למאדים וכדור הארץ יש לא מעט דברים משותפים. שניהם הם כוכבי לכת יבשתיים, שניהם ממוקמים בתוך שטח המגורים של השמש, לשניהם כובעי קרח קוטביים, צירים מוטים דומים ושונות בטמפרטורה דומות. ולפי כמה מהנתונים המדעיים האחרונים שהושגו על ידי רוברים וחלופות אטמוספריות, ידוע כיום שמאדים הייתה בעבר אווירה צפופה והיה מכוסה במים חמים וזורמים.
אבל כשמדובר בדברים כמו אורך שנה ואורך עונות השנה, מאדים וכדור הארץ שונים בתכלית. בהשוואה לכדור הארץ, שנה במאדים נמשכת כמעט פי שניים - 686.98 ימי כדור הארץ. זה נובע מהעובדה שמאדים רחוקים משמעותית מהשמש ותקופת מסלולו (הזמן שלוקח למסלול השמש) גדול משמעותית מזה של כדור הארץ.
תקופת מסלול:
המרחק הממוצע של מאדים (ציר חצי עיקרי) מהשמש הוא 227,939,200 ק"מ (141,634,852.46 מייל), שהוא בערך פי חצי מהמרחק בין כדור הארץ לשמש (1.52 AU). בהשוואה לכדור הארץ, מסלולו הוא גם אקסצנטרי למדי (0.0934 לעומת 0.0167), שנע בין 206.7 מיליון ק"מ (128,437,425.435 מ"ל; 1.3814 AU) בפריחיון ל 249.2 מיליון ק"מ (154,845,701 ק"מ; 1,666 AU) באפיליון. במרחק זה, ועם מהירות מסלול של 24.077 קמ"ש, לוקח מאדים 686.971 ימי כדור הארץ, המקבילה ל 1.88 שנות כדור הארץ, כדי להשלים מסלול סביב השמש.
אקסצנטריות זו היא אחת הבולטות ביותר במערכת השמש, כאשר רק לכספית יש אחד גדול יותר (0.205). עם זאת, לא תמיד זה היה המקרה. בערך 1.35 מיליון שנה, למאדים הייתה אקסצנטריות של 0.002 בלבד, מה שהופך את מסלולו כמעט למעגלי. היא הגיעה לאקסצנטריות מינימלית של 0.079 לפני כ -19,000 שנה, והיא תגיע לשיא של בערך 0.105 בערך 24,000 שנה מהיום.
אבל במשך 35,000 השנים האחרונות מסלול מאדים מתחיל להיות מעט יותר אקסצנטרי בגלל השפעות הכבידה של כוכבי הלכת האחרים. המרחק הקרוב ביותר בין כדור הארץ למאדים ימשיך להצטמצם קלות במשך 25,000 השנים הבאות. ובעוד 1,000,000 שנה מעכשיו, האקסצנטריות שלה תהיה שוב קרובה למה שהיא עכשיו - עם אקסצנטריות משוערת של 0.01.
ימי כדור הארץ מול "Sols" של מאדים:
בעוד ששנה במאדים ארוכה משמעותית משנה לשנה בכדור הארץ, ההבדל בין יום על כדור הארץ ליום מאדים (המכונה "סול") אינו משמעותי. בתור התחלה, מאדים לוקח 24 שעות 37 דקות ו 22 שניות כדי להשלים סיבוב יחיד על צירו (המכונה גם יום סידורי), בו כדור הארץ לוקח מעט פחות (23 שעות, 56 דקות ו -4.1 שניות).
מצד שני, השמש תופיע באותה נקודה בשמיים מעל מאדים (המכונה יום סולארי) 24 שעות, 39 דקות ו -35 שניות, בהשוואה ליום השמש 24 שעות שאנו חווים כאן על כדור הארץ . פירוש הדבר הוא שמבוסס על אורכו של יום מאדים, שנת מאדים מסתכמת ב- 668.5991 Sols.
וריאציות עונתיות:
למאדים יש גם מחזור עונתי הדומה לזה של כדור הארץ. זה נובע בחלקו מהעובדה שלמאדים יש גם ציר מוטה, אשר נוטה 25.19 מעלות למישור האורביטאלי שלו (לעומת ההטיה הצירית של כדור הארץ של כ 23.44 °). זה נובע גם מהאקסצנטריות האורביטאלית של מאדים, מה שאומר שהוא תקבל פחות מדי פעם בדרך זוהר של השמש בתקופה מסוימת של השנה מאשר אחרת. שינוי מרחק זה גורם לשינויים משמעותיים בטמפרטורה.
בעוד שהטמפרטורה הממוצעת של כוכב הלכת היא -46 ° C (51 ° F), זה נע בין שפל של -143 ° C (-225.4 ° F) במהלך החורף בקטבים לגובה של 35 ° C (95 ° F) בקיץ ובצהריים בקו המשווה. זה מסתכם עם שונות בטמפרטורת פני השטח הממוצעת הדומה לזו של כדור הארץ - הפרש של 178 מעלות צלזיוס לעומת 145.9 מעלות צלזיוס. טמפרטורות גבוהות זו היא גם מה שמאפשר לזרום מים נוזליים (גם אם לסירוגין) על פני מאדים.
בנוסף, האקסצנטריות של מאדים פירושה שהיא נעה לאט יותר במסלולו כשהוא נמצא רחוק יותר מהשמש, ומהר יותר כאשר היא קרובה יותר (כאמור בשלושת החוקים של קפלר תנועה פלנטרית). האפיליון של מאדים עולה בקנה אחד עם האביב בחצי הכדור הצפוני שלו, מה שהופך אותו לעונה הארוכה ביותר בכוכב הלכת - הנמשכת בערך 7 חודשי כדור הארץ. הקיץ הוא השני באורך הארוך, שנמשך שישה חודשים, ואילו הסתיו והחורף נמשך 5.3 וכמעט 4 חודשים, בהתאמה.
בדרום אורך העונות שונה מעט בלבד. מאדים נמצא בקרבת perihelion כאשר הוא קיץ בחצי הכדור הדרומי וחורף בצפון, וקרוב לאפיליון כאשר הוא חורף בחצי הכדור הדרומי והקיץ בצפון. כתוצאה מכך העונות בחצי הכדור הדרומי קיצוניות יותר והעונות בצפון מתונות יותר. הטמפרטורות בקיץ בדרום יכולות להיות עד 30 K (30 מעלות צלזיוס; 54 מעלות צלזיוס) חמות יותר מטמפרטורות הקיץ המקבילות בצפון.
דפוסי מזג אוויר:
וריאציות עונתיות אלו מאפשרות למאדים לחוות כמה קצוות במזג האוויר. הבולט ביותר, למאדים יש סופות האבק הגדולות ביותר במערכת השמש. אלה יכולים להשתנות מסערה על שטח קטן לסופות ענק (קוטר של אלפי ק"מ) המכסות את כל כדור הארץ ומטשטשות את פני השטח מהנוף. הם נוטים להתרחש כאשר מאדים הקרוב ביותר לשמש, והוכח שהם מעלים את הטמפרטורה הגלובלית.
המשימה הראשונה ששמה לב לכך הייתה מרינר 9 האורביטר, שהיה החללית הראשונה שהקיפה את מאדים בשנת 1971, היא שלחה תמונות חזרה לכדור הארץ של עולם שנצרך באובך. כוכב הלכת כולו היה מכוסה על ידי סערת אבק כה מסיבית שרק אולי ניתן לראות מעל העננים רק אולימפוס מונס, הר הגעש המאדים הענק שגודלו 24 ק"מ. סערה זו נמשכה חודש שלם, והתעכבה מרינר 9הניסיונות לצלם את כדור הארץ בפירוט.
ואז ב- 9 ביוני 2001, טלסקופ החלל האבל הבחין בסערת אבק באגן Hellas במאדים. כבר ביולי הסערה נפלה, אך אז צמחה והפכה לסערה הגדולה ביותר מזה 25 שנה. הסערה הייתה כה גדולה עד שאסטרונומים חובבים המשתמשים בטלסקופים קטנים הצליחו לראות אותה מכדור הארץ. והענן העלה את הטמפרטורה של אטמוספירת המאדים הקפואה ב -30 מעלות צלזיוס.
סערות אלה נוטות להתרחש כאשר מאדים הקרוב ביותר לשמש, והן כתוצאה מטמפרטורות שעולות ומפעילות שינויים באוויר ובאדמה. ככל שהאדמה מתייבשת, היא נאספת ביתר קלות על ידי זרמי אוויר, שנגרמים כתוצאה משינויי לחץ בגלל עלייה בחום. סופות האבק גורמות לטמפרטורות לעלות עוד יותר, מה שמוביל לכך שמאדים חווה אפקט חממה משלו.
בהתחשב בהבדלים בעונות ובאורך היום, ניתן לתהות אם ניתן היה לפתח אי פעם לוח שנה מאדים. למען האמת זה יכול היה, אבל זה יהיה קצת אתגר. ראשית, לוח שנה של מאדים יצטרך להסביר את המחזורים האסטרונומיים המיוחד של מאדים, ואת המחזורים הלא-אסטרונומיים שלנו כמו שבוע העבודה של 7 ימים איתם.
שיקול נוסף בעיצוב לוח שנה הוא חשבונאות למספר השבריר של הימים בשנה. אורך שנת כדור הארץ היא 365.24219 ימים, ולכן שנים קלנדריות מכילות 365 או 366 ימים בהתאם. יש לפתח נוסחה כזו כדי להסביר את שנת המאדים 668.5921-סול. כל זה בוודאי יהפוך לסוגיה ככל שבני אדם יהיו מחויבים יותר ויותר לחקור (ואולי ליישב) את כדור הארץ האדום.
כתבנו מאמרים מעניינים רבים על מאדים כאן במגזין החלל. הנה כמה זמן הוא שנה בכוכבי הלכת האחרים ?, לאיזה כוכב לכת יש היום הארוך ביותר ?, כמה זמן היא שנה בכספית, כמה זמן היא שנה על כדור הארץ ?, כמה זמן היא שנה בוונוס ?, כמה זמן היא שנה על כדור הארץ שנה ביופיטר ?, כמה זמן היא שנה בשבת ?, כמה זמן היא שנה באורנוס ?, כמה זמן היא שנה בנפטון ?, כמה זמן היא שנה על פלוטו?
למידע נוסף, עיין בדף חקר מערכות השמש של NASA במאדים.
לאסטרונומיה קאסט יש גם כמה פרקים מעניינים בנושא. כמו פרק 52: מאדים, וגם פרק 91: החיפוש אחר מים על מאדים.
