В 1877 г. А. Холл (1829-1907), используя 66-см рефрактор обсерватории ВМС в Вашингтоне, открыл два спутника Марса; впоследствии их назвали Фобосом и Деймосом. Оба они чрезвычайно малы и не идут ни в какое сравнение с Луной. До 1877 г., несмотря на неоднократные попытки, их не смогли открыть, поскольку оба спутника крайне тусклы.
О Фобосе и Деймосе до прилета «Маринеров»
В телескоп Фобос и Деймос выглядят как маленькие звездообразные точки, но в дэкосмическую эпоху они привлекали к себе большой интерес из-за своих необычных орбит. Фобос движется вокруг Марса на среднем расстоянии всего в 9350 км от центра планеты, так что расстояние между Фобосом и марсианской поверхностью почти такое же, как между Лондоном и Аденом. Период обращения Фобоса составляет всего 7 ч 39 мин, и, поскольку период вращения Марса вокруг оси 24 ч 37 мин, «месяц» Фобоса короче, чем марсианский день. Фобос восходит на марсианском небе на западе и заходит на востоке. Над горизонтом он бывает только в течение 4,5 ч, проходя за это время более половины своего цикла фаз, а интервал между его последовательными восходами немногим более 11ч. Видимый диаметр Фобоса никогда не превышает 12,3°, что меньше половин ы видимого с Земли лунного диаметра, и он посылает на поверхность Марса не более света, чем Венера на Землю. Фобос проходит по диску Солнца 1300 раз за год – если смотреть с Марса, – пересекая диск за 19 с.
Даже когда Фобос бывает над марсианским горизонтом, он долгое время остается в тени планеты. На марсианских широтах выше 69° он вообще никогда не восходит. Орбита Фобоса практически круговая, а ее наклонение к экваториальной плоскости Марса лишь немногим более 1°.
Деймос меньше по размерам и более удален (23 500 км от центра Марса). Период его обращения равен 30 ч 14 мин, поэтому он остается над марсианским горизонтом в течение 2,5 суток, но освещает Марс слабее, чем Сириус Землю, и фазы его для марсианского наблюдателя почти незаметны. Максимальный диаметр Деймоса составляет лишь около 12 км.
Относительно природы спутников Марса до сих пор не высказывалось никаких суждений. Может быть, это астероиды, попавшие в поле тяготения планеты. Несколько лет назад возникло предположение, что Фобос медленно снижается по спирали к Марсу и должен столкнуться с планетой в обозримом будущем; это привело к появлению удивительной гипотезы о том, что он тормозится очень разреженной марсианской атмосферой. Но, чтобы все это случилось, его масса должна была бы быть пренебрежимо малой; отсюда последовал вывод, что Фобос – полая внутри космическая станция, построенная марсианами. Эта идея принадлежала известному советскому астроному И. С. Шкловскому (род. 1916), но она не получила широкой поддержки.
Открытия «Маринера-9»
Первая серьезная информация о спутниках Марса пришла от «Маринера-9», который приблизился к Марсу в конце 1971 г. и перешел на орбиту вокруг планеты. При сближении «Маринер-9» фотографировал Фобос и Деймос; оказалось, что оба они имеют неправильную форму. Фобос по форме весьма напоминал картофелину размером 28 х 20 км. На его поверхности есть кратеры, наибольший из которых (Стихни) имеет диаметр 6,5 км. На карту Фобоса уже нанесено более 50 образований. Семи из них присвоены официальные названия: Рош, Уэндел, Тодд, Шарплесс, Д’Арре, Стикни и Гряда Кеплера. Beличина радиуса Фобоса изменяется более чем на 20% от среднего значения. Вращение – синхронное, так что Фобос всегда обращен к Марсу одной и той же стороной и его большая ось всегда направлена к планете.
Загадочные кратеры
Происхождение кратеров на Фобосе не вполне понятно. Высказывалось предположение о метеоритных ударах. Японский астроном Миямото предложил гипотезу, согласно которой кратеры – это что-то вроде раковин, образовавшихся в период остывания спутника. Если же причиной их появления являются столкновения, то надо согласиться, что Фобосу сильно досталось. Диаметр Стикни составляет примерно 1/4 диаметра Фобоса. В сентябре 1976 г., когда орбитальный отсек «Викинга-2» находился на расстоянии 880 км от Фобоса, на его поверхности удалось сфотографировать образования поперечником до 40 м. Характер образований на поверхности Фобоса указывает на то, что его прочность — подстать прочности цельных скальных пород. Основным материалом, из которого сложен спутник, вероятно, является базальт. Скорость убегания всего лишь 20 км/ч, поэтому там не может быть и следов атмосферы. То, что эта маленькая марсианская луна усеяна кратерами, предполагалось и ранее, но неожиданно на ней обнаружились еще желоба и цепочки мелких кратеров. Похожие цепочки замечены на Луне, Марсе и Меркурии; там они образовались как вторичные кратеры при сильных соударениях, но возникновение таких кратеров на телах с очень малой силой тяжести объяснить не так-то легко.
Деймос – спутник в общем такого же типа, как и Фобос, хотя и меньший по размерам. Его поверхность также покрыта кратерами. Два основных образования названы Свифт и Вольтер – в честь писателей, которые еще в XVIII в. предсказали, что Марс должен иметь два спутника.