При обсуждении вопросов деятельности представителей внеземных цивилизаций в солнечной системе часто возникают ссылки на гипотезу об искусственности спутников Марса. История этой гипотезы такова.

Выдержка из книги И.С. Шкловского 'Вселенная Жизнь Разум', издание второе, Москва, 1965

Спутники Марса были открыты только в 1877 г. американским астрономом Холлом на незадолго до этого изготовленном самом большом по тем временам телескопе-рефракторе. С тех шор они неоднократно наблюдались, преимущественно в эпохи противостояния Марса. Ближайший от поверхности планеты спутник, получивший название Фобос, удален на расстояние 9376 км от ее центра. Другой спутник, получивший название Деймос, удален от центра Марса на расстояние 23 500 км. Период обращения Деймоса вокруг Марса равен 30 час. 18 мин., а Фобоса - 7 час. 39 мин. Заметим, что период вращения Марса вокруг своей оси равен 24 час. 37 мин. 23 сек., т. е. он значительно больше периода обращения Фобоса. Это - единственный случай в Солнечной системе (если не считать искусственных спутников Земли), когда период обращения спутника вокруг планеты меньше периода вращения последней вокруг своей оси. Поэтому Фобос восходит на марсианском горизонте на западе, а заходит на востоке. Своеобразное 'попятное' движение Фобоса имеет для воображаемого марсианского наблюдателя период в 11 'земных' часов. Заметим, что если бы период обращения спутника вокруг планеты был точно равен периоду ее вращения, он казался бы на марсианском небосклоне неподвижным, причем с половины марсианской поверхности он вообще не был бы виден. Так как период обращения Деймоса вокруг Марса довольно близок к периоду его вращения, для марсианского наблюдателя длительность 'деймосовского месяца', исчисляемого, например, от 'новодеймосия' до 'новодеймосия', будет довольно большой - около 132 часов.

Орбиты спутников Марса очень близки к окружности и лежат весьма близко к плоскости экватора Марса. Эксцентриситеты орбит Фобоса и Деймоса равны соответственно 0,017 и 0,003, а углы наклона плоскостей, в которых лежат их орбиты, к плоскости марсианского экватора равны 1,75 и 1 градус соответственно.

Звездная величина Фобоса и Деймоса равна (для среднего противостояния Марса) llm,5 и 13m. Если бы не их близость к яркой планете, что сильно осложняет наблюдения, спутники Марса благодаря их довольно большой яркости можно было бы легко наблюдать даже в телескопы умеренных размеров - обстоятельство которое, по-видимому, понимал Свифт.

Никаким способом прямыми наблюдениями с Земли нельзя измерить угловые, а следовательно, и линейные размеры Фобоса и Деймоса, так (мак они слишком малы. Существует, однако, косвенный метод, правда довольно грубый. Если предположить, что отражательные свойства поверхностей спутников Марса такие же, как у самого Марса (для которого коэффициент отражения поверхности около 15%), то из наблюдаемой их яркости, учитывая, что они светят отраженным солнечным светом, можно путем вычислений найти, что диаметр Фобоса равен 16 км, а Деймоса - всего лишь 8 км. Это самые маленькие из известных спутников планет Солнечной системы. Заметим, однако, что если бы такие близкие крохотные спутники были у Юпитера, Сатурна и других 'внешних' планет, вряд ли их можно было обнаружить.

Для воображаемого наблюдателя, находящегося на поверхности Марса, его спутники представлялись бы довольно яркими объектами. Так, например, Фобос имел бы угловые размеры, доходящие до 10 мин. дуги, т. е. 1/3 лунного диска, причем яркость его была бы всего лишь в 25 раз меньше яркости Луны. При таком освещении предметы в марсианскую ночь должны отбрасывать тени. Более удаленный Деймос казался бы с поверхности Марса очень яркой звездой - раз в 10 более яркой, чем Венера, наблюдаемая с Земли. Еще Лоуэлл обратил внимание на то, что ни один из спутников не имеет характерного для самого Марса красного цвета. Новейшие наблюдения подтвердили этот вывод.

В 1945 г. американский астроном Шарплес обнаружил в движении Фобоса вокруг Марса одну замечательную особенность. Сравнивая старые пулковские ряды наблюдений спутников Марса, выполненные в свое время Германом Струве, с более поздними рядами наблюдений, он обнаружил, что Фобос движется по своей орбите ускоренно. Величина этого ускорения мала, но все же получается довольно уверенно. Согласно Шарплесу, относительное изменение средней угловой скорости Фобоса  dn/n период его обращения вокруг Марса равно
dn/n = + (7,98 +- 0,73) х 10^-12.
Знак 'плюс' означает, что наблюдается ускорение. В небесной механике изменение какого-либо из элементов орбиты космического тела, происходящее все время в одном направлении (а не меняющееся периодически), называется 'вековым'. Таким образом, Шарплес обнаружил вековое ускорение в движении Фобоса вокруг Марса. Для Деймоса, более удаленного от поверхности Марса, вековое изменение средней угловой скорости получилось значительно меньшим и, по-видимому, не выходит за пределы ошибок наблюдений.

Известно, что наблюдения спутников Mapca - очень трудная задача. Поэтому указанная Шарплесом вероятная ошибка его вычислений может быть и большей. Однако полученная им большая величина dn/n дает основание полагать, что вековое ускорение Фобоса - эффект реальный. Если это вековое ускорение в движении ближайшего к Марсу спутника не учитывать, то уже за несколько десятилетий накапливается заметная ошибка. Для воображаемого наблюдателя, находящегося в центре Марса, истинное положение Фобоса отклонится от вычисленного (в предположении, что векового ускорения нет) за 50 лет на 2 градуса - величина, совершенно недопустимая в небесной механике.
Вообще говоря, можно представить себе несколько причин наблюдаемого векового ускорения Фобоса.

Перечислим эти причины.
а) Влияние тормозящей среды, сопротивляющейся движению Фобоса. Известно, что этот эффект очень сильно действует на искусственные спутники Земли, ограничивая их время существования.
б) Приливное трение. По-видимому этот эффект играл значительную роль в эволюции системы Земля-Луна.
в) Электромагнитные эффекты.
г) Эффекты классической небесной механики.
д) Эффекты светового давления.

Мы сейчас последовательно рассмотрим возможность объяснения векового ускорения Фобоса перечисленными причинами.

Еще в 1954 г. американские астрономы Уиппл и Керр вычислили плотность сопротивляющейся среды, которая могла бы вызвать наблюдаемое вековое ускорение Фобоса. При разных предположениях эта плотность варьировалась в пределах от 3х10^-16 до 5x10^-18 г/см^2. Но при такой плотности Деймос также испытывал бы вековое ускорение, которое могло бы быть наблюдаемо. Так как движение Деймоса не имеет векового ускорения, Уиппл и Керр пришли к выводу, что сопротивляющаяся среда не может объяснить векового ускорения в движении Фобоса.

Однако если сопротивляющаяся среда - это марсианская атмосфера (а не межпланетная среда, как почему-то считали Уиппл и Керр), то на расстоянии 23 500 км от центра планеты (радиус почти круговой орбиты Деймоса) ее плотность будет существенно меньше, чем в области орбиты Фобооа. Поэтому аргументация Уиппла и Керра неубедительна и без анализа плотности марсианской атмосферы на больших высотах нельзя делать вывод о несущественности влияния сопротивляющейся среды на движение Фобоса.

Проблема физических условий в самых верхних слоях атмосферы Марса представляет самостоятельный интерес. Так как ускорение силы тяжести на Марсе значительно меньше, чем на Земле, и так как можно ожидать наличия ионосферы на этой планете с довольно высокой температурой, то на первый взгляд существование значительной плотности на высоте около 6 тыс. км от поверхности Марса вполне возможно. Хотя атмосферное давление у поверхности Марса составляет всего лишь несколько процентов земного, начиная с высоты 35-40 км плотность марсианской атмосферы будет выше земной. Подробный анализ физических условий в верхних слоях марсианской атмосферы был выполнен недавно американским астрофизиком Чемберлэйном. В своих расчетах он основывался на методах, применявшихся при исследовании верхних слоев земной атмосферы. Надежность этих методов была проверена прямыми измерениями, выполненными на советских и американских искусственных спутниках.
:
В табл. 4 приводится полученная таким образом модель верхних слоев марсианской атмосферы. Уровень диссипации в марсианской атмосфере находится на высоте 1500 км от его поверхности. Существенно, что в верхних слоях марсианской атмосферы температура должна быть постоянной и близкой к 1100 градусов К. Постоянство температуры в этой области объясняется наличием там молекул СО, составляющих 1-2% полного количества атомов и молекул. Молекулы СО играют в марсианской верхней атмосфере роль своеобразного 'термостата'. Их колебательные уровни легко возбуждаются. Поэтому повышение температуры более 1100 градусов К приведет к резкому увеличению числа таких возбуждений. Возбужденные молекулы СО будут излучать инфракрасные кванты, которые покинут атмосферу. По причине этой утечки энергии верхняя атмосфера опять остынет до 1100 градусов К.

Так как выше уровня h = 1500 км температура постоянна и равна 1100 градусов, то мы можем определить концентрацию частиц на уровне 6000 км при помощи обобщенной барометрической формулы, учитывающей кривизну слоев марсианской атмосферы:
:
Из этой формулы следует, что даже для самых легких атомов азота концентрация на уровне 6000 км должна быть в 1000 раз меньше, чем на уровне 1500 км, т. е. вокруг Фобоса концентрация частиц атмосферы должна быть меньше 10^4 см^-3, что совершенно недостаточно для его торможения.
Другая возможность объяснения векового ускорения Фобоса - это приливной эффект. Так как на Марсе отсутствуют открытые водоемы, приливы могут происходить только в твердой оболочке планеты. Известный английский геофизик Джефрис исследовал этот вопрос в предположении, что вязкость и упругие свойства недр Марса такие же, как и у существующих моделей недр Земли. Его расчеты показали, что. приливы могут объяснить только 0,0001 часть наблюдаемого векового ускорения Фобоса.

Вопрос об упругих свойствах и о вязкости планетных недр весьма сложен, и необходимой ясности здесь нет. Так, например, сравнительно недавно Н.Н. Парийский пришел к выводу, что приливной эффект в твердой оболочке Земли (и по аналогии - Марса) значительно превосходит найденное Джефрисом значение. По мнению Н.Н. Парийского, этот эффект существен для объяснения векового движения Луны и мог бы объяснить вековое ускорение Фобоса. Однако мы сейчас приведем доказательство невозможности объяснения векового ускорения Фобоса приливным трением, исходя из совсем других соображений. Допустим, что свойства упругости и вязкости Марса таковы, что вековое ускорение Фобоса объясняется приливным трением. Согласно Джефрису, теоретическое значение векового ускорения спутника, обусловленного приливным трением в твердой оболочке планеты, может быть представлено выражением
:
Из написанных выше формул и третьего закона Кеплера мы можем найти время приливной эволюции, в течение которого радиус круговой орбиты спутника изменится
:
Выполнив вычисления, будем иметь
t(r<2,15R0)<5x10^8 лет.
Но полученное значение для верхней границы интервала времени, прошедшего после образования Фобоса, недопустимо мало, так как 500 млн. лет назад условия на Марсе (который существует, по крайней мере, 4-5 млрд. лет) не могли отличаться от современных. Поэтому образование в столь близкую от нас эпоху спутника около Марса, который получил почти круговую орбиту, практически лежащую в плоскости экватора планеты, совершенно исключается.

Остается тогда еще одна возможность - считать, что Фобос образовался на расстоянии 2,15R0 < г < 2,17R0, причем: его период обращения почти в точности был равен периоду вращения Марса. Естественно при этом считать, что и Деймос образовался на том же 'критическом' расстоянии, где приливы в твердой оболочке Марса не оказывают заметного влияния на движение спутников. Далее, можно было бы предположить, что по разным причинам спутники были выведены из своих 'почти устойчивых' орбит, причем Фобос сместился по направлению к центру Марса, а Деймос - в обратном направлении. При малых смещениях приливные силы, если они, разумеется, существенны, будут очень малы и может пройти весьма большое время, пока у Фобоса г станет меньше, чем, например, 2,1 R0.

Однако такая возможность объяснения происхождения спутников Марса нам представляется крайне маловероятной. Ниоткуда не следует, что на расстоянии n = Q (Q - угловая скорость вращения планеты, n - средняя угловая скорость вращения спутника) условия образования спутников являются почему-то особенно благоприятными. Напротив, все другие спутники планет Солнечной системы находятся от планет на относительно больших расстояниях. Совершенно непонятно, почему спутники Марса должны представлять исключение.
Нужно еще иметь в виду, что