Исследование космическими аппаратами

С 1960-х годов к Марсу для подробного изучения планеты с орбиты и фотографирования поверхности были направлены несколько АМС. Кроме того, продолжалось дистанционное зондирование Марса с Земли в большей части электромагнитного спектра с помощью наземных и орбитальных телескопов, например в инфракрасном для определения состава поверхности, в ультрафиолетовом и субмиллиметровом диапазонах проводились наблюдения за составом атмосферы, а в радиодиапазоне проводились измерения скорости ветра.

К Марсу было запущено много космических аппаратов! Первым же космическим аппаратом, исследовавшим Марс с пролётной траектории, стал американский Маринер-4. А первым искусственным спутником Марса стал американский Маринер-9. Первым совершил посадку на Марс спускаемый аппарат советской автоматической межпланетной станции Марс-3 в 1971 году. Передача данных с автоматической марсианской станции началась вскоре после её посадки на поверхность Марса, но прекратилась через 14,5 секунд. Попытки мягкой посадки автоматической марсианской станции спускаемыми аппаратами советских АМС Марс-2 в 1971 году, и Марс-6, Марс-7 в 1973 были неудачными. Первая работающая автоматическая марсианская станция являлась частью американского Викинга-1. Станция после мягкой посадки в 1976 году передала первые снимки с поверхности Марса, провела первые непосредственные исследования атмосферы и грунта. Основными задачами изучения Марса с орбиты искусственных спутников в 1970-е годы являлось определение характеристик атмосферы и фотографирование поверхности. Было предусмотрено изучение магнитного и гравитационного полей планеты, её тепловых характеристик, рельефа и прочего, для чего были запущены советские автоматические межпланетные станции Марс-2 и Марс-3. В районе посадки станции предполагалось определение физических характеристик грунта определение характера поверхностной породы, экспериментальная проверка возможности получения телевизионных изображений окружающей местности, и так далее. Спускаемый аппарат Марс-3 совершил мягкую посадку на поверхность «красной планеты» между областями Электрис и Фаэтонтис в районе с координатами 45° ю.ш. и 158° з.д. На его борту был установлен вымпел с изображением герба СССР. Через 1 минуту 30 секунд после посадки АМС была приведена в рабочее состояние, и в 16 часов 50 мин. 35 сек. началась передача видеосигналов с поверхности планеты. Они были приняты и записаны на борту искусственного спутника «Марс-3» и затем в сеансах радиосвязи переданы на Землю. Принятые с поверхности Марса видеосигналы были непродолжительными (около 20сек.) и резко прекратились. В комплексе экспериментов, проводившихся на спутниках «Марс»-2 и 3, фотографированию планеты отводилась вспомогательная роль, связанная главным образом с обеспечением привязки результатов измерений в других спектральных интервалах. Вместе с тем, снимки, выполненные на «Марсе-3» с больших расстояний, позволили уточнить оптическое сжатие планеты (отличающееся от динамического), строить профили рельефа по изображению края диска на участках большой протяженности, получить цветные изображения диска Марса путём синтезирования фотоизображений, сделанных с различными светофильтрами. Американские космические аппараты «Викинг» изучали Марс в течение нескольких лет (с 1976 года) как с орбиты, так и непосредственно на поверхности. В частности, были проведены эксперименты по обнаружению микроорганизмов в грунте, не давшие положительного результата. Впервые был сделан химический анализ грунта и переданы фотографии поверхности. Автоматические марсианские станции длительное время вели наблюдения марсианской погоды, а по данным орбитальных аппаратов была составлена подробная карта Марса. Искусственный спутник «Марс-Одиссей» обнаружил, что под поверхностью Красной планеты есть залежи водяного льда. Позже это было подтверждено и другими аппаратами. С помощью камеры THEMIS (Thermal Emission Imaging System — камера создающая изображение на основании анализа теплового излучения) была получена точная карта Марса (пространственное разрешение карты составляет 100 метров для всей поверхности Красной планеты). Для её составления ученые использовали 21 тысячу фотографий, сделанных искусственным спутником за восемь лет. Окончательно вопрос о наличии воды на Марсе был решен в 2008 году, когда автоматическая марсианская станция «Феникс», севшая в полярном регионе планеты, получила воду из марсианского грунта. Искусственный спутник «Марс-экспресс» представил доказательства в пользу гипотезы, предполагающей, что спутник Марса Фобос сформировался не из астероидов главного пояса, а из материала Красной планеты. Ученые изучали состав Фобоса при помощи фурье-спектрометра, размещенного на его борту. Помимо изучения состава Фобоса исследователи провели наиболее точное на сегодняшний день определение массы марсианского спутника и его плотности.