Marte e Terra hanno parecchie cose in comune. Entrambi sono pianeti terrestri, entrambi si trovano all'interno della zona abitabile del Sole, entrambi hanno calotte polari, assi inclinati in modo simile e variazioni di temperatura simili. E secondo alcuni degli ultimi dati scientifici ottenuti da rover e sonde atmosferiche, è ormai noto che Marte un tempo aveva un'atmosfera densa ed era coperta da acqua calda e fluente.
Ma quando si tratta di cose come la durata di un anno e la lunghezza delle stagioni, Marte e la Terra sono piuttosto diverse. Rispetto alla Terra, un anno su Marte dura quasi il doppio - 686,98 giorni terrestri. Ciò è dovuto al fatto che Marte è significativamente più lontano dal Sole e il suo periodo orbitale (il tempo necessario per orbitare attorno al Sole) è significativamente maggiore di quello della Terra.
Periodo orbitale:
La distanza media su Marte (asse semi-maggiore) dal Sole è di 227.939.200 km (141.634.852,46 mi) che è circa una volta e mezza la distanza tra la Terra e il Sole (1,52 UA). Rispetto alla Terra, la sua orbita è anche piuttosto eccentrica (0,0934 vs. 0,0167), che varia da 206,7 milioni di km (128.437.425.435 mi; 1,3814 UA) al perielio a 249,2 milioni di km (154.845.701 mi; 1,666 UA) ad afelio. A questa distanza, e con una velocità orbitale di 24.077 km / s, Marte impiega 686.971 giorni terrestri, l'equivalente di 1,88 anni terrestri, per completare un'orbita attorno al Sole.
Questa eccentricità è una delle più pronunciate nel Sistema Solare, di cui solo Mercurio ne ha una maggiore (0,205). Tuttavia, non è sempre stato così. Circa 1,35 milioni di anni fa, Marte aveva un'eccentricità di appena 0,002, rendendo la sua orbita quasi circolare. Ha raggiunto un'eccentricità minima di 0,079 circa 19.000 anni fa e raggiungerà il picco a circa 0,105 tra circa 24.000 anni.
Ma negli ultimi 35.000 anni, l'orbita di Marte è diventata leggermente più eccentrica a causa degli effetti gravitazionali degli altri pianeti. La distanza più vicina tra Terra e Marte continuerà a diminuire leggermente per i prossimi 25.000 anni. E tra circa 1.000.000 di anni, la sua eccentricità sarà di nuovo vicina a quello che è ora - con un'eccentricità stimata di 0,01.
Earth Days vs. Martian “Sols”:
Mentre un anno su Marte è significativamente più lungo di un anno sulla Terra, la differenza tra un giorno sulla Terra e un giorno marziano (alias "Sol") non è significativa. Per cominciare, Marte impiega 24 ore 37 minuti e 22 secondi per completare una singola rotazione sul suo asse (ovvero un giorno siderale), dove la Terra impiega solo leggermente meno (23 ore, 56 minuti e 4,1 secondi).
D'altra parte, ci vogliono 24 ore, 39 minuti e 35 secondi per far apparire il Sole nello stesso punto nel cielo sopra Marte (alias un giorno solare), rispetto al giorno solare di 24 ore che viviamo qui sulla Terra . Ciò significa che, in base alla lunghezza di un giorno marziano, un anno marziano arriva a 668.5991 Sols.
Variazioni stagionali:
Marte ha anche un ciclo stagionale simile a quello della Terra. Ciò è dovuto in parte al fatto che anche Marte ha un asse inclinato, che è inclinato di 25,19 ° rispetto al suo piano orbitale (rispetto all'inclinazione assiale della Terra di circa 23,44 °). È anche dovuto all'eccentricità orbitale di Marte, il che significa che riceverà periodicamente meno in termini di luminosità del Sole durante un periodo dell'anno rispetto a un altro. Questo cambiamento di distanza provoca significative variazioni di temperatura.
Mentre la temperatura media del pianeta è di -46 ° C (51 ° F), questa varia da un minimo di -143 ° C (-225,4 ° F) durante l'inverno ai poli ad un massimo di 35 ° C (95 ° F) durante l'estate e mezzogiorno all'equatore. Questo risolve una variazione della temperatura media della superficie che è abbastanza simile a quella terrestre - una differenza di 178 ° C (320,4 ° F) contro 145,9 ° C (262,5 ° F). Le alte temperature sono anche ciò che consente all'acqua liquida di fluire ancora (anche se in modo intermittente) sulla superficie di Marte.
Inoltre, l'eccentricità di Marte significa che viaggia più lentamente nella sua orbita quando è più lontano dal Sole, e più rapidamente quando è più vicino (come affermato nelle Tre leggi del moto planetario di Keplero). L'afelio di Marte coincide con la primavera nel suo emisfero settentrionale, il che la rende la stagione più lunga del pianeta, che dura circa 7 mesi terrestri. L'estate è la seconda più lunga, della durata di sei mesi, mentre l'autunno e l'inverno durano 5,3 e poco più di 4 mesi, rispettivamente.
Nel sud, la lunghezza delle stagioni è solo leggermente diversa. Marte è vicino al perielio quando è estate nell'emisfero meridionale e inverno al nord, e vicino ad afelio quando è inverno nell'emisfero meridionale e estate al nord. Di conseguenza, le stagioni nell'emisfero meridionale sono più estreme e le stagioni nel nord sono più miti. Le temperature estive a sud possono essere fino a 30 K (30 ° C; 54 ° F) più calde delle equivalenti temperature estive a nord.
Modelli meteorologici:
Queste variazioni stagionali consentono a Marte di sperimentare alcuni estremi nel tempo. In particolare, Marte ha le più grandi tempeste di polvere nel sistema solare. Questi possono variare da una tempesta su una piccola area a tempeste gigantesche (migliaia di km di diametro) che coprono l'intero pianeta e oscurano la superficie dalla vista. Tendono a verificarsi quando Marte è il più vicino al Sole e hanno dimostrato di aumentare la temperatura globale.
La prima missione da notare è stata la Mariner 9 orbiter, che fu il primo veicolo spaziale ad orbitare su Marte nel 1971, rimandò sulla Terra immagini di un mondo consumato dalla foschia. L'intero pianeta è stato coperto da una tempesta di polvere così imponente che solo l'Olimpo Mons, il gigantesco vulcano marziano che misura 24 km di altezza, poteva essere visto sopra le nuvole. Questa tempesta è durata per un mese intero e ha ritardato Mariner 9I tentativi di fotografare il pianeta in dettaglio.
E poi il 9 giugno 2001, il telescopio spaziale Hubble ha individuato una tempesta di sabbia nel bacino dell'Hellas su Marte. A luglio, la tempesta si era placata, ma poi è cresciuta fino a diventare la più grande tempesta in 25 anni. La tempesta fu così grande che gli astronomi dilettanti che usando piccoli telescopi riuscirono a vederlo dalla Terra. E la nuvola ha innalzato la temperatura della gelida atmosfera marziana di uno straordinario 30 ° Celsius.
Queste tempeste tendono a verificarsi quando Marte è il più vicino al Sole e sono il risultato di temperature in aumento e che innescano cambiamenti nell'aria e nel suolo. Man mano che il terreno si asciuga, viene più facilmente raccolto dalle correnti d'aria, che sono causate da variazioni di pressione dovute all'aumento del calore. Le tempeste di polvere fanno aumentare ulteriormente le temperature, portando a Marte a sperimentare il proprio effetto serra.
Date le differenze nelle stagioni e nella lunghezza del giorno, ci si chiede se un calendario marziano standard possa mai essere sviluppato. In verità, potrebbe, ma sarebbe una sfida. Per uno, un calendario marziano dovrebbe tenere conto dei peculiari cicli astronomici di Marte e dei nostri cicli non astronomici come la settimana di 7 giorni di lavoro con loro.
Un'altra considerazione nella progettazione di un calendario è la contabilizzazione del numero frazionario di giorni in un anno. L'anno terrestre è lungo 365.24219 giorni, quindi gli anni di calendario contengono 365 o 366 giorni di conseguenza. Una tale formula dovrebbe essere sviluppata per tenere conto dell'anno marziano 668.5921-sol. Tutto ciò diventerà sicuramente un problema man mano che gli esseri umani si impegneranno sempre più nell'esplorazione (e forse nella colonizzazione) del Pianeta Rosso.
Abbiamo scritto molti articoli interessanti su Marte qui su Space Magazine. Ecco quanto dura un anno sugli altri pianeti ?, Quale pianeta ha il giorno più lungo ?, Quanto dura un anno su mercurio, quanto dura un anno sulla terra ?, Quanto dura un anno su Venere ?, Quanto dura un Year on Jupiter ?, Quanto dura un anno su Saturno ?, Quanto dura un anno su Urano ?, Quanto dura un anno su Nettuno ?, Quanto dura un anno su Plutone?
Per ulteriori informazioni, consulta la pagina di esplorazione del sistema solare della NASA su Marte.
Astronomia Cast ha anche diversi episodi interessanti sull'argomento. Come l'episodio 52: Mars e l'episodio 91: The Search for Water on Mars.
