În spațiu: o altă cale (partea I)

Marte.

Sfantul Graal al astronomilor, cea mai dorita destinatie, locul unde ne-am proiectat sperantele si temerile. O planeta care a fascinat omenirea si o va face si pe viitor. Si va fi si tinta fireasca a urmatoarei calatorii In spatiu prin sistemul nostru solar, pornind de la Soare, dupa ce am discutat un pic despre Mercur, Venus si partenera noastra, Luna. Pe scurt, va ademenesc sa cititi cate ceva despre Marte in speranta ca veti gasi lucruri interesante care sa justifice timpul si nervii consumati si sa va tina atenti. Dar sa trecem peste expozitiune.
 

Despre planeta

Marte este o planeta telurica, a patra de la Soaresi la o distanta de 1.5 U.A. de acesta (ne reaminitim ca o unitate astronomica este distanta Terra-Soare), avand o orbita cu o inclinatie apropiata de a Pamantului, o zi asemanatoare cu a nostra (24 ore si 39 de minute) si un an de doua ori mai lung (687 de zile). O consideram ca o planeta apropiata, dar de fapt apropierea variaza foarte mult in timp din cauza perioadei orbitale/vitezei diferite; totusi ne apropiem o data la 2 ani, cand ne regasim de aceeasi parte a Soarelui, moment minunat pentru lansarea rachetelor de explorare, cum vom vedea mai tarziu. Cam asa:

Orbite Marte si Pamant (Wikipedia)

Distanta variaza si datorita excentricitatii mai mari a orbitei (a doua ca marime din sitemul solar), si care este in continua crestere (deci putem spune ca distanta minima fata de noi e in continua scadere, desi o scadere lenta).

Inclinatia axei de rotatie e aproape la fel cu a noastra (25°) si stim deja ca asta inseamna ca avem anotimpuri asemanatoare. Dar dureaza mai mult (logic, pentru ca Marte are o calatorie de doua ori mai lunga in jurul Soarelui) si in plus sunt inegale (datorita excentricitatii amintite anterior). Astfel, in emisfera nordica avem o primavara luuunga de 6 luni si jumatate (cred ca se ofera martisoare de 3 ori), o toamna de 4 luni si jumatate (deci bobocii se numara pe nerasuflate, ca la finalul reclamelor la medicamente), iarna de 5 luni (ca-n Ardeal, si numa’ bine pentru Dinu sa faca vreun semimaraton pe la poli) si vara de 6 luni (dar nu va bucurati, ca starea vremii nu aduce bucurii mari in sezonul estival).

Diametrul este jumatate din cel al Terrei (dar asta inseamna ca suprafata uscata este asemanatoare), si totodata de doua ori mai mare decat cel al Lunii. Si densitatea este mai mica (cam 70% din a Pamantului), ceea ce inseamna ca avem o masa de aproximativ 10% din cea a Terrei si o atractie gravitationala de 2.5 ori mai mica (o acceleratie gravitationala 3.71 m/s2), dar tot cam atat mai mare decat cea a Lunii. Observam oare deja un tipar cu Marte plasat mereu echilibrat intre noi si Selena?

Dimensiunea, apropierea si pozitia (cu fata scaldata de Soare in momentul apropierii) inseamna ca Marte este vizibila de pe Pamant sub forma unui punct (o ‘stea’ pe cerul noptii), si asta inseamna ca oamenii au studiat-o din vremuri stravechi (4000 de ani) si a fost botezata cu numele actual de catre romani. Ceva mai bine a putut fi vazuta pe la 1610 cu ajutorul telescopului (Galilei) si un pic mai tarziu (1659) cartografiata de Huygens. Si asa am trecut de la un punct sclipitor la o sfera rosiatica, cu forme de relief care pot distinse de ochiul uman. Deja am ajuns la planeta rosie, acesta fiind poate caracteristica cea mai cunoscuta a planetei, iar azi stim ca este vorba despre rugina omniprezenta pe suprafata (sau mai pompos spus, despre oxidarea fierului). Orice nuanta de culoare veti vedea vreodata intr-o poza de pe Marte, o veti putea imediat asemui cu o suprafata ruginita vazuta de voi vreodata aici pe Pamant. Sunt bucuros sa va pot arata cea mai recenta poza a planetei la data scrierii articolului:

Marte (ESA/Mars Express)

De fapt trebuie sa recunosc ca am trisat un pic, pentru ca indiferent cand va fi terminat si apoi publicat articolul, el va contine cea mai noua poza a planetei. Cum? Pai Marte are un live web cam al ESA (pe orbita, cu Mars Express) unde puteti oricand vedea cum arata planeta in timp real. Cine ar fi crezut? Va fac si voua lipeala pe reteaua de socializare: https://twitter.com/esamarswebcam?lang=ro . Cunoasteti ritualul: cerere prietenie, scris in oracol. Like, pupici, asl pls etc… va descurcati singuri de aici. 🙂

Pe 1 mai aceasta era o fotografie realizată de Mars Express:

In imediata apropiere gasim doi mici (12-22 km) sateliti: Phobos si Deimos. Nu se stie cum s-a ales Marte cu ei (ciocnire cu alt corp sau asteroizi capturati) dar japonezii vor sa afle primii asta.

Ne apropiem suficient de planeta cat sa disctam despre intalnirea cu magnetosfera. Nu prea mult pentru ca Marte nu mai are magnetosfera, pierzandu-si campul magnetic planetar devreme, la inceputul vietii. Reminiscente ale acestuia (zone sau umbrele magnetice) se gasesc la Polul Sud, si drept urmare putem vedea Aurora… Australis? Oricum, absenta campului magnetic planetar este o veste tare proasta pentru existanta vietii pe Marte, pentru ca nu exista protejare impotriva razelor solare, si nici cea mai buna crema cu cel mai inalt factor de protectie nu te poate salva de la prajire. De fapt zarirea mirificelor aurore este semn tare rau, pentru ca indica o dublare a nivelului de radiatii (probabil in urma unei furtuni solare).

Sa asuflam usurati si sa mergem mai departe (adica mai aproape de planeta…in fine, intelegeti voi) pana la atmosfera. Nici aici lucrurile nu stau prea bine, caci avem o atmosfera rarefiata (1% din presiunea noastra, si asta cu indulgenta, adica vreo 0.006 bari), compusa in 96% dioxid de carbon, 2% azot si 2% argon, lipsind asadar cei 21% oxigen necesar vietii terestre. Una din consecinte ar fi ca viteza sunetului este de 880 km/h. Asadar e greu sa zbori, dar e usor sa zbori supersonic.

Avem totusi un strat de ozon, chiar daca e de 300 de ori mai mic decat al nostru. Ma-i-a hi, Ma-i-a hu, Ma-i-a ho…

Marte e mai departe de Soare si drept urmare e ceva mai frig acolo. Temperaturile variaza intre -140°C si + 30°C, cu o medie de -63°C (pe Terra este +14°C in caz ca va intrebati). Dar cand zic ‘variaza’ ma refer la o diferenta greu de crezut, data de atmosfera rarefiata care pierde imediat caldura: daca stati la ecuator va va fi cald la picioare (24°C) si frig la cap (0°C), asa ca un alt motiv pentru purtarea unui costum de astronaut ar fi ca daca va veti imbraca cu hainele de acasa veti arata ridicol.

Daca va e teama ca veti muri de frig acolo, puteti sta linistiti. Adica veti muri, dar fierti. 🙂

In primul rand caldura si temperatura nu-s chiar acelasi lucru in fizica, si asta inseamna ca desi avem o temperatura redusa, atmosfera rarefiata inseamna ca avem putine molecule in contact una cu cealalta, care sa-si transmita energia (caldura fiind pana la urma o agitatie), si atunci nu trebuie sa ne temem de convectie si conductie, noi pierzand temperatura corpului doar prin radiatie, care se inampla lent. Asadar nici vorba sa ingheti instantaneu, ci mai degraba in 4-10 ore (desi nu trebuie sa ingheti bocna ca sa mori, din pacate se va intampla pe la jumatatea drumului ca sa zic asa ).

Pe de alta parte, presiunea redusa inseamna ca punctul de fierbere scade dramatic, ajunge sub temperatura corpului, iar asta inseamna ca sangele va incepe sa fiarba. Putem adauga greutatea de a respira (umflarea si dezumflarea plamanilor nu se impaca cu diferentele de presiune, si nici coformatia corpului care trebuie sa sustina si sa separe organele), embolia, lipsa oxigenului din gazul inspirat (daca am reusi sa facem asta) samd. Deja ajungem la o colectie de Garbage Pail Kids si nu vrem asta. Sa revenim la o imagine mai frumoasa.

Planeta ni se infatiseaza in doua ipostaze cunoscute: fie o sfera maronie, tulbure si uniforma , fie o suprafata texturata, cu diverse nuante rosiatice si forme clar delimitate. Adica fie o vedem prin atmosfera clara, rarefiata, fie o gasim in timpul unei furtuni de nisip care se desfasoara la o terifianta scara planetara (la distanta de cativa ani) sau macar “continentala” (anua), si poate dura timp de saptamani. Deducem de aici ca o fi atmosfera rarefiata, dar cu siguranta avem vanturi care bat cu 100 km/h. Nu va lasati inselati de aceasta valoare totusi, pentru ca asta nu inseamna un vant puternic: atmosfera fiin rarefiata (si stim ca masa ori viteza…), pur si simplu nu avem o miscare a unei mase suficient de mari ca sa ne raneasca, ci mai degraba ne putem bucura ca inaltam un zmeu. Efectele sunt curioase: furtunile nu misca dunele (miscarea pe orizontala e redusa) asa cum ne-am astepta, in schimb contribuie la pierderea apei (care e ridicata in partea superioara a atmosferei, unde e descompusa de ultraviolete, iar hidrogenul evadeaza in spatiu. Problema este ca avem particule mici si usoare de nisip care sunt usor de trasportat si se astern greu. Vesti proaste pentru vizibilitate si panouri solare, dar sa nu ne lasam tulburati de asta.

Marte (NASA)

Daca va intereseaza prognoza meteo pe Marte puteti sta linistiti, pentru ca avem si asa ceva. N-o fi Busu sau Romica dar avem o veche cunostinta (InSight) care ne tine la curent. Bunaoara, la ora scrierii acestor randuri, in zona de Campie Elizee aveam vreme racoroasa (-11 – –94) si un austru care adie balnd (5 m/s). Cat de curand vom avea si o statie meteo completa la sol, asta daca europenii nu planteaza din nou gropi.

Starea vremii (NASA)

 

La suprafata

Iata-ne coborati pe suprafata planetei. O suprafata care pare o combiatie intre cea a Pamantului si cea a Lunii, cu o topografie interesanta, si un relief accidentat modelat sub actiunea miscarilor telurice, vanturilor, impacturilor cu bolizi din spatiu si mai ales a apei. Avem munti, campii, canioane, cratere, vulcani, vai samd. Datorita interesului constant, si a cercatarilor cartografice recente, geografia planetei este un capitol vast si asta ma indeamna sa nu incerc nici macar sa-l abordez. Asta plus faptul ca am mai publicat atlasul in care va puteti uita si singuri (https://planetarynames.wr.usgs.gov/Feature/1784). Asa ca mentionez doar curiozitatile:

• Avem poli acoperiti de gheturi, la fel ca pe Pamant. La Polul Nord avem gheata (din apa, as tine sa precizez) permanenta, de vreo 2 km grosime, acoperita doar iarna de peste un metru de gheata carbonica/uscata, care sublimeaza complet in timpul verii. Calota de gheata de la Polul Sud e de doua ori mai putin intinsa, si are un strat permanent de gheata carbonica. Cine e urmatorul Amundsen?
• Dihotomie sferica. Adica o asimetrie intre nord si sud, emisfera nordica fiind mai joasa (apx 2 km in medie).
• Cel mai mare canion din Sistemul Solar: Valles Marineris, 4800 km lungime (ar strabate SUA de la o coasta la alta), si pana la 320 km latime si 7 km adancime.


Marte – Valles Marineris, imagine compusa (NASA/Viking Orbiter 1)

• Cel mai mare vulcan din Sistemu Solar, Olympus Mons, de trei ori mai inalt ca Everestul (22km altitudine), si o intindere care l-ar face sa incapa inghesuit in Franta.Nu credeti ca e mare? Pai atunci sa spunem ca daca Szolt Torok ar fi stat pe varf, nu ar fi putut sa vada nimic in afara de acest munte, pentru ca e atat de mare, incat poalele ar fi dincolo de orizont (nu uitati ca Marte e mai mic decat Pamantul, si in consecinta avem o curbura a solului diferita, si probabil putini adepti ai martelui plat).


Marte – Olympus Mons, (ESA/Mars Express)

Asadar avem un peisaj desertic, arid, prafos, acoperit cu un omniprezent nisip rosiatic, din argila oxidata si puternic dezhidratata. Si totusi avem si apa, mai ales la poli (inghetata), in lacuri subterane (date ca fiind probabile), dar si refugiata sub suprafata sub forma de gheata, sau curgand uneori pe pantele abrupte (dar arar, si in plus e tare sarata). Si am avut si mai multa in trecut, cu rauri de suprafata si oceane de dimensiunea celui Arctic de la noi, ceea ce inseamna ca ocupa 19% din suprafata planetei, preponderent in emisfera nordica.

Marte, concept oceane (NASA)

Din acea perioada ne-au ramas azi doar forme de relief precum albii de rauri secate, campii aluvionare, lacuri interconectate.

Structura planetei este asemanatoare cu a noastra, si avem un miez, manta si crusta, dar nu se stie forma de agregare a interiorului (daca avem o parte lichida), desi cel mai probabil vorbim de materie in curs de solidificare, de unde si miscarile tectonice descoperite recent. E bine totusi ca mai avem si mistere de elucidat. La suprafata, in alcatuirea litosferei, vedem bazalt magmatic in sudul inalt, dar si feldspat in nordul jos (deci o asemanare cu crusta Pamantului). Si o stire de ultima ora, vechea noastra cunostinta, InSight, a lucrat vreun an ca sa ajunga la concluzia ca Marte are o activitate seismica, ba chiar una foarte asemanatoare Marii Britanii (apx 450 cutremure semnificative –grad 3-4 pe scara Kanamori), se incadreaza perfect intre Pamant si Luna si la acest capitol, cu o acumulare treptata a intensitatii (deci avem o scoarta fragmentata, cu o compozitie eterogena, care ne indica o activitate vulcanica recenta redusa – dovada ca scoarta a fost sparta si apoi magma nu a refacut legatura intre parti) si disiparea lenta a undelor seismice care indica putina apa prezenta (nu se absoarbe propagarea undelor seismice). Pentru a confirma structura interna si contractia litosferei (prin racire) este nevoie studierea propagarii undelor seismice, iar asta inseamna masurarea vitezei, iar pentru viteza e nevoie de doua puncte fixe si cunoscute intre care sa se masoare deplasarea (deci, asta se traduce prin faptul ca avem nevoie de cunosterea sursei/punctului de plecare – adica se asteapta masurarea impactului unui bolid spatial semnificativ, sau a distantei parcurse – adica se asteapta un cutremur major a carui unde sa inconjoare planeta). Ca fapt divers, nu au reusit inca sa ingroape cartita europeana (senzorii termici) si se pregatesc sa o apese cu bratul robotic.

Avem in compozitia solului sodiu, clor, potasiu dar si magneziu sau calciu – neuniform distribuite , si in anumite zone fosfor samd. Va ganditi deja la NPK-urile din agricultura? Daca nu, va spun ca avem atat macronutrienti cat si micronutrienti necesari plantelor. Dar nu le avem pe toate in acelasi loc, iar unele au concentratii cu variatii mari, iar altele au fost descoperite puctual fara a se sti (inca) raspandirea planetara. Din pacate avem si componente toxice, mai ales percloratul, care inseamna ca pe langa pedologie avem nevoie si de un pic de ameliorare chimica pentru a vedea verde pe langa rosu.
 

Va urma.

Marius B

Partea a doua poate fi citita aici.

Surse:
1. Asif A. Siddiqi – Beyond Earth A CHRONICLE OF DEEP SPACE EXPLORATION, 1958–2016
2. Boris Chertok – Rockets and People
3. Perminov, V. G. – The Diffcult Road to Mars

4. VMC The Mars Webcam, ESA Mars Express ( https://www.flickr.com/photos/esa_marswebcam )
5. Mars Weather ( https://mars.nasa.gov/insight/weather/ )
6. Valles Marineris – The Grand Canyon of Mars ( https://solarsystem.nasa.gov/resources/683/valles-marineris-the-grand-canyon-of-mars/ )
7. Olympus Mons ( https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Images/2003/04/Olympus_Mons_25_kilometres_high_is_the_highest_volcano_in_the_Solar_System )

8. https://www.nature.com/articles/s41561-020-0544-y
9. https://www.nature.com/articles/s41550-019-0813-0
10. https://www.teslarati.com/terraforming-mars-is-still-possible-despite-nasa-scientists/
11. https://www.teslarati.com/elon-musk-terraform-mars-clean-energy-plan-controversy/
12. https://shop.spacex.com/products/nuke-mars-t-shirt
13. https://www.marssociety.org/
14. https://www.bbc.com/news/science-environment-47227660
15. https://www.planetary.org/explore/space-topics/space-missions/missions-to-mars.html
16. https://www.space.com/13558-historic-mars-missions.html
17. https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_missions_to_Mars
18. http://marspedia.org/Home
19. https://www.jpl.nasa.gov/infographics/infographic.list.php?catId=28
20. https://www.jpl.nasa.gov/video/details.php?id=1090
21. https://www.jpl.nasa.gov/spaceimages/details.php?id=PIA23623
22. https://www.jpl.nasa.gov/missions/mariner-4/
23. https://exploration.esa.int/web/mars/-/44997-the-red-planet
24. https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Mapping_Mars
25. https://sci.esa.int/web/mars-express/-/31029-martian-surface
26. https://www.esa.int/Science_Exploration/Human_and_Robotic_Exploration/Exploration/Mars
27. https://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/viking.html
28. https://www.nasa.gov/mission_pages/mars/missions/index-past.html
29. https://solarsystem.nasa.gov/planets/mars/exploration/?page=0&per_page=10&order=launch_date+desc%2Ctitle+asc&search=&tags=Mars&category=33
30. https://mars.nasa.gov/all-about-mars/facts/
31. https://solarsystem.nasa.gov/planets/mars/in-depth/
32. https://mars.nasa.gov/mars-exploration/missions/?page=0&per_page=99&order=date+desc&search=&category=167
33. https://history.nasa.gov/SP-4212/ch9.html
34. https://mars.nasa.gov/internal_resources/828/
35. https://history.nasa.gov/monograph15.pdf