Sao Hỏa và Sao Kim tương tự như Trái đất, vì vậy các nhà khoa học không mất hy vọng tìm thấy sự sống trên các hành tinh lân cận. Đối với sao Hỏa, điều này có khả năng xảy ra cao hơn. Curiosity rover đã có thể tìm ra chắc chắn rằng các con sông đã từng chảy ở đó, có nghĩa là có một bầu khí quyển. Có lẽ sự sống trên sao Hỏa đã tồn tại rất lâu trước Trái đất hoặc sẽ có thể có sau khi địa hình hóa (thay đổi điều kiện khí hậu). Điều này đòi hỏi sự hiện diện của từ trường gần sao Hỏa.
Kích thước, khối lượng và quỹ đạo của các hành tinh
Hành tinh đỏ có kích thước nhỏ hơn nhiều so với Trái đất. Theo tính toán của các nhà khoa học và dữ liệu thu được trong quá trình nhiều nghiên cứu, có tới 6 vật thể có cùng khối lượng với sao Hỏa sẽ nằm gọn trong Trái đất. Bán kính của hành tinh thứ tư tính từ Mặt trời dọc theo đường xích đạo là 0,53 Trái đất và mật độ bề mặt là 37,6%.
Đường quỹ đạo của các hành tinh hoàn toàn khác nhau, nhưng vòng quay bên lề thì tương tự nhau. Điều này có nghĩa là một năm trên sao Hỏa kéo dài gần 687 ngày và một ngày là 24 giờ 40phút. Độ nghiêng trục gần như giống nhau - 25 độ đối với sao Hỏa, trái đất ít hơn hai độ. Sự tương đồng này có nghĩa là tính theo mùa có thể được mong đợi từ hành tinh đỏ.
Cấu trúc và thành phần của Trái đất và sao Hỏa
Đại diện của các hành tinh trên cạn (Sao Kim, Trái Đất và Sao Hỏa) có cấu trúc tương tự nhau. Đây là một lõi kim loại có lớp phủ và lớp vỏ, nhưng mật độ của Trái đất cao hơn của sao Hỏa. Nghĩa là, hành tinh đỏ bao gồm các nguyên tố nhẹ hơn. Trái đất có một lõi đá bên trên chứa chất lỏng, cũng như một lớp phủ silicat và một lớp vỏ bề mặt rắn. Về phần sao Hỏa, các nhà khoa học vẫn chưa hoàn toàn chắc chắn về cấu trúc lõi của nó. Được biết, lõi sao Hỏa bao gồm sắt và niken, 16-17% - lưu huỳnh. Lớp phủ của sao Hỏa chỉ dài 1300-1800 km (để so sánh: độ dày của lớp phủ trái đất là 2890 km), và lớp vỏ bao phủ 50-125 km (gần Trái đất - 40 km). Lớp vỏ và lớp vỏ của Trái đất và sao Hỏa gần như giống nhau về cấu trúc, nhưng khác nhau về độ dày.
Tính năng bề mặt
Khoảng 70% bề mặt Trái đất được bao phủ bởi nước của các đại dương. Theo một phiên bản, nước lỏng là một phần của đám mây khí và bụi mà từ đó Trái đất được hình thành. Theo một người khác, nó xuất hiện là kết quả của cuộc bắn phá dữ dội của tiểu hành tinh và sao chổi, mà hành tinh trẻ đã trải qua. Một số nhà khoa học cho rằng nước được giải phóng từ các khoáng chất ngậm nước trong quá trình hình thành Trái đất. Có những giả thuyết khác và có thể ít nhiều đều đúng.
Sao Hỏa cũng từng có nước lỏng,là điều kiện cần cho sự phát triển của cuộc sống. Nhưng giờ đây, nó là một hành tinh lạnh giá và hoang vắng, giàu oxit sắt, khiến bề mặt sao Hỏa có màu đỏ. Nước có sẵn dưới dạng băng ở các cực. Một lượng nhỏ tích tụ bên dưới bề mặt.
Sao Hỏa và Trái Đất giống nhau về cảnh quan. Trên các hành tinh có núi và núi lửa, hẻm núi và đồng bằng, hẻm núi, rặng núi, cao nguyên. Ngọn núi lớn nhất trên sao Hỏa được gọi là Olympus, và vực thẳm sâu nhất là Thung lũng Mariner. Cả hai hành tinh đều bị thiên thạch và tiểu hành tinh tấn công trong quá trình hình thành, nhưng dấu vết trên sao Hỏa được bảo tồn tốt hơn nhiều do không có lượng mưa và áp suất không khí. Các cá thể có tuổi đời hàng tỷ năm. Trên Trái đất, những hình thành như vậy dần dần bị sụp đổ.
Thành phần và nhiệt độ khí quyển
Trái đất có bầu khí quyển dày đặc được chia thành năm lớp. Sao Hỏa có bầu khí quyển rất mỏng và áp suất cao. Bầu khí quyển của Trái đất chủ yếu bao gồm nitơ (78%) và 21% oxy (1% còn lại là các chất khác ở trạng thái khí), và trên hành tinh đỏ, thành phần chủ yếu được thể hiện bởi carbon dioxide (96%), nitơ và argon (gần 2%, 1% còn lại - các khí khác).
Nó có ảnh hưởng đến nhiệt độ. Nhiệt độ trái đất trung bình là +14 độ C, tối đa - 70,7 độ, tối thiểu - -89,2 độ. Trên sao Hỏa lạnh hơn nhiều. Nhiệt độ trung bình giảm xuống -46 độ C, tối thiểu đạt -143 độ, và hành tinh nóng lên tối đa lên tới 35 độ. Bên cạnh đó, trongbầu khí quyển của hành tinh đỏ chứa rất nhiều bụi.
Sao Hỏa có từ trường không
Từ trường phát ra từ lõi của hành tinh và tạo ra một vùng bảo vệ làm lệch các điện tích khỏi quỹ đạo ban đầu. Tất cả các điện tích từ Mặt trời hoặc một vật thể khác không đe dọa một hành tinh có trường bảo vệ như vậy. Trái đất có từ trường, nhưng liệu sao Hỏa có bảo vệ như vậy? Về mặt này, hành tinh khác với Trái đất.
Từ trường trên sao Hỏa là gì? Ngày xưa, một lớp vỏ bảo vệ toàn cầu xung quanh hành tinh đã tồn tại, nhưng cuối cùng đã biến mất vì một số lý do. Bây giờ có một từ trường trên sao Hỏa, nó rất rộng, nhưng không thu được toàn bộ bề mặt của hành tinh. Có những khu vực được bản địa hóa mà trường mạnh hơn. Bán kính từ trường của sao Hỏa ở một số nơi là 0,2-0,4 Gauss, xấp xỉ bằng các chỉ số của trái đất.
Các nhà khoa học đang cố gắng giải thích những đặc điểm này ngày nay. Chẳng hạn, có thể phát hiện ra rằng từ trường của sao Hỏa và cấu trúc của hành tinh này có mối liên hệ với nhau. Trường yếu vì hạt nhân. Lõi sao Hỏa là bất động so với lớp vỏ, điều này làm suy yếu tác dụng của cùng trường bảo vệ đó.
So sánh các hạt cầu từ
Từ trường của Trái đất và Sao Hỏa không cho phép các hạt ion hóa của gió Mặt trời và các hạt vũ trụ khác xuyên qua bề mặt. Cánh đồng bảo vệ sự sống trên Trái đất theo đúng nghĩa đen. Sự hiện diện của trường được giải thích bằng sự quay của lõi kim loại trong phần bên ngoài chất lỏng. Sự chuyển động không ngừng của các điện tích dẫn đến sự hình thành từ trường.
Bgần đây hơn, người ta cho rằng lực từ trường thay đổi đáng kể hoặc góp phần làm rò rỉ ôxy từ khí quyển. Điều này có thể đúng, vì các cực từ có thể thay đổi vị trí theo thời gian, chúng không vĩnh viễn. Trong 160 triệu năm, các cực đã thay đổi khoảng 100 lần. Lần cuối cùng nó xảy ra là khoảng 720.000 năm trước, và khi nào nó sẽ xảy ra trong lần tiếp theo vẫn chưa được biết.
Từ trường của sao Hỏa, so với từ trường của Trái đất, không đủ để hỗ trợ sự sống. Nhưng một hành tinh có khả năng sinh sống được ít nhất phải có lõi kim loại. Điều này sẽ tạo tiền đề cho sự hình thành từ trường. Còn đối với sao Hỏa, có một từ trường (mặc dù "ở trạng thái cân bằng"), cũng có một lõi kim loại. Điều này có nghĩa là về lý thuyết, sự sống trên hành tinh này đã tồn tại trước đó hoặc có thể có một số thay đổi.
Lý thuyết biến mất trên cánh đồng
Tại sao không có từ trường trên sao Hỏa? Thảm họa nào đã "xuyên thủng" lớp vỏ bảo vệ hay điều gì khiến lõi kim loại của hành tinh bị đóng băng? Có cách nào để khôi phục lại trường không? Hiện tại, các nhà khoa học đang xem xét hai giả thuyết chính về sự biến mất của từ trường sao Hỏa.
Theo lý thuyết đầu tiên, hành tinh này từng có từ trường ổn định (giống như trên Trái đất), nhưng nó đã bị "xuyên thủng" do va chạm với một vật thể lớn nào đó. Vụ va chạm này khiến lõi của hành tinh dừng lại, trường bắt đầu yếu đi, và sau đó hoàn toàn mất quy mô. Và ngày nay một số nơi trên hành tinh vẫn được bảo vệ nhiều hơn những nơi khác.
Lý thuyết thứ hai hoàn toàn trái ngược với lý thuyết đầu tiên. Sao Hỏa có thể bắt đầutồn tại mà không có từ trường. Sau khi hành tinh ra đời, lõi sắt ở trung tâm bất động trong một thời gian dài và không tạo ra xung từ trường. Nhưng một khi từ trường mạnh nhất của khí khổng lồ trong hệ mặt trời, sao Mộc, có khả năng đẩy lùi không chỉ các tiểu hành tinh nhỏ, mà còn cả các vật thể khổng lồ, đã đẩy lùi một số cơ thể thẩm mỹ và đưa nó lên sao Hỏa.
Do ảnh hưởng của lực thủy triều trong vài chục nghìn năm, các dòng đối lưu đã xuất hiện trên sao Hỏa, khiến lõi của hành tinh này chuyển động và kích thích sự hình thành từ trường. Khi thiên thể vũ trụ đến gần sao Hỏa, từ trường tăng lên, nhưng sau vài triệu năm, thiên thể này sụp đổ, do đó từ trường dần dần biến mất. Đây là những gì các nhà nghiên cứu đang thấy.
Tại sao NASA muốn tạo ra một cánh đồng nhân tạo
Sao Hỏa có từ trường cho phép hành tinh này thuộc địa hóa không? Rõ ràng là không có lực lượng bảo vệ nào như vậy, nhưng các nhà khoa học vẫn tiếp tục nghiên cứu của họ. Gần đây có thông tin NASA muốn tạo ra một từ trường nhân tạo trên sao Hỏa để bầu khí quyển của hành tinh này trở nên đặc hơn. Điều này sẽ giúp đơn giản hóa rất nhiều việc khám phá hành tinh đỏ trong tương lai và cuối cùng là thuộc địa.
Làm thế nào để tạo ra từ trường trên sao Hỏa? Các tác giả của báo cáo được trình bày tại hội nghị hành tinh đã đề xuất triển khai mô-đun tại một điểm giữa Sao Hỏa và Mặt trời, nơi tàu vũ trụ có thể ở lại gần như vô thời hạn mà không cần sử dụng động cơ. Trên mô-đun sẽ bao gồmnam châm đặc biệt có khả năng tạo ra một trường từ 1-2 tesla. Khoảng cùng một nam châm đã được lắp đặt tại Máy va chạm Hadron Lớn.
Trường tạo thành một "cái đuôi" sẽ bao phủ toàn bộ hành tinh. Lĩnh vực này sẽ rất yếu, nhưng về lý thuyết thì điều này là đủ. Theo NASA, sau đó, bầu khí quyển của hành tinh này sẽ bắt đầu dày lên. Khi đạt đến mật độ bằng Trái đất, nhiệt độ trung bình trên sao Hỏa sẽ tăng lên +4 độ C, và các mũ tuyết ở các cực sẽ tan chảy. Chúng có đủ nước để tạo thành biển vừa phải.
Chi phí phát triển và duy trì một mô-đun không gian trên sao Hỏa và nơi nó sẽ lấy năng lượng, các tác giả của báo cáo đã bỏ qua. Về mặt hiệu quả chi phí, phương pháp này không thể so sánh được với các dự án khác. Ví dụ, đã có một ý tưởng sản xuất khí SF6 trên sao Hỏa. Ngay cả một nồng độ nhỏ của khí này cũng đủ để tạo ra hiệu ứng nhà kính và bảo vệ bề mặt hành tinh khỏi các tia cực tím mạnh.
Cho đến nay chưa có khái niệm nào của NASA được chứng minh đầy đủ. Đây chỉ là những giả định dựa trên thực tế rằng gió mặt trời là nguồn gây ra tổn thất khí quyển của sao Hỏa. Nhưng lý do mất nitơ khó có thể chỉ liên quan đến gió, vì vậy các nhà khoa học không vội thực hiện các dự án mà hãy tiếp tục nghiên cứu.
Từ lịch sử khám phá sao Hỏa
Những quan sát đầu tiên về hành tinh được thực hiện trước khi kính thiên văn được phát minh. Sự tồn tại của sao Hỏa được các nhà thiên văn Ai Cập cổ đại ghi lại vào năm 1534 trước Công nguyên. Họ đã tính toán quỹ đạochuyển động của hành tinh. Theo lý thuyết của người Babylon, vị trí của sao Hỏa trên bầu trời đêm đã được tinh chỉnh và lần đầu tiên thu được các phép đo thời gian về chuyển động của hành tinh.
Nhà thiên văn học Hà Lan H. Huygens là người đầu tiên lập bản đồ bề mặt sao Hỏa. Một số bản vẽ cho thấy các vùng tối đã được ông thực hiện vào năm 1659. Sự tồn tại của một chỏm băng ở hai cực được gợi ý bởi nhà thiên văn học người Ý J. Cassini vào năm 1666. Ông cũng tính toán chu kỳ quay của hành tinh quanh trục của nó - 24 giờ 40 phút. Đúng, kết quả này chênh lệch chưa đầy ba phút.
Kể từ những năm sáu mươi của thế kỷ trước, một số AMS đã được gửi đến sao Hỏa. Công việc viễn thám hành tinh từ Trái đất được tiếp tục với sự trợ giúp của kính thiên văn trên quỹ đạo và mặt đất để xác định thành phần của bề mặt, nghiên cứu thành phần của khí quyển và đo tốc độ ánh sáng.
Từ trường của sao Hỏa, yếu hơn trái đất năm trăm lần, được ghi lại bởi các trạm "Mars-2" và "Mars-3" vào thời Liên Xô. Tàu vũ trụ Mars 2 và 3 được phóng vào năm 1971. Vấn đề kỹ thuật chính vẫn chưa được giải quyết, nhưng nghiên cứu khoa học vẫn còn tiên tiến trong thời đại của nó.
Người Mỹ đã phóng Mariner 4 lên sao Hỏa vào năm 1964. Tàu vũ trụ đã chụp ảnh bề mặt và kiểm tra thành phần của khí quyển. Vệ tinh nhân tạo đầu tiên của hành tinh này là Mariner 9, được phóng vào năm 1971. Việc tìm kiếm sự sống trong các mẫu đất được thực hiện vào năm 1975 bởi hai tàu vũ trụ giống hệt nhau như một phần của chương trình Viking. Trong tương lai, cho một hệ thốngnghiên cứu về hành tinh đã sử dụng khả năng của kính thiên văn Hubble.
Sự tồn tại của sự sống trên sao Hỏa
Công việc của từ trường của hành tinh, các nhà khoa học cũng đang nghiên cứu với ý nghĩa rằng nó có thể chỉ ra sự tồn tại của sự sống trên sao Hỏa. Nhiều quan sát đã làm nảy sinh "cơn sốt sao Hỏa" thực sự xung quanh chủ đề này vào cuối thế kỷ XIX. Sau đó, Nikola Tesla đã quan sát thấy một số tín hiệu không xác định trong khi nghiên cứu sự giao thoa của sóng vô tuyến trong bầu khí quyển.
Anh ấy gợi ý rằng đó có thể là tín hiệu từ các hành tinh khác, như sao Hỏa. Bản thân anh cũng không thể giải mã được ý nghĩa của các tín hiệu, nhưng anh chắc chắn rằng chúng không xuất hiện một cách tình cờ. Giả thuyết của Tesla được nhà vật lý người Anh William Thomson (Lord Kelvin) ủng hộ. Năm 1902, trong một chuyến thăm Hoa Kỳ, ông nói rằng Tesla thực sự đã nhận được tín hiệu từ người sao Hỏa.
Giả thuyết khoa học về vấn đề này đã có từ rất lâu. Mêtan và các phân tử hữu cơ đã được phát hiện trên sao Hỏa. Trong điều kiện của hành tinh đỏ, khí phân hủy nhanh chóng, vì vậy cần phải có nguồn gốc cho sự xuất hiện của nó. Đây có thể là hoạt động của vi khuẩn hoặc hoạt động địa chất (thực tế là không thể tìm thấy núi lửa đang hoạt động trên sao Hỏa, đây không phải là nguyên nhân tạo ra khí).
Hiện tại, các vấn đề để duy trì sự sống trên sao Hỏa là thiếu nước lỏng, thiếu từ quyển và bầu khí quyển quá mỏng. Ngoài ra, hành tinh này đang đứng trước bờ vực của "cái chết địa chất". Sự kết thúc của hoạt động núi lửa cuối cùng sẽ làm ngừng sự lưu thông của các nguyên tố hóa học giữa phần bên trong của hành tinh vàbề mặt.
