних широтах Солнце восходит и заходит, двигаясь под углом к горизонту. Поэтому переход от одного времени суток к другому сопровождается длительными сумерками, когда поверхность освещается косыми лучами низко стоящего Солнца.

В тропиках и на экваторе Солнце поднимается и опускается почти отвесно к горизонту. Здесь, так же как на подобных широтах Земли, день и ночь сменяют друг друга резким переходом от света к темноте и наоборот.

Как выглядит марсианское небо в разное время суток? Особая запыленность марсианской атмосферы придает дневному небосклону нежно-розовый оттенок. Красные дали ландшафта переходят в розовое небо, которое очень ярко у самого горизонта и постепенно темнеет с приближением к зениту. Яркий ореол над горизонтом простирается ввысь примерно на 20 градусов.

Чтобы представить себе картину в реальных масштабах, вообразим восход над горизонтом хорошо известного созвездия Орион.

Допустим, мы находимся в северном полушарии Марса. День. Мы стоим так, что прямые лучи Солнца не слепят глаза и в темной части неба можно видеть наиболее яркие звезды. Хотя Орион уже весь поднялся над горизонтом, мы не увидим в розовом свечении яркие звезды этого созвездия. Даже блестящая звезда Бетельгейзе утонет в сиянии дневного марева, если находится над самым горизонтом, сразу после восхода. Но, подняв взгляд выше, в области перехода от светлого пояса атмосферы к темному небу мы разглядим уже «верхушку» созвездия, яркую звезду Ригель. Вот такой, размером примерно с Орион, светлый пояс расположился вдоль горизонта.

Когда наступает закат, светлый ореол начинает как бы сжиматься вокруг Солнца, собираясь к точке захода светила за горизонт. По-видимому, не стоит ожидать от марсианских закатов такого разнообразия и буйства красок, которое сопровождает уход светила на земном небе. Закатное свечение охватывает на марсианском небе сравнительно малую часть западной стороны горизонта. Светлый овал, вытянутый вдоль горизонта, уменьшается и меркнет по мере опускания солнечного диска, а красное зарево недолго остается на небе после полного захода Солнца.

Утренняя заря повторяет всю смену световых картин в обратном порядке.

Дневное светило выглядит на Марсе менее ярким, чем на Земле, из-за большего удаления планеты от Солнца. Диаметр его видимого диска в 1,5 раза меньше того, который мы видим на нашем небе. Поскольку наклонение орбиты Марса к эклиптике, то есть к плоскости земной орбиты, незначительно и составляет всего лишь 1 градус 51 минуту, для марсианского наблюдателя, как и для земного, путь Солнца проходит по тем же созвездиям. Однако Солнце перемещается на фоне звезд медленнее и завершает свой полный цикл почти за два земных года.

Яркие звезды, расположенные на небосводе ближе к зениту и далеко от Солнца, марсианский наблюдатель, вероятно, увидит и днем. Однако полная картина звездного неба раскроется с наступлением ночи. Плотность атмосферы там меньше, чем на Земле. Поэтому звезды с Марса в ясном небе будут выглядеть ярче, а их мерцание — менее заметным.

Суточное вращение небесного свода на Марсе имеет почти ту же скорость, что и на Земле.

Восходя в восточной части горизонта, светила перемещаются по малым кругам небесной сферы, наклоненным к горизонту на угол, зависящий от широты места наблюдения.

Но вращение небесного свода происходит вокруг иной точки, поскольку ориентация оси вращения Марса отлична от положения в пространстве земной оси. Северный полюс мира, или небесный полюс, расположен в созвездии Лебедя на фоне Млечного Пути и не отмечен какой-либо яркой звездой.

Среди звезд точку небесного полюса Марса можно найти в середине линии, соединяющей звезды альфа Цефея и Денеб в созвездии Лебедя. Как видим, наша Полярная звезда на Марсе теряет значение своего названия, поскольку уже не будет иметь никакого отношения к полюсу.

Южный полюс находится в созвездии Парусов. Это созвездие относится к южному небу и в наших средних широтах северного полушария не наблюдается.

Расстояние между Землей и Марсом даже при наибольшем удалении планет друг от друга оказывается чрезвычайно малым по сравнению с расстоянием даже до ближайших звезд. Поэтому перемещение наблюдателя с Земли на Марс не изменит для него видимой формы созвездий.

И на марсианском небе мы сможем увидеть хорошо знакомые нам очертания Ориона, Большой и Малой Медведиц, Водолея и Волопаса, Цефея и Девы и других созвездий. Непривычным будет только вид вращающегося звездного купола. Например, яркая полоса Млечного Пути на марсианском небе проходит через оба небесных полюса.

Наблюдатель в полярной зоне Марса увидит огромную арку Млечного Пути, проходящую через зенит и вращающуюся вокруг него в течение суток, как бы насаженной на воображаемую полярную ось.

На экваторе или в тропиках дуга Млечного Пути целиком поднимается из-за горизонта в восточной половине неба, проходит через зенит и скрывается вся одновременно за горизонт на западе. Но в этот же момент в восточной части опять восходит другая половина Млечного Пути.

Из всех звездных ориентиров Млечный Путь на Марсе самый надежный: всегда можно отыскать точки, в которых небесная арка пересекает горизонт, — в этих точках располагаются север и юг.

Самой яркой планетой на марсианском небе выглядит Венера.

В утренних или вечерних сумерках на небосводе появляется Земля. Подобно Луне, она меняет свои фазы. Вблизи полной фазы ее блеск становится почти равен блеску Юпитера, наблюдаемого с Земли. Но поскольку орбита нашей планеты проходит внутри орбиты Марса, полная фаза Земли недоступна для марсианского наблюдателя. В лучшем случае oн увидит освещенным 3/4 диаметра земного диска. При меньших фазах Земля пропадает в солнечных лучах, и ее уже трудно разглядеть, как, скажем, трудно наблюдать с Земли Меркурий из-за его близости к Солнцу.

Максимальное удаление Земли от Солнца на марсианском небе не превышает 30–35 градусов. Это значит, что надо ловить особые периоды, благоприятные для наблюдений. Когда Земля появляется над горизонтом раньше Солнца, это будут утренние часы непосредственно перед восходом дневного светила. Если на небе Земля располагается слева от Солнца, то есть идет вслед за ним, для наблюдений удобны часы вечернего заката. Наблюдения станут возможны в тот сравнительно короткий период, когда Солнце уже уйдет за горизонт и погаснут вечерние краски зари, а Земля еще некоторое время продолжит свой путь по темному небу, пока тоже не скроется за горизонтом. Несложно подсчитать, что периоды видимости Земли на ночном небе Марса не превышают двух часов. Много трудностей будет ожидать астрономов, которые захотят наблюдать Землю с Марса: надо ждать периодов противостояния, внутри этих периодов выбирать моменты наилучшей видимости и успеть в короткие свидания с голубой планетой выполнить наверняка обширную программу наблюдений. Но, как уже рассказывалось, именно во время противостояний чаще всего начинаются грандиозные пылевые бури, и все небо закрывают непроницаемые облака. Тут уже астрономам остается только одно — спешить на обсерваторию, укутать телескопы чехлами и поплотнее закрыть створки астрономических башен, чтобы тучи песка, несущиеся с громадной скоростью, не превратили поверхность зеркал и линз из полированной в матовую, приведя их в полную негодность для астрономии.

Но если все трудности счастливо преодолены и долгожданное свидание с Землей состоялось, то наблюдатель-астроном увидит, что нашу планету на марсианском небе постоянно сопровождает еще один объект, блеск которого меняется с тем же периодом, что и блеск Земли.

Так выглядит с Марса наша ближайшая соседка по космосу — Луна. С периодом примерно равным одному месяцу она то сближается с Землей, то удаляется от нее на расстояние в тридцать земных диаметров. Это совсем не много. Даже если Луна находится в наибольшем удалении от Земли, а наблюдения с Марса ведутся в период великого противостояния, оба объекта на марсианском небе будет разделять расстояние не более, чем полградуса дуги. На земном небе примерно такие размеры имеет видимый диск Луны. Чаще всего обе эти яркие точки будут находиться почти рядом или практически сливаться. Луна при наблюдении с Марса имеет такую же яркость, как, например, наша Полярная звезда, поэтому земной спутник можно будет видеть невооруженным глазом.

Нашу двойную планету — Землю и Луну — космонавты смогут различить на небе без помощи телескопа и наблюдать меняющееся день ото дня взаимное расположение Земли и ее спутника, следить за вечным кружением Луны вокруг голубой планеты.

А как с поверхности Марса видны его собственные спутники — Фобос и Деймос?

Оба небесных тела выглядят очень яркими и превосходят по блеску Венеру.

В полной фазе Фобос имеет примерно такую же яркость, как Луна, наблюдаемая с Земли в первой или последней четверти. Значит, Фобос в полной фазе может даже освещать марсианский ландшафт после захода Солнца.

Деймос в полной фазе имеет блеск, равный примерно минус пятой звездной величины. Такой яркостью обладает в максимуме блеск Венеры на ночном небе Земли.

Расстояния спутников от Марса невелики: Фобос удален примерно на три диаметра планеты, а Деймос — почти на семь марсианских диаметров. Напомним, что Луна удалена от Земли на тридцать земных диаметров.

Из-за близости спутников к поверхности Марса Фобос и Деймос наблюдаются не на всех широтах. В небе полярных областей оба спутника не появляются совсем. Деймос, как более удаленный, становится видим на широтах меньших 81 градуса. Сначала он проходит низко над горизонтом, а если спускаться ближе к экватору, путь Деймоса будет пролегать все выше и выше.

Фобос начинает показываться над горизонтом на широтах не более 68 градусов.

Наблюдатель на Марсе мог бы невооруженным глазом различить очертания Фобоса.

Находясь в зените, Фобос имеет видимый угловой поперечник около 12 минут. Это немного меньше углового радиуса лунного диска, наблюдаемого с Земли. Поэтому с поверхности Марса, не прибегая к оптическим приборам, можно убедиться, что Фобос имеет очертания неправильного тела, сильно вытянутого в одном направлении.

Поскольку вокруг своей оси Фобос, подобно нашей Луне, вращается с тем же периодом, что и вокруг Марса, к планете обращена все время одна и та же сторона спутника. Мы говорим о видимом с Земли полушарии Луны, а то полушарие, которое постоянно невидимо с Земли, называем обратной стороной.

Фобос нельзя разделить на полушария, поскольку его форма сильно отличается от сферы. Но на Фобосе тоже есть видимая и обратная стороны. Правда, граница между этими областями весьма размыта, потому что из-за относительно близкого расстояния Фобоса к планете его в периоды восхода и захода можно видеть чуть-чуть сбоку, заглядывая таким образом на обратную сторону.

Размеры Деймоса лежат на пределе возможностей глаза. Его неправильные очертания может заметить только человек с очень острым зрением. Деймос, подобно Фобосу, тоже обращен к Марсу постоянно одной и той же стороной.

Благодаря близости к планете видимые размеры спутников ощутимо меняются в процессе их движения по небу. У горизонта видимый поперечник Фобоса уменьшается в 1,6 раза, а Деймоса в 1,2 раза.

И конечно, вид спутников постоянно меняется. Из-за различных фаз, из-за разного положения относительно Солнца наблюдатель может видеть большую или меньшую часть освещенной поверхности спутника. При этом Фобос будет менять свои видимые очертания, а Деймос, поскольку его очертания неразличимы невооруженным глазом, будет изменять свою яркость от максимальной, когда к нам обращена освещенная Солнцем сторона, до полного исчезновения на фоне темного неба, когда к наблюдателю поворачивается неосвещенная часть поверхности.

Фобос и Деймос движутся по орбитам, плоскости которых лишь очень незначительно наклонены к плоскости экватора Марса. Поэтому путь спутников на небе пролегает вблизи небесного экватора, последовательно пересекая созвездия Кита, Тельца, Близнецов, Льва, Девы, Весов, Скорпиона, Стрельца, Микроскопа и Южной Рыбы.

Период обращения Фобоса вокруг Марса составляет 7 часов 39 минут земного времени. Чтобы рассчитать продолжительность видимого движения спутника по марсианскому небу, надо учесть собственное вращение планеты. Период видимого движения Фобоса составит 11 часов 2 минуты.

Поскольку направление вращения у спутника и планеты одно и то же, Фобос двигается навстречу суточному вращению звездного неба. Это означает, что восходит Фобос на западе, а заходит на востоке, нарушая все правила дорожно-небесного движения.

Период обращения Деймоса немного больше периода вращения Марса и составляет 1 сутки 6 часов 18 минут земного времени. Этот спутник как бы отстает в своем движении, а точка на поверхности планеты нагоняет его. Из-за того, что значения периодов вращения Марса вокруг оси и обращения Деймоса близки, период движения этого спутника на марсианском небе очень велик — 126 часов 6 минут, то есть более пяти суток. С момента его восхода над горизонтом до заката проходит более двух с половиной суток.

Фобос за то же время успевает 11 раз пересечь небосвод.

Движение Деймоса по небу происходит в прямом направлении, совпадающем с общим движением небесного свода, поэтому оба спутника перемещаются навстречу друг другу.

В конце ноября 1971 года на марсианском небе зажглись новые звезды. Вскоре их стало три. Это были первые искусственные спутники красной планеты. Два советских и один американский аппарат стали светлыми точками двигаться среди привычных созвездий.

В 1974 году еще четыре аппарата, советские станции серии «Марс», появились в марсианском небе. Один из них — «Марс-5» стал искусственным спутником Марса. А в 1976 году к нему прибавились два новых искусственных спутника — американские аппараты серии «Викинг». В 1989 году на орбите вокруг Марса появилась космическая станция «Фобос». Запуски новых межпланетных автоматических станций будут множить число искусственных небесных тел на небосводе Марса.