28 августа 2003 - рекордное противостояние Марса

М.Е.Прохоров
ГАИШ, Москва

Если августовским вечером, вскоре после захода Солнца, вы поглядите на восток, то увидите очень яркую красноватую "звезду". По яркости ее можно было бы принять за Венеру, но вечером Венеры на востоке не бывает. Это Марс, а столь яркий он потому, что сейчас идет противостояние Земли и Марса, причем не простое.

Примерно каждые два года Земля и Марс, двигаясь по своим орбитам, сближаются друг с другом. Подобные сближения называются противостояниями. Очередное противостояние произойдет в конце августа 2003 года. Если бы орбиты Земли и Марса были круговыми и лежали строго в одной плоскости, то противостояния происходили бы строго периодически (между ними бы проходило чуть больше двух лет) и Марс приближался бы к Земле всегда на одно и то же расстояние. Однако это не так. Хотя плоскости орбит планет достаточно близки и орбита Земли почти круговая, но эксцентриситет марсианской орбиты достаточно велик. Поскольку интервал между противостояниями не совпадает ни с земным, ни с марсианским годом, то максимальное сближение планет происходит в разных точках их орбит. Если противостояние случается вблизи афелия орбиты Марса (это приходится на зиму в северном полушарии Земли), то расстояние между планетами оказывается достаточно велико - около 100 млн. км. Противостояния вблизи перигелия марсианской орбиты (которые происходят в конце лета) гораздо более тесные. Если Марс и Земля сближаются на расстояние меньшее 60 млн. км, то подобные противостояния называют великими. Они случаются каждые 15 или 17 лет и всегда использовались астрономами для интенсивных наблюдений красной планеты. (Истории наблюдений Марса посвящена подробная статья В.Г.Сурдина.)

Однако противостояние 2003 года оказывается не просто великим, а величайшим, событием, подобного которому не было несколько тысяч лет!

Давайте рассмотрим это событие по-подробнее.

Что происходит во время противостояния

По определению противостоянием называется такая конфигурация (взаимное расположение) Солнца, Земли и планеты, когда эклиптическая широта планеты, отличается от широты Солнца на 180o. Ясно, что такая ситуация возможна только для внешних планет. Если спроецировать планету на плоскость эклиптики (а Земля и Солнце всегда находятся в этой плоскости), то в момент противостояния центры всех трех тел окажутся на одной прямой (Земля между Солнцем и планетой). В момент противостояния достигается максимальная фаза Марса, наступает "полномарсие" (этот искусственный термин введен по аналогии с полнолунием). Отличие фазы Марс от единицы связано только с тем, что он движется не в плоскости эклиптики.

Поскольку орбиты Марса и Земли не круговые, а их плоскости не совпадают, то момент противостояния близок, но не совпадает с моментом максимального сближения планет. С расстоянием между планетами однозначно связан видимый угловой размер Марса, который достигает максимума при наибольшем сближении.

Блеск (видимая звездная величина) Марса зависит как от его удаления от Земли, так и от фазы. Таким образом этот момент также будет близок к противостоянию, но в общем случае не будет совпадать ни с ним, ни с моментом максимального сближения планет.

Еще два важных события - прохождение Марса через перигей своей орбиты и прохождение Земли через точку ближайшую к перигею орбиты Марса. Земля проходит ближайшую к перигею орбиты Марса точку всегда в одно и то же время года - примерно 28 августа. Слово примерно здесь появилось из-за того, что земной год не кратен суткам, поэтому дата прохождения этой точки меняется от года к году в пределах суток. В 2003 году марс пройдет свой перигей 30 августа. Чем ближе к перигею орбиты Марса оказываются планеты в противостоянии, тем сильнее они сближаются и тем более великим будет противостояние. Приведенный ниже рисунок служит этому иллюстрацией.

Противостояния Марса с 1997 г. по 2010 г. Вдоль орбиты Земли (внутренняя окружность) указаны месяцы ее прохождения по данному участку. У орбиты Марса (наружная окружность) указаны точки перигелия (Р) и афелия (А). На линиях, соединяющих планеты в момент противостояния, указан год и минимальное расстояние до Марса в астрономических единицах. (Рисунок взят из статьи В.Г.Сурдина).

Противостояния и великие противостояния за "последние годы"

Перед вами часть каталога противостояний Марса. За 52 года их произошло и произойдет 25. Четыре из них (1971, 1988, 2003 и 2018 гг.) были великими противостояниями. Великие противостояния в таблице подчеркнуты.

В первых трех колонках этой таблицы приведены даты и время противостояний, в четверной колонке - максимальная звездная величина Марса, а в остальных колонках - дата и время максимального сближения планет, минимальное расстояние между ними (в астрономических единицах и в миллионах километров и видимый угловой диаметр Марса. Как вы видите моменты противостояний и максимальных сближений планет немного не совпадают.

Каталог противостояний Марса с 1969 по 2020 гг.
 Противостояние  Макс.блеск    Наибольшее сближение   
       расстояние  диаметр   
 год  Дата    UT      зв.вел.  Дата    UT    А.Е.   млн.км угл.сек   
1969 May 31 15:50   Jun  9       0.486    71.7   19.6   
1971 Aug 10 06:52     -2.9    Aug 12       0.3757   56.2   24.9   
1973 Oct 25 03:28   Oct 17       0.441    65.2   21.5   
1975 Dec 15 13:59   Dec  8       0.570    84.6   16.6   
1978 Jan 22 00:11   Jan 19       0.654    97.7   14.3   
1980 Feb 25 05:43     -1.2    Feb 26       0.677   101.3   13.8   
1982 Mar 31 10:14      0.637 14.8   
1984 May 11 08:52      0.537 17.3   
1986 Jul 10 05:27      0.406    60.0   23.0   
1988 Sep 28 03:32     -2.8    Sep 22 03    0.39314  58.81  23.81   
1990 Nov 27 20:35     -2.1    Nov 20 03:50 0.51692  77.33  18.11   
1993 Jan  7 22:43     -1.4    Jan  3 13:33 0.62609  93.66  14.95   
1995 Feb 12 02:32     -1.2    Feb 11 14:20 0.67569 101.08  13.85   
1997 Mar 17 07:55     -1.3    Mar 20 16:51 0.65938  98.64  14.20   
1999 Apr 24 17:38     -1.7    May  1 17:28 0.57846  86.54  16.18   
2001 Jun 13 17:59     -2.3    Jun 21 22:57 0.45017  67.34  20.79   
2003 Aug 28 17:59     -2.9    Aug 27 09:52 0.37272  55.76  25.11
2005 Nov  7 07:59     -2.3    Oct 30 03:26 0.46406  69.42  20.17   
2007 Dec 24 19:47     -1.7    Dec 18 23:47 0.58935  88.17  15.88   
2010 Jan 29 -1.3    Jan 27       0.664    99.3   14.1   
2012 Mar  3 -1.2    Mar  5       0.674   100.8   13.9   
2014 Apr  8 -1.5    Apr 14       0.621    92.4   15.2   
2016 May 22 -2.1    May 30       0.509    75.3   18.6   
2018 Jul 27 -2.8    Jul 31       0.386    57.6   24.3   
2020 Oct 13 -2.6    Oct  6       0.419    62.2   22.6   
(Данные взяты с сайта www.seds.org)

Из всех противостояний, приведенных в данной таблице, противостояние Марса 2003 года будет самым сильным. Планеты сблизятся менее чем на 56 млн. км, угловой диаметр Марса превысит 25", а блеск почти достигнет -3m. Но надо сказать, что эти величины всего на несколько процентов превышают достигавшиеся в других великих противостояниях, особенно в событии 1971 года (такое отличие вряд ли можно было бы заметить глазом, даже если смотреть через телескоп).

Еще более наглядно малость этих различий видна на бОльших промежутках времени: Противостояния 1845 и 1925 годов были лишь чуть слабее, чем то, что случится в 2003 г.

Великие противостояния Марса с 1830 г. по 2035 г. Расстояние от Земли до Марса указано в астрономических единицах.
ДатаРасстояние
19 сентября 1830       0,388 а.е.
18 августа 1845 0,373
17 июля 1860 0,393
5 сентября 1877 0,377
4 августа 1892 0,378
24 сентября 1909 0,392
23 августа 1924 0,373
23 июля 1939 0,390
10 сентября 1956 0,379
10 августа 1971 0,376
22 сентября 1988 0,394
28 августа 2003 0,373
27 июля 2018 0,386
15 сентября 2035 0,382
(Таблица взята из статьи В.Г.Сурдина)

Величайшие из величайших

Если же интересоваться самыми сильными сближениями Марса и Земли, картина оказывается очень интересной.

Таблица сближений менее, чем на 56 млн. км.
(жирным шрифтом показаны сближения более сильные, чем в 2003 г.)
год противост. сближ.   млн.км      А.Е.
 756  Jul 28  Jul 27  55.90       0.37369   
 835  Aug  2  Aug  1  55.90       0.37391   
1040  Jul 27  Jul 27  55.92       0.37382   
1119  Aug  1  Jul 31  55.859,488  0.37339761   
1198  Aug  5  Aug  3  55.87       0.37346   
1277  Aug  9  Aug  7  55.96       0.37409   
1482  Aug  3  Aug  3  55.808,594  0.37305741   
1561  Aug  7  Aug  7  55.837,780  0.37325251   
1640  Aug 21  Aug 20  55.87       0.37347   
1687  Aug  8  Aug  9  56.00       0.37434   
1719  Aug 27  Aug 25  55.951,099  0.37401   
1766  Aug 13  Aug 13  55.838,948  0.37326031   
1845  Aug 18  Aug 18  55.803,163  0.37302110   
1924  Aug 23  Aug 22  55.776,939  0.37284581   
2003  Aug 28  Aug 27  55.758,006  0.37271925   
2050  Aug 14  Aug 15  55.96       0.37405   
2082  Sep  1  Aug 30  55.883,780  0.37356   
2129  Aug 19  Aug 19  55.841,268  0.37327582   
2208  Aug 24  Aug 24  55.769,117  0.37279352   
2287  Aug 29  Aug 28  55.688,405  0.37225400   
2366  Sep 0255.708,568  0.37238878   
2445  Sep 0555.794,535  0.37296343   
2492  Aug 2455.832,521  0.37321735   
2571  Aug 3055.707,590  0.37238224   
2650  Sep 0355.651,582  0.37200785   
2729  Sep 0855.651,099  0.37200418   
2808  Sep 1155.695,623  0.37230224   
2855  Aug 3155.815,632  0.37310445   
2887  Sep 1655.788,120  0.37292055   
2934  Sep 0555.676,249  0.37217270   
(Данные взяты с сайта www.seds.org)

Вот другая таблица, в которой те же величины приведены в другом порядке - по мере увеличения минимального расстояния между Землей и Марсом. Обращаем ваше внимание, что в историческое время (за 5000 лет) не было ни одного сближения столь же сильного, как то, что произойдет 28 августа 2003 г., а семь еще более сильных сближений произойдут в ближайшие несколько сот лет. [Рассмотренный интервал времени определяется точностью современной теории движения Марса. В более далеком прошлом имеющиеся формулы начинают давать результаты которые уже нельзя сравнивать с остальными "рекордами".]

Двадцать наибольших сближений Марса с Землей с 3000 г. до нашей эры по 3000 г. нашей эры. (Расчеты выполнил E.M.Standish (JPL), данные опубликованы в новостной группе DOME-L.)

Подробности противостояния 2003 года

Противостояние Марса в 2003 году произойдет 28 августа в 17:59 UT (по всемирному времени). Максимальное сближение планет произойдет чуть раньше - 27 августа в 9:52 UT. При этом расстояние между ними уменьшится до 0.373 астрономической единицы (55.8 млн. км). Угловой размер Марса достигнет 25.11", а максимальная звездная величина Марса будет достигать -2.9m. Изменение углового размера Марса и его блеска показаны на графике.



Блеск и видимый угловой размер Марса в 2003 году.
(График построен по эфемеридам Аризонского университета.)

Противостояние 2003 года происходит очень близко к перигею марсианской орбиты: Марс проходит эту точку 30 августа, а Земля проходит ближайшую точку орбиты 28 августа. Поэтому сближение планет оказывает столь сильным, однако остается еще возможность для "побития" этого рекорда, что и произойдет ровно через 284 года.

Для сравнения приведем подобный график для предыдущего "ординарного" противостояния 2001 года. Заметьте, что в 2001 году моменты противостояния и наибольшего сближения разделяла неделя.


Блеск и видимый угловой размер Марса в 2001 году.
(График из Sky & Telescope.)

Немного о наблюдениях

В августа Марс восходит сразу после захода Солнца и виден всю ночь в созвездии Водолея. В сентябре видимость планеты будет тоже очень хорошей, постепенно перемещаясь на первую половину ночи. В конце сентября блеск Марса уменьшится до -2.2m, угловой размер до 21", а попятное движение планеты, длившееся весь август и сентябрь, смениться прямым.


Движение Марса во второй половине 2003 года.

Даже во время великого противостояния Марс трудная цель для наблюдений. Примерно так он будет виден в любительский телескоп.


Вид Марса в любительский телескоп: слева - инструмент с увеличением 400х
(поле зрения 7'), справа - 200-кратный телескоп (поле 14').

Ясного неба и удачи в наблюдениях!


Источник информации: Астронет
Дата публикации: вторник, 12 августа 2003 года
См. также:
 • Созвездие Большая Медведица (UMa)
 • Созвездие Андромеда (And)
 • Названия созвездий и мифологические персонажи
 • Созвездие Дева (Vir)
 • Созвездие Орион (Ori)
 • Созвездие Кассиопея (Cas)
 • Созвездие Близнецы (Gem)
 • Созвездие Скорпион (Sco)
 • Созвездие Лев (Leo)
 • Созвездие Весы (Lib)

См. также в новостях:
 • 29-10-2006 11:41 | Взвесить Галактику
 • 21-03-2006 13:34 | Впервые измерена масса коричневого карлика
 • 18-12-2005 19:50 | Впервые точно измерена масса белого карлика
 • 04-02-2005 13:02 | Астрофизики нашли пропавшую после рождения Вселенной материю
 • 18-09-2004 09:14 | Открыты планеты, похожие на Землю
 • 05-09-2004 09:36 | Ученые обнаружили первую “настоящую” планету
 • 26-08-2004 16:00 | Планета-гигант найдена при помощи миниатюрного телескопа
 • 21-08-2004 08:55 | “Прогресс” поднял и взвесил МКС
 • 19-08-2004 10:16 | МКС впервые "взвесят" прямо на орбите
 • 16-08-2004 12:16 | МКС взвесят с помощью двигателей грузового корабля “Прогресс”