Описание Фобоса

Размеры ближайшего к Марсу спутника подобны городу-миллионнику: 27x22x18 км. Малые габариты и радиус 11,1 км не позволяют ему иметь форму шара. Тело с таким объемом должно обладать большой массой, но у Фобоса она всего 1,072∙10 в 16 степени кг. По этой причине у него небольшая гравитация, нет атмосферы.

Спутник холодный, температура верхнего слоя составляет -40°С. Ученые предполагают, что внутри космического тела — лед, однако на поверхности его нет. Фобос серого цвета, по этой причине у него крайне малая светоотражающая способность.

Химический состав Фобоса

Поверхность марсианского спутника состоит из пород, которые богаты углеродными соединениями. Она покрыта мелким и сыпучим, как песок, грунтом, который состоит из камней и льда. Реголит предположительно образовался из-за столкновений с небесными телами и в результате выветривания.

Углубления и кратеры говорят о возможных столкновениях с метеорами. Борозды имеют глубину больше 30 м и протяженность в 20 км, их ширина варьируется от 100 до 200 м. Ранее ученые считали, что следы возникли в результате разбивающегося при столкновении материала. Однако методом моделирования удалось выяснить, что поверхность спутника в прямом смысле «трещит по швам» из-за приливов Марса.

Советской космической станцией Фобос-2 был зафиксирован газовый выброс из глубин спутника. Причина и состав выброса остается для астрономов неизвестными по причине выхода из строя космического аппарата. Вероятнее всего, это был всплеск водяного пара.

Благодаря спектральному анализу стало известно, что почва имеет класс хондритовых метеоритов (C-хондриты), который соответствует по составу астероидам D-типа.

На поверхности Фобоса был обнаружен слоистый кремниевый материал филлосиликат. Это тип минералов, который формируется с помощью воды. Следовательно, в порах содержится жидкость в состоянии льда. Марсианский спутник имеет пористую губчатую структуру, а пустое пространство занимает 25-45% от его объема.

Из-за неудачной экспедиции точный химический состав небесного тела неизвестен. Следующие пробы планируются в 2030 г.

Строение и поверхность Фобоса

Этот спутник на первый взгляд представляет собой просто большой камень, как и большинство астероидов. Но его плотность очень небольшая – всего 1.86 г/см 3 , то есть он очень пористый, в нём много пустот. Именно поэтому Фобос еще не разорвало гравитацией Марса – хотя он довольно большой, но масса его невелика.

Фобос имеет неправильную, вытянутую форму и размеры его составляют 26.8х22.4х18.4 км. К Марсу он постоянно обращён вдоль большой оси.

Поверхность Фобоса изрыта кратерами, но самый большой из них имеет поперечник в 9 км – это кратер Стикни. На сравнительно небольшом спутнике он выглядит очень впечатляюще. Внутри него есть ещё один ударный кратер диаметром 2 км – Лимток. Кстати, кратер Стикни назван в честь жены Асафа Холла, первооткрывателя спутников Марса. Его возраст – около миллиона лет. По краям кратера Стикни тянутся странные борозды, происхождение которых пока непонятно.

Крупнейший кратер Стикни на поверхности Фобоса имеет поперечник 9 км. Внутри виден 2-км кратер Лимток.

Формирование и состав спутника Фобос – объяснение для детей

Важно объяснить детям, что исследование внутренностей Фобоса показало намного больше, чем его форма. Оба спутника темно-серые и заселены кратерами. Это одни из самых темных объектов в нашей солнечной системе с низким уровнем отражательной способности.

Фобос – более крупный марсианский спутник, занимающий 14 миль в диаметре. Снимок сделан аппаратом Curiosity и выпущен 26 сентября 2014 года.

Исследователи решили, что спутники сформировались из материала, напоминающего углеродосодержащие хондриты типа I или II (присутствуют в составе астероидов и карликовых планет). Из-за формы и состава ученые полагали, что луны прибыли из Пояса астероидов (их вытолкнула гравитация Юпитера).

Но не все думают, что именно Пояс астероидов выступает отправной точкой спутников. В отличие от захваченных объектов, эти вращаются по круговой орбите. Тонкой атмосфере было бы сложно тормозить их, чтобы установить на сегодняшних позициях. Кроме того, им не хватает астероидной плотности.

Возможно, они сформировались как марсианские луны изначально (камни и пыль слились при воздействии гравитации). Или же виной было столкновение. Если бы в Марс врезался крупный объект, то осколки теоретически могли бы сформировать спутники. Есть также вариант, что существовала одна луна, расколовшаяся на современные Деймос и Фобос.

Важно объяснить для самых маленьких, что нельзя путать реальность с фантастикой. В фильмах часто показывают, как луны доминируют по объемам, но Фобос занимает лишь 1/3 ширины полной земной Луны.

Предсказание о двух спутниках

Предположение о существовании у Марса двух спутников высказал Иоганн Кеплер в 1610 году. Он основывался на логике, что если у Земли есть один спутник, а у Юпитера — четыре (известных в то время), то количество спутников планет по мере удаления от Солнца возрастает в геометрической прогрессии. По этой логике у Марса должно быть два спутника.

В третьей части главы 3 «Путешествий Гулливера» (1726) Джонатана Свифта, которая описывает летающий остров Лапута, говорится, что астрономы Лапуты открыли два спутника Марса на орбитах, равных 3 и 5 диаметрам Марса с периодом обращения соответственно 10 и 21,5 часов. В действительности Фобос и Деймос находятся на расстоянии 1,4 и 3,5 диаметра Марса от центра планеты, а их периоды — 7,6 и 30,3 часа.

Солнечные транзиты

Прохождение Фобоса через центр солнечного диска

Наблюдатель, находящийся на поверхности Марса, в состоянии наблюдать Фобос, который совершает регулярные транзиты по диску Солнца. Некоторые из этих транзитов были сфотографированы Марсоходом Opportunity. Во время транзитов, тень Фобоса движется по поверхности Марса, это событие было заснято несколькими космическими аппаратами. Фобос не настолько большой, чтобы полностью покрыть диск Солнца, и поэтому не может создавать полное затмение как Луна на Земле.

• 1983 год — выпуск эскизного проекта АМС 1Ф(Фобос).
• 7 июля 1988 года — запуск АМС «Фобос-1»[4] .
• 12 июля 1988 года — запуск АМС «Фобос-2».
• 1 сентября 1988 года — потеря связи с АМС «Фобос-1». Причина — ошибочная команда с Земли, в результате которой возникло отключение рабочего комплекта исполнительных органов системы ориентации, что привело к полету АМС «Фобос-1» в неориентированном относительно Солнца режиме. Восстановить связь не удалось [5] .
• 29 января 1989 года — выход АМС «Фобос-2» на орбиту искусственого спутника Марса (ИСМ) с параметрами: апоцентр — 79750 км, перицентр — 850 км, наклонение к плоскости экватора Марса — 1 градус, период обращения — 76,5 часа [6] .
• 12 февраля 1989 года — включение автономной двигательной установки (АДУ), в результате АМС «Фобос-2» переведена на орбиту с параметрами: апоцентр — 81200 км, перицентр — 6400 км, наклонение к плоскости экватора Марса — 0,9 градуса, период обращения — 86,5 часа [6] .
• 18 февраля 1989 года — включение автономной двигательной установки (АДУ), в результате АМС «Фобос-2» переведена на близкую к круговой орбиту с параметрами: средний радиус — 9670 км, наклонение к плоскости орбиты Фобоса — 0,5 градуса, период обращения — 8 часов. После этого включения АДУ была сброшена [6] .
• 27 февраля 1989 года — успешно выполнена геометрическая калибровка видеоспектрометрического комплекса АМС «Фобос-2» по Юпитеру[3] .
• 27 марта 1989 года — потеря связи с АМС «Фобос-2». Достоверно причину определить не удалось, предполагается отказ бортового компьютера (ранее неоднократно дававшего сбои).
• 14 апреля 1989 года — прекращены попытки восстановления связи с АМС «Фобос-2» [3] .

Космический аппарат серии 1Ф разработан как унифицированный базовый аппарат для осуществления многоцелевых и разноплановых экспедиций с целью исследования планет и малых тел (комет, астероидов, спутников планет) Солнечной системы. Аппарат может маневрировать в непосредственной близости от поверхности небесных тел, обладающих слабым гравитационным полем.

Аппарат спроектирован так, что его конструкция и состав систем служебной части остаются практически неизменными при смене объекта изучения (Марс, Венера, Луна или другие, в том числе малые, тела). Переоснащения, связанные с изменением цели и научной программы экспедиции, касаются, в основном, запасов топлива, состава отделяемых исследовательских зондов и состава научной аппаратуры. Конструкция аппарата предусматривает возможность размещения на нём, одновременно или выборочно, технических средств дистанционного зондирования (радиолокаторы, телескопы и т. д.), а также десантируемых исследовательских зондов (спускаемых аппаратов, малых станций, пенетраторов и т. д.).

Космический аппарат состоит из орбитального блока (ОБ) и автономной двигательной установки (АДУ) [7] .

Силовым элементом конструкции КА «Фобос» является герметичный тороидальный приборный отсек, к которому снизу пристыкована автономная двигательная установка (АДУ), а сверху — отсек научной аппаратуры (цилиндрический приборный отсек).

В верхней части орбитального блока имеется специальная платформа. На платформе могут быть размещены отделяемые исследовательские зонды. На этой же платформе установлена средненаправленная антенна автономной радиосистемы и может быть размещена научная аппаратура.

На платформе АМС «Фобос-1» и «Фобос-2» размещены отделяемые исследовательские зонды: ДАС (долгоживущая автономная станция; её масса — 67 кг, масса семи научных приборов на ней — 18,1 кг [8] ), и ПРОП-ФП (прибор оценки проходимости — Фобос). На этой же платформе размещена научная аппаратура для исследования Солнца и средненаправленная антенна автономной радиосистемы. Отделение АДУ после перехода на орбиту искусственного спутника, близкую к орбите Фобоса, позволяет начать работу ранее закрытой ею и размещенной в тороидальном приборном отсеке служебной и научной аппаратуре, необходимой для сближения с Фобосом и проведения программы его исследований.

Неудачная миссия к спутнику

Последовательные снимки Европейского космического аппарата Mars Express, показывающие прохождение спутника Марса — Фобоса, перед Юпитером.

Космическое агентство России — Роскосмос, в ноябре 2011 года запустило зонд под названием Фобос-Грунт, который предусматривал возвращение капсулы с образцами породы спутника. Однако после выхода на нерасчетную орбиту Земли, Фобос-Грунт не смог отправиться к Марсу. Попытки восстановить связь с зондом и исправить положение не увенчались успехом, и он упал на Землю в январе 2012 года.