Современные достижения космонавтики (сборник статей) - [3]
В общем, в марсианских облаках в период бури, видимо, содержались частицы разных размеров, причем соотношение их менялось во времени. Такие облака должны охлаждать поверхность и увеличивать температуру атмосферы, что в действительности и наблюдалось. Создавался своего рода «антипарниковый эффект», противоположный ситуации на Венере, где атмосфера разогревается благодаря инфракрасной непрозрачности атмосферы.
Фотометр, рассчитанный на полосу поглощения водяного пара с длиной волны 1,4мк, показал, что содержание водяного пара в течение всего периода исследований не превышало пяти микрон осажденной воды — в тысячи раз меньше, чем в земной атмосфере. Марс оказался еще более сухой планетой, чем ожидалось: раньше наземным наблюдателям иногда удавалось обнаружить на нем до 50мк осажденной воды. Трудно сказать сейчас, случайно совпал сухой период с пылевой бурей или имеется какая-то связь между этими событиями.
Два эксперимента на станциях «Марс-2» и «Марс-3» предназначались для исследования верхней атмосферы Марса. С помощью ультрафиолетового фотометра регистрировалось солнечное излучение, рассеянное атомами водорода и кислорода в верхней атмосфере Марса на высотах от ста до нескольких десятков тысяч километров. В отличие от оптического комплекса, все приборы которого «смотрели» вниз, на планету, ультрафиолетовый фотометр в перицентре был направлен в «горизонт», параллельно поверхности Марса. Прибор регистрировал излучение атомарного кислорода в трех близко расположенных линиях с длиной волны 1300 ангстрем и излучение атомарного водорода с длиной волны 1216 ангстрем (ангстрем равен 100-миллионной доле сантиметра).
По наблюдениям интенсивности в этих линиях были рассчитаны плотность рассеивающих атомов и их температура. Вблизи поверхности атмосфера Марса состоит в основном из углекислого газа, однако на высоте около 100 км под действием солнечного ультрафиолетового излучения он распадается на молекулу угарного газа и атом кислорода. Такой же процесс распада водяного пара приводит к появлению атомов водорода, которые в 16 раз легче атомов кислорода. Вот почему выше 300–400 км атмосфера на Марсе становится в основном атомарно-водородной. Все же следы кислорода отмечаются на всех нитках орбиты, вплоть до высоты 700–800 км, где его концентрация равна всего 100 атомам в кубическом сантиметре. Плотность более легкого водорода падает очень медленно, уменьшаясь от 10 тыс. атомов в кубическом сантиметре около планеты до 100 атомов и даже меньше на расстоянии 10 тыс. км. Измерения на таких больших удалениях проводились в ходе специальных сеансов на станции «Марс-3».
Что касается температуры верхней атмосферы, то в области высот от 100 до 200 км она возрастает, а выше остается постоянной. Примерно такая же картина наблюдается и в верхних атмосферах Земли и Венеры. Как это ни странно, верхняя атмосфера Марса больше похожа на верхнюю атмосферу Венеры, нежели на земную.
Второй эксперимент по исследованию атмосферы не требует специальной аппаратуры и основан на анализе сигналов сантиметрового радиопередатчика станций в момент захода спутников за диск Марса или выхода из-за диска. Особенно важен этот эксперимент для исследования ионосферы Марса, которая раз в 10 менее плотна, чем ионосфера Земли. Ионосфера на Марсе «прижата» к поверхности: максимум электронной плотности расположен на высоте 140 км (при 300 км для земной ионосферы). На высотах около 110 км наблюдался второй максимум, электронная концентрация в котором примерно в 3 раза ниже. Нельзя исключить, что на высотах 65–80 км может быть третий относительный максимум с электронной концентрацией около 10 тыс. частиц в кубическом сантиметре.
На борту станций был размещен комплекс из трех приборов, предназначенный для исследования магнитного поля и заряженных частиц в окрестностях Марса. Такие исследования в принципе могут позволить сделать вывод о строении недр Марса, и в первую очередь о наличии или отсутствии у этой планеты, металлического ядра.
Станция «Маринер-4» в 1965 г. не обнаружила собственного магнитного поля у Марса. Однако она пролетала тогда на расстоянии 9100 км от поверхности планеты. Станции же «Марс-2» и «Марс-3» пролетали на удалении всего 1500 км.
Вплоть до этого расстояния с помощью чувствительного феррозондового магнитометра проводились измерения магнитного поля вблизи планеты. Обнаружены своеобразные изменения магнитного поля, в 8 раз превышающие уровень межпланетного фона. Интенсивность поля с приближением к Марсу возрастала по всем трем компонентам магнитометра. Нельзя исключить, что Марс обладает собственным слабым магнитным полем дипольного характера. Однако необходим дополнительный анализ данных измерений, чтобы более уверенно ответить на этот вопрос, чрезвычайно важный для понимания природы планеты.
