Температура на Марсе: средняя, максимум, минимум и суточный перепад

Температурная шкала поверхности°C

Минимум: зимний полюс−153 °C
Углекислый газ вымерзает из атмосферы≈ −125 °C
Ночь у экватора, температура воздуха≈ −70 °C
Средняя по планете−63 °C
Замерзание воды при земном давлении0 °C
Максимум: грунт у экватора, летний полдень≈ +20 °C

Опорные значения

Температура поверхности МарсаРеальные данные

Средняя≈ −63 °Cоколо 210 K
Максимум≈ +20 °Cгрунт на экваторе, летний полдень
Минимум≈ −153 °Cзимний полюс, точка вымерзания углекислого газа
Суточный перепадчасто более 80 °Cпо данным посадочных аппаратов
Наклон оси25,19°у Земли — 23,44°
Продолжительность года687 земных сутоксезоны примерно вдвое длиннее земных

Грунт и воздух — не одно и то же

Это главная путаница во всех популярных текстах о Марсе. Заголовок «на Марсе бывает плюс двадцать» технически верен и при этом вводит в заблуждение.

Плюс двадцать бывает у поверхности грунта в экваториальных широтах летним полднем. Воздух на высоте полутора метров над этой же точкой в тот же момент остаётся заметно ниже нуля.

Причина в атмосфере. Её давление составляет менее процента земного, теплоёмкость соответственно мала. Реголит нагревается солнцем, но передать это тепло практически нечему: воздуха слишком мало, чтобы он прогрелся от поверхности.

Почему такой перепад за сутки

На Земле ночную температуру удерживают океаны, водяной пар и облака: планета накапливает тепло и медленно его отдаёт. У Марса ничего этого нет.

Углекислый газ разрежённой атмосферы создаёт слабый парниковый эффект — он поднимает среднюю температуру всего на несколько градусов. Как только Солнце заходит, поверхность излучает тепло в космос практически без сопротивления. За марсианскую ночь, которая длится около двенадцати часов, температура падает на десятки градусов.

Единственное, что смягчает картину, — пыль. Во время глобальных пылевых бурь взвесь в атмосфере частично задерживает излучение, и суточный ход становится заметно ровнее. Заодно резко падает освещённость: именно из-за такой бури в 2018 году прекратил работу марсоход «Оппортьюнити».

Полюса и сухой лёд

Зимой на полюсе температура опускается примерно до минус ста пятидесяти трёх градусов. Это не случайное число: при марсианском давлении это точка, ниже которой углекислый газ переходит из атмосферы прямо в твёрдую фазу.

Происходит буквально следующее: атмосфера вымерзает на грунт. Зимой на полюсе оседает слой сухого льда, летом он возгоняется обратно. Из-за этого общее давление атмосферы Марса меняется в течение года примерно на четверть.

Постоянная часть северной полярной шапки состоит из водяного льда, южной — преимущественно из углекислотного. Сезонный слой в обоих случаях — сухой лёд.

Почему южное лето жарче

Наклон оси Марса близок к земному, поэтому сезоны есть. Но орбита заметно вытянута, и планета проходит перигелий во время лета в южном полушарии.

Результат — асимметрия. Южное лето короче и жарче, северное длиннее и мягче. Глобальные пылевые бури тоже статистически чаще начинаются в южное лето: больше энергии на входе.

Что это значит на месте

Для оборудования опасны не абсолютные значения, а размах. Восемьдесят градусов перепада каждые сутки — это тепловое расширение, усталость материалов и постоянный расход энергии на обогрев.

В индексе MARS/01 экваториальные равнинные сектора получают более высокую оценку именно поэтому: там суточный ход стабильнее и солнечная энергия доступна круглый год. Подробнее о том, что ещё усложняет жизнь на поверхности, — в материале о колонизации.

Вопросы и ответы

Короткие ответы

Какая средняя температура на Марсе?

Около −63 °C, то есть примерно 210 кельвинов. Это средняя по планете и по году величина; в конкретной точке и в конкретный момент отклонение может достигать десятков градусов.

Бывает ли на Марсе плюсовая температура?

Да, но обычно речь идёт о грунте. Поверхность в экваториальных широтах летним полднем прогревается примерно до +20 °C, тогда как воздух над ней в тот же момент остаётся ниже нуля.

Почему на Марсе такой большой перепад между днём и ночью?

Атмосфера слишком разрежена, чтобы удерживать тепло, а океанов и водяного пара нет. После захода Солнца поверхность излучает тепло в космос почти без сопротивления, и температура падает на десятки градусов за ночь.

Насколько холодно на полюсах Марса?

Примерно до −153 °C зимой. При таких температурах и марсианском давлении углекислый газ вымерзает из атмосферы прямо на поверхность, образуя сезонный слой сухого льда.

Есть ли на Марсе времена года?

Есть: наклон оси составляет 25,19°, почти как у Земли. Но год длится 687 земных суток, поэтому сезоны примерно вдвое длиннее. Из-за вытянутой орбиты южное лето короче и жарче северного.

Источники

NASA NSSDCAMars Fact Sheet
NASAMars Science Laboratory / Curiosity (REMS)
NASA ScienceMars: Facts