Som närliggande planeter har jorden och Mars några saker gemensamt. Båda är terrestra till sin natur (d.v.s. steniga), båda har lutande axlar och båda kretsar runt solen inom dess circumstellar beboelig zon . Och under loppet av sina omloppsperioder (dvs. ett år) upplever båda planeterna variationer i temperatur och förändringar i deras säsongsbetonade vädermönster.
Men på grund av deras olika omloppsperioder är ett år på Mars betydligt längre än ett år på jorden – nästan dubbelt så långt, faktiskt. Och eftersom deras banor är olika, varierar avståndet mellan våra två planeter avsevärt. I princip vartannat år kommer Jorden och Mars att gå från att vara 'i konjunktion' (där de är längre från varandra) till att vara 'i opposition' (där de är närmare varandra).
Omloppsperiod:
Jorden kretsar runt solen på ett genomsnittligt avstånd (halvhuvudaxel) på 149 598 023 km (92 955 902 mi; eller 1 AU), allt från 147 095 000 km (91 401 000 mi) vid perihelion till 152 000 mi, 0 km, 0 km, 0 km, 0 km. På detta avstånd och med en omloppshastighet på 29,78 km/s (18,5 mi/s) är tiden det tar för planeten att slutföra en enda omloppsbana av solen (dvs. omloppsperiod) ungefär 365,25 dagar.
En top-down bild av jordens och Mars banor. Kredit: NASA
Mars kretsar samtidigt runt solen på ett genomsnittligt avstånd av 227 939 200 km (141 634 850 mi; eller 1,523679 AU), allt från 206 700 000 km (128 437 425 mi) vid perihelion till 0 0140,0 km (5 0140,0 km) Med tanke på denna skillnad i avstånd kretsar Mars runt solen med en lägre hastighet (24,077 km/s; 14,96 mi/s) och det tar cirka 687 jorddagar (eller 668,59 Marssols) för att fullborda en enda bana.
Med andra ord är ett marsår nästan 700 dagar långt, vilket visar sig vara 1,88 gånger så långt som ett år på jorden. Det betyder att varje gång Mars genomför en enda bana runt solen har jorden gått runt nästan två gånger. Under de ögonblick då de befinner sig på motsatta sidor av solen kallas detta för en 'konjunktion'. När de är på samma sida av solen är de i 'motstånd'.
Mars opposition:
Per definition uppstår en 'Mars-opposition' när planeten jorden passerar mellan solen och planeten Mars. Termen hänvisar till det faktum att Mars och solen visas på motsatta sidor av himlen. På grund av deras banor inträffar Mars-oppositioner ungefär vartannat år och varannan månad – 779,94 jorddagar för att vara exakt. Ur vårt perspektiv här på jorden verkar Mars stiga i öst precis när solen går ner i väster.
Ungefär vartannat år passerar jorden Mars när den kretsar runt solen. Kredit: NASA
Efter att ha hållit sig uppe på himlen hela natten, går Mars ner i väster precis när solen börjar gå upp i öster. Under en opposition blir Mars ett av de ljusaste objekten på natthimlen, och är lätt att se med blotta ögat. Genom små teleskop kommer det att framstå som ett stort och ljust föremål. Genom större teleskop kommer Mars ytegenskaper till och med att bli uppenbara, vilket skulle inkludera dess polära iskappor.
En opposition kan också uppstå var som helst längs Mars bana. Men motstånd betyder inte nödvändigtvis att de två planeterna är närmast varandra totalt sett. I sanning betyder det bara att de befinner sig närmast varandra inom sin nuvarande omloppsperiod. Om jordens och Mars banor var perfekt cirkulära, skulle de vara närmast varandra när de var i opposition.
Istället är deras banor elliptiska, och Mars omloppsbana är mer elliptisk än jordens - vilket betyder att skillnaden mellan deras respektive perihelion och aphelion är större. Gravitationsdragning från andra planeter ändrar också ständigt formen på våra banor – med Jupiter som drar på Mars och Venus och Merkurius som påverkar jorden.
Färgkomposit av Mars från sju av dess tidigare oppositioner, tagna med rymdteleskopet Hubble. Kredit: NASA/ESA/HST
Slutligen, Jorden och Mars kretsar inte runt solen på exakt samma plan – det vill säga deras banor lutar något i förhållande till varandra. På grund av detta blir Mars och jorden närmast varandra först på lång sikt. Till exempel, vart 15:e eller 17:e år, kommer en opposition att inträffa inom några veckor efter Mars perihelion. När det händer medan Mars är närmast solen (kallad 'perihelic opposition'), kommer Mars och jorden särskilt nära.
Och ändå sker de närmaste närmande mellan de två planeterna bara under loppet av århundraden, och vissa är alltid närmare än andra. För att göra saken ännu mer förvirrande, under de senaste århundradena har Mars omloppsbana blivit mer och mer långsträckt, och fört planeten ännu närmare solen vid perihelium och ännu längre bort vid aphelium. Så framtida periheliska oppositioner kommer att föra jorden och Mars ännu närmare.
Den 28 augusti 2003 uppskattade astronomer att Jorden och Mars var bara 55 758 118 km (34 646 488 mi; 0,37272 AU) från varandra. Detta var det närmaste de två planeterna hade kommit varandra på nästan 60 000 år. Detta rekord kommer att stå till 28 augusti 2287, då planeterna kommer att vara uppskattningsvis 55 688 405 km (34 603 170,6 mi; 0,372254 AU) från varandra.
Framtida oppositioner:
Vill du organisera ditt schema för nästa gång Mars kommer att vara nära jorden? Här är några kommande datum som täcker de närmaste decennierna. Planera därefter!
- 27 juli 2018
- 13 oktober 2020
- 8 december 2022
- 16 januari 2025
- 19 februari 2027
- 25 mars 2029
- 4 maj 2031
- 27 juni 2033
- 15 september 2035
- 19 november 2037
- 2 januari 2040
- 6 februari 2042
- 11 mars 2044
- 17 april 2046
- 3 juni 2048
- 14 augusti 2050
Och om du är intresserad kommer Mars att närma sig vid två tillfällen detta århundrade. Den första kommer att äga rum den 14 augusti 2050, då Mars och jorden kommer att vara 55,957 miljoner km (34,77 miljoner mi; eller 0,374051 AU) från varandra; och den 1 september 2082, då de kommer att vara 55 883 780 km (34 724 571 mi; 0,373564 AU) från varandra.
Det finns en anledning till att uppdrag till Mars avgår från jorden vartannat år. För att dra fördel av kortare restider lanseras rovers, orbiters och landare för att sammanfalla med att Mars är i opposition. Och när det är dags att skicka besättningsuppdrag till Mars (eller till och med bosättare) kommer samma tidpunkt att gälla!
Vi har skrivit många intressanta artiklar om Mars här på Universe Today. Här är Hur långt är Mars från jorden? , Hur lång tid tar det att komma till Mars? , Hur långt är ett år på Mars? , Hur långt är Mars från solen? , och Hur lång tid tar det för Mars att kretsa runt solen?
För mer information, här är ett omfattande schema för kommande Mars oppositioner .
Astronomy Cast har också några underbara avsnitt på den röda planeten. Här är Avsnitt 52: Mars , och Avsnitt 91: The Search for Water on Mars .
Källor: