Земля получила свою Луну, когда маленькая планета столкнулась с нашей планетой более четырех миллиардов лет назад. Этот удар выбросил в космос расплавленную породу, которая в конечном итоге образовала спутник, который мы можем видеть каждую ночь со всей нашей планеты.
А как насчет нашего соседа Марса? У Красной планеты есть два небольших спутника неправильной формы, называемые Фобос и Деймос. Существует несколько теорий о том, как образовались эти естественные спутники, но явного фаворита нет. Вскоре космическая миссия под руководством Японии под названием Martian Moons Exploration (MMX) начнет поиск ответа.
В понедельник, 19 октября, MMX должен стартовать на ракете H3 из космического центра Танегасима на юге Японии. Цель миссии – приземлиться на Фобосе и собрать образец почвы. Затем космический корабль отправит этот драгоценный груз на Землю для изучения в лабораториях.
Командование военно-морской истории и наследия
Из двух марсианских спутников Фобос является самым большим и вращается ближе к планете. Его средний диаметр составляет 22,2 км, а масса — 10,637 миллиона миллионов кг. Деймос имеет средний диаметр 12,5 км и массу 1 480 миллионов миллионов кг.
Спутники были открыты во время шестидневного окна в 1877 году американским астрономом Асафом Холлом, который работал в Военно-морской обсерватории США в Вашингтоне.
В дискуссиях о том, как Марс получил эти спутники, доминируют две основные гипотезы. Теория гигантского удара предполагает, что небесный объект размером в треть Марса столкнулся с планетой в начале ее истории, выбрасывая материал в космос.
Общий механизм аналогичен тому, как, по мнению ученых, сформировался естественный спутник Земли. Но согласно марсианской теории столкновения, из выброшенного материала была создана единственная «гигантская» луна, а также множество спутников меньшего размера.
Со временем каждый из них распался и упал на поверхность Марса. Моделирование, проведенное Паскалем Розенблаттом из Лаборатории планетологии и геодинамики (LPG) в Нанте, Франция, и его коллегами, показывает, что Фобос и Деймос были единственными спутниками, которые уцелели.
Парижский университет Дидро / Labex UnivEarthS
Гравитационный захват
Другая основная идея известна как теория захваченного астероида, которая восходит к 1960-м годам. Это говорит о том, что Фобос и Деймос изначально были астероидами, которые подлетали так близко к Марсу, что были захвачены гравитацией планеты.
Согласно этой идее, спутники могли возникнуть внутри пояса астероидов, расположенного между Марсом и Юпитером, или сразу за его пределами. Спутники могли даже представлять собой так называемую двойную систему — два астероида, вращающихся вокруг друг друга.
Спутники характеризуются низкой плотностью, что означает, что они имеют пористую внутреннюю часть.
НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калтех/Университет Аризоны
Однако гипотеза захваченного астероида требует чрезвычайно плотной марсианской атмосферы, чтобы объяснить, как астероиды оказались в ловушке приливными силами. Сегодня Марс имеет тонкую атмосферу, состоящую в основном из углекислого газа. Кроме того, астероиды, захваченные планетами, имеют тенденцию иметь сильно эксцентричные орбиты. Орбиты Фобоса и Деймоса вокруг Марса, напротив, почти круговые.
Ученые также предложили другие теории происхождения этих спутников, но они пользуются меньшей поддержкой среди научного сообщества. Можно представить, что эти спутники возникли как обломки от разрушения одной «прото-луны».
Другая менее известная идея предполагает, что Марс претерпевает миллиарды лет циклов, когда кольца каменного материала, вращающиеся вокруг Марса, со временем сливаются в спутники.
После формирования спутников они в конечном итоге разрываются гравитационными (приливными) силами, образуя новые кольца. По этому сценарию мы просто живем в эпоху, когда обломки имеют форму лун, а не колец.
Джакса
Разгадка тайны
На фоне продолжающейся неопределенности относительно происхождения спутников MMX стремится собрать более 10 г материала с Фобоса, что станет первой в мире миссией по возвращению образцов с Луны.
Если образцы содержат большое количество материала с самого Марса, а также материала с астероида, который столкнулся с красной планетой, то это будет способствовать теории гигантского удара. Если состав Фобоса аналогичен составу метеоритов известных категорий астероидов, это будет способствовать теории захвата астероида.
Путешествие MMX к Марсу туда и обратно займет в общей сложности пять лет. Он прибудет на Красную планету в конце 2027 года и вернется на Землю в 2031 году.
Космический корабль состоит из трех модулей: один для полета на Марс, один для посадки на Фобос и третий для доставки образца на Землю. Здесь размещено 11 научных инструментов, в том числе гамма- и нейтронный спектрометр для измерения химического состава Фобоса, две камеры и прибор ближнего инфракрасного диапазона для характеристики минералов. MMX также разместит на поверхности Фобоса 25-килограммовый вездеход под названием Idefix.
На протяжении десятилетий происхождение необычных спутников Марса было предметом интенсивных споров. Теперь, с запуском этой знаковой космической миссии, ученые могут оказаться на грани прорыва.
