Не сможет ли пролить новый свет на этот вопрос сегодняшняя астрономия? Не смогут ли наши ученые силой аналитической мысли преодолеть океан космического пространства и по косвенным признакам определить, что же встретят там, на соседней планете, первые земные астронавты?
Недавно известный советский ученый, доктор физико-математических наук Иосиф Самойлович Шкловский выступил с новой гипотезой о природе спутников Марса. Доказательства и смелые выводы ученого вызвали живейший интерес. И мы попросили ученого рассказать о самом интересном в этой проблеме.
— Я думаю, — сказал профессор, — надо прежде всего уяснить, что же известно современной науке о спутниках Марса.
У Марса два маленьких спутника — Фобос и Деймос, что в переводе на русский язык означает «страх» и «ужас». Открыты оба спутника были в 1877 году американским астрономом Холлом. Ближайший к Марсу Фобос движется по почти круговой орбите с радиусом в 9 476 километров, то есть на расстоянии около 6 тысяч километров от поверхности своей планеты. Он совершает один оборот вокруг Марса за 7 часов 39 минут. Вспомним, что сутки на Марсе продолжаются 24 часа 37 минут. Это единственный спутник в солнечной системе, период обращения которого меньше периода обращения планеты.
Деймос также движется по круговой орбите, имеющей радиус 23 500 километров. Полный оборот вокруг Марса он завершает за 30 часов 18 минут. Обе крошечные «луны» движутся в плоскости марсианского экватора.
Нелегко увидеть спутники Марса, поэтому так поздно сравнительно они и были открыты. При благоприятных условиях наблюдения, однако, их видно как звезды 12—13-й величины (нормальный человеческий глаз в ясную ночь различает звезды лишь до 5—6-й величины). Если бы не близость к яркой планете, спутники Марса можно бы было увидеть в телескоп средней мощности.
…Наблюдателю, окажись он на поверхности Марса, представилась бы чрезвычайно интересная картина. Он увидел бы Фобос, восходящий на западе, стремительно движущийся навстречу всему звездному небу и заходящий на востоке. Наблюдаемый диаметр этой марсианской «луны» был бы равен примерно трети нашей Луны, а яркость в 25 раз меньше, чем яркость земной Луны в полнолуние. Нашел бы он и почти неподвижную яркую звездочку — медленно движущийся, почти висящий над одним местом Деймос.
К сожалению, замерить с Земли при современной технике оптических наблюдений диаметры спутников Марса невозможно. Только зная их яркость и принимая их отражательную способность равной отражательной способности Марса (а она равна 15 процентам), вычисляют размеры марсианских «лун». При таком расчете диаметр Фобоса оказывается равным приблизительно 16 километрам, диаметр Деймоса—8 километрам.
Но, по всей вероятности, их отражательная способность больше, чем у Марса. Так, по некоторым наблюдениям, спутники Марса имеют белый цвет, а не красноватый, как поверхность этой планеты. Если допустить, что их отражательная способность больше принятой при расчетах, то размер спутников будет меньше.
Прямых измерений массы марсианских «лун» не существует. Если считать, что их удельный вес таков же, как у обычных горных пород, то масса Фобоса окажется в миллиард раз меньше массы Марса. Масса Деймоса примерно в 10 раз меньше массы Фобоса.
Вот коротко и все, что известно современной науке о спутниках нашей соседки в солнечной системе.
Чем же отличаются спутники Марса от спутников других планет солнечной системы?
В первую очередь своими крайне незначительными размерами. Таких маленьких «лун», не считая искусственных спутников Земли, не имеет ни одна планета. Во-вторых, их крайней близостью к своей планете. Совершенно уникальное в нашей солнечной системе — это то, что период обращения Фобоса меньше периода вращения Марса.
Все сменявшие одна другую космогонические гипотезы не могли объяснить происхождения таких странных спутников. Если, например, считать, что это случайно захваченные Марсом астероиды, то непонятно, почему они движутся по почти круговым орбитам, лежащим точно в плоскости экватора.
Есть у одного из марсианских спутников поразительное отличие от всех других спутников в солнечной системе.
В 1945 году американский ученый Шарплес провел серию наблюдений спутников Марса и сравнил полученные результаты с имевшимися до него, в частности, сделанными в начале века русским астрономом Германом Струве. Наблюдения Струве отличались большой точностью. Он определил все характеристики орбит Фобоса и Деймоса и дал весьма точное значение их положений на орбитах. Отсюда по законам небесной механики можно вычислить с большой точностью положение спутников на их орбитах для любого будущего момента времени. Оказалось, что теоретически ожидаемое положение Фобоса разошлось с наблюдениями Г. Струве. Разошлось на огромную величину — всего за несколько десятилетий Фобос ушел по своей орбите вперед от расчетной точки на целых 2,5 градуса! Это необъяснимый факт, просто скандал в небесной механике!
Раз Фобос ускорил за это время свое движение, значит, он приблизился к поверхности Марса. Именно то же самое происходит с искусственными спутниками Земли: их тормозит сопротивление атмосферы, они снижаются, но при этом ускоряют свое движение.
Изменения в характере движения Фобоса так велики, что можно уверенно сказать: мы присутствуем при медленной агонии небесного тела.
Ведь приблизительно всего через 15 миллионов лет Фобос должен будет упасть на Марс. В астрономических масштабах это весьма и весьма малый срок.
Какими же причинами можно объяснить ускоренное движение Фобоса? Этому вопросу посвящено несколько работ в зарубежной научной литературе. Выдвигались две возможные причины такого торможения. Во-первых, сопротивление окружающей спутник среды — та же причина, что вызывает торможение искусственных спутников Земли. Однако расчеты, которые были произведены видным американским астрономом Уиплом совместно с Керром, не подтвердили этого предположения. Ведь для этого надо было принять плотность этой среды на высоте в 6 тысяч километров равной 3х10-16 граммов на кубический сантиметр. Если эта среда — межпланетное вещество (которое в окрестностях Марса, вообще говоря, может иметь большую плотность, чем около Земли), то непонятно, почему она не тормозит более удаленный Деймос. Но может быть, это марсианская атмосфера? Земная атмосфера имеет такую плотность на высоте около 750 километров. Несмотря на меньшую силу притяжения Марса, его атмосфера, однако, не может иметь такой значительной плотности на высоте 6 тысяч километров. Произведя соответствующие расчеты, я убедился, что в этом случае она рассеялась бы всего за несколько десятков миллионов лет.
Второй возможной причиной ускорения движения Фобоса могут быть приливы. Так как на Марсе отсутствуют значительные свободные водоемы, надо учитывать только приливы в твердой оболочке этой планеты. Известный английский астроном Джефрис, крупнейший специалист по приливам, недавно проверил точными методами математики и эту гипотезу. По его расчетам, приливы в твердой оболочке Марса могут объяснить лишь одну десятитысячную часть наблюдаемого ускорения Фобоса. Правда, при этом Джефрис сделал предположение, что упругие и вязкие свойства Марса таковы же, как у Земли.
Но, может быть, Марс имеет совершенно отличную от Земли упругость, вязкость, структуру? Расчет Джефриса, основанный на недостаточно мотивированном предположении, неубедителен. Однако расчеты, которые мы провели в последнее время, показали, что, если принять за причину торможения Фобоса влияние приливов, надо признать, что он существует не более 500 миллионов лет. Это именно то время, за которое он должен бы был опуститься с предельно удаленной возможной для него орбиты до его сегодняшнего положения. Ибо если бы его начальная орбита оказалась больше этой предельно возможной, влияние приливного трения не приближало бы его к Марсу, а, наоборот, удаляло. Так удаляет влияние земных приливов нашу Луну. Для Марса эта предельная орбита находится на расстоянии около 20 тысяч километров. Деймос находится дальше нее и поэтому под влиянием приливного трения никогда не сможет приблизиться к Марсу.
Но полученное время жизни Фобоса — 500 миллионов лет — недопустимо мало по сравнению со временем жизни Марса — около 5 миллиардов лет. 500 миллионов лет тому назад на Марсе условия не могли значительно отличаться от современных. Такой сложный процесс, как образование спутников с почти круговыми орбитами, расположенными в плоскости экватора планеты, мог иметь место только в отдаленную эпоху формирования Марса из «допланетного облака» или немного спустя, когда Марс был совсем «молод» и условия там были резко отличны от современных. Поэтому мы можем сделать вывод, что приливы не являются причиной наблюдаемого ускорения Фобоса. Таковы те причины аномалий движения Фобоса, которые рассматривались на страницах научной печати. Однако возможны и другие причины. Я попытался найти и рассмотреть их все.
