Спутники Марса Фобос и Деймос: как они появились и почему один из них может разрушиться

Естественные спутники Марса — Фобос и Деймос. Оба сравнительно небольшие, неправильной формы и со следами столкновений. Но даже после десятилетий наблюдений ученые не установили, откуда взялись эти небесные тела.

В статье расскажу, чем отличаются спутники Марса, кто их открыл, как они могли появиться и какое будущее их ждет.

Спутника два: Фобос — больший и ближайший к Марсу, а Деймос почти вдвое меньше и движется по более далекой орбите. Вот их основные характеристики  .

У спутников неправильной формы нет единого диаметра, поэтому в таблице — среднее значение. А расстояние над поверхностью отличается от данных JPL, потому что JPL указывает удаленность спутников от центра Марса: 9 400 км для Фобоса и 23 500 км для Деймоса.

Фобос вытянут: его размеры по трем направлениям составляют примерно 27 × 22 × 18 км. Его собственной гравитации недостаточно, чтобы придать объекту шарообразную форму. На поверхности особенно заметен кратер Стикни шириной около 9 км — это почти половина поперечного размера Фобоса  .

Также поверхность Фобоса пересекают длинные борозды. Их происхождение под вопросом: одни объяснения связывают их с воздействием Марса, другие — с движением обломков, которые появились при образовании кратера Стикни  . Борозды видно на снимках, но восстановить процесс, который их оставил, очень тяжело.

Фобос обходит Марс быстрее, чем планета поворачивается вокруг своей оси. Поэтому для наблюдателя на поверхности он движется по небу с запада на восток  . Такой порядок непривычен жителям Земли, которые привыкли видеть восход Луны на востоке.

Фобос постоянно обращен к Марсу одной стороной. При этом спутник вращается, но один оборот вокруг своей оси занимает у него столько же времени, сколько вокруг планеты. Такое вращение называют синхронным. Деймос устроен так же  .

На снимках Деймоса меньше резких деталей. Его поверхность покрывает реголит — рыхлый материал из пыли и обломков пород. Он частично заполняет кратеры и сглаживает рельеф. Поэтому спокойный вид Деймоса не означает, что столкновения обходили его стороной: следы некоторых ударов скрыты под поверхностным слоем  .

В августе 2026 года на портале Nature Astronomy появилась работа о возможном происхождении этого покрова. Авторы смоделировали косое столкновение Деймоса с телом диаметром около 320 метров — такой удар объяснял сразу несколько особенностей: большую впадину в южной полярной области, распространение обломков по спутнику и заполнение кратеров.

Чтобы модель воспроизвела наблюдаемую картину, верхние слои Деймоса должны были быть слабыми, а недра — пористыми и способными поглощать энергию удара. Такое устройство напоминает рыхлые астероиды из скоплений обломков.

Это лишь возможная реконструкция, а не подтвержденный факт. Но она показывает, почему ученым важна даже гладкость поверхности: по ней можно предположить, что внутри небесного тела.

Оба спутника обнаружил американский астроном Асаф Холл в августе 1877 года, работая в Военно-морской обсерватории США в Вашингтоне. Сначала он заметил Деймос, затем Фобос.

Поиску мешал яркий свет Марса. Холл применил прием, который помогает понять трудность наблюдений: оставлял планету за краем поля зрения телескопа и осматривал пространство вокруг нее  .

Названия Фобос и Деймос — отсылка к персонажам греческой мифологии, связанным с богом войны Аресом. Римским соответствием Ареса был Марс, поэтому названия спутников продолжили мифологическую тему планеты  .

Внешний вид спутников и устройство их орбит дают разные подсказки. Темные поверхности напоминают астероидные, а почти круговые орбиты близки к плоскости марсианского экватора.

Это две основные, но не единственные гипотезы. Например, в 2024 году исследователи рассмотрели сценарий, при котором Марс мог разорвать пролетавший рядом астероид. Часть обломков могла остаться на орбитах, столкнуться и образовать диск — материал для будущих спутников  .

Чтобы определиться с итоговой версией, нужны сведения о составе спутников. Компоненты притянутого астероида и порода Марса с примесью ударившего по нему космического тела могут сохранять разные химические признаки. Поэтому анализ грунта входит в научные задачи миссии MMX, которая стартовала в октябре 2026 года и должна продлиться пять лет.

Фобос может сохранять частицы утраченной атмосферы. Часть марсианской атмосферы уходит в космос в виде ионов — электрически заряженных атомов и молекул. Фобос пересекает потоки этих частиц, и некоторые из них могут внедряться в его поверхность.

Исследователи из США использовали измерения аппарата MAVEN, чтобы оценить, какие частицы достигают орбиты спутника и как они взаимодействуют с грунтом. Элементы, которые ищут ученые — кислород, углерод, азот и аргон. Если такие частицы сохранились на спутнике, их анализ поможет узнать, как планета теряет атмосферу  .

Тень Фобоса вызвала наклон марсианского сейсмометра. Когда Фобос проходит перед Солнцем, поверхность Марса ненадолго получает меньше света. Во время таких прохождений аппарат InSight  ​зарегистрировал слабый наклон своего сейсмометра. Отклонение было мизерным — на 10-8. Ученые сравнили такой наклон с монетой, под один край которой положили два атома серебра.

Причина такого поведения — охлаждение и микродеформация грунта. Этого оказалось достаточно, чтобы прибор зарегистрировал наклон  .

Темный Деймос оказался ярче Марса на тепловом снимке. Во время пролета 12 марта 2025 года аппарат Hera снял Марс и Деймос камерой TIRI, работающей в тепловом инфракрасном диапазоне. На изображении спутник выделялся ярче планеты.

Причина в том, что темная поверхность Деймоса плохо отражает солнечный свет, но хорошо поглощает его энергию. А у Марса атмосфера переносит тепло на ночную сторону, из-за чего его поверхность прохладнее. Поэтому на съемке поверхность спутника была горячее поверхности Марса.

Фобос постепенно приближается к планете — по данным NASA на 1,8 м за столетие.

Причина — приливное взаимодействие. Притяжение спутника деформирует Марс, а ответное воздействие планеты меняет движение спутника. Фобос обращается быстрее вращения Марса, и его орбита сжимается.

Деймос находится дальше и обращается медленнее вращения планеты. Поэтому приливное взаимодействие постепенно отталкивает его  .

Для Фобоса рассматривают два исхода: столкновение с Марсом или разрушение еще до падения, с образованием кольца из обломков. При сближении планета все сильнее по-разному притягивает ближнюю и дальнюю части спутника. Если возникающие напряжения превысят его прочность, он начнет разрушаться. Это может произойти через 50 миллионов лет  .

С Деймосом сложнее — пока можно сказать, что он удаляется от планеты. Но когда Марс потеряет свой спутник, неясно.

Японская миссия Martian Moons eXploration (MMX) стартовала 20 октября 2026 года по местному времени  . Исследовательский аппарат должен изучить оба спутника, собрать материал на Фобосе и доставить его на Землю.

Исследователям предстоит определить состав образцов и происхождение отдельных зерен. Какая часть принадлежит самому Фобосу, какая прилетела с Марса, какие изменения вещество пережило в космосе — от ответов зависит, насколько точно удастся восстановить историю двух лун Марса.