Science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Mars verkennen:inzichten in de rode planeet

Mars is een stoffige, koude woestijnwereld met een zeer dunne atmosfeer. Maar er zijn aanwijzingen dat Mars miljarden jaren geleden natter en warmer was en een dikke atmosfeer had. NASA/JPL-Caltech

Sinds de vroegste dagen van de astronomie zijn mensen gefascineerd door Mars. Iets aan de Rode Planeet nodigt uit tot speculatie met grote ogen – en nu ook tot de drang om Mars te verkennen.

Ruimtevaartorganisaties begonnen tijdens de Koude Oorlog onbemande missies naar Mars te sturen. Verschillende landen, waaronder de Verenigde Staten, Rusland, Japan en China hebben 'orbiters', 'rovers' of 'landers' gestuurd om onze buurman in het zonnestelsel te bestuderen.

Een van die missies – de Mariner 4-flyby Uncle Sam gelanceerd in 1964 – leverde ons de eerste foto’s op van een andere planeet die ooit zijn gemaakt door een camera die de ruimte in is gestuurd. En dat was nog maar het eerste ruimtevaartuig van velen dat in een baan rond het oppervlak van Mars vloog, er voorbij vloog en zelfs op het oppervlak van Mars landde.

Dus wat hebben wetenschappers over Mars geleerd uit de gegevens die tijdens deze missies zijn verzameld? En wanneer kunnen de machines op Mars menselijk gezelschap krijgen? Zullen mensen ooit een voet op de Rode Planeet zetten?

Niemand weet het zeker, maar je kunt tenminste alles over Mars lezen terwijl je wacht.

Maak je klaar voor toekomstige astronauten, want vandaag hebben we het over Mars. Hoe is het ontstaan? Hoe is het weer? Waaruit bestaat het oppervlak van de planeet? En misschien wel het allerbelangrijkste:heeft de bodem van Mars ooit water gehad of leven ondersteund?

Inhoud
  1. Het oude Mars
  2. Het oppervlak van Mars
  3. Het interieur van planeet Mars
  4. Mars heeft een dunne atmosfeer
  5. Water op Mars
  6. Marsverkenning

Het oude Mars

Deze illustratie toont de Jezero-krater – de landingsplaats van de Mars 2020 Perseverance-rover – zoals deze eruit ziet Ik heb miljarden jaren op Mars gekeken, toen het nog een meer was. NASA/JPL-Caltech

Er is nog nooit een mens op Mars geweest. Dus de beste informatie die we hebben over het begin van het oude Mars, 4,6 miljard jaar geleden, komt over het algemeen van meteorieten van Mars, beelden gemaakt door Mars-orbiters en -landers, en vergelijkingen met andere planeten in het zonnestelsel zoals Mercurius, Venus, de aarde – en de maan van de aarde. voor de goede orde.

Wetenschappers denken dat Mars oorspronkelijk in het verre verleden is ontstaan ​​uit een opeenhoping van ruimtevarend gas en stof, samengebracht door de zwaartekracht.

De moderne aarde heeft een magnetisch veld dat de ‘magnetosfeer’ wordt genoemd en dat ons beschermt tegen de ergste gevolgen van de zonnewind. Mars had ooit een eigen sterke magnetosfeer, maar deze is in de loop van de geologische tijd aanzienlijk verzwakt. Dit zou kunnen helpen verklaren waarom het oppervlak van de planeet er vandaag de dag zo verlaten uitziet. We plaatsen voorlopig een speld in dat onderwerp.

Mars heeft een equatoriale straal van 2.098 mijl (3.396,2 kilometer). Dat maakt de Rode Planeet ongeveer half zo groot als de aarde, en bovendien slechts 71 procent zo dicht als onze thuisplaneet. Toch heeft Mars één maan meer dan de aarde.

De twee natuurlijke satellieten die momenteel rond Mars draaien heten Deimos en Phobos, naar een paar mythische paarden van de Griekse god Ares.

Gemiddeld bevindt Mars zich 142 miljoen mijl (228 miljoen kilometer) verwijderd van de zon. Een dag op Mars duurt 23,9 van onze aardse uren, terwijl een Marsjaar het equivalent van 687 aardse dagen voortduurt.

Ervan uitgaande dat je ooit op vakantie gaat naar Mars (vergeet niet te schrijven), wat is er dan te zien op de rotsachtige kant van de planeet? Fijn dat je het vraagt.

Het oppervlak van Mars

Olympus Mons is drie keer hoger dan de Mount Everest op aarde en de grootste vulkaan in ons zonnestelsel. ESA, DLR, FU Berlijn, Mars Express; Verwerking &CC BY 2.0-licentie:Andrea Luck

Het zuidelijk halfrond van Mars wordt gedomineerd door verhoogde hooglanden. Ze zijn zwaar bekraterd, net als de maan van de aarde, en verschillen heel erg van het vlakkere, gladdere terrein dat we op het noordelijk halfrond van de planeet zien. Zoals de European Space Agency (ESA) op zijn officiële website meldt, ligt het "noordelijk halfrond [van Mars]... gemiddeld 6 kilometer [3,72 mijl] lager dan de ruige hooglanden van het zuiden."

Mars is misschien een kleinere planeet dan de aarde, maar de geologische kenmerken zijn gigantisch.

De hoogste berg in het zonnestelsel die we kennen, bevindt zich op het westelijk halfrond van de planeet. Deze schildvulkaan, Olympus Mons genoemd (ter ere van de berg Olympus uit de Griekse mythologie), torent 25 kilometer boven de omringende vlaktes uit en de basis beslaat 624 kilometer.

Olympus Mons is qua totale omvang vergelijkbaar met de staat Arizona. En hij is ongeveer 100 keer groter dan de Mauna Loa in Hawaï, die momenteel met zijn 9.170 meter de grootste actieve vulkaan op aarde is. Olympus Mons zou nog steeds actief kunnen zijn, hoewel andere delen van het oppervlak van de Rode Planeet bezaaid zijn met uitgedoofde vulkanen.

Dan is er Valles Marineris. Het is de grootste kloof in het zonnestelsel en snijdt een grillige kloof over het oppervlak van Mars die ruim 3.000 kilometer lang en 600 kilometer breed is. Ter referentie:de afstand van Atlanta naar Los Angeles is ongeveer 2.187 mijl (3.519 kilometer). De kloof is ook tot wel 8 kilometer diep.

Andere opvallende kenmerken op het oppervlak van Mars zijn de twee poolijskappen. De ijskap op de Noordpool heet Planum Boreum, en de ijskap op de Zuidpool heet Planum Australe. Beide bevatten een mengsel van bevroren kooldioxide (droogijs) en waterijs.

Mars heeft een axiale kanteling waardoor het seizoenen kent. De grootte van de poolijskappen varieert met de seizoenen. In de zomer wordt het vaste koolstofdioxide omgezet in damp, waardoor eronder een laag waterijs zichtbaar wordt.

NASA's Mars Reconnaissance Orbiter veroverde deze met ijs gevulde krater nabij de Noordpool van Mars in december 2019 Deze krater heeft een doorsnede van ongeveer 200 meter. NASA/JPL/Universiteit van Arizona

Het interieur van planeet Mars

Mars heeft, net als de aarde, een dichte binnenkern. Deze laag heeft vermoedelijk een omtrek van 1.500 tot 2.100 kilometer en bevat nikkel, zwavel en ijzer.

De kern is omgeven door een reeks andere lagen, waarvan de buitenste de korst van Mars is. Deze korst bestaat uit ingrediënten als aluminium, ijzer, kalium, magnesium en calcium en is tot wel 1880 kilometer dik.

De aardkorst zelf is opgesplitst in gebieden die tektonische platen worden genoemd. Ze zijn onderweg, ondanks de uiterlijke schijn van het tegendeel, en hun interacties hebben een dramatische invloed op onze planeet. Tektonische activiteit op of nabij contactgebieden tussen de platen is de drijvende kracht achter aardbevingen en vulkanische activiteit. Het is ook de reden waarom de indeling van onze continenten over tientallen miljoenen jaren verandert.

Oké, hoe zit het dan met Mars? Wetenschappers denken dat een soort tektonische mechanisme (of mechanismen) het Valles Marineris-canyonsysteem en de machtige plateaus van de zuidelijke hooglanden van de planeet zou kunnen hebben gevormd.

Ze proberen nog steeds uit te vinden hoe geologische activiteit werkt op moderne Mars. Het lijkt erop dat de Rode Planeet geen platentektonieksysteem in aardse stijl heeft. Toch heeft de InSight Mars Lander (een technisch wonder mogelijk gemaakt door een internationale ruimtevaartinspanning) meer dan 1.300 seismische "aardbevingen" op Mars geregistreerd sinds het voertuig daar in 2018 aankwam.

Wil je, nadat je dat allemaal hebt geleerd, deze planeet nog steeds met eigen ogen zien? Het kan zijn dat u moeite heeft met ademhalen op Mars. Ontdek hierna waarom.

Mars heeft een dunne atmosfeer

Mars heeft een extreem dunne atmosfeer, hoewel deze ooit waarschijnlijk veel dikker was. Europese Ruimtevaartorganisatie

Het is misschien niet zo hels als Venus, maar de vierde planeet vanaf de zon is nog steeds niet wat de meeste mensen gastvrij zouden noemen. De atmosfeer op Mars verschilt in veel opzichten van die van de aarde, en de meeste daarvan voorspellen niet veel goeds voor de mensen die daar wonen.

De atmosfeer op Mars bestaat voornamelijk uit koolstofdioxide (het gas vertegenwoordigt qua volume meer dan 95 procent van de atmosfeer van Mars) en is opmerkelijk dun en beladen met ronddrijvende stofdeeltjes. Wetenschappers denken dat Mars ooit een dikkere atmosfeer had. Uit gegevens van NASA's Mars Atmosphere and Volatile Evolution (MAVEN)-missie blijkt dat Mars het grootste deel van zijn atmosfeer heeft verloren door zonnewind en ultraviolette straling.

Extreme kou is een ander probleem waarmee kolonisten op Mars te maken zouden krijgen. De temperatuur op de Rode Planeet bedraagt ​​min 200 graden Fahrenheit (minus 128 graden Celsius). De Amerikaanse National Atmospheric and Space Administration (NASA) heeft pieken tot 86 graden Fahrenheit (30 graden Celsius) rond de evenaar geregistreerd, maar dergelijke omstandigheden zijn zeldzaam. De gemiddelde temperatuur op aarde ligt dichter bij min 81 graden Fahrenheit (minus 60 graden Celsius).

Dus misschien is het niet zo verrassend dat het soms sneeuwt op Mars. En we hebben het niet alleen over de gewone oude ‘watersneeuw’ die we op aarde tegenkomen. Mars snapt dat ook, vergis je niet. Maar er gebeurt ook iets veel opmerkelijkers op het oppervlak van Mars.

Zoals ontdekt door NASA's Mars Reconnaissance Orbiter, bevriest kooldioxide uit de poolgebieden tijdens de winter op Mars opnieuw en valt uit de atmosfeer als kooldioxidesneeuw.

En koolstofdioxidesneeuw is niet het enige soort vreemde weer op Mars. Degenen die 'The Martian' hebben gezien, zijn zich waarschijnlijk bewust van de legendarische stofstormen die de Rode Planeet kunnen omhullen.

De kans is groot dat je hiermee te maken krijgt op het zuidelijk halfrond, tijdens de warmere maanden.

De ergste stofstormen zijn mondiaal van omvang, verspreiden zich over grote delen van de planeet en kunnen wekenlang aanhouden. Al dat stof kan slecht zijn voor de rovers die over het oppervlak reizen, vooral wanneer rondvliegend stof hun zonnepanelen verstikt.

Sommige van deze drastische temperatuurschommelingen kunnen ook worden toegeschreven aan de baan van Mars. Zoals we al zeiden, duurt het ongeveer 687 aardse dagen om Mars om zijn baan te voltooien. De as is 25 graden gekanteld, bijna hetzelfde als die van de aarde, waardoor de seizoenen op Mars vergelijkbaar zijn met die op aarde.

Terwijl Mars langs dit baanpad beweegt, beweegt hij langzamer wanneer hij het verst van de zon verwijderd is en sneller wanneer hij zich het dichtst bij de zon bevindt. Dit betekent ook dat Mars een langere zonnedag heeft (ongeveer 24 uur en 39 minuten) dan onze 24-urige dag op aarde. Eén Marsjaar is ook veel langer dan één Aardejaar.

Wat de zwaartekracht betreft, kan Mars je een heel nieuw perspectief op een weegschaal geven. Een persoon van 100 pond (45,35 kilogram) zou op Mars een magere 38 pond (17,2 kilogram) wegen; de zwaartekracht op het oppervlak van Mars is 62 procent lager dan op aarde op zeeniveau.

Water op Mars

De donkere, smalle strepen die je in de afbeelding hierboven bergafwaarts ziet stromen, worden terugkerende hellingslijnen genoemd. Er wordt aangenomen dat ze zijn gevormd door stromend water op Mars. NASA/JPL/Universiteit van Arizona

Vloeibaar water is essentieel voor het leven, inclusief het microbiële leven. Dat is hier op aarde tenminste het geval en vermoedelijk geldt hetzelfde voor het dorre Mars.

Dat is de veronderstelling die ten grondslag lag aan NASA's 'volg het water'-strategie voor de verkenning van Mars.

Wetenschappers denken niet dat vloeibaar water altijd zo schaars was op Mars. Het moderne Mars lijkt misschien op een dorre woestijn, maar het oude Mars kan behoorlijk nat zijn geweest, te oordelen naar enkele van de achtergelaten geologische aanwijzingen. Mogelijk hebben er ooit overstromingen over het aardoppervlak gestroomd, kunnen rivieren kanalen of geulen hebben uitgegraven, en kunnen meren en oceanen grote delen van de planeet hebben bedekt.

Het bewijs van vloeibaar water is de afgelopen decennia enorm toegenomen. Mineralen waarvan bekend is dat ze zich vormen in omgevingen vol water, zijn teruggevonden door Opportunity, een Marsrover die al lang dienst doet en later in 2018 werd stilgelegd door een kolossale stofstorm op de Rode Planeet.

En hoe zit het met die poolijskappen op Mars? Nieuw onderzoek, waaronder gegevens van de Mars Express-missie van het European Space Agency, geeft aan dat er, in tegenstelling tot wat sommige wetenschappers eerder hadden beweerd, ondergrondse meren vol vloeibaar water verborgen kunnen zijn onder het vaste ijs aan de polen.

De jury is daar nog niet over uit. Maar toekomstige ruimtekolonisten van de toekomst, duimen maar. Misschien zou op een dag, eerder dan we beseffen, de watermijnwerker op Mars een volkomen legitieme functieomschrijving kunnen zijn.

Marsverkenning

Mariner 9 werd het eerste ruimtevaartuig dat in een baan om een ​​andere planeet draaide toen het in 1971 in een baan om Mars draaide. NASA

Het dichtst bij de aarde komt Mars ooit wanneer hij in oppositie is, dat wil zeggen wanneer de twee planeten in hun banen het dichtst bij elkaar komen. En dichtbij is hier nog steeds relatief, omdat de twee planeten nog steeds 54,6 miljoen kilometer uit elkaar liggen. Maar Mars is de meest onderzochte van alle planeten in het zonnestelsel.

In 1971 werd de Mariner 9 het eerste ruimtevaartuig dat in een baan om een ​​andere planeet draaide toen het 85 procent van het oppervlak van Mars in kaart bracht. De missie stuurde talloze foto's terug, waaronder afbeeldingen van Olympus Mons, Valles Marineris en de Marsmanen Phobos en Deimos.

Maar het zijn de rovers en landers die tot nu toe de beste informatie hebben geleverd, inclusief de duizelingwekkende hoeveelheid gegevens van Curiosity and Perseverance.

Doorzettingsrover

NASA's Perseverance Rover maakte deze selfie met de Ingenuity-helikopter, hier te zien op ongeveer 3,9 meter afstand ) van de rover, 6 april 2021. NASA/JPL-Caltech/MSSS

De Perseverance Rover maakt deel uit van het Mars Exploration Program van NASA, dat onder meer tot taak heeft te achterhalen of er microbieel leven op Mars aanwezig is. Perseverance vaart al ruim twee jaar rond op het oppervlak van Mars. Het kan in de bodem van Mars boren om monsters van rotsen te verzamelen die op een dag naar de aarde zullen worden teruggestuurd om door wetenschappers te worden bestudeerd. Sommige rotsmonsters die Perseverance in de buurt van de Jezero-krater heeft geboord, lijken van vulkanische oorsprong te zijn.

De rover, bijgenaamd Percy, arriveerde op 18 februari 2021 bij de Jezero-krater, met een speciale helikopter genaamd Ingenuity mee voor de rit. Tot nu toe heeft Ingenuity 91,4 vliegminuten besteed – verdeeld over 51 individuele vluchten – aan het navigeren door de atmosfeer van Mars en de omgevingsomstandigheden.

Doorzettingsvermogen zet het werk voort van de Curiosity Rover, die sinds 2012 op Mars is, en anderen zoals de Spirit and Opportunity rovers, en de Sojourner Rover.

Nieuwsgierigheidsrover

NASA's Curiosity Rover gebruikte twee verschillende camera's om deze selfie te maken voor de Mont Mercou, een rots rots die 6 meter hoog is. NASA/JPL-Caltech/MSSS

De Curiosity Rover is een van NASA's meest ambitieuze missies om Mars te verkennen. De rover heeft ongeveer het formaat van een kleine SUV en is ongeveer 2,9 meter lang en 2,7 meter breed. Door zijn omvang beschikt het ook over de grootste en meest geavanceerde instrumenten voor wetenschappelijk onderzoek naar het oppervlak van Mars.

Curiosity Rover landde op 6 augustus 2012 in de Gale-krater met een missie om te bepalen of de omstandigheden op Mars het microbiële leven kunnen ondersteunen, of dat de planeet ooit het leven had kunnen ondersteunen.

Curiosity verzamelde de eerste monsters die ooit uit rotsen op Mars waren geboord. Analyse van dat monster suggereerde dat de omstandigheden op Mars ooit het leven op Mars hebben kunnen ondersteunen.

Sinds 2014 doorkruist Curiosity het oppervlak en verzamelt verschillende monsters van rotsen en Marsgrond van geologische kenmerken zoals Mount Sharp. Mount Sharp is een berg van 5 kilometer hoog die ooit onder water stond. Er zijn aanwijzingen dat de Gale-krater waar Mount Sharp zich bevindt (en Mars in het algemeen) een omgeving is waar ooit leven had kunnen overleven.

Dit artikel is bijgewerkt in combinatie met AI-technologie, vervolgens op feiten gecontroleerd en bewerkt door een HowStuffWorks-editor.

Dat is interessant

Mars verschijnt helder aan de nachtelijke hemel wanneer de Rode Planeet en de Aarde het dichtst bij elkaar zijn, en is ook een planeet die relatief gemakkelijk met het blote oog te zien is. De volgende keer dat de Rode Planeet en de Aarde dichtbij elkaar komen, is 12 januari 2025.

Veelgestelde vragen over Mars

Hoe groot is Mars?
Mars heeft een equatoriale straal van 2.098 mijl (3.396,2 kilometer). Dat maakt de Rode Planeet ongeveer half zo groot als de aarde, en is slechts 71 procent zo dicht als onze thuisplaneet.
Is Mars warm of koud?
Mars is koud (voor ons tenminste). De gemiddelde oppervlaktetemperatuur van Mars is min 81 graden Fahrenheit (minus 63 graden Celsius).
Waarom wordt Mars de Rode Planeet genoemd?
Mars wordt de Rode Planeet genoemd omdat de grond op Mars een roestkleurige, roodachtige tint heeft.
Kunnen mensen op Mars leven?
Mars is niet bewoonbaar voor mensen omdat de atmosfeer sterk verschilt van die van de aarde. Het bestaat voornamelijk uit koolstofdioxide, bevat veel minder stikstof en heel weinig zuurstof.
Is de temperatuur op Mars warm of koud?
Mars is een behoorlijk koude planeet met minder atmosfeer dan de aarde, en het kost moeite om warmte vast te houden. De gemiddelde oppervlaktetemperatuur op Mars is min 81 graden Fahrenheit (minus 63 graden Celsius).