Mars och jorden har många saker gemensamt. Båda är markplaneter, båda är belägna i solens bebörliga zon, båda har polära iskappar, liknande lutade axlar och liknande temperaturvariationer. Och enligt några av de senaste vetenskapliga data som erhållits av rovers och atmosfäriska sonder är det nu känt att Mars en gång hade en tät atmosfär och var täckt med varmt, strömmande vatten.
Men när det gäller saker som ett års längd och säsongens längd är Mars och Jorden helt annorlunda. Jämfört med jorden varar ett år på Mars nästan dubbelt så länge - 686,98 jorddagar. Detta beror på det faktum att Mars är betydligt längre från solen och dess omloppsperiod (den tid det tar att kretsa runt solen) är betydligt större än jordens.
Omloppsperiod:
Marsens genomsnittliga avstånd (halv-huvudaxel) från solen är 227 939 200 km (141,634,852,46 mi), vilket är ungefär en halv gånger avståndet mellan jorden och solen (1,52 AU). Jämfört med jorden är dess bana också ganska excentrisk (0,0934 mot 0,0167), från 206,7 miljoner km (128,437,425,435 mi; 1,3814 AU) vid perihelion till 249,2 miljoner km (154,845,701 mi; 1,666 AU) vid aphelion. På detta avstånd och med en orbitalhastighet på 24.077 km / s tar Mars 686.971 jorddagar, motsvarande 1,88 jordår, för att slutföra en bana runt solen.
Denna excentricitet är en av de mest uttalade i solsystemet, med bara Merkurius som har en större (0,205). Detta var dock inte alltid fallet. För ungefär 1,35 miljoner år sedan hade Mars en excentricitet på bara 0,002, vilket gjorde sin bana nästan cirkulär. Den nådde en lägsta excentricitet på 0,079 för ungefär 19 000 år sedan och kommer att toppa cirka 0,105 på cirka 24 000 år från och med nu.
Men under de senaste 35 000 åren har bana till Mars blivit lite mer excentriska på grund av de andra planeternas gravitationseffekter. Det närmaste avståndet mellan Jorden och Mars kommer att fortsätta att minska något under de kommande 25 000 åren. Och om ungefär 1 000 000 år från och med nu kommer dess excentricitet återigen att vara nära den nu - med en uppskattad excentricitet på 0,01.
Earth Days vs. Martian "Sols":
Medan ett år på Mars är betydligt längre än ett år på jorden, är skillnaden mellan en dag på jorden och en marsdag (alias "Sol") inte signifikant. Till att börja med tar Mars 24 timmar 37 minuter och 22 sekunder att slutföra en enda rotation på sin axel (alias en siderisk dag), där jorden tar bara något mindre (23 timmar, 56 minuter och 4,1 sekunder).
Å andra sidan tar det 24 timmar, 39 minuter och 35 sekunder för solen att dyka upp på samma plats på himlen ovanför Mars (aka. En soldag), jämfört med den 24 timmars soldagen vi upplever här på jorden . Detta innebär att, baserat på längden på en marsdag, fungerar ett marsår till 668.5991 Sols.
Säsongsvariationer:
Mars har också en säsongscykel som liknar jordens. Detta beror delvis på det faktum att Mars också har en lutad axel, som lutar 25,19 ° till sitt omloppsplan (jämfört med jordens axiella lutning på cirka 23,44 °). Det beror också på Mars orbital excentricitet, vilket innebär att det regelbundet kommer att få mindre i vägen mot solens utstrålning under en tid på året än en annan. Denna förändring i avstånd orsakar betydande temperaturvariationer.
Medan planetens medeltemperatur är -46 ° C (51 ° F), sträcker sig detta från ett lågt av -143 ° C (-225,4 ° F) under vintern vid polerna till ett högt av 35 ° C (95 ° F) under sommar och middag vid ekvatorn. Detta fungerar med en variation i genomsnittlig yttemperatur som är ganska lik Jordens - en skillnad på 178 ° C (320,4 ° F) mot 145,9 ° C (262,5 ° F). Detta höga temperaturer är också det som gör att flytande vatten fortfarande kan flöda (om än ibland) på Mars ytan.
Dessutom betyder Mars: s excentricitet att den reser långsammare i sin bana när den är längre från solen, och snabbare när den är närmare (som det sägs i Keplers tre lagar om planeten rörelse). Mars 'aphelion sammanfaller med våren på dess norra halvklot, vilket gör den till den längsta säsongen på planeten - som varar ungefär sju jordmånader. Sommaren är näst längst, varar sex månader, medan hösten och vintern varar 5,3 respektive drygt 4 månader.
I söder är säsongens längd bara något annorlunda. Mars är nära perihelion när det är sommar på den södra halvklotet och vintern i norr, och nära aphelion när det är vinter på den södra halvklotet och sommaren i norr. Som ett resultat är säsongerna på den södra halvklotet mer extrema och årstiderna på den norra är mildare. Sommartemperaturerna i söder kan vara upp till 30 K (30 ° C; 54 ° F) varmare än motsvarande sommartemperaturer i norr.
Vädermönster:
Dessa säsongsvariationer gör det möjligt för Mars att uppleva extrema väder. Märkbart är att Mars har de största dammstormarna i solsystemet. Dessa kan variera från en storm över ett litet område till gigantiska stormar (tusentals km i diameter) som täcker hela planeten och döljer ytan från sikten. De brukar förekomma när Mars är närmast solen och har visat sig öka den globala temperaturen.
Det första uppdraget att märka detta var Mariner 9 orbiter, som var det första rymdskeppet som kretsade om Mars 1971, skickade det bilder tillbaka till jorden av en värld som konsumeras i dis. Hela planeten var täckt av en dammstorm så massiv att bara Olympus Mons, den jätte Martian vulkan som mäter 24 km hög, kunde ses ovanför molnen. Denna storm varade i en hel månad och försenades Mariner 9'S försök att fotografera planeten i detalj.
Och den 9 juni 2001 upptäckte Hubble Space Telescope en dammstorm i Hellasbassängen på Mars. I juli hade stormen dött ner, men växte sedan igen till att bli den största stormen på 25 år. Så stor var stormen att amatörastronomer som använde små teleskop kunde se det från jorden. Och molnet höjde temperaturen i den frigida Martianatmosfären med en fantastisk 30 ° Celsius.
Dessa stormar tenderar att inträffa när Mars är närmast solen och är ett resultat av att temperaturer stiger och utlöser förändringar i luft och jord. När jorden torkar, blir den lättare upp av luftströmmar, som orsakas av tryckförändringar på grund av ökad värme. Dammstormarna får temperaturen att stiga ytterligare, vilket leder till att Mars upplever sin egen växthuseffekt.
Med tanke på skillnaderna i säsonger och dagslängd lämnas man att undra om en standardmartanskalender någonsin skulle kunna utvecklas. I själva verket kan det, men det skulle vara lite av en utmaning. För det första måste en Martian-kalender redogöra för Mars: s speciella astronomiska cykler, och våra egna icke-astronomiska cykler som 7-dagars veckan arbetar med dem.
Ett annat övervägande vid utformning av en kalender är att redovisa det bråkdelade antalet dagar på ett år. Jordens år är 365.24219 dagar och kalenderår innehåller antingen 365 eller 366 dagar i enlighet därmed. En sådan formel måste utvecklas för att ta hänsyn till Martiaåret 668.5921. Allt detta kommer säkert att bli en fråga när människor blir mer och mer engagerade i att utforska (och kanske kolonisera) den röda planeten.
Vi har skrivit många intressanta artiklar om Mars här på Space Magazine. Här är hur länge är ett år på de andra planeterna ?, Vilken planet har den längsta dagen ?, Hur länge är ett år på kvicksilver, hur länge är ett år på jorden ?, Hur länge är ett år på Venus ?, Hur länge är ett år på jorden? Year on Jupiter ?, Hur länge är ett år på Saturnus ?, Hur länge är ett år på Uranus ?, Hur länge är ett år på Neptune ?, Hur länge är ett år på Pluto?
Mer information finns på NASA: s undersökningssida för solsystem på Mars.
Astronomy Cast har också flera intressanta avsnitt om ämnet. Som avsnitt 52: Mars och avsnitt 91: Sök efter vatten på Mars.
