מאדים

מתוך Astropedia

קפיצה אל: ניווט, חיפוש
מאדים
מאדים.
מידע כללי
סוג עצם: כוכב לכת
מיקום: מסלול סביב השמש
מאפיינים מסלוליים
רדיוס מסלול: 227,939,100 ק"מ
רדיוס מסלול: 1.523 י"א AU
אפהליון: 249,209,300 ק"מ
(1.665 י"א AU)
פריהליון: 206,669,000 ק"מ
(1.381 י"א AU)
אקסצנטריות: 0.093
זמן הקפה: 1.881 שנים, 686.971 ימים
נטיית מסלול: 1.850°
מאפיינים פיזיים
בהירות: 0.5±0.7 מגניטוד
רדיוס בקו המשווה: 3,396.2±0.1 ק"מ
צפיפות ממוצעת: 3.934 גרם/סמ"ק
אלבדו: 0.15


מאדים (באנגלית: Mars) - כוכב הלכת הרביעי במרחקו מהשמש. מאדים הינו כוכב לכת ארצי (סלעי) והוא השביעי בגודלו ובמסתו במערכת השמש. פני השטח האדומים של כוכב הלכת נראים גם לצופה מכדור הארץ ונובעים מתחמוצות ברזל ("חלודה") רבות שעל-פניו. צבע אדום זה הוא המקור לשמו העברי של כוכב הלכת וגם לשמו הלטיני, מארס (Mars), על-שם אל המלחמה הרומאי. פני השטח של כוכב הלכת הינם מגוונים וכוללים מכתשים, קניונים נרחבים והרי געש גבוהים כשהעצום שבהם הינו אולימפוס מונס שהוא ההר הגבוה ביותר במערכת השמש. בקטבים של מאדים נמצאות שתי כיפות קרח העשויות פחמן דו-חמצני (המכונה "קרח יבש") ואף מים (H20). למאדים אטמוספרה דלילה שהלחץ שלה על פני הקרקע הינו כמאית מלחץ האטמוספרת של כדור הארץ. האטמוספרה שלו מורכבת בעיקרה (96%) מפחמן דו-חמצני. בגלל הלחץ האטמוספרי הנמוך קרח המים במאדים מתאדה לגז כאשר הוא מתחמם ואינו הופך קודם לכן לנוזל (תהליך "המראה"). למעשה הלחץ והטמפרטורה על פני המאדים קרובים מאד לנקודה המשולשת של מים (הלחץ והטמפרטורה בהם שלושת מצבי הצבירה של מים יכולים להתקיים בו זמנית). אם זאת, ערוצים יבשים על-פני השטח מלמדים כי בעבר זרמו מים נוזליים על-פני כוכב הלכת האדום. למאדים שני ירחים קטנטנים בשם פייבוס ודיימוס, שהם כנראה אסטרואידים שנלכדו בשדה הכבידה של כוכב הלכת. מאדים הוא אחד הגופים השמימיים הנחקרים ביותר ורכבי חלל רבים סובבים (וסבבו) אותו ואף נחתו על-פניו. על-אף מיתוסים שונים בתרבות האנושות לא מוכרים כיום יצורים חיים כלשהם על המאדים.

תוכן עניינים

הרכב, מבנה ופני שטח

מפה טופוגרפית של מאדים. מקור: מנהל החלל והתעופה של ארה"ב.
מפה טופוגרפית של מאדים. מקור: מנהל החלל והתעופה של ארה"ב.

מאדים הוא כוכב לכת סלעי (בדומה לכדור הארץ). במרכזו ליבת ברזל וסביבה מעטפת סיליקטית צמיגית כמו מבנהו של כדור-הארץ. בניגוד לכדור-הארץ, בו רוב הברזל נמצא בליבה, חלק ניכר מהברזל במאדים נמצא בכרום כוכב הלכת שם הוא מחומצן ומקבל גוון אדום של חלודה - מקור צבעו של כוכב הלכת. למאדים אין שדה מגנטי משמעותי בניגוד לכדור-הארץ.

פני השטח של מאדים מגוונים ומעניינים. בממוצע, חציו הצפוני של מאדים נמוך יותר מחציו הדרומי. מדענים מעריכים כי הגורם לכך הוא התרסקות של אסטרואיד גדול בקוטר של כ-1,000 ק"מ בחלקו הצפוני של כוכב הלכת לפני כ-4 מיליארד שנה. ראו את הבדל הגובה הממוצע בתרשים הטופוגרפי. בנוסף, על פני השטח היבשים של מאדים נמצאים יותר מ-40,000 מכתשים שקוטרם גדול מ-5 ק"מ.

על מאדים נמצא ההר הגבוה ביותר במערכת השמש - האולימפוס מונס. זהו הר געש רדום המתנשא לגובה של כ-27 ק"מ מעל לגובה הממוצע של פני השטח, פי שלושה לערך מגובהו של הר האוורסט. רוחב ההר הוא כ-550 ק"מ, ובשיאו לוע שעומקו כ-3 ק"מ. שיפועו המתון של ההר, בין 2.5 ל-5 מעלות, מלמד כי הוא הר געש מסוג חרוט מגן (Shield volcano), הר געש הנוצר מזרימה איטית של לבה לאורך מרחק רב.

ואליס מארינריס הוא הקניון הגדול ביותר במערכת השמש: אורכו כ-4,000 ק"מ (כרבע מהיקפו של מאדים), רוחבו כ-200 ק"מ ועומקו מגיע לכ-7 ק"מ. ככל הנראה, הקניון נוצר בתהליכים גאולוגים של שבירה דוגמאת אלו המתרחשים בשבר הסורי-אפריקני בכדור-הארץ. במשך הזמן עבר הקניון תהליכי בלייה ע"י הרוח, התרחב והעמיק.

מים על המאדים

שפוכת חדשה במדרון על המאדים שייתכן ונוצרה מזרימה של מים. מקור: מנהלת החלל והתעופה של ארה"ב.
שפוכת חדשה במדרון על המאדים שייתכן ונוצרה מזרימה של מים. מקור: מנהלת החלל והתעופה של ארה"ב.

בקטביו של מאדים נמצאות שתי כיפות קרח העשויות מים (H2O) ופחמן דו-חמצני (CO2 המכונה "קרח יבש"). כיפות הקרח מתכווצות בקיץ עם עליית הטמפרטורות וגדלות שוב בחורף הבא. קרח נמצא גם מתחת לפני השטח במקומות אחרים בכוכב הלכת ומשתחרר לעיתים כגז בתהליך של המראה (סובלימציה) עם חילופי העונות. אם זאת, מספר עדויות מראות כי במקומות נמוכים ובטמפרטורות מסוימות תיתכן זרימה - כנראה של מים (ראו בתמונה מעיין מדרון). כמו כן, על מאדים נמצאים ערוצי נחלים, ואדיות ודלתאות, המעידים כי בעבר זרמו מים נוזלים על כוכב הלכת. בנוסף, על מאדים נמצאו מינרלים כמו המטיט, הנוצרים בנוכחות של מים נוזלים.

אטמוספרה

האטמוספרה של מאדים מכילה כ-96% פחמן דו-חמצני, 3% חנקן, ומעט ארגון, חמצן ומים. צפיפות האטמוספרה נמוכה למדי והלחץ האטמוספרי בה הינו כמאית מזה השורר על כדור הארץ (בין 7 ל 11 מיליבר). הטמפרטורה על פני מאדים, כפי שנמדדה במהלך משימות שונות נעה בין -140 מעלות צלסיוס לבין +20 מעלות צלסיוס. הטמפרטורה הממוצעת הינה בסביבות ה -63 מעלות צלסיוס. נתונים אלו של לחץ וטמפרטורה קרובים לנקודה המשולשת של המים, כך שלרוב חימום קרח על מאדים יהפוך אותו לגז בתהליך של המראה. רק במקומות נמוכים, בהם לחץ האוויר גבוה יותר, ייתכן מצב של הפשרת הקרח או התעבות האדים לנוזל וגם זאת במשרעת טמפרטורות קצרה מאד. לאחרונה התגלה גם מתאן באטמוספרה של מאדים. מכיוון שמתאן הוא גז לא יציב המתפרק ע"י קרינה אולטרה-סגולה, הועלו מספר השערות לגבי מקור של הספקה קבועה של המתאן. שני מקורות אפשריים הם מקור גיאולוגי (הרי געש, גייזרים וכדומה) המשחררים מתאן ממעבי האדמה. מקור אפשרי אחר הוא מקור ביולוגי, כלומר יצורים חיים הפולטים מתאן כפי שנעשה הדבר על כדור-הארץ.

צבע השמים של מאדים

צבע השמים של מאדים (כפי שניתן לראות בתמונות למטה) הוא ורדרד חום ולעיתים אף צהבהב. צבע זה נגרם בגלל ריבוי חלקיקי אבק גדולים באטמוספירה של מאדים. לכדור הארץ צבע שמים כחול הנגרם אודות לפיזור של הקרינה על פני החלקיקים באטמוספירה (פיזורים אילו נקראים פיזורי ריילי - המתארים פיזורים של קרינה בעלת אורך גל הגדול מהאובייקט עליו היא מתפזרת). האטמוספירה של כדור הארץ מפזרת את האור כחול בצורה היעילה ביותר. לעומת זאת, האטמוספירה של מאדים מרובה בחלקיקים יחסית גדולים (גודלם נע בין 0.4 ל 10 מיקרומטרים) המפזרים את האור האדום (בעל אורך גל ארוך יותר מהאור הכחול) באופן יעיל יותר.

חיים

מאז סוף המאה ה-19 קיימים מיתוסים בתרבות הפופולרית המתארים חיים תבוניים על המאדים. מקור מיתוסים אלו הוא במחקר המדעי של האסטרונום ג'יובאני שאפירלי שתיאר ערוצי מים (באיטלקית Canali) על-פני כוכב הלכת. תצפית זו תורגמה לאנגלית כ-Canals, כלומר תעלות מלאכותיות ולא כ-Channels שמובן גם כערוץ טבעי. קיומם של תעלות הנושאות מים מהקטבים ומשקות את כוכב הלכת המדברי נדמו כאפשריות רק בנוכחותה של תרבות טכנולוגית ומפותחת. אם זאת, כאשר חלליות הגיעו אל כוכב הלכת החל משנות השישים של המאה העשרים התברר כי על פני השטח לא קיימות תעלות ולא ערוצים טבעיים הנושאים מים מהקטבים ומשקים את המדבר וכי אין בנמצא תרבות טכנולוגית תבונית. יחד עם זאת, נותרה השאלה האם קיימים חיים מיקורוסקופיים במאדים. מספר חלליות שנחתו על כוכב הלכת כמו ויקינג 1 ו-2 (בשנות השבעים), ספיריט, אופרטוניטי ופיניקס (בשנות ה-2000) נשאו מעבדות וכלי מדידה שחיפשו אחר עדויות לחיים.

הניסויים שנעשו ע"י נחתות הויקינג לחיפוש חיים פרימיטיביים הם:

  • ניסוי החלפת הגז (Gas Exchange Experiment) – במהלך הניסוי מזון ומים הוספו לדגימת קרקע ונמדד שחרור גזים מהקרקע. במהלך הניסוי אכן השתחררו חמצן ודו תחמוצת הפחמן לסביבת הניסוי, אך ניתן להסביר זאת גם כתוצאה מפירוק טבעי של הקרקע.
  • ניסוי הטמעת הפחמן (Carbon Assimilation Experiment) – במהלך הניסוי שיעור הפחמן בדגימה נמדד ואכן נמדדו שינויים מסויימים. שינויים כאלו יכלו להיגרם גם כתוצאה מפירוק מרכיבי הקרקע.
  • ניסוי הדגימות המסומנות (Labeled Release Experiment) – במהלך הניסוי שוחרר מזון המכיל רכיבים רדיו אקטיביים ונמדד הם אלו מופיעים (לאחר פירוקם על ידי אורגניזם חי) כגז.

עד היום לא נמצאו הוכחות חותכות לקיומם של אורגניזמים זעירים. עדות אפשרית אחרת לקיומם של חיים על המאדים נמצאה בדמות המטאוריט ALH84001. מטאוריט זה התגלה באנטרקטיקה ועל-סמך בדיקות כימיקליות התברר כי מקורו ממאדים. צורות גליליות ומיקרוסקופיות המוכרות כתוצר לוואי של אורגניזמים זעירים התגלו על המטאוריט וגרמו לויכוח האם מדובר בייצור מן המאדים או בזיהום ארצי של המטאוריט.

מחזורי סיבוב

מאדים סובב סביב צירו ("יממה כוכבית") אחת ל 24 שעות, 37 דקות ו 22.66 שניות. זווית ציר הסיבוב הינה כ-25.2 מעלות (של כדור הארץ: 23.5 מעלות), כלומר גם למאדים חילופי עונות. אם זאת, כל עונה על מאדים ארוכה יותר מזו שעל הארץ מכיוון שהשנה של מאדים (כ-686 ימים ארציים) כמעט וכפולה מהשנה הארצית (365 ימים ארציים). השפעות כבידיתיות של השמש וכוכבי הלכת הגדולים גורמים לשינויים תכופים במסלולו של מאדים ובמחזורי הסיבוב שלו. כך למשל האקצנטריות של מסלול מאדים משתנית בין מסלול מעגלי כמעט (0.002) למסלול אליפטי למדי (0.09, כיום).

באמצעות תשדורת הרדיו בין נחתות ויקינג לכדור הארץ, נמדד המרחק למאדים בדיוק רב (דיוק של כ 1.5 מטר) במשך מספר שנים. המדידות איפשרו לאשר תחזיות שונות של תורת היחסות הכללית, בינהן עיכוב האור (ראו: עידוש כבידתי), ולפסול תורות כבידה מתחרות.

בנוסף המדידות שימשו להצבת חסמים על שינוי בקבוע הכבידה העולמי שהראו שהשינוי האפקטיבי כתלות בזמן של קבוע הכבידה אינו עולה על כ 0.2\pm0.4\times10^{-11}~{\rm yr}^{-1}.

כמו כן מדידת זמני ההגעה של תשדורות הרדיו ממאדים שימשו לחישוב מדויק של נטיית הציר של מאדים (ראו גם: מילקה):

\epsilon=\,25.1894^{\circ}\pm0.0001

הקשר העולה של נטיית הציר של מאדים ב 1980:

\psi=\,35.4796^{\circ}\pm0.0001

וקצב הפרסציה שלו:

\psi_{0}=\,-7.83\pm0.30^{''}\,{\rm yr}^{-1}

שמתרגם למחזור פרסציה של:

165,000\pm6,000~{\rm yr}

ירחים

דיימוס, ירחו הקטן של מאדים. מקור: מנהלת החלל והתעופה של ארה"ב.
דיימוס, ירחו הקטן של מאדים. מקור: מנהלת החלל והתעופה של ארה"ב.

למאדים שני ירחים קטנטנים, הקרויים פובוס (Phobos) ודיימוס (Deimos) על-שם שני בניו של אל השאול הם "פחד" ו-"אימה". לשני הירחים, שהתגלו על ידי אסף הול (Hall) בשנת 1877, צורה לא סימטרית (ראה תמונה) והם למעשה אסטרואידים שנלכדו במסלול סביב מאדים.

בטבלה הבאה מופעים הנתונים הפיסקלים של ירחי מאדים:

ירחי מאדים בסדר מרחקם ממאדים
שם רדיוס ממוצע (ק"מ) צפיפות (גרם לסמ"ק) בהירות ממוצעת בניגוד חצי ציר ארוך של המסלול (ק"מ) אקסצנטריות נטיית המסלול (מעלות) זמן מחזור (ימים) מגלה ושנת גילוי
פובוס 11.1 1.887 11.3 9,377.2 0.015 1.093 0.319 הול 1877
דיימוס 6.2 1.471 12.4 23,460 0.0002 0.93 1.26 הול 1877

משימות למאדים

תמונה שצילמה הנחתת ויקינג מפני השטח של מאדים ב-11 לפברואר 1978.  מקור:  ארכיב התמונות של ויקינג - מנהלת החלל והתעופה של ארה"ב. כאשר שודרה התמונה לראשונה בטלוויזיה האמריקנית בשנות השבעים נראו השמים בצבע כחול מכיוון שהטכנאים ששידרו את התמונה לא יכלו לדמיין שמים בצבע השונה מכחול. לאחר מכן תוקנו את הצבעים לייצג את צבע השמיים האמיתי.
תמונה שצילמה הנחתת ויקינג מפני השטח של מאדים ב-11 לפברואר 1978. מקור: ארכיב התמונות של ויקינג - מנהלת החלל והתעופה של ארה"ב. כאשר שודרה התמונה לראשונה בטלוויזיה האמריקנית בשנות השבעים נראו השמים בצבע כחול מכיוון שהטכנאים ששידרו את התמונה לא יכלו לדמיין שמים בצבע השונה מכחול. לאחר מכן תוקנו את הצבעים לייצג את צבע השמיים האמיתי.
איזור הנחיתה של מרס פאת'פיינדר בשנת 1997, כפי שצילמה המצלמה הממוקמת בחללית. מקור: מנהלת החלל והתעופה של ארה"ב.
איזור הנחיתה של מרס פאת'פיינדר בשנת 1997, כפי שצילמה המצלמה הממוקמת בחללית. מקור: מנהלת החלל והתעופה של ארה"ב.
הרובוט סוג'ורנר חוקר את סביבתו. כפי שצילמה החללית פאת'פיינדר. מקור: מנהלת החלל והתעופה של ארה"ב.
הרובוט סוג'ורנר חוקר את סביבתו. כפי שצילמה החללית פאת'פיינדר. מקור: מנהלת החלל והתעופה של ארה"ב.
אתר הנחיתה של הגשושית פניקס. בתמונה ניתן להבחין במרבצי קרח (ככל הנראה של מים) מתחת לרגלי רכב הנחיתה של פניקס. מקור: מנהלת החלל והתעופה של ארה"ב.
אתר הנחיתה של הגשושית פניקס. בתמונה ניתן להבחין במרבצי קרח (ככל הנראה של מים) מתחת לרגלי רכב הנחיתה של פניקס. מקור: מנהלת החלל והתעופה של ארה"ב.

מאדים הוא כוכב הלכת הנחקר ביותר במערכת השמש שלנו (למעט כדור הארץ) - להלו רשימה חלקית של משימות למאדים:

  • 1964: החללית מרינר 4 (Mariner) של מנהלת החלל והתעופה של ארה"ב חלפה ליד מאדים, ושידרה לכדור הארץ תמונות ראשונות מפני השטח שלו.
  • נובמבר 1971: החללית מרינר 9 (Mariner) של מנהלת החלל והתעופה של ארה"ב היתה החללית הראשונה שנכנסה למסלול סביב כוכב לכת אחר.
  • נובמבר 1971: החלליות מרס 2 ו- 3 (Mars) של ברית המועצות דאז נחתו על מאדים אך אבד איתן הקשר שניות מעטות לאחר הנחיתה.
  • 1975: שוגרו משימות ויקינג 1 ו- 2 (Viking) אשר נחתו בהצלחה בשנת 1976 על פני השטח של מאדים. נחתות אלה צילמו את תמונות הצבע הראשונות ממאדים ומיפו את פני השטח ביסודיות. בנוסף נחתות הויקינג ביצעו סידרת ניסויים בכדי לבחון האם קיימים חיים על פני מאדים, אך תוצאות הניסוי לא היו חד משמעיות. ויקינג 2 פעל כשלוש שנים ואילו ויקינג 1 המשיך לפעול כשש שנים. משמאל תמונה שצולמה ע"י ויקינג 1.
  • 1988: ברית המועצות שלחה את פובוס 1 ו- 2 (Phobos) לחקור את מאדים ואת ירחיו. הקשר עם פובוס 1 אבד בדרך למאדים ואילו הקשר עם פובוס 2 אבד דקות ספורות לפני הנחיתה, לאחר ששלח כבר תמונות של מאדים.
  • 1992: הלווין מרס אובסרבר (Mars Observer) שנשלח ע"י נאס"א על מנת לחקור את מזג האוויר והגאולוגיה של מאדים, איבד את הקשר דקות ספורות לפני שנכנס למסלול סביב כוכב הלכת.
  • 1996: מנהלת החלל והתעופה של ארה"ב שיגרה את מרס גלובל סרוויור ( Mars Global Surveyor) שעיקר תפקידו היה למפות את מאדים. משימה זו הוכתרה בהצלחה. המשימה הסתיימה בשנת 2006 כאשר אבד הקשר עם הלווין.
  • 1996: מרס פת'פיינדר (Mars Pathfinder) שוגר ע"י מנהלת החלל והתעופה של ארה"ב (ראו תמונה משמאל). החללית הכילה רובוט נייד קטן הנקרא סוג'ורנר (Sojourner) אשר חקר סלעים קטנים מסביב לאיזור הנחיתה (ראו תמונה משמאל). הרובוט המשיך לפעול כשלושה חודשים.
  • 2001: נאס"א שלחה את מרס אודוסי (Mars Odyssey) אשר עדיין (נכון לספטמבר 2009) נמצא במסלול סביב מאדים. ספקטרומטר של קרינת גאמא שנמצא על החללית מצא עדויות למימן בשכבות העליונות והרופפות של סלעי המאדים.
  • 2003: סוכנות החלל הארופאית שלחה את מרס אקספרס (Mars Express) עם הגשש ביגל 2 (Beagle), אך הנחתת נכשלה במעבר באטמוספירה. הסברה הרווחת היא שהמצנח של הנחתת לא נפתח כהלכה.
  • 2003: נשלחו שני גששים ספיריט (Spirit - עוז רוח) ואופורטוניטי (Opportunity - הזדמנות) אשר נחתו על פני המאדים בשנת 2004. שני הגששים נעו למרחקים ארוכים על-פני המאדים וחקרו תבניות נוף שונות במשך מספר שנים. המשימה הוכתרה בהצלחה רבה. הבולט בין הישגי המשימה הוא ההכרעה החד משמעית על קיומם של מים במצב צבירה נוזלי על פני מאדים.
  • 2007: הפיניקס (Phoenix) שוגר לקוטב הדרומי של מאדים. באתר הנחיתה של פניקס נמצאו עדויות לקרח של מים על פני הקרקע.

תצפית במאדים

תנועתו של מאדים על פני כיפת השמיים - התמונה מדגימה תנועה אחורית של כוכב לכת על פני כיפת השמיים. התמונה הינה הרכבה של מספר תמונות שצולמו כל מספר ימים. הכוכבים ברקע נראים עומדים במקומם בעוד כוכב הלכת מאדים (הנקודות הכתומות הגדולות) וכוכב הלכת אוראנוס (רצף הנקודות הקטנות מעל מאדים) נעים על רקע הכוכבים הרחוקים. בתמונה נראה מאדים זז "קדימה", "אחורה" ושוב "קדימה" - תופעה הנגרמת כאשר כדור-הארץ "עוקף" את מאדים. התמונה צולמה ע"י Tunc Tezel ומופיעה פה ברשותו.
תנועתו של מאדים על פני כיפת השמיים - התמונה מדגימה תנועה אחורית של כוכב לכת על פני כיפת השמיים. התמונה הינה הרכבה של מספר תמונות שצולמו כל מספר ימים. הכוכבים ברקע נראים עומדים במקומם בעוד כוכב הלכת מאדים (הנקודות הכתומות הגדולות) וכוכב הלכת אוראנוס (רצף הנקודות הקטנות מעל מאדים) נעים על רקע הכוכבים הרחוקים. בתמונה נראה מאדים זז "קדימה", "אחורה" ושוב "קדימה" - תופעה הנגרמת כאשר כדור-הארץ "עוקף" את מאדים. התמונה צולמה ע"י Tunc Tezel ומופיעה פה ברשותו.

ניתן להבחין בכוכב הלכת מאדים בשמי הלילה ככוכב בהיר בצבע אדמדם. מכיוון שזמן ההקפה של מאדים את השמש הוא כשנתיים, הוא מגיע לשיא בהירותו בערך אחת לשנתיים. בשיא בהירותו מאדים בהיר אף יותר מצדק וסיריוס (שהוא הכוכב הבהיר ביותר בשמיים) ובהירים ממנו הם רק נוגה, הירח והשמש. ככל יתר כוכבי הלכת מאדים נע בין כוכבי השמיים (ראו תמונה מימין) ועל כן מיקומו משתנה מלילה ללילה.

אפימרידים של מאדים

אפימרידים של מאדים וירחיו ניתן למצוא בקישורים הבאים:

ובמקורות חיצוניים נוספים:

ראו גם

הרצאות וידאו

קישורים חיצוניים

ספרות מקצועית

מחברים


דוד פולישוק, ערן אופק, סמדר נאוז

כלים אישיים