Fobos (księżyc) - Phobos (moon)

Fobos
Kolor Phobos 2008.jpg
Zdjęcie Fobosa w ulepszonych kolorach z Mars Reconnaissance Orbiter z kraterem Stickney po prawej stronie
Odkrycie
Odkryty przez Sala Asafa
Data odkrycia 18 sierpnia 1877
Oznaczenia
Przeznaczenie
Mars I
Wymowa / F b ɒ e / lub / C b ə e /
Nazwany po
όβος
Przymiotniki Phobian / f b i ə n /
Charakterystyka orbity
Epoka J2000
Perycentrum 9 236 0,53 km
Apocentrum 9 517 0,58 kilometrów
9376 km (2,76 promienia Marsa/1,472 promienia Ziemi)
Ekscentryczność 0,0151
0,318 910 23  d
(7 H 39 m 12 s)
2.138 km/s
Nachylenie 1,093° (do równika Marsa)
0,046° (do lokalnej płaszczyzny Laplace'a )
26,04° (do ekliptyki )
Satelita Mars
Charakterystyka fizyczna
Wymiary 27 × 22 × 18 km
Średni promień
11,2667 km
(1.769 41  m Ziemi )
1 548 0,3 km 2
(3,03545 μ Ziem)
Tom 5 783 0,61 km 3
(5.339 33  n Ziemi )
Masa 1,0659 × 10 16  kg
(1.784 77  nZiem )
Średnia gęstość
1,876 g / cm 3
0,0057 m / s 2
(581,4 μ g )
11,39 m/s
(41 km/h)
Synchroniczny
Równikowa prędkość obrotowa
11,0 km/h (6,8 mph) (w najdłuższej osi)
Albedo 0,071±0,012
Temperatura ≈ 233 K
11,8

Phobos ( / f b ɒ s / , systematycznego oznaczenia : Mars I ) jest do wewnątrz i większym z dwóch naturalnych satelitów Mars , a druga jest Deimosie . Oba księżyce zostały odkryte w 1877 roku przez amerykańskiego astronoma Asapha Halla . Fobos pochodzi od greckiego boga Fobosa , syna Aresa (Marsa) i Afrodyty (Wenus) oraz brata bliźniaka Deimosa . Phobos był Boga i ucieleśnieniem z lęku i paniki ( por fobii ).

Fobos to mały obiekt o nieregularnym kształcie o średnim promieniu 11 km (7 mil). Fobos krąży 6000 km (3700 mil) od powierzchni Marsa, bliżej swojego głównego ciała niż jakikolwiek inny znany księżyc planetarny . Jest tak blisko, że okrąża Marsa znacznie szybciej niż krąży Mars i kończy okrążenie w zaledwie 7 godzin i 39 minut. W rezultacie z powierzchni Marsa wydaje się wznosić na zachodzie, przemieszczać się po niebie w ciągu 4 godzin i 15 minut lub mniej i zachodzić na wschodzie, dwa razy każdego dnia marsjańskiego .

Fobos jest jednym z najmniej odbijających światło ciał w Układzie Słonecznym , z albedo wynoszącym zaledwie 0,071. Temperatury powierzchni wahają się od około -4 ° C (25 ° F) po stronie nasłonecznionej do -112 ° C (-170 ° F) po stronie zacienionej. Funkcja definiowania powierzchni jest duży krater uderzeniowy , Stickney , która zajmuje znaczną część powierzchni księżyca. W listopadzie 2018 r. astronomowie doszli do wniosku, że wiele rowków na Fobosie zostało spowodowanych przez głazy wyrzucone z asteroidy, która stworzyła Stickneya, i przetoczyła się po powierzchni Księżyca. Alternatywna teoria głosi, że rowki to rozstępy spowodowane siłami pływowymi.

Obrazy i modele wskazują, że Fobos może być kupą gruzu utrzymywaną razem przez cienką skorupę, która jest rozrywana przez oddziaływania pływowe . Fobos zbliża się do Marsa o około 2 centymetry rocznie i przewiduje się, że w ciągu 30 do 50 milionów lat albo zderzy się z planetą, albo rozpadnie się w pierścień planetarny .

Odkrycie

Fobos został odkryty przez astronoma Asapha Halla 18 sierpnia 1877 r. w Obserwatorium Marynarki Wojennej Stanów Zjednoczonych w Waszyngtonie około godziny 09:14 czasu Greenwich (współczesne źródła, wykorzystujące konwencję astronomiczną sprzed 1925 r., która rozpoczynała dzień w południe, podają, że czas odkrycia jako 17 sierpnia o godzinie 16:06 Washington mean time , czyli 18 sierpnia 04:06 we współczesnej konwencji). Hall odkrył Deimosa , drugi księżyc Marsa, kilka dni wcześniej, 12 sierpnia 1877 roku około 07:48 UTC. Nazwy, oryginalnie pisane Phobus i Deimus odpowiednio, zostały zaproponowane przez Henry'ego Madan (1838-1901), nauki mistrza w Eton College , oparty na mitologii greckiej, w której Fobos jest towarzyszem boga Aresa .

Charakterystyka fizyczna

Fobos-temperatury powierzchni ( THEMIS )
29 września 2017
130-270 K (-143 - -3 ° C; -226-26 ° F)
24 kwietnia 2019
200-300 K (-73-27 ° C; -100-80 ° F)

Fobos ma wymiary 27 km × 22 km × 18 km i zachowuje zbyt małą masę, aby można go było zaokrąglić pod wpływem własnej grawitacji. Fobos nie posiada atmosfery ze względu na swoją niską masę i niską grawitację. Jest to jedno z najmniej odblaskowych ciał w Układzie Słonecznym, z albedo około 0,071. Widma w podczerwieni pokazują, że zawiera materiał bogaty w węgiel znajdujący się w chondrytach węglowych . Zamiast tego jego skład wykazuje podobieństwa do powierzchni Marsa. Gęstość Fobosa jest zbyt niska jak na litą skałę i wiadomo, że ma znaczną porowatość . Wyniki te doprowadziły do ​​sugestii, że Fobos może zawierać znaczny zbiornik lodu. Obserwacje spektralne wskazują, że powierzchniowa warstwa regolitu nie jest uwodniona, ale lód poniżej regolitu nie jest wykluczony.

Mars Moon Phobos: sześć odsłon (8 czerwca 2020)

W przeciwieństwie do Deimosa, Fobos jest pokryty kraterami, a jeden z kraterów w pobliżu równika ma centralny szczyt pomimo niewielkich rozmiarów księżyca. Najbardziej znanym z nich jest krater Stickney (nazwany na cześć żony Asapha Halla , Angeline Stickney Hall , Stickney to jej panieńskie nazwisko), duży krater uderzeniowy o średnicy około 9 km (5,6 mil), zajmujący znaczną część księżyca. powierzchnia. Podobnie jak w przypadku krateru Mimasa Herschel , uderzenie, które stworzyło Stickneya, musiało prawie rozbić Fobosa.

Fobos w podczerwieni
(24 kwietnia 2019)

Wiele rowków i smug pokrywa również dziwnie ukształtowaną powierzchnię. Rowki mają zwykle mniej niż 30 metrów (98 stóp) głębokości, 100 do 200 metrów (330 do 660 stóp) szerokości i do 20 kilometrów (12 mil) długości i początkowo zakładano, że są wynikiem tego samego wpływ, który stworzył Stickney. Analiza wyników ze statku kosmicznego Mars Express wykazała jednak, że rowki nie są w rzeczywistości promieniowe do Stickneya, ale są wyśrodkowane na czołowym wierzchołku Fobosa na jego orbicie (niedaleko Stickney). Naukowcy podejrzewają, że zostały wykopane przez materiał wyrzucony w kosmos w wyniku uderzeń o powierzchnię Marsa. Rowki uformowały się w ten sposób jako łańcuchy kraterowe i wszystkie zanikają w miarę zbliżania się do tylnego wierzchołka Fobosa. Zostały one podzielone na 12 lub więcej rodzin w różnym wieku, prawdopodobnie reprezentujących co najmniej 12 wydarzeń na Marsie. Jednak w listopadzie 2018 roku, po dalszej analizie prawdopodobieństwa obliczeniowego, astronomowie doszli do wniosku, że wiele rowków na Fobosie zostało spowodowanych przez głazy wyrzucone z uderzenia asteroidy, które utworzyło krater Stickney. Te głazy toczyły się po powierzchni księżyca w przewidywalny wzór.

Od dawna przewidywano słabe pierścienie pyłu wytwarzane przez Fobosa i Deimosa, ale próby obserwacji tych pierścieni jak dotąd nie powiodły się. Ostatnie zdjęcia z Mars Global Surveyor wskazują, że Fobos pokryty jest warstwą drobnoziarnistego regolitu o grubości co najmniej 100 metrów; przypuszcza się, że powstał w wyniku uderzeń innych ciał, ale nie wiadomo, w jaki sposób materiał przykleił się do obiektu prawie bez grawitacji.

Przypuszcza się, że unikalny meteoryt Kaidun, który spadł na radziecką bazę wojskową w Jemenie w 1980 roku, jest kawałkiem Fobosa, ale trudno to zweryfikować, ponieważ niewiele wiadomo o dokładnym składzie Fobosa.

Osoba ważąca 68 kilogramów (150 funtów) na Ziemi ważyłaby około 40 gramów (2 uncje) stojąc na powierzchni Fobosa.

Nazwane cechy geologiczne

Geologiczne rysy na Fobosa są nazwane astronomów , którzy studiowali Phobos i ludzi i miejsc z Jonathan Swift „s Podróże Guliwera .

Kratery na Fobosie

Szereg kraterów nazwano i wymieniono w poniższej tabeli.

Krater Współrzędne Średnica
(km)

Rok zatwierdzenia
Eponim Ref Mapa z adnotacjami
Klastry 60°N 91°W / 60°N 91°W / 60; -91 ( Klastra ) 3.4 2006 Postać w Lilliput, która poinformowała Flimnapa, że jego żona odwiedziła Guliwera prywatnie w powieści Jonathana Swifta Podróże Guliwera WGPSN
D'Arrest 39°S 179°W / 39°S 179°W / -39; -179 ( D'Arrest ) 2,1 1973 Heinrich Louis d'Arrest ; niemiecki / duński astronom (1822-1875) WGPSN
Drunlo 36°30′N 92°00′W / 36,5°N 92°W / 36,5; -92 ( Drunlo ) 4.2 2006 Postać w Lilliput, która poinformowała Flimnapa, że ​​jego żona odwiedziła Guliwera prywatnie w Podróżach Guliwera WGPSN
Flimnap 60°N 10°E / 60°N 10°E / 60; 10 ( Flimnap ) 1,5 2006 Skarbnik Lilliput w Podróżach Guliwera WGPSN
Grildrig 81°N 165°E / 81°N 165°E / 81; 165 ( Grildrig ) 2,6 2006 Imię nadane Guliwerowi przez córkę farmera Glumdalclitch w kraju gigantów Brobdingnag w Podróżach Guliwera WGPSN
Guliwer 62°N 163°W / 62°N 163°W / 62; -163 ( Guliwer ) 5,5 2006 Lemuel Guliwer ; chirurg kapitan i podróżnik w Podróżach Guliwera WGPSN
hala 80°S 150°E / 80°S 150°E / -80; 150 ( Sala ) 5.4 1973 Sala Asafa ; Amerykański astronom odkrywca Fobosa i Deimosa (1829-1907) WGPSN
Limtoc 11°S 54°W / 11°S 54°W / -11; -54 ( Limtoc ) 2 2006 Generał w Lilliput, który przygotował artykuły o impeachmentu przeciwko Guliwerowi w Podróżach Guliwera WGPSN
Öpik 7°S 63°E / 7°S 63°E / -7; 63 ( Opik ) 2 2011 Ernst J. Öpik , estoński astronom (1893-1985) WGPSN
Ponowna realizacja 41°N 39°W / 41°N 39°W / 41; -39 ( Ponowna realizacja ) 2,9 2006 sekretarz do spraw prywatnych w Lilliput; Przyjaciel Guliwera w Podróżach Guliwera WGPSN
Roche 53°N 177°E / 53°N 177°E / 53; 177 ( Roch ) 2,3 1973 Édouarda Roche'a ; francuski astronom (1820-1883) WGPSN
Sharpless 27°30′S 154°00′W / 27,5°S 154°W / -27,5; -154 ( Ostry ) 1,8 1973 Bevan Sharpless ; Amerykański astronom (1904-1950) WGPSN
Szkłowski 24°N 112°E / 24°N 112°E / 24; 112 ( Szkłowski ) 2 2011 Iosif Shklovsky , radziecki astronom (1916-1985) WGPSN
Skyresh 52°30′N 40°00′E / 52,5°N 40°E / 52,5; 40 ( Skyresh ) 1,5 2006 Skyresh Bolgolam; Wysoki admirał rady Lilliput, który sprzeciwił się apelowi Guliwera o wolność i oskarżył go o zdrajcę w Podróżach Guliwera WGPSN
Stickney 1°N 49°W / 1°N 49°W / 1; -49 ( Stickney ) 9 1973 Angeline Stickney (1830-1892); żona amerykańskiego astronoma Asapha Halla (powyżej) WGPSN
Todd 9°S 153°W / 9°S 153°W / -9; -153 ( Todd ) 2,6 1973 David Peck Todd ; Amerykański astronom (1855–1939) WGPSN
Wendella 1°S 132°W / 1°S 132°W / -1; -132 ( Wendella ) 1,7 1973 Olivera Wendella ; Amerykański astronom (1845-1912) WGPSN
Po lewej: Krater uderzeniowy Stickney sfotografowany przez Mars Reconnaissance Orbiter w marcu 2008 roku. Drugim kraterem uderzeniowym w Stickney jest Limtoc . Po prawej: Oznaczona Mapa Fobosa – Księżyc Marsa (US Geological Survey).

Inne nazwane cechy

Jest jeden o nazwie regio , Laputa Regio i jeden o nazwie planitia , Lagado Planitia ; obie noszą nazwy miejsc z Podróży Guliwera (fikcyjna Laputa , latająca wyspa i Lagado , wyimaginowana stolica fikcyjnego narodu Balnibarbi ). Jedyny nazwany grzbiet na Fobosie to Kepler Dorsum , nazwany na cześć astronoma Johannesa Keplera .

Charakterystyka orbity

Te względne rozmiary Deimos i Phobos widziany z powierzchni Marsa, w porównaniu do względnej wielkości w niebie z Księżyca widziany z Ziemi
Orbity Fobosa i Deimosa . Fobos wykonuje około czterech okrążeń na każdą wykonaną przez Deimosa .

Ruch orbitalny Fobosa był intensywnie badany, co czyni go „najlepiej zbadanym naturalnym satelitą w Układzie Słonecznym” pod względem ukończonych orbit. Jego bliska orbita wokół Marsa daje niezwykłe efekty. Na wysokości 5989 km (3721 mil) Fobos okrąża Marsa poniżej synchronicznego promienia orbity , co oznacza, że ​​porusza się wokół Marsa szybciej niż sam Mars się obraca. Dlatego z punktu widzenia obserwatora na powierzchni Marsa wznosi się on na zachodzie, porusza się po niebie stosunkowo szybko (w ciągu 4 godz. 15 min lub mniej) i zachodzi na wschodzie, mniej więcej dwa razy każdego dnia marsjańskiego (co 11 godz. 6 min). Ponieważ znajduje się blisko powierzchni i na orbicie równikowej , nie można go zobaczyć nad horyzontem z szerokości geograficznych większych niż 70,4°. Jego orbita jest tak niska, że ​​jej średnica kątowa , jak widzi obserwator na Marsie, zmienia się wyraźnie wraz z jego pozycją na niebie. Widziany na horyzoncie Fobos ma około 0,14° szerokości; w zenicie wynosi 0,2°, co stanowi jedną trzecią szerokości Księżyca w pełni widzianego z Ziemi . Dla porównania, Słońce ma pozorną wielkość około 0,35° na marsjańskim niebie. Fazy ​​Fobosa, o ile można je obserwować z Marsa, trwają 0,3191 dnia ( okres synodyczny Fobosa ) i są o zaledwie 13 sekund dłuższe niż okres syderyczny Fobosa . Jak widać z Fobosa, Mars wydawałby się 6400 razy większy i 2500 razy jaśniejszy niż Księżyc w pełni widoczny z Ziemi, zajmując jedną czwartą szerokości półkuli niebieskiej.

Tranzyty słoneczne

Pierścieniowe zaćmienie Słońca przez Phobos widzianego przez Mars Curiosity Rover (20 sierpnia 2013).

Obserwator znajdujący się na powierzchni Marsa, który mógłby obserwować Fobosa, widziałby regularne tranzyty Fobosa przez Słońce. Kilka z tych tranzytów zostało sfotografowanych przez Mars Rover Opportunity . Podczas tranzytów cień Fobosa pada na powierzchnię Marsa; wydarzenie, które zostało sfotografowane przez kilka statków kosmicznych. Fobos nie jest wystarczająco duży, aby zakryć dysk słoneczny, więc nie może spowodować całkowitego zaćmienia .

Przewidywane zniszczenie

Spowolnienie pływów stopniowo zmniejsza promień orbity Fobosa o około dwa metry co 100 lat, a wraz ze zmniejszającym się promieniem orbity wzrasta prawdopodobieństwo rozpadu z powodu sił pływowych , szacowane na około 30-50 milionów lat, przy czym w jednym z badań szacuje się na około 43 miliony lat.

Rowki Fobosa przez długi czas uważano za pęknięcia spowodowane uderzeniem, które utworzyło krater Stickney . Inne modelowanie sugerowane od lat 70. potwierdza pogląd, że rowki przypominają bardziej „rozstępy”, które pojawiają się, gdy Phobos zostaje odkształcony przez siły pływowe, ale w 2015 r., kiedy siły pływowe zostały obliczone i użyte w nowym modelu, naprężenia były zbyt słabe złamać lity księżyc tej wielkości, chyba że Fobos jest kupą gruzu otoczoną warstwą sproszkowanego regolitu o grubości około 100 m (330 stóp). Pęknięcia naprężeniowe obliczone dla tego modelu pokrywają się z rowkami na Fobosie. Model jest poparty odkryciem, że niektóre rowki są młodsze od innych, co sugeruje, że proces, w którym powstają rowki, trwa.

Biorąc pod uwagę nieregularny kształt Fobosa i zakładając, że jest to kupa gruzu (a konkretnie ciało Mohra-Coulomba ), ostatecznie rozpadnie się z powodu sił pływowych, gdy osiągnie około 2,1 promienia Marsa. Kiedy Phobos zostanie rozbity, utworzy pierścień planetarny wokół Marsa. Ten przewidywany pierścień może trwać od 1 miliona do 100 milionów lat. Ułamek masy Fobosa, który utworzy pierścień, zależy od nieznanej wewnętrznej struktury Fobosa. Pierścień utworzy luźny, słabo związany materiał. Komponenty Fobosa o silnej spójności uciekną przed rozpadem pływowym i wejdą w atmosferę marsjańską.

Początek

Wideo (01: 30 / w czasie rzeczywistym ): Zaćmienie Słońca przez Fobosa , większego z dwóch księżyców Marsa ( Curiosity Rover , 20 sierpnia 2013 roku)

Pochodzenie księżyców marsjańskich wciąż budzi kontrowersje. Fobos i Deimos mają wiele wspólnego z asteroidami węglowymi typu C , a widma , albedo i gęstość są bardzo podobne do asteroid typu C lub D. Opierając się na ich podobieństwie, jedna z hipotez głosi, że oba księżyce mogą być przechwyconymi asteroidami pasa głównego . Oba księżyce mają bardzo okrągłe orbity, które leżą prawie dokładnie w płaszczyźnie równikowej Marsa , a zatem pochodzenie przechwytywania wymaga mechanizmu kołysania początkowo wysoce ekscentrycznej orbity i dostosowywania jej nachylenia do płaszczyzny równikowej, najprawdopodobniej przez kombinację oporu atmosferycznego i pływów siły , chociaż nie jest jasne, czy dla Deimosa jest wystarczająco dużo czasu, aby to mogło się wydarzyć. Przechwytywanie wymaga również rozproszenia energii. Obecna marsjańska atmosfera jest zbyt cienka, aby uchwycić obiekt wielkości Fobosa przez hamowanie atmosferyczne. Geoffrey A. Landis wskazał, że przechwycenie mogło nastąpić, gdyby pierwotne ciało było podwójną asteroidą, która oddzieliła się pod wpływem sił pływowych.

Widok księżyców Marsa z ciekawości : Fobos przechodzący przed Deimosem – w czasie rzeczywistym (video-gif, 1 sierpnia 2013)

Fobos może być obiektem Układu Słonecznego drugiej generacji, który połączył się na orbicie po uformowaniu się Marsa, zamiast powstawać jednocześnie z tego samego obłoku narodzin, co Mars.

Inna hipoteza głosi, że Mars był kiedyś otoczony przez wiele ciał o rozmiarach Fobosa i Deimosa, być może wyrzuconych na orbitę wokół niego w wyniku zderzenia z dużym planetozymalem . Duża porowatość wnętrza Phobosie (w oparciu o gęstości 1,88 g / cm 3 , puste przestrzenie są szacunkowo zawierają 25 do 35 procent objętościowych Fobosa'S) jest niezgodny z asteroidalny pochodzenia. Obserwacje Fobosa w podczerwieni termicznej sugerują kompozycję zawierającą głównie krzemiany warstwowe , które są dobrze znane z powierzchni Marsa. Widma różnią się od widm wszystkich klas meteorytów chondrytowych , ponownie wskazując na asteroidę. Oba zestawy odkryć potwierdzają pochodzenie Fobosa z materii wyrzuconej przez uderzenie w Marsa, która ponownie narosła na marsjańskiej orbicie, podobnie do dominującej teorii pochodzenia ziemskiego księżyca.

Niektóre obszary powierzchni okazały się mieć czerwonawy kolor, podczas gdy inne są niebieskawe. Hipoteza jest taka, że ​​przyciąganie grawitacyjne z Marsa powoduje, że czerwonawy regolit porusza się po powierzchni, odsłaniając stosunkowo świeżą, nie zwietrzałą i niebieskawą materię księżyca, podczas gdy pokrywający go regolit z czasem uległ zwietrzeniu z powodu ekspozycji na promieniowanie słoneczne. Ponieważ niebieska skała różni się od znanej marsjańskiej skały, może to zaprzeczyć teorii, że księżyc powstał z pozostałości materiału planetarnego po uderzeniu dużego obiektu.

Ostatnio Amirhossein Bagheri ( ETH Zurich ), Amir Khan ( ETH Zurich ), Michael Efroimsky ( US Naval Observatory ) i ich koledzy zaproponowali nową hipotezę dotyczącą pochodzenia księżyców. Analizując dane sejsmiczne i orbitalne z misji Mars InSight i innych misji, zasugerowali, że księżyce powstały z rozerwania wspólnego ciała macierzystego około 1 do 2,7 miliarda lat temu. Wspólny protoplasta Fobosa i Deimosa został najprawdopodobniej uderzony przez inny przedmiot i roztrzaskany, tworząc Fobosa i Deimosa.

Hipoteza „Pustego Fobosa” Szklowskiego

Pod koniec lat pięćdziesiątych i sześćdziesiątych niezwykła charakterystyka orbitalna Fobosa doprowadziła do spekulacji, że może być pusty.

Około 1958 r. rosyjski astrofizyk Iosif Samuilovich Shklovsky badający sekularne przyspieszenie ruchu orbitalnego Fobosa, zasugerował strukturę „cienkiej blachy” dla Fobosa, co doprowadziło do spekulacji, że Fobos ma sztuczne pochodzenie. Shklovsky oparł swoją analizę na szacunkach gęstości górnej marsjańskiej atmosfery i wywnioskował, że aby słaby efekt hamowania mógł uwzględnić przyśpieszenie sekularne, Fobos musiał być bardzo lekki — jedno obliczenie dało wydrążoną żelazną kulę o długości 16 kilometrów (9,9 mil). ) w poprzek, ale o grubości mniejszej niż 6 cm. W lutym 1960 roku list do czasopiśmie Astronautyki , Fred Singer , potem nauka doradca prezydenta USA Dwighta D. Eisenhowera , powiedział teorii Szkłowski za:

Globus Fobosa w Muzeum Astronautyki w Moskwie (19 maja 2012).

Jeśli satelita rzeczywiście porusza się po spirali do wewnątrz, jak wywnioskowano z obserwacji astronomicznych, to nie ma alternatywy dla hipotezy, że jest on pusty, a zatem wykonany z Marsa. Wielkie „jeśli” leży w obserwacjach astronomicznych; mogą być w błędzie. Ponieważ opierają się na kilku niezależnych zestawach pomiarów wykonanych w odstępach kilkudziesięciu lat przez różnych obserwatorów za pomocą różnych instrumentów, mogły mieć na nie wpływ błędy systematyczne.

Następnie odkryto, że systematyczne błędy danych, które przewidywał Singer, istnieją, a twierdzenie to zostało zakwestionowane, a dokładne pomiary orbity dostępne do 1969 r. wykazały, że rozbieżność nie istnieje. Krytyka Singera była uzasadniona, gdy we wcześniejszych badaniach odkryto, że stosowano zawyżoną wartość 5 cm/rok dla szybkości utraty wysokości, którą później zrewidowano do 1,8 cm/rok. Przyspieszenie sekularne przypisuje się teraz efektom pływowym, czego nie uwzględniono we wcześniejszych badaniach.

Gęstość Fobosa została teraz bezpośrednio zmierzona przez sondę kosmiczną i wynosi 1,887 g/cm 3 . Aktualne obserwacje są zgodne z faktem, że Phobos jest stertą gruzu . Ponadto obrazy uzyskane przez sondy Viking w latach 70. wyraźnie pokazywały obiekt naturalny, a nie sztuczny. Niemniej jednak, mapowanie przez sondę Mars Express i późniejsze obliczenia objętości sugerują obecność pustych przestrzeni i wskazują, że nie jest to lita bryła skały, ale ciało porowate. Porowatość od Phobosie została obliczona na 30% ± 5%, lub czwartą do jednej trzeciej są puste.

Badanie

Rozpoczęte misje

Phobos sfotografowany przez łazik Spirit (pierwsze dwa zdjęcia) i przez Mars Express (ostatnie zdjęcie) w 2005 roku.
Ilustracja sondy Phobos
Phobos-Grunt

Phobos został sfotografowany z bliska przez kilka statków kosmicznych, których główną misją było sfotografowanie Marsa. Pierwszym był Mariner 7 w 1969, następnie Mariner 9 w 1971, Viking 1 w 1977, Phobos 2 w 1989 Mars Global Surveyor w 1998 i 2003, Mars Express w 2004, 2008, 2010 i 2019 oraz Mars Reconnaissance Orbiter w 2007 i 2008. 25 sierpnia 2005 r. łazik Spirit , z nadmiarem energii spowodowanym przez wiatr zdmuchujący pył z paneli słonecznych, wykonał kilka krótkoczasowych zdjęć nocnego nieba z powierzchni Marsa. Phobos i Deimos są wyraźnie widoczne na zdjęciu.

Związek Radziecki podjął się programu Phobos z dwiema sondami, obie z powodzeniem wystrzelone w lipcu 1988 roku. Phobos 1 został przypadkowo wyłączony przez błędne polecenie z kontroli naziemnej wydane we wrześniu 1988 roku i zaginął, gdy statek był jeszcze w drodze. Fobos 2 przybył do systemu Marsa w styczniu 1989 roku i po przesłaniu niewielkiej ilości danych i obrazów, ale na krótko przed rozpoczęciem szczegółowych badań powierzchni Fobosa, sonda nagle przerwała transmisję z powodu awarii komputera pokładowego lub nadajnika radiowego. , już działa na zasilaniu awaryjnym. Inne misje na Marsa zebrały więcej danych, ale nie przeprowadzono żadnej dedykowanej misji powrotnej próbki .

Rosyjska Agencja Kosmiczna rozpoczęła przykładową misję powrotu do Phobos w listopadzie 2011 roku o nazwie Fobos-Grunt . Kapsuła powrotna zawierała również eksperyment naukowy Towarzystwa Planetarnego , zwany Living Interplanetary Flight Experiment lub LIFE. Drugim uczestnikiem tej misji była Chińska Narodowa Administracja Kosmiczna , która dostarczyła satelitę geodezyjnego o nazwie „ Yinghuo-1 ”, który miałby zostać wypuszczony na orbitę Marsa, oraz system rozdrabniania i przesiewania gleby do celów naukowych Lądownik Fobosa. Jednak po osiągnięciu orbity Ziemi The Fobos-Grunt sonda nie udało się zainicjować kolejne oparzenia że wysłałby go na Marsa. Próby odzyskania sondy zakończyły się niepowodzeniem i w styczniu 2012 r. rozbił się z powrotem na Ziemię.

W dniu 1 lipca 2020, Mars Orbiter z Indyjskiej Organizacji Badań Kosmicznych mógł Wykonywanie zdjęć ciała z 4200 km od hotelu.

Rozważane misje

Paliwo wydobywa się z Fobosa za pomocą reaktora jądrowego. (P. Rawlings, 1986)

W 1997 i 1998 roku misja Aladdin została wybrana na finalistę programu NASA Discovery Program . Plan zakładał odwiedzenie Fobosa i Deimosa oraz wystrzelenie pocisków na satelity. Sonda zbierałaby materiał wyrzucony podczas powolnego przelotu (~1 km/s). Próbki te miały wrócić na Ziemię do badań trzy lata później. Głównym badaczem był dr Carle Pieters z Brown University . Całkowity koszt misji, łącznie z pojazdem startowym i operacjami, wyniósł 247,7 miliona dolarów. Ostatecznie wybraną misją do lotu był MESSENGER , sonda do Merkurego.

W 2007 roku europejska spółka zależna EADS Astrium rozwijała misję na Phobos jako demonstrator technologii . Astrium było zaangażowane w opracowanie planu Europejskiej Agencji Kosmicznej w zakresie przykładowej misji powrotnej na Marsa, w ramach programu ESA Aurora , a wysłanie misji na Fobosa o niskiej grawitacji było postrzegane jako dobra okazja do przetestowania i udowodnienia technologii wymaganych do ewentualna próbna misja powrotna na Marsa. Misja miała rozpocząć się w 2016 roku, miała trwać trzy lata. Firma planowała użyć „statku-matki”, który miałby być napędzany silnikiem jonowym , wypuszczając lądownik na powierzchnię Fobosa. Lądownik wykona kilka testów i eksperymentów, zbierze próbki w kapsule, a następnie wróci do statku-matki i wróci na Ziemię, gdzie próbki zostaną wyrzucone w celu odzyskania na powierzchni.

Proponowane misje

Phobos monolit (po prawej od centrum), jak podejmowane przez Mars Global Surveyor (MOC Obrazek 55103, 1998).

W 2007 roku Kanadyjska Agencja Kosmiczna sfinansowała badania Optech i Mars Institute dotyczące bezzałogowej misji na Fobosa, znanej jako Phobos Reconnaissance and International Mars Exploration (PRIME). Proponowane miejsce lądowania dla sondy PRIME znajduje się w „ monolicie Fobos ”, widocznym obiekcie w pobliżu krateru Stickney. Misja PRIME składałaby się z orbitera i lądownika, a każdy z nich zawierałby 4 instrumenty zaprojektowane do badania różnych aspektów geologii Phobosa. ` W 2008 r. NASA Glenn Research Center rozpoczęło badania nad misją powrotną próbek Phobos i Deimos, która wykorzystywałaby słoneczny napęd elektryczny. Badanie dało początek koncepcji misji „Hall”, misji klasy New Frontiers, która jest przedmiotem dalszych badań od 2010 roku.

Inną koncepcją przykładowej misji powrotnej z Phobos i Deimos jest OSIRIS-REx II , która wykorzystuje technologię dziedzictwa z pierwszej misji OSIRIS-REx .

Od stycznia 2013 roku, we współpracy ze Stanford University , NASA Jet Propulsion Laboratory oraz Massachusetts Institute of Technology opracowywana jest nowa misja Phobos Surveyor . Misja jest obecnie w fazie testów, a zespół ze Stanford planuje rozpocząć misję w latach 2023-2033.

W marcu 2014 r. zaproponowano misję klasy Discovery, aby umieścić orbiter na orbicie Marsa do 2021 r. W celu zbadania Fobosa i Deimosa przez serię bliskich przelotów. Misja nazywa się Phobos And Deimos & Mars Environment (PADME). Dwie inne misje Fobosa, które zostały zaproponowane do selekcji Discovery 13, obejmowały misję o nazwie Merlin , która przeleciała obok Deimosa, ale w rzeczywistości krążyła i lądowała na Fobosie, a kolejną jest Pandora, która krążyłaby wokół zarówno Deimosa, jak i Fobosa.

Japanese Aerospace Exploration Agency (JAXA) odsłonięto w dniu 9 czerwca 2015 r Martian Moons Exploration (MMX), próbka misja powrót kierowania Phobosa. MMX wielokrotnie wyląduje i zbierze próbki od Fobosa, a także przeprowadzi obserwacje przelotów Deimos i monitoruje klimat Marsa. Wykorzystując mechanizm pobierania próbek rdzeniowych , statek kosmiczny ma na celu pobranie co najmniej 10 g próbek. NASA, ESA, DLR i CNES również uczestniczą w projekcie i zapewnią instrumenty naukowe. Stany Zjednoczone wniosą spektrometr neutronów i promieniowania gamma (NGRS), a Francja spektrometr bliskiej podczerwieni (NIRS4/MacrOmega). Chociaż misja została wybrana do realizacji i obecnie jest poza etapem składania wniosków, formalne zatwierdzenie projektu przez JAXA zostało odroczone w związku z niefortunnym zdarzeniem Hitomi . Obecnie trwa opracowywanie i testowanie kluczowych komponentów, w tym próbnika. Od 2017 r. MMX ma zostać uruchomiony w 2024 r. i powróci na Ziemię pięć lat później.

Rosja planuje powtórzyć misję Fobos-Grunt pod koniec lat dwudziestych, a Europejska Agencja Kosmiczna ocenia misję powrotną próbki do 2024 roku o nazwie Phootprint .

W ramach ludzkiej misji na Marsa

Fobos w 1998

Phobos został zaproponowany jako wczesny cel dla ludzkiej misji na Marsa . Teleoperation robotów harcerzy na Marsie przez ludzi na Phobosa może być przeprowadzone bez znacznych opóźnień czasowych i planetarne ochrony obawy na początku eksploracji Marsa może być skierowana przez takiego podejścia.

Fobos został zaproponowany jako wczesny cel załogowej misji na Marsa, ponieważ lądowanie na Fobosie byłoby znacznie mniej trudne i kosztowne niż lądowanie na powierzchni samego Marsa. Lądownik lecący na Marsa musiałby być zdolny do wejścia w atmosferę, a następnie powrotu na orbitę bez żadnych urządzeń pomocniczych lub wymagałby stworzenia urządzeń pomocniczych in situ . Lądownik przeznaczony dla Fobosa mógłby być oparty na sprzęcie zaprojektowanym do lądowania na Księżycu i na asteroidach . Co więcej, ze względu na bardzo słabą grawitację Fobosa, delta-v wymagane do lądowania na Fobosie i powrotu to tylko 80% wartości wymaganej do podróży na i z powierzchni Księżyca .

Zaproponowano, że piaski Fobosa mogą służyć jako cenny materiał do hamowania w powietrzu podczas lądowania na Marsie. Stosunkowo niewielka ilość paliwa chemicznego przywiezionego z Ziemi mogłaby zostać wykorzystana do podniesienia dużej ilości piasku z powierzchni Fobosa na orbitę transferową. Piasek ten mógłby zostać uwolniony przed statkiem kosmicznym podczas manewru opadania, powodując zagęszczenie atmosfery tuż przed statkiem kosmicznym.

Podczas gdy ludzka eksploracja Fobosa może służyć jako katalizator eksploracji Marsa przez człowieka, sama w sobie może być wartościowa naukowo.

Zobacz też

Bibliografia

Zewnętrzne linki