Владислав Шевченко - На зов таинственного Марса

Небо доступно всем. Подними голову в ясную ночь, и взгляд уйдет в бесконечность небесных светил. Среди них, возможно, сразу внимание привлечет немерцающий красный блеск одной из самых ярких точек. Это — Марс.

В разные времена разные народы называли его по-разному. Мы пользуемся именем, которое дали светилу древние греки в честь одного из олимпийских богов — бога войны и которое затем переиначили на свой лад древние римляне.

Наблюдая за перемещением небесных светил, античные астрономы выделили два вида объектов — неподвижные звезды и блуждающие планеты, которые все время меняют свое положение среди звезд.

Из этих наблюдений родилась модель Вселенной, состоящая из вложенных друг в друга сфер. В центре системы помещалась Земля. С ней соседствовала Луна, а далее шли Меркурий, Венера, Солнце, Марс, Юпитер и Сатурн — планеты, видимые невооруженным глазом, — и наше дневное светило. Каждая планета и Солнце имели свое собственное небо — небесную сферу. Вся планетная система была заключена в самую большую сферу, содержавшую звезды.

Каковы были радиусы сфер? Тогдашний уровень техники не позволял провести нужные измерения. Решение было найдено другим путем — с помощью общих философских рассуждений.

Процветавшая в древнем мире философская школа пифагорейцев, основанная знаменитым математиком Пифагором, учила, что численные пропорции в природе подчинены всеобщей гармонии.

Да и как иначе можно выразить все совершенство природы?

Не было исключением и устройство Вселенной. Пифагорейцы утверждали, что расстояние между небесными светилами, точнее, между сферами светил можно представить шкалой музыкальных звуков.

Рассказывают, что открыл простые числовые соотношения между музыкальными тонами сам Пифагор. Проходя однажды мимо кузницы, он услышал, как молоты разных размеров при ударе о наковальню издают звуки различной высоты, точно воспроизводя музыкальную шкалу. После того как молоты были взвешены, оказалось, что звуки, отличающиеся друг от друга на октаву, воспроизводились молотами, один из которых весил вдвое меньше другого. Понижение звука на два с половиной тона соответствовало увеличению веса на одну треть. И так далее.

Так представляли себе строение Солнечной системы и всей Вселенной античные ученые. Наша планета — Земля — помещалась в центре всего мироздания, а все другие небесные тела — Солнце, планеты, звезды — вращались вокруг нее.

Пифагорейцы считали, что расстояния между светилами соответствуют музыкальным интервалам: от Земли до Луны — один тон, от Луны до Меркурия — полутон, от Меркурия до Венеры — полутон, от Венеры до Солнца — полтора тона, и далее: тон — полутон — тон до сферы неподвижных звезд, отстоящей от Земли на целую октаву.

Была предложена и мера длины, соответствующая одному тону. В современных единицах она равна около 20 000 километров.

Предполагалось даже, что при вращении каждая сфера издает музыкальный тон, а вся система сфер образует гармонию — музыку сфер. Люди на Земле не слышат этой небесной симфонии лишь потому, что привыкли к ней с рожденья и не замечают…

Итак, античные астрономы считали, что Марс находится далеко от Земли; между ним и нашей планетой располагались еще Луна, Меркурий, Венера и Солнце. Правда, общие масштабы Вселенной, по тем представлениям, были незначительными и, согласно расчетам пифагорейцев, наши планеты разделяло всего лишь 90 000 километров.

Модель Вселенной в виде вложенных друг в друга прозрачных сфер с «прикрепленными» к ним небесными телами была известна многим ученым древнего мир. В частности, Аристотель рассматривал более сложный вариант сферической Вселенной.

Для объяснения видимого движения планет Аристотель предположил, что у каждой планеты есть несколько сфер! Общее число «хрустальных оболочек» в модели Вселенной Аристотеля достигало пятидесяти пяти! Аристотелева модель Вселенной в виде геоцентрической системы мира Птолемея просуществовала до XVII века. На смену ей пришло учение Николая Коперника, расставившее в Солнечной системе все планеты по своим местам так, как знаем мы их сегодня.

Н. Коперник первым постиг действительные законы строения Солнечной системы. Наше Солнце — одна из многих звезд Вселенной, вокруг которой вращаются большие и малые планеты. Среди планет Земля и Марс совершают свое бесконечное кружение по соседним орбитам.

Николай Коперник был и одним из первых, кто начал наблюдения Марса. Целью его наблюдений было определение точных, по тем временам конечно, положений планеты среди звезд. Этими наблюдениями Коперник старался подтвердить правильность построенной им гелиоцентрической системы мира, согласно которой Марс оказывался непосредственным соседом Земли по удалению от Солнца.

Наблюдения положений Марса относительно звезд были продолжены другим очень знаменитым астрономом Тихо Браге. В течение более чем двадцати лет непрерывно наблюдал Тихо Браге перемещения Марса по звездному небу.

Обработка этих данных позволила другому великому астроному, Иоганну Кеплеру, вывести три основных закона движения планет вокруг Солнца. Он установил, что орбиты, по которым движутся планеты, являются не окружностями, а эллипсами. Солнце находится в одном из фокусов такого эллипса.

Элементы орбиты, вычисленные Кеплером, почти не отличаются от современных.

Обращаясь вокруг Солнца, Земля и Марс периодически оказываются на одной прямой, проходящей через центр Солнца и центр обеих планет. В это время планетами самое короткое расстояние.

Марс расположен от Солнца в полтора раза дальше нашей Земли и движется по орбите, значительно более вытянутой, чем у нашей планеты. Среднее расстояние Марса от Солнца составляет 228 миллионов километров. В ближайшей точке к Солнцу Марс находится от него на расстоянии на 21 миллион километров меньше среднего, а в самой дальней точке орбиты расстояние увеличивается на 21 миллион километров относительно средней величины.

На преодоление столь длинного пути вокруг Солнца Марс тратит почти вдвое больше времени, чем Земля. Марсианский год длится 687 суток. Каждые 780 дней Земля «нагоняет» Марс, и обе планеты оказываются на близком расстоянии друг от друга. Такие сближения планет называют противостояниями. В это время Марс располагается на небе против Солнца. Орбита Марса более вытянута, чем земная, наименьшие расстояния во время противостояний имеют различные величины. В лучшем случае — это 56 миллионов километров, но бывает и больше — до 101 миллиона километров.

Противостояния, при которых планеты сближаются менее чем на 60 миллионов километров, называют великими. В период великих противостояний Марс подходит к наиболее близкой к Солнцу точке своей орбиты — перигелию. Земля появляется вблизи этой области околосолнечного пространства обычно на исходе лета в северном полушарии. Поэтому даты великих противостояний, происходящих каждые 15 или 17 лет, приходятся обычно на август или сентябрь.

Вращаясь вокруг Солнца, обе планеты — Земля и Марс — оказываются в самых различных положениях относительно Солнца и друг друга и на самых разных расстояниях.

Если в моменты великих противостояний луч света пробегает путь от Земли до Марса всего лишь за 3 минуты, то при наибольшем удалении планет друг от друга для этого требуется 21 минута.

Среди девяти больших планет Солнечной системы Марс занимает сравнительно скромное место. Его масса составляет лишь десятую часть массы Земли, а диаметр марсианского шара равен примерно половине земного. При таких размерах и больших расстояниях, разделяющих Землю и Марс, планета предстает земному наблюдателю в виде всего лишь светящейся точки.

Так выглядит петлеобразный путь Марса на фоне звездного неба при наблюдении с поверхности Земли.

В наиболее благоприятные для наблюдений периоды противостояний видимый диаметр Марса достигает в среднем около 1/200 градуса.

Много это или мало? Совсем немного. Под таким же углом выглядит горошина с расстояния 70 метров. Попробуйте ее разглядеть! Человек даже с очень острым зрением не сможет различить столь малый предмет на столь большом расстоянии.