Werkstuk Natuurkunde Mars

Transcriptie

1 Werkstuk Natuurkunde Mars Werkstuk door een scholier 3259 woorden 12 oktober ,6 159 keer beoordeeld Vak Natuurkunde Wat dingen over Mars. De planeet Mars is vernoemd naar de Romeinse oorlogsgod Mars. Deze god was oorspronkelijk de god van vruchtbaarheid en wasdom. Pas later werd hij een krijgsgod. Dit werd voornamelijk verzorgd door een oud priestercollege. De meeste beschouwde hem als de vader van de Romeinse bekendheden: Romulus en Remus en zodoende van het hele volk. Mars heeft de naam van een oorlogsgod gekregen omdat men vroeger al naar de planeet keek en toen een rode gloed zag. Zij dachten dat dit veroorzaakt werd door vuur en hitte. Zo kreeg hij overal ter wereld een naam dat met dood en oorlog had te maken. Als bijnaam heeft deze planeet dan ook de rode planeet. Dat komt natuurlijk door zijn rode uiterlijk. Dat wordt veroorzaakt doordat erop de planeet veel ijzer voorkomt omdat de kern uit ijzer bestaat, en dat ijzer is weer met zuurstof gaan reageren zodat er ijzeroxide is ontstaan. De naam ijzeroxide zegt de meeste mensen niet zoveel maar als men het over roest heeft weet iedereen wel waar we het over hebben. De planeet is dus eigenlijk gewoon verroest. Door de plek van Mars, de vierde vanaf de zon, heeft hij het voordeel dat het er niet te warm is, zoals het wel het geval is op Mercurius en Venus. Dat betekent nog niet dat de planeet bewoonbaar is want daarvoor moet het ook weer niet te koud zijn zoals men dat op Neptunes en Uranus heeft. Op Mars verschilt de temperatuur enorm. Op sommige plekken is de temperatuur op het oppervlak zo'n 20 graden terwijl op een ander deel van de planeet de temperatuur kan dalen tot Mars ligt op een ongunstig moment wel zo n kilometer van de aarde af, maar wanneer mars en de aarde wel gunstig liggen ben je na km op mars. De afstand tussen de zon bedraagt gemiddeld km. De rode planeet heeft een diameter van 6787 kilometer. En ook al is deze diameter veel minder dan die van aarde, de planeet heeft wel hetzelfde landoppervlakte als aarde. Dit komt omdat er op aarde zoveel water is en daardoor is er dus weinig land en Mars heeft maar weinig water op de planeet en dat water dat er is, is er aanwezig als ijs en zodoende is het landoppervlakte van de aarde en mars bijna even groot. Mars lijkt op aarde. De planeet Mars lijkt het meeste op de planeet Aarde. Dat komt voornamelijk omdat de planneet ook een atmosfeer heeft. Deze atmosfeer is alleen wel erg dun omdat mars nauwelijks zwaartekracht heeft hierdoor kan de hij gassen slecht vasthouden. De atmosfeer bestaat voor % uit kooldioxide. Het andere deel van de atmosfeer bestaat uit 2.7% stikstof, 1.6% argon, 0.13% zuurstof, 0.07% koolmonoxide, 0.03% water, % neon, % Krypton, % Xenon en % Ozon. Ondanks dat Pagina 1 van 6

2 de atmosfeer heel dun is, is deze toch dik genoeg om (stof)stormen te veroorzaken die enkele maanden over de planeet kunnen waaien. Ook doordat de rode planeet een rotatie heeft die vrij veel op die van de aarde lijkt wil men de twee planeten nog wel eens met elkaar vergelijken. Om een keer om zijn as te draaien heeft hij 24 uur (aardse) en 37 minuten uren nodig, binnen 1.88 jaar (686.2 dagen) heeft hij een baan langs de zon gemaakt. De planeet lijkt niet alleen op de aarde door zijn atmosfeer en zijn rotatie maar ook omdat er ook een noord- en zuidpool is. Deze ontdekking heeft wel voor wat opschudding gezorgd. William Herschel nam aan dat deze twee polen, net zoals op de aarde, uit bevroren water bestonden. In 1898 twijfelde de wetenschapper George J. Stoney aan deze theorie. Hij dacht dat de kappen uit bevroren koolstofdioxide bestonden omdat toentertijd nog geen water in de atmosfeer was gevonden. Pas in 1947 was het mogelijk om te deze theorieën te bewijzen. Gerard Peter Kuiper onderzocht de lichtspectra van de polen. Het spectra dat hij toen kreeg, leek meer op het spectra van ijs dan op dat van bevroren koolstofdioxide. Toch kon toen nog niet bepaald worden of de polen daadwerkelijk uit ijs bestonden. Pas nadat er ruimtevaarders naar mars waren gegaan kon vastgesteld worden dat de noordpool inderdaad uit ijs bestond en dat de zuidpool een klein deel bevroren koolstofdioxide is. De manen De planeet Mars heeft twee manen, Phobos en Deimos. Ik ga het nu eerst over Phobos hebben en daarna praat ik over Deimos. De maan is op 12 augustus 1877 door Asaph Hall ontdekt. De naam van de planeet is afgeleid van de zoon van Ares en Aphrodite. In het Grieks betekend het vrees De maan Phobos is niet gelijk gevormd zoals we dat bij onze maan wel kennen. De breedte en de lengte scheelt erg veel. Phobos is ongeveer 27 km lang, heeft een diameter van 22,2 km en staat zo'n 9380 km van mars af en heeft een omloop tijd van 7 uur en 39 minuten. Doordat Phobos zo dichtbij de planeet staat is het zeker dat deze maan niet het eeuwige leven zal hebben. Hij wordt steeds meer aangetrokken en volgens geleerde zal de maan over minder dan 100 miljoen jaar uiteenvallen in een ring of neerstorten op Mars. Ook Phobos heeft een wild uiterlijk net zoals de planeet waar hij omheen draait. Hij heeft een hele grote krater, Stickney (vernoemd naar de meisjesnaam van de vrouw van Hall), met een diameter van 10 km, een ingewikkeld stelsel van groeven die 100 à 200 meter breed zijn en zo'n 20 meter diep die waarschijnlijk is veroorzaakt door de inslag die de krater Stickney tot gevolg had. Verder is deze planeet bedekt met een donkere regoliet, een stof, waar ook onze maan mee bedekt is. De meeste mensen denken dat de maan een asteroïde is geweest die door de aantrekkingskracht van Mars in een baan om de planeet is gaan draaien. De maan is samengesteld uit koolstofrijke gesteenten en ijs. Het type gesteente wordt ook wel het C-type genoemd. Het zogenoemde C-type bestaat uit 75% van de bekende asteroïden, is extreem donker (albedo van 0,03). Het lijkt op koolstofhoudende chondriet meteorieten en heeft ongeveer dezelfde samenstelling als de zon maar geen waterstof, helium en andere vluchtige stoffen, zoals ammoniak, koolstofdioxide en methaan. Het Russische ruimteschip Phobos-2 ontdekte dat eruit Phobos gas ontsnapt. Jammer genoeg weet men niet welk gas dat is, omdat voordat dat onderzocht kon worden de verbinding tussen het schip en aarde werd verbroken. Men denk dat het gas water is maar het zeker weten doet niemand. De ander maan van Mars, Deimos, is op 10 augustus 1877 ook ontdekt door Asaph Hall. En ook deze planeet dankt zijn naam van een zoon van Ares en Aphrodite. Deimos betekend in het Grieks Pagina 2 van 6

3 paniek/schrik. Net zoals zijn buur maan is Deimos niet helemaal gelijk gevormd en heeft ongeveer een lengte van 23.5 kilometer en een diameter van 12,6 km. Deze maan staat zo n km van mars af en heeft na 30 uur en 19 minuten een rondje om de planeet afgelegd. Tot tegenstelling van Phobos lijkt deze maan wat meer op de onze. Hij is bedekt met een laagje stof en heeft ook een laagje donkere regoliet. Maar ook deze maan heeft enkele kraters en ander putten en groeven. Net zoals Phobos is Deimos een asteroïde geweest die door de aantrekkingskracht van Mars in een baan om de planeet heen is gaan draaien. En ook deze planeet bestaat uit het C-type asteroïde en ijs. Het uiterlijk van Mars Mars heeft een heel adembenemend landschap. Sommige bergen hebben een hoogte van 27 kilometer en er is een soort Grand Canyon die zo groot is als Verenigde Staten. Er is een inslag van een meteoriet die zo groot Zwarte Zee. Ook zijn er grote rivierbeddingen waardoor men vermoedt dat er ooit grote rivieren over de planeet stroomden. Hieronder staan enkele van die bergen en kraters. Olympus Mons: De grootste berg in het zonnestelsel die ongeveer 24 km boven de omliggende vlakte van Mars uitsteekt. Hij heeft een diameter van meer dan 700 km op het breedste punt en is omringd door een steile rotwand van 6 km hoog. Tharsis: Een zeer grote uitstulping met een lengte van ongeveer 4000 km en een hoogte van 10 km. Valles Marineris: Een canyon met een lengte van 4000 km en diepte variërend van 2 tot 7 km. Hellas Planitia : Een inslagkrater in het zuidelijk gedeelte van de planeet, met een diepte van 6 km en een diameter van 2000 km. Happy Face : Een krater op Mars. Waarschijnlijk heeft deze krater zijn naam door zijn uiterlijk te danken. Het uiterlijk van Mars lijkt op veel plaatsen ook net een maanlandschap. Een vlak terrein bezaaid met stenen, soms zover het oog reikt. Tussen die keien ligt los zand. De stenen zijn soms broos en poreus. Dit is dan ook vulkanisch gesteente maar het zijn echter vooral massieve stenen. Het losse zand wordt door de winden over de hele planeet rondgeblazen. Dit worden soms gigantische stofstormen. Als je op Mars staat zie je de aarde als een ster. Het enige dat onze planeet op dat moment onderscheid van alle sterren in het heelal is dat hij een blauw uiterlijk heeft. Ooit schreef een astronoom, genaamd Carl Sagan, een stukje na aanleiding van een foto gemaakt door een van de Voyager-sondes. Hier een paar citaten van zijn stukje: We zijn er in geslaagd die foto te nemen vanuit de ruimte en als je die bekijkt zie je een stip. Dat is hier, thuis; dat zijn wij. Op die stip hebben alle mensen waar je ooit van gehoord hebt, alle mensen die ooit geleefd hebben, hun leven geleefd. Het totaal van al onze vreugde en al ons lijden, duizenden zelfverzekerde godsdiensten, ideologieën en economische doctrines, iedere jager-verzamelaar, iedere held en iedere lafaard, iedere schepper en vernietiger van beschavingen, iedere koning en iedere boer, ieder jong verliefd stel, ieder hoopvol kind, iedere moeder en iedere vader, iedere uitvinder en ontdekkingsreiziger, iedere moraalprediker, iedere corrupte politicus, iedere superstar, iedere goddelijk leider, iedere heilige en iedere zondaar in de geschiedenis van onze soort, leefde daar op een stofje, gevangen in een zonnestraal. De aarde is een heel klein toneel in een enorme kosmische arena. Denk eens aan de rivieren van bloed verspild door al die generaals en keizers zodat ze in glorie en triomf voor even de heersers konden zijn over Pagina 3 van 6

4 een stukje van een stipje. Denk eens aan de eindeloze wreedheden die inwoners van de ene uithoek van het stipje de inwoners van een andere uithoek, nauwelijks van henzelf te onderscheiden, aandeden. Hoe veelvuldig hun misverstanden, hoe gretig ze moordden, hoe diep hun haat. Onze houding, onze ingebeelde belangrijkheid en de illusie dat we een soort bijzondere positie innemen in het universum, worden getart door dit vale lichtpuntje Onze planeet is een eenzame vlek in de grote kosmische duisternis om ons heen. In al die onbekende reusachtigheid is er geen aanwijzing dat er hulp van elders zal komen om ons te redden van onszelf. We moeten het zelf doen. Er is wel gezegd dat sterrenkunde een nederigmakende en, zo wil ik eraan toevoegen, een karaktervormende ervaring is. Voor mij is er waarschijnlijk geen betere verbeelding van de dwaasheid van de menselijke zelfoverschatting dan dit verre plaatje van onze kleine wereld. Voor mij onderstreept het onze verantwoordelijkheid om vriendelijker en mededogender om te gaan met elkaar en om dat vage blauwe stipje, het enige thuis dat we ooit gekend hebben, te bewaren en te koesteren. Dan hebben we nog het uitzicht op Mars zelf. Als je op de planeet staat zie je tot de horizon het wonderlijke landschap van de planeet. Om uit te reken hoe ver die horizon ligt, kun je uitrekenen met de stelling van Pythagoras. Je maakt een driehoek met een hoek van 90 graden. De driehoek wordt dan als volgt. (zie plaatje) Als formule gebruik je dan D² + R² = (R+h)². D= de afstand tot de horizon, R= de straal van de planeet (6787:2 = 3393,5) en h= ooghoogte van de persoon die daar staat. In mijn geval zo dat dan:?² ,5² = (3393, )² =?² = = km. Ik zou op Mars dus ongeveer 11.5 km ver zien. In het echt zal dit wel wat minder zijn omdat er allerlei bergen en kraters voorzitten. Maar theoretisch gezien kan ik 11.5 kilometer ver over mars zien. Is er leven op Mars? De eerste man die een teken van leven op Mars zag, is Percival Lowell. Deze rijke Amerikaanse zakenman was erg door geboeid Mars. Toen hij met zijn telescoop keek dacht hij dat er op mars een kanalenstelsel was die door buitenaardse wezens was aangelegd. Nadat enkele onderzoeken is gebleken dat dit kanalenstelsel eigenlijk opgedroogde rivierbeddingen zijn. Deze rivierbedding is ongeveer 3 miljard jaar geleden ontstaan. Niet alleen Lowell dacht dat er leven op mars was, ook wetenschappers denken dit. Toen wetenschappers in 2001 op de noordpool een gesteente vonden. Dachten ze dat deze van mars kwam. Op deze marsmeteoriet, ook wel ALH84001 genoemd, zijn magnetietkristallen gevonden die alleen op aarde voorkomen. Deze worden gemaakt door een bacteriestam die in water leeft (MV-1). Ze gebruiken speciaal aangemaakt magnetiet als een kompas om zo voedsel en energie op te sporen. Sinds de wetenschappers weten dat er leven op mars zou kunnen zijn, heeft het hun niet meer los gelaten. Er is zelf een hele organisatie opgericht om het mogelijk te maken om op mars te gaan wonen. Deze organisatie heet de Mars Society. De organisatie heeft als doel de permanente bewoning van de rode planeet. Ze willen dit bereiken door 3 dingen. Als eerste het volk bewust van Mars maken en dan vooral dat mars een wereld is die veel nieuwe kansen biedt. Als tweede willen ze dat landen de marsmissie willen steunen en als laatste op de lijst staat dat ze graag een eigen onderzoeksprogramma willen hebben. Het eerst onderzoek dat ze hebben uitgevoerd om te kijken of leven op mars mogelijk is, is het Translife- Pagina 4 van 6

5 project. Dit project betekent dat een aantal muizen enkele maanden in de ruimte zullen doorbrengen. De capsule waarin de muizen zich bevinden zal zo om zijn as gaan draaien dat de zwaartekracht van Mars wordt opgewekt. Op deze manier is het net alsof de muizen op mars leven. Wanneer de muizen dan weer op aarde zijn wordt onderzocht wat voor consequenties dat op de muizen en hun nageslacht heeft. Het doel van de missie is aan tonen dat kunstmatige zwaartekracht een oplossing voor de lichamelijke problemen, zoals de klachten die optreden tijdens lange ruimtereizen, is. Op deze manier kan ook worden onderzocht welke verschijnselen optreden bij de Mars-zwaartekracht en in welke maten dat voorkomt. En wanneer wij echt op mars willen gaan wonen is het belangrijk dat we weten of zoogdieren en mensen op Mars gezond nageslacht kan voortbrengen en of de mensen en dieren die er leven ook gezond blijven. Voordat we er kunnen leven Voordat we op Mars kunnen gaan leven moet er nog veel gebeuren. Ten eerste hebben we het probleem van zuurstof. In de atmosfeer en op Mars zelf is zo weinig zuurstof dat we er niet van zouden kunnen leven. Maar in de atmosfeer zit wel 95.3 % kooldioxide en planten leven van kooldioxide en zetten dit weer om in zuurstof. Maar dat is niet de enige bron waar we zuurstof vandaan kunnen halen. In de bodem van Mars zit ook veel zuurstof. Zoals er net verteld is, is de bodem van Mars verroest. Dat betekend dat ijzer met zuurstof heeft gereageerd. Doormiddel van verhitting kan de zuurstof uit die reacties vrijkomen en zo een zuurstofbron vormen. Naast het zuurstof tekort hebben we ook nog het probleem van de temperatuur. Op mars is het zo koud dat we er niet zouden kunnen overleven zonder speciale bescherming. Om de temperatuur op de planeet te laten stijgen moeten we gebruik maken van de kennis die we vanuit onze eigen planeet al kennen: het Broeikaseffect. Bij deze techniek gaan we ervan uit dat zonnestralen door de CO2 (kooldioxide) in de atmosfeer worden vast gehouden waardoor de temperatuur zal stijgen. Voor het vasthouden van de zonnestralen heb je broeikasgassen nodig zoals CO2. Maar omdat het met CO2 niet snel genoeg zou gaan heeft James Lovelock in het eind van de zeventigen jaren voorgesteld om CFC s naar Mars te brengen. Deze vloeistof staan beter bekend als koelkastvloeistof. Deze stof werkt hetzelfde als CO2 maar dan vele malen sneller. Voor het vervoer van de CFC's naar Mars stelde Lovelock voor kernraketten uit het Amerikaanse en Russische wapenarsenaal aan te passen. Het is niet duidelijk of de complete rakettenverzameling voldoende was. Maar het idee had een sterk punt: het brengen van leven op Mars is een nuttiger taak voor raketten dan het zaaien van dood en verderf op Aarde. Dan hebben we ook nog het probleem van de dunne atmosfeer die om de planeet zit. Door de dunne atmosfeer zullen mensen niet beschermd tegen de ultraviolette-straling van de zon en zal de luchtdruk erg laag zijn. Maar dat zou wanneer de temperatuur stijgt ook geen probleem meer zijn. Want wanneer de temperatuur stijgt smelt een deel van het ijs, dat op de Zuidpool voor een deel uit kooldioxide bestaat waardoor er meer koolstof in de atmosfeer zal komen en daardoor dus ook dikker zal worden. We hebben ook nog het probleem van de zwaartekracht. Die is zo weinig dat een persoon die op aarde 100 kilo weegt op mars maar 38 kilo weegt. Omdat mensen dat niet gewend zijn zal dit ook problemen voor hun leven opleveren maar de Mars Society probeert te onderzoeken hoe levende wezens daar op reageren. Dan is er ook nog een punt hoe we de mensen er kunnen brengen. Het is natuurlijk logisch om hun Pagina 5 van 6

6 doormiddel van een raket de ruimte in te sturen. De raket kan ervoor zorgen dat je buiten het zwaartekrachtveld van de aarde komt en zo dus op weg naar Mars kan gaan. Dat klinkt allemaal heel erg goed maar in zo n raket kunnen maar 6 personen en als je daar met een paar miljoen mensen wil gaan wonen moet je wel heel vaak op en neer en dat kan natuurlijk niet en ten tweede moet er dan heel veel brandstof mee om de raket uit eindelijk op mars te kunnen laten landen want met alleen vanaf de aarde af ben je er nog niet. Ook heb je dan nog het probleem dat je terug moet kunnen naar de aarde. Het is misschien mogelijk om brandstof voor de terugreis op mars te winnen maar daarvoor moeten we eerst onderzoek houden en misschien wel een speciale moter voor uitvinden omdat de brandstof die we daar zouden kunnen winnen op aarde nog niet gebruikt wordt voor raketmotoren. De bronnen Voor de informatie voor het werkstuk heb ik op het internet deze sites gebruikt Voor de rest heb ik het programma encarta gebruikt en het woordenboek als ik woorden niet begreep. Wat ik wel raar vond is dat in elke bron andere dingen stonden zoals hoe de planeet nou aan zijn naam komt. Ik heb toen maar genomen wat voor mij het meest logisch was. Moeilijke woorden Wasdom groei Albedo Een percentage licht dat door een object wordt weerkaatst. (een wit object heeft een albedo van 1.0 omdat dit al het licht terugkaatst en een zwart voorwerp heeft een albedo van 0.0 omdat dit helemaal geen licht weerkaatst.) Vluchtige stoffen Stoffen die op kamertemperatuur gasvormig zijn. Massieve stenen stenen die uit 1 soort bestaan. Lichtspectra de lichtbundel die je krijgt wanneer je wit licht met een prisma breekt. Chondriet Een stof met een samenstelling die vergelijkbaar is met de korst en mantel van de aarde. Krijgsgod oorlogsgod Massieve stenen onvermengde stenen Magnetiet magneetijzersteen Wapenarsenaal wapenmagazijn Pagina 6 van 6