A Mars-kutatás története I.

2004. február 12.-Múlt-kor

A vörös bolygó évezredek óta izgatja a tudósok kíváncsiságát. A Múlt-kor a következő napokban összefoglalja a Mars-kutatás történetének legfontosabb állomásait. Háromrészes sorozatunk első részében a kezdetektől a 18. század végéig jutunk el.

`A látóhatár Hórusza`: Egyiptomtól Keplerig

Arisztotelész
A `látóhatár Hórusza`: a Mars az ókorban

A Mars első megfigyelői az egyiptomiak voltak. Az istenként tisztelt vörös bolygó - embertestű, sólyomfejű lény alakjában - már az Újbirodalom 28. dinasztiájának idején feltűnik az ábrázolásokon, "a horizont Hórusza" név alatt. A feljegyzések beszámolnak a bolygónak az égbolton leírt fordított mozgásáról is.

Az egyiptomiak mellett a görögök is élen jártak a Mars vizsgálódásában. I. e. 300 környékén Arisztotelész megállapította, hogy a Mars távolabb van a Földtől, mint a Hold. Erre egy egyszerű természeti jelenség hívta fel a figyelmét: a Hold eltakarta a Marsot. I. sz. 130 környékén Ptolemaiosz lefektette a világegyetemről vallott elképzeléseinek alapjait; rendszerében az égitestek hierarchiája a következő volt:
Föld, Hold, Merkúr, Vénusz, Nap, Mars.





Amit Kepler köszönhet a Marsnak

Tycho Brache
obszervatóriumában
A 16. század végén a dán csillagásznak, Tycho Brache-nak sikerült minden korábbinál pontosabban feltérképeznie a Mars pályáját. Brache-nak még nem állt rendelkezésére teleszkóp: kénytelen volt megelégedni a bolygók pozíciójának meghatározására alkalmas mechanikus berendezéseivel - no meg éles szemével. A kezdetleges technikai feltételek ellenére is sikerült négy perces pontossággal leírnia a bolygók - köztük a Mars - mozgását. Brache asszisztense, egy német csillagász, bizonyos Johannes Kepler, javarészt a Mars megfigyelésére alapozva állapította meg a bolygók mozgásának első két törvényét:

  • A bolygók ellipszis alakú pályán mozognak, az ellipszis egyik gyújtópontja a Nap
  • A bolygók egységnyi idő alatt ugyanakkora pályát járnak be

    Kepler felfedezései legnagyobbrészt Brache-nak a Mars mozgásáról tett aprólékos megfigyelésein nyugodtak. A későbbi tudománytörténeti kutatások azt is megkockáztatták, hogy Keplernek aligha sikerült volna rájönnie a szabályosságokra, ha a Mars helyett egy másik bolygó megfigyelését választja. A Mars pályája egyszerűen ideális példa volt a német csillagász számára, mivel a bolygó a szokásosnál jóval elnyúltabb ellipszispályán kering.

    A teleszkóp lencséjén át: Galilei és Huygens

    Galileo Galilei olasz bankjegyen
    A teleszkóp lencséjén át

    A Mars még pontosabb megfigyelését a 17. század elejének nagy találmánya, a teleszkóp tette lehetővé. Galilei, a páduai egyetem tanára volt az első, aki távcsövön keresztül vizsgálta a vörös bolygót. Egy 1610. december 30-án kelt levelében így számol be eredményeiről: "Nem merném állítani, hogy mind megfigyeltem a Mars fázisait. Ám ha nem tévedek, úgy tapasztalom, hogy a bolygó nem egészen gömbölyű."

    Az első ismert Mars-ábrázolást egy amatőr csillagász, a nápolyi Francisco Fontana vetette papírra 1636-ban. Megfigyelése szerint "a Mars korongja nem mindenhol azonos színű", amiben kétségkívül igaza volt. Abban már kevésbé, hogy a Mars felszínén egy "fekete pötty" látható - Fontana atyát sajnos teleszkópjának szennyeződése zavarta meg a tisztánlátásban.

    Christiaan Huygens, a holland természettudós felfedezi - és 1659. október 30-án le is rajzolja - a ma Syrtis Majorként ismert (magyarul Homokóra-tengernek nevezett) felszíni képződményt. Huygens leírása szerint a képződmény leginkább "egy nagy mocsárra hasonlít". Huygens még ugyanabban az évben megbecsüli a Mars méretét és a marsi nap hosszát: szerinte a bolygó a Földnek kb. 60%-át teszi ki, egy marsi nap pedig 24 óráig tart. Az átütő eredmények a technika fejlődésének köszönhetők, hiszen holland teleszkópja jóval élesebb volt, mint elődeié - akár ötvenszeres nagyításra is képes lehetett!

    Huygens mérését Gian Domenico Cassini 1666-ban korrigálta, kinek mérése szerint a marsi nap 24 óráig és 40 percig tart. Az olasz tudós bolognai obszervatóriumában mintegy 20 vázlatot készített a bolygóról, melyek alapján arra jutott: a Marson másnap, de kb. 40 perccel később láthatók ugyanott, ugyanazok a képződmények.

    Christiaan Huygens
    Ugyancsak Cassini mérte meg elsőként a Föld és a Mars távolságát, amiben segítségére voltak Francia-Guayanába küldött kollégájának, Jean Richer-nek az eredményei is. A Dél-Amerikában vizsgálódó Richer ugyancsak a Mars pozícióját igyekezett megállapítani az éjszakai égbolton. Az eredmények összehasonlításával Cassini ki tudta számítani a Mars parallaxisát (látószög-elhajlását), így meg tudta állapítani a Mars és a Föld távolságát a mérés időpontjában.

    Cassini nevéhez fűződik a Naprendszer méreteinek első viszonylag pontos leírása is. Az olasz a Nap-Föld távolságot - a "csillagászati egységet" - 140 millió kilométerre becsülte. (A mai, modern mérőeszközök szerint ugyanez a távolság 149,6 millió kilométer.)

    A Mars tengelyferdeségét elsőként William Herschel német származású angol csillagász számolta ki. A "brit királyi asztronómus" címet viselő tudós a maga építette teleszkópján, 1781-ben végzett vizsgálatok alapján megállapította: a Mars tengelyferdesége nagyjából 24 fok. (Alig tévedett: a legmodernebb eszközökkel végzett mérések szerint a Mars tengelyferdesége 25,19 fok!) Herschel megállapítását a bolygó felszíni képződményeinek elforgására alapozta. Abban azonban tévedett, hogy a bolygó "sötét foltjai" óceánok volnának.

    `A Mars lakosai`: Maraldi és Herschel

    Herschel teleszkópja
    A jégsapkák titka

    Elsőnek a marsi nap hosszát is helyesbítő Cassininek tűnt fel 1666-ban, hogy a marsi sarkokat világosabb sapka fedi. A déli sark sapkája már a holland Huygens hat évvel későbbi rajzán is szerepelt. Az olasz Maraldi - mellesleg Cassini unokaöccse - 1719-ben már mindkét sapkát leírta, teleszkópján a képződmények "fehér foltoknak" ("taches blanches") látszódtak. Az is feltűnt neki, hogy a déli sapka nem pontosan a bolygó forgástengelyén helyezkedik el, valamint hogy az északi sapkát "sötét sáv" övezi.

    Óvatosan, de megpendítette, hogy a fehér sarki képződmények víztől vagy jégtől származhatnak. Azt is észrevette, hogy a déli sark sapkájának mérete változik, s augusztus-szeptember táján el is tűnik - hogy később újra megjelenjen.

    Bár a sarki képződményeket korábban többen is észlelték, a német-angol Herschel volt az, aki 1781-ben elsőként teljes bizonyossággal jégsapkaként azonosította a fehér képződményeket.



    "A Mars lakosai"

    Herschel 1784-ben elérkezettnek látta az időt arra, hogy beszámolót készítsen az angol tudományos akadémia (Royal Society) számára kedves bolygójáról. A tanulmányban olvasható:

    "Úgy tűnik, hogy a bolygó számottevő légkörrel bír, mivel a felszín állandó foltjai mellett gyakran észleltem a részben fényes sávok - egyszer pedig egy sötétebb sáv - alkalmi módosulását. Eme változásokat aligha tulajdoníthatjuk másnak, mint a bolygó légkörében lebegő felhők és párák változékony hajlamának. A Marsnak jelentős, ám ritka légköre van, minek következtében lakosai feltehetőleg a miénkkel egyező feltételeket élveznek számos tekintetben... Az egész naprendszerben talán a Mars a Földhöz leghasonlatosabb planéta."



    Következő rész: A Mars-kutatás története a 19. századtól a 20. század közepéig