Парад спутников дал ученым данные о внутренностях Марса

Космический аппарат Mars Express Европейского космического агентства крутится вокруг Марса уже почти шесть лет (годовщину специалисты будут отмечать в конце декабря). Его орбита довольно необычна для такого рода исследовательских аппаратов. В своей ближайшей к планете точке (для Марса такая точка называется периарием) Mars Express находится всего в 240 км от поверхности Красной планеты, зато в самой далекой -- апоарии -- он улетает в 40 раз дальше, на 10 тыс. км.

С длиннющей штангой радиорадара, которая тянется за зондом по орбите, Mars Express заметно выделяется на фоне более чем десятка других исследователей Марса -- как ныне живущих, так и угасших на орбите вокруг планеты. Однако даже его нельзя назвать самым удивительным спутником Марса. Его естественные попутчики, похожие на пару картофелин крохотные луны Фобос и Деймос, гораздо интереснее.

Страх и ужас

Фобос -- это «большая» луна Марса. Большая -- потому что она больше Деймоса. А в кавычках это слово написано, потому что размер Фобоса -- всего 27 км в самом широком месте. Крутится Фобос, название которого с греческого переводится как «страх», на высоте примерно 6 тыс. км над экватором планеты. Один оборот по такой орбите занимает всего семь часов и 40 минут, что почти вчетверо меньше марсианских суток. Из-за этого Фобос может дважды пересечь небо в течение марсианской ночи, да еще и в «неправильную» сторону: с запада на восток.

Деймос, название которого переводится как «ужас», почти вдвое меньше. Его диаметр -- 15 км. Он расположен втрое дальше от планеты. Деймос пробегает круг по орбите за сутки с небольшим -- это если смотреть со стороны. А с поверхности вращающегося Марса оборот занимает почти неделю -- то есть Деймос еле-еле ползет по небу. Хорошо хоть, что в правильную сторону.

Необычная форма и очень близкие по планетарным меркам орбиты двух спутников уже давно привлекают внимание ученых. Одно из самых естественных объяснений состоит в том, что Фобос и Деймос -- это астероиды, когда-то, как кошки, гулявшие по Солнечной системе сами по себе, но позднее захваченные Марсом. Однако и у этой гипотезы есть проблемы: например, астероиды почти наверняка должны были попасть на сильно вытянутые орбиты, а не на почти идеально круглые, которые наблюдаются в действительности.

Не исключено, что Фобос и Деймос когда-то гуляли парой и вместе попались в гравитационную ловушку Марса. Перераспределение энергии и углового момента, в принципе, способно привести к наблюдаемым орбитам.

Полые внутри

Однако главная загадка Фобоса и Деймоса выяснилась лишь полвека назад. В конце 1950-х годов знаменитый отечественный астрофизик Иосиф Самуилович Шкловский из ГАИШ МГУ, изучая медленную эволюцию орбиты Фобоса, пришел к совершенно поразительному выводу. Средняя плотность Фобоса оказалась столь крохотной, что Шкловский всерьез рассмотрел следующую гипотезу: спутник -- практически полый и, возможно, рукотворный объект. Возможно, в нем даже живут марсиане!

Последующие измерения массы спутника по возмущению орбиты космических аппаратов его тяготением исключили эту возможность. Выяснилось, что и исходные данные, которые обрабатывал Шкловский, были не совсем верными (в этом вина наблюдателей, а не профессора МГУ). Тем не менее плотность Фобоса действительно очень невелика -- всего 1,9 г/см³, что в три раза меньше средней плотности Земли. Сейчас ученые полагают, что это пусть и не полый, но очень пористый объект. Таковым, скорее всего, является и Деймос.

На линии одна

Месяц назад, 5 ноября 2009 года, Mars Express впервые за время своей марсианской вахты оказался почти точно на линии Фобос--Деймос -- да так, что они были в стороне, противоположной Солнцу. Такое расположение позволило снять уникальную серию фотографий двух спутников с помощью камеры сверхвысокого разрешения Mars Express. Из нее ученые даже слепили небольшое видео, которое сопровождает эту заметку. Точность, с которой выстроились Деймос, Фобос и Mars Express в одну линию 5 ноября, настолько велика, что на съемке видно, как Фобос не просто появился с Деймосом в одном кадре, а даже частично закрыл его. Заметьте, что до Деймоса на этой фотографии было 26 тыс. км, Фобос оказался вдвое ближе к аппарату.

Благодаря небольшим размерам двух спутников и большому увеличению, с которым получены фотографии, ученые смогут очень точно определить скорость эволюции орбит Фобоса и Деймоса. Это как раз та величина, которая помогла Шкловскому вычислить плотность Фобоса и высказать свою знаменитую, пусть и не подтвердившуюся гипотезу. Сейчас, конечно, плотность измерена куда лучше, однако и теперь эволюция орбит может многое рассказать ученым. Правда, скорее не о спутниках, а о самом Марсе. Скорость изменения параметров орбиты Фобоса и Деймоса позволяет вычислить распределение массы в теле планеты.