ההיסטוריה של חקר המאדים

מערכת השמש שלנו נשלטת על-ידי גוף מרכזי גדול ומאסיבי, השמש. הכוכב שלנו מפיק אנרגיה על-ידי "בעירת" מימן – תהליך שבו כל ארבעה גרעיני מימן (פרוטונים) בליבה של השמש מתחברים, בתהליך מרובה שלבים, לגרעין מורכב יותר, המכיל שני פרוטונים ושני נויטרונים – גרעין של הֶליוּם. המאסה של גרעין ההליום קטנה במקצת מארבע פעמים המאסה של פרוטון בודד; הפרש מאסות זה, שהוא שווה-ערך ל- 4% מהמאסה של אלקטרון בודד, הופך לאנרגיה הבוקעת משמש.

אנרגיית השמש מופקת בליבה ומועברת משם אל פני השמש בתהליך ארוך של פיזור פוטונים, בליעתם ופליטתם מחדש, וחימום וקירור של גושי גז לוהט. האנרגיה מתפשטת מפני השמש לחלל, בכל הכיוונים, וחלקה הקטן מגיע אלינו, לכדור הארץ. יש לזכור שרק חלק זעום של האנרגיה הכללית שנפלטת מהשמש מגיע אל הארץ: חלק זה הוא היחס בין שטח החתך של כדור הארץ (מעגל שרדיוסו שווה לרדיוס כדור הארץ) לבין שטח הפנים של כדור, שרדיוסו שווה לרדיוס המסלול של הקפת כדור הארץ סביב השמש. הערך הממוצע הוא כשתי מיליארדיות מהסך-הכול.

פגישה עם חמה ו-ונוס

בין השמש למסלול כדור הארץ פוגשת האנרגיה שנפלטה מהחמה את מסלוליהם של עוד שני כוכבי לכת: כוכב חמה (מֶרקוּרי) ונוגה (וֵנוּס). כוכב-חמה קטן בהרבה מהארץ ולמעשה נטול אטמוספירה. נוגה קטן במקצת מכדור הארץ, ולו אטמוספירה צפופה הכוללת בעיקרה פחמן דו-חמצני (CO2) וחנקן. אטמוספירה צפופה זו יוצרת אפקט חממה שגורם לפני נוגה להתחמם מאוד, עד לטמפרטורה של כמעט 500 מעלות צלזיוס – הפלנטה החמה ביותר במערכת השמש.

במסלול שמעבר לכדור הארץ, רחוק יותר מהשמש, מוצאים את מאדים, קטן מהארץ ובעל אטמוספירה דלילה, את חגורת האסטרואידים הראשית, את ענקי מערכת השמש, כוכבי הלכת צדק, שבתאי, אורנוס, ונפטון, ואת עולם גופי הקרח, שהגדול ביניהם הוא פלוטו, שנחשב כרגיל לכוכב הלכת התשיעי.

כוכבים נודדים

כוכבי הלכת נקראים גם "פּֽלַנֵטות" (planets) מן המלה היוונית "לנדוד", שהרי בתצפית ממושכת כוכבי הלכת נראים כ"הולכים" או "נודדים" בין כוכבי השבת הקבועים. התנועה הנראית של כוכב הלכת היא תוצאה של תנועת ההקפה שלו סביב השמש ושל תנועת כדור הארץ. בתנועה משולבת זו נראה לפעמים כוכב הלכת משנה את מהירותו ואת מגמת תנועתו.

לעתים נראית תנועתו של כוכב לכת כ"תנועת נסיגה". זו מתרחשת כאשר כדור הארץ חולף במהלך הקפתו את השמש על פני כוכב לכת חיצוני יותר. המצרים הקדמונים זיהו תנועה אחורית זו של מאדים עוד לפני כ-5000 שנים, ולפיה כינו אותו "סֶקדֶת-אם אף חֶטחֶט", לאמור – "ההולך אחורה". מאדים נחשב ל"כוכב לכת ארצי" משום שיחד עם כוכב חמה ונוגה יש לו מאפיינים דומים-יחסית לאלה של כדור הארץ. אחד ההבדלים הבולטים הוא הצפיפות הממוצעת, כ-3.9 גרם לסמ"ק, הקטנה במידה ניכרת מזו של הארץ (5.5 גרם לסמ"ק).

בהיסטוריה העתיקה מאדים הרשים את הצופים בעיקר בצבעו האדום. הדבר הזכיר את צבע הדם, שנקשר באופן טבעי למלחמות, ומכאן השם הרומי של כוכב הלכת: מַארס (Mars), על-שם אל המלחמות. המחקר המדעי האמיתי של מאדים החל רק כאשר פותחו טלסקופים ראויים, שהצליחו להראות לצופה הקרקעי פרטים על פני כוכב הלכת.

בימים שלפני המצאת הצילום ניתן היה רק לרשום ציורים של מה שעין האסטרונום ראתה. הציור המדעי הראשון של מאדים שמוכר הוא של המדען ההולנדי המפורסם כריסטיאן הויגנס (Huygens). ב-28 בנובמבר 1659 צייר הויגנס כתם שחור גדול על מאדים: זהו ככל הנראה אזור סירטיס מייג'ור (Syrtis Major), שנקרא על שם מפרץ בחוף אפריקה הממוקם דרומית-מערבית לכרתים. אזור זה של מאדים הוא אזור געשי, שגונו כהה יותר משל רוב פני מאדים עקב היותו מכוסה בסלעי בזלת.

זה לא רק כתם

הויגנס עקב אחר הכתם והבחין כי הוא חוזר אל אותו מצב מדי כ-24 שעות. הוא הסיק מזה נכונה כי מאדים סובב סביב עצמו תוך כ-24 שעות, בדומה לכדור הארץ. לקראת סוף חייו כתב הויגנס ספר (שפורסם ב-1698, לאחר מותו) בו הוא דן בשאלה של קיום חיים על מאדים. הוא טען כי צורות חיים על מאדים צריכות היו להסתגל לטמפרטורות נמוכות מאשר בכדור הארץ, בגלל ריחוקו הגדול יותר של כוכב לכת מהשמש.

בשנת 1704 הבחין האסטרונום ג'אקומו פילופו מאראלדי (Giacomo Filippo Maraldi) בכתמים לבנים קרוב לקטבים של מאדים. כעבור 15 שנים הציע שאלו כיפות שלג או קרח, לאחר שנראה כי כיפת הקוטב הדרומי שינתה צורה ואף נעלמה בחודשים אוגוסט וספטמבר - באותה שנה נמצא מאדים קרוב במיוחד לכדור הארץ, כך שהאסטרונומים היו יכולים להבחין בקלות בפרטים.

הרשל וציר הסיבוב

בשנת 1784 פרסם האסטרונום הבריטי ויליאם הֶרשל (William Herschel) את תגליתו לפיה ציר הסיבוב של מאדים נטוי ביחס למסלול ההקפה שלו סביב השמש. הרשל חישב שמדובר בזווית בת 30 מעלות (הערך הידוע לנו כיום הוא כ-25 מעלות). הטיית ציר הסיבוב ביחס למסלול גורמת לעונות שנה על כוכב לכת. נטיית ציר הסיבוב של הארץ היא 23.5 מעלות והדבר משנה את זווית הפגיעה של קרני השמש על הקרקע בין הקיץ לחורף: עקב כך קר בחורף וחם בקיץ.

כך גם על מאדים והדבר מתבטא בגודל כיפות הקטבים, שמשתנה בין חורף לקיץ על כוכב הלכת. עם הבחנה זו השווה הרשל את מאדים לארץ ומצא נקודות משותפות רבות: אורך היום והלילה, הטיית ציר הסיבוב העצמי. גם אורכה של השנה קרוב לזה של כדה"א יחסית לפלנטות המרוחקות יותר מהפלנטה שלנו: 687 ימים עבור מאדים לעומת 365 ימים לכדור הארץ.

התעלות

ב-1858 צפה הכומר הישועי אנג'לו סקי (Pietro Angelo Secchi) במאדים וצייר מפה מפורטת יותר מאלו של קודמיו. במפה זו הוא כינה את סירטיס מיג'ור, האזור הכהה הבולט, בשם "התעלה האטלנטית". הסיבה להיצמדות למונח "תעלה" היתה כנראה הצמידות בזמן לתחילת העבודות בכריית תעלת סואץ בשנת 1859; מבצע זה נחשב באותם הימים לפלא הנדסי וזה השפיע על סקי כמו גם על אחרים.

בשנים הבאות סקי ציין פעמים רבות את המונח "תעלות" כאשר התייחס לתוואי הנוף על מאדים. הוא השתמש במונח האיטלקי canali, שאומץ גם על ידי אסטרונום איטלקי אחר, מפורסם יותר, ג'ובאני סקיאפארלי (Giovanni Virginio Schiaparelli), שהיה מנהל מצפה הכוכבים במילאנו. סקיאפארלי צייר מפה של מאדים בשנת 1877 כאשר מאדים היה קרוב מאוד לארץ.

הירחים הזעירים

באותה שנה (1877) גילה האסטרונום האמריקאי אסף הול (Asaph Hall) שני ירחים זעירים שהקיפו את מאדים, שזכו לשמות מתאימים למלווים של אל המלחמה: פחד (פובוס, Phobos) ואֵימה (דאימוס,Deimos), שמות שני סוסיו של מארס. מאותה שנה, ולמשך עשורים רבים, האמונה שעל מאדים קיימת רשת של תעלות הלכה והתפשטה, ולכדה את דמיון הקהל הרחב.

המשפיעים העיקריים להשתרשות אמונה זו היו האסטרונום הצרפתי קמיל פלמריון (Nicolas Camille Flammarion), האמריקאי פרסיוול לוול ( Percival Lowell), ובעיקר הסופר ה"ג ולס (Herbert G. Wells), שפירסם ב-1897 את הספר "מלחמת העולמות", שמתאר ניסיון לכיבוש כדור הארץ על-ידי יצורים ממאדים.

הקרב על התעלות

בתחילת המאה ה-20 החלו להופיע דיווחים רבים ששללו את קיום התעלות. הם ניזונו מתצפיות שערך האסטרונום ג'ורג' אלרי הייל (George Ellery Hale) בעזרת טלסקופ שקוטר המראה בו היה מטר וחצי. השלילה נבעה מאי-גילויָים של אדי מים בתצפיות הספקטרוסקופיות של ואלאס קמבל (Wallace Campbell), מהתצפיות של דונלד מנזל (Donald Menzel) לפיהן הלחץ האטמוספרי על מאדים צריך להיות זעום, ומאי-הגילוי של חמצן חופשי באטמוספירה של מאדים.

לאחר מלחמת העולם השנייה, ב-1947, התברר כי באטמוספירה של מאדים יש פחמן דו-חמצני. באותה שנה הציע חלוץ מפתחי הטילים, הגרמני ורנר פון בראון (Werner Von Braun), לבצע טיסת חלל מאוישת למאדים. רק ב-1963, לאחר תחילת טיסות החלל, התברר על סמך תצפיות מכדור הארץ שיש אדי מים על מאדים.

הירון ספינרד (Hyron Spinrad) ועמיתיו מדדו כמות דלה פי 1,000 לפחות מזו המצויה מעל המדבריות הצחיחות ביותר של כדור הארץ. שנתיים לאחר מכן, ב-1965, נערכה טיסת החלל הראשונה לחקר מאדים. החללית מארינר 4 חלפה ליד כוכב הלכת, שידרה 22 תמונות של פניו, ופתחה בכך את עידן חקר החלל של מאדים.