Marsas yra ketvirtoji Saulės sistemos planeta nuo Saulės ir trečia pagal dydį kietoji planeta. Marsas yra šalta sausumos planeta su poliarinėmis ledo kepurėmis, sudarytomis iš užšalusio vandens ir anglies dioksido. Jame yra didžiausias Saulės sistemos ugnikalnis — Olympus Mons — ir keletas labai didelių smūginių kraterių, taip pat giliausias kanjonas Valles Marineris. Marsas pavadintas mitologinio romėnų karo dievo vardu, nes dažnai atrodo raudonos spalvos dėl geležies oksidų paviršiuje.

Pagrindinės savybės

Marsas turi apie 0,53 Žemės skersmens (spindulys ~3390 km) ir masę apie 0,107 Žemės masės. Paviršiaus gravitacija siekia ~0,38 g. Viena Marso diena (sol) trunka apie 24 val. 37 min., o metai — apie 687 Žemės dienas. Planetos ašies pasvirimas (~25,2°) sukelia sezonus panašiai kaip Žemėje, nors jie trunka ilgiau dėl ilgesnio Marso orbitalinio periodo.

Paviršius ir geologija

Marso peizažas labai įvairus: didelės vulkaninės plokštumos (Tharsis), milžiniški kalnai (Olympus Mons), plati kanjonų sistema Valles Marineris, didelės smūginės lygumos (pvz., Hellas Planitia) ir plokščios šiaurinės lygumos, kur gali būti senų nuosėdinių kaupių. Paviršius daugiausia sudarytas iš bazalto ir geležies oksidų, todėl jis raudonas. Daugybė sausų upių vagų, deltos ir evakuacijos kanalai rodo, kad praeityje čia tekėjo skystas vanduo, o geologiniai įrašai liudija apie sąlygas, kurios galėjo būti tinkamos gyvybei prieš milijardus metų.

Atmosfera ir klimatas

Marso atmosfera yra labai plona — paviršiaus slėgis vidutiniškai apie 0,6 % Žemės lygio. Ji sudaryta daugiausia iš anglies dioksido (~95 %), taip pat yra azoto, argono ir labai mažai deguonies. Temperatūra kinta nuo apie +20 °C paviršiniuose ekvatoriaus taškuose dieną iki apie −125 °C poliariniuose regionuose naktį. Planetą dažnai sukausto smėlio ir dulkių audros; kai kurios gali išplėstis iki globalinio masto ir trukdyti saulės energiją naudojančioms misijoms. Marsas neturi stipraus globalinio magnetinio lauko — yra tik likusi lokalizuota pluta, kurią aptiko ankstesni orbitiniai zondai.

Vandens įrodymai ir cheminė sudėtis

Tyrimai atskleidė daug įrodymų apie buvusį skystą vandenį: džiūstančios upių vagos, sedimento sluoksniai, klajojančios deltos ir tam tikros mineralų kompozicijos (pvz., moliai — klintys, sulfatai), kurie susidaro vandens sąlygomis. Ant paviršiaus ir po poliarinėmis kepurėmis yra užšalęs vanduo, o tam tikrose vietose rasta druskų bei perchloratų, kurie turi įtakos organinių medžiagų stabilumui ir biologiniams testams.

Palydovai

Marsas turi du mažus, netaisyklingos formos palydovus — Fobos ir Deimos. Jie greičiausiai yra sugauti asteroidai arba susidarė po smūgio į Marso diską. Fobos artėja prie planetos ir gali per milijonų metų sprogti arba sudegti atmosferoje; dėl savo artumo ir dydžio jis yra patrauklus tyrinėjimų objektas.

Tyrinėjimai ir atradimai

Kosminiai zondai, tokie kaip programos "Vikingas" nusileidimo aparatai, yra pagrindinės Marso tyrinėjimo priemonės. Per pastaruosius dešimtmečius Marsą ištyrė daug misijų: Mariner ir Viking misijos ankstyvaisiais etapais, vėliau orbitiniai zondai — Mars Global Surveyor, Mars Odyssey, Mars Reconnaissance Orbiter, MAVEN ir kiti — bei paviršinės misijos: Sojourner (Mars Pathfinder), Spirit ir Opportunity (MER), Phoenix, Curiosity (MSL), InSight (seismometro tyrimai) ir modernieji Perseverance su Ingenuity dronu. Šios misijos pateikė svarbių atradimų:

  • įrodymų, kad prieš milijardus metų Marse buvo skysto vandens;
  • rudimentinių organinių molekulių aptikimų ir informacijos apie sudėtingą cheminių sąlygų istoriją;
  • marsquakes (InSight) ir naujų duomenų apie planetos vidinę struktūrą;
  • metano aptikimo atvejų, kuriuos toliau tiria misijos — ši dujų variacija kelia klausimų dėl galimų geologinių ar biologinių šaltinių.

Ateities misijos ir žmogaus iššūkiai

Planuojamos ir vykdomos misijos orientuojasi į Marso mėginių sugrąžinimą į Žemę (Mars Sample Return), giluminį gruntinių sluoksnių tyrimą bei ilgalaikią žmonių buvimo galimybę. Žmogaus misijos į Marsą susiduria su rimtais iššūkiais: didelė radiacija kosmose, ilgalaikė izoliacija, ekstremalios temperatūros, plonos atmosferos slėgis, dulkių problemos ir poreikis išgaunamų vietinių išteklių (ISRU) — pvz., vandens iš ledo, deguonies gamybai iš CO2 ir kuro gamybai.

Reikšmė ir galimybė gyvybei

Mokslininkus domina ne tik Marso geologija, bet ir galimybė, ar planetoje bent praeityje egzistavo gyvybė. Ankstyvieji Vikingas ekspermentai pateikė prieštaringų rezultatų; vėlesni laukai, roveryjų ir orbitinių zondų duomenys atvėrė naujas hipotezes apie praeities hidrologiją ir cheminę terpę. Tolimesni tyrimai, mėginių sugrąžinimas ir gilesnis gruntinio vandens bei organinių medžiagų paieškos leis geriau atsakyti į klausimą apie Marso biologinę praeitį.

Marso tyrinėjimas toliau vystosi — kiekviena misija suteikia naujų duomenų apie planetos praeitį, dabartį ir potencialą ateityje: tiek robotiniams, tiek galimiems žmonių tyrinėjimams.