화성 (행성) : 특성, 구성, 궤도, 이동 - 아르테

화성 은 태양에서 네 번째로 가장 먼 행성이며 수성, 금성 및 지구와 함께 태양계의 내부 암석 행성 중 마지막 행성입니다. 쉽게 볼 수있는 화성은 선사 시대부터 항상 붉은 색으로 관찰자들을 매료 시켰으며, 이러한 이유로 로마 전쟁의 신의 이름을 따서 명명되었습니다.

다른 고대 문명들도이 행성을 각각의 전쟁의 신들 또는 운명적인 사건과 연관 시켰습니다. 예를 들어, 고대 수메르 인들은 그것을 Nergal이라고 불렀고, 메소포타미아 텍스트에서는 죽은 자의 심판의 별이라고도합니다. 마찬가지로 바빌로니아, 이집트, 중국 천문학 자들은 화성의 움직임에 대한 세심한 기록을 남겼습니다.

그림 1. 화성의 클로즈업. 출처 : Pixabay.

마야의 천문학 자들은 그것의 시노드 기간 (태양과 관련하여 하늘의 같은 지점으로 돌아가는 데 걸리는 시간)을 매우 정확하게 계산하고 행성의 역행 기간을 강조하면서 그것에 관심을 가졌습니다.

1610 년에 갈릴레오는 망원경을 통해 화성을 최초로 관측했습니다. 광학 기기의 개선으로 금성과 달리 가시성을 방해하는 두꺼운 구름 층이 없다는 사실에 의해 발견이 촉진되었습니다.

이것은 그들이 Syrtis Major의 검은 점, 표면의 특징적인 점, 흰색 극지 층, 유명한 화성의 채널 및 행성의 색채 변화를 발견 한 방법으로 많은 사람들이 행성에서 생명체의 존재 가능성에 대해 생각하게 만들었습니다. 빨강, 적어도 식물에서.

그러나 탐사선의 정보는 행성이 사막이고 대기가 얇다는 것을 보여줍니다. 지금까지 화성에 생명체에 대한 증거는 없습니다.

일반적 특성

화성은 지구 질량의 10 분의 1에 불과하고 지름의 약 절반으로 작습니다.

그것의 회전축은 현재 약 25º (지구의 축은 23.6º) 기울어 져 있습니다. 그것이 궤도주기가 1.88 년이기 때문에 계절이 있지만 지구와 다른 기간을 갖는 이유입니다. 따라서 화성의 계절은 지상의 계절보다 2 배 정도 오래 지속됩니다.

이 성향은 항상 같지는 않았습니다. 궤도의 일부 수학적 모델은 과거에 11º에서 49º 사이의 현저하게 변화하여 기후에 눈에 띄는 변화를 가져 왔음을 시사합니다.

온도는 -140ºC에서 21ºC 사이입니다. 그것은 다소 극단적이고 얇은 분위기가 그것에 기여합니다.

화성의 눈에 띄는 극지방 은 대기의 함량과 마찬가지로 CO ₂ 입니다. 대기압은 지구의 100 분의 1 정도로 매우 낮습니다.

그림 2. 허블 우주 망원경을 통한 화성의 이미지는 극지방 중 하나를 보여줍니다. 출처 : NASA / ESA, J. Bell (Cornell U.) 및 M. Wolff (우주 과학 연구소) / Public domain, via Wikimedia Commons.

높은 CO ₂ 함량에도 불구하고 화성에 대한 온실 효과는 금성보다 훨씬 적습니다.

표면이 사막이기 때문에 화성에는 모래 폭풍이 자주 발생합니다. 여행자는 거기에서 액체 물이나 초목을 찾지 않고 바위와 모래 만 찾을 수 있습니다.

독특한 붉은 색은 산화철이 풍부하기 때문이며 화성에는 물이 있지만 극지방 아래의 지하에서 발견됩니다.

단지 3,900kg / m : 흥미롭게도, 표면에 철의 풍요 로움에도 불구하고, 과학자들은 화성의 평균 밀도가 바위 행성 중 가장 낮은 있기 때문에, 내부의 부족이라고 ³ .

철은 우주에서 가장 풍부한 중원 소이기 때문에 밀도가 낮다는 것은 특히 자기장의 부재를 고려할 때 철이 부족하다는 것을 의미합니다.

행성의 주요 물리적 특성 요약

- 질량 : 6.39 x 10 ²³ kg

-적도 반경 : 3.4 x 10 ³ km

-모양 : 약간 평평하게.

-태양까지의 평균 거리 : 2 억 2 천 8 백만 km.

- 궤도의 기울기 : 황도면에 대해 1.85º.

-온도 : -63 ºC, 표면 평균.

ᆞ 중력 : 3.7 m / s ²

-자기장 : 아니.

-분위기 : 얇고 대부분 CO ₂ .

ᆞ 밀도 : 3940 kg / m ³

-위성 : 2

ᆞ 반지 : 없습니다.

화성-아프리카 크기 비교

화성의 위성

자연 위성은 소위 내부 행성에 풍부하지 않습니다. 붉은 행성에는 1877 년 Asaph Hall이 발견 한 Phobos와 Deimos라는 두 개의 작은 위성이 있습니다.

화성 위성의 이름은 그리스 신화에서 유래했습니다. 포보스 (공포)는 아레스와 아프로디테의 아들이고, 데이모스 (테러)는 그의 쌍둥이 형제였으며 함께 아버지와 함께 전쟁에 동행했습니다.

그림 3. 작고 불규칙한 화성의 위성 인 데이모스. 희끄무레 한 지역은 달 표면을 덮는 것과 유사한 광물 먼지 인 레골리스 층입니다. 출처 : Wikimedia Commons. NASA / JPL-caltech / University of Arizona / Public domain.

화성의 위성은 우리의 장엄한 달보다 훨씬 작습니다. 그들의 불규칙한 모양은 그들이 행성의 중력에 의해 포착 된 소행성이라고 의심하게 만듭니다. 화성이 소행성대에 매우 가깝다고 생각한다면 더욱 그렇습니다.

Phobos의 평균 직경은 28km에 불과하고 Deimos의 직경은 12km로 훨씬 더 작습니다.

둘 다 화성과 동기식으로 회전합니다. 즉, 행성 주위의 회전 기간이 자체 축을 중심으로 한 회전 기간과 같습니다. 그래서 그들은 항상 화성에 같은 얼굴을 보여줍니다.

또한 Phobos는 매우 빠르기 때문에 지구의 날과 거의 동일하게 지속되는 화성의 날 동안 몇 번 위아래로 이동합니다.

두 위성의 궤도는 화성과 매우 가까우며 불안정합니다. 이러한 이유 때문에 어느 시점에서 그들은 불과 9377km 떨어진 표면, 특히 빠른 포보스와 충돌 할 수 있다고 추측됩니다.

그림 4. 화성 주변의 포보스와 데이모스의 궤도 애니메이션. 출처 : Giphy.

번역 운동

화성은 대략 지구 1.9 년, 즉 687 일에 해당하는 타원형 경로를 따라 태양을 공전합니다. 행성의 모든 궤도는 케플러의 법칙을 따르므로 일부는 다른 것보다 더 원형이지만 타원형입니다.

이것은 화성의 경우가 아닙니다. 왜냐하면 그 궤도의 타원이 지구 나 금성의 궤도보다 더 강조되기 때문입니다.

이런 식으로 화성이 태양에서 아주 멀리 떨어져있는 경우가 있는데,이 거리는 aphelion이라고 불리는 반면, 다른 경우에는 근일점이라고합니다. 이 상황은 또한 화성이 상당히 넓은 온도 범위를 갖는 데 기여합니다.

먼 과거에 화성의 궤도는 지금보다 훨씬 더 원형 이었음에 틀림없지 만 태양계의 다른 물체와의 중력 상호 작용이 변화를 일으켰습니다.

그림 5. 화성과 지구 사이의 궤도 비교. 출처 : Wikimedia Commons. NASA / JPL-Caltech / MSSS / 퍼블릭 도메인.

화성 모션 데이터

다음 데이터는 화성의 움직임을 간략하게 설명합니다.

-평균 궤도 반경 : 2.28 x 10 ⁸ km

- 궤도 경사 : 1.85º

-편심도 : 0.093

- 평균 궤도 속도 : 24.1km / s

- 양도 기간 : 687 일

- 회전 시간 : 24 시간 37 분.

- 태양 일 : 24 시간 39 분

화성을 관찰하는시기와 방법

화성은 밤하늘에서 붉은 색으로 쉽게 식별 할 수 있습니다. 육안으로 볼 때 깜빡이거나 깜빡이지 않는다는 점에서 별과 구별된다.

웹에는 화성을 관찰하기 가장 좋은 시간을 찾을 수있는 정보가 많이 있으며, 특정 장소에서 화성을 볼 수 있는지 여부를 표시하는 스마트 폰용 애플리케이션도 있습니다.

붉은 행성은 지구 궤도 밖에 있기 때문에 그것을보기에 가장 좋은시기는 그것이 태양과 반대 될 때입니다 (그림 6 참조). 궤도가 지구 궤도의 외부에있는 행성을 상위 행성이라고하며 열등한 행성이 아닌 행성이라고합니다.

그림 6. 상위 행성의 결합과 반대. 출처 : Maran, S. Astronomy for Dummies.

수성과 금성은 지구 자체보다 태양에 더 가까운 낮은 행성이며, 더 높은 행성은 화성, 목성, 토성, 천왕성 및 해왕성과 같은 다른 모든 행성입니다.

더 높은 행성 만이 반대와 태양과의 결합을 가지고있는 반면, 더 낮은 행성은 두 가지 유형의 결합을 가지고 있습니다.

따라서 화성이 지구에서 본 태양과 반대되는 경우 지구가 행성과 태양 왕 사이에 있음을 의미합니다. 따라서 밤새 볼 수있는 하늘에서 더 크고 더 높게 볼 수 있지만 결합은 관찰을 불가능하게 만듭니다. 이것은 모든 더 높은 행성에 유효합니다.

화성은 약 26 개월 (2 년 50 일)마다 태양에 반대합니다. 마지막 화성 반대는 2018 년 7 월에 일어났습니다. 따라서 화성이 물고기 자리를 통과하는 2020 년 10 월에 다시 발생할 것으로 예상됩니다.

그림 7. 1995 년부터 2003 년까지 화성의 반대. 행성은 항상 같은 크기로 보이거나 지구에 대해 항상 같은 얼굴을 보여주지 않습니다. 출처 : Naked Eye Planets-NASA / JPL / Solar System Exploration-ESA-Hubble.

망원경을 통한 화성

망원경으로 볼 때 화성은 분홍색 원반처럼 보입니다. 기상 조건이 좋고 장비에 따라 화성 계절에 따라 모양이 달라지는 극지방과 일부 칙칙한 지역을 볼 수 있습니다.

허블 우주 망원경으로 찍은 사진의 모자이크에서 볼 수 있듯이 행성은 항상 지구에 대해 같은 얼굴을 보여주지 않으며 같은 크기로 보이지도 않습니다 (그림 7 참조). 차이는 화성의 궤도의 편심 때문입니다.

2003 년에 화성은 지구와 매우 가까워 5600 만 킬로미터 떨어진 반면 2020 년에는 예상 거리가 6,200 만 킬로미터입니다. 2003 년 접근 방식은 60,000 년 만에 가장 컸습니다.

화성의 위성은 육안이나 쌍안경으로보기에는 너무 작습니다. 합리적인 크기의 망원경이 필요하며이를 구별하기 위해 반대가 일어나기를 기다립니다.

그럼에도 불구하고 행성의 밝기가 그들을 볼 수는 없지만 악기의 목표에 화성을 숨기고 작은 달을 향상시키는 장치가 있습니다.

화성의 회전 운동

화성의 회전 운동은 지구와 지속 시간이 비슷하며 축의 기울기는 William Herschel에 의해 발견되었습니다. 이로 인해 화성은 지구와 같은 계절을 더 오래 경험하게됩니다.

화성의 북반구에서 겨울은 더 온화하고 태양이 근일점에있을 때 발생하므로 덜 춥고 짧습니다. 반면에 여름은 아펠 리온에서 발생하며 더 시원합니다. 남반구에서는 그 반대가 발생합니다. 더 극단적 인 기후 변화가 있습니다.

그러나 소리가 나는 임무에서 수집 한 데이터에 따르면 이산화탄소의 존재는 화성의 온도를 약간이나 지속적으로 상승시키고 있습니다.

더운 날씨에는 극지방에 축적 된 이산화탄소의 일부가 간헐천의 형태로 증발하여 대기로 전달됩니다. 그러나 반대 극에서 이산화탄소는 캡을 얼고 두껍게 만듭니다.

그림 8. 화성의 극지방 만년설에서 이산화탄소 순환을 보여주는 애니메이션. 출처 : Wikimedia Commons.

화성은 자신을 보호하기위한 자기장이 없기 때문에 일부 이산화탄소는 우주로 흩어집니다. Mars Odyssey 우주 임무는이 놀라운 대기주기를 기록했습니다.

구성

화성의 구성에 대해 알려진 것은 탐사 탐사선에 의해 수행되는 분광법과 지구에 도달 한 화성 운석의 분석에서 비롯됩니다.

이 출처에서 제공하는 정보에 따르면 화성의 주요 요소는 다음과 같습니다.

-산소와 실리콘은 철, 마그네슘, 칼슘, 알루미늄, 칼륨과 함께 지각에서 가장 풍부합니다.

-대기 중 탄소, 산소 및 질소.

-티타늄, 크롬, 황, 인, 망간, 나트륨, 염소 및 수소와 같은 다른 원소는 덜 검출되었습니다.

따라서 화성에서 발견되는 요소는 지구와 동일하지만 같은 비율은 아닙니다. 예를 들어, 화성의 맨틀 (아래 내부 구조에 대한 섹션 참조)에는 육상보다 훨씬 더 많은 철, 칼륨 및 인이 있습니다.

그 부분에서 유황은 지구보다 더 많은 비율로 화성의 핵과 지각에 존재합니다.

화성의 메탄

메탄은 일반적으로 유기물 분해의 산물 인 가스이므로 "늪 가스"라고도합니다.

그것은 온실 가스이지만 과학자들은 화성에서 그것을 찾고 있습니다. 왜냐하면 그것은 생명체가 존재했거나 사막 행성에 여전히 존재한다는 좋은 표시이기 때문입니다.

예를 들어, 생명 과학자들이 찾고자하는 종류는 작은 녹색 인간이 아니라 박테리아입니다. 일부 육상 박테리아는 신진 대사의 일부로 메탄을 생성하는 것으로 알려져 있으며 다른 종은이를 소비합니다.

2019 년 NASA의 큐리오 시티 탐사선은 화성 분화구 게일에서 예기치 않게 높은 메탄 수치를 기록했습니다.

그림 9. 2012 년 NASA에서 발사 한 화성의 특징을 탐구하는 로봇 탐사선 Curiosity. 출처 : NASA via jpl.nasa.gov.

그러나 메탄은 물과 암석 사이의 화학 반응, 즉 순전히 화학적 및 지질 학적 과정에서도 생성 될 수 있기 때문에 결론을 내리지 마십시오.

또한 측정 값은 메탄이 얼마나 최근인지를 나타내지 않습니다. 그러나 모든 것이 나타내는 것처럼 화성에 물이 있었다면 생명체도있을 수 있으며 일부 과학자들은 극지방에서 영원히 얼어 붙은 토양층 인 영구 동토층 아래에 여전히 생명체가 있다고 믿습니다.

사실이라면 미생물이 그곳에 살고있는 것이 발견 될 수 있기 때문에 NASA는 생명체를 찾는 목적을 가진 Curiosity 탐사선을 만들었습니다. 또한 Curiosity를 기반으로 2020 년에 출시 될 수 있으며 지금까지 Mars 2020으로 알려진 새로운 로버 차량입니다.

내부 구조

화성은 수성, 금성 및 지구와 마찬가지로 바위가 많은 행성입니다. 따라서 다음과 같은 차별화 된 구조를 갖습니다.

- 핵 , 반경 약 1,794km, 철, 니켈, 황 및 산소로 구성됨. 가장 바깥 쪽 부분은 부분적으로 녹을 수 있습니다.

- 실리케이트 기반의 맨틀 .

- 나무 껍질 , 두께 50 ~ 125km, 현무암과 산화철이 풍부합니다.

그림 10. 내부 행성과 달의 비교 섹션. 출처 : Wikimedia Commons

지질학

로버는 화성 지질학에 대한 귀중한 정보가 있기 때문에 지구에서 제어되는 로봇 차량입니다.

기본적으로 큰 단계로 나뉘는 두 영역이 있습니다.

수많은 오래된 충돌 분화구가있는 남쪽의 고지대.
분화구가 거의없는 북쪽의 평원.

화성은 화산 활동의 증거를 가지고 있기 때문에, 천문학 자들은 용암 흐름이 북쪽의 분화구의 증거를 지워 버렸거나 멀리 떨어진 시간에 액체의 거대한 바다가 있었을 것이라고 믿습니다.

풍부한 분화구는 화성에 노에 익, 헤스 페리 안, 아마존의 3 가지 지질 학적 기간을 설정하는 기준으로 사용됩니다.

아마존 시대는 분화구가 적지 만 화산 활동이 심한 것이 특징 인 가장 최근의시기입니다. 그러나 Noeic에서는 가장 오래되고 광대 한 북쪽 바다가 존재할 수있었습니다.

올림푸스 산은 지금까지 전체 태양계에서 알려진 가장 큰 화산이며 적도 근처의 화성에 정확하게 위치합니다. 증거에 따르면 약 1 억년 전 아마존 시대에 형성되었습니다.

화성에는 분화구와 화산 외에도 많은 협곡, 모래 언덕, 용암 지대 및 오래된 건조 채널이 있으며,이를 통해 고대에는 액체 물이 흘러 나왔을 것입니다.

그림 11. 먼지 폭풍에 휩싸인 화성, 화성 정찰 궤도 선의 이미지. 토양은 모래와 사막이기 때문에 행성 비율의 모래 폭풍은 화성에서 자주 발생합니다. 출처 : NASA / JPL-Caltech / MSSS / Public domain.

화성 임무

화성은 수많은 우주 임무의 표적이되어 왔으며 일부는 행성 궤도를 돌고 다른 일부는 표면에 착륙 할 예정입니다. 덕분에 상당히 정확한 그림을 만드는 데 많은 양의 이미지와 데이터가 있습니다.

마리너 4

그것은 1964 년 NASA가 발사 한 마리너 임무의 네 번째 탐사선이었습니다.이를 통해 행성 표면의 첫 번째 사진을 얻었습니다. 또한 자 기계 및 기타 도구가 장착되어 화성의 자기장이 거의 존재하지 않는 것으로 확인되었습니다.

소련 화성

이것은 1960 년부터 1973 년까지 지속 된 구소련의 프로그램으로 화성 대기의 기록, 전리층의 세부 사항, 중력에 대한 정보, 자기장 및 행성 표면의 수많은 이미지를 얻었습니다.

바이킹

NASA의 바이킹 프로그램은 지구에 직접 착륙하도록 설계된 바이킹 I과 바이킹 II의 두 가지 프로브로 구성되었습니다. 그들은 표면을 촬영하고 생명의 흔적을 찾는 것 외에도 지구의 지질학과 지구 화학을 연구하는 임무로 1975 년에 시작되었습니다.

Viking I과 Viking II는 모두 지진계를 가지고 있었지만 Viking II만이 성공적인 테스트를 수행 할 수 있었으며 화성의 지진 활동이 지구보다 훨씬 낮다는 것이 밝혀졌습니다.

기상 실험 결과 화성의 대기는 주로 이산화탄소로 구성되어있는 것으로 밝혀졌다.

패스 파인더

그것은 프로젝트 발견의 틀 안에서 NASA에 의해 1996 년에 시작되었습니다. 최소한의 비용으로 제작 된 로봇 차량이 있었으며,이 차량 클래스에 대한 새로운 디자인이 테스트되었습니다. 그는 또한 행성에 대한 수많은 지질학 연구를 수행하고 그 이미지를 획득했습니다.

화성 글로벌 서베이어 (MGS)

1997 년부터 2006 년까지 화성 궤도에 있던 위성이었습니다. 레이저 고도계에 탑재되어 광 펄스가 행성으로 보내져 반사되었습니다. 이를 통해 위성 카메라로 촬영 한 이미지와 함께 화성 표면의 상세한지도를 만들 수있는 지리적 특징의 높이를 측정 할 수있었습니다.

이 임무는 또한 극지방 아래 숨겨진 화성의 물의 존재에 대한 증거를 가져 왔습니다. 데이터는 과거에 액체가 행성을 가로 질러 흘렀음을 시사합니다.

탐사선은 지구와 유사한 자기장을 생성 할 수있는 발전기 효과의 증거를 찾지 못했습니다.

화성 과학 연구소

Curiosity로 더 잘 알려진이 로봇 우주 탐사선은 2011 년에 발사되어 2012 년 8 월에 화성 표면에 도달했습니다.이 탐사선은 기후, 지질학 및 미래의 유인 임무를위한 가능한 조건을 조사하는 임무를 맡은 탐험 용 차량 또는 탐사선입니다. .

화성 오디세이

이 탐사선은 2001 년 NASA에서 행성 표면을지도 화하고 기후학 연구를 수행하기 위해 발사했습니다. 그들의 데이터 덕분에 위에서 설명한 이산화탄소 순환에 대한 데이터가 얻어졌습니다. Mars Odyssey 카메라는 남극 캡의 이미지를 전송하여 화합물의 증발로 인한 어두운 자국을 보여주었습니다.

화성 익스프레스

2003 년에 출범 한 유럽 우주국의 사명으로 지금까지 활동하고 있습니다. 그것의 목표는 화성의 기후, 지질학, 구조, 대기 및 지구 화학, 특히 지구상의 물의 과거 및 현재 존재를 연구하는 것입니다.

화성 탐사 로버스

로봇 로버 Spirit and Opportunity는 2004 년 NASA에 의해 발사되어 물이 의심되거나 존재할 수있는 위치에 착륙했습니다. 원칙적으로 미션은 90 일에 불과하지만 차량은 예상보다 오래 운행되었습니다.

기회는 2018 년 전 지구 적 모래 폭풍으로 방송을 중단했지만 가장 눈에 띄는 결과 중에는 화성에서 물에 대한 더 많은 증거가 발견되었으며 지구가 한때 생명체를 수용 할 수있는 이상적인 조건이 있었다는 것이 있습니다.

화성 정찰 궤도 선

이 위성은 2005 년에 발사되었으며 여전히 행성 궤도에서 작동하고 있습니다. 그것의 임무는 화성의 물과 그것이 지구상에서 생명이 발전 할만큼 충분히 오래 존재했는지를 연구하는 것입니다.

참고 문헌

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화성 (행성) : 특성, 구성, 궤도, 이동 - 아르테 - 2025