Teplota na Marsu: kolik stupňů je ve dne, v noci a v zimě

ESA ve svém přehledu uvádí průměrnou teplotu na Marsu přibližně −63 °C. Na osluněném povrchu však mohou teploty vystoupat nad nulu, zatímco nejchladnější oblasti klesají zhruba k −153 °C. Tato čísla si neodporují. Každé popisuje jiné místo, jinou dobu nebo jiný druh měření. Pokud chceme vědět, kolik stupňů je na Marsu ve dne a v noci, musíme nejprve odlišit teplotu půdy od teploty vzduchu.

Jaká je průměrná teplota na Marsu?

NASA uvádí v přehledu planetárních atmosfér průměrnou povrchovou teplotu Marsu přibližně −63 °C. Slovo průměrná je tu podstatné. Takové číslo shrnuje velmi rozdílné podmínky a nelze je číst jako předpověď pro konkrétní údolí. Podobně ani průměrná teplota Země neříká, zda budete dnes v Praze potřebovat rukavice. U Marsu je navíc rozdíl mezi teplým odpolednem a studenou nocí mimořádně výrazný.

Když narazíte na dvě různé hodnoty, zkontrolujte tři věci: kde se měřilo, kdy se měřilo a co přístroj sledoval. Údaj z půdy u roveru není totéž jako teplota vzduchu na jeho stožáru. A několik měsíců místního počasí není dlouhodobý přehled celé planety. Bez těchto souvislostí může být i správné číslo použito ve špatném významu.

Teplota na Marsu ve dne a v noci: konkrétní příklady

Přesnější představu dává skutečné měření. Meteorologická stanice REMS na Curiosity zaznamenávala od poloviny srpna 2012 do konce února 2013 v kráteru Gale denní maxima teploty vzduchu kolem 0 °C a minima přibližně −70 °C. Šlo o období od konce zimy do konce jara jižní polokoule. Není to univerzální rozvrh, podle kterého by se Mars ochlazoval každý večer na stejnou hodnotu.

Řádky tabulky nejsou předpovědí ani záznamem jednoho společného dne. NASA u přehledu pro okolí Perseverance uvádí orientační rozpětí. Smyslem porovnání je ukázat rozdíl mezi půdou a vzduchem, nikoli vybrat jediné správné číslo pro celý Mars. Ani horní mez jednoho řádku nemusí nastat ve stejném okamžiku jako horní mez druhého.

Delší sledování Curiosity přes první dva marsovské roky ukázalo, že pokles teploty vzduchu od odpoledne do noci běžně přesahoval 55 °C. Pro zařízení na povrchu je proto důležitý celý průběh teplot. Samotné příjemně vypadající polední maximum skrývá to, co přijde po západu Slunce. Marsovský den, zvaný sol, přitom trvá asi 24 hodin a 39 minut, tedy jen o něco déle než náš.

Proč je na Marsu taková zima?

Mars obíhá kolem Slunce ve větší vzdálenosti než Země, průměrně asi 228 milionů kilometrů. Dostává proto méně sluneční energie. Druhým zásadním rozdílem je jeho velmi řídká atmosféra. Povrch se na slunci zahřívá, ale atmosféra dokáže zachytit jen malou část tepla, které planeta vyzařuje. Když přestane svítit Slunce na dané místo, půda se výrazně ochlazuje. Pro srovnání role atmosféry poslouží teplotní rozdíly na Měsíci.

Může to působit paradoxně: marsovskou atmosféru tvoří převážně oxid uhličitý, známý skleníkový plyn, a přesto je planeta ledová. Rozhodující ale není jen procentuální zastoupení plynu. Záleží také na celkovém množství atmosféry. Marsovský plynný obal je natolik řídký, že jeho skleníkový účinek nestačí udržet podmínky podobné pozemským. Vysoký podíl CO2 tedy automaticky neznamená horký svět.

Proč může být půda teplejší než vzduch?

Sluneční záření ohřívá povrch přímo. Řídký vzduch nad ním přitom nemusí dosáhnout stejné teploty. Představte si rozdíl mezi rozpálenou dlažbou a vzduchem nad chodníkem. Na Marsu je tento rozdíl důvodem, proč zprávu o kladných stupních musíme číst pozorně. Pokud měření patří půdě, nelze z něj bez dalšího udělat teplotu okolního vzduchu.

Záleží také na samotném podkladu. V datech Curiosity se po solu 120 změnil průběh teplot půdy, když rover přejel na materiál s vyšší tepelnou setrvačností. Ten se ráno zahříval pomaleji a večer pomaleji chladl. Vědci změnu spojovali s větším zastoupením odkryté horniny oproti sypké půdě nebo písku. Ani dvě blízká místa proto nemusejí mít stejný teplotní rytmus.

Kolik stupňů je na Marsu v zimě a v létě?

Mars má roční období díky nakloněné rotační ose. Její sklon je přibližně 25°, podobně jako u Země. Celý oběh kolem Slunce ale trvá 687 pozemských dnů, takže i roční doby jsou delší. Otázka „jaká je teplota na Marsu v létě“ proto potřebuje doplnit polokouli a zeměpisnou šířku. Letní poledne poblíž rovníku nelze zaměnit se zimními podmínkami u pólu.

Sezony navíc nejsou symetrické. Kvůli protáhlé oběžné dráze připadá jižní podzim a zima na dobu, kdy je Mars dál od Slunce. Bývají proto delší a chladnější než odpovídající období na severu. V zimě část atmosférického CO2 vymrzá do polárních čepiček a mění se i atmosférický tlak. Počasí na Marsu tak souvisí nejen se střídáním světla a tmy, ale také se sezonním přesunem látky mezi atmosférou a povrchem.

Nejnižší hodnoty kolem −153 °C představují extrémní podmínky, nikoli očekávané minimum po každém západu Slunce. Stejnou chybu bychom udělali, kdybychom rekordní mráz z Antarktidy vydávali za běžnou zimní noc všude na Zemi. Pro porovnání konkrétních míst potřebujeme stejně vymezená data: například teplotu vzduchu ve stejné části dne a v odpovídající sezoně. Až potom má smysl ptát se, které místo je teplejší.

Je na Marsu sníh a námraza?

Ano. Na Marsu najdeme vodní led i zmrzlý oxid uhličitý, kterému říkáme suchý led. Nejde o stejnou látku a bílý povrch na fotografii sám o sobě složení neprozradí. Suchý led při oteplování za marsovských podmínek přechází přímo do plynu, tedy sublimuje. Námrazu sondy pozorovaly také mimo samotné póly, takže není vyhrazena jen vzdáleným bílým čepičkám na snímcích celé planety.

Konkrétní příklad zachytila sonda Phoenix v severních pláních. Na fotografii ze 7. října 2008, pořízené během 131. solu mise, pokrývá terén jemná námraza. Objevovala se s příchodem podzimních a zimních podmínek. Takový snímek ukazuje skutečný projev chladu na povrchu, ale nenahrazuje teploměr. Přesnou teplotu vzduchu z barvy kamenů nebo množství bílého povlaku vyčíst nemůžeme.

Jak se teplota na Marsu měří?

Curiosity není jen pojízdný fotoaparát a vrtačka. Nese také meteorologickou stanici REMS, která sleduje teplotu vzduchu i půdy, tlak, relativní vlhkost a další veličiny. Část senzorů je umístěna na stožáru roveru. Právě oddělená měření umožňují sledovat, jak se povrch a vzduch během dne chovají odlišně. Fotografie roveru níže pochází z lokality Big Sky v kráteru Gale a je sestavena ze skutečných snímků kamery MAHLI.

Při hledání „teplota na Marsu dnes“ se proto vyplatí podívat také na datum posledního záznamu a název mise. Starší tabulka může stále dobře vysvětlovat místní klima, ale nevypovídá o dnešním počasí. A teploměr u jednoho roveru sleduje své okolí, nikoli současně všechny krátery, rovník i póly. Zde uvedené příklady jsou historická měření a přehledové údaje, ne živá meteorologická služba.

Praktický příklad: zpráva o nulovém denním maximu a sedmdesátistupňovém nočním mrazu popisuje dva různé okamžiky. Nesmíme ji spojit s maximem půdy z jiného roveru a vytvořit z nich jediný údajný denní záznam. Při čtení grafů proto sledujte názvy os, časový rozsah a označení měřeného prostředí. Tyto drobné údaje bývají pro pochopení marsovského počasí důležitější než nejvýraznější číslo v titulku.

Jak teploty ovlivňují výpravy na Mars?

Pro rover je chlad technický problém, se kterým musí návrh počítat každý sol. Curiosity využívá také teplo vznikající ve svém radioizotopovém zdroji a rozvádí je pomocí kapalinového okruhu. Podrobnosti o tom, jak funguje napájení a vytápění Curiosity, ukazují, proč na Marsu nestačí řešit pouze množství vyrobené elektřiny. Stejně důležité je udržet potřebné části stroje ve vhodných teplotních podmínkách.

Výprava navíc musí podmínky v cíli spojit s možnostmi dopravy. Vysvětlení, jak dlouho trvá let na Mars, rozebírá obvyklé přeletové doby kolem šesti až devíti měsíců i vliv startovního okna. Počasí v místě přistání je tedy jiná otázka než počasí v den startu. Pro představu o vzdálenostech pomůže jednoduchá kalkulačka, skutečnou trajektorii a termín příletu však samotné dělení vzdálenosti rychlostí neurčí.

Znamená kladná teplota podmínky jako na Zemi?

Ani půda zahřátá nad 0 °C neznamená, že se okolí promění v pozemskou krajinu s potoky. Pro stabilitu kapalné vody je vedle teploty důležitý také tlak, který je na Marsu velmi nízký. Zpráva o teplém odpoledni proto není zprávou o obyvatelném prostředí. Teplota popisuje jen jednu část podmínek a její význam závisí na tom, s jakou látkou a prostředím ji spojujeme. Dalším rozdílem proti Zemi je slabší gravitace na Marsu.

Časté otázky o teplotě na Marsu