همه چیز درباره سیاره سرخ: مریخ همسایه مرموز ما

مریخ یا بهرام چهارمین سیاره نزدیک به خورشید است؛ دنیایی غبارآلود، سرد و بیابانی با جوی بسیار نازک. این سیاره پویا دارای فصول مختلف، کلاهک‌های یخی قطبی، دره‌ها و آتشفشان‌های خاموش است و شواهدی وجود دارد که نشان می‌دهد در گذشته حتی بیشتر فعال بوده است.

مریخ یکی از دو سیاره همسایه زمین است. این سیاره به راحتی در آسمان قابل رویت است و به شکل یک نقطه قرمز نورانی و روشن به‌چشم می‌آید. همچنین بهرام یکی از چهار سیاره زمین‌سان است.

در این نوشته دانش خود را درباره سیاره سرخ مرور می‌کنیم. خواهیم دید که کره مریخ کجاست و چه موقعیتی در منظومه شمسی دارد. بعد از آن، با قمرهای مریخ آشنا می‌شویم و به گذشته و آینده این قمرها اشاره می‌کنیم. سپس ساختار آن را بررسی می‌کنیم؛در این قسمت به جنس سیاره مریخ و لایه‌های آن می‌پردازیم. پس از آشنایی با اتمسفر سیاره سرخ خواهیم دید که هوای بهرام سرد است یا گرم. در نهایت، خواهیم دید که تاریخچه رصدها و مأموریت‌های انسان به مریخ چه بوده است.

ریشه نام مریخ یا بهرام

سیاره مریخ از روی خدای جنگ رومیان باستان «مارس» نام‌گذاری شده است. چون رنگ سرخ آن یادآور خون بوده است.

تمدن‌های دیگر هم به‌خاطر همین ویژگی بر روی این سیاره نام‌هایی گذاشته‌اند. به عنوان مثال مصریان باستان به این سیاره «هر دشر» (Her Desher) می‌گفتند که به رنگ قرمزش اشاره دارد. حتی امروزه هم از مریخ به عنوان سیاره سرخ یاد می‌شود چون آهن موجود در خاک مریخ اکسید شده یا زنگ می‌زند و باعث می‌شود سطح این سیاره قرمز به نظر برسد.

ایرانیان این کره سرخ و نورانی را در آسمان بهرام می‌نامیدند. بهرام، مانند مارس، ایزد جنگ و جنگ‌آوری در اساطیر ایرانی است. مریخ نامی است که عرب‌ها روی کره بهرام گذاشتند که به رنگ آتشین آن اشاره دارد.

کره مریخ کجاست

مریخ چهارمین سیاره منظومه شمسی از خورشید است. این کره به‌همراه عطارد، زهره و زمین در منظومه شمسی درونی قرار دارند و اصطلاحاً سیارات درونی نامیده می‌شوند. منظومه شمسی درونی فاصله خورشید تا بیرون کمربند سیارکی را دربرمی‌گیرد. تمام سیارات سنگی منظومه شمسی در این ناحیه هستند و پس از آن، در منظومه شمسی بیرونی، چهار سیاره گازی داریم که مشتری و زحل غول‌های گازی و اورانوس و نپتون غول‌های یخی هستند.

به طور میانگین، مریخ از خورشید 228 میلیون کیلومتر و یا 1.5 AU فاصله دارد. AU یا همان واحد نجومی، به فاصله زمین تا خورشید گفته می‌شود. 13 دقیقه طول می‌کشد تا نور خورشید به مریخ برسد.

مدار و چرخش

مریخ هر 24.6 ساعت یک دور به دور خودش می‌چرخد. این مقدار به یک روز زمین که 23.9 ساعت است خیلی نزدیک است. یک سال در یهرام 669.6 روز مریخی طول می‌کشد. یا به عبارتی هر سال بهرام 687 روز زمین است.

محور چرخش مریخ 25 درجه نسبت به صفحه مدارش به دور خورشید انحراف دارد. مریخ از این جهت نیز بسیار شبیه به زمین است که انحراف مدارش 23.4 درجه است.

این انحراف باعث شده است که بهرام نیز مثل زمین فصل‌های مختلفی داشته باشد اما چون فاصله بهرام از خورشید بیشتر از زمین است، مدت زمان هر فصل نیز طولانی‌تر است. تفاوت دیگر فصول زمین و بهرام در این است که فصول زمین همگی 3 ماه هستند اما بخاطر مدار بیضی شکل و تقریبا تخم مرغی بهرام، فصولش به مقدار یکسانی طول نمی‌کشند.

بهار در نیم‌کره شمالی سیاره سرخ (پاییز در نیم‌کره جنوبی) طولانی‌ترین فصل مریخ است که 194 روز مریخی طول می‌کشد. پاییز در نیم‌کره شمالی (بهار در نیم‌کره جنوبی) کوتاه‌ترین فصل سال است که 142 روز مریخی است. زمستان نیم‌کره شمالی/تابستان نیم‌کره جنوبی 154 روز و تابستان نیم‌کره شمالی/زمستان نیم‌کره جنوبی 178 روز مریخی است.

قمرها و حلقه‌ها

سیاره مریخ دو قمر دارد: دیموس (Deimos) و فوبوس (Phobos). البته ممکن است این دو قمر، سیارک‌هایی باشند که در جاذبه مریخ گیر افتاده‌اند. آنها به شکل سیب زمینی هستند چون جرم آن‌ها آنقدر کم است که نیروی گرانش نمی‌تواند آن‌ها را کروی کند.

این دو قمر اسم‌هایشان را از اسب‌هایی می‌گیرند که ارابه خدای جنگ یونانیان باستان، آرِس، را می‌کشیدند.

فوبوس که قمر بزرگ‌تر و نزدیک‌تر به بهرام است، حفره‌ها و شیارهای عمیقی روی سطحش دارد. این قمر به آرامی به سمت بهرام در حال حرکت است و در حدود 50 میلیون سال دیگر به این سیاره برخورد می‌کند یا از هم می‌پاشد.

دیموس حدودا نصف فوبوس است و 2.5 برابر دورتر از مریخ است. این قمر شکل عجیبی دارد و پوشیده از خاک سست است که اغلب دهانه‌های سطح آن را پر کرده‌اند و باعث شده است که نسبت به فوبوس صاف‌تر به نظر برسد.

مریخ حلقه ندارد. با این حال، در 50 میلیون سال آینده، زمانی که فوبوس به مریخ برخورد می‌کند یا از هم می‌پاشد، ممکن است یک حلقه گرد و غباری در اطراف سیاره سرخ ایجاد کند.

اندازه و ساختار مریخ

شعاع بهرام 3390 کیلومتر است و تقریبا نصف زمین است. مانند زمین، کره مریخ نیز از سه لایه اصلی پوسته، گوشته و هسته شکل گرفته است.

به‌لطف کاوش‌های مریخ‌نورد این‌سایت (Insight) ناسا، دانش خوبی از ساختار داخل مریخ داریم. هدف از مأموریت این‌سایت، تهیه نقشه‌ای از لایه‌های درونی مریخ و ثبت فعالیت‌های لرزه‌ای این سیاره بود.

جنس سیاره مریخ

مریخ هسته متراکمی دارد که در مرکز آن است و شعاعش بین 1500 تا 2100 کیلومتر است. جنس هسته سیاره مریخ از آهن، نیکل و گوگرد است. دور تا دور این هسته را گوشته‌ای با ضخامت 1240 تا 1880 کیلومتر گرفته است. و در بالای گوشته، پوسته‌ایست از جنس آهن، منیزیم، آلومینیوم، کلسیم و پتاسیم. ضخامت پوسته بین 10 الی 50 کیلومتر است.

پوسته مریخ

سیاره سرخ در واقع رنگ‌های مختلفی دارد. در سطح، رنگ‌هایی مانند قهوه‌ای، طلایی و خرمایی را می‌بینیم. به این دلیل مریخ قرمز به نظر می‌رسد که آهن موجود در سنگ‌هایش اکسید می‌شود و زنگ می‌زند و گرد و غبار بهرام را سرخ می‌کند. این گرد و غبار به جو می‌رود و باعث می‌شود این سیاره از دور قرمز به نظر برسد.

جالب است که در حالی که قطر بهرام تقریباً نصف زمین است، سطح آن تقریباً برابر با سطح خشک زمین است. آتشفشان‌ها، دهانه‌های برخوردی، حرکت پوسته، و شرایط جوی چشم انداز بهرام را در طی سالیان متمادی تغییر داده‌اند و برخی از جالب ترین ویژگی‌های توپوگرافی منظومه شمسی را ایجاد کرده‌اند.

زلزله در مریخ

برخلاف زمین، پوسته مریخ تکه‌تکه نیست و کاملاً یکدست است. به این ترتیب پوسته و ژئولوژی این سیاره به‌اندازه زمین فعال نیست. این تفاوت اصلی یکی از عجیب‌ترین معماهای منظومه شمسی را به‌وجود آورده است. بسیاری از دانشمندان عقیده دارند که این پوسته حاصل خشک‌شدن یک اقیانوس سراسری ماگما است. اما برخی می‌گویند که پوسته مریخ احتمالاً منشأ پیچیده‌تری دارد.

در بهرام، زلزله یا «مریخ‌لرزه» وجود دارد، اما از آن‌جایی که پوسته این سیاره مانند زمین تکه‌تکه نیست، دانشمندان عقیده دارند مکانیسم زلزله در بهرام با سیاره ما متفاوت است. منشأ زلزله‌های بهرام عمدتاً فعالیت‌های آتشفشانی و برخورد شهاب سنگ‌ها هستند. بزرگ‌ترین زلزله‌ای که مریخ‌نورد این‌سایت ثبت کرد، بزرگای ۵ داشت. دانشمندان می‌گویند این بزرگ‌ترین حد زلزله ممکن روی بهرام است.

جذاب‌ترین ویژگی‌های پوسته مریخ

دره مارینر (Valles Marineris) یک دره‌ در مریخ است که طولی به اندازه فاصله کالیفرنیا تا نیویورک دارد - 4800 کیلومتر. بیشترین عرض این دره 320 کیلومتر و بیشترین عمق آن 7 کیلومتر است. این حدود 10 برابر بزرگتر از گرند کنیون زمین است.

کوه المپوس، که بزرگ‌ترین کوه آتشفشانی در منظومه شمسی است، در مریخ قرار دارد. این کوه ارتفاعی به اندازه سه برابر کوه اورست دارد و پایه این کوه به اندازه ایالت نیومکزیکو آمریکا و حدود 315 کیلومتر مربع است.

آب در مریخ؛ گذشته و حال

به نظر می‌رسد مریخ در گذشته آب‌های زیادی داشته است. شبکه‌ای از دره‌های رودخانه‌های باستانی، دلتاها، و بستر دریاچه‌ها‌ی زیادی دارد و همچنین سنگ‌ها و مواد معدنی‌ای در آن پیدا می‌شوند که فقط ممکن است در آب مایع بوجود آمده باشند. برخی از ویژگی‌های آن نشان می‌دهد که در حدود 3.5 میلیارد سال پیش سیل‌های عظیمی در مریخ می‌آمده است.

امروزه در بهرام آب وجود دارد، اما جو آن چنان نازک است که آب مایع برای مدت طولانی روی سطح وجود ندارد. امروزه، آب در بهرام به شکل آب یخ زده درست در زیر سطح در نواحی قطبی و همچنین به شکل آب شور یافت می‌شود که به صورت فصلی به پایین برخی از تپه‌ها و دیواره‌های دهانه‌ها سرازیر می‌شود.

اتمسفر

مریخ اتمسفر نازکی دارد که عمدتا از گازهای کربن دی اکسید، نیتروژن و آرگون ساخته شده است. بخاطر گرد و غبار معلق در هوا، آسمان مریخ مه آلود و قرمز است. اتمسفر سیاره سرخ از سطحش در برابر برخورد اجرام آسمانی مثل شهاب سنگ‌ها و دنباله دارها محافظت نمی‌کند.

هوای مریخ سرد است یا گرم

دمای مریخ بین 20 و 153- درجه سلسیوس متغیر است. و چون اتمسفر خیلی نازک است، گرمایی که از خورشید به مریخ می‌رسد به راحتی از این سیاره خارج می‌شود. اگر در روی سطح مریخ در استوا و در زمان ظهر بایستید، در پای شما هوا بهاری است (24 درجه سانتیگراد) و در کنار سرتان هوا زمستانی است. (0 درجه سانتیگراد).

بعضی اوقات بادهای مریخ آنقدر شدید هستند که طوفان‌های گرد و غبار را در سراسر این سیاره بوجود می‌آورند.

مگنتوسفر

در حال حاضر، مریخ میدان مغناطیسی جهانی ندارد، اما مناطقی از پوسته مریخ در نیمکره جنوبی به شدت مغناطیسی شده هستند که این نشان می‌دهد میدان مغناطیسی در 4 میلیارد سال پیش در سیاره سرخ وجود داشته است.

مقایسه زمین و مریخ

ویژگی‌ها	مریخ	زمین
میانگین فاصله مداری	227,943,824 km	149,598,262 km
میانگین سرعت مداری	86,677 km/h	107,218 km/h
خروج از مرکز مدار	0.0933941	0.01671123
زاویه با دایره البروج	25.2	23.4393
شعاع تا استوا	3,389.5 km	6,371.00 km
محیط استوا	21,296.9 km	40,030.2 km
حجم	163,115,609,799 km3	1,083,206,916,846 km3
جرم	641,693,000,000,000,000,000,000 kg	5,972,190,000,000,000,000,000,000 kg
چگالی	3.934 g/cm3	5.513 g/cm3
مساحت سطح	144,371,391 km2	510,064,472 km2
شتاب گرانش در سطح	3.71 m/s2	9.80665 m/s2
سرعت فرار	18,108 km/h	40,284 km/h
مواد تشکیل‌دهنده جو	کربن دی اکسید، نیتروژن، آرگون	نیتروژن، اکسیژن

مشاهدات تلسکوپی اولیه

مریخ برای اخترشناسان باستانی معمایی بود، که از حرکت ظاهراً غیر قابل پیش‌بینی آن در سراسر آسمان گیج می‌شدند - گاهی در همان جهت خورشید و سایر اجرام آسمانی حرکت می‌کرد (حرکت مستقیم یا پیش‌رونده) و گاهی در جهت مخالف (حرکت وارونه). در سال 1609 میلادی/ 988 شمسی، یوهانس کپلر (Johannes Kepler) ، ستاره شناس آلمانی، از مشاهدات همکار دانمارکی خود تیکو براهه (Tycho Brahe) استفاده کرد تا به طور تجربی قوانین حرکت آن را استنتاج کند و بنابراین راه را برای نظریه گرانشی مدرن منظومه شمسی هموار کرد. کپلر دریافت که مدار مریخ یک بیضی است که در طول آن سیاره با حرکت غیر یکنواخت اما قابل پیش بینی حرکت می‌کند. ستاره شناسان قبلی اساس نظریه‌های خود را ایده قدیمی بطلمیوسی در مورد سلسله مراتب مدارهای دایره‌ای و حرکت یکنواخت قرار داده بودند.

اولین مشاهدات تلسکوپی مریخ که در آن دیسک این سیاره دیده شد، توسط اخترشناس ایتالیایی گالیله در سال 1610 میلادی/ 989 شمسی انجام شد. کلاهک‌های قطبی مریخ اولین بار توسط ستاره شناس فرانسوی ایتالیایی الاصل جیان دومنیکو کاسینی در حدود سال 1666 میلادی/ 1045 شمسی مورد توجه قرار گرفت.

اولین نقشه شناخته شده مریخ در سال 1830 توسط ویلهلم بر و یوهان هینریش فان مادلر آلمانی تهیه شد. 

حیات بر روی مریخ

تا قرن نوزدهم باور اصلی این بود که مریخ نیز مانند زمین میزبان حیاتی پیشرفته است. کسانی که با تلسکوپ به رصد این سیاره می‌پرداختند، خطوط و طرح‌های روی پوسته سیاره سرخ را کانال‌ها و دیگر علائم تمدن و حسات هوشمند روی این سیاره می‌پنداشتند. آن‌ها حتی نقشه‌ای مشهور از شهرها و ساخته‌های غیرطبیعی مریخ تهیه کرده بودند.

با پیشرفت ابزارهای رصدی و دانش ما از اتمسفر سیارات دیگر، مشخص شد که ایده حیات هوشمند فرازمینی در مریخ چیزی جز یک خطا نبوده است.

دانشمندان انتظار ندارند که موجود زنده در حال رشدی در مریخ پیدا کنند. در عوض، آن‌ها دنبال نشانه‌هایی از حیات در این سیاره در گذشته هستند. ممکن است زمانی که مریخ گرم‌تر بوده و آب مایع روی سطح آن وجود داشته موجوداتی در آن زندگی می‌کرده‌اند.

با این حال برخی عقیده دارند که شاید گونه‌های بسیار مقاومی از حیات میکروبی همچنان در اعماق منجمد بهرام زنده مانده باشند. این احتمال وجود دارد که با از بین رفتن شرایط حیات در بهرام، تعدادی از گونه‌های سرسخت وارد یک وضعیت خواب شده و در انتظار بازگشت شرایط مساعد هستند.

اکتشافات به وسیله فضاپیماها

ده‌ها فضاپیما که شامل مدارگرد‌ها، فرودگر‌ها، و مریخ‌نورد‌ها می‌شود به سیاره سرخ فرستاده شده‌اند. اتحاد جماهیر شوروی، ایالات متحده آمریکا، اروپا، هند، امارات متحده عربی و چین از جمله کشورهایی هستند که فضاپیماهایی را به مریخ فرستاده‌اند تا سطح، اقلیم و … آن را مطالعه کنند.

مارینر 4 (Mariner 4) ناسا اولین فضاپیمایی بود که بهرام را مشاهده کرد. این فضاپیما در 28 نوامبر 1964 میلادی/ 7 آذر 1343 شمسی به فضا فرستاده شد و در تاریخ 15 جولای 1965 میلادی/ 24 تیر 1344 شمسی، در نزدیک‌ترین فاصله‌اش به بهرام قرار گرفت. مارینر 4، کمربند تشعشعی ضعیف بهرام را شناسایی کرد که در حدود 0.1 درصد از زمین اندازه گیری شد و اولین تصاویر سیاره دیگری را از اعماق فضا ثبت کرد.

هنگامی که فضاپیماها در طی ماموریت‌های مارینر ناسا در دهه‌های 1960 و 1970 میلادی از این سیاره بازدید کردند، بسیاری از باورهای قبلی درمورد مریخ به طور اساسی از بین رفتند. پس از دیدن نتایج آزمایش‌های تشخیص حیات ماموریت‌های وایکینگ‌ها (Viking)، این فرضیه که مریخ یک سیاره مرده است کاملا پذیرفته شد.

داده‌های مارینر 9 و وایکینگ باعث شد تا نقشه‌های بهتری از مریخ تهیه شود. همچنین مأموریت نقشه‌بردار سراسر مریخ، که در سال 1996 میلادی به فضا پرتاب شد و تا اواخر سال 2006 میلادی فعالیت داشت، نقشه‌های کامل و بسیار دقیقی از توپوگرافی، میدان مغناطیسی و مواد معدنی سطح مریخ به دست آورد. این نقشه‌ها به صورت آنلاین در وب سایت‌هایی از جمله Google Mars در دسترس هستند.

هر دو مدارگرد شناسایی مریخ (Mars Reconnaissance Orbiter) و مارس اکسپرس (Mars Express) با ابزارهای جدید و به کمک مأموریت‌های فرودگر به کاوش مریخ ادامه دادند. ناسا دو ابزار آنلاین ارائه کرده است: Mars Trek، که با استفاده از داده‌های 50 سال اکتشاف، سیاره را به تصویر در‌می‌آورد، و Experience Curiosity، که سفر در مریخ را به صورت سه بعدی شبیه‌سازی می‌کند.

ماموریت‌های مریخ

تا سال 2021 میلادی، سیاره سرخ میزبان 14 فضاپیمای فعال بود. 8 تا از آن‌ها در مدار بهرام هستند: مارس ادیسی 2001 (2001 Mars Odyssey)، مارس اکسپرس، مدارگرد شناسایی مریخ، ماون ( MAVEN)، ماموریت مدارگرد مریخ ( Mars Orbiter Mission)، مدارگرد ردیاب گاز اگزومارس ( ExoMars Trace Gas Orbiter)، کاوشگر مریخ‌پیمای امید امارات ( Hope) و تیان‌ون 1 (Tianwen-1). 6 فضاپیما در سطح مریخ: فرودگر این‌سایت ( InSight)، آزمایشگاه علمی مریخ ( Mars Science Laboratory)، مریخ‌نورد کنجکاوی (Curiosity)، مریخ‌نورد استقامت ( Perseverance)، بالگرد مریخی نبوغ (Ingenuity)، فرودگر تیان‌ون و مریخ‌نورد ژورانگ (Zhurong).

ماموریت مریخ‌نورد روزالیند فرانکلین، که برای جستجوی شواهدی از زندگی گذشته طراحی شده، قرار بود در سال 2018 میلادی به فضا پرتاب شود، اما بارها به تعویق افتاد و تاریخ پرتاب آن گفته شده است که سال 2024 میلادی است. چندین طرح برای ماموریت‌هایی که انسان را به مریخ بفرستند در طول قرن 20 و 21 ارائه شده است، اما هیچ یک به نتیجه نرسیده است. در سال 2021 میلادی، چین قصد داشت در سال 2033 میلادی یک ماموریت دارای خدمه به مریخ بفرستد.

سخن پایانی

در این متن با سیاره سرخ، مریخ یا بهرام، و قمرهای آن آشنا شدیم. دیدیم که این قمرها احتمالاً اجرامی هستند که از کمربند سیارکی در گرانش مریخ گرفتار شده‌اند و در آینده، احتمالاً فوبوس با فروپاشی تبدیل به حلقه‌هایی اطراف مریخ شود.

ساختار داخل بهرام مانند زمین از سه لایه پوسته، گوشته و هسته تشکیل شده. جنس لایه‌های سیاره مریخ شباهت زیادی به زمین دارد و عناصر اصلی آن‌ها عبارتند از آهن، نیکل و گوگرد در هسته و آهن، منیزیم، آلومینیوم، کلسیم و پتاسیم در پوسته.

زمانی روی سطح سیاره بهرام آب وجود داشت؛ اما حالا تمام این آب مایع از بین رفته و آب به‌صورت منجمد در کلاهک قطبی و احتمالا در زیر سطح سیاره سرخ وجود دارد. با اتمسفر این سیاره آشنا شدیم و سرد بودن یا گرم بودن هوای مریخ را بررسی کردیم.

بسیاری از دانشمندان اعتقاد دارند که در گذشته احتمالاً روی سیاره بهرام حیات میکروبی وجود داشته است که امروز می‌توانیم بقایای آن‌ها را در خاک سرخ این سیاره پیدا کنیم. در نهایت به بررسی تاریخچه رصدها و مأموریت‌های سیاره مریخ پرداختیم.

مریخ یکی از مطالعه‌شده‌ترین سیارات منظومه شمسی است و همچنان مأموریت‌های زیادی به این سیاره برنامه‌ریزی خواهند شد. هدف از این برنامه‌ها شناخت هرچه بیشتر این همسایه سرخ و همچنین ایجاد آمادگی برای سفر انسان‌ها به این سیاره خواهد بود.

حقایق جالب درمورد سیاره سرخ

• مریخ در گذشته خیلی دور آب به شکل مایع داشته است.
• در قطب‌های مریخ، آب به صورت یخ وجود دارد.
• اتمسفر سیاره سرخ در گذشته ضخامت بیشتری داشته است.
• سطح مریخ پستی و بلندی‌های شدیدی دارد.

سئوالات متداول