Lại hẹn hò với sao Hỏa

3

Một lần nữa chứng kiến ​​​​với sao Hỏa

Ứng viên Khoa học Vật lý và Toán học
T. K. BREUS

Sao Kim và Sao Hỏa là hàng xóm gần nhất của Trái đất. Cùng với Sao Thủy, chúng tạo thành cái gọi là nhóm hành tinh trên mặt đất, giống nhau về tính chất (khối lượng, kích thước, thành phần) và rõ ràng là về nguồn gốc và sự tiến hóa.

Xin thưa, không có hành tinh nào khác trong hệ mặt trời lại kết nối con người với nhiều truyền thuyết, giả thuyết kỳ lạ và những tưởng tượng táo bạo như hành tinh Sao Hỏa. Vì có màu hơi đỏ nên sao Hỏa có vẻ đáng ngại đối với đối tượng của chúng ta. Trên thực tế, chính tên của hành tinh và các vệ tinh của nó có liên quan đến điều này: dịch từ tiếng Hy Lạp, “Mars” có nghĩa là giàu có, “Phobos” và “Deimos” có nghĩa là sợ hãi và kinh hoàng. Không có gì đáng ngạc nhiên khi hai vệ tinh của Sao Hỏa được dự đoán bởi các nhà thiên văn học Laputian tuyệt vời trong cuốn “Những chuyến du hành của Gulliver” nổi tiếng của J. Swift thực sự đã được phát hiện một thế kỷ rưỡi sau bởi nhà thiên văn học người Mỹ A. Hall! Và những “kênh đào trên sao Hỏa” được phát hiện bởi nhà thiên văn học người Ý G. Schipaprelli, điều này làm nảy sinh hy vọng lạc quan về sự tồn tại của “những người anh em trong tâm trí” trên sao Hỏa, hóa ra lại là những cấu trúc địa chất tự nhiên - tiếng Nga của “những dòng sông khô cạn”!

Giờ đây, khi số lượng trạm vũ trụ được gửi lên sao Hỏa đã lên đến hàng chục, phải thừa nhận rằng những người mơ mộng và lạc quan đều thất vọng; chúng ta đã học được rất nhiều điều từ chuyên môn hóa, nhưng những bí ẩn và giả thuyết vẫn không hề giảm bớt, mặc dù chúng không còn kỳ lạ như trước. Những chuyến thám hiểm màu xám đầu tiên trên Sao Hỏa do các trạm Sao Hỏa quốc tế tự động của Liên Xô thực hiện vào năm 1971. Và hiện Liên Xô đang chuẩn bị một dự án không gian mới để khám phá Sao Hỏa và hai vệ tinh của nó. Dự án này được gọi là “Phobos”. Viện Hàn lâm Khoa học Liên Xô đã mời các tổ chức khoa học của các nước xã hội chủ nghĩa cũng như Đức, Áo, Phần Lan, Thụy Điển và Cơ quan Vũ trụ Châu Âu tham gia dự án.

Hai tàu vũ trụ sẽ được phóng từ Sân bay vũ trụ Baikonur vào tháng 7 năm 1988 và sẽ khám phá Mặt trời cũng như các đặc tính của môi trường liên hành tinh trong hai trăm ngày trên đường tới Sao Hỏa. Sau đó, các thiết bị này sẽ trở thành vệ tinh nhân tạo của Sao Hỏa và sẽ dạy chúng “sống” trong quỹ đạo tròn trong đó vệ tinh tự nhiên Phobos của nó quay quanh Sao Hỏa. Một trong những thiết bị sẽ học cách “săn lùng” Phobos, dần dần tiếp cận nó để xem xét nó từ “các quan điểm khác nhau”. Thiết bị thứ hai sẽ đi theo thiết bị đầu tiên hoặc hướng tới Deimos.

Cả hai vệ tinh của Sao Hỏa dường như đều là các tiểu hành tinh bị Sao Hỏa bắt giữ. Các tiểu hành tinh, giống như sao chổi, không trải qua những thay đổi địa chất đáng kể kể từ khi hình thành hệ mặt trời. Vì lý do này, việc nghiên cứu các tiểu hành tinh và sao chổi giúp có thể đánh giá các điều kiện hình thành các thiên thể trong hệ mặt trời và quá trình tiến hóa tiếp theo của chúng. Và điều này rất quan trọng để hiểu được nguồn gốc và sự tiến hóa của Trái đất, những vấn đề của đời sống tự nhiên.

Bước đầu tiên trên con đường này đã được thực hiện - tàu vũ trụ Vega chạm trán với sao chổi Halley. Rõ ràng, trong dự án Phobos, việc làm quen trực tiếp với thiên thể - Phobos - sẽ được thực hiện.

Có rất nhiều điều để nói về những nhiệm vụ thú vị của dự án Phobos. Từ quỹ đạo của một vệ tinh nhân tạo của Sao Hỏa, nghiên cứu sẽ được thực hiện trên chính hành tinh này - địa hình, bề mặt, bầu khí quyển, v.v. Ngoài ra còn có bài toán nghiên cứu các đặc tính của Sao Hỏa với tư cách là một hành tinh nói chung. Một thí nghiệm như vậy, được gọi là Điều kiện Plasma, sẽ khám phá tầng trong của Sao Hỏa.

Giống như Trái đất, tầng trong của Sao Hỏa bao gồm plasma chứa các electron và ion. Trong tầng trong của Trái đất và các hành tinh khác, nồng độ các hạt ô nhiễm đầu tiên tăng lên -

4

tăng dần khi tăng độ cao, đạt cực đại ở một độ cao nhất định rồi bắt đầu giảm.

Dự án Phobos dự định thu được sự phân bố độ cao của nồng độ electron ở các tầng trên của tầng điện ly của Sao Hỏa. Bản thân việc nghiên cứu tầng điện ly rất quan trọng vì các đặc tính của nó quyết định phần lớn đến “sự sống” của hành tinh. Ngoài ra, kiến ​​thức về “cấu trúc” tầng điện ly của hành tinh sẽ giúp trả lời câu hỏi: Sao Hỏa có từ trường riêng không?

Kể từ khi phát hiện ra gió mặt trời - những dòng plasma do Mặt trời phát ra vào không gian liên hành tinh - người ta thấy rõ rằng các hành tinh không tồn tại trong khoảng trống của không gian.

Gió mặt trời thổi qua các hành tinh là một môi trường cực kỳ hiếm chỉ chứa một vài hạt hoặc vài chục hạt trên 1 cm$^3$. Tuy nhiên, nếu hành tinh này không có màn hình – từ trường riêng của nó – thì hai plasma – mặt trời và hành tinh (tầng điện ly) – sẽ tương tác mạnh mẽ với nhau. Kết quả của sự tương tác này, một ranh giới rõ ràng trên của tầng điện ly được hình thành, ngăn cách hai plasma - tầng điện ly và mặt trời. Plasma tầng điện ly dưới “áp suất” của gió mặt trời hóa ra bị ép từ phía Mặt trời. Đây chính xác là những gì đang xảy ra trên sao Kim, nơi không có từ trường riêng.

Một bức tranh hoàn toàn khác được quan sát gần Trái đất. Trái đất có một lá chắn bảo vệ - từ trường riêng của nó, có tác dụng “ngăn chặn” luồng gió mặt trời ở xa bề mặt trái đất. Do đó, tầng điện ly của Trái đất được bảo vệ khỏi gió mặt trời và hoạt động phần lớn độc lập với nó.

Chuyện gì đang xảy ra trên sao Hỏa? Sao Hỏa có từ trường riêng nhưng rất yếu, yếu hơn Trái Đất cả chục nghìn lần. Nhưng nó vẫn tồn tại! (Sao Kim là hành tinh không có từ tính duy nhất được nghiên cứu cho đến nay). Tuy nhiên, vẫn chưa rõ liệu từ trường của sao Hỏa có đóng vai trò là lá chắn tương tự cho hành tinh này như từ trường của Trái đất đối với Trái đất hay không. Nếu có, thì tầng điện ly phía trên của Sao Hỏa sẽ hoạt động theo cách tương tự (hoặc theo cách tương tự) như của Trái đất. Nếu không, nếu từ trường của Sao Hỏa nhỏ đến mức gió mặt trời không “lấn át” sự hiện diện của nó, thì tầng điện ly của Sao Hỏa sẽ tương tự như của Sao Kim.

Đáp số Câu hỏi này và nhiều câu hỏi khác đã được các chuyên gia từ chuyên gia về Sao Hỏa và Phobos giải đáp.