Gauss’un Egregium Teoremi Nedir?

Güneş'ten Binlerce Kat Büyük Yıldızlar

TÜBİTAK 4008 - Özel Gereksinimli Bireylere Yönelik Kapsayıcı Toplum Uygulamaları 2024 Yılı Çağrısı Başvuruya Açıldı!

İklim Mühendisliği Nedir? İklim Mühendisleri Ne Yapar?

Satranç Aralık 2024

Yapay Zekâ ve Etik Sorunlar: İnsanlık, Teknolojinin Kontrolünü Kaybediyor Mu?

Günlük Yaşamımızın Gizli Kahramanı: Sirkadiyen Ritim Nedir?

Güneş Sistemini Tanıyalım: Mars

Doç. Dr. Selçuk Topal

28/12/2023

Güneş sisteminde Güneş‘e yakın dördüncü gezegen olan Mars’ı daha yakından tanımak ister misiniz?

24K-Production / iStock

Mars’ın Genel özellikleri

Güneş’e en yakın dördüncü gezegen olan Mars, çap ve kütle bakımından Güneş sisteminde yedinci sıradadır. Büyüklük açısından Venüs’ten sonra Dünya’ya en yakın gezegen Mars’tır.

Mars aynı zamanda yüzeyinde hareket edebilen uzay araçlarının gönderildiği ilk gezegendir. Dünya’dan sonra atmosferinde helikopter uçurulan ilk ve tek gök cismi de Mars’tır.

Mars’ın en belirgin yüzey özelliği kırmızı tonlarda görünmesidir. Bu nedenle Kızıl Gezegen olarak da bilinir. Mars’ın yüzeyinde uzun bir süredir aktif olmayan birçok volkanik dağ bulunur. Bu volkanik dağlardan en büyüğü, taban genişliği 840 km × 640 km ve yüksekliği 21,1 km olan Olimpos Dağı'dır. Olimpos, dünyanın en yüksek zirvesi olan Everest Dağı’ndan yaklaşık 2,5 kat daha yüksektir.

Mars’ın yüzeyinde geniş ve uzun kanyon sistemleri bulunur. Valles Marineris, 4.800 km uzunluğu, 320 km genişliği ve 7 km derinliğiyle bu kanyonların en büyüğüdür. Ayrıca Mars’ın yüzeyinde, geçmişte su yataklarına ev sahipliği yaptığı düşünülen kanallar da vardır.

Mars’ın kuzey ve güney kutup bölgelerinde buzullar bulunur. Mars’taki mevsim değişimlerine bağlı olarak buzulların kapladığı alanın boyutu da değişiklik gösterir. Buzulların bir kısmı karbondioksit (CO₂) buzu içerirken bir kısmı su (H₂O) buzu içerir.

Mars’ta sadece kutup bölgelerinde değil, aynı zamanda daha alçak enlemlerde bulunan bazı kraterlerin iç bölgelerinde ve yüzeyin altında da su buzu olduğu düşünülüyor.

Mars’ın Atmosferi

Mars büyük oranda karbondioksitten ve azot, argon gibi başka gazlardan oluşan seyrek bir atmosfere sahiptir. Mars’ın atmosferinin yoğunluğu, Dünya’nınkinin yaklaşık %1’i kadardır.

mars atmosferi

NASA

Mars’ın atmosferi %95 karbondioksit, %2,6 azot, %1,9 argon, %0,16 oksijen ve %0,06 karbonmonoksit içerir.

Mars’ın sıcaklığı maksimum +20 ºC (ekvator bölgesinde) ve minimum -150 ºC (kutuplarda) arasında değişebilir. Mars’ın ortalama sıcaklığı ise -65 ºC’dir.

Atmosferi çok seyrek olduğundan gün içinde Mars’taki sıcaklık değişimi çok fazladır. Ayrıca Mars’ın yüzeyinden yükseldikçe atmosfer sıcaklığı hızlı bir şekilde düşer. Örneğin Mars’ın ekvator bölgesinde ayakta duruyor olsaydınız ayaklarınız adeta baharı yaşarken başınız kışı yaşardı.

Mars’ta gün batımı ve gün doğumu esnasında Güneş mavimsi görünür. Bunun nedeni Mars atmosferinin yüzeye yakın kısımlarında bulunan ince toz katmanıdır. Gün içinde ise Mars’ın gökyüzü puslu ve kızıl görünür.

Mars atmosferinin yüzeye yakın bölgelerinde hızı saatte ortalama 15 km ile 30 km arasında değişen rüzgârlar eser. Mars’ın atmosferi Dünya’nınkine kıyasla çok seyrek olduğu için rüzgâr aynı hızla esse de aynı etkiyi oluşturmaz. Mars’ta yüksek hızla esen bir rüzgâr, Dünya’da daha düşük hızla esen rüzgâra benzer bir etkiye yol açabilir.

Atmosferi çok ince olsa da rüzgâr Mars’ın yüzeyinde erozyona neden olabilir. Mars’ta yaklaşık her 3 yılda bir (Yaklaşık 5,5 Dünya yılına denk gelir.) gezegen ölçeğinde etkili toz fırtınaları gerçekleşir.

Mars’ın Kütlesi ve Büyüklüğü

Mars’ın yarıçapı yaklaşık 3.400 km, kütlesi ise 6,4169 x 1023 kg’dır. Mars’ın yarıçapı Dünya’nınkinin neredeyse yarısı kadar olmasına rağmen, kütlesi Dünya’nınkinin yaklaşık onda birine eşittir.

Kütle ve yarıçap dikkate alındığında Mars’ın yüzeyindeki kütle çekim ivmesi Dünya’dakinin yaklaşık üçte biri kadardır.

Mars’ın Yörünge Özellikleri

ARLOS CLARIVAN / SCIENCE PHOTO LIBRARY

Mars’ın Güneş etrafında dolandığı yörünge elips şeklindedir. Bu nedenle Güneş etrafındaki yörüngesinde dolanırken Mars’ın Güneş ile arasındaki mesafe değişir. Güneş’e en yakın olduğu konumda Mars ile Güneş arasındaki mesafe 206 milyon km iken en uzak olduğu konumda aralarındaki mesafe 249 milyon km’dir. Yani Mars’ın Güneş’e en yakın ve en uzak olduğu konumlar arasında 43 milyon km fark vardır. Bu değer Dünya için 5 milyon km’dir.

Yıl içinde Dünya ile Güneş arasındaki uzaklık 5 milyon km değişse de bunun Dünya’daki mevsimlere bir etkisi yoktur. Örneğin Dünya Güneş’e en yakın konumdayken Kuzey Yarım Küre’de kış yaşanırken, en uzak konumdayken Kuzey Yarım Küre’de yaz yaşanır. Ancak Mars için durum farklıdır. Mars’ın Güneş’e uzaklığı yörünge hareketi sırasında 43 milyon km değişkenlik gösterdiği için bu mesafe farkı Mars’ın kuzey ve güney yarım küresinde mevsimsel değişimlere etki edebilir. Mars ile Dünya arasındaki uzaklık ise 55 milyon km ile 400 milyon km arasında değişebilir. Bu büyük uzaklık farkı nedeniyle Dünya’dan bakan bir gözlemci için Mars yuvarlağının görünür büyüklüğü değişir.

Eksen eğikliği yaklaşık 25 derece olan Mars’ta dört mevsim görülür. Ancak her bir mevsim ortalama 6 ay (Dünya’dakinin iki katı) sürer. Mars’ta mevsim süreleri tam olarak eşit uzunlukta değildir. Çünkü Mars’ın Güneş etrafındaki yörüngesi tam olarak daire değil, elips şeklindedir.

Mars yörüngesinde hareket ederken Güneş’e en yakın olduğu zaman aralığında Mars’ın güney kutbu, Güneş’e en uzak olduğu dönemde ise Mars’ın kuzey yarım küresi Güneş’e doğru yönelir. Bu nedenle Mars’ın güney yarım küresinin yaz mevsimindeki ortalama sıcaklığı, kuzey yarım küresinin yaz mevsimindeki sıcaklığına kıyasla daha yüksek olur. Bu sıcaklık farkı atmosferde güçlü rüzgârların oluşmasına ve büyük fırtınalara neden olabilir.

Mars’ın yüzeyindeki kraterlerde bulunan su buzu kalıcı bir buz kaynağıdır ve kutup bölgelerindeki buzullar gibi mevsimsel değişimlerden etkilenmez. Ancak karbondioksit buzu mevsimsel değişimden etkilenir ve katı hâlden gaz hâle ve gaz hâlden tekrar katı hâle dönüşür.

Mars, karbondioksit kristallerinden oluşan karların yağdığı bilinen tek gezegendir.

Mars gerçekten geri (retrogate) hareket yapar mı?

DAVID A. HARDY / SCIENCE PHOTO LIBRARY

Gök cisimleri örneğin yıldızlar ve gezegenler gökyüzünde çoğunlukla batıdan doğuya doğru hareket eder. Ancak gezegenler bu duruma her zaman uymaz. Çok uzakta yer alan arka plandaki yıldızlara kıyasla bazen gökyüzünde ters yönde hareket ediyormuş gibi görünebilirler. Gezegenlerin bu hareketi “retrogate hareket” olarak isimlendirilir.

Mars, gökyüzünde retrogate hareketi en belirgin fark edilebilen gezegenlerden biridir. Bu hareketin nedeni, Mars’ın yörüngesi üzerindeki hareket yönünün değişmesi değildir. Aslında Mars ve Dünya, Güneş etrafındaki yörüngelerinde hareketlerine normal şekilde devam eder. Dünya, Mars’a kıyasla Güneş’e daha yakın bir yörüngede dolanır. Bu nedenle Dünya’nın yörünge hızı Mars’tan biraz daha yüksektir. Ancak iki gezegenin Güneş etrafındaki yörünge hızlarının ve yörüngelerindeki bir turu tamamlamaları için geçen sürenin farklı olması nedeniyle Dünya’dan bakan bir gözlemci, Mars’ı bazen gökyüzünde doğudan batıya doğru hareket ederken görebilir.

Mars’ın Bir Günü

Mars’ın bir gününe “sol” adı verilir. Bir sol, bir Dünya gününden 40 dakika uzundur. Mars’ta olsaydınız Güneş’in doğuşu ve batışı arasında geçen sürenin Dünya’dakine benzer olduğunu fark edebilirdiniz. Mars da Dünya gibi kendi ekseni etrafında batıdan doğuya doğru döner.

Mars’ın İç Yapısı

NASA/JPL-Caltech

Mars’ın çekirdeğinin yapısı tam olarak bilinmiyor ancak çekirdeğin yapısının anlaşılmasına yönelik araştırmalar devam ediyor.

Depremler, bir gök cisminin iç yapısı hakkında bilgi edinmek için önemli veriler sağlar. InSight uzay aracı, Mars’ın jeolojik özelliklerini incelemek amacıyla 2018 yılında gönderildi. InSight, bugüne kadar Mars’ta bine yakın deprem kaydetti.

InSight, 4 Mayıs 2022’de Mars’ın yüzeyinde o güne kadar bilinen en büyük depremi tespit etti. İlk analizlere göre 4,7 büyüklüğündeki bu depremin meteor çarpması sonucu oluştuğu düşünüldü. 2023 yılında yayımlanan bir araştırmada ise 4,7 büyüklüğündeki depreme neden olan meteor çarpmasının, en az 300 metre çapında bir krater oluşturması gerektiği hesaplandı. Ancak Mars’ın yüzeyinde bu büyüklükte bir krater tespit edilmedi. Mars’ta oluşan depremlerin nedeni olarak kabul gören teoriye göre, milyarlarca yıldır soğumaya ve sıkışmaya devam eden Mars’ın yüzey kabuğunda biriken stres depremlerin meydana gelmesine neden olabilir.

Mars’ın kabuk katmanının kalınlığının ortalama 50 km olduğu düşünülüyordu. Ancak InSight uzay aracının elde ettiği veriler, Mars’ın kabuk katmanının kalınlığının 20 km - 30 km arasında değiştiğini gösterdi. Kabuğun altındaki manto katmanının kalınlığının ise ortalama 1.500 km olduğu düşünülüyor. InSight uzay aracının topladığı verilerden Mars’ın çekirdeğinin yarıçapının yaklaşık 1.800 km olduğu, çoğunlukla demir-nikelden oluştuğu ve kükürt gibi daha hafif elementler içermesi gerektiği belirlenmişti. Sonuçları Ekim 2023’te Nature dergisinde yayımlanan araştırmada ise bilim insanları, Mars’ın çekirdeğinin yarıçapının 1.650 km olduğunu ve 150 km kalınlığında erimiş hâldeki silikattan oluşan bir katmanla çevrili olduğunu ileri sürdü.

Mars’ı güneş rüzgârlarından koruyacak yeteri derecede güçlü bir manyetik alan bulunmuyor. Bilim insanları Mars’ın manyetik alana sahip olmaması nedeniyle atmosferinin yoğunluğunun çok seyrek olduğunu düşünüyor.

Mars Neden Kızıl Görünür?

NASA/JPL-Caltech/ASU/MSSS

Mars, gökyüzünde en kolay fark edilen gök cisimlerinden biridir. Çünkü yüzeyini kaplayan toz katmanında ve atmosferinde bulunan demir oksit nedeniyle Mars gökyüzünde kırmızı renklerde görünür. Bu nedenle Kızıl Gezegen olarak da isimlendirilir. Ancak yüzeye yakın görev yapan uzay araçlarının elde ettiği görüntülerden, Mars’ın yüzeyindeki bazı bölgelerin içerdiği minerallerin türüne göre altın, kahverengi, bronz ve yeşil tonlarda olduğu görülüyor.

Mars’a Gönderilen Uzay Araçları

Mars’a bugüne kadar yaklaşık 50 uzay aracı gönderildi. Bunların bir kısmı Mars etrafındaki bir yörüngede dolanırken bir kısmı Mars yüzeyinde görev yapıyor.

ABD tarafından 1971’de fırlatılan Mariner 9 uzay aracı, Dünya dışında başka bir gezegenin etrafındaki yörüngeye yerleşen ilk uzay aracı oldu.

Rusyalara ait Mars 3 ise Mariner 9’dan haftalar sonra Kızıl Gezegen’in yüzeyine yumuşak iniş yaptı ve Mars’ın yüzeyine inmeyi başarıp sinyal gönderebilen ilk uzay aracı oldu. Mars 3, Mars’ın yüzeyine indikten 90 saniye sonra Dünya'ya sinyal göndermeye başladı. Ancak 20 saniye sonra tespit edilemeyen bir sorun yüzünden Mars 3 ile iletişim kesildi. 1976 yılında Mars yüzeyine inen Viking 1 ve Viking 2 iniş modülleri Mars’ta suyun varlığına dair kanıtlar elde etti.

1997 yılında Pathfinder isimli uzay aracı Mars’a indi. Pathfinder’ın taşıdığı Sojourner, Mars’ın yüzeyine inen ilk tekerlekli yüzey aracı (Keşif aracı olarak da isimlendirilir.) oldu. Pathfinder ve Sojourner, Mars’ın yüzeyinde yaklaşık 2,5 ay görev yaptı.

Sojourner

NASA/JPL

Sojourner

2003 yılında ise Avrupa Uzay Ajansına (ESA) ait Mars Express uzay aracı, Mars’ın yüzeyine inmeyi denedi. Mars etrafındaki yörüngede görev yapan uzay araçlarından inişin başarılı olduğu yönünde görüntüler alındı. Ancak güneş panelleri açılmadığı için uzay aracı ile bağlantı kurulamadı.

NASA tarafından yaşam için uygun koşulların bulunabileceği bölgelerde iklim ve su ile ilgili araştırmalar yapmak amacıyla gönderilen Spirit isimli yüzey aracı, 4 Ocak 2004 tarihinde başarılı bir şekilde Mars’ın yüzeyine indi. 22 Mart 2010’da uzay aracıyla bağlantı kesildiği için görev sonlandırıldı. Spirit’in ikizi olan Opportunity uzay aracı 2003 yılında Mars’a gönderildi. 24 Ocak 2004 tarihinde Mars’a başarılı bir şekilde inen Opportunity, 15 yıl boyunca Mars’ın yüzeyinde görev yaptı. Mars ile ilgili birçok önemli keşif yapan Opportunity geçmişte Mars’ın yüzeyinde yaşam için uygun koşulların var olduğuna dair kanıtlar elde etti.

2008 yılında Mars’a inen Phoenix isimli iniş modülü gezegende su buzu keşfetti.

2012’de Mars’a inen bir diğer yüzey aracı olan Curiosity ise Mart 2023 itibarıyla Mars’ın yüzeyinde 30 km yol katetti ve hâlen görev yapmaya devam ediyor.

ESA’nın astrobiyoloji çalışmaları için tasarladığı ExoMars projesinin bir parçası olarak 2016 yılında Mars’a ulaşan Schiaparelli, iniş sırasında Mars yüzeyine çarparak infilak etti.

26 Kasım 2018 tarihinde Mars yüzeyine inen ve Mars’ın iç yapısını ve sismik aktivitesini incelemeyi hedefleyen InSight uzay aracı dört yıl boyunca Mars’ın yüzeyinde görev yaptı. Mars’ta gerçekleşen toz fırtınaları nedeniyle güneş panellerinin üzeri tozla kaplanan uzay aracının enerji üretim kapasitesi %10 seviyesine kadar düştü. Bunun sonucu olarak 15 Aralık 2022 tarihinde InSight ile olan bağlantı kesildi ve görev sonlandırıldı.

InSight

NASA/JPL-Caltech

24 Nisan 2022’de InSight’ın kendisini çektiği fotoğrafta, uzay aracının güneş panellerinin tozla kaplandığı görülüyor.

Perseverance ve Mini Helikopter Ingenuity

NASA

Perseverance keşif aracı

NASA’ya ait Perseverance isimli yüzey aracı beraberindeki mini helikopter Ingenuity ile birlikte 18 Şubat 2021 tarihinde Mars yüzeyine başarılı bir iniş gerçekleştirdi. Perseverance, farklı amaçlara sahip birçok cihaz taşıyordu. Bu cihazlar arasında karbondioksitten oksijen üretebilen MOXIE isimli cihaz da bulunuyordu. MOXIE, Mars’taki ilk oksijen üretim testini 20 Nisan 2021’de başarılı bir şekilde gerçekleştirdi ve 5,37 gram oksijen üretti. Bu miktar, bir astronotun yaklaşık 1 saatlik oksijen ihtiyacına eşit.

Perseverance’ın ana hedeflerinden biri, Mars’ın geçmişinde yaşam olup olmadığını araştırmak.

Jezero Krateri’nde araştırmalarına devam eden Perseverance, Mars’ta organik bileşikler tespit etti. Organik maddelerin ana bileşeni karbondur ve genellikle oksijen ve hidrojen atomları da içerirler. Organik bileşiklerin bulunduğu Jezero Krateri’nin bir zamanlar canlı yaşamını destekleyebilecek koşullara sahip olduğu düşünülüyor.

Perseverance, Mars’ta kayaç ve toz parçacıklarından örnekler toplamaya devam ediyor. Bu örneklerin 2030’lu yıllarda Mars’a ulaşacak başka bir uzay aracıyla Dünya’ya getirilmesi hedefleniyor.

Ingenuity

NASA

Perseverance'ın beraberindeki Ingenuity isimli mini helikopter ilk uçuşunu 19 Nisan 2021’de gerçekleştirdi ve defalarca başarılı uçuşlar yaptı. Maksimum hızı saniyede 6 metre olan Ingenuity, Mars’ın atmosferinde 14 metre yüksekliğe ulaştı.

Tianwen-1 (Yörünge aracı, iniş modülü ve yüzey aracı)

Çin Uzay Ajansı tarafından geliştirilen Tianwen-1’in ana amacı, Mars’ın yüzey şekillerini ve jeolojik özelliklerini araştırmak. Yörünge aracı ve Zhurong isimli keşif aracından oluşan Tianwen-1’den ayrılan Zhurong, 14 Mayıs 2021 tarihinde Mars yüzeyine indi. Böylece Çin, Rusya ve ABD’den sonra Mars’a yumuşak iniş yapabilen üçüncü ülke oldu.

The Hope

Birleşik Arap Emirlikleri’ne ait The Hope isimli uzay aracı, 2020 yılında Mars’a ulaştı. Mars’ın etrafında 20.000 km ila 43.000 km irtifada görev yapan Hope’un temel amacı, Mars’ın atmosferiyle ilgili araştırmalar yapmak.

Mars’ın yüzeyine inen uzay araçlarıyla ilgili sesli yayınımızı buradan dinleyebilirsiniz.

Keşiflerle Mars

Mars etrafında ve yüzeyinde dolaşan uzay araçlarından bugüne kadar edinilen bilgilere göre Mars’ın yüzeyi milyarlarca yıl önce geniş su yatakları ile kaplıydı, atmosferi daha yoğundu ve Mars daha sıcaktı.

Su

Mars’a gönderilen uzay araçları tarafından elde edilen verilerden Mars’ın yüzeyinde katı hâlde, atmosferinde ise gaz hâlde su olduğu biliniyor. Su buzu Mars’ın kuzey yarım küresinde yüzeyde veya yüzeye yakın bölgelerde bulunuyor. Gezegenin güney yarım küresinde ise karbondioksit buzunun altında su buzu olduğu belirlenmişti. Ancak Mars’ın yüzeyinde veya yüzeyinin altında henüz sıvı hâlde su bulunamadı.

ESA/DLR/FU Berlin, CC BY-SA 3.0 IGO

Mars’ın kuzey kutbunun yakınlarında bulunan Korolev Krateri’nin derinlerinde katı hâlde su bulunuyor.

Bazı uzay ajansları ve özel şirketler, Mars’ta kalıcı yaşam alanları kurmayı amaçladığı için Mars’taki sıvı hâlde suyun varlığına yönelik araştırmalar hayati derecede önemli. Mars’ta suyun varlığına yönelik araştırmalarla ilgili sesli yayınımızı buradan dinleyebilirsiniz.

Manyetik Alan ve Atmosfer Kaybı

NASA's Goddard Space Flight Center

2014 yılında Mars etrafındaki bir yörüngeye yerleştirilen MAVEN isimli uzay aracı, Mars’ın sürekli olarak atmosferini kaybettiğini keşfetti. Mars’ta bulunan buz hâlindeki su buharlaşıp Mars’ın atmosferine karışıyor. Güneş’ten gelen yüksek enerjili ışınlara ve parçacıklara maruz kalan su molekülleri oksijen ve hidrojen atomlarına ayrılıyor. Molekül kütlesi en küçük element olan hidrojen, atmosferin daha üst katmanlarına yükselip uzaya kaçabiliyor.

Mars’ın atmosferini kaybetmesinin iki önemli nedeni olduğu düşünülüyor: Mars’ın kütlesinin düşük olması ve Mars’ı güneş rüzgârlarından koruyacak kadar güçlü bir manyetik alanının olmaması.

Demir, kükürt ve hidrojen içeren bir çekirdeğe sahip olduğu düşünülen Mars’ın yaklaşık 4 milyar yıl önce çekirdeğinin yapısında önemli bir değişim olduğu; bundan sonra Mars’ın önce manyetik alanını, daha sonra ise atmosferini kaybettiği düşünülüyor.

Mars Hakkında Bilmeniz Gereken 10 Şey

Mars’ın kızıl görünmesinin nedeni, yüzeyinde ve atmosferinde bulunan demir oksittir.
Mars’ın bir günü Dünya gününden sadece 40 dakika daha uzundur.
Mars’ın eksen eğikliği, Dünya’nın eksen eğikliğine çok yakındır.
Mars’ta dört mevsim yaşanır. Ancak her bir mevsim ortalama 6 ay sürer.
Mars karbondioksit karının yağdığı bilinen tek gezegendir.
Çoğunlukla karbondioksit içeren atmosferinin yoğunluğu, Dünya atmosferinin %1’i kadardır.
Mars’ta buz hâlinde su bulunuyor. Ancak bugüne kadar yüzeyinde veya yüzeyin altında sıvı su bulunamadı.
Mars’ta 4,7 büyüklüğünde deprem kaydedildi. Bu, başka bir gezegende bugüne kadar kaydedilen en büyük deprem.
Mars, Dünya dışında insanlar tarafından ziyaret edilmesi planlanan ilk gezegen.
Mars’ın güneş rüzgârlarından kendisini koruyabilecek güçte bir manyetik alanı yok.