• Už v staroveku si starí Gréci všimli na nočnej oblohe nezvyčajné hviezdy, ktoré sa od svojich sestier líšili tým, že sa pohybovali okolo nebeskej sféry: buď zrýchlili svoj beh, potom sa zastavili, alebo sa začali pohybovať opačným smerom a potom sa vrátili späť. znova na svoj let.

• Obloha v pohľade starých ľudí

  Obloha v pohľade starých ľudí
• Astronómovia ich nazývali „tuláci“, čo v gréčtine znamená „planéta“.
• Teraz všetci vieme zo školských hodín, že planéty sú nebeské telesá, ktoré obiehajú okolo
• Najprv ľudia poznali iba päť planét, ktorým dali mená hlavných bohov starovekého panteónu: Merkúr, Venuša, Mars, Jupiter a Saturn. Dnes je známe, že v slnečnej sústave je ich osem a štyri z nich sú pozemské alebo „zeme podobné“ planéty, ktoré majú pevný povrch, po ktorom sa dá chodiť. Sú to Merkúr, Venuša, Zem a Mars.

• Zem spočívala na troch slonoch a obrovskej korytnačke

  Zem spočívala na troch slonoch a obrovskej korytnačke
• Jupiter, Saturn, Urán a Neptún sú obrovské planéty. Okolo všetkých planét, s výnimkou Venuše a Merkúra, obieha aspoň jeden satelit. Okrem nich sa v slnečnej sústave pohybuje obrovské množstvo iných nebeských telies: asteroidy, trpasličie planéty, meteority a kométy.

• Planéty slnečnej sústavy

  
  Planéty slnečnej sústavy
• V tomto článku sa budeme zaoberať pozemskými planétami a prvou z nich -
• MERCURY.
• V rímskej mytológii je Merkúr rýchlym poslom bohov, patrónom obchodu a cestovania.
• 
  
• Toto je najmenšia a najbližšia planéta k Slnku, ktorá je trikrát bližšie k nášmu svietidlu ako Zem a je o niečo väčšia ako Mesiac.
• Táto planéta preletí okolo Slnka len za 88 pozemských dní a okolo svojej osi sa otáča veľmi pomaly: deň na Merkúre sa rovná 58 pozemským dňom, t.j. trvá takmer dva mesiace. Tým, že táto planéta dvakrát obehla Slnko, dokázala sa otočiť okolo svojej vlastnej osi iba trikrát. Na slnečnej strane jeho teplota presahuje 400 stupňov a na druhej strane, kde vládne tma a silný chlad - 190 stupňov pod nulou. Merkúr nemá takmer žiadnu atmosféru.
• Túto planétu je ťažké pozorovať zo Zeme, pretože. je vždy blízko Slnka, ktorého jasné svetlo sťažuje videnie malého Merkúra. Pravda, niekedy pri východe alebo západe slnka, keď je naše svietidlo pod obzorom, ho možno vidieť ďalekohľadom alebo voľným okom.
• VENUŠA.
• Svoje meno dostala na počesť starorímskej bohyne lásky a krásy.

• Venuša

  
  Venuša
• Od staroveku sa nazývala krásna ranná a večerná hviezda, pretože. Táto planéta dosahuje svoj maximálny jas krátko pred východom slnka alebo nejaký čas po západe slnka. Toto je druhá planéta od nášho Slnka.
• Hovorí sa jej aj „sestra Zeme“, pretože. sú podobné veľkosťou a gravitáciou. A predsa sú úplne iné.
• Rok na Venuši trvá 225 pozemských dní a deň je dlhší ako rok a rovná sa 243 pozemským dňom. Obklopuje ho najhustejšia atmosféra spomedzi planét podobných Zemi, ktorá pozostáva najmä z oxidu uhličitého. Je nepreniknuteľný pre teleskopy a prudko jedovatý.
• Pod hrubou vrstvou mrakov kyseliny sírovej, v ktorej neustále zúria strašné hurikány, sa skrýva skutočné peklo: tlak stonásobne prevyšuje zemský tlak a teplota na povrchu je asi 500 stupňov tepla.
• ZEM.
• Toto je tretia a najväčšia zo štyroch planét podobných Zemi a, samozrejme, najprirodzenejšia pre nás.

• Zem

  
  Zem
• Zem sa líši od všetkých planét tým, že má vzduch, vodu a život: moria a oceány, lesy a hory, kvety a stromy, zvieratá a vtáky, a čo je najdôležitejšie – my, ľudia. Niet divu, že bola pomenovaná po starovekej bohyni Gaie - predchodkyni všetkého živého.
• V dávnych dobách, že Zem spočíva na chrbtoch troch veľrýb alebo slonov stojacich na obrovskej korytnačke. Dnes už všetci vieme, že naša planéta má tvar sploštenej gule a svojimi pohybmi určuje rytmy nášho života. Otáčanie okolo svojej osi za 24 hodín nám dáva zmenu dňa a noci a ohýbanie sa okolo Slnka za 365 dní v kruhu - zmenu ročných období.
• Cestovaním po našej planéte okolo Slnka sme s každou revolúciou o rok starší. Niekto iný je na začiatku cesty a niekto ju obehol mnohokrát.
• Francúzsky astronóm K. Flammarion o tom povedal takto: "V skutočnosti sme na oblohe. Zem, ako obrovská loď, nás vzala na palubu a ponáhľa sa na cestu okolo veľkej hviezdy."
• A nakoniec
• MARS,
• ktorý je zaradený aj medzi terestrické planéty. Ide o štvrtú planétu od Slnka a je pomenovaná po starorímskom bohovi vojny - Marsovi.

• Mars

  
  Mars
• A jeho dva satelity sa volali Phobos a Deimos, čo v gréčtine znamená „strach“ a „hrôza“.
• Mars vyzerá zo Zeme ako červenkastá hviezda, preto sa mu hovorí „červená planéta“.
• Dôvodom je oranžovo-červený odtieň povrchu, pokrytý kamienkami, pieskom a prachom bohatým na oxid železa (jednoducho hrdzu). Atmosféra je tu veľmi riedka a obloha má ružový nádych. všetko kvôli tomu istému červenému prachu.
• Deň na Marse trvá 24 hodín a 37 minút a cykly ročných období zodpovedajú tým na Zemi, len trvajú dvakrát dlhšie. Marťanský rok sa rovná 689 pozemským dňom a sila gravitácie je dvakrát slabšia ako sila Zeme. Slnko z „červenej planéty“ vyzerá malé a slabé, a preto ho ohrieva veľmi zle: teplota na povrchu v horúcom dni nepresahuje nulu stupňov a v noci sa na kameňoch usadzuje zmrznutý oxid uhličitý zo silného mrazu. Polárne čiapky sa skladajú prevažne z nej a nie z vody.
• Slávne marťanské „kanály“, ktoré sú viditeľné cez ďalekohľad, sú v skutočnosti stopami ničenia pôdy, nie tokov vody. Na Marse bola objavená najvyššia hora slnečnej sústavy - vyhasnutá sopka Olympus vysoká 26 km, čo je takmer trikrát viac ako zemský Everest. A je tu aj obrovský systém kaňonov hlbokých až 11 km, nazývaný Mariner Valley, ktorý na dĺžku zaberá štvrtinu obvodu planéty.
• Nádeje nájsť život na Marse sa ešte nenaplnili, ale kto vie? Dnes tam pracujú dva rovery: „Duch“ a „Príležitosť“ a let človeka na „červenú planétu“ je za dverami.

• Terestrické planéty: Merkúr, Venuša, Zem a Mars

  Terestrické planéty: Merkúr, Venuša, Zem a Mars
• Keď som bol v škole, často som si myslel: "Majú iné hviezdy planéty?"
• Existuje! Nazývajú sa exoplanéty.
• Astronómovia dnes presne vedia o existencii 763 exoplanét, ktoré sa nachádzajú v 611 planetárnych sústavách. A ďalších 2326 čaká na vedecké potvrdenie, že skutočne existujú.

• Mliečna dráha

  
  Mliečna dráha
• Celkovo len v našej galaxii Mliečna dráha môže byť 100 miliárd exoplanét, z ktorých 5 až 20 miliárd môže byť podobných našej Zemi!
• Na základe materiálov L. Koshmana a A. Kirakosjana

Prednáška: Slnečná sústava: terestrické planéty a obrie planéty, malé telesá slnečnej sústavy

Slnečná sústava sa skladá z rôznych druhov telies. Tým hlavným je samozrejme slnko. Ale ak to neberiete do úvahy, potom sa planéty považujú za hlavné prvky slnečnej sústavy. Sú po slnku druhým najdôležitejším prvkom. Samotná slnečná sústava nesie tento názov vďaka tomu, že Slnko tu zohráva kľúčovú úlohu, keďže všetky planéty sa točia okolo Slnka.

terestrických planét

V slnečnej sústave sú v súčasnosti dve skupiny planét. Prvou skupinou sú terestrické planéty. Patria sem Merkúr, Venuša, Zem a Mars. V tomto zozname sú všetky uvedené na základe vzdialenosti od Slnka ku každej z týchto planét. Svoj názov dostali vďaka tomu, že svojimi vlastnosťami trochu pripomínajú vlastnosti planéty Zem. Všetky terestrické planéty majú pevný povrch. Charakteristickým rysom každej z týchto planét je, že sa všetky otáčajú okolo svojej vlastnej osi rôznymi spôsobmi. Napríklad pre Zem nastane jedna otáčka úplnej rotácie počas dňa, to znamená 24 hodín, zatiaľ čo pre Venušu sa úplná rotácia uskutoční za 243 pozemských dní.

Každá z terestrických planét má svoju vlastnú atmosféru. Je iná, čo sa týka hustoty a zloženia, ale určite existuje. Napríklad na Venuši je dosť hustý, zatiaľ čo na Merkúre ho takmer nevidno. V skutočnosti v súčasnosti existuje názor, že Merkúr nemá vôbec žiadnu atmosféru, ale v skutočnosti to tak nie je. Všetky atmosféry planét pozemskej skupiny pozostávajú z látok, ktorých molekuly sú relatívne ťažké. Napríklad atmosféra Zeme, Venuše a Marsu sa skladá z oxidu uhličitého a vodnej pary. Atmosféru Merkúra zase tvorí hlavne hélium.

Okrem atmosféry majú všetky terestrické planéty približne rovnaké chemické zloženie. Pozostávajú najmä zo zlúčenín kremíka, ako aj železa. V zložení týchto planét sú však aj iné prvky, no ich počet nie je taký veľký.

Charakteristickým znakom terestrických planét je, že v ich strede je jadro rôznych hmotností. Všetky jadrá sú zároveň v tekutom stave – jedinou výnimkou je pravdepodobne iba Venuša.

Každá z terestrických planét má svoje vlastné magnetické polia. Zároveň je ich vplyv na Venuši takmer nepostrehnuteľný, zatiaľ čo na Zemi, Merkúre a Marse sú celkom citeľné. Čo sa týka Zeme, jej magnetické polia nestoja, ale pohybujú sa. A hoci je ich rýchlosť v porovnaní s ľudskými predstavami extrémne malá, vedci naznačujú, že pohyb polí môže ďalej viesť k zmene magnetických pásov.

Ďalšou črtou terestrických planét je, že prakticky nemajú žiadne prirodzené satelity. Konkrétne sa doteraz našli iba v blízkosti Zeme a Marsu.

obrie planéty

Druhá skupina planét sa nazýva „obrovské planéty“. Patria sem Jupiter, Saturn, Urán a Neptún. Svojou hmotnosťou výrazne prevyšujú hmotnosť planét pozemskej skupiny.

Doteraz najľahším obrom je Urán, jeho hmotnosť však prevyšuje hmotnosť Zeme

asi 14 a pol krát. A najťažšou planétou v slnečnej sústave (s výnimkou Slnka) je Jupiter.

Žiadna z obrovských planét v skutočnosti nemá svoj vlastný povrch, pretože všetky sú v plynnom stave. Plyny, z ktorých sa tieto planéty skladajú, keď sa priblížia k stredu alebo rovníku, ako sa tomu hovorí, prechádzajú do kvapalného stavu. V tomto ohľade si možno všimnúť rozdiel vo vlastnostiach rotácie obrovských planét okolo vlastnej osi. Je potrebné poznamenať, že trvanie úplnej rotácie je maximálne 18 hodín. Medzitým sa každá vrstva planéty otáča okolo svojej osi inou rýchlosťou. Táto vlastnosť je spôsobená skutočnosťou, že obrovské planéty nie sú pevné. V tomto ohľade nie sú ich jednotlivé časti navzájom prepojené.

V strede všetkých obrovských planét je pevné jadro malej veľkosti. S najväčšou pravdepodobnosťou je jednou z hlavných látok týchto planét vodík, ktorý má kovové vlastnosti. Vďaka tomu je momentálne dokázané, že obrie planéty majú svoje magnetické pole. Vo vede však v súčasnosti existuje len veľmi málo presvedčivých dôkazov a veľa rozporov, ktoré by mohli charakterizovať obrovské planéty.

Ich charakteristickým znakom je, že takéto planéty majú veľa prirodzených satelitov, ako aj prstencov. Prstene sa v tomto prípade nazývajú malé zhluky častíc, ktoré rotujú priamo okolo planéty a zhromažďujú rôzne druhy malých častíc, ktoré prelietavajú.

K dnešnému dňu veda oficiálne pozná iba 9 veľkých planét. Avšak len osem je zahrnutých do zloženia terestrických planét a obrovských planét. Deviata planéta, ktorou je Pluto, nezapadá do žiadnej z uvedených skupín, pretože sa nachádza vo veľmi vzdialenej vzdialenosti od Slnka a prakticky sa neštuduje. O Plutu sa dá povedať len to, že jeho stav sa blíži k pevnému. V súčasnosti existuje predpoklad, že Pluto vôbec nie je planéta. Tento predpoklad existuje už viac ako 20 rokov, no rozhodnutie o vylúčení Pluta zo zloženia planét ešte nepadlo.

Malé telesá slnečnej sústavy

Okrem planét v slnečnej sústave je v ich váhe množstvo všelijakých relatívne malých telies, ktoré sa nazývajú asteroidy, kométy, planétky atď. Vo všeobecnosti sa tieto nebeské telesá zaraďujú do skupiny malých nebeských telies. Od planét sa líšia tým, že majú pevné skupenstvo, sú relatívne malé a môžu sa pohybovať okolo Slnka nielen vpred, ale aj v opačnom smere. Ich veľkosť je oveľa menšia ako ktorákoľvek z doteraz objavených planét. Malé nebeské telesá slnečnej sústavy strácajú kozmickú príťažlivosť a padajú do horných vrstiev zemskej atmosféry, kde zhoria alebo padajú vo forme meteoritov. Zmena stavu telies otáčajúcich sa okolo iných planét zatiaľ nebola skúmaná.

Slnečná sústava je planetárny systém, ktorý zahŕňa centrálnu hviezdu - Slnko - a všetky prírodné objekty vesmíru, ktoré sa točia okolo nej. Vznikla gravitačnou kompresiou oblaku plynu a prachu asi pred 4,57 miliardami rokov. Dozvieme sa, ktoré planéty sú súčasťou slnečnej sústavy, ako sa nachádzajú vo vzťahu k Slnku a ich stručný popis.

Stručné informácie o planétach slnečnej sústavy

Počet planét v slnečnej sústave je 8 a sú klasifikované v poradí podľa vzdialenosti od Slnka:

• Vnútorné planéty alebo terestriálne planéty- Merkúr, Venuša, Zem a Mars. Pozostávajú najmä z kremičitanov a kovov.
• vonkajšie planéty- Jupiter, Saturn, Urán a Neptún sú takzvané plynné obry. Sú oveľa hmotnejšie ako pozemské planéty. Najväčšie planéty slnečnej sústavy, Jupiter a Saturn, sú zložené hlavne z vodíka a hélia; menšie plynné obry, Urán a Neptún, okrem vodíka a hélia obsahujú v atmosfére metán a oxid uhoľnatý.

Ryža. 1. Planéty slnečnej sústavy.

Zoznam planét slnečnej sústavy v poradí od Slnka je nasledovný: Merkúr, Venuša, Zem, Mars, Jupiter, Saturn, Urán a Neptún. Uvedením planét od najväčšej po najmenšiu sa toto poradie mení. Najväčšou planétou je Jupiter, nasleduje Saturn, Urán, Neptún, Zem, Venuša, Mars a nakoniec Merkúr.

Všetky planéty obiehajú okolo Slnka v rovnakom smere, akým sa otáča Slnko (proti smeru hodinových ručičiek pri pohľade zo severného pólu Slnka).

Merkúr má najvyššiu uhlovú rýchlosť – dokáže urobiť kompletnú revolúciu okolo Slnka len za 88 pozemských dní. A pre najvzdialenejšiu planétu - Neptún - je obdobie revolúcie 165 pozemských rokov.

Väčšina planét rotuje okolo svojej osi v rovnakom smere, v akom obiehajú okolo Slnka. Výnimkou sú Venuša a Urán a Urán sa otáča takmer „v ľahu na boku“ (sklon osi je asi 90 stupňov).

TOP 2 článkyktorí čítajú spolu s týmto

Tabuľka. Poradie planét v slnečnej sústave a ich vlastnosti.

Planéta	Vzdialenosť od Slnka	Obdobie obehu	Obdobie rotácie	Priemer, km.	Počet satelitov	Hustota g / cu. cm.
Merkúr

Zemské planéty (vnútorné planéty)

Štyri planéty najbližšie k Slnku pozostávajú hlavne z ťažkých prvkov, majú malý počet satelitov a nemajú prstence. Sú z veľkej časti zložené zo žiaruvzdorných minerálov, ako sú silikáty, ktoré tvoria ich plášť a kôru, a z kovov, ako je železo a nikel, ktoré tvoria ich jadro. Tri z týchto planét – Venuša, Zem a Mars – majú atmosféru.

• Merkúr- je najbližšia planéta k Slnku a najmenšia planéta v sústave. Planéta nemá žiadne satelity.
• Venuša- je veľkosťou blízka Zemi a podobne ako Zem má okolo železného jadra a atmosféry hrubú kremičitanovú škrupinu (preto sa Venuša často nazýva „sestra“ Zeme). Množstvo vody na Venuši je však oveľa menšie ako na Zemi a jej atmosféra je 90-krát hustejšia. Venuša nemá žiadne satelity.

Venuša je najhorúcejšia planéta v našej sústave s povrchovou teplotou presahujúcou 400 stupňov Celzia. Najpravdepodobnejším dôvodom takejto vysokej teploty je skleníkový efekt v dôsledku hustej atmosféry bohatej na oxid uhličitý.

Ryža. 2. Venuša je najhorúcejšia planéta slnečnej sústavy

• Zem- je najväčšia a najhustejšia z terestrických planét. Otázka, či život existuje aj inde ako na Zemi, zostáva otvorená. Medzi terestrickými planétami je Zem jedinečná (predovšetkým vďaka hydrosfére). Atmosféra Zeme je radikálne odlišná od atmosfér iných planét – obsahuje voľný kyslík. Zem má jeden prirodzený satelit - Mesiac, jediný veľký satelit planét pozemskej skupiny slnečnej sústavy.
• Mars menšie ako Zem a Venuša. Má atmosféru zloženú hlavne z oxidu uhličitého. Na jeho povrchu sa nachádzajú sopky, z ktorých najväčšia, Olympus, presahuje veľkosťou všetkých pozemských sopiek, dosahuje výšku 21,2 km.

Vonkajšia oblasť slnečnej sústavy

Vonkajšia oblasť slnečnej sústavy je miestom, kde sa nachádzajú plynové obry a ich satelity.

• Jupiter- má hmotnosť 318-krát väčšiu ako Zem a 2,5-krát väčšiu ako všetky ostatné planéty dohromady. Pozostáva hlavne z vodíka a hélia. Jupiter má 67 mesiacov.
• Saturn- známa svojim rozsiahlym prstencovým systémom, je to planéta s najnižšou hustotou v slnečnej sústave (jej priemerná hustota je menšia ako hustota vody). Saturn má 62 mesiacov.

Ryža. 3. Planéta Saturn.

• Urán- siedma planéta od Slnka je najľahšia z obrích planét. To, čo ho robí jedinečným medzi ostatnými planétami, je to, že sa otáča „v ľahu na boku“: sklon jeho osi rotácie k rovine ekliptiky je približne 98 stupňov. Urán má 27 mesiacov.
• Neptún je poslednou planétou slnečnej sústavy. Aj keď je o niečo menší ako Urán, je masívnejší a teda hustejší. Neptún má 14 známych mesiacov.

Čo sme sa naučili?

Jednou zo zaujímavých tém astronómie je štruktúra slnečnej sústavy. Dozvedeli sme sa, aké sú názvy planét slnečnej sústavy, v akom poradí sa nachádzajú vo vzťahu k Slnku, aké sú ich charakteristické znaky a stručné charakteristiky. Tieto informácie sú také zaujímavé a poučné, že budú užitočné aj pre deti v 4. ročníku.

Tématický kvíz

Hodnotenie správy

Priemerné hodnotenie: 4.5. Celkový počet získaných hodnotení: 728.

Vnútornú oblasť slnečnej sústavy obývajú rôzne telesá: veľké planéty, ich satelity, ako aj malé telesá - asteroidy a kométy. Od roku 2006 sa v skupine planét zaviedla nová podskupina - trpasličie planéty, ktoré majú vnútorné kvality planét (guľovitý tvar, geologická aktivita), ale pre svoju malú hmotnosť nie sú schopné dominovať v okolí svojej planéty. obežná dráha. Teraz sa 8 najhmotnejších planét - od Merkúra po Neptún - jednoducho nazýva planéty (planéta), hoci v rozhovoroch ich astronómovia často nazývajú "veľké planéty", aby ich odlíšili od trpasličích planét. Pojem „minoraplanéta“, ktorý sa asteroidom používa už mnoho rokov, sa dnes neodporúča používať, aby nedošlo k zámene s trpasličými planétami.

V oblasti veľkých planét vidíme jasné rozdelenie na dve skupiny po 4 planéty: vonkajšiu časť tejto oblasti zaberajú obrovské planéty a vnútornú časť zaberajú oveľa menej hmotné terestrické planéty. Skupina obrov sa tiež zvyčajne delí na polovicu: plynné obry (Jupiter a Saturn) a ľadové obry (Urán a Neptún). V skupine planét zemského typu sa tiež plánuje zníženie na polovicu: Venuša a Zem sú si navzájom mimoriadne podobné v mnohých fyzikálnych parametroch a Merkúr a Mars sú od nich v hmotnosti rádovo nižšie a takmer bez atmosfére (aj pre Mars je stokrát menšia ako Zem a pre Merkúr prakticky chýba).

Treba poznamenať, že medzi dvesto satelitmi planét možno rozlíšiť najmenej 16 telies, ktoré majú vnútorné vlastnosti plnohodnotných planét. Často presahujú veľkosťou a hmotnosťou trpasličích planét, no zároveň sú pod kontrolou gravitácie oveľa hmotnejších telies. Hovoríme o Mesiaci, Titane, Galileových satelitoch Jupitera a podobne. Preto by bolo prirodzené zaviesť do nomenklatúry slnečnej sústavy novú skupinu pre takéto „podriadené“ objekty planetárneho typu, nazývajúc ich „satelitné planéty“. Ale zatiaľ čo táto myšlienka je predmetom diskusie.

Vráťme sa k terestrickým planétam. V porovnaní s obrami sú atraktívne tým, že majú pevný povrch, na ktorom môžu pristávať vesmírne sondy. Od 70. rokov 20. storočia automatické stanice a samohybné vozidlá ZSSR a USA opakovane pristávali a úspešne pracovali na povrchu Venuše a Marsu. Na Merkúre zatiaľ žiadne pristátia neboli, keďže lety v blízkosti Slnka a pristátie na masívnom bezatmosferickom telese sú spojené s veľkými technickými problémami.

Pri štúdiu terestrických planét astronómovia nezabúdajú ani na samotnú Zem. Analýza obrázkov z vesmíru umožnila veľa pochopiť v dynamike zemskej atmosféry, v štruktúre jej horných vrstiev (kde nestúpajú lietadlá a dokonca ani balóny), v procesoch prebiehajúcich v jej magnetosfére. Porovnaním štruktúry atmosfér planét podobných Zemi možno veľa pochopiť v ich histórii a presnejšie predpovedať ich budúcnosť. A keďže na povrchu našej (alebo nielen našej?) planéty žijú všetky vyššie rastliny a živočíchy, dôležitá je pre nás najmä charakteristika nižších vrstiev atmosféry. Táto prednáška je o terestrických planétach; hlavne na ich vzhľad a povrchové podmienky.

Jas planéty. Albedo

Pri pohľade na planétu z diaľky ľahko rozlíšime telesá s atmosférou a bez nej. Prítomnosť atmosféry, alebo skôr prítomnosť mrakov v nej, mení vzhľad planéty a výrazne zvyšuje jas jej disku. To je jasne vidieť, ak sú planéty usporiadané v rade od úplne bezoblačných (atmosférických) po úplne zakryté mrakmi: Merkúr, Mars, Zem, Venuša. Kamenné telesá bez atmosféry sú si navzájom podobné až na takmer úplnú nerozoznateľnosť: porovnajte napríklad veľkorozmerné snímky Mesiaca a Merkúra. Dokonca aj skúsené oko môže len ťažko rozlíšiť medzi povrchmi týchto tmavých telies, husto pokrytých meteoritovými krátermi. Atmosféra však dáva každej planéte jedinečný vzhľad.

Prítomnosť alebo neprítomnosť atmosféry na planéte je riadená tromi faktormi: teplotou a gravitačným potenciálom na povrchu, ako aj globálnym magnetickým poľom. Takéto pole má len Zem a to výrazne chráni našu atmosféru pred prúdmi slnečnej plazmy. Mesiac stratil atmosféru (ak vôbec nejakú mal) kvôli nízkej kritickej rýchlosti blízko povrchu a Merkúr kvôli vysokým teplotám a silnému slnečnému vetru. Mars s takmer rovnakou gravitáciou ako Merkúr si dokázal udržať zvyšky atmosféry, pretože vzhľadom na vzdialenosť od Slnka je chladný a nie tak intenzívne fúkaný slnečným vetrom.

Z hľadiska fyzikálnych parametrov sú Venuša a Zem takmer dvojčatá. Majú veľmi podobnú veľkosť, hmotnosť, a teda aj priemernú hustotu. Ich vnútorná štruktúra by mala byť tiež podobná - kôra, plášť, železné jadro - aj keď o tom zatiaľ nie je isté, pretože neexistujú žiadne seizmické a iné geologické údaje o útrobách Venuše. Samozrejme, ani my sme neprenikli hlboko do útrob Zeme: na väčšine miest na 3-4 km, na niektorých miestach na 7-9 km a len na jednom na 12 km. To je menej ako 0,2 % polomeru Zeme. Ale seizmické, gravimetrické a iné merania umožňujú veľmi podrobne posúdiť vnútro Zeme, zatiaľ čo pre iné planéty takéto údaje takmer neexistujú. Podrobné mapy gravitačného poľa boli získané iba pre Mesiac; tepelné toky z čriev boli namerané iba na Mesiaci; seizmometre doteraz fungovali tiež len na Mesiaci a (nie veľmi citlivo) na Marse.

Geológovia stále posudzujú vnútorný život planét podľa vlastností ich pevného povrchu. Napríklad absencia znakov litosférických platní v blízkosti Venuše ju výrazne odlišuje od Zeme, na vývoji povrchu ktorej zohrávajú rozhodujúcu úlohu tektonické procesy (kontinentálny drift, šírenie, subdukcia atď.). Niektoré nepriame dôkazy zároveň poukazujú na možnosť platňovej tektoniky na Marse v minulosti, ako aj tektoniky ľadových polí na Jupiterovom mesiaci Európa. Vonkajšia podobnosť planét (Venuša - Zem) teda neslúži ako záruka podobnosti ich vnútornej štruktúry a procesov prebiehajúcich v ich hĺbkach. A planéty, ktoré si nie sú podobné, môžu demonštrovať podobné geologické javy.

Vráťme sa k tomu, čo majú astronómovia a iní odborníci k dispozícii na priame štúdium, a to k povrchu planét alebo ich oblačnej vrstve. V zásade nie je opacita atmosféry v optickom dosahu neprekonateľnou prekážkou pri štúdiu pevného povrchu planéty. Radar zo Zeme a z vesmírnych sond umožnil študovať povrchy Venuše a Titanu prostredníctvom ich atmosfér, ktoré nie sú priehľadné pre svetlo. Tieto práce sú však epizodického charakteru a systematické štúdie planét sa stále vykonávajú pomocou optických prístrojov. Ešte dôležitejšie je, že optické žiarenie Slnka je hlavným zdrojom energie pre väčšinu planét. Preto schopnosť atmosféry odrážať, rozptyľovať a absorbovať toto žiarenie priamo ovplyvňuje klímu blízko povrchu planéty.

Najjasnejším svietidlom na nočnej oblohe, okrem Mesiaca, je Venuša. Je veľmi jasné, a to nielen pre svoju relatívnu blízkosť k Slnku, ale aj pre hustú oblakovú vrstvu kvapiek koncentrovanej kyseliny sírovej, ktorá dokonale odráža svetlo. Naša Zem tiež nie je príliš tmavá, keďže 30-40% zemskej atmosféry je vyplnených vodnými mrakmi a tie tiež dobre rozptyľujú a odrážajú svetlo. Tu je fotografia (obr. vyššie), kde boli Zem a Mesiac súčasne zarámované. Tento obrázok urobila vesmírna sonda Galileo, keď preletela okolo Zeme na ceste k Jupiteru. Pozrite sa, o koľko je Mesiac tmavší ako Zem a vo všeobecnosti tmavší ako ktorákoľvek planéta s atmosférou. Toto je všeobecný vzorec - neatmosférické telesá sú veľmi tmavé. Faktom je, že pod vplyvom kozmického žiarenia každá pevná látka postupne stmavne.

Tvrdenie, že povrch Mesiaca je tmavý, je zvyčajne záhadné: na prvý pohľad vyzerá mesačný disk veľmi jasne; v bezoblačnej noci nás dokonca oslepuje. Ale to je len v kontraste s ešte tmavšou nočnou oblohou. Na charakterizáciu odrazivosti akéhokoľvek telesa sa používa veličina nazývaná albedo. Ide o stupeň belosti, teda koeficient odrazu svetla. Albedo sa rovná nule - absolútna čierňava, úplná absorpcia svetla. Albedo rovné jednej je úplný odraz. Fyzici a astronómovia majú niekoľko rôznych prístupov k určovaniu albeda. Je zrejmé, že jas osvetlenej plochy závisí nielen od druhu materiálu, ale aj od jeho štruktúry a orientácie voči zdroju svetla a pozorovateľovi. Napríklad nadýchaný čerstvo napadaný sneh má jednu hodnotu odrazivosti, kým sneh, na ktorý ste vyšliapali topánkou, bude mať úplne inú hodnotu. A závislosť na orientácii sa dá ľahko demonštrovať zrkadlom prepúšťajúcim slnečné lúče.

Celý rozsah možných hodnôt albeda je pokrytý známymi vesmírnymi objektmi. Tu je Zem, odrážajúca asi 30% slnečných lúčov, najmä vďaka oblakom. A súvislá oblačnosť Venuše odráža 77 % svetla. Náš Mesiac je jedným z najtmavších telies, ktorý v priemere odráža asi 11 % svetla; a jeho viditeľná hemisféra v dôsledku prítomnosti rozsiahlych tmavých „morí“ odráža svetlo ešte horšie – menej ako 7 %. Existujú však aj tmavšie predmety; napríklad asteroid 253 Matilda má albedo 4%. Na druhej strane sú prekvapivo ľahké telesá: Saturnov mesiac Enceladus odráža 81 % viditeľného svetla a jeho geometrické albedo je jednoducho fantastické – 138 %, čiže je jasnejšie ako dokonale biely kotúč rovnakého prierezu. Je ťažké pochopiť, ako to robí. Čistý sneh na Zemi odráža svetlo ešte horšie; aký sneh leží na povrchu tohto malého a pekného Enceladu?

Tepelná rovnováha

Teplota akéhokoľvek telesa je určená rovnováhou medzi prílevom tepla do neho a jeho stratami. Sú známe tri mechanizmy výmeny tepla: žiarenie, vedenie tepla a konvekcia. Posledné dva z nich si vyžadujú priamy kontakt s prostredím, preto sa vo vesmírnom vákuu stáva najdôležitejším a v podstate jediným mechanizmom prvý - žiarenie. Pre dizajnérov vesmírnych technológií to spôsobuje značné problémy. Musia brať do úvahy viaceré zdroje tepla: Slnko, planétu (najmä na nízkych obežných dráhach) a vnútorné jednotky samotnej kozmickej lode. A existuje len jeden spôsob uvoľnenia tepla - žiarenie z povrchu prístroja. Aby sa zachovala rovnováha tepelných tokov, dizajnéri kozmických technológií regulujú efektívne albedo kozmickej lode pomocou obrazovo-vákuovej izolácie a radiátorov. Keď takýto systém zlyhá, podmienky v kozmickej lodi sa môžu stať dosť nepríjemnými, ako nám to pripomína príbeh misie Apollo 13 na Mesiac.

No po prvýkrát sa s týmto problémom stretli v prvej tretine 20. storočia tvorcovia výškových balónov – takzvané stratostaty. V tých rokoch ešte nevedeli vytvoriť zložité tepelné riadiace systémy pre uzavretú gondolu, a tak sa obmedzili na jednoduchý výber albeda jej vonkajšieho povrchu. Ako citlivá je telesná teplota na svoje albedo, hovorí história prvých letov do stratosféry.

Gondola vášho stratosférického balóna FNRS-1Švajčiar Auguste Picard natretý bielou na jednej strane a čiernou na druhej strane. Myšlienkou bolo, že teplota v gondole sa dá ovládať otáčaním gule tak či onak smerom k Slnku. Na otáčanie bola vonku nainštalovaná vrtuľa. Zariadenie ale nefungovalo, slnko svietilo z "čiernej" strany a vnútorná teplota v prvom lete vystúpila na 38°C. Pri ďalšom lete bola celá kapsula jednoducho pokrytá striebrom, aby odrážala slnečné lúče. Vo vnútri bolo -16 °C.

Americkí stratosférickí dizajnéri prieskumník vzali do úvahy Picardove skúsenosti a prijali kompromis: vrchnú časť kapsuly natreli bielou a spodnú časť čiernou. Myšlienka bola, že horná polovica gule by odrážala slnečné žiarenie, zatiaľ čo spodná polovica by absorbovala teplo zo Zeme. Táto možnosť sa ukázala ako nie zlá, ale ani ideálna: počas letov bolo v kapsule 5 °C.

Sovietski stratonauti hliníkové kapsuly jednoducho izolovali vrstvou plsti. Ako ukázala prax, toto rozhodnutie bolo najúspešnejšie. Vnútorné teplo, ktoré vytvára najmä posádka, sa ukázalo ako dostatočné na udržanie stabilnej teploty.

Ale ak planéta nemá svoje vlastné výkonné zdroje tepla, potom je hodnota albeda pre jej klímu veľmi dôležitá. Naša planéta napríklad absorbuje 70% slnečného žiarenia, ktoré na ňu dopadá, premieňa ho na vlastné infračervené žiarenie, podporuje prostredníctvom neho kolobeh vody v prírode, ukladá ho v dôsledku fotosyntézy do biomasy, ropy, uhlia, plynu. Mesiac pohlcuje takmer všetko slnečné svetlo, hlúpo ho premieňa na vysoko entropické infračervené žiarenie, a tým si udržuje pomerne vysokú teplotu. No Enceladus s dokonale bielym povrchom od seba hrdo odpudzuje takmer všetko slnečné svetlo, na čo dopláca obludne nízkou povrchovou teplotou: v priemere okolo -200 °C, miestami až -240 °C. Tento satelit – „celý v bielom“ – však vonkajším chladom príliš netrpí, keďže má alternatívny zdroj energie – prílivový gravitačný vplyv suseda Saturna (), ktorý udržuje svoj podľadovcový oceán v tekutom stave. Terestriálne planéty však majú veľmi slabé vnútorné zdroje tepla, takže teplota ich pevného povrchu do značnej miery závisí od vlastností atmosféry - od jej schopnosti jednak odrážať časť slnečných lúčov späť do vesmíru, jednak od na druhej strane zachovať energiu žiarenia, ktoré prešlo atmosférou na povrch planéty.

Skleníkový efekt a klíma planéty

V závislosti od toho, ako ďaleko je planéta od Slnka a aký podiel slnečného žiarenia pohlcuje, sa formujú teplotné pomery na povrchu planéty, jej klíma. Ako vyzerá spektrum akéhokoľvek samostatne svietiaceho telesa, napríklad hviezdy? Vo väčšine prípadov je spektrum hviezdy „jednohrbovitá“, takmer Planckova krivka, v ktorej poloha maxima závisí od teploty povrchu hviezdy. Spektrum planéty má na rozdiel od hviezdy dva „hrbolčeky“: odráža časť svetla hviezd v optickom rozsahu a druhú časť v infračervenom rozsahu absorbuje a znovu vyžaruje. Relatívna plocha pod týmito dvoma hrbolčekmi je presne určená stupňom odrazu svetla, teda albedom.

Pozrime sa na dve planéty, ktoré sú nám najbližšie – Merkúr a Venušu. Situácia je na prvý pohľad paradoxná. Venuša odráža takmer 80 % slnečného žiarenia a pohlcuje len asi 20 %. A Merkúr takmer nič neodráža, ale všetko pohlcuje. Okrem toho je Venuša ďalej od Slnka ako Merkúr; Na jednotku jeho zamračeného povrchu dopadá 3,4-krát menej slnečného svetla. Ak vezmeme do úvahy rozdiel v albede, každý štvorcový meter pevného povrchu Merkúra dostane takmer 16-krát viac slnečného tepla ako rovnaký povrch na Venuši. A predsa, na celom pevnom povrchu Venuše, pekelné podmienky - obrovská teplota (cín a olovo sa topia!), A Merkúr je chladnejší! Na póloch je vo všeobecnosti Antarktída a na rovníku je priemerná teplota 67 ° C. Samozrejme, cez deň sa povrch Merkúra zahreje na 430 °C a v noci sa ochladí na -170 °C. Ale už v hĺbke 1,5-2 metrov sa denné výkyvy vyrovnávajú a môžeme hovoriť o priemernej povrchovej teplote 67 °C. Je samozrejme horúco, ale žiť sa dá. A v stredných zemepisných šírkach Merkúra je vo všeobecnosti izbová teplota.

Čo sa deje? Prečo sa Merkúr v blízkosti Slnka a ochotne pohlcujúci jeho lúče zohrieva na izbovú teplotu, zatiaľ čo Venuša, ktorá je od Slnka vzdialenejšia a jeho lúče aktívne odráža, je vyhrievaná ako pec? Ako to fyzika vysvetlí?

Zemská atmosféra je takmer priehľadná: prepúšťa 80 % prichádzajúceho slnečného svetla. V dôsledku konvekcie nemôže vzduch uniknúť do vesmíru - planéta ho nepustí. Dá sa teda ochladiť len vo forme infračerveného žiarenia. A ak zostane IR žiarenie uzamknuté, potom ohrieva tie vrstvy atmosféry, ktoré ho neuvoľňujú. Tieto vrstvy sa samy stávajú zdrojom tepla a čiastočne ho smerujú späť k povrchu. Časť žiarenia ide do vesmíru, no väčšina sa vracia na zemský povrch a ohrieva ho, kým sa nenastolí termodynamická rovnováha. Ako sa inštaluje?

Teplota stúpa a maximum v spektre sa posúva (Wienov zákon), až kým nenájde v atmosfére „priehľadné okno“, cez ktoré budú infračervené lúče unikať do vesmíru. Rovnováha tepelných tokov je stanovená, ale pri vyššej teplote, ako by mohla byť bez atmosféry. Toto je skleníkový efekt.

Vo svojom živote sa často stretávame so skleníkovým efektom. A to nielen v podobe záhradného skleníka alebo hrnca umiestneného na sporáku, ktorý prikryjeme pokrievkou, aby sme znížili prestup tepla a urýchlili var. Len tieto príklady nepreukazujú čistý skleníkový efekt, pretože sa v nich znižuje sálavý aj konvekčný odvod tepla. Oveľa bližšie k opísanému efektu je príklad jasnej mrazivej noci. Pri suchom vzduchu a bezoblačnej oblohe (napríklad na púšti) sa po západe slnka zem rýchlo ochladzuje a vlhký vzduch a mraky vyrovnávajú denné výkyvy teplôt. Bohužiaľ, tento efekt je astronómom dobre známy: jasné hviezdne noci môžu byť obzvlášť chladné, čo veľmi znepríjemňuje prácu pri ďalekohľade. Ak sa vrátime k vyššie uvedenému obrázku, uvidíme dôvod: je to vodná para v atmosfére, ktorá slúži ako hlavná prekážka pre infračervené žiarenie prenášajúce teplo.

Mesiac nemá atmosféru, čo znamená, že neexistuje skleníkový efekt. Na jeho povrchu sa explicitne ustanoví termodynamická rovnováha, nedochádza k výmene žiarenia medzi atmosférou a pevným povrchom. Mars má riedku atmosféru, no napriek tomu jeho skleníkový efekt pridáva vlastných 8 °C. A Zemi pridáva takmer 40 °C. Ak by naša planéta nemala takú hustú atmosféru, teplota Zeme by bola o 40 °C nižšia. Dnes je na celej zemeguli priemerne 15 °C a bolo by -25 °C. Všetky oceány by zamrzli, povrch Zeme by zbelel od snehu, zvýšilo by sa albedo a teplota by klesla ešte nižšie. Vo všeobecnosti - hrozná vec! Ale je dobré, že skleníkový efekt v našej atmosfére funguje a zohrieva nás. A na Venuši pôsobí ešte silnejšie – zvyšuje priemernú Venušanskú teplotu o viac ako 500 stupňov.

Povrch planét

Doteraz sme sa nepustili do podrobného štúdia iných planét, obmedzujúcich sa najmä na pozorovanie ich povrchu. A aké dôležité sú informácie o vzhľade planéty pre vedu? Akú hodnotu nám môže povedať obraz jeho povrchu? Ak je to plynná planéta, ako je Saturn alebo Jupiter, alebo pevná, ale pokrytá hustou vrstvou mrakov, ako je Venuša, potom vidíme iba hornú vrstvu mrakov, takže o samotnej planéte nemáme takmer žiadne informácie. Zamračená atmosféra, ako hovoria geológovia, je super-mladý povrch - dnes je to takto a zajtra to bude inak, alebo nie zajtra, ale o 1000 rokov, čo je len okamih v živote planéty.

Veľkú červenú škvrnu na Jupiteri alebo dva planetárne cyklóny na Venuši pozorujeme už 300 rokov, ale vypovedajú len o niektorých všeobecných vlastnostiach modernej dynamiky ich atmosfér. Naši potomkovia pri pohľade na tieto planéty uvidia úplne iný obraz a aký obraz mohli vidieť naši predkovia, sa už nikdy nedozvieme. Pri pohľade zboku na planéty s hustou atmosférou teda nevieme posúdiť ich minulosť, keďže vidíme len premenlivú vrstvu oblakov. Úplne inou záležitosťou je Mesiac alebo Merkúr, na ktorých povrchoch sú stopy po bombardovaní meteoritmi a geologických procesoch, ktoré prebehli za poslednú miliardu rokov.

A takéto bombardovanie obrovských planét nezanecháva prakticky žiadne stopy. Jedna z týchto udalostí sa stala na konci dvadsiateho storočia priamo pred očami astronómov. Comet Shoemaker-Levy 9. V roku 1993 bol v blízkosti Jupitera videný zvláštny reťazec dvoch desiatok malých komét. Výpočet ukázal, že ide o úlomky jednej kométy, ktorá preletela blízko Jupitera v roku 1992 a bola roztrhnutá slapovým efektom jej silného gravitačného poľa. Samotnú epizódu rozpadu kométy astronómovia nevideli, zachytili len moment, keď sa reťaz úlomkov kométy vzďaľovala od Jupitera „vlakom“. Ak by k rozpadu nedošlo, potom by sa kométa, ktorá by sa priblížila k Jupiteru po hyperbolickej trajektórii, dostala do diaľky pozdĺž druhej vetvy hyperboly a s najväčšou pravdepodobnosťou by sa už nikdy nepriblížila k Jupiteru. Telo kométy však nevydržalo slapové napätie a zrútilo sa a energia vynaložená na deformáciu a prasknutie tela kométy znížila kinetickú energiu jej orbitálneho pohybu, čím sa fragmenty preniesli z hyperbolickej dráhy na eliptickú, uzavretú okolo. Jupiter. Vzdialenosť obežnej dráhy v pericentre sa ukázala byť menšia ako polomer Jupitera a v roku 1994 úlomky narazili na planétu jeden po druhom.

Incident bol obrovský. Každý „úlomok“ kometárneho jadra je ľadový blok s veľkosťou 1 × 1,5 km. Striedavo lietali do atmosféry obrovskej planéty rýchlosťou 60 km/s (druhá vesmírna rýchlosť pre Jupiter), ktorá mala špecifickú kinetickú energiu (60/11) 2 = 30-krát väčšiu, ako keby išlo o zrážku. so Zemou. Astronómovia s veľkým záujmom sledovali z bezpečia Zeme kozmickú katastrofu na Jupiteri. Žiaľ, úlomky kométy zasiahli Jupiter zo strany, ktorú v tom momente zo Zeme nebolo vidieť. Našťastie práve v tom čase bola vesmírna sonda Galileo na ceste k Jupiteru, videla tieto epizódy a ukázala nám ich. V dôsledku rýchlej dennej rotácie Jupitera sa oblasti kolízie v priebehu niekoľkých hodín stali prístupnými pre pozemné teleskopy a, čo je obzvlášť cenné, pre blízkozemské teleskopy, ako je Hubbleov vesmírny teleskop. To bolo veľmi užitočné, pretože každý blok, ktorý narazil do atmosféry Jupitera, spôsobil kolosálny výbuch, ktorý zničil hornú vrstvu mrakov a vytvoril na nejaký čas výhľad hlboko do atmosféry Jupitera. Takže vďaka bombardovaniu kométami sme sa tam mohli na chvíľu pozrieť. Ale prešli 2 mesiace a na zamračenej hladine nezostali žiadne stopy: oblaky zakryli všetky okná, akoby sa nič nestalo.

Ďalšia vec - Zem. Na našej planéte zostávajú jazvy po meteoritoch dlhú dobu. Tu je najobľúbenejší meteoritový kráter s priemerom asi 1 km a vekom asi 50 tisíc rokov. Stále je jasne viditeľný. Krátery vytvorené pred viac ako 200 miliónmi rokov však možno nájsť iba pomocou jemných geologických metód. Zhora nie sú viditeľné.

Mimochodom, existuje pomerne spoľahlivý pomer medzi veľkosťou veľkého meteoritu, ktorý spadol na Zem, a priemerom kráteru, ktorý vytvoril - 1:20. Kilometrový kráter v Arizone vznikol dopadom malého asteroidu s priemerom asi 50 m. A v dávnych dobách na Zem dopadali väčšie „škrupiny“ – kilometrové aj desaťkilometrové. Dnes poznáme asi 200 veľkých kráterov; nazývajú sa astroblémy (nebeské rany); a každý rok sa objaví niekoľko nových. Najväčší s priemerom 300 km bol nájdený v južnej Afrike, jeho vek je asi 2 miliardy rokov. Na území Ruska je najväčší kráter Popigai v Jakutsku s priemerom 100 km. Určite existujú aj väčšie, napríklad na dne oceánov, kde je ich ťažšie postrehnúť. Pravda, dno oceánu je geologicky mladšie ako kontinenty, no zdá sa, že v Antarktíde je kráter s priemerom 500 km. Je pod vodou a len profil dna naznačuje jeho prítomnosť.

Na povrchu Mesiac, kde nie je ani vietor ani dážď, kde nie sú žiadne tektonické procesy, meteoritové krátery pretrvávajú miliardy rokov. Pri pohľade na Mesiac cez ďalekohľad čítame históriu kozmického bombardovania. Na opačnej strane je ešte užitočnejší obrázok pre vedu. Zdá sa, že najmä veľké telesá tam z nejakého dôvodu nikdy nespadli, alebo pri páde nedokázali preraziť mesačnú kôru, ktorá je na rubovej strane dvakrát hrubšia ako na viditeľnej. Stekajúca láva preto nezapĺňala veľké krátery a neskrývala historické detaily. Na každom kúsku mesačného povrchu, veľký či malý, je meteorický kráter a je ich toľko, že mladší zničia tie, ktoré vznikli skôr. Nastala saturácia: Mesiac už nemôže byť viac kráterovaný, ako je. Krátery sú všade. A toto je nádherná kronika histórie slnečnej sústavy. Identifikovalo niekoľko epizód aktívneho vytvárania kráterov, vrátane éry bombardovania ťažkými meteoritmi (pred 4,1-3,8 miliardami rokov), ktoré zanechali stopy na povrchu všetkých terestrických planét a mnohých satelitov. Prečo meteorické roje zasiahli planéty počas tejto éry, musíme ešte pochopiť. Potrebujeme nové údaje o štruktúre mesačného vnútra a zložení hmoty v rôznych hĺbkach, a nielen na povrchu, z ktorých sa vzorky doteraz zbierali.

Merkúr navonok podobný Mesiacu, pretože rovnako ako on nemá atmosféru. Na jej skalnatom povrchu, ktorý nepodlieha plynovej a vodnej erózii, sú dlho zachované stopy po bombardovaní meteoritmi. Spomedzi pozemských planét má Merkúr najstaršie geologické stopy staré asi 4 miliardy rokov. Ale na povrchu Merkúra nie sú žiadne veľké moria naplnené tmavou stuhnutou lávou a podobné mesačným moriam, aj keď tam nie sú o nič menej veľké impaktné krátery ako na Mesiaci.

Merkúr je asi jeden a pol krát väčší ako Mesiac, ale jeho hmotnosť prevyšuje Mesiac 4,5-krát. Faktom je, že Mesiac je takmer celý kamenné teleso, zatiaľ čo Merkúr má obrovské kovové jadro, očividne pozostávajúce hlavne zo železa a niklu. Polomer jeho kovového jadra je asi 75% polomeru planéty (a Zem je len 55%). Objem kovového jadra Merkúra je 45% objemu planéty (a Zem má len 17%). Preto je priemerná hustota Merkúra (5,4 g / cm 3) takmer rovnaká ako priemerná hustota Zeme (5,5 g / cm 3) a výrazne prevyšuje priemernú hustotu Mesiaca (3,3 g / cm 3). S veľkým kovovým jadrom mohol Merkúr prekonať Zem v jej priemernej hustote, nebyť nízkej gravitácie na jej povrchu. Pri hmotnosti len 5,5 % zemskej má takmer trikrát nižšiu gravitáciu, ktorá nedokáže zhutniť svoje útroby tak ako útroby Zeme, v ktorej má dokonca silikátový plášť hustotu asi (5 g/cm3).

Merkúr je ťažké študovať, pretože sa pohybuje blízko Slnka. Na vypustenie medziplanetárneho aparátu zo Zeme na ňu je potrebné ju silne spomaliť, teda zrýchliť v smere opačnom ako je orbitálny pohyb Zeme; až potom začne „padať“ smerom k Slnku. Nie je možné to urobiť okamžite pomocou rakety. Preto boli pri dvoch doteraz uskutočnených letoch k Merkúru použité gravitačné manévre v poli Zeme, Venuše a samotného Merkúra na spomalenie vesmírnej sondy a jej prenesenie na obežnú dráhu Merkúra.

Prvýkrát k Merkúru šiel v roku 1973 "Mariner-10" (NASA). Najprv sa priblížil k Venuši, spomalil vo svojom gravitačnom poli a potom v rokoch 1974-75 trikrát prešiel blízko Merkúra. Keďže všetky tri stretnutia prebehli v rovnakej oblasti obežnej dráhy planéty a jej denná rotácia je synchronizovaná s obežnou dráhou, všetky tri krát sonda odfotografovala rovnakú pologuľu Merkúra osvetlenú Slnkom.

Počas niekoľkých nasledujúcich desaťročí neboli žiadne lety na Merkúr. A až v roku 2004 bolo možné spustiť druhé zariadenie - MESSENGER ( Povrch ortuti, vesmírne prostredie, geochémia a meranie; NASA). Po niekoľkých gravitačných manévroch v blízkosti Zeme, Venuše (dvakrát) a Merkúra (trikrát), sa sonda v roku 2011 dostala na obežnú dráhu okolo Merkúra a skúmala planétu 4 roky.

Prácu v blízkosti Merkúra komplikuje skutočnosť, že planéta je v priemere 2,6-krát bližšie k Slnku ako Zem, takže tok slnečného svetla je tam takmer 7-krát väčší. Bez špeciálneho „slnečného dáždnika“ by sa elektronická náplň sondy prehrievala. Tretia výprava na Merkúr, tzv BepiColombo, zúčastňujú sa na ňom Európania a Japonci. Štart je naplánovaný na jeseň 2018. Naraz poletia dve sondy, ktoré sa po prelete pri Zemi dostanú na obežnú dráhu okolo Merkúra koncom roka 2025, dve pri Venuši a šesť pri Merkúre. Okrem podrobného štúdia povrchu planéty a jej gravitačného poľa sa plánuje detailné štúdium magnetosféry a magnetického poľa Merkúra, ktoré je pre vedcov záhadou. Hoci Merkúr rotuje veľmi pomaly a jeho kovové jadro by malo byť už dávno ochladené a stuhnuté, planéta má dipólové magnetické pole, ktoré je 100-krát nižšie ako na Zemi, no stále si okolo planéty zachováva magnetosféru. Moderná teória vytvárania magnetického poľa v nebeských telesách, takzvaná teória turbulentného dynama, vyžaduje prítomnosť tekutého vodiča elektriny v útrobách planéty (pre Zem je to vonkajšia časť železného jadra) a pomerne rýchla rotácia. Prečo je jadro Merkúra stále tekuté, zatiaľ nie je jasné.

Merkúr má úžasnú vlastnosť, ktorú nemá žiadna iná planéta. Pohyb Merkúra na obežnej dráhe okolo Slnka a jeho rotácia okolo svojej osi sú navzájom jasne synchronizované: počas dvoch obežných periód vykoná tri otáčky okolo osi. Vo všeobecnosti astronómovia poznajú synchrónny pohyb už dlho: náš Mesiac sa synchrónne otáča okolo svojej osi a obieha okolo Zeme, periódy týchto dvoch pohybov sú rovnaké, to znamená, že sú v pomere 1:1. A na iných planétach niektoré satelity vykazujú rovnakú vlastnosť. Je to výsledok prílivového efektu.

Aby sme sledovali pohyb Merkúra (obr. vyššie), umiestnime na jeho povrch šípku. Je vidieť, že pri jednej revolúcii okolo Slnka, t.j. za jeden ortuťový rok, sa planéta otočila okolo svojej osi presne jeden a pol krát. Počas tejto doby sa deň v oblasti šípky zmenil na noc, prešla polovica slnečného dňa. Ďalšia ročná revolúcia - a v oblasti šípky opäť prichádza deň, uplynul jeden slnečný deň. Na Merkúre teda slnečný deň trvá dva ortuťové roky.

O prílivoch a odlivoch sa budeme podrobne rozprávať v kap. 6. V dôsledku slapového vplyvu zo Zeme Mesiac zosynchronizoval svoje dva pohyby – axiálnu rotáciu a orbitálnu cirkuláciu. Zem má na Mesiac veľmi silný vplyv: natiahla svoju postavu, ustálila rotáciu. Dráha Mesiaca je blízka kruhovej dráhe, takže Mesiac sa po nej pohybuje takmer konštantnou rýchlosťou v takmer konštantnej vzdialenosti od Zeme (o rozsahu tohto „takmer“ sme hovorili v 1. kapitole). Preto sa slapový efekt mení len málo a riadi rotáciu Mesiaca pozdĺž celej obežnej dráhy, čo vedie k rezonancii 1:1.

Na rozdiel od Mesiaca sa Merkúr pohybuje okolo Slnka po v podstate eliptickej dráhe, teraz sa približuje k hviezde a potom sa od nej vzďaľuje. Keď je ďaleko, blízko afélia obežnej dráhy, slapový vplyv Slnka slabne, pretože závisí od vzdialenosti ako 1/ R 3. Keď sa Merkúr priblíži k Slnku, príliv a odliv je oveľa silnejší, takže iba v oblasti perihélia Merkúr efektívne synchronizuje svoje dva pohyby – denný a orbitálny. Druhý Keplerov zákon nám hovorí, že uhlová rýchlosť orbitálneho pohybu je maximálna v bode perihélia. Práve tam dochádza k „slapovému zachytávaniu“ a synchronizácii uhlových rýchlostí Merkúra – denných a orbitálnych. V bode perihélia sú si navzájom presne rovné. Pri ďalšom pohybe Merkúr takmer prestáva pociťovať slapový vplyv Slnka a zachováva si svoju uhlovú rýchlosť rotácie, čím postupne znižuje uhlovú rýchlosť orbitálneho pohybu. Preto za jednu obežnú dobu stihne urobiť jeden a pol dennej otáčky a opäť sa dostane do pazúrov slapového efektu. Veľmi jednoduchá a krásna fyzika.

Povrch Merkúra je takmer na nerozoznanie od Mesiaca. Dokonca aj profesionálni astronómovia, keď sa objavili prvé podrobné obrázky Merkúra, ukazovali si ich navzájom a pýtali sa: "No, hádajte, je to Mesiac alebo Merkúr?". Je to naozaj ťažké odhadnúť. A tam je povrch ošľahaný meteoritmi. Ale, samozrejme, existujú funkcie. Hoci na Merkúre nie sú veľké lávové moria, jeho povrch nie je jednotný: existujú staršie a mladšie oblasti (základom je počet meteoritových kráterov). Merkúr sa líši od Mesiaca prítomnosťou charakteristických ríms a záhybov na povrchu, ktoré sú výsledkom stlačenia planéty počas ochladzovania jej obrovského kovového jadra.

Teplotné výkyvy na povrchu Merkúra sú väčšie ako na Mesiaci. Cez deň na rovníku 430 °C a v noci -173 °C. Pôda Merkúru však slúži ako dobrý tepelný izolant, takže v hĺbke asi 1 m už nie je cítiť denné (alebo dvojročné?) poklesy teploty. Takže, ak letíte na Merkúr, prvá vec, ktorú musíte urobiť, je vykopať zem. Na rovníku bude asi 70 °C; príliš horúca. Ale v oblasti geografických pólov v zemľanke bude asi -70 ° C. Môžete tak ľahko nájsť zemepisnú šírku, v ktorej sa budete v zemľanke cítiť pohodlne.

Najnižšie teploty sú pozorované na dne polárnych kráterov, kam sa slnečné lúče nikdy nedostanú. Práve tam boli objavené ložiská vodného ľadu, ktoré predtým našli radary zo Zeme a následne potvrdili prístroje vesmírnej sondy MESSENGER. O pôvode tohto ľadu sa stále diskutuje. Jeho zdrojom môžu byť kométy aj vodná para vystupujúca z útrob planéty.

Merkúr má jeden z najväčších impaktných kráterov v slnečnej sústave – Heat Plain ( Povodie Caloris) s priemerom 1550 km. Ide o stopu po dopade asteroidu s priemerom najmenej 100 km, ktorý malú planétu takmer rozdelil. Stalo sa to asi pred 3,8 miliardami rokov, počas obdobia takzvaného „neskorého ťažkého bombardovania“ ( Neskoré ťažké bombardovanie), keď sa z nie celkom pochopených dôvodov zvýšil počet asteroidov a komét na dráhach križujúcich dráhy terestrických planét.

Keď Mariner 10 v roku 1974 fotografoval Planinu tepla, stále sme nevedeli, čo sa po tomto hroznom dopade stalo na opačnej strane Merkúra. Je jasné, že ak je loptička zasiahnutá, tak sa vybudia zvukové a povrchové vlny, ktoré sa šíria symetricky, prechádzajú cez „rovník“ a zhromažďujú sa v protinožcovom bode, diametrálne opačnom k ​​bodu dopadu. Porucha sa tam stiahne do bodu a amplitúda seizmických oscilácií sa rýchlo zvyšuje. Je to ako keď vodiči dobytka práskajú bičom: energia a hybnosť vlny sú prakticky zachované a hrúbka biča má tendenciu k nule, takže rýchlosť oscilácie sa zvyšuje a stáva sa nadzvukovou. Očakávalo sa, že v oblasti Merkúra oproti kotline Caloris vznikne obraz neuveriteľného zničenia. Vo všeobecnosti to takmer tak dopadlo: bola tam objavená rozľahlá kopcovitá oblasť so zvlneným povrchom, hoci som očakával, že tam bude antipodálny kráter. Zdalo sa mi, že počas kolapsu seizmickej vlny dôjde k javu „zrkadlovému“ pádu asteroidu. Pozorujeme to, keď kvapka padne na pokojnú hladinu vody: najprv vytvorí malú priehlbinu a potom sa voda vrhne späť a vyvrhne malú novú kvapku. Na Merkúre sa to nestalo a teraz chápeme prečo. Jeho útroby sa ukázali ako nehomogénne a k presnému zaostreniu vĺn nedošlo.

Vo všeobecnosti je reliéf Merkúra hladší ako reliéf Mesiaca. Napríklad steny kráterov Merkúr nie sú také vysoké. Pravdepodobným dôvodom je väčšia gravitácia a teplejšie a mäkšie vnútro Merkúra.

Venuša- druhá planéta od Slnka a najzáhadnejšia z terestrických planét. Nie je jasné, aký je pôvod jeho veľmi hustej atmosféry, ktorá sa takmer výlučne skladá z oxidu uhličitého (96,5 %) a dusíka (3,5 %) a spôsobuje silný skleníkový efekt. Nie je jasné, prečo sa Venuša otáča okolo svojej osi tak pomaly – 244-krát pomalšie ako Zem, a navyše v opačnom smere. Masívna atmosféra Venuše, alebo skôr jej zakalená vrstva, preletí okolo planéty za štyri pozemské dni. Tento jav sa nazýva superrotácia atmosféry. Atmosféra sa zároveň otiera o povrch planéty a mala sa už dávno spomaliť. Nemôže sa totiž dlho pohybovať po planéte, ktorej pevné teleso prakticky stojí. Atmosféra sa však otáča, a to aj v opačnom smere, ako rotácia samotnej planéty. Je zrejmé, že energia atmosféry sa rozptýli trením o povrch a jej moment hybnosti sa prenáša na telo planéty. To znamená, že dochádza k prílivu energie (samozrejme - solárnej), vďaka ktorej funguje tepelný motor. Otázka: Ako je tento stroj implementovaný? Ako sa energia Slnka premieňa na pohyb atmosféry Venuše?

Kvôli pomalej rotácii Venuše sú na ňu Coriolisove sily slabšie ako na Zemi, takže atmosférické cyklóny sú tam menej kompaktné. V skutočnosti sú len dve z nich: jedna na severnej pologuli a druhá na južnej. Každý z nich sa „vinie“ od rovníka k svojmu pólu.

Horné vrstvy atmosféry Venuše boli podrobne študované preletovými (vykonávajúcimi gravitačný manéver) a orbitálnymi sondami – americkými, sovietskymi, európskymi a japonskými. Niekoľko desaťročí tam sovietski inžinieri uvádzali na trh vozidlá série Venera, čo bol náš najúspešnejší prielom na poli planetárneho prieskumu. Hlavnou úlohou bolo pristáť so zostupovým vozidlom na povrch, aby sme videli, čo je pod mrakmi.

Konštruktéri prvých sond, podobne ako autori sci-fi diel tých rokov, sa riadili výsledkami optických a rádioastronomických pozorovaní, z ktorých vyplynulo, že Venuša je teplejšou obdobou našej planéty. Preto si v polovici 20. storočia všetci spisovatelia sci-fi, od Beljajeva, Kazanceva a Strugackého až po Lema, Bradburyho a Heinleina, predstavovali Venušu ako nehostinnú (horúcu, bažinatú, s jedovatou atmosférou), ale vo všeobecnosti ako svet. podobná Zemi. Z toho istého dôvodu boli prvé pristávacie moduly Venušských sond vyrobené nie príliš silné a neboli schopné odolať veľkému tlaku. A zomierali, zostupovali do atmosféry, jeden po druhom. Potom sa ich puzdrá začali vyrábať silnejšie, navrhnuté pre tlak 20 atmosfér. Ani toto však nestačilo. Potom dizajnéri, "zahryznutí do bitu", vyrobili titánovú sondu, ktorá vydrží tlak 180 atm. A bezpečne pristál na povrchu ("Venuša-7", 1970). Všimnite si, že nie každá ponorka vydrží taký tlak, aký panuje v hĺbke asi 2 km v oceáne. Ukázalo sa, že v blízkosti povrchu Venuše tlak neklesne pod 92 atm (9,3 MPa, 93 barov) a teplota je 464 ° C.

V roku 1970 sa definitívne skončil sen o pohostinnej Venuši podobnej Zemi z karbónskeho obdobia. Povrch Venuše sa stal rutinnou operáciou, no nedá sa na nej dlho pracovať. čas: po 1-2 hodinách sa vnútro prístroja zahreje a elektronika zlyhá.

Prvé umelé družice sa objavili okolo Venuše v roku 1975 (Venera-9 a -10). Vo všeobecnosti sa práca na povrchu Venuše z Venera-9 ... -14 zostupových vozidiel (1975-1981) ukázala ako mimoriadne úspešná, ktorá študovala atmosféru aj povrch planéty v mieste pristátia, dokonca sa podarilo odobrať vzorky pôdy a určiť jej chemické zloženie a mechanické vlastnosti. Najväčší efekt medzi fanúšikmi astronómie a astronautiky však vyvolali nimi prenášané fotografické panorámy miest pristátia, najskôr čiernobiele a neskôr farebné. Mimochodom, Venušanská obloha je pri pohľade z povrchu oranžová. Krásne! Až doteraz (2017) zostávajú tieto snímky jediné a sú veľmi zaujímavé pre planetárnych vedcov. Naďalej sa spracúvajú a z času na čas sa na nich nájdu nové diely.

K štúdiu Venuše v tých rokoch výrazne prispela aj americká kozmonautika. Lietajúce vozidlá "Mariner-5 a -10" študovali horné vrstvy atmosféry. Pioneer Venera 1 (1978) sa stal prvým americkým satelitom Venuše a vykonal radarové merania. A Pioneer-Venus-2 (1978) poslal do atmosféry planéty 4 zostupové vozidlá: jedno veľké (315 kg) s padákom do rovníkovej oblasti dennej pologule a tri malé (každé 90 kg) bez padákov - na v stredných zemepisných šírkach a na sever od dennej pologule, ako aj na nočnej pologuli. Žiadne z nich nebolo určené na prácu na povrchu, ale jedno z malých vozidiel bezpečne pristálo (bez padáka!) a pracovalo na povrchu viac ako hodinu. Tento prípad vám umožňuje cítiť, aká vysoká je hustota atmosféry blízko povrchu Venuše. Atmosféra Venuše je takmer 100-krát hmotnejšia ako zemská atmosféra a jej povrchová hustota je 67 kg/m3, čo je 55-krát hustejšia ako zemský vzduch a len 15-krát nižšia ako hustota tekutej vody.

Vytvoriť silné vedecké sondy, ktoré by odolali tlaku atmosféry Venuše, rovnako ako v kilometrovej hĺbke v našich oceánoch, bolo pomerne náročné. Ešte ťažšie však bolo, aby vydržali okolitú teplotu 464 °C v prítomnosti takého hustého vzduchu. Tok tepla cez puzdro je kolosálny. Preto aj tie najspoľahlivejšie zariadenia nepracovali dlhšie ako dve hodiny. Aby Veneraovci rýchlo zostúpili na povrch a predĺžili si tam svoju prácu, pri pristávaní odhodili padák a pokračovali v zostupe, pričom ich brzdil len malý štít na trupe. Náraz na povrch zmiernilo špeciálne tlmiace zariadenie – pristávacia podpera. Dizajn sa ukázal byť taký úspešný, že Venera-9 sa bez problémov posadila na svah so sklonom 35 ° a fungovala normálne.

Vzhľadom na vysoké albedo Venuše a kolosálnu hustotu jej atmosféry vedci pochybovali, že by blízko povrchu bolo dostatok slnečného svetla na fotografovanie. Okrem toho by na dne plynového oceánu Venuše mohla dobre visieť hustá hmla, ktorá by rozptyľovala slnečné svetlo a neumožňovala získať kontrastný obraz. Preto boli na prvé landery nainštalované halogénové ortuťové výbojky, ktoré osvetľovali pôdu a vytvorili svetelný kontrast. Ukázalo sa však, že prirodzeného svetla je tam celkom dosť: na Venuši je svetlo ako v zamračenom dni na Zemi. A kontrast v prirodzenom svetle je tiež celkom prijateľný.

V októbri 1975 pristávacie moduly Venera-9 a -10 prostredníctvom svojich orbitálnych blokov vyslali na Zem vôbec prvé snímky povrchu inej planéty (ak neberieme do úvahy Mesiac). Na prvý pohľad vyzerá perspektíva v týchto panorámach zvláštne skreslená kvôli rotácii smeru snímania. Tieto snímky boli získané pomocou telefotometra (opticko-mechanického skenera), ktorého „pohľad“ sa pomaly presúval z horizontu pod nohami pristávacieho modulu a potom k inému horizontu: bolo dosiahnuté 180° zametanie. Dva telefotometre na opačných stranách prístroja mali poskytnúť úplnú panorámu. Ale kryty na šošovkách sa nie vždy otvorili. Napríklad na "Venuša-11 a -12" sa žiadna zo štyroch neotvorila.

Jeden z najkrajších experimentov pri štúdiu Venuše sa uskutočnil pomocou sond BeGa-1 a -2 (1985). Ich názov znamená „Venus-Halley“, pretože po oddelení zostupových vozidiel nasmerovaných na povrch Venuše sa letové časti sond vydali preskúmať jadro Halleyovej kométy a podarilo sa im to na prvýkrát úspešne. Pristávacie moduly tiež neboli celkom obyčajné: hlavná časť aparátu pristála na povrchu a pri zostupe sa od neho oddelil balón vyrobený francúzskymi inžiniermi, ktorý letel asi dva dni v atmosfére Venuše vo výške 53. -55 km, prenášanie údajov o teplote a tlaku na Zem, osvetlení a viditeľnosti v oblakoch. Vďaka silnému vetru fúkajúcemu v tejto výške rýchlosťou 250 km/h sa balónom podarilo obletieť značnú časť planéty. Krásne!

Fotografie z miest pristátia ukazujú len malé oblasti povrchu Venuše. Je možné vidieť celú Venušu cez oblaky? Môcť! Radar vidí cez oblaky. K Venuši prileteli dva sovietske satelity s bočným skenovaním radarov a jeden americký. Na základe ich pozorovaní boli zostavené rádiové mapy Venuše s veľmi vysokým rozlíšením. Je ťažké to demonštrovať na všeobecnej mape, ale je to jasne viditeľné na samostatných fragmentoch mapy. Úrovne sú na rádiových mapách zobrazené farebne: modrá a modrá sú nížiny; ak by na Venuši bola voda, boli by to oceány. Tekutá voda však na Venuši nemôže existovať. A ani tam nie je prakticky žiadna plynná voda. Zelenkasté a žltkasté sú kontinenty, nazvime ich tak. Červená a biela sú najvyššie body na Venuši. Toto je "venušský Tibet" - najvyššia náhorná plošina. Najvyšší vrch na ňom – Mount Maxwell – sa týči do výšky 11 km.

Neexistujú žiadne spoľahlivé fakty o útrobách Venuše, o jej vnútornej štruktúre, pretože tam ešte neboli vykonané seizmické štúdie. Pomalá rotácia planéty navyše neumožňuje merať jej moment zotrvačnosti, čo by mohlo vypovedať o rozložení hustoty s hĺbkou. Teoretické myšlienky sú zatiaľ založené na podobnosti Venuše so Zemou a zjavná absencia platňovej tektoniky na Venuši sa vysvetľuje neprítomnosťou vody na Venuši, ktorá na Zemi slúži ako „mazivo“ a umožňuje platniam kĺzať. a ponoriť sa pod seba. Spolu s vysokou povrchovou teplotou to vedie k spomaleniu až úplnej absencii konvekcie v tele Venuše, znižuje rýchlosť ochladzovania jej vnútra a môže vysvetliť absenciu magnetického poľa v nej. To všetko vyzerá logicky, ale vyžaduje si experimentálne overenie.

Mimochodom, oh Zem. Tretiu planétu od Slnka nebudem podrobne rozoberať, keďže nie som geológ. Okrem toho má každý z nás všeobecnú predstavu o Zemi, a to aj na základe školských vedomostí. No v súvislosti so štúdiom iných planét podotýkam, že útroby našej planéty nám tiež nie sú úplne jasné. Takmer každý rok dochádza k veľkým objavom v geológii, niekedy sa dokonca objavia nové vrstvy v útrobách Zeme. Dokonca ani presne nepoznáme teplotu v jadre našej planéty. Pozrite sa na nedávne recenzie: niektorí autori sa domnievajú, že teplota na hranici vnútorného jadra je asi 5000 K a iní - že je to viac ako 6300 K. Toto sú výsledky teoretických výpočtov, ktoré zahŕňajú nie celkom spoľahlivé parametre, ktoré popisujú vlastnosti hmoty pri teplote tisícok kelvinov a tlaku miliónov barov. Kým tieto vlastnosti nebudú spoľahlivo skúmané v laboratóriu, nedostaneme presné poznatky o útrobách Zeme.

Jedinečnosť Zeme medzi jej podobnými planétami spočíva v prítomnosti magnetického poľa a tekutej vody na povrchu a druhá je zjavne dôsledkom prvého: magnetosféra Zeme chráni našu atmosféru a nepriamo aj hydrosféru. z prúdenia slnečného vetra. Na vytvorenie magnetického poľa, ako sa teraz zdá, musí byť v útrobách planéty tekutá elektricky vodivá vrstva pokrytá konvekčným pohybom a rýchlou dennou rotáciou, ktorá poskytuje Coriolisovu silu. Len za týchto podmienok sa aktivuje dynamo mechanizmus, ktorý zosilňuje magnetické pole. Venuša sa sotva otáča, takže nemá magnetické pole. Železné jadro malého Marsu už dávno vychladlo a stvrdlo, takže je bez magnetického poľa. Zdá sa, že Merkúr rotuje veľmi pomaly a mal sa ochladiť skôr ako Mars, no má celkom hmatateľné dipólové magnetické pole so silou 100-krát slabšou ako zemské. Paradox! Slapový vplyv Slnka sa teraz považuje za zodpovedný za udržiavanie železného jadra Merkúra v roztavenom stave. Ubehnú miliardy rokov, železné jadro Zeme vychladne a stvrdne, čím našu planétu pripraví o magnetickú ochranu pred slnečným vetrom. A jedinou pevnou planétou s magnetickým poľom zostane – napodiv – Merkúr.

Teraz sa obráťme na Mars. Jeho vzhľad nás okamžite upúta z dvoch dôvodov: aj na fotografiách urobených z diaľky sú viditeľné biele polárne čiapky a priesvitná atmosféra. To súvisí s Marsom so Zemou: polárne čiapky vyvolávajú predstavu o prítomnosti vody a atmosfére - o možnosti dýchania. A hoci na Marse nie je s vodou a vzduchom všetko také bezpečné, ako sa na prvý pohľad zdá, táto planéta už dlho lákala výskumníkov.

V minulosti astronómovia študovali Mars pomocou ďalekohľadu, a tak sa tešili na momenty nazývané „opozície Marsu“. Čo je v týchto chvíľach proti čomu?

Z pohľadu pozemského pozorovateľa je v momente opozície na jednej strane Zeme Mars a na druhej Slnko. Je jasné, že práve v týchto chvíľach sa Zem a Mars približujú na minimálnu vzdialenosť, Mars je na oblohe viditeľný celú noc a je dobre osvetlený Slnkom. Zem obehne okolo Slnka za rok a Mars za 1,88 roka, takže priemerný časový interval medzi opozíciami trvá o niečo viac ako dva roky. Posledná opozícia Marsu bola v roku 2016, nebola však nijako zvlášť blízka. Dráha Marsu je nápadne elipsovitá, takže k najbližšiemu priblíženiu k Zemi dochádza vtedy, keď sa Mars nachádza v oblasti perihélia svojej dráhy. Na Zemi (v našej dobe) je koniec augusta. Preto sa augustové a septembrové konfrontácie nazývajú „veľké“; v týchto chvíľach, ktoré prichádzajú každých 15-17 rokov, sa naše planéty k sebe priblížia na menej ako 60 miliónov km. Stane sa tak v roku 2018. Super tesná konfrontácia sa odohrala v roku 2003: vtedy bol Mars vzdialený len 55,8 milióna km. V tomto ohľade sa zrodil nový termín - "najväčšie opozície Marsu": teraz sa považujú za priblíženia na menej ako 56 miliónov km. Vyskytujú sa 1-2 krát za storočie, ale v súčasnom storočí budú dokonca tri - počkajte na rok 2050 a 2082.

Ale aj vo chvíľach veľkých konfrontácií je na Marse ďalekohľadom zo Zeme vidieť len málo. Tu je kresba astronóma, ktorý sa pozerá na Mars cez ďalekohľad. Nepripravený človek bude vyzerať a bude sklamaný - neuvidí vôbec nič, iba malú ružovú „kvapku“. V tom istom ďalekohľade však skúsené oko astronóma vidí viac. Astronómovia si polárnu čiapočku všimli už pred stáročiami. Rovnako ako tmavé a svetlé oblasti. Tmavé sa tradične nazývali moria a svetlé - kontinenty.

Zvýšený záujem o Mars sa objavil v období veľkej opozície v roku 1877: v tom čase už boli postavené dobré teleskopy a astronómovia urobili niekoľko dôležitých objavov. Americký astronóm Asaph Hall objavil mesiace Marsu - Phobos a Deimos. A taliansky astronóm Giovanni Schiaparelli nakreslil na povrch planéty záhadné čiary - marťanské kanály. Samozrejme, Schiaparelli nebol prvý, kto videl kanály: niektorí z nich si to všimli už pred ním (napríklad Angelo Secchi). Ale po Schiaparellim sa táto téma stala dominantnou v štúdiu Marsu na mnoho rokov.

Pozorovanie detailov povrchu Marsu, ako sú „kanály“ a „moria“, znamenalo začiatok novej etapy v štúdiu tejto planéty. Schiaparelli veril, že „moria“ Marsu skutočne môžu byť vodné plochy. Keďže čiary, ktoré ich spájajú, museli dostať meno, Schiaparelli ich nazval „kanály“ (canali), čo znamená morské úžiny a v žiadnom prípade nie stavby vytvorené človekom. Veril, že voda v skutočnosti preteká týmito kanálmi v polárnych oblastiach počas topenia polárnych čiapok. Po objavení „kanálov“ na Marse niektorí vedci navrhli ich umelú povahu, ktorá slúžila ako základ pre hypotézy o existencii inteligentných bytostí na Marse. Sám Schiaparelli ale túto hypotézu nepovažoval za vedecky podloženú, hoci existenciu života na Marse, možno aj inteligentného, ​​nevylúčil.

Myšlienka umelého systému zavlažovacích kanálov na Marse sa však začala presadzovať aj v iných krajinách. Čiastočne to bolo spôsobené tým, že taliansky kanál bol v angličtine prezentovaný ako kanál (umelá vodná cesta), a nie ako kanál (prírodná morská úžina). Áno, a v ruštine slovo „kanál“ znamená umelú štruktúru. Myšlienka Marťanov vtedy uchvátila mnohých, nielen spisovateľov (spomeňte si na HG Wellsa s „Vojnou svetov“, 1897), ale aj výskumníkov. Najznámejším z nich bol Percival Lovell. Tento Američan získal vynikajúce vzdelanie na Harvarde, rovnako ovládal matematiku, astronómiu a humanitné vedy. Ale ako potomok šľachtickej rodiny by sa radšej stal diplomatom, spisovateľom či cestovateľom ako astronómom. Po prečítaní Schiaparelliho prác o kanáloch sa však začal zaujímať o Mars a veril v existenciu života a civilizácie na ňom. Vo všeobecnosti opustil všetky ostatné obchody a začal študovať Červenú planétu.

Za peniaze od svojej bohatej rodiny postavil Lovell hvezdáreň a začal maľovať kanály. Všimnite si, že fotografia bola vtedy v plienkach a oko skúseného pozorovateľa je schopné v podmienkach atmosférických turbulencií postrehnúť aj tie najmenšie detaily, ktoré skresľujú obrazy vzdialených objektov. Mapy marťanských kanálov vytvorené na Lovellovom observatóriu boli najpodrobnejšie. Okrem toho, ako dobrý spisovateľ, Lovell napísal niektoré z najzábavnejších kníh - Mars a jeho kanály (1906), Mars ako príbytok života(1908) a i.. Len jeden z nich bol pred revolúciou preložený do ruštiny: „Mars a život na ňom“ (Odessa: Matezis, 1912). Tieto knihy uchvátili celú generáciu nádejou na stretnutie s Marťanmi.

Malo by sa uznať, že príbeh o marťanských kanáloch nedostal vyčerpávajúce vysvetlenie. Existujú staré kresby s kanálmi a moderné fotografie bez nich. Kde sú kanály? Čo to bolo? Astronómovo sprisahanie? Hromadné šialenstvo? Autohypnóza? Ťažko vyčítať vedcom, ktorí za to dali svoj život vede. Možno je odpoveď na tento príbeh pred nami.

A dnes Mars spravidla neštudujeme ďalekohľadom, ale pomocou medziplanetárnych sond. (Aj keď teleskopy sa na to stále používajú a niekedy prinášajú dôležité výsledky.) Let sond na Mars sa uskutočňuje po energeticky najpriaznivejšej poloeliptickej trajektórii. Pomocou tretieho Keplerovho zákona je ľahké vypočítať trvanie takéhoto letu. Vzhľadom na veľkú excentricitu obežnej dráhy Marsu závisí čas letu od sezóny štartu. V priemere trvá let zo Zeme na Mars 8-9 mesiacov.

Môže byť na Mars vyslaná misia s ľudskou posádkou? Toto je veľká a zaujímavá téma. Zdalo by sa, že všetko, čo je na to potrebné, je výkonná nosná raketa a pohodlná kozmická loď. Nikto zatiaľ nemá dostatočne výkonné nosiče, no pracujú na nich americkí, ruskí a čínski inžinieri. Niet pochýb, že takúto raketu vytvoria v najbližších rokoch štátne podniky (napríklad naša nová raketa Angara v jej najvýkonnejšej verzii) alebo súkromné ​​spoločnosti (Elon Musk – prečo nie).

Existuje loď, v ktorej astronauti strávia dlhé mesiace na ceste na Mars? Zatiaľ nič také neexistuje. Všetky existujúce (Sojuz, Shenzhou) a dokonca aj tie, ktoré prechádzajú testami (Dragon V2, CST-100, Orion) sú veľmi stiesnené a vhodné len na let na Mesiac, kde je to len 3 dni. Je pravda, že existuje myšlienka nafúknuť ďalšie miestnosti po vzlete. Na jeseň 2016 bol nafukovací modul testovaný na ISS a fungoval dobre. Čoskoro sa teda objaví technická možnosť letu na Mars. V čom je teda problém? V mužovi!

Neustále sme vystavení prirodzenej rádioaktivite pozemských hornín, prúdom kozmických častíc alebo umelo vytvorenej rádioaktivite. Na povrchu Zeme je pozadie slabé: chráni nás magnetosféra a atmosféra planéty, ako aj jej telo, pokrývajúce spodnú pologuľu. Na nízkej obežnej dráhe Zeme, kde pracujú astronauti ISS, už atmosféra nepomáha, takže radiačné pozadie sa stonásobne zvyšuje. Vo vesmíre je stále niekoľkonásobne vyššia. To výrazne obmedzuje trvanie bezpečného pobytu človeka vo vesmíre. Je potrebné poznamenať, že pracovníci v jadrovom priemysle majú zakázané dostávať viac ako 5 rem za rok - to je takmer bezpečné pre zdravie. Astronauti môžu dostať až 10 remov ročne (prijateľná úroveň nebezpečenstva), čo obmedzuje trvanie ich práce na ISS na jeden rok. A let na Mars s návratom na Zem v najlepšom prípade (ak nie sú na Slnku silné erupcie) povedie k dávke 80 rem, čo vytvorí vysokú pravdepodobnosť onkologického ochorenia. Práve to je hlavnou prekážkou letu človeka na Mars. Môžu byť astronauti chránení pred žiarením? Teoreticky je to možné.

My na Zemi sme chránení atmosférou, ktorej hrúbka, čo sa týka množstva hmoty na centimeter štvorcový, zodpovedá 10-metrovej vrstve vody. Svetelné atómy lepšie rozptyľujú energiu kozmických častíc, takže ochranná vrstva kozmickej lode môže mať hrúbku 5 metrov. Ale aj v stiesnenej lodi sa hmotnosť tejto ochrany bude merať v stovkách ton. Vyslať takúto loď na Mars je nad sily modernej a dokonca perspektívnej rakety.

Dobre teda. Predpokladajme, že existujú dobrovoľníci, ktorí sú pripravení riskovať svoje zdravie a ísť na Mars jedným smerom bez radiačnej ochrany. Budú tam môcť po pristátí pracovať? Dá sa od nich očakávať, že úlohu splnia? Pamätáte si, ako sa cítia astronauti po pol roku strávenom na ISS hneď po pristátí na zemi? Vykonávajú sa na rukách, dávajú sa na nosidlá a dva-tri týždne sa rehabilituje, obnovuje sa pevnosť kostí a svalová sila. A na Marse ich nikto nemôže nosiť na rukách. Tam budete musieť ísť von sami a pracovať v ťažkých prázdnych oblekoch, ako na Mesiaci. Veď tlak atmosféry na Marse je takmer nulový. Oblek je veľmi ťažký. Na Mesiaci sa v ňom dalo pomerne ľahko pohybovať, keďže gravitácia je tam 1/6 zemskej a počas troch dní letu na Mesiac svaly nestihnú ochabnúť. Astronauti dorazia na Mars po mnohých mesiacoch strávených v podmienkach beztiaže a žiarenia a gravitácia na Marse je dvaapolkrát väčšia ako na Mesiaci. Navyše, na samom povrchu Marsu je žiarenie takmer rovnaké ako vo vesmíre: Mars nemá magnetické pole a jeho atmosféra je príliš riedka na to, aby slúžila ako ochrana. Takže film "Marťan" je fantázia, veľmi krásna, ale nereálna.

Ako sme si predtým predstavovali marťanskú základňu? Prišli sme, položili laboratórne moduly na povrch, žijeme a pracujeme v nich. A teraz takto: prileteli sme, prekopali, postavili úkryty v hĺbke aspoň 2-3 metre (to je celkom spoľahlivá ochrana pred žiarením) a snažíme sa ísť na povrch menej často a nie na dlhú dobu. Výstupy na povrch sú epizodické. Väčšinou sedíme pod zemou a kontrolujeme prácu roverov. Takže ich možno ovládať zo Zeme, a to ešte efektívnejšie, lacnejšie a bez zdravotných rizík. Čo sa robí už niekoľko desaťročí.

O tom, čo sa roboti naučili o Marse -.

Ilustrácie pripravili V. G. Surdin a N. L. Vasilyeva pomocou fotografií a obrázkov NASA z verejných stránok

Po preštudovaní štruktúry slnečnej sústavy a trpasličích planét v jednej z predchádzajúcich, tento článok obsahuje prirodzené satelity slnečnej sústavy. Toto je jeden z najzaujímavejších spôsobov výskumu astronómie, pretože existujú satelity, ktoré sú väčšie ako planéty a majú pod povrchom oceány a možno aj formy života.

Začnime satelitmi terestrických planét. Keďže Merkúr a Venuša nemajú žiadne prirodzené satelity, zoznámenie sa so satelitmi slnečnej sústavy by malo začať Zemou.

Terestrické planéty: Merkúr, Venuša, Zem a Mars

Mesiac

Ako viete, naša planéta má iba jeden satelit - Mesiac. Ide o najštudovanejšie kozmické telo a zároveň prvé, ktoré sa človeku podarilo navštíviť. Mesiac je piaty najväčší prirodzený satelit planéty v slnečnej sústave.

Hoci je Mesiac považovaný za satelit, technicky by sa dal považovať za planétu, ak by obiehal okolo Slnka. Priemer Mesiaca je takmer tri a pol tisíc kilometrov (3476), napríklad priemer Pluta je 2374 km.

Mesiac je plnohodnotným členom gravitačného systému Zem-Mesiac. O ďalšom takomto tandeme v slnečnej sústave sme už písali – o. Hoci hmotnosť družice Zeme nie je veľká a je o niečo viac ako stotina hmotnosti Zeme, Mesiac sa okolo Zeme neotáča – majú spoločné ťažisko.

Dá sa systém Zem-Mesiac považovať za dvojitú planétu? Predpokladá sa, že rozdiely medzi binárnou planétou a systémom planéta-mesiac spočívajú v umiestnení ťažiska systému. Ak sa ťažisko nenachádza pod povrchom jedného z objektov systému, možno ho považovať za dvojitú planétu. Ukazuje sa, že obe telesá sa točia okolo bodu v priestore, ktorý je medzi nimi. Podľa tejto definície sú Zem a Mesiac planétou a satelitom a Cháron a Pluto sú planétou dvojitého trpaslíka.

Keďže vzdialenosť medzi Zemou a Mesiacom sa neustále zväčšuje (Mesiac sa vzďaľuje od Zeme), ťažisko, ktoré je momentálne pod povrchom Zeme, sa časom pohne a bude nad povrchom našej planéty. Ale to sa deje pomerne pomaly a systém Zem-Mesiac bude možné považovať za dvojitú planétu až po miliardách rokov.

Systém Zem-Mesiac

Spomedzi kozmických telies Mesiac ovplyvňuje Zem takmer najviac, snáď okrem Slnka. Najzrejmejším javom dopadu satelitu na Zem sú mesačné prílivy, ktoré pravidelne menia hladinu vody v oceánoch.

Pohľad na Zem z pólu (príliv, odliv)

Prečo je povrch Mesiaca pokrytý krátermi? Po prvé, Mesiac nemá atmosféru, ktorá by chránila jeho povrch pred meteoritmi. Po druhé, na Mesiaci nie je voda ani vietor, ktoré by mohli vyhladiť miesta dopadu meteoritov. Preto sa za štyri miliardy rokov na povrchu satelitu nahromadilo veľké množstvo kráterov.

Najväčší kráter v slnečnej sústave. Južný pól – Aitken Basin (červená – vrchoviny, modrá – nížiny)

Lunárny kráter Daedalus: priemer 93 km, hĺbka 2,8 km (obrázok z Apolla 11)

Mesiac, ako už bolo spomenuté, je jediným satelitom navštíveným človekom a prvým nebeským telesom, ktorého vzorky boli privezené na Zem. Neil Armstrong sa 21. júla 1969 stal prvým človekom, ktorý kráčal po Mesiaci. Celkom dvanásť astronautov kráčalo po Mesiaci; Ľudia naposledy pristáli na Mesiaci v roku 1972.

Prvá fotografia, ktorú urobil Neil Armstrong po pristátí na Mesiaci

Edwin Aldrin na Mesiaci, júl 1969 (foto NASA)

Predtým, ako vedci získali vzorky pôdy z Mesiaca, existovali dve zásadne odlišné teórie o pôvode Mesiaca. Prívrženci prvej teórie verili, že Zem a Mesiac vznikli súčasne z oblaku plynu a prachu. Podľa inej teórie sa verilo, že Mesiac vznikol inde a potom ho Zem zachytila. Štúdium mesačných vzoriek viedlo k novej teórii o „obrovskom dopade“: takmer pred štyri a pol (4,36) miliardami rokov sa protoplanéta Zem (Gaia) zrazila s protoplanétou Theia. Úder nedopadol do stredu, ale pod uhlom (takmer tangenciálne). Výsledkom bolo, že väčšina hmoty dopadaného objektu a časť hmoty zemského plášťa boli vymrštené na obežnú dráhu blízko Zeme. Z týchto úlomkov bol zostavený Mesiac. V dôsledku nárazu Zem prudko zvýšila rýchlosť rotácie (jedna otáčka za päť hodín) a znateľný sklon osi rotácie. Aj keď má táto teória aj chyby, v súčasnosti sa považuje za hlavnú.

Vznik Mesiaca: Theiin dopad na Zem, ktorý mal mať za následok vznik Mesiaca

Mesiace Marsu

Mars má dva malé mesiace: Phobos a Deimos. Objavil ich Asaph Hall v roku 1877. Je pozoruhodné, že keď bol rozčarovaný hľadaním marťanských satelitov, už chcel opustiť pozorovanie, ale jeho manželka Angelina ho dokázala presvedčiť. Nasledujúcu noc objavil Deimosa. O šesť nocí neskôr - Phobos. Na Phobose objavil obrovský kráter, ktorý dosahuje šírku desať kilometrov – takmer polovicu šírky samotného satelitu! Hall mu dal Angelinino dievčenské meno, Stickney.

Obraz satelitov Marsu v súlade s mierkami a vzdialenosťami

Oba satelity majú tvar blízky trojosovému elipsoidu. Pre ich malú veľkosť gravitácia nestačí na ich stlačenie do okrúhleho tvaru.

Phobos. Na pravej strane môžete vidieť kráter Stickney.

Zaujímavosťou je, že slapový vplyv Marsu postupne spomaľuje pohyb Phobosu, čím znižuje jeho obežnú dráhu, čo v dôsledku povedie k jeho pádu na Mars. Každých sto rokov sa Phobos priblíži k Marsu o deväť centimetrov a približne o jedenásť miliónov rokov spadne na jeho povrch, ak ho rovnaké sily nezničia ešte skôr. Deimos sa naopak vzďaľuje od Marsu a nakoniec bude zajatý slapovými silami Slnka. Výsledkom je, že Mars zostane bez satelitov.

Atrakcia na „marťanskej“ strane Phobosu prakticky chýba, respektíve takmer neexistuje. Spôsobuje to blízkosť satelitu k povrchu Marsu a silná gravitácia z planéty. V iných častiach satelitu je gravitačná sila iná.

Satelity Marsu sú k nemu vždy otočené na jednu stranu, pretože obdobie revolúcie každého z nich sa zhoduje so zodpovedajúcim obdobím revolúcie okolo Marsu. Na tomto základe sú podobné Mesiacu, ktorého odvrátená strana tiež nie je z povrchu Zeme nikdy viditeľná.

Deimos a Phobos sú veľmi malé. Napríklad polomer Mesiaca je 158-krát väčší ako polomer Phobosu a asi 290-krát väčší ako polomer Deimosu.

Vzdialenosti od satelitov k planéte sú tiež zanedbateľné: Mesiac je od Zeme vzdialený 384 000 km a Deimos a Phobos sú 23 000 a 9 000 kilometrov od Marsu.

Pôvod marťanských mesiacov zostáva kontroverzný. Mohlo by ísť o asteroidy zachytené gravitačným poľom Marsu, no v neprospech tejto verzie hovorí odlišnosť ich štruktúry od objektov skupiny asteroidov, ktorej by mohli byť súčasťou. Iní veria, že vznikli v dôsledku rozpadu satelitu Marsu na dve časti.

Nasledujúci materiál bude venovaný satelitom Jupitera, ktorých je doteraz zaregistrovaných až 67! A možno, na niektorých z nich sú formy života.