Какая планета похожа на луну снаружи а на землю внутри: Планеты земной группы

Задания по астрономии на тему «Спутники планет» (11 класс)

1. Что общего у всех планет? В чем сходство и в чем
отличие планет земной группы от планет-гигантов?

Все планеты светят отраженным от Солнца светом.
Планеты земной группы, расположенные к Солнцу ближе, чем планеты-гиганты, имеют
твердую поверхность. У планет-гигантов – газожидкая природа, твердой
поверхности у них нет.

2. Какие планеты были известны в древности?

В древности знали лишь планеты, видимые невооруженным
глазом: Меркурий, Венеру, Марс, Юпитер, Сатурн. Земля не отождествлялась с
«блуждающими светилами».

3. Открытие какой планеты произошло через две сотни
лет после ее первого наблюдения?

Г.Галилей наблюдал в телескоп Нептун еще в 1612 году,
не зная, что этот объект – планета. Леверье открыл Нептун путем вычислений
только 233 года спустя.

4. Какая планета, бывает самой яркой на небе?

Из всех звездообразных объектов неба Венера – самое
яркое светило. Ее блеск может доходить до –4^m,3.

5. Существует ли планета, находящаяся к Солнцу ближе,
чем Меркурий?

Планета, орбита которой полностью находилась бы внутри
орбиты Меркурия, не обнаружена. Однако малая планета Икар в перигелии
оказывается к Солнцу ближе, чем Меркурий. В это время ее расстояние до Солнца
всего 0,19 астрономических единиц.

6. Обнаружены ли планеты между орбитами Земли и Марса?
внутри орбиты Земли?

Такие планеты есть. Это некоторые астероиды. 34
астероида при своем движении пересекают орбиту Марса, а, следовательно, часть
их орбит находится между орбитами Земли и Марса. 8 астероидов группы Аполлон в
перигелии заходят внутрь орбиты Земли.

7. Какая планета наиболее удалена от Солнца?

Самой удаленной планетой от Солнца является Плутон,
если рассматривать среднее расстояние планет от Солнца. Однако из-за большой
эллиптичности орбиты часть своего периода обращения (20 лет из 248) Плутон
оказывается ближе к Солнцу, чем Нептун. С 28
января 1979 года по 15 марта 1999 года самой удаленной планетой оказывается
Нептун.

8. У каких двух планет отношение средних орбитальных
скоростей равно 10^–1, средних расстояний от Солнца близко к 10²,
сидерических периодов – около 10³. Случайны ли такие пропорции для
параметров орбит этих планет?

Отношение средних орбитальных скоростей Плутона и
Меркурия равно 0,099, средних расстояний – 101,3, сидерических периодов – 1035.

Полагая отношение средних расстояний (100) случайной
величиной, из третьего закона Кеплера находим отношение сидерических периодов –
1000 и средних орбитальных скоростей – 0,1

9. Какие большие планеты имеют самые вытянутые орбиты?
Орбита какой планеты ближе всего к окружности?

Крайние планеты Солнечной системы – Меркурий и Плутон
имеют орбиты с наибольшими эксцентриситетами: 0,206 и 0,253. Ближе всего к
окружности орбита у Венеры, эксцентриситет которой всего 0,007.

10. Возможны ли столкновения планет между собой?

В современную эпоху столкновения больших планет
невозможны, но вероятны столкновения астероидов с большими планетами.
Происходят также столкновения астероидов между собой. Осколки, возникающие при
таких соударениях, достигают Землю в виде метеоритов.

11. Почему все звезды и галактики в небе любой планеты
описывают эллипсы с одинаковой для данной планеты большой полуосью?

Причина этого – годичная аберрация света звезд,
вызванная относительным движением светила и наблюдателя. Аберрация обусловлена
конечностью скорости света.

12. На какой планете аберрационные эллипсы самые
наибольшие? самые наименьшие? Почему?

Годичная аберрация света звезд пропорциональна
орбитальной скорости движения планеты. На Меркурии большая полуось
аберрационного эллипса наибольшая – 33^//, на Плутоне наименьшая – 6^//,6.

13. Для каких звезд на небе любой планеты Солнечной
системы аберрационный эллипс превратится в окружность? Для каких звезд – в
отрезок дуги большого круга?

На Земле аберрационный эллипс для звезд, находящихся
близ полюсов эклиптики, превращается в окружность с радиусом 20^//,5;
для звезд на эклиптике эллипс вырождается в отрезок дуги длиной 41^//.

14. На какой планете – Меркурии или Плутоне
параллактические эллипсы будут наибольшими? наименьшими?

Годичный параллакс пропорционален радиусу орбиты
планеты. Поэтому для одной и той же звезды на Плутоне параллактический эллипс
будет наибольшим, на Меркурии – наименьшим.

15. Какая планета на небе своего спутника описывает
эллипсы и почему?

На небе видимого полушария Луны Земля постоянно висит
в определенном месте относительно горизонта, совершая при этом криволинейное
движение, представляющее собой плавно переходящие друг в друга эллипсы.
Причиной этого явления являются либрации Луны по широте и долготе. Либрация по
широте вызвана наклонением оси вращения Луны к плоскости ее орбиты. Либрация по
долготе возникает как следствие неравномерного движения Луны по орбите.

16. Форма какой планеты наиболее близка к сферической?
Фигура какой планеты наиболее ассиметрична?

Форма планеты Венера очень близка к сфере. К тому же
ее поверхность имеет сглаженный рельеф. Почти 90 % поверхности лежит в пределах
+1 км от среднего уровня. Наибольшая асимметрия фигуры планеты наблюдается у
Марса. У этой планеты северная полусфера сильнее сплюснута по сравнению с
южной.

17. Почему Юпитер сплюснут у полюсов, а Солнце видно с
Земли как круглый диск при той же газовой природе?

Слюснутость планеты Юпитер возникает из-за ее быстрого
вращения (цериод вращения экваториальной зоны 9
час 50 мин). Солнце тоже сплюснуто, но вследствие сравнительно медленного
вращения (период вращения экваториальной зоны 25,4 суток) эта сплюснутость
очень мала – 73 км, и не поддается измерениям (0,1^//).

18. Почему Сатурн при меньшей скорости вращения вокруг
оси более сжат у полюсов, чем Юпитер?

Вероятная причина этого – меньшая плотность Сатурна по
сравнению с Юпитером.

19. У какой планеты и почему самое большое сжатие?

Самое большое сжатие у Сатурна (1:10). Причина –
быстрое вращение.

20. Какая планета вращается быстрее всех других
планет? У какой планеты самое медленное вращение?

Быстрее всех планет вращается Юпитер. Он делает полный
оборот вокруг оси за 9 часов 55 минут. Однако угловые скорости точек
поверхности зависят от широты. Самое медленное вращение у Венеры. Период ее
вращения 243,1 земных суток.

21. Вращением какой планеты управляет Земля?

Земля оказывает большое влияние на движение своей
соседки Венеры. Скорости движения Венеры вокруг Солнца и ее вращения таковы,
что в моменты времени, когда Венера находится в нижнем соединении, она всегда
обращена к Земле одной и той же стороной.

22. На какой планете и почему Солнце восходит на
западе и заходит на востоке?

На Венере Солнце восходит на западе, а заходит на
востоке. Причина этого явления – в обратном вращении планеты.

23. На какой планете и почему Солнце может
остановиться на небе и даже некоторое время двигаться в обратном направлении?

Такое явление происходит с Солнцем на небе Меркурия, когда
планета проходит перигелий. В течение 8 суток Солнце движется в обратном
направлении, после чего снова меняет курс на прямой. Такое видимое движение
Солнца возникает из-за того, что при прохождении планетой перигелия ее угловая
скорость по орбите на некоторое время превышает угловую скорость ее вращения.

24. Можно ли видеть большие планеты в Малой Медведице,
Цефее, Кассиопее и других околополярных созвездиях?

Нет, так как планеты перемещаются на звездном небе
вблизи эклиптики.

25. Какие условия являются определяющими для наилучшей
видимости планет?

Для нижней планеты определяющим является максимальное
угловое удаление от Солнца, то есть положение планеты в наибольших западной и
восточной элонгациях.

Для верхней планеты основным условием является
наименьшее расстояние до Земли, что бывает, когда планета в противостоянии.

26. В какой конфигурации нижняя планета движется по
лучу зрения с максимальной скоростью?

Во время наибольшей элонгации нижняя планета движется
по лучу зрения. В восточной элонгации планета приближается к Земле с
максимальной скоростью, а в западной элонгации удаляется с максимальной
скоростью.

27. На каком угловом расстоянии от Солнца верхняя
планета имеет наибольшую лучевую скорость?

В квадратурах, когда угловое удаление планеты от
Солнца – 90^o, скорость приближения планеты к Земле или удаления от
нее максимальна.

28. В какое время года видимость Меркурия является
наиболее благоприятной?

Наиболее благоприятные периоды видимости Меркурия:
вечерняя видимость весной, так как в это время на западе эклиптика образует с
горизонтом наибольший угол; утренняя видимость осенью, когда тоже, но уже на
востоке, эклиптика образует с горизонтом наибольший угол.

29. В каком положении на небе Земли должна находиться
верхняя планета, чтобы на небе этой планеты Земля находилась бы на наибольшем
угловом удалении от Солнца?

Во время квадратур угол фазы планеты, то есть угол у
планеты между направлениями на Солнце и Землю, достигает наибольшего значения.

30. Планета видна на угловом расстоянии 60^o
от Солнца. Верхняя это планета или нижняя?

Верхняя.

31. Марс лучше всего виден с Земли во время
противостояния? Каковы условия видимости в это время Земли с Марса?

Земля в это время для наблюдателя на Марсе находится в
нижнем соединении и, следовательно, недоступна для наблюдений, за исключением
очень редкой возможности прохождения Земли по диску Солнца.

32. Земля на Марсе, как Венера на Земле, является
нижней планетой. Через какие промежутки времени можно видеть Землю с Марса в
восточной элонгации?

Период этих явлений равен синодическому периоду Марса
(S = 780^d).

33. Почему понятие «великое противостояние» используют
только для Марса?

Великие противостояния происходят тогда, когда верхняя
планета, находясь в противостоянии, к тому же оказывается и в перигелии. Из
верхних планет Марс имеет наиболее благоприятные условия видимости с Земли, а
также обладает значительным эксцентриситетом – 0,093.

34. Что такое «парад планет»?

Под «парадом планет» понимается явление расположения
планет в узком секторе гелиоцентрической долготы.

Наиболее ярко выраженный «парад планет» состоялся в
1128 году, когда указанный сектор составлял всего 45^o. В 1982 году
состоялся «парад» планет-гигантов и Плутона, при этом угол сектора был равен 65^o.

35. Какие планеты, как и Луна, имеют все фазы?

Нижние планеты Меркурий и Венера при своем движении
вокруг Солнца показывают фазы, аналогичные фазам Луны. В нижнем соединении
планета имеет вид Луны в новолунии, верхнее соединение соответствует
полнолунию, первая четверть — наибольшей восточной элонгации, последняя
четверть — наибольшей западной элонгации.

36. Часто ли планеты видны в «полнолунии»?

Нижние планеты имеют такой вид в верхнем соединении,
однако в это время планета теряется в лучах Солнца и поэтому не видна.

Верхняя планета в соединении не видна по той же
причине. Полностью освещенный диск верхняя планета имеет только в
противостояниях, интервал времени между которыми равен синодическому периоду.

37. Какие планеты почти всегда видны в «полнолунии»?

Удаленные планеты имеют фазу, близкую к «полнолунию»,
при любой конфигурации. Пределы изменения фаз далеких планет:

Уран 1,0 – 0,993,

Нептун 1,0 – 0,997,

Плутон 1,0 – 0,999.

38. Луна в первой четверти, Венера и Меркурий в
наибольшей восточной элонгации имеют одинаковый вид. Солнцем у них освещена
правая половина диска, а терминатор имеет вид прямой линии. Означает ли это,
что данные объекты видны в этом случае по одному направлению?

Из геометрических соображений очевидно, что угловое
удаление этих объектов от Солнца при одной и той же фазе Ф = 0,5 будет разным и
поэтому они будут видны не по одному направлению.

39. У каких планет синодический период равен или
близок к земному году?

Нижняя планета имела бы синодический период, равный
одному году, если бы ее сидерический период составлял 0,5 года. Такой планеты
не существует.

Синодический период, близкий к одному году, может
иметь также и удаленная верхняя планета. Например, синодические периоды:

Юпитера – 399^d, Сатурна – 378^d,
Урана – 370^d, Нептуна – 368^d, Плутона – 367^d.

40. Нижними или верхними являются планеты, у которых
синодический период обращения больше двух лет?

Этому условию удовлетворяют и верхние, и нижние планеты.

41. Может ли синодический период обращения S
планеты быть равен ее сидерическому периоду Т?

Нижней планеты, у которой S = T, не
может существовать. Для верхней планеты .
Наиболее близка к такой ситуации планета Марс (T = 687^d,
S = 780^d).

42. Как изменятся синодические периоды Марса и Венеры,
если эти планеты будут располагаться ближе к Земле, чем сейчас?

В обоих случаях синодический период увеличивается.

43. Существуют ли космические объекты, у которых
синодический период равен бесконечности?

Синодический период равен бесконечности при равенстве
периодов обращений вокруг Солнца некоей планеты и Земли для наблюдателя с
Земли. Такой реальной планеты, как известно, нет. Но в Солнечной системе такая
ситуация имеет место: это пылевые спутники Земли для наблюдателя с Луны;
астероиды «греки» и «троянцы», находящиеся на орбите Юпитера, и сам Юпитер по
отношению друг к другу; некоторые спутники планет-гигантов.

44. Поверхность каких больших планет доступна
оптическим наблюдениям?

Исследованию оптическими методами доступны поверхности
только трех больших планет: Меркурия, Марса, Плутона. Поверхность Венеры скрыта
под толстым слоем облаков. Планеты-гиганты вообще не имеют твердой поверхности.

45. Поверхность какой планеты наиболее оптимальна для
наблюдений с Земли?

Марс – единственная планета в Солнечной системе,
поверхность которой наиболее доступна для астрономических наблюдений как с
Земли, так и из космоса в связи с очень разреженной атмосферой и благоприятными
условиями видимости и освещенности Солнцем.

46. Какие две соседние планеты обладают самым большим
и самым малым альбедо среди планет?

Альбедо (отражательная способность) Венеры составляет
61 %, альбедо Меркурия – 6 %. У Венеры свет Солнца отражается от облачного
покрова, у Меркурия – от темных горных пород, похожих на лунные.

47. Какая планета могла бы называться планетой Океан?

Большую часть поверхности Земли занимает Мировой
океан, поэтому нашу планету логичней было бы назвать Океаном, а не Землей. Дж.
Челлис, один из участников открытия Нептуна, предлагал назвать эту планету –
Океан. Однако закрепилось название, предложенное Леверье.

48. На каких планетах обнаружены полярные шапки?

Полярные шапки существуют на Земле, Марсе, Плутоне. На
Плутоне полярные шапки состоят из замерзшего метана. Они достигают широт .

49. Какой лед на Марсе?

На одном из марсианских полюсов обнаружена область,
покрытая в основном твердой углекислотой с небольшой примесью обычного льда.
Вся полярная шапка преимущественно состоит из так называемого газгидрата
(соединение CO₂6H₂). Края полярной шапки,
вероятно, состоят из обычного льда.

50. Существуют ли каналы на Марсе?

Сетка узких темных линий, видимых на Марсе в телескоп,
была названа итальянским астрономом Дж. Скиапарелли в 1877 году каналами (по
итал. canali – проливы). Вскоре американский астроном П.Лоуэлл выдвинул
гипотезу об их искусственном происхождении, то есть предположил, что эти
образования действительно являются каналами. Исходя из природных условий, давно
стало ясно, что на поверхности планеты не может быть воды в жидком виде.
Фотографии Марса, сделанные с близкого расстояния при помощи космических
аппаратов, показали, что каналы связаны с разломами коры. Им соответствуют
крупные долины, уступы, расположенные в ряд возвышенности, скопления кратеров.

51. Много ли воды на Марсе?

Открытых водных пространств на Марсе нет, но на
крупномасштабных фотографиях отчетливо видны полярные шапки русла бывших рек,
проявление вечной мерзлоты. Если лед растопить, то Марс будет покрыт слоем воды
толщиной, по крайней мере, 10 метров.

52. Будут ли на Марсе цвести яблони?

Существует технически обоснованный проект глобального
озеленения Марса. На орбиту планеты предполагается вывести гигантские
эластичные отражатели и с помощью их растопить часть полярных шапок. Пары воды
и углекислого газа окутают планету и начнет работать парниковый эффект,
температура поверхности и атмосферы повысится. Образовавшуюся среду надо
заселить сначала микроорганизмами, а потом растениями. По оценкам специалистов,
для того, чтобы Марс стал пригодным для жизни при помощи такого воздействия,
потребуется от сотни лет до тысячелетий.

53. Почему горы на Марсе выше, чем горы на Земле?

Высота горы определяется предельным механическим
напряжением, при котором начинает разрушаться кристаллическая решетка.
Механическое напряжение зависит от веса горы. Вес тел на Марсе меньше, чем на
Земле, примерно в 2,5 раза. При одинаковых механических свойствах горных пород
на Земле и Марсе и одинаковой горообразовательной деятельности, высота самых
высоких гор на Марсе должна быть примерно в 2,5 раза больше высоты гор на
Земле, что и подтверждается наблюдениями. Самые высокие горы на Марсе (Арсия,
Акреус, Павонис, Снежный Олимп) имеют высоту 25 – 27
км.

54. Почему продолжительность солнечных суток на
Меркурии больше, а на Венере меньше периодов осевого вращения этих планет?
Какое соотношение этих величин для Земли?

Направление осевого и орбитального движений Меркурия
совпадают, а у Венеры эти движения противоположны. У Земли, как и у Меркурия,
направления упомянутых движений совпадают, поэтому солнечные сутки на Земле
больше периода ее осевого вращения.

55. На каких планетах и почему нет смены времен года?

На Венере и Юпитере нет смены времен года, так как оси
вращения этих планет почти перпендикулярны плоскостям орбит, а эксцентриситеты
орбит малы.

56. Какие планеты и почему имеют расположение тропиков
и полярных кругов близкое к земному?

Расположение тропиков и полярных кругов определяется
наклонением оси вращения планеты к плоскости ее орбиты. Эти величины близки у
трех планет: Земли – 66^o,45, Марса – 66^o,02, Сатурна – 63^o,27.

57. Происходит ли смена времен года на Марсе?

Смена времен года на любой планете происходит по трем
причинам:

1) обращение планеты вокруг Солнца;

2) наклон оси вращения к плоскости орбиты;

3) сохранение направления оси вращения в пространстве.

Марс удовлетворяет этим требованиям, и, следовательно,
на нем происходит смена времен года, что и зафиксировано астрономическими
наблюдениями.

58. Какая планета и почему не имеет сезонных изменений
по широте, как Земля, но зато имеет сезонные изменения по долготе?

Так как ось вращения Меркурия перпендикулярна
плоскости его орбиты, то на нем нет сезонных изменений по широте. Однако
кратность солнечных суток и периода обращения вызывает сезонные изменения
температуры по долготе.

59. На каких планетах легче всего поставить рекорды по
прыжкам в длину и высоту?

Высота и дальность прыжков обратно пропорциональны
ускорению свободного падения на поверхности планеты. Самое малое ускорение на
поверхностях Меркурия и Марса (g = 3,7м/с²). Высота и длина прыжков
при одинаковой скорости отталкивания будут на этих планетах в 2,6 раза больше,
чем на Земле. Аналогичные условия на Плутоне.

60. На каких планетах вес космонавта будет практически
одинаков?

На Марсе и Меркурии значения ускорения свободного
падения близки, а, следовательно, и вес космонавтов будет одинаков, но меньше
веса на Земле в 2,6 раза.

61. Какая планета является двойником Земли?

Масса, размер, средняя плотность, ускорение силы
тяжести на поверхности, космические скорости Венеры близки к соответствующим
параметрам Земли.

62. Существуют ли двойные планеты?

Двойной планетой может считаться система Земля- Луна.
Относительная масса Луны велика. Луна притягивается Солнцем больше, чем Землей.
Гелиоцентрическая орбита Луны представляет собой эллипс, возмущаемый Землей.

Еще более тесной двойной планетой может считаться
система Плутон-Харон. Расстояние между центрами Плутона и Харона в
20 раз меньше расстояния между Землей и Луной. Диаметр Плутона всего в
2 раза превышает диаметр Харона.

63. Какая планета имеет среднюю плотность меньшую, чем
плотность воды?

Сатурн имеет среднюю плотность всего 700 кг/м³,
что составляет 0,7 от плотности воды. Это свидетельствует о газообразной
природе планеты.

64. Какая планета похожа на Луну снаружи, а на Землю
внутри?

Поверхность Меркурия очень похожа на поверхность Луны
не только деталями, но и историей возникновения. На поверхности находится очень
много кратеров. Верхний слой – темный реголит, похожий на лунный.

С другой стороны, средняя плотность Меркурия (5,43×10³ кг/м³) лишь немногим меньше,
чем у Земли (5,62×10³ кг/м³). Это, возможно,
свидетельствует о железном ядре.

65. Какая планета по химическому составу аналогична
звезде, а по внутреннему строению не похожа ни на звезду, ни на Землю?

Химический состав Юпитера аналогичен составу Солнца:
на 1 атом гелия – 10 атомов водорода. По внутреннему строению Юпитер не похож
ни на одну из планет земной группы. Юпитер, в основном, является жидким телом,
в центре которого находится маленькое твердое ядро.

66. Как образуются атмосферы у планет?

Газовые оболочки планет возникают вследствие процессов
дегазации твердых пород и испарения вещества метеоритов и комет, сталкивающихся
с данным небесным телом.

67. Почему молекулы атмосфер под действием силы
тяжести не опускаются на поверхность планет?

Равновесие планетных атмосфер происходит из-за того,
что силы тяготения, стремящиеся прижать молекулы к поверхности,
уравновешиваются силами газового давления. Чем выше температура атмосферы, тем
больше протяженность атмосферы по высоте, и наоборот, чем ниже температура, тем
больше концентрация молекул к поверхности планеты.

68. Все планеты из-за наличия молекул со скоростями,
большими скоростей убегания, теряют свои атмосферы. Почему все же атмосферы
существуют?

Число молекул со скоростями, большими скоростей
убегания, непрерывно пополняется в результате межмолекулярных столкновений.
Планета, в конце концов, должна потерять атмосферу. Однако время рассеяния, в
течение которого это должно произойти, очень велико и сравнимо с возрастом
планеты для Венеры, Земли, Юпитера и т.д. Для Меркурия, наоборот, время рассеяния
очень мало из-за малой скорости убегания и высокой температуры поверхности.
Поэтому Меркурием его атмосфера давно утеряна.

69. На какой планете атмосферное давление летом в 250
раз больше, чем зимой?

Плутон обладает очень разреженной и протяженной
атмосферой, а также орбитой с большим эксцентриситетом. В середине зимы, когда
Плутон находится в афелии, из-за низкой температуры большая часть газа
оказывается вмороженной в его поверхность, а атмосферное давление падает в 250
раз по сравнению с серединой лета.

70. Какое утверждение является правильным:

1) плотность атмосферы Марса меньше плотности атмосферы
Земли;

2) плотность атмосферы Марса больше плотности атмосферы
Земли?

Оба утверждения справедливы. Первое утверждение правильно,
если речь идет о средней плотности атмосфер или о плотности у поверхности и на
низких высотах. Второе утверждение справедливо для больших высот над
поверхностями планет. Этот парадоксальный факт объясняется тем, что на планетах
с меньшей массой плотность атмосферы с высотой уменьшается медленнее, чем у
планет с большой массой.

71. Какой фактор является определяющим для существования
высокого давления в атмосфере Венеры (90 ат.): плотность атмосферы, химический
состав или температура?

Решение следует из анализа уравнения
Менделеева-Клапейрона:

,

где p – давление, r – плотность газа, T – температура, M
–молярная масса, R – универсальная газовая постоянная.

Исходя из оценок температуры и молярной массы атмосфер
Венеры и Земли, заключаем, что определяющим является высокая плотность
атмосферного воздуха.

72. Как изменилось бы давление в атмосфере Венеры,
если бы планета в настоящее время оказалась на орбите Земли?

При гипотетическом перемещении Венеры на земную орбиту
масса ее атмосферы не изменится, плотность и абсолютная температура изменятся
мало. Поэтому давление в атмосфере останется по-прежнему высоким.

73. Химический состав атмосфер резко различен. На
каких планетах атмосфера преимущественно водородная, азотная, углекислая?

Атмосферы планет-гигантов преимущественно состоят из
водорода (у Юпитера – 87 % по объему). В атмосфере Венеры и Марса преобладает
углекислый газ (95 %), а атмосфера Земли большей частью состоит из азота (78
%).

74. Почему на Меркурии атмосфера, из гелия?

У планеты Меркурий существует чрезвычайно разреженная
гелиевая атмосфера. Существование такой атмосферы поддерживается за счет
распада радиоактивных изотопов в коре планеты и выделения при этом гелия из
поверхности и путем захвата ядер гелия из солнечного ветра. Без постоянного
действия этих факторов Меркурий потерял бы свою газовую оболочку буквально
через сутки.

75. Какой химический элемент ответственен за цвет и
название Марса?

Красный цвет поверхности Марса определяется большим
содержанием в его почве железа (12 – 14 %). Красный цвет планеты в древности
ассоциировался с цветом крови, и поэтому планета была названа в честь бога
войны Марса (Арес – у греков). Цвет крови определяется наличием гемоглобина, в
состав которого также входит железо.

76. На какой планете и почему существует сильный парниковый
эффект?

Сильным парниковым эффектом обладает атмосфера планеты
Венеры. Углекислый газ не пропускает тепловое излучение планеты, вследствие
чего температура поверхности сильно повышается (470 ^oC).

77. На какой планете и почему иногда наблюдается
сильный антипарниковый эффект?

На планете Марс во время пылевых бурь наблюдается сильный
антипарниковый эффект. В это время в атмосферу поднимается громадное количество
пыли, которая непрозрачна для приходящего излучения. Это приводит к остыванию
поверхности планеты и разогреву атмосферы.

78. На какой планете существует гигантский
долгоживущий атмосферный вихрь?

Грандиозный атмосферный вихрь наблюдается на планете
Юпитер уже на протяжении более 300 лет. Он виден в виде розоватого овального
пятна в южном полушарии, за что и получил название Большое Красное Пятно (БКП).
Его размеры: длина большой оси – 20 – 25 тысяч километров, малой – 10 – 12
тысяч километров.

79. На какой планете температура поверхности остается
практически постоянной как в течение суток, так и на протяжении всего года?

На Венере температура поверхности днем и ночью в
течение всего года остается практически постоянной и очень высокой (почти 500 ^oC).

80. На каких планетах температура одинакова по всей
поверхности?

Температура Плутона почти одинакова на всей
поверхности: 59 K на экваторе и 54 K на полюсах.

81. Почему на Венере температура выше, чем на Земле?

Причины две: Венера ближе к Солнцу, чем Земля, и она
обладает мощной углекислой атмосферой, создающей парниковый эффект.

82. Температура Венеры, определенная радиометрическим
методом, оказывается очень низкой (–54 ^oC). Как это согласуется с
очень высокой температурой на ее поверхности и в нижних слоях атмосферы?

Инфракрасное (тепловое) излучение приходит с наружной
поверхности облаков. В верхних слоях венерианской атмосферы, так же, как и в
атмосфере Земли, температура низка и мало меняется в течение суток.

83. Температура Венеры, измеренная радиометрическим методом,
в центре диска оказалась на 20^o выше, чем по краям. О чем
свидетельствует этот факт? У какого небесного объекта известно подобное
явление?

Это явление аналогично потемнению диска к краю у
Солнца и свидетельствует об увеличении температуры с глубиной. На краю диска
излучение приходит из более высоких и холодных слоев атмосферы.

84. У какой планеты перепад температур в течение суток
достигает 600 ^oC? Каковы основные причины таких больших изменений
температуры?

Области планеты Меркурий, где Солнце проходит в
зените, нагреваются от +340 ^oC (планета в афелии) до +430 ^oC
(если планета в перигелии), а ночью поверхность охлаждается до –170 ^oC.
Такой большой перепад температур объясняется близостью планеты к Солнцу и
отсутствием у нее атмосферы.

85. Какие планеты излучают энергии больше, чем
получают ее от Солнца? Каковы возможные причины этого?

Юпитер, Сатурн и Нептун излучают в космос значительно
больше энергии, чем получают ее от Солнца.

Юпитер излучает тепла в 2,7 раза больше, чем получает,
за счет медленного сжатия и, предположительно, за счет термоядерных реакций.

Сатурн излучает в 2,5 раза больше энергии, получаемой
им от Солнца. Избыток энергии превышает тот, который может быть получен за счет
сжатия и радиактивного распада. Интересно, что Уран, расположенный между
Сатурном и Нептуном, излучает столько же энергии, сколько получает от Солнца.

86. Какая планета излучает энергии меньше, чем
получает ее от Солнца? Какова возможная причина этого?

Планета Плутон излучает всего 60 % той энергии,
которую она получает от Солнца. Остальные 40 %, вероятно, расходуются на
какие-то процессы в кристаллической «коре» планеты.

87. У какой планеты впервые была обнаружена магнитосфера?

Юпитер является единственной планетой Солнечной
системы, о которой еще до полетов космических аппаратов было известно, что она
обладает магнитосферой. Анализ нетеплового излучения Юпитера, обнаруженного
радиоастрономическим методом в 1955 году, показал, что оно является
синхротронным излучением релятивистских электронов, движущихся по спиральным
траекториям вдоль силовых линий

88. Какие планеты имеют заметные магнитные поля?

Планеты Земля, Юпитер, Сатурн и Уран имеют заметные
магнитные поля

89. Почему на Венере слабое магнитное поле?

Магнитное поле связано с движением заряженных частиц.
Причиной очень слабого магнитного поля Венеры (в 10⁵ раз меньше
земного), по-видимому, является очень медленное ее вращение, в результате чего
магнитное поле почти не генерируется в жидком ядре планеты.

90. У какой планеты и почему полярность магнитосферы
испытывает периодические изменения?

У планеты Уран полярность поля магнитосферы меняется
за половину оборота планеты, то есть за 8,62 часа. Причиной этого является
наклонение оси дипольного магнитного поля Урана к его оси вращения на 60^o.

91. У каких планет самое мощное радиоизлучение?

Самое мощное радиоизлучение у планеты Юпитер. Оно
превышает радиоизлучения всех других небесных тел, за исключением Солнца.
Радиоизлучение Юпитера возникает в протяженной магнитосфере, состоящей из
заряженных элементарных частиц, удерживаемых магнитным полем планеты.

Третьим объектом в Солнечной системе, имеющим мощное
радиоизлучение, является Земля. Радиоизлучение Земли возникает в результате
работы многочисленных радио- и телепередающих станций.

92. У какой планеты самая узкая система колец?

Планета Уран имеет самую узкую систему колец, шириной
всего 9,3 тысячи километров. Кольца расположены близко к планете.

93. У какой планеты самые темные кольца?

Кольца Урана, открытые в 1977 году, оказались более
темными, чем сажа. Темный цвет поверхности составляющих колец элементов (глыб,
камней), возможно, объясняется постоянной бомбардировкой их заряженными
частицами магнитосферы.

94. У каких планет нет спутников? Какие планеты
обладают самым большим количеством спутников?

Спутники не обнаружены у самых близких к Солнцу планет
– Меркурия и Венеры. Самое большое число спутников, по более чем полутора
десятков, у Юпитера и Сатурна. Почти такое же количество спутников у Урана.
Новые слабые спутники планет-гигантов открывают почти каждый год.

95. Как обнаружить планеты у других звезд?

По оценкам, около 10 % всех звезд Галактики обладают
темными спутниками, в том числе и планетами. Но из-за их слабого излучения они
при современном развитии астрономической техники не могут быть видимы с Земли.
Обнаруживают темные спутники по периодическим изменениям положения звезды
вокруг общего центра масс или периодическим смещениям в спектре звезды из-за
эффекта Доплера.

«Астрономия». Глава из книги • В. Сурдин • Книжный клуб на «Элементах» • Опубликованные отрывки из книг

Внутренняя область Солнечной системы населена разнообразными телами: крупными планетами, их спутниками, а также малыми телами — астероидами и кометами. С 2006 г. в группе планет введена новая подгруппа — планеты-карлики (dwarf planet), обладающие внутренними качествами планет (сфероидальная форма, геологическая активность), но в силу малой массы не способные доминировать в окрестности своей орбиты. Теперь 8 самых массивных планет — от Меркурия до Нептуна — решено называть просто планетами (planet), хотя в разговоре астрономы для однозначности часто называют их «большими планетами», чтобы отличать от планет-карликов. Термин «малая планета», который многие годы применялся к астероидам, теперь не рекомендовано использовать во избежание путаницы с карликовыми планетами.

В области больших планет мы видим четкое деление на две группы по 4 планеты в каждой: внешнюю часть этой области занимают планеты-гиганты, а внутреннюю — значительно менее массивные планеты земной группы. Группу гигантов также обычно делят пополам: газовые гиганты (Юпитер и Сатурн) и ледяные гиганты (Уран и Нептун). В группе планет земного типа тоже намечается деление пополам: Венера и Земля чрезвычайно похожи друг на друга по многим физическим параметрам, а Меркурий и Марс уступают им по массе на порядок и почти лишены атмосферы (даже у Марса она в сотни раз меньше земной, а у Меркурия практически отсутствует).

Следует отметить, что среди двух сотен спутников планет можно выделить не менее 16 тел, обладающих внутренними свойствами полноценных планет. Нередко они превосходят своими размерами и массами планеты-карлики, но при этом находятся под контролем гравитации значительно более массивных тел. Речь идет о Луне, Титане, галилеевых спутниках Юпитера и им подобных. Поэтому было бы естественно ввести в номенклатуру Солнечной системы новую группу для таких «подчиненных» объектов планетного типа, назвав их «планетами-спутниками». Но пока эта идея в стадии обсуждения.

Вернемся к планетам земного типа. По сравнению с гигантами они привлекательны тем, что имеют твердую поверхность, на которую могут осуществлять посадку космические зонды. Начиная с 1970-х гг. автоматические станции и самоходные аппараты СССР и США неоднократно садились и успешно работали на поверхности Венеры и Марса. Посадок на Меркурий пока не было, поскольку полеты в окрестности Солнца и посадка на массивное безатмосферное тело технически весьма сложны.

Изучая планеты земного типа, астрономы не забывают и саму Землю. Анализ снимков из космоса позволил многое понять в динамике земной атмосферы, в строении ее верхних слоев (куда не поднимаются самолеты и даже аэростаты), в процессах, происходящих в ее магнитосфере. Сравнивая между собой строение атмосфер землеподобных планет, можно многое понять в их истории и точнее прогнозировать их будущее. А поскольку все высшие растения и животные обитают на поверхности нашей (или не только нашей?) планеты, особенно важны для нас характеристики нижних слоев атмосферы. Эта лекция посвящена планетам земного типа, в основном их внешнему виду и условиям на поверхности.

Яркость планеты. Альбедо

Глядя на планету издалека, мы легко различаем тела с атмосферой и без нее. Присутствие атмосферы, а точнее наличие в ней облаков, делает внешность планеты изменчивой и существенно повышает яркость ее диска. Это ясно видно, если расположить планеты в ряд от совершенно безоблачных (безатмосферных) до полностью закрытых облаками: Меркурий, Марс, Земля, Венера. Каменистые безатмосферные тела похожи друг на друга до почти полной неразличимости: сравните, например, крупномасштабные снимки Луны и Меркурия. Даже опытный глаз с трудом различает между собой поверхности этих темных тел, густо покрытых метеоритными кратерами. Зато атмосфера придает любой планете неповторимый вид.

Наличием или отсутствием атмосферы у планеты управляют три фактора: температура, гравитационный потенциал у поверхности и глобальное магнитное поле. Такое поле есть только у Земли, и оно существенно защищает нашу атмосферу от потоков солнечной плазмы. Луна потеряла атмосферу (если вообще ее имела) из-за низкой критической скорости у поверхности, а Меркурий — из-за высокой температуры и мощного солнечного ветра. Марс при почти той же гравитации, что у Меркурия, смог сохранить остатки атмосферы, поскольку из-за удаленности от Солнца он холоден и не так интенсивно обдувается солнечным ветром.

По своим физическим параметрам Венера и Земля — почти близнецы. У них весьма схожи размер, масса, а значит, и средняя плотность. Их внутренняя структура — кора, мантия, железное ядро — также должна быть сходной, хотя уверенности в этом пока нет, поскольку сейсмические и прочие геологические данные о недрах Венеры отсутствуют. Разумеется, и в недра Земли мы глубоко не проникали: в большинстве мест — на 3–4 км, в отдельных точках — на 7–9 км и лишь в одной — на 12 км. Это менее 0,2% радиуса Земли. Но сейсмические, гравиметрические и другие измерения позволяют судить о земных недрах весьма детально, а для других планет таких данных почти нет. Детальные карты гравитационного поля получены только для Луны; потоки тепла из недр измерены только на Луне; сейсмометры пока работали тоже лишь на Луне и (не очень чувствительный) на Марсе.

О внутренней жизни планет геологи до сих пор судят по особенностям их твердой поверхности. Например, отсутствие признаков литосферных плит у Венеры существенно отличает ее от Земли, в эволюции поверхности которой тектонические процессы (дрейф континентов, спрединг, субдукция и т. п.) играют определяющую роль. В то же время некоторые косвенные данные указывают на возможность тектоники плит на Марсе в прошлом, а также тектоники ледяных полей на Европе, спутнике Юпитера. Таким образом, внешнее сходство планет (Венера — Земля) не гарантирует сходства их внутреннего строения и процессов в их недрах. А планеты, не похожие друг на друга, могут демонстрировать сходные геологические явления.

Вернемся к тому, что доступно астрономам и прочим специалистам для прямого изучения, а именно — к поверхности планет или их облачного слоя. В принципе непрозрачность атмосферы в оптическом диапазоне не является непреодолимым препятствием для изучения твердой поверхности планеты. Радиолокация с Земли и с борта космических зондов позволила изучить поверхности Венеры и Титана сквозь их непрозрачные для света атмосферы. Однако эти работы носят эпизодический характер, а систематические исследования планет до сих пор проводятся оптическими приборами. И что еще более важно: оптическое излучение Солнца служит главным источником энергии для большинства планет. Поэтому способность атмосферы отражать, рассеивать и поглощать это излучение прямо влияет на климат у поверхности планеты.

Яркость поверхности планеты зависит от ее расстояния от Солнца, а также от наличия и свойств ее атмосферы. Облачная атмосфера Венеры отражает свет в 2–3 раза лучше, чем частично облачная атмосфера Земли, а безатмосферная поверхность Луны — втрое хуже земной атмосферы. Ярчайшее светило на ночном небе, не считая Луну, — Венера. Она очень яркая не только из-за относительной близости к Солнцу, но и из-за плотного облачного слоя из капель концентрированной серной кислоты, прекрасно отражающего свет. Наша Земля тоже не слишком темная, поскольку 30–40% земной атмосферы заполнены водяными облаками, а они тоже хорошо рассеивают и отражают свет. Вот фотография (рис. 4.3), где в кадр одновременно попали Земля и Луна. Этот снимок сделал космический зонд «Галилео», пролетая мимо Земли по пути к Юпитеру. Посмотрите, насколько Луна темнее Земли и вообще темнее любой планеты с атмосферой. Это общая закономерность: безатмосферные тела очень темные. Дело в том, что под воздействием космической радиации любое твердое вещество постепенно темнеет.

Утверждение, что поверхность Луны темная, обычно вызывает недоумение: на первый взгляд лунный диск выглядит очень ярким, безоблачной ночью он даже ослепляет нас. Но это лишь по контрасту с еще более темным ночным небом. Для характеристики отражающей способности любого тела используют величину под названием альбедо. Это степень белизны, то есть коэффициент отражения света. Альбедо, равное нулю, — абсолютная чернота, полное поглощение света. Альбедо, равное единице, — полное отражение. У физиков и астрономов есть несколько различных подходов к определению альбедо. Ясно, что яркость освещенной поверхности зависит не только от типа материала, но и от его структуры и ориентации относительно источника света и наблюдателя. Например, пушистый свежевыпавший снег имеет одно значение коэффициента отражения, а снег, в который вы наступили ботинком, — совсем другое. А зависимость от ориентации легко продемонстрировать зеркальцем, пуская солнечных зайчиков. Точное определение альбедо различного типа дано в главе «Краткий справочник» (с. 265). Знакомые поверхности с разным альбедо — бетон и асфальт. Освещенные одинаковыми потоками света, они демонстрируют разную визуальную яркость: у свежевымытого асфальта альбедо около 10%, а у чистого бетона — около 50%.

Весь диапазон возможных значений альбедо перекрыт известными космическими объектами. Скажем, Земля отражает около 30% солнечных лучей, в основном благодаря облакам, а сплошной облачный покров Венеры отражает 77% света. Наша Луна — одно из самых темных тел, в среднем отражающее около 11% света, а ее видимое полушарие из-за наличия обширных темных «морей» отражает свет еще хуже — менее 7%. Но встречаются и еще более темные объекты — например, астероид 253 Матильда с его альбедо в 4%. С другой стороны, есть удивительно светлые тела: спутник Сатурна Энцелад отражает 81% видимого света, а его геометрическое альбедо просто фантастическое — 138%, т.  е. он ярче идеально белого диска такого же сечения. Даже трудно понять, как ему это удается. Чистый снег на Земле и то хуже отражает свет; какой же снег лежит на поверхности маленького и симпатичного Энцелада?

Тепловой баланс

Температура любого тела определяется балансом между притоком к нему тепла и его потерями. Известны три механизма обмена теплом: излучение, теплопроводность и конвекция. Два последних процесса требуют прямого контакта с окружающей средой, поэтому в космическом вакууме важнейшим и, по сути, единственным становится первый механизм — излучение. Для конструкторов космической техники это создает немалые проблемы. Им приходится учитывать несколько источников тепла: Солнце, планету (особенно на низких орбитах) и внутренние агрегаты самого космического аппарата. А для сброса тепла есть лишь один способ — излучение с поверхности аппарата. Для поддержания баланса тепловых потоков конструкторы космической техники регулируют эффективное альбедо аппарата с помощью экранно-вакуумной изоляции и радиаторов. Когда такая система дает сбой, условия в космическом корабле могут стать весьма некомфортными, о чем напоминает нам история экспедиции «Аполлон-13» к Луне.

Но впервые с этой проблемой столкнулись еще в первой трети XX в. создатели высотных аэростатов — так называемых стратостатов. В те годы еще не умели создавать сложные системы терморегулирования герметичной гондолы, поэтому ограничивались простым подбором альбедо ее внешней поверхности. Насколько чувствительна температура тела к его альбедо, говорит история первых полетов в стратосферу. Швейцарец Огюст Пикар покрасил гондолу своего стратостата FNRS-1 с одной стороны в белый, а с другой — в черный цвет. Предполагалось регулировать температуру в гондоле, поворачивая сферу той или иной стороной к Солнцу: для этой цели снаружи установили пропеллер. Но устройство не заработало, солнце светило с «черной» стороны, и внутренняя температура в первом полете поднялась до +38°C. В следующем полете всю капсулу просто покрыли серебряной краской для отражения солнечных лучей. Внутри стало минус 16°C.

Американские конструкторы стратостата Explorer учли опыт Пикара и приняли компромиссный вариант: покрасили верхнюю часть капсулы в белый, а нижнюю — в черный цвет. Идея состояла в том, что верхняя половина сферы будет отражать солнечное излучение, а нижняя — поглощать тепло от Земли. Этот вариант оказался неплохим, но тоже не идеальным: во время полетов в капсуле было +5°C.

Советские стратонавты просто теплоизолировали алюминиевые капсулы слоем войлока. Как показала практика, такое решение было самым удачным. Внутреннего тепла, в основном выделяемого экипажем, оказалось достаточно для поддержания стабильной температуры.

Но если планета не имеет собственных мощных источников тепла, то значение альбедо очень важно для ее климата. Например, наша планета поглощает 70% падающего на нее солнечного света, перерабатывая его в собственное инфракрасное излучение, поддерживая за счет него круговорот воды в природе, запасая его в результате фотосинтеза в биомассе, нефти, угле, газе. Луна поглощает почти весь солнечный свет, «бездарно» превращая его в высокоэнтропийное инфракрасное излучение и за счет этого поддерживая свою довольно высокую температуру. Зато Энцелад своей идеально белой поверхностью гордо отталкивает от себя почти весь солнечный свет, за что и расплачивается чудовищно низкой температурой поверхности: в среднем около −200°C, а местами до −240°C. Впрочем, этот спутник — «весь в белом» — не сильно страдает от наружного холода, поскольку у него есть альтернативный источник энергии — приливное гравитационное влияние соседа-Сатурна (глава 6), поддерживающее его подледный океан в жидком состоянии. Но у планет земного группы внутренние источники тепла очень слабы, поэтому температура их твердой поверхности в значительной степени зависит от свойств атмосферы — от ее способности, с одной стороны, отражать часть солнечных лучей обратно в космос, а с другой — удерживать энергию излучения, прошедшего сквозь атмосферу к поверхности планеты.

Парниковый эффект и климат планеты

В зависимости от того, как далеко от Солнца находится планета и какую долю солнечного света она поглощает, формируются температурные условия на поверхности планеты, ее климат. Как выглядит спектр любого самосветящегося тела, например звезды? В большинстве случаев спектр звезды — это «одногорбая», почти планковская кривая, у которой положение максимума зависит от температуры поверхности звезды. В отличие от звезды, у спектра планеты два «горба»: часть звездного света она отражает в оптическом диапазоне, а другую часть поглощает и переизлучает в инфракрасном диапазоне. Относительная площадь под этими двумя горбами как раз и определяется степенью отражения света, то есть альбедо.

Посмотрим на две ближайшие к нам планеты — Меркурий и Венеру. На первый взгляд ситуация парадоксальная. Венера отражает почти 80% солнечного света и лишь около 20% поглощает, а Меркурий почти ничего не отражает, а всё поглощает. К тому же Венера дальше от Солнца, чем Меркурий; на единицу ее облачной поверхности падает в 3,4 раза меньше солнечного света. С учетом разницы в альбедо каждый квадратный метр твердой поверхности Меркурия получает почти в 16 раз больше солнечного тепла, чем такой же участок на Венере. И тем не менее на всей твердой поверхности Венеры адские условия — огромная температура (олово и свинец плавятся!), а Меркурий прохладнее! На полюсах там антарктический холод, а на экваторе средняя температура +67°C. Конечно, днем поверхность Меркурия нагревается до 430°C, а ночью остывает до −170°C. Но уже на глубине 1,5–2 метров суточные колебания сглаживаются, и мы можем говорить о средней температуре поверхности +67°C. Жарковато, конечно, но жить можно. А в средних широтах Меркурия вообще комнатная температура.

В чем же дело? Почему близкий к Солнцу и охотно поглощающий его лучи Меркурий нагрет до комнатной температуры, а Венера, более далекая от Солнца и активно отражающая его лучи, раскалена как печь? Как объяснит это физика?

Атмосфера Земли почти прозрачна: она пропускает 80% приходящего солнечного света. «Убежать» в космос в результате конвекции воздух не может — планета не отпускает его. Значит, охлаждаться она может только в виде инфракрасного излучения. А если ИК-излучение остается запертым, то оно нагревает те слои атмосферы, которые его не выпускают. Эти слои сами становятся источником тепла и частично направляют его обратно к поверхности. Некоторая часть излучения уходит в космос, но основная его часть возвращается к поверхности Земли и греет ее до тех пор, пока не установится термодинамическое равновесие. А как оно устанавливается?

Температура растет, и максимум в спектре смещается (закон Вина) до тех пор, пока не найдет в атмосфере «окно прозрачности», сквозь которое ИК-лучи уйдут в космос. Баланс тепловых потоков устанавливается, но при более высокой температуре, чем могло бы быть при отсутствии атмосферы. Это и есть парниковый эффект.

В своей жизни мы довольно часто сталкиваемся с парниковым эффектом. И не только в виде садового парника или толстой шубы, которую надевают в морозный день, чтобы согреться (хотя сама шуба не выделяет, а лишь удерживает тепло). Как раз эти примеры не демонстрируют чистый парниковый эффект, поскольку в них уменьшается как лучистый, так и конвективный отвод тепла. Гораздо ближе к описанному эффекту пример ясной морозной ночи. При сухом воздухе и безоблачном небе (например, в пустыне) после захода солнца земля быстро остывает, а влажный воздух и облака сглаживают суточные колебания температуры. К сожалению, этот эффект хорошо знаком астрономам: ясные звездные ночи бывают особенно холодными, что делает работу у телескопа весьма некомфортной. Вернувшись к рис. 4.8, мы увидим причину: именно пары воды в атмосфере служат главным препятствием для уносящего тепло ИК-излучения.

У Луны нет атмосферы, а значит, нет и парникового эффекта. На ее поверхности термодинамическое равновесие устанавливается в явном виде, никакого обмена излучением между атмосферой и твердой поверхностью нет. У Марса разреженная атмосфера, но все-таки ее парниковый эффект добавляет свои 8°C. А Земле он добавляет почти 40°C. Если бы у нашей планеты не было такой плотной атмосферы, температура Земли была бы на 40° ниже. Сегодня она составляет по всему земному шару в среднем +15°C, а было бы −25°C. Все океаны замерзли бы, поверхность Земли от снега стала бы белой, альбедо повысилось и температура упала бы еще ниже. В общем — страшное дело! Хорошо, что парниковый эффект в нашей атмосфере работает и греет нас. И еще гораздо сильнее он работает на Венере — более чем на 500°С поднимает среднюю венерианскую температуру.

Поверхность планет

До сих пор мы не приступали к детальному изучению иных планет, в основном ограничиваясь наблюдением их поверхности. А насколько важна для науки информация о внешнем виде планеты? Что ценного может поведать нам изображение ее поверхности? Если это газовая планета, как Сатурн или Юпитер, или же твердая, но покрытая плотным слоем облаков, как Венера, то мы видим лишь верхний облачный слой и, следовательно, почти никакой информации о самой планете не имеем. Облачная атмосфера, как говорят геологи, — это супермолодая поверхность: сегодня она такая, а завтра будет иной (или не завтра, а через 1000 лет, что лишь миг в жизни планеты).

Большое Красное Пятно на Юпитере или два планетарных циклона на Венере наблюдаются уже 300 лет, но говорят нам лишь о некоторых общих свойствах современной динамики их атмосфер. Наши потомки, глядя на эти планеты, будут видеть совсем иную картину, а какую картину могли видеть наши предки, мы никогда не узнаем. Таким образом, глядя со стороны на планеты с плотной атмосферой, мы не можем судить об их прошлом, поскольку видим лишь изменчивый облачный слой. Совсем другое дело — Луна или Меркурий, поверхности которых хранят следы метеоритных бомбардировок и геологических процессов, происходивших в течение последних миллиардов лет.

А подобные бомбардировки планет-гигантов практически не оставляют следов. Одно из таких событий произошло в конце ХХ века прямо на глазах астрономов. Речь идет о комете Шумейкеров-Леви-9. В 1993 г. недалеко от Юпитера была замечена странная цепочка из двух десятков небольших комет. Расчет показал, что это фрагменты одной кометы, пролетавшей рядом с Юпитером в 1992 г. и разорванной на части приливным эффектом его мощного гравитационного поля. Сам эпизод распада кометы астрономы не видели, а застали лишь тот момент, когда цепочка кометных осколков «паровозиком» удалялась от Юпитера. Если бы не произошло распада, то комета, подлетев к Юпитеру по гиперболической траектории, по второй ветви гиперболы ушла бы вдаль и, скорее всего, больше никогда не сблизилась бы с Юпитером. Но тело кометы не выдержало приливного напряжения и разрушилось, а затрата энергии на деформацию и разрыв тела кометы уменьшила кинетическую энергию ее орбитального движения, переведя осколки с гиперболической орбиты на эллиптическую, замкнутую вокруг Юпитера. Расстояние орбиты в перицентре оказалось меньше радиуса Юпитера, и в 1994 г. осколки врезались в планету один за другим.

Происшествие было грандиозное. Каждый «осколочек» кометного ядра — это ледяная глыба размером 1–1,5 км. Они по очереди влетали в атмосферу гигантской планеты со скоростью 60 км/с (вторая космическая скорость для Юпитера), обладая удельной кинетической энергией в (60/11)² = 30 раз большей, чем если бы это было столкновение с Землей. Астрономы с большим интересом, находясь в безопасности на Земле, наблюдали космическую катастрофу на Юпитере. К сожалению, осколки кометы били в Юпитер с той стороны, которую не было в этот момент видно с Земли. К счастью, как раз в это время на пути к Юпитеру был космический зонд «Галилео», он увидел эти эпизоды и показал их нам. За счет быстрого суточного вращения Юпитера области столкновения через несколько часов становились доступны и наземным телескопам, и, что особенно ценно, околоземным, таким как космический телескоп «Хаббл». Это было очень полезно, поскольку каждая глыба, врезаясь в атмосферу Юпитера, вызывала колоссальный взрыв, разрушающий верхний облачный слой и создающий на некоторое время окно видимости вглубь юпитерианской атмосферы. Так благодаря кометной бомбардировке мы ненадолго смогли туда заглянуть. Но прошло два месяца — и никаких следов на облачной поверхности не осталось: облака затянули все окна, как будто ничего не произошло.

Иное дело — Земля. На нашей планете метеоритные шрамы остаются надолго. Перед вами самый популярный метеоритный кратер диаметром около 1 км и возрастом около 50 тыс. лет (рис. 4.15). Он все еще хорошо виден. Но кратеры, образовавшиеся более 200 млн лет назад, можно найти лишь с помощью тонких геологических методов. Сверху их не видно.

Кстати, есть довольно надежное соотношение между размером упавшего на Землю крупного метеорита и диаметром образованного им кратера — 1:20. Кратер километрового диаметра в Аризоне образовался от удара маленького астероида диаметром около 50 м. А в далекие времена по Земле ударяли и более крупные «снаряды» — и километровые, и даже десятикилометровые. Мы знаем сегодня около 200 крупных кратеров; их называют астроблемами («небесными ранами») и каждый год обнаруживают несколько новых. Крупнейший, диаметром 300 км, найден на юге Африки, его возраст — около 2 млрд лет. На территории России крупнейший кратер — Попигай в Якутии, диаметром 100 км. Известны и более крупные, например южноафриканский кратер Вредефорт диаметром около 300 км или еще не изученный кратер Земли Уилкса под ледяным щитом Антарктиды, диаметр которого оценивается в 500 км. Он выявлен по данным радиолокации и гравиметрических измерений.

На поверхности Луны, где нет ни ветра, ни дождя, где отсутствуют тектонические процессы, метеоритные кратеры сохраняются миллиарды лет. Глядя на Луну в телескоп, мы читаем историю космической бомбардировки. На обратной стороне — еще более полезная для науки картина. Похоже, что туда по какой-то причине никогда не падало особенно крупных тел либо, падая, они не могли пробить лунную кору, которая на обратной стороне вдвое толще, чем на видимой. Поэтому вытекавшая лава не заполняла крупные кратеры и не скрывала исторические детали. На любом клочке лунной поверхности есть метеоритный кратер, большой или маленький, и их так много, что более молодые разрушают те, что образовались раньше. Произошло насыщение: Луна уже не может стать более кратенированной, чем она есть; везде кратеры. И это замечательная летопись истории Солнечной системы: по ней выделено несколько эпизодов активного кратерообразования, в том числе эпоха тяжелой метеоритной бомбардировки (4,1–3,8 млрд лет назад), оставившая следы на поверхности всех планет земного типа и многих спутников. Почему потоки метеоритов обрушивались на планеты в ту эпоху, нам еще предстоит понять. Нужны новые данные о строении лунных недр и составе вещества на разной глубине, а не только на поверхности, с которой до сих пор были собраны образцы.

Меркурий внешне похож на Луну, поскольку, как и она, лишен атмосферы. Его каменистая поверхность, не подверженная газовой и водной эрозии, длительное время сохраняет следы метеоритной бомбардировки. Среди планет земного типа Меркурий хранит самые старые геологические следы возрастом около 4 млрд лет. Но на поверхности Меркурия нет крупных морей, заполненных темной застывшей лавой и похожих на лунные моря, хотя крупных ударных кратеров там не меньше, чем на Луне.

Размером Меркурий примерно в полтора раза больше Луны, но своей массой он превосходит Луну в 4,5 раза. Дело в том, что Луна — почти целиком каменистое тело, тогда как у Меркурия имеется огромное металлическое ядро, состоящее, по-видимому, в основном из железа и никеля. Радиус ядра составляет около 75% радиуса планеты (у Земли — лишь 55%), объем — 45% объема планеты (у Земли — 17%). Поэтому средняя плотность Меркурия (5,4 г/см³) почти равна средней плотности Земли (5,5 г/см³) и существенно превосходит среднюю плотность Луны (3,3 г/см³). Имея большое металлическое ядро, Меркурий мог бы своей средней плотностью превосходить Землю, если бы не малая сила тяжести на его поверхности. Имея массу всего 5,5% земной, он обладает почти втрое меньшей силой тяжести, которая не в состоянии так уплотнить его недра, как уплотнились недра Земли, у которой даже силикатная мантия имеет плотность около 5 г/см³.

Меркурий трудно исследовать, поскольку он движется близко к Солнцу. Чтобы запустить к нему межпланетный аппарат с Земли, его нужно сильно затормозить, т. е. разогнать в направлении, противоположном орбитальному движению Земли: только тогда он начнет «падать» в сторону Солнца. Сделать это сразу с помощью ракеты невозможно. Поэтому в двух до сих пор осуществленных полетах к Меркурию были использованы гравитационные маневры в поле Земли, Венеры и самого Меркурия для торможения космического зонда и перевода его на орбиту Меркурия.

Впервые к Меркурию отправился в 1973 г. «Маринер-10» (NASA). Он сначала сблизился с Венерой, притормозил в ее гравитационном поле и затем трижды прошел вблизи Меркурия в 1974–1975 гг. Поскольку все три встречи происходили в одной и той же области орбиты планеты, а ее суточное вращение синхронизовано с орбитальным, все три раза зонд фотографировал одно и то же полушарие Меркурия, освещенное Солнцем.

В течение следующих нескольких десятилетий полетов к Меркурию не было. И только в 2004 г. удалось запустить второй аппарат — MESSENGER (Mercury Surface, Space Environment, Geochemistry, and Ranging; NASA). Осуществив несколько гравитационных маневров вблизи Земли, Венеры (дважды) и Меркурия (трижды), зонд в 2011 г. вышел на орбиту вокруг Меркурия и 4 года вел исследования планеты.

Работа вблизи Меркурия осложняется тем, что планета в среднем в 2,6 раза ближе к Солнцу, чем Земля, поэтому поток солнечных лучей там почти в 7 раз больше. Без специального «солнечного зонтика» электронная начинка зонда перегрелась бы. Сейчас готовится третья экспедиция к Меркурию под названием BepiColombo, в ней участвуют европейцы и японцы. Запуск намечен на осень 2018 г. Полетят сразу два зонда, которые выйдут на орбиту вокруг Меркурия в конце 2025 г. после пролета вблизи Земли, двух пролетов вблизи Венеры и шести вблизи Меркурия. Кроме детального исследования поверхности планеты и ее гравитационного поля, намечено подробное изучение магнитосферы и магнитного поля Меркурия, представляющего для ученых загадку. Хотя Меркурий вращается очень медленно, а его металлическое ядро должно было давно остыть и затвердеть, планета имеет дипольное магнитное поле, уступающее земному по напряженности в 100 раз, но все же поддерживающее вокруг планеты магнитосферу. Современная теория генерации магнитного поля у небесных тел, так называемая теория турбулентного динамо, требует наличия в недрах планеты слоя жидкого проводника электричества (у Земли это внешняя часть железного ядра) и сравнительно быстрого вращения. По какой причине ядро Меркурия до сих пор остается жидким, пока не ясно.

У Меркурия есть удивительная особенность, которой нет больше ни у одной планеты. Движение Меркурия по орбите вокруг Солнца и его вращение вокруг своей оси четко синхронизованы друг с другом: за время двух орбитальных периодов он совершает три оборота вокруг оси. Вообще говоря, с синхронным движением астрономы были знакомы давно: наша Луна синхронно вращается вокруг оси и обращается вокруг Земли, периоды этих двух движений одинаковы, т. е. они находятся в соотношении 1:1. И у других планет некоторые спутники демонстрируют ту же особенность. Это результат действия приливного эффекта.

Чтобы проследить за движением Меркурия, поставим на его поверхности стрелочку (рис. 4.20). Видно, что за один оборот вокруг Солнца, т. е. за один меркурианский год, планета повернулась вокруг оси ровно полтора раза. За это время день в районе стрелки сменился ночью, прошла половина солнечных суток. Еще один годичный оборот — и в районе стрелки вновь наступает день, истекли одни солнечные сутки. Таким образом, на Меркурии солнечные сутки длятся два меркурианских года.

Подробно говорить о приливах мы будем в главе 6. Именно в результате приливного влияния со стороны Земли Луна синхронизовала два своих движения — осевое вращение и орбитальное обращение. Земля очень сильно влияет на Луну: вытянула ее фигуру, стабилизировала вращение. Орбита Луны близка к круговой, поэтому Луна движется по ней с почти постоянной скоростью на почти постоянном расстоянии от Земли (степень этого «почти» мы обсуждали в главе 1). Поэтому приливный эффект меняется слабо и контролирует вращение Луны вдоль всей орбиты, приводя к резонансу 1:1.

В отличие от Луны, Меркурий движется вокруг Солнца по существенно эллиптичной орбите, то приближаясь к светилу, то удаляясь от него. Когда он далеко, в районе афелия орбиты, приливное влияние Солнца ослабевает, поскольку оно зависит от расстояния как 1/R³. Когда Меркурий приближается к Солнцу, приливы действуют намного сильнее, поэтому лишь в области перигелия Меркурий эффективно синхронизует два своих движения — суточное и орбитальное. Второй закон Кеплера гласит, что угловая скорость орбитального движения максимальна в точке перигелия. Именно там происходят «приливный захват» и синхронизация угловых скоростей Меркурия — суточной и орбитальной. В точке перигелия они в точности равны друг другу. Двигаясь дальше, Меркурий почти перестает ощущать приливное влияние Солнца и сохраняет свою угловую скорость вращения, постепенно снижая угловую скорость орбитального движения. Поэтому за один орбитальный период он успевает сделать полтора суточных оборота и вновь попадает «в лапы» приливного эффекта. Очень простая и красивая физика.

Поверхность Меркурия почти неотличима от лунной. Даже профессиональные астрономы, когда появились первые детальные снимки Меркурия, показывали их друг другу и спрашивали: «А ну-ка угадай, Луна это или Меркурий?». Угадать действительно трудно: и там, и там избитая метеоритами поверхность. Но особенности, конечно, есть. Хотя крупные лавовые моря на Меркурии отсутствуют, его поверхность неоднородна: есть области более старые и более молодые (основанием для этого служит подсчет метеоритных кратеров). От Луны Меркурий отличается и наличием характерных уступов и складок на поверхности, возникших в результате сжатия планеты при остывании ее огромного металлического ядра.

Перепады температуры на поверхности Меркурия больше, чем на Луне: в дневные часы на экваторе +430°C, а ночью −173°C. Но грунт Меркурия служит хорошим теплоизолятором, поэтому на глубине около 1 м суточные (или двухгодичные?) перепады температуры уже не чувствуются. Так что если вы прилетите на Меркурий, то первое, что нужно сделать, — вырыть землянку. В ней на экваторе будет около +70°C: жарковато. Но в районе географических полюсов в землянке будет около −70°C. Так что без труда можно найти географическую широту, на которой в землянке окажется комфортно.

Самые низкие температуры наблюдаются на дне полярных кратеров, куда никогда не попадают солнечные лучи. Именно там обнаружились залежи водяного льда, которые прежде были «нащупаны» радиолокаторами с Земли, а затем подтверждены приборами космического зонда MESSENGER. Происхождение этого льда пока обсуждается. Его источниками могут быть как кометы, так и выходящие из недр планеты пары воды.

Цвет у Меркурия есть, хотя на глаз он выглядит темно-серым. Но если повысить цветовой контраст (как на рис. 4.23), то планета приобретает красивый и таинственный вид.

На Меркурии есть один из самых больших ударных кратеров в Солнечной системе — Равнина Жары (Caloris Basin) диаметром 1550 км. Это след от удара астероида диаметром не менее 100 км, чуть не расколовшего маленькую планету. Случилось это около 3,8 млрд лет назад, в период так называемой «поздней тяжелой бомбардировки» (Late Heavy Bombardment), когда по не до конца понятным причинам увеличилось число астероидов и комет на орбитах, пересекающих орбиты планет земной группы.

Когда в 1974 г. «Маринер-10» сфотографировал Равнину Жары, мы еще не знали, что получилось на противоположной стороне Меркурия после этого страшного удара. Ясно, что если по шару стукнули, то возбуждаются звуковые и поверхностные волны, которые распространяются симметрично, проходят через «экватор» и собираются в антиподной точке, диаметрально противоположной точке удара. Возмущение там стягивается в точку, и амплитуда сейсмических колебаний стремительно возрастает. Это похоже на то, как погонщики скота щелкают своим кнутом: энергия и импульс волны практически сохраняются, а толщина кнута стремится к нулю, поэтому скорость колебания увеличивается и становится сверхзвуковой. Ожидалось, что в области Меркурия, противоположной бассейну Caloris, будет картина невероятного разрушения. В общем, почти так и оказалось: там обнаружилась обширная холмистая область с рифленой поверхностью, хотя я ожидал, что там будет кратер-антипод. Мне представлялось, что при схлопывании сейсмической волны произойдет явление, «зеркальное» падению астероида. Мы наблюдаем это при падении капли на спокойную поверхность воды: сначала она создает маленькое углубление, а затем вода устремляется обратно и выкидывает небольшую новую каплю вверх. На Меркурии этого не случилось, и мы теперь понимаем, почему: его недра оказались неоднородными, и точной фокусировки волн не произошло.

В целом рельеф Меркурия более гладкий, чем у Луны. Например, стенки меркурианских кратеров не такие высокие. Причина этого, вероятно, в большей силе тяжести и более теплых и мягких недрах Меркурия

Венера — вторая планета от Солнца и самая загадочная из планет земной группы. Не ясно, каково происхождение ее очень плотной атмосферы, почти целиком состоящей из углекислого газа (96,5%) и азота (3,5%) и обеспечивающей мощный парниковый эффект. Непонятно, почему Венера так медленно вращается вокруг оси — в 244 раза медленнее Земли, и к тому же в противоположном направлении. При этом массивная атмосфера Венеры, а точнее ее облачный слой, за четверо земных суток облетает вокруг планеты. Это явление называют суперротацией атмосферы. При этом атмосфера трется о поверхность планеты и давно должна была бы притормозиться, ведь не может она долго двигаться вокруг планеты, твердое тело которой практически стоит на месте. Но атмосфера вращается, да еще и в направлении, противоположном вращению самой планеты. Понятно, что от трения о поверхность энергия атмосферы рассеивается, а ее момент импульса передается телу планеты. Значит, есть приток энергии (очевидно — солнечной), за счет которой работает тепловая машина. Вопрос: как реализована эта машина? Как энергия Солнца трансформируется в движение венерианской атмосферы?

Из-за медленного вращения Венеры кориолисовы силы на ней слабее, чем на Земле, поэтому атмосферные циклоны там менее компактны. По сути, их всего два: один в северном полушарии, другой в южном. Каждый из них «наматывается» от экватора на свой полюс.

Верхние слои венерианской атмосферы детально исследовали пролетные (в процессе гравитационного маневра) и орбитальные зонды — американские, советские, европейский и японский. Аппараты серии «Венера» в течение нескольких десятилетий запускали туда советские инженеры, и это был самый успешный наш прорыв в области исследования планет. Главной задачей было посадить на поверхность спускаемый аппарат, чтобы посмотреть, что там под облаками.

Конструкторы первых зондов, как и авторы научно-фантастических произведений тех лет, ориентировались на результаты оптических и радиоастрономических наблюдений, из которых следовало, что Венера — это более теплый аналог нашей планеты. Именно поэтому в середине XX в. все фантасты — от Беляева, Казанцева и Стругацких до Лема, Брэдбери и Хайнлайна — представляли Венеру как негостеприимный (жаркий, болотистый, с ядовитой атмосферой), но в целом подобный Земле мир. По этой же причине первые посадочные аппараты венерианских зондов делали не очень прочными, не способными сопротивляться большому давлению. И они гибли, спускаясь в атмосфере, один за другим. Затем их корпуса стали делать покрепче, с расчетом на давление в 20 атмосфер, но и этого оказалось мало. Тогда конструкторы, «закусив удила», создали титановый зонд, выдерживающий давление в 180 атм. И он благополучно сел на поверхность («Венера-7», 1970). Заметим, что далеко не каждая подводная лодка выдерживает такое давление, царящее на глубине около 2 км в океане. Выяснилось, что у поверхности Венеры давление не опускается ниже 92 атм (9,3 МПа, 93 бар), а температура составляет 464°C.

С мечтой о гостеприимной Венере, похожей на Землю каменноугольного периода, было окончательно покончено именно в 1970 г. Впервые аппарат, рассчитанный на такие адские условия («Венера-8»), успешно опустился и работал на поверхности в 1972 г. С этого момента посадки на поверхность Венеры стали рутинной операцией, однако долго поработать там не удается: через 1–2 часа внутренность аппарата нагревается и электроника выходит из строя.

Первые искусственные спутники появились у Венеры в 1975 г. («Венера-9 и -10»). В целом чрезвычайно удачной оказалась работа на поверхности Венеры спускаемых аппаратов «Венера-9…-14» (1975–1981 гг.), изучивших как атмосферу, так и поверхность планеты в месте посадки, сумевших даже взять пробы грунта и определить его химический состав и механические свойства. Но наибольший эффект среди поклонников астрономии и космонавтики вызвали переданные ими фотопанорамы мест посадки, сначала черно-белые, а позже — цветные. Кстати, венерианское небо при взгляде с поверхности оранжевое. Красиво! До сих пор (2017 г.) эти снимки остаются единственными и вызывают у планетологов большой интерес. Их продолжают обрабатывать и время от времени находят на них новые детали.

Существенный вклад в изучение Венеры в те годы внесла и американская космонавтика. Пролетные аппараты «Маринер-5 и -10» изучали верхние слои атмосферы. «Пионер-Венера-1» (1978 г.) стал первым американским спутником Венеры и провел радиолокационные измерения. А «Пионер-Венера-2» (1978 г.) послал в атмосферу планеты 4 спускаемых аппарата: один большой (315 кг) с парашютом в экваториальную область дневного полушария и три малых (по 90 кг) без парашютов — в средние широты и на север дневного полушария, а также на ночное полушарие. Ни один из них не создавался для работы на поверхности, однако один из малых аппаратов благополучно приземлился (без парашюта!) и проработал на поверхности более часа. Этот случай позволяет почувствовать, насколько велика плотность атмосферы у поверхности Венеры. Атмосфера Венеры почти в 100 раз массивнее земной, а ее плотность у поверхности составляет 67 кг/м³, что в 55 раз плотнее земного воздуха и лишь в 15 раз уступает плотности жидкой воды.

Весьма непросто было создать прочные научные зонды, которые выдерживают давление венерианской атмосферы, такое же, как на километровой глубине в земных океанах. Но еще сложнее было заставить их противостоять окружающей температуре (+464°C) при столь плотном воздухе. Поток тепла сквозь корпус колоссальный, поэтому даже самые надежные аппараты работали не более двух часов. Чтобы скорее опуститься на поверхность и продлить там работу, «Венеры» в ходе посадки сбрасывали парашют и продолжали спуск, тормозясь лишь небольшим щитком на своем корпусе. Удар о поверхность смягчало специальное демпфирующее устройство — посадочная опора. Конструкция оказалась настолько удачной, что «Венера-9» без проблем села на склон с наклоном 35° и нормально работала.

Такие панорамы Венеры (рис. 4.27) публиковались сразу после их получения. Здесь можно заметить любопытное событие. Во время спуска каждую камеру защищала полиуретановая крышка, которая после посадки отстреливалась и падала вниз. На верхнем снимке эта белая полукруглая крышка видна у посадочной опоры. А где она на нижнем снимке? Лежит левее центра. Именно в нее, распрямляясь, вонзил свой пробник прибор для измерения механических свойств грунта. Измерив ее твердость, он подтвердил, что это полиуретан. Прибор, так сказать, был испытан в полевых условиях. Вероятность этого печального события была близка к нулю, но оно произошло!

Учитывая высокое альбедо Венеры и колоссальную плотность ее атмосферы, ученые сомневались, что у поверхности будет достаточно солнечного света для фотографирования. К тому же у дна газового океана Венеры вполне мог висеть плотный туман, рассеивающий солнечный свет и не позволяющий получить контрастное изображение. Поэтому на первых посадочных аппаратах ставили галогенные ртутные лампы для освещения почвы и создания светового контраста. Но оказалось, что естественного света там вполне достаточно: на Венере светло, как в пасмурный день на Земле. И контраст при естественном освещении тоже вполне приемлемый.

В октябре 1975 г. посадочные аппараты «Венера-9 и -10» через свои орбитальные блоки передали на Землю первые в истории снимки поверхности другой планеты (если не брать в расчет Луну). На первый взгляд перспектива на этих панорамах выглядят странно искаженной: причиной служит поворот направления съемки. Эти снимки получены телефотометром (оптикомеханическим сканером), «взгляд» которого медленно перемещался от горизонта под «ноги» посадочного аппарата и затем к другому горизонту: получалась развертка на 180°. Два телефотометра на противоположных бортах аппарата должны были дать полную панораму. Но крышки на объективах открывались не всегда. Например, на «Венере-11 и -12» не открылась ни одна из четырех.

Один из наиболее красивых экспериментов по исследованию Венеры был проделан с помощью зондов «ВеГа-1 и -2» (1985 г. ). Их название расшифровывается как «Венера — Галлей», поскольку после отделения спускаемых аппаратов, направленных к поверхности Венеры, полетные части зондов ушли исследовать ядро кометы Галлея и впервые успешно это сделали. Посадочные аппараты были тоже не совсем обычными: главная часть аппарата садилась на поверхность, а при спуске от нее отделялся аэростат, изготовленный французскими инженерами, который около двух суток летал в атмосфере Венеры на высоте 53–55 км, передавая на Землю данные о температуре, давлении, освещенности и видимости в облаках. Благодаря мощному ветру, дующему на этой высоте со скоростью 250 км/ч, аэростаты успели облететь значительную часть планеты.

На фотографиях с мест посадки видны лишь небольшие участки венерианской поверхности. А можно ли увидеть всю Венеру сквозь облака? Можно! Радиолокатор видит сквозь облака. К Венере летали два советских спутника с радиолокаторами бокового обзора и один американский. По их наблюдениям составлены радиокарты Венеры с весьма высоким разрешением. На общей карте его трудно продемонстрировать, но на отдельных фрагментах карты оно ясно видно. Цветом на радиокартах показаны уровни: голубой и синий — это низменности; будь на Венере вода, это были бы океаны. Но жидкая вода на Венере существовать не может, да и газообразной воды там практически нет. Зеленоватые и желтоватые области — это континенты (назовем их так). Красное и белое — самые высокие точки на Венере, это венерианский «Тибет» — самое высокое плато. Высочайшая вершина на нем — гора Максвелл — возвышается на 11 км.

Венера вулканически активна, активнее, чем сегодняшняя Земля. Это не совсем понятно. В Новосибирске работает известный геолог, академик Николай Леонтьевич Добрецов, у него имеется интересная теория по поводу эволюции Земли и Венеры («Венера как возможное будущее Земли», «Наука из первых рук» № 3 (69), 2016).

О недрах Венеры, о ее внутреннем строении надежных фактов нет, поскольку сейсмические исследования там до сих пор не проводились. К тому же медленное вращение планеты не позволяет измерить ее момент инерции, который мог бы рассказать о распределении плотности с глубиной. Пока теоретические представления базируются на сходстве Венеры с Землей, а видимое отсутствие тектоники плит на Венере объясняется отсутствием на ней воды, которая на Земле служит «смазкой», позволяя плитам скользить и подныривать друг под друга. Вкупе с высокой температурой поверхности это приводит к замедлению или даже полному отсутствию конвекции в теле Венеры, снижает скорость охлаждения ее недр и может объяснить отсутствие у нее магнитного поля. Все это выглядит логично, но требует экспериментальной проверки.

Кстати, о Земле. Подробно обсуждать третью от Солнца планету не буду, поскольку я не геолог. К тому же каждый из нас имеет общее представление о Земле даже на основе школьных знаний. Но в связи с изучением других планет замечу, что и недра своей планеты нам понятны не до конца. Почти каждый год происходят крупные открытия в геологии, порой обнаруживают даже новые слои в недрах Земли, однако мы до сих пор неточно знаем температуру в ядре своей планеты. Посмотрите свежие обзоры: некоторые авторы считают, что температура на границе внутреннего ядра около 5000 K, а другие — что более 6300 K. Это результаты теоретических расчетов, в которых фигурируют не вполне надежные параметры, описывающие свойства вещества при температуре в тысячи кельвинов и давлении в миллионы бар. Пока эти свойства не будут надежно изучены в лаборатории, точных знаний о недрах Земли мы не получим.

Уникальность Земли среди подобных ей планет состоит в наличии магнитного поля и жидкой воды на поверхности, причем второе, по-видимому, является следствием первого: магнитосфера Земли защищает от потоков солнечного ветра нашу атмосферу и, опосредованно, гидросферу. Для генерации магнитного поля, как сейчас представляется, в недрах планеты должны быть жидкий электропроводящий слой, охваченный конвективным движением, и быстрое суточное вращение, обеспечивающее кориолисову силу. Только при этих условиях включается динамо-механизм, усиливающий магнитное поле. Венера практически не вращается, поэтому у нее нет магнитного поля. Железное ядро у маленького Марса давно остыло и отвердело, поэтому он также лишен магнитного поля. Меркурий, казалось бы, очень медленно вращается и должен был остыть раньше Марса, но вполне ощутимое дипольное магнитное поле с напряженностью раз в 100 слабее земного у него есть. Парадокс! Ответственным за поддержание железного ядра Меркурия в расплавленном состоянии сейчас считается приливное влияние Солнца. Пройдут миллиарды лет, остынет и затвердеет железное ядро Земли, лишив нашу планету магнитной защиты от солнечного ветра. И единственной твердой планетой с магнитным полем останется, как это ни странно, Меркурий.

А теперь обратимся к Марсу. Его внешний вид сразу же привлекает нас по двум причинам: даже на фотографиях, полученных издалека, видны белые полярные шапки и полупрозрачная атмосфера. Это роднит Марс с Землей: полярные шапки рождают мысль о наличии воды, а атмосфера — о возможности дыхания. И хотя на Марсе с водой и воздухом не всё так благополучно, как кажется на первый взгляд, эта планета давно привлекает исследователей.

Раньше астрономы изучали Марс в телескоп и поэтому с нетерпением ожидали моментов, называемых противостояниями Марса. Что же чему в эти моменты противостоит?

С точки зрения земного наблюдателя в момент противостояния Марс оказывается по одну сторону от Земли, а Солнце — по другую. Понятно, что именно в эти моменты Земля и Марс сближаются на минимальное расстояние, Марс виден на небе всю ночь и хорошо освещен Солнцем. Земля делает свой оборот вокруг Солнца за год, а Марс — за 1,88 года, поэтому средний промежуток времени между противостояниями занимает немногим более двух лет. Последнее противостояние Марса наблюдалось в 2016 г., правда, оно было не особенно близким. Орбита у Марса заметно эллиптическая, поэтому максимальные сближения с ним Земли случаются, когда Марс находится в районе перигелия своей орбиты. На Земле (в нашу эпоху) это конец августа. Поэтому августовские и сентябрьские противостояния называют «великими»; в эти моменты, наступающие раз в 15–17 лет, наши планеты сближаются менее чем на 60 млн км. Такое будет в 2018 г. А супертесное противостояние состоялось в 2003 г.: тогда до Марса было всего 55,8 млн км. В связи с этим родился новый термин — «величайшие противостояния Марса»: такими теперь считают сближения менее чем на 56 млн км. Они происходят 1–2 раза в столетие, однако в нынешнем веке их будет даже три — ждите 2050 и 2082 гг.

Но даже в моменты великих противостояний в телескоп с Земли на Марсе мало что видно. Вот (рис. 4.37) рисунок астронома, который смотрит на Марс в телескоп. Неподготовленный человек посмотрит и разочаруется — вообще ничего не увидит, лишь маленькую розовую «капельку», но опытный глаз астронома в тот же самый телескоп видит больше. Полярную шапку астрономы заметили давно, еще столетия назад. А также — темные и светлые области. Темные по традиции назвали морями, а светлые — континентами.

Повышенный интерес к Марсу возник в эпоху великого противостояния 1877 г.: к тому времени уже были построены хорошие телескопы и астрономы сделали несколько важных открытий. Американский астроном Асаф Холл обнаружил спутники Марса Фобос и Деймос, а итальянский астроном Джованни Скиапарелли зарисовал загадочные линии на поверхности планеты — марсианские каналы. Конечно, Скиапарелли не был первым, кто увидел каналы: некоторые из них замечали и до него (например, Анджело Секки). Но после Скиапарелли эта тема на многие годы стала доминирующей в изучении Марса.

Наблюдения деталей поверхности Марса, таких как «каналы» и «моря», положили начало новому этапу в изучении этой планеты. Скиапарелли считал, что «моря» Марса действительно могут быть водоемами. Поскольку соединяющим их линиям нужно было дать название, Скиапарелли назвал их «каналами» (canali), подразумевая под этим морские проливы, а отнюдь не рукотворные сооружения. Он полагал, что по этим каналам в приполярных областях в период таяния полярных шапок действительно течет вода. После открытия на Марсе «каналов» некоторые ученые высказали предположение об их искусственной природе, что послужило основанием для гипотез о существовании на Марсе разумных существ. Но сам Скиапарелли не считал эту гипотезу научно обоснованной, хотя и не исключал наличия на Марсе жизни, возможно, даже разумной.

Однако мысль об искусственной системе оросительных каналов на Марсе стала укрепляться в других странах. Отчасти этому способствовало то, что итальянское canali было представлено на английском как canal (рукотворная водная магистраль), а не как channel (природный морской пролив). Да и на русском слово «канал» подразумевает искусственное сооружение. Идея о марсианах увлекла тогда многих, и не только писателей (вспомним Герберта Уэллса с его «Войной миров», 1897), но и исследователей. Самым известным из них стал Персиваль Ловелл. Этот американец получил прекрасное образование в Гарварде, в равной степени овладев математикой, астрономией и гуманитарными предметами. Но, как отпрыск родовитого семейства, он скорее стал бы дипломатом, писателем или путешественником, чем астрономом. Однако, прочитав работы Скиапарелли о каналах, он увлекся Марсом и поверил в существование жизни и цивилизации на нем. В общем, он забросил все прочие дела и занялся изучением Красной планеты.

На деньги своего богатого семейства Ловелл построил обсерваторию и начал рисовать каналы. Заметим, что фотография тогда была в зачаточном состоянии, а глаз опытного наблюдателя способен заметить мельчайшие детали в условиях атмосферной турбулентности, искажающей изображения далеких объектов. Карты марсианских каналов, созданные в Ловелловской обсерватории, были самыми детальными. К тому же, будучи хорошим литератором, Ловелл написал несколько занимательнейших книг — Mars and its canals (1906), Mars as the abode of life (1908) и др. Только одна из них была переведена на русский еще до революции: «Марс и жизнь на нем» (Одесса: Матезис, 1912). Эти книги увлекли целое поколение надеждой встретить марсиан. Зима — полярная шапка огромная, а каналов не видно. Лето — шапка растаяла, вода потекла, каналы появились. Они стали видны издалека, поскольку по берегам каналов зазеленели растения. Убедительно?

Следует признать, что история с марсианскими каналами так и не получила исчерпывающего объяснения. Есть старые рисунки с каналами и современные фотографии — без них (рис. 4.44). Где каналы?

Что это было? Заговор астрономов? Массовое помешательство? Самовнушение? Трудно упрекнуть в этом ученых, отдавших жизнь науке. Возможно, разгадка этой истории ждет нас впереди.

А сегодня мы изучаем Марс, как правило, не в телескоп, а при помощи межпланетных зондов (хотя и телескопы до сих пор используются для этого и порой приносят важные результаты). Полет зондов к Марсу осуществляется по самой энергетически выгодной полуэллиптической траектории (см. рис. 3.7 на с. 63). С помощью третьего закона Кеплера легко вычислить длительность такого перелета. Из-за большого эксцентриситета марсианской орбиты время перелета зависит от сезона запуска. В среднем полет с Земли на Марс длится 8–9 месяцев.

Можно ли отправить пилотируемую экспедицию на Марс? Это большая и интересная тема. Казалось бы, для этого нужны лишь мощная ракета-носитель и удобный космический корабль. Достаточно мощных носителей пока ни у кого нет, но над ними работают американские, российские и китайские инженеры. Можно не сомневаться, что такая ракета в ближайшие годы будет создана государственными предприятиями (например, наша новая ракета «Ангара» в своем самом мощном варианте) или частными компаниями (Илон Маск — почему бы и нет).

А существует ли корабль, в котором космонавты проведут многие месяцы по пути к Марсу? Пока такого нет. Все существующие («Союз», «Шэньчжоу») и даже проходящие испытания (Dragon V2, CST-100, Orion) — очень тесные и пригодны лишь для полета на Луну, куда всего три дня пути. Правда, есть идея после взлета надувать дополнительные помещения. Осенью 2016 г. надувной модуль был испытан на МКС и неплохо себя показал.

Таким образом, техническая возможность перелета на Марс скоро появится. Так в чем же проблема? В человеке! На рис. 4.45 указана годовая доза облучения человека фоновой радиацией в разных местах — на уровне моря, в стратосфере, на околоземной орбите и в открытом космосе. Единица измерения — бэр (биологический эквивалент рентгена). Мы постоянно подвергаемся облучению естественной радиоактивностью земных пород, потоками космических частиц или искусственно созданной радиоактивностью. У поверхности Земли фон слаб: нас защищают, прикрывая нижнюю полусферу, магнитосфера и атмосфера планеты, а также ее тело. На низкой околоземной орбите, где работают космонавты МКС, атмосфера уже не помогает, поэтому радиационный фон возрастает в сотни раз. В открытом космосе он еще в несколько раз выше. Это существенно ограничивает длительность безопасного пребывания человека в космосе. Отметим, что работникам атомной промышленности запрещается в год получать больше 5 бэр — это почти безопасно для здоровья. Космонавтам в год разрешают получать до 10 бэр (приемлемый уровень опасности), что и ограничивает длительность их работы на МКС одним годом. А полет на Марс с возвращением на Землю в лучшем случае (если не произойдет мощных вспышек на Солнце) приведет к дозе в 80 бэр, что обусловит большую вероятность онкологического заболевания. Именно это и есть главное препятствие для полета человека на Марс.

Можно ли защитить астронавтов от радиации? Теоретически — можно. На Земле нас защищает атмосфера, толщина которой по количеству вещества на 1 см² эквивалентна 10-метровому слою воды. Легкие атомы лучше рассеивают энергию космических частиц, поэтому защитный слой космического корабля может иметь толщину 5 метров. Но даже в тесном корабле масса этой защиты будет измеряться сотнями тонн. Отправить такой корабль к Марсу не под силу современной и даже перспективной ракете.

Ну хорошо, допустим, нашлись добровольцы, готовые рискнуть своим здоровьем и отправиться на Марс в одну сторону без радиационной защиты. Смогут ли они после посадки там работать? Можно ли рассчитывать, что они выполнят задание? Вспомните, как космонавты, проведя полгода на МКС, чувствуют себя сразу после посадки на землю: их выносят на руках, кладут на носилки, и две-три недели они реабилитируются, восстанавливая крепость костей и силу мышц. А на Марсе их никто на руках не вынесет. Там нужно будет самостоятельно выходить и работать в тяжелых пустотных скафандрах, как на Луне: ведь давление атмосферы на Марсе практически нулевое. Скафандр очень тяжелый. На Луне двигаться в нем было относительно легко, поскольку сила тяжести там составляет 1/6 земной, а за три дня полета к Луне мышцы не успевают ослабнуть. На Марс же космонавты прибудут, проведя многие месяцы в условиях невесомости и радиации, а сила тяжести на Марсе в два с половиной раза больше лунной. К тому же и на самой поверхности Марса радиация почти такая же, как в открытом космосе: магнитного поля у Марса нет, и атмосфера у него слишком разреженная, чтобы служить защитой. Так что кинофильм «Марсианин» — это фантастика, очень красивая, но нереальная.

Некоторые варианты защиты от радиации в межпланетном полете

Как мы себе раньше представляли марсианскую базу? Прилетели, поставили на поверхности лабораторные модули, живем в них и работаем. А теперь вот как: прилетели, окопались, соорудили убежища на глубине минимум 2–3 метра (это достаточно надежная защита от радиации) и стараемся пореже и ненадолго выходить на поверхность. В основном сидим под грунтом и управляем работой марсоходов. Ну так ведь ими и с Земли можно управлять, даже еще эффективнее, дешевле и без риска для здоровья. Что и делается уже несколько десятилетий.

О том, что узнали о Марсе роботы, — в следующей лекции.

Происхождение Луны и будущее Земли

Геолого-геофизические исследования Луны дали в руки ученых новые важные аргументы, без которых гипотезы ее происхождения носили подчас умозрительный характер и их успех зависел в значительной степени от заражающего энтузиазма авторов.

Физические свойства недр свидетельствуют о высокой начальной температуре Луны и ее ранней дифференциации с выделением легкой коры, а также о существовании и по сию пору центральной зоны, по крайней мере, частично расплавленного вещества.

387 килограммов лунных образцов доставлены на Землю из девяти точек видимой стороны, находящихся на больших расстояниях одна от другой. По-видимому, по составу пород Луна однороднее Земли, так что привезенные образцы представительны для ее характеристики в целом, хотя совсем не исследованными остались высокоширотные районы и обратная сторона Луны.

Каждый из лунных камней драгоценнее бриллианта Коллинза. Все они исследуются в земных лабораториях самым тщательным образом. Ни один земной образец не удостаивался столь пристального внимания.

Изученные образцы показали, что породы Селены, хотя и разные на ее морях и континентах, в общем напоминают земные. Там нет ни одного элемента, выходящего за рамки таблицы Менделеева, и найдено всего четыре новых минерала.

Обстоятельство первостепенной важности для понимания «космической увертюры» Луны — обеднение лунных базальтов легкоплавкими компонентами (цинк, индий, таллий), а также летучими (вода, щелочи и др.). Их на Луне в 100—1000 раз меньше, чем на Земле. Отсутствие в лунных породах воды, минералов и окисной формы железа позволяет предположить, что в период их кристаллизации активность кислорода в расплаве была очень низкой. И наоборот, присутствие самородного железа и меди, возможно, вызвано восстанавливающим эффектом протонов «солнечного ветра».

Обеднение летучими сопровождается обогащением лунных пород тугоплавкими элементами, такими, как уран, торий, барий, цирконий, ниобий и другие. По-видимому, дефицит летучих в значительной мере имел место в исходном материале, из которого компоновалось тело Луны.

Все изученные образцы лунных пород представляют выплавки и дифференциалы некоего первичного вещества. Само оно в явном виде пока не найдено. Породы Луны не так разнообразны, как земные, это означает, что процесс дифференциации исходной магмы имел здесь малую интенсивность, да это и естественно, если учесть низкое содержание в расплаве летучих компонентов.

Все это не благоприятствовало образованию на Луне месторождений полезных ископаемых. Самый распространенный на Луне, впрочем, как и на Земле, окисел — кремнезем.

Луна имеет резкий дефицит планетарного содержания железа: на Земле его более трети массы, на Луне — менее 1/6 . Уже простое сравнение средних плотностей планет свидетельствует о глобальном отличии их химического состава. И сейсмические исследования обнаружили лишь совсем небольшое, да и то пока проблематичное, железное ядро.

Возраст лунных образцов определен по радиоактивным часам. Горы Апеннины «подарили» землянам самый древний кусок анортозита более 4,0 миллиарда лет, видевший «младенческий возраст» планет Солнечной системы (напомним, что самый старый камень Земли до последнего времени имел возраст 3,5 миллиарда лет и лишь недавно в гранитах Гренландии и чарнокитах Антарктиды нашли более древний — 3,8 миллиарда лет). А частички реголита имеют абсолютный возраст 4,6 миллиарда лет, равный возрасту метеоритного материала, из которого скомпоновались планеты Солнечной системы. Возраст реголита определили, подсчитывая число треков пробега частиц при ядерной реакции фрагментации, когда поверхность «обдувалась» солнечным ветром.

Очень существенно, что на Луне не было встречено пород моложе 3 миллиардов лет. Это значит, что так давно там прекратилась активная тектоническая, магматическая и вулканическая деятельность. А в том, что Луна была активной и горячей, ученые не сомневаются. Об этом говорят непосредственно наблюдаемые астронавтами застывшие потоки лавы, прорывавшие стенки кратеров. По-видимому, многие крупные кратеры диаметром более нескольких километров имеют вулканическое происхождение.

Любопытно, что в определениях возрастов имеется пробел между 4,0 и 4,5 миллиарда лет. Возможно, это итог космических катастроф — падений крупнейших метеоритов на Луну. Самая крупная из них — ударное образование Моря Дождей — произошла, судя по возрасту бренкчий, долетевших до Фра-Мауро, 3,85—3,95 миллиарда лет назад. Все другие крупные моря, кроме Моря Восточного, по морфологическим признакам образовались раньше. Краткая и интенсивная бомбардировка, ударный метаморфизм и разброс обломков на огромные территории изменили характер размещения радиогенных изотопов. «Радиоактивные часы» на Луне часто показывают не то время, не от эпохи аккумуляции Луны или излияния на поверхность континентальной коры, а от момента крупных катаклизмов, которые пришлись на рубеж 3,9— 4,0 миллиарда лет.

Именно так получилось при определении возраста образца № 69415 из района Фра-Мауро.

Происхождение Луны

Новые факты, в том числе самые, фундаментальные, касающиеся различия химического состава Земли и Луны, существования в Луне внутренней расплавленной зоны и прочего, представляются многим ученым далеко не бесспорными и не всегда статистически обоснованными.

В связи с этим имеет место довольно типичная для науки ситуация, когда на определенном этапе ее развития добавление некоторого количества (явно недостаточного) новых данных только усложняет и запутывает картину. Гиперболизируя ситуацию, можно сказать: чем дольше изучается Луна, тем меньше о ней известно.

По отношению к разбираемому вопросу известная сложность возникла, в частности, в связи с противоречием некоторых аргументов небесной механики и новых геохимических и геофизических наблюдений.

Так или иначе, в конце космического этапа исследования Луны, так же как и задолго до его начала, бытуют многие точки зрения и гипотезы. Они объединяются грубо в те же три группы: отрыв Луны от Земли, захват ее с другой орбиты и образование на околоземной орбите. Однако гипотезы подстраиваются под новые факты, в частности рождаются гибридные варианты.

Наиболее заслуженная (по времени), но и наименее теперь популярная — гипотеза отрыва. Ее высказал в конце XIX века Дж. Дарвин. Он исходил из ориентировочного анализа приливной эволюции лунной орбиты, согласно которому Луна была много ближе к Земле. Предполагалось, что собственные колебания Земли, войдя в резонанс с солнечными приливами, привели к неограниченному росту приливного выступа вплоть до отрыва. Позже предпринимались попытки обосновать эту гипотезу расчетами из механики жидких сред: вследствие ротационной неустойчивости могло происходить истечение вещества с экватора в тонкий диск или отрыв грушевидного выступа. Однако вскоре были найдены ошибки в расчетах, а также стало ясно, что дела планет далеки от гидростатически равновесной формы.

Гипотезам отрыва противоречила величина вращательного момента системы Земля—Луна и несовпадение лунной орбиты с земным экватором.

Небезынтересно, что в качестве одного из источников энергии отрыва предполагался мгновенный фазовый переход силикатного вещества ядра в металлическое состояние, при котором могла выделиться гигантская энергия 10³⁸ эрг. Однако аргументы сторонников «металлизированного ядра» даже для Земли далеко не бесспорны, на Луне же давление в недрах слишком мало для фазового перехода.

Несмотря на то, что изучение приливной эволюции Луны и формулы механики вращающихся масс почти «похоронили» гипотезу отрыва, она «воскресла», как только выяснилось, что средняя плотность Луны близка к плотностям пород верхней мантии Земли. Однако тщательное изучение в лунных образцах содержания летучих элементов, сопутствующих железу (кобальт, никель, платина, иридий, осмий и другие), указывает на слишком существенное отличие химического состава планет. Что же, гипотеза отрыва окончательно отвергнута и ее место лишь в фолиантах историков науки?

Отнюдь — продолжаются попытки возродить ее в новой форме, например в такой: первоначальная жидкость из-за ротационной неустойчивости разделилась на планеты Землю и… Марс (?), а перешеек между ними стал Луной…

Странность спутниковых качеств Луны и в особенности новые данные об отличиях ее химического состава от Земли побудили ряд астрономов и физиков считать Луну пришельцем из Солнечной системы.

Полагают, что уже готовая планета с сильно вытянутой орбиты, например из района Меркурия, приблизилась к Земле и была захвачена ее полем тяготения. Однако, если отвлечься от совсем уж экзотических гипотез (сверхизвержение лунного вулкана, давшее реактивный толчок Луне в гравитационные «объятия» Земли), то в качестве причин такого захвата выдвигается приливное изменение орбиты и столкновение луноподобных тел. При этом запреты небесной механики подчас игнорируются в угоду новым доводам космохимии.

Все же большинство исследователей полагает, что захват Луны Землей целиком, в готовом виде, крайне маловероятен.

Признаются смешанные варианты, например приближение к Земле некоего космического объекта, разрушение его приливными силами Земли, постепенное отодвигание осколков и их повторная аккумуляция в Луну.

В этом случае предусматривается процесс образования Луны на околоземной орбите. Похоже, что гипотезы этой, третьей группы наиболее способны не погрешить против законов небесной механики и одновременно объяснить геолого-географические факты.

Образование спутника представляется составной частью процесса превращения околосолнечного газопылевого облака в систему планет. Однако у разных авторов нет единства по вопросу о времени роста самой Земли (от 100 000 до 100 000 000 лет), времени аккумуляции Луны (от 100 до 10 000 лет), начальном удалении «новорожденной» от Земли (от 5—8 до 30 радиусов Земли).

Обсуждаются варианты поэтапной конденсации элементов в тело планеты и спутника из первоначально горячего (2000° К) газового околосолнечного облака.

Вариант, опирающийся лишь на химические данные и не рассматривающий правила механики, предложил Рингвуд. Он предусматривает одностадийную аккумуляцию Земли с одновременным выделением железного ядра. Земля при этом образуется «изнутри наружу». Сперва внутри находилось первичное метеоритное вещество, снаружи — мощная атмосфера из окиси углерода, водорода и испарившихся силикатов. Эта атмосфера создала парниковый эффект, благодаря чему произошло химическое восстановление металлов из окислов и они в силу своей тяжести провалились в ядро. Луна образовалась при последующей конденсации мощной атмосферы Земли.

По-видимому, наименее противоречивой оказывается модель, разработанная в Институте физики Земли сперва его директором академиком О. Ю. Шмидтом, а затем развитая его учениками и последователями (В. С. Сафроновым, Е. Л. Рускол и другими). Согласно этой гипотезе, Земля сформировалась за 100 миллионов лет путем аккреции, слипания из газопылевых частиц протопланетного околосолнечного облака. Вначале она была однородной и относительно холодной.

К моменту формирования 3/5 — 2/3 массы Земли вокруг нее образовался спутниковый рой. Специфика неупругих соударений частиц на скоростях несколько километров в секунду приводила к росту железных и железоокисных и к дроблению кремнистых частиц. Именно поэтому Земля оказалась относительно обогащенной железом по сравнению с Луной, которая сформировалась несколько позже из частиц околоземного спутникового роя. Более мелкие частицы этого роя дольше подвергались экспозиции в космических лучах, протоны с высокими энергиями «выдули» и унесли прочь легкоплавкие и летучие компоненты, обеспечив преобладание в материнском лунном веществе тугоплавких элементов.

Так еще до формирования Луны «космическим сценарием» были заложены особенности ее химического состава.

А дальше? Дальше околоземной рой эволюционировал в соответствии с законами небесной механики. Частицы роя вращались, непрерывно сталкиваясь, слипаясь и дробясь, и те из них, чьи размеры превысили 1000 км, могли уцелеть и в дальнейшем стать зародышем Луны. Похоже, что таких зародышей, «протолун», было несколько, два или три. В ходе приливного взаимодействия они сблизились и в «один прекрасный день творения Луны столкнулись. Энергия ударного слипания и обеспечила высокую начальную температуру Луны, вытекающую из реконструкции ее тепловой истории. Существование небольшого числа исходных праглыб естественно объясняет и горизонтальную неоднородность Луны, подмеченную сейсмическими волнами и гравиметрами.

Прослеживание во времени вспять приливной истории Луны говорит о том, что при своем рождении Луна была ближе к Земле (где-то в интервале 10^—30 земных радиусов), а эксцентриситет ее орбиты и наклон к экватору были меньше.

Точка зрения, развиваемая в ИФЗ возможно, лучшая, но, конечно, не окончательная. Здесь тоже свои сложности: экспериментально не изучены эффекты соударения частиц окислов в нужном диапазоне скоростей, непонятно, как удалось Луне сохранить тепло при столь долгой (108 лет) аккреции и т. д.

«Скульпторы» лунного лика

Около 4,6 миллиарда лет назад в окрестностях молодого Солнца закончились многозначительные, до конца не распутанные события — рождения планет и их спутников.

Закат Солнца на Луне тогда не был таким величаво-спокойным, как сейчас. Светило погружалось в пылающее, плещущее море расплавленных горных пород. Град метеоритов сыпался в него, приводя к перемешиванию, дегазации, закалке и переплавлению материнского вещества Луны. В расплавленной оболочке в планетарном масштабе совершалось фракционное разделение фаз — формировались кора и верхняя мантия Луны. При этом радиоактивные элементы концентрировались в коре, обусловливая аномально высокий поток тепла, подмеченный термозондами. Породы коры обогащались кальцием и алюминием (анортитовый плагиоклаз), в верхней мантии преобладали окислы железа и магния (пироксен и оливин).

Период магматической «бурной молодости» Луны длился не более 1,5 миллиарда лет. В это время извергались на Луне вулканы под стать Санторино, возможно, похоронившему Атлантиду, и совершались катастрофические планетотрясения, — только не было сейсмометров, чтобы их зафиксировать.

Внешняя расплавленная оболочка Луны, остывая снаружи, затвердевала. Скорость роста толщи литосферы составляла около 200 километров в 1 миллиард лет. По-видимому, в конце первого миллиарда лет жизни Луны возникло центральное расплавленное ядро. Весьма возможно, что в нем действовал саморегулирующийся механизм «Электромагнитного динамо». Свидетельство его былого величия — высокая остаточная намагниченность лунных пород. Его жидкие «останки» заметили сейсмические волны из эпицентров с обратной стороны.

По мере остывания внешней корки Луны и продолжения ее бомбардировки метеоритами 4,4 — 4,1 миллиарда лет назад образовывался типичный лунный кратерный рельеф, ее бледный лик покрылся «оспинами» диаметром до 50—100 км. Кора теперь состояла из ударно-распыленного, переплавленного и перекристаллизованного плагиоклаза. Трещины в ней от ударов метеоритов протягивались до 15—25-километровой глубины, а мегареголит имел гигантскую мощность до 10 км.

По мере вычерпывания космического «сора» из околоземного спутникового роя частота падений обломков на Луну уменьшилась. Но именно напоследок, 4,1—3,9 миллиарда лет назад, произошли катаклизмы, оставившие неизгладимый след на поверхности в виде Больших Бассейнов, впоследствии заполненных темными базальтами. Причем более древние бассейны, как Море Спокойствия, имеют неправильную форму, неглубокое днище и не содержат концентрации или дефицита масс. А относительно молодые бассейны, такие как Море Ясности, — крупные, глубокие, масконовые. Похоже, что на рубеже между ними, 4 миллиарда лет назад, что-то переменилось в механических свойствах коры, быть может, завершились подъем и кристаллизация расплавов оболочки.

Последняя глава активной эндогенной жизни Луны — затопление Больших Бассейнов видимой стороны ныне замерзшими морями темных базальтов. Базальты поднимались из недр, где распад радиоактивных элементов обеспечил необходимую для их расплава температуру. Излияния носили скорее всего пульсационный характер. Вариации в составе и температуре разных районов Луны привели к тому, что период заполнения морских бассейнов затянулся от 3,8 до 3,0 миллиарда лет.

На рубеже 3 миллиардов лет на Луне воцарилось относительное спокойствие. Столь древний образ космического мира подарила Луна умным автоматам и космическим экспедициям.

Есть ли на Луне тектоника плит?

Сегодняшняя Луна пребывает в тектоническом сне. Сейчас крайне редки лунотрясения тектонической природы. Глубинные истоки тектонических движений ученые видят в разных процессах: плотностной дифференциации вещества мантии, фазовых превращениях минералов, «растекании» коры под весом ее мощностных неоднородностей.

В любом варианте признается, что движение вещества в недрах; конвективные потоки — источник геотектоники. Планета «жива», пока хватает вещества перемешиваться и достаточно высоки его температуры.

Существует ли подобная конвекция в Луне? Вопрос решается, исходя из геофизических данных. Непрохождение поперечных сейсмических волн глубже половины радиуса означает, что центральная область Луны, по крайней мере, частично расплавлена. Однако тепловой поток через поверхность столь высок, что будь он даже на 10 процентов обусловлен остыванием ядра, оно бы затвердело и остыло за первый миллиард лет. Совместить эти данные с предположением о существовании твердой конвекции в мантии Луны можно, если вязкость мантии превышает 10²² пуаз. Независимые наблюдения подтверждают высокую вязкость Луны. Во-первых, ее литосфера имеет очень большую сейсмическую добротность (порядка 5000—10000), волны распространяются в ней почти не затухая. Во-вторых, лунная литосфера удерживает масконы, приуроченные к круглым морям и содержащие избыток массы, составляющий 10^-4 — 10^-5 массы Луны.

Сопоставляя данные о температурном глубинном профиле Луны с температурой плавления пород, можно получить радиальное распределение вязкости в Луне. В верхней 200—300-километровой оболочке Луны коэффициент вязкости (10²⁶—10²⁷ пуаз) в сотни раз выше, чем на соответствующих глубинах Земли, даже если брать наиболее жесткие регионы кристаллических щитов. От поверхности к центру Луны вязкость падает, глубже 500 км, в зоне гипоцентров лунотрясений, она уменьшается в 100—1000 раз. В центральной частично расплавленной области Луны вязкость, по-видимому, падает до значений, свойственных и астеносфере Земли: 10²⁰ — 10²¹ пуаз.

Можно представить себе трехслойную конвективную модель Луны. В центральной частично или полностью расплавленной области происходит интенсивная конвекция. В лежащей выше части мантии конвекция протекает в твердой фазе. Наконец, внешний пояс Луны — жесткий и холодный, перенос тепла из нагретой центральной части происходит по механизму теплопроводности.

Реконструкция тепловой истории Луны свидетельствует о ее высокой начальной температуре и ранней дифференциации. До двух миллиардов лет конвективные ячейки охватывали в основном внешние зоны Луны, затем, по мере затвердевания и остывания литосферы, они начали отступать на глубину, и число ячеек уменьшилось. Сейчас в центральной зоне Луны глубже 800— 900 километров есть условия для существования конвекции, однако скорость потока вещества — 0,1 сантиметра в год — на порядок меньше, чем на Земле.

В целом сегодняшняя Луна близка к состоянию теплового равновесия: излучение тепла через поверхность соответствует или слегка превосходит его генерацию в недрах. Менее одной миллиардной части ее тепловыделений превращается в сейсмическую энергию — остальное «улетучивается» в космос бесполезно для селенотектоники. Тектоническая жизнь Луны парализуется мощной, жесткой, холодной литосферой. В ее разогретой астеносфере могут существовать конвективные потоки вещества, но они слабы и недостаточны, чтобы расколоть или передвинуть литосферу Луны, и лишь в состоянии вызвать слабые потрескивания на контакте с литосферой.

Луна – о будущем Земли

Луну недаром нарекли «космической сестрой» Земли. Ее рождение — процесс, логически завершающий аккрецию самой Земли из околосолнечного протопланетного облака. Когда Земля в основном скомпоновалась, из околоземного спутникового роя возникла ее «сестра», по рождению «младшая».

Нет оснований думать, что «младенческая пора» обеих планет протекала по-разному. Дыхание раскаленных недр и метеоритные «ливни» могли поспорить по силе своего воздействия на тело и лик планет. Катаклизмы догеологической и доселенологической истории не раз путали и останавливали «радиоактивные часы». Ни на Земле, ни на Луне не найдены следы первого полумиллиарда лет их существования.

Однако последующие судьбы «сестер» сложились по-разному. Земля жила и продолжает жить «содержательной жизнью», полной внутренних событий и потрясений: землетрясений, извержений вулканов, воздымания гор, движения континентов. На ней образовались атмосфера и гидросфера, возникла и совершенствовалась растительная и животная жизнь. Течение проводящего вещества в недрах создало магнитный скафандр, сохраняющий все живое от смертоносного дыхания космоса.

У Луны все иначе, внутренних сил ее ввиду малой массы и более низкой температуры недр хватило ненадолго. Нет на Луне магнитосферы, атмосферы, гидросферы, не было и не будет жизни. Не горные кряжи и не новые виды организмов расставили вехи на космическом пути Луны, а внешние события — удары метеоритов, создавшие структуру поверхности планетарного масштаба.

И все же было в эволюции планет нечто важное общее, что позволяет через совсем еще мало изученную Луну взглянуть на будущее Земли.

Это общее — формирование оболочек планет, хотя у Луны процесс этот был более вялым и кратким. Из того факта, что, согласно гипотезе О. Ю. Шмидта, Земля образовалась из холодного протопланетного облака (правда, есть и другие точки зрения: конденсация из горячего облака, выделение ядра в процессе аккреции) и сперва была однородна, а теперь предстает перед учеными расслоенной на оболочки, следует, что миллиарды лет в ней действует мощнейший механизм, способный двигать горы отнюдь не в переносном смысле. По большому счету это — механизм регулирования термического состояния планеты, которым Земля «спасает сама себя от перегрева».

На Луне процесс расслаивания закончился 3 миллиарда лет назад. Ее меньшая планетарная масса и низкая температура недр привели к преждевременной «старости». «Младшая» по рождению, Луна оказалась «старшей» сестрой Земли по развитию. Такой важный тектонический механизм, как движение вещества в ходе полиморфных превращений, который вносит заметный вклад в геотектонику, для селенотектоники вообще не существует из-за малых давлений в ее недрах.

На Луне тоже происходила плотностная дифференциация вещества, кристаллизация коры из расплава, катастрофические лунотрясения и извержения вулканов, но все это — в далеком прошлом. Старенькая, холодная и пассивная Луна предрекает будущее Земле. Когда-нибудь и на Земле перестанут меняться очертания материков, затихнут вулканы, прекратятся землетрясения. Гигантская атмосфера своим давлением выровняет живописный рельеф нашей неповторимой планеты. Но будет это не скоро. И, надо думать, наука к тому времени откроет необходимые людям источники энергии для передвижения и устройства жизни в нужных местах и желательным образом.

Взгляд на Землю сквозь испещренное кратерами, запыленное «лунное окно» позволяет лучше понять догеологический этап развития Земли и грядущие перспективы. Луна в космосе, как древний текст, который может быть связан с историей Земли через интерпретацию нашего разума, и как современный архив нашего Солнца, хранящий в реголите записи, имеющие прямое отношение к будущему людей. Единственное средство для нас прочесть этот текст и использовать этот архив — изучить то, чем мы уже обладаем, и, что более важно, продолжить путь, по которому мы пошли.

Автор: И. Галкин, кандидат физико-математических наук.

Сурдин Солнечная система – Открытое пространство

Владимир СУРДИН

Я работаю в Москве, в Государственном Астрономическом Институте имени Штернберга- это вот как раз аббревиатура ГАИШ (на экране) — Государственный Астрономический Институт имени Штернберга, часть МГУ.

Владимир СУРДИН

Тема лекции была очень широкая заявлена: «Поиски запасной планеты». Пришлось ее сужать. Я решил сузить до Луны. Совсем уж близко, и, может быть, неинтересно, но дело вот в чем. На Луну мы давно не летали. Наша космическая держава последние разы летала туда- страшно сказать- в середине семидесятых. Я думаю, что никого из нашей аудитории- ну кроме меня, но я с этой стороны баррикады- вот никого, наверное, тогда еще просто не было. Правда же? Были уже? Ну отдельные члены были. Ну, в общем, это другая эпоха. Мы по- прежнему космическая страна, но мы уже десятилетиями не занимаемся исследованием планет. В этом смысле мы слишком отстали от всего прогрессивного и не слишком прогрессивного человечества. Ведь можно вспомнить, что в последние годы Китай, Япония, Индия отправляли свои аппараты к другим планетам, не говоря уже о Луне. К Луне все летают, китайский вездеход там бегает по поверхности.

Почему именно Луна? Дело в том, что плыть по океану Вселенной на одном корабле опасно. Наш корабль- Земля- хороший, надежный, четыре миллиарда лет работал, вроде не утонул еще, но хочется гарантировать себя от каких-то катаклизмов, неприятностей. И мы это стараемся уже на Земле сделать. Например, вы слышали, наверное, о хранилище зерна, злаков на Шпицбергене, чтобы там кто бы кого ни разбомбил, на Шпицбергене останется генетическая библиотека, и можно будет снова засеять бесплодную землю. Это хорошо. Но это все на Земле, а хотелось бы за пределами Земли создать какое-то хранилище для гарантии того, что наша цивилизация и биосфера в целом хоть как-то продолжит свое существование, если что-то случится с Землей.

В конце концов вся эволюция, предшествующая, все четыре миллиарда лет развития жизни на Земле ничего после себя не оставляют. Распадаются тела, рассыпаются в песок пирамиды Хеопса — ничего не остается, кроме той информации, которая по цепочке передается от живого к живому. В наше с вами тело- ДНК от наших предков далеких пришла, письменные источники, теперь мы вот на флешке будем своим потомкам передавать, в виде книжек еще — некоторые читают бумажные книжки — вот. Именно это и есть результат всей предшествующей эволюции жизни на Земле. Хочется его как-то сохранить. И самая простая мысль- это собрать все и положить куда-нибудь отдельно от земного шара. Самое ближайшее для этого место- Луна. И хотя бы из этих соображений надо Луну, если не осваивать, то по крайней мере изучить и застолбиться там, сделать там какую-то локальную базу, для того, чтобы сохранить что-то очень важное, что мы тут, на Земле, могли бы потерять, в случае чего. Поэтому, мне кажется, о Луне надо говорить, тем более, что теперь мы на нее возвращаемся.

Вот прошло почти полстолетия, пока наша космонавтика топталась у Земли, и наконец-то две новых программы в «Роскосмосе» получили финансирование и сейчас начинают, да собственно заканчивают уже свое развитие, подошли почти к финалу, то есть к полетам на планеты, на Марс, все уже на Марс вот- вот летим вместе с европейцами. И на Луну. На Луну, может, в конце этого года или в начале будущего года тоже полетим.

Поэтому к Луне мы возвращаемся, надо вспомнить, что было. С Луной нам повезло. Мы говорим- спутник Земли. На самом деле, посмотрите- ну да, она маленькая, примерно в 4 раза меньше Земли, тем не менее- это полноценная планета. Вот на этом кадре (изображение на экране)в одном масштабе показаны: планета Меркурий- планета. Луна чуть меньше Меркурия, в полтора раза. Планета- карлик Церера- это новая группа космических тел, но все-таки планета, планета- карлик. Луна значительно больше, чем Плутон, чем Церера, чем все планеты-карлики. Луна огромная. И в смысле физическом- строение- это нормальная планета. У нее ядро, мантия, кора, жизнь своя, история своя. Нам повезло, что она рядом с нами. До нее три дня пути на ракете. Вообще рядом.

Если посмотреть на Луну невооруженным глазом, — уже какая-то география на ней видна, ну, конечно, нормальным глазом, либо в хороших очках, которые исправляют недостатки зрения. Вот я специально в фотошопе исправил хорошую фотографию Луны до такого состояния, испортил до такого состояния, как мы видим ее невооруженным глазом (изображение). До изобретения телескопа люди уже рисовали карты Луны, и неплохо получалось. Попробуйте, вот через 10 дней будет полнолуние, попробуйте выйти и, посмотрев на Луну невооруженным глазом, зарисовать ее, что у вас получится. Я не думаю, что получится такая же хорошая карта, как у Вильяма Гильберта, который в шестидесятилетнем возрасте зарисовал ее довольно-таки детально.

Но слава Богу появился телескоп, вообще появились оптические приборы. И вот так Луна видна в хороший бинокль (изображение), не в театральный, а в такой нормальный бинокль, морской или хороший полевой бинокль, — сразу мы уже видим некую географию: горные хребты, метеоритные кратеры, то есть уже в бинокль мы как бы подлетели к Луне. Путешествие к Луне началось. Обычный дешевый бинокль. Но нам этого недостаточно, мы хотим детали рассмотреть. Берем телескоп. И тут начинается наслаждение. Вот кто лазил по Луне с телескопом по-настоящему, с хорошим телескопом, с увеличением? Раз, два, три, четыре, пять. Вы согласитесь со мной, что это можно делать- вот я уже лет 40 этим занимаюсь, когда есть возможность- не надоедает.

Хороший телескоп показывает вам столько интересного на Луне, что хочется приблизится еще сильнее, сделать увеличение. Делаем. Приближаемся. Но начинаем замечать, что что-то не то, начинает портиться качество картинки. Мы еще сильнее делаем увеличение — в 600, 700 раз- вроде картинка расширилась, но качество упало еще сильнее. Она стала мутной, мелких деталей не видно, и мы прекрасно знаем почему. Потому что — вот живая картинка, вот киносъемка (на экране)- атмосфера Земли, турбулентный воздух, флуктуации плотности, постоянно меняется это все, и телескоп не в состоянии показать нам мелкие детали. Мы смотрим- то ли есть, то ли нет кратера. Непонятно. То ли мерещится, то ли он правда там есть. Самые мелкие детали, которые мы в телескоп с поверхности Земли можем увидеть на поверхности Луны, имеют размер, примерно, 1 километр. В уникальных местах на Земле, там на вершинах гор, где-нибудь в Чили, где хорошее качество изображения, ну полкилометра можем заметить, но не мельче, детали. А полкилометра — это все-таки слишком много. Космонавта не заметишь на Луне в телескоп.

Поэтом у надо к ней лететь. Об этом давно мечтали, об этом писали фантастику, в конце концов начали инженерные проекты создавать. Ну вот я назвал лекцию: «Из Калуги на Луну», потому что наш Циолковский был фактически идейным отцом той самой многоступенчатой ракеты, которая позволила летать на Луну.

Это у нас было- такое великое прошлое. А кто сделал реально ракету- мы об этом не очень помним. Первая космическая ракета отнюдь не в пятьдесят седьмом году была, когда вот первый спутник полетел, а где-то в сорок втором году, в тысяча девятьсот сорок втором, в разгар второй мировой войны. Первую ракету, которая вышла за пределы атмосферы, то есть формально в космос, на высоту больше ста километров, сделал молодой немецкий инженер Вернер фон Браун, человек с удивительно удачной судьбой. Он сделал первую ракету, полноценную космическую, конечно, это была боевая, никогда научными задачами она не занималась, она просто бомбы носила на врага, но это была первая космическая ракета. И в конце своей биографии тот же фон Браун отправил людей на Луну на другой своей ракете. Вот это удачно сложившаяся судьба у человека, хотя не очень простая, конечно.

Эта ракета еще не могла вывести на орбиту космический аппарат, она была слабовата, одноступенчатая. Так дело не получилось бы, но она уже летала, выпрыгивала, в космос. Именно она послужила толчком для развития космонавтики и в нашей стране и в Соединенных Штатах, когда закончилась война и мы, и американцы получили трофейные ракеты, получили трофейных ракетчиков. Большая часть в США попала, конечно, меньшую удалось нам к себе переманить. Но, так или иначе, с этой ракеты началась космонавтика в мире. Вот это на полуострове Флорида, в том месте, где сегодня находится крупнейший космодром американский, на мысе Канаверал (на экране). Вот так испытывали трофейные немецкие ракеты американцы. Мы точно так же испытывали их на Нижней Волге, там в Капьяре, есть у нас старый такой полигон-космодром первый. И тоже с этого начинали.

Удивительное дело я нашел в старых журналах. Вы, наверное, помните, был такой журнал «Знание — сила». Он и сейчас есть. Но сейчас он, как и все бумажные журналы, малотиражный, а тогда зашкаливал за несколько миллионов, все его читали. И вот удивительно интересный эксперимент провели в пятьдесят четвертом. Пятьдесят четвертый год (изображение на экране). Журналисты решили выпустить одну тетрадку журнала как будто бы в семьдесят четвертом году. Вот как бы он мог выглядеть через двадцать лет. Сфантазировали. И удивительно попали в точку: именно вначале семидесятых люди летали на Луну. Вот как можно было это в пятьдесят четвертом догадаться- я не знаю. Попробуйте сейчас на двадцать лет вперед заглянуть- и решить, что будет. Не вообще, а что конкретно будет в истории техники через двадцать лет. Вряд ли удастся. Вот им это удалось.

Еще более точные прогнозы, технические, делали некоторые инженеры, все-таки они грамотнее журналистов, хотя и журналисты неплохо это сделали, например, такой Ари Штернфельд был. Я думаю, это имя не всем известно. Это польский инженер. Когда в тридцать девятом году оккупация фашистами Польши свершилась, он польский еврей, он перебрался во Францию. Немцы Францию оккупировали- он перебрался в СССР и у нас работал все оставшееся время. Но, как такого перебежчика, эмигранта, его не подпускали к таким вот секретным работам, к КБ Королева, и он просто дома творил. И вот, смотрите, как он представлял аппарат для полетов к Луне (изображение на экране). Не очень похоже на ракету. Вот полноценная ракета, как ее представляли в те годы (изображение на экране). А это- летающий самовар. Тем не менее именно так примерно и выглядели космические аппараты, которые реально возили людей, ну разве что без гусениц- ему показалось, что было бы неплохо еще в этой штуке ездить по Луне. Но, может быть, так и будет когда-нибудь.

Пятьдесят седьмой год. Началась практическая космонавтика. Впервые ракета достигла скорости в 8 километров в секунду, то есть возможности летать по орбите, не падать на поверхность Земли. И вытолкнула первый спутник. И вот началось. Я уже помню, с трудом, но помню эти годы. Мне было 4 года, и помню, как папа показывал фотографии в газетах, ну и потом мы следили вместе с ним за успехами космонавтики. И успехи были поразительно быстрые. Пятьдесят седьмой год. Впервые вокруг Земли полетел небольшой аппарат. Прошло менее полутора лет, и уже полетел первый к Луне, а это совсем другая история. Чтобы вокруг Земли летать нужна первая космическая скорость — около восьми километров в секунду, а чтобы отправить аппарат к Луне, к Марсу или еще дальше, нужна вторая космическая скорость, большая. Примерно одиннадцать с небольшим километров в секунду. В полтора раза больше скорость- это в два раза больше энергия ракеты. Отправили. Но тогда не было современной- да никакой, собственно,- электроники почти не было, и управлять полетом этого аппарата не умели. Ракета выстреливала его, и смотрели, куда он попадет. Вот как мы мяч баскетбольный бросаем в корзину — бросил и все, и только наблюдай — попадет- не попадет в кольцо.

Первый не попал, пролетел мимо Луны. Недалеко, правда, но мимо. Пролетев мимо Луны, вышел на орбиту вокруг Солнца, так как Земля летает вокруг Солнца, он тоже примерно на эту же орбиту вышел. И вот идеологи, кремлевские, очень интересно решили эту задачу. Фактически провалился эксперимент. Хотели по Луне попасть- не попали. Но тут же переназвали этот аппарат, назвали «Первая искусственная планета «Мечта». И никого не обманули. Это действительно был первый рукотворный аппарат, вышедший на орбиту вокруг Солнца. Красиво.

А уже второй, спустя полгода, попал по Луне. Конечно, он не тормозил, он просто врезался, от удара испарился, но это был первый межпланетный перелет. Он кое-что, пока подлетал к Луне, измерил. У него тут магнитометр. Он доказал, что нет магнитного поля у Луны. Межпланетное поле измерил. Это был полезный эксперимент, а главное, полезный для космонавтики — научились попадать в Луну. Более того, он принес туда такие значки, памятные, я вам их покажу. А вот сначала покажу, как в те годы распространялась научно- техническая информация (изображение на экране). Интернета не было, ничего не было. Журналы долго выходили, книги еще дольше, а марки, помните, зачем они нужны, марки почтовые? Вот лизнул, прилепил на конверт, конверт пошел. Мы это делали каждый день. И каждый день, ну почти каждый день, покупали эти марки. И вот, купив, мы тут же узнавали- телевидения еще тоже практически не было в те годы, только в больших городах нескольких — мы тут же узнавали самые последние новости. Вот очень аккуратно все нарисовано: где Луна была в момент старта, где она на орбите оказалась в момент подлета ракеты. Все аккуратненько показано, без всяких затей. И это как-то увлекало любителей техники, объясняло им что к чему.

А на Луну были доставлены вот такие шарики (изображение на экране). Они были собраны из отдельных пластиночек, их называли Герб Советского Союза, ну значок с символикой Советского Союза. Но почему в шарики он был собран? Почему не россыпью их так на поверхность Луны бросили? Вот кто-нибудь может сейчас понять эту затею, что это за шарики такие были? Любители физики? Значит, космический аппарат летит со скоростью 2 километра в секунду и с это скоростью врезается в поверхность Луны, намного больше, чем скорость пули, например, снаряда. Врезавшись в Луну, он просто испаряется, у него колоссальная кинетическая энергия, и эти значки тоже бы испарились, если бы их просто шмякнули по поверхности Луны. Их надо было сохранить, хотя бы часть из них. Задача была решена довольно красиво. Внутри этих шариков взрывчатка. Казалось бы — еще и шмякнулись, да еще и … Нет. В момент удара по поверхности Луны взрывалась эта штука, даже чуть раньше удара, и часть значков бросалась в сторону Луны с еще большей скоростью, и уж они погибали наверняка, а часть, за счет взрыва этой гранаты, отбрасывалась от Луны, и таким образом компенсировалась ее скорость быстрого подлета к Луне, и они уже высыпались с уменьшенной скоростью. Значит сейчас, где-то на Луне — мы знаем где, куда он врезался, примерно там сто на сто километров такая область — знаем, где рассыпаны эти несколько десятков значков. Они вот так будут индивидуально выглядеть (изображение на экране). Это замечательный сувенир, это первое, доставленное на соседнюю поверхность, рукотворное изделие. И кто их найдет- это будет интересно. Пока никто не нашел.

Значительно более интересный и важный эксперимент был с третьим полетом на Луну тоже нашего советского аппарата. Вообще, в те годы советская космонавтика лидировала, американцы нас догоняли в течение примерно десяти лет. Это исторически сложилось. Объясню потом почему. Так вот, третий полет к Луне. Его задачей было сфотографировать обратную сторону Луны. Вы знаете, Луна нам всегда демонстрирует одно сове полушарие, она синхронно вращается по орбите и вокруг себя, так что мы всегда одну сторону видим. И всегда думали, а что ж там, на обратной? И вот запустили небольшую машинку, которая, облетев Луну, сфотографировала ее обратную сторону, потом, приблизившись к Земле, по радио передала эти — ну вот первый снимок обратной стороны Луны (изображение на экране)- на Землю.

Сегодня эту задачу можно было бы решить — просто айфон туда. Сегодня- да. Сегодня у каждого из вас в кармане, в сумочке, как минимум две фотокамеры электронные, каждая весит, ну, по грамму там, может быть по полграмма. Но таких не было раньше. Эта штука (изображение на экране) не что иное, как летающая фотокамера, даже две фотокамеры, на пленку целлулоидную. Кто-нибудь держал, наверное, в руках старые фотоаппараты с целлулоидной пленкой? И знаете, что после того, как вы щелкнули кадр, ее нужно проявить, закрепить в химических реактивах, высушить. Вот все это делалось там внутри на пленку. Потом она сканировалась тоже примитивным образом, и на длинных радиоволнах — поэтому много помех- передавалось. И мы впервые увидели- ну не я конкретно, мои учителя тогда по институту, у нас в институте — впервые увидели эту фотографию обратной стороны Луны, удивились. Действительно, она не похожа на видимую сторону. Назвали одну темную область «Морем Москвы», так что на обратной стороне есть уникальное название «Море Москвы». Других аналогичных нет на Луне. Второе там «Море Мечты». И вот тут показалось, что есть что-то такое протяженное, похожее на горный хребет. И назвали его «Хребет Советский». Мировая общественность попыталась протестовать, но куда было деться- мы первые сфотографировали — мы и дали название. Хотя такой традиции, политические названия давать, не было в астрономии, но смирились. Мы были первые.

Хребет Советский. На марках все это отражалось, как он летал, как фотографировал. И вот появились на тех же почтовых марках первые карты обратной стороны Луны. Вот Море Москвы, вот Море Мечты, Залив Астронавтов, кстати, обратите внимание, до сих пор так и не понял, почему астронавтов, а не космонавтов. Слово «космонавты», вероятно, еще тогда не родилось, Гагарин еще не летал. Астронавты тоже еще не летали, но в научно-популярной литературе уже был этот термин. И вот Хребет Советский (изображение на экране).

Прошло несколько лет. На обратную сторону Луны посмотрели уже более продвинутые космические аппараты, более четкие фотографии передали. Пригляделись — нет там никакого хребта. И с карты Луны исчез Хребет Советский. Мистика такая. А потом и с карты Земли исчез Союз Советский. Странно, но такое совпадение случилось.

Обратная сторона Луны до сих пор для нас- терра инкогнита. Это видимая, а это обратная сторона (изображение на экране). На ней нет больших морей, таких как вот залитые лавой когда-то огромные области, по сути это тоже кратеры метеоритные, но гигантские, залитые лавой очень ровные. Другой немножко химсостав у них, чем на континентальных областях Луны. Видимую мы знаем сторону, на обратной практически ни одного большого моря нет. И мы ничего о ней подробно не знаем, потому что туда не садился пока ни один космический аппарат. Ни один астронавт там не был. Пока это задача для будущего. Кстати, первыми, кто взялся за решение этой задачи, и в ближайшие годы собираются посадить туда космическую станцию, как вы думаете, какая страна?

Реплики из зала.

Владимир СУРДИН

Ну, Корея — это было бы слишком. Корейской космонавтики еще нет. Нет, Китай. Они уже создали и скоро обещают запустить первый аппарат на обратную сторону Луны. Китайская космонавтика стремительно развивается.

Обратная сторона- ну, сегодня она сфотографирована очень детально, конечно, издалека-то мы ее прекрасно знаем, спутники вокруг Луны летают, но детально пока она не изучена.

Ну а все шестидесятые, семидесятые годы интенсивно исследовали видимую сторону, потому что радиосвязь с аппаратами легко устанавливать. Надо было посмотреть на Луну с близкого расстояния. Это уже сделали, видите, к середине шестидесятых годов, американцы стали нас догонять в космической технике (изображение на экране). Это сделали американцы. У них была серия аппаратов «Рейнджер», которые неслись к поверхности Луны, врезались в нее, не тормозили, просто падали, разрушались. Но у них, в отличие от нас — у нас фотопленка была в ту пору, проявлять, закреплять- это долго. А у них были телевизионные камеры. Они кадр за кадром передавали на Землю сразу. И последние кадры были там с расстояния метров триста от поверхности Луны, ну а дальше он уже падал, аппарат, и разрушался. И мы увидели там камушки размером с сантиметр, полсантиметра, какую-то структуру поверхности увидели, но по-прежнему оставалось неясно- а можно ходить по Луне? А можно сесть на нее и не провалиться? Для Земли вроде такого вопроса нет. Если ты не на океан сел, а на сушу, то ходи на здоровье. С Луной было неясно, потому что астрономы понимали- Луна миллиарды лет обстреливается метеоритами, метеориты разрушают верхний слой грунта, перемешивают его. И были довольно здравые соображения, что верхний слой, толщиной, может быть, сотни метров — это некое море пыли, по которому ни ходить нельзя, ни ездить нельзя, а просто утонешь, если туда сядешь. Были такие идеи, и они вполне рассматривались как возможные. Надо было проверить, то есть посадить на поверхность Луны аппарат.

Первым это удалось нам. Но вот тут надо одно замечание сделать. В последние десятилетия российская космонавтика на виду, скрыть ничего нельзя. И мы видим как нередко случаются аварии. То ракета взрывается на старте, то там не срабатывает третья ступень, и начинаем гундеть, что вот в советское время… Так вот. Успешная попытка посадить аппарат на поверхность Луны была тринадцатой. Двенадцать предыдущих окончились авариями. Об этом, конечно, в те годы не писали. Но теперь мы знаем это все и понимаем, что тогда просто числом брали: кидали, кидали, пока не получали результат. Двенадцать. То ракета на старте взрывалась, то падала куда-нибудь в Тихий океан, то мимо Луны пролетала, то об Луну разбивалась.

И, наконец, попали и посадили. Посадили тоже оригинально. Сегодня, конечно, все это было бы с помощью компьютера: измеряли бы расстояние, тормозили бы аккуратно, ведь там нет атмосферы, парашют не откроешь, надо ракетным двигателем мягко тормозить. Тогда это все невозможно было так сделать, и решали задачу очень просто, но элегантно. Ракета- это вот последняя ступень, а здесь сам посадочный аппарат (изображение на экране)- подлетала к Луне, кое-как тормозила, притормаживала, но, конечно, до конца не могла, и перед самым касанием лунной поверхности вокруг аппарата надувалась здоровенная подушка безопасности, ну, такой пузырь большой, подушка безопасности мы ее сегодня называем. И аппарат просто этой штуковиной падал на Луну, прыгал, прыгал, прыгал. Она тут не в масштабе, большая была (изображение на экране). Потом воздух спускался, когда он переставал прыгать, из него выкатывалось вот это яйцо, оно устанавливалось, там тяжелые аккумуляторы внизу были. Как ванька- встанька вставала, открывались лепесточки, и аппарат начинал работать. Вот первая — это, конечно, коллаж (изображение на экране), никто его там не снимал, фотошоп, по-современному. Но фотография поверхности — истинная. Мы впервые увидели с близкого расстояния, как будто сами стоим на поверхности Луны. И сам аппаратик тоже истинный. Он размером вот с тумбочку прикроватную. Увидели и убедились, что он никуда не провалился, что он, в общем, сидит. Хотя сделали его так, что он бы и плавать мог в море пыли, в общем, на все случаи был рассчитан, но он вроде бы никуда особенно не провалился.

Следом за ним полетел первый спутник Луны. Тоже наш, советский. Тогда, да почему тогда, и сейчас тоже, а тогда особенно, стремились все технические достижения приурочить к какому-то политическому событию. Главным политическим событием, ну кроме дня рождения Ленина, Великая Октябрьская революция, — были съезды Коммунистической партии. И вот к XXIII съезду КПСС, за неделю до него, запустили первый спутник вокруг Луны. Он успешно вышел, начал вращаться, и кстати, очень важные научные результаты получил. Оказалось, что орбита его кривая. Он вот так вот, как по волнам вокруг Луны бегает, и это говорило о том, что Луна неоднородная, что у нее есть области поверхности, которые сильнее притягивают, а области, которые не очень сильно. И его орбита, этого аппарата, так проседала над некоторыми участками Луны. Теперь мы их называем масконы. И это очень важные области, особенно для тех, кто хочет сесть на Луну. Потому что летишь-летишь близко к поверхности, вдруг твой корабль… Ну, как вот едешь-едешь по дороги — и в яму. Там это важно. Кстати, один у нас разбился об гору лунную, потому что вот не учли наличие маскон, и он просел и в гору врезался. Но это было потом. Этот вышел на орбиту, а через пару дней начался съезд КПСС. И я уже в пятом классе учился, хорошо помню- по телевизору- у нас один канал был тогда- транслировали эти съезды. Начинается этот съезд, пять тысяч человек в Кремле, во Дворце Съездов встают, выходит начальство с Брежневым во главе, и сообщают: «А сейчас с лунной орбиты нас будет приветствовать советский спутник Луны». И сквозь шорохи помех раздается гимн партийный, причем он записан был даже не на магнитофон, а на такую механическую шарманку, знаете, вот заводишь. Магнитофонов надежных не было, а шарманка- штука надежная. Вот так вот идеологическую нагрузку несли даже космические аппараты.

Ну и уже с середины шестидесятых американцы нас начали обгонять. Они посадили на Луну очень интересного робота (изображение на экране). Видите, он на ногах, на трех опорах, то есть то, что он не провалился, говорило о том, что и человек там может ходить, не провалится, и ракета с человеком может опуститься. Вообще, хорошая была машина, она много месяцев работала, у нее даже механическая рука была- скребочек такой, он там на пантографе, рыл Луну. Запомните эту фотографию. Мы ее еще раз увидим. У вас не возникло вопросов, кто ее на Луне сфотографировал?

Реплики из зала

— Это селфи…

— Это наш луноход…

Владимир СУРДИН

Селфи, ага (смеется). Нет не наш, и не луноход. Узнаем. А эксперименты с непилотируемыми аппаратами продолжались. Я быстренько- их два- расскажу, потому что это самое великое достижение нашей космонавтики по Луне.

Мы туда посадили два раза в истории луноходы. Вот эти вот механические машины, которые, кстати, очень удачно работали. Экипаж сидел на Земле, сквозь телекамеры они видели пейзаж перед лицом лунохода и гоняли его по Луне. Особой научной нагрузки не было, но ездил он очень хорошо. Кстати, экипаж- это танкисты профессиональные, и машина управляется по-танковому, то есть просто разворотом механическим, но у нее все-таки колеса. Механически безупречная машина, тяжелая, она масштаба автомобиля «Smart» или «Ока» наша, вот такого размера, такой же массы, примерно. В принципе на ней и человек мог- собственно она и была задумана для поездки человека по Луне. Но человека нам туда не удалось отправить. Вот та работала хорошо.

Вот я много лет гордился тем, что наш луноход- самый тяжелый планетоход в мире, потому что у американцев были марсоходы предыдущих двух поколений, но они ни в какое сравнение по размеру, по массе с нашим. Но наш сотовый телефон тоже самый тяжелый в мире, как известно. Но луноход все-таки — это действительно техническое достижение, он почти тонну весил на Земле, но научной нагрузки… в те годы не умели маленькие научные приборы делать, не было микроэлектроники, она еще не родилась, конечно, марсоходы более продвинутые, в этом смысле, но луноход был самый тяжелый.

И последнее наше достижение уже в период полетов людей на Луну и даже после полетов- это вот несколько посадочных аппаратов, очень удачных. Никто, кроме нас такого не делал. Они садились на Луну, спускался бурильный автомат, ковырял поверхность Луны, где-то на глубину около двух метров, брал пробы грунта. Поднимался, запихивал их в этот шарик (изображение га экране). И с Луны стартовала вот эта вот верхняя часть — это самостоятельная ракета на Землю. К Земле подлетал спускаемый аппарат и на парашюте спускался. Он размером с мячик такой. Мы привезли таким образом с Луны без участия человека три образца. Там по сто грамм, примерно, вещества. Это было интересно, это было хорошо, но все-таки интереснее было отправить на Луну людей.

И вот началась в конце шестидесятых гонка лунная, кто первый? Американцы делали свой проект, мы делали свой проект. Там фон Браун делал тяжелую ракету, мощную, у нас Королев делал тоже тяжелую, мощную ракету. Совершенно не ясно было, кто первым это сделает. Первым сделал фон Браун. Он сделал великую ракету «Сатурн 5», самую мощную, самую тяжелую в мире. До сих пор нет ей аналогов. 110 метров высотой, 3000 тонн весом. Гигантская машина. Меньше нельзя. Экипаж 3 человека, их надо кормить, поить, обслуживать. То есть к Луне надо довольно тяжелый космический аппарат отправить. Значит вот такая гигантская ракета нужна.

Мы тоже делали похожую. Вот наш, королевский вариант лунной ракеты (изображение на экране). Ракета «Н 1», такого же роста, такой же массы, но технически устроенная иначе. У американцев были более продвинутые технологии, у них горючее было- жидкий водород и жидкий кислород — это очень калорийное топливо. Мы тогда не умели с ним работать. И у нас- керосин, жидкий кислород и керосин. Это, в общем, традиционное топливо, и сейчас на нем летают все наши ракеты, ну и тогда. Если бы их рядом поставить, они были бы сравнимы по размеру, по массе, по всему, но технически наша уступала. У американцев были очень мощные двигатели, вот здесь, в нижней части (изображение на экране), всего пять двигателей, но огромной мощности. У нас было тридцать с лишним не очень мощных двигателей, а управлять десятками ракетных моторов, чтобы они согласованно работали, для этого сейчас бы просто компьютер с этим справился, но тогда не было компьютера достаточно легкого, чтобы его можно было на ракету поместить. Это нас подвело.

Четыре раза испытывалась наша ракета в полете. Четыре раза она взрывалась, и потом от нее отказались. Не получилось. У американцев ни одного неудачного запуска ракет «Сатурн 5» не было. Вот фон Браун (изображение на экране), а вот его знаменитые ракетные двигатели «J1». Правда, очень удачные моторы. Ракетчики говорят, что хороший двигатель привяжи к забору- забор полетит в космос. Главное- это ракетный двигатель, конечно. Им это удалось сделать.

Позже и нам это удалось сделать. Уже в восьмидесятые мы сделали такую же мощную ракету, как «Сатурн 5», наши вот ракеты «Энергия» (изображение на экране). Но это было уже 20 лет спустя, и это оказалось никому не нужным. Она никакой пользы стране не принесла, никогда ни одного полезного запуска не было, только потраченные гигантские деньги, которые разорили экономику Советского Союза окончательно. Тем не менее — хорошая ракета, может быть когда-нибудь ее воспроизведут. Тогда она не пригодилась.

«Сатурн 5» — огромная, хотя она очень легкая, на самом деле, эта вот алюминиевая и титановая конструкция (изображение на экране) почти ничего не весит. Это вот как пивная банка. Покупаешь- тяжелая банка, выпил пиво или пепси-колу — она ничего не весит. Весь вес в ней был жидкостью. Вот примерно такое же соотношение веса ракеты к весу топлива, которое в нее заливают. Вес ракеты там около двухсот тонн, даже меньше, а топливо — три тысячи тонн в ней. Поэтому пустая она, настолько тонкие стенки у нее, что ее даже положить и поднять нельзя. Ее собирают в вертикальном положении в таком сборочном корпусе и потом к месту старта вот так и везут вертикально, чтобы не обломить там, чтобы не сломалось. Везут на огромном таком тягаче, на платформе подвижной — это самое крупное устройство из подвижных на земле, как было оно в шестидесятые, и до сих пор работает, и шаттлы оно возило и до сих пор еще его используют. Самый тяжелый грузовик в мире. Он ее везет к месту старта. Вот это Флорида, болота флоридские (изображение на экране), берег океана. Подвозят, ставят на стартовый стол. Видите, вот тут уже Атлантика.

Американцам повезло, конечно, с географическим положением. Флорида все-таки близко к экватору. А чем ближе к экватору космодром, тем легче с него запускать ракету- вращение Земли подталкивает ее, дает дополнительную скорость. Ну и к тому же океан у них сеть. Ракета взлетает, у нее сначала работает первая ступень, вторая ступень, третья. А эти сбрасываются, сбрасываются. И когда над океаном, — это все никому не вредит, спокойно можно сбрасывать. Но Куба там, правда есть, но обычно не попадают на нее.

А у нас единственный был наш большой космодром, да и до сих пор он единственный — это Байконур, на суше, и приходится коридоры такие от него не заселять людьми, а специально оставлять для того, чтобы первая, вторая ракетная ступень туда падали и никого не побили. Сейчас делают у нас космодром «Восточный», там будет лучше ситуация, там над Тихим океаном. Если не попадет на Корею и на Японию, то будет все в порядке.

На верху ракеты, на самом носике — сам космический корабль, то, где сидят космонавты. Если что-то случится и ракета на старте начнет себя плохо вести, для этого есть система спасения. Над космическим кораблем — еще маленькая твердотопливная ракета. Вот ее испытания (изображение на экране). Она резко включается, сдергивает кабину с космонавтами, отвозит в сторону ее и на парашюте спускает так, чтобы основная ракетоноситель ее — мало ли что-то взорвется там — не повредила. Американцы ее испытывали, но ни разу не применяли. У нас она один раз — на всех пилотируемых полетах есть такая система спасения- у нас она один раз спасла жизнь двум космонавтам нашим, так что это нужная вещь.

Ну вот «Сатурн 5» летал надежно. Первый экипаж, который должен был отправиться в космос, в первый испытательный полет на ракете «Сатурн 5», в шестьдесят седьмом году, в самом начале шестьдесят седьмого года. Это очень опытный, Гриссом, космонавт, Уайт тоже летал. Это новичок (показывает на третьего космонавта экипажа), ну, в общем, считалось, что самые крутые пилоты. Им не повезло, они погибли еще при наземных испытаниях. Случился пожар в кабине корабля, еще на космодроме, и ничего там не осталось. Дело в том, что для облегчения космического корабля в американской космонавтике принято заполнять кабину чистым кислородом. У нас сейчас в этой комнате 80% азота, 20% кислорода. Если вынуть азот, то можно почти в 4 раза понизить давление газа, и не надо будет твердые толстые стенки делать кораблю, его же распирает внутренним давлением. И вот американцы решили заполнять чистым кислородом. Это им обошлось таким.., сами понимаете- все горит в чистом кислороде.

Они в течение года переделывали корабль, не отказались от мысли чистого кислорода, но переделали, там системы пожаротушения сделали, и на год у них притормозилось развитие этого проекта.

А мы их в это время догоняли, и американцы очень переживали, что мы их можем перегнать. И мы, действительно, в какой-то момент их перегнали. Мы сделали космический корабль, который впервые облетел Луну, вернулся на Землю, сел, не очень мягко, но, в общем, сел. И в нем были первые космонавты. Вы видите. Первый космонавт, который облетел Луну и вернулся на Землю (изображение на экране). Это были две черепахи сухопутных, ну там еще были червячки всякие, мухи дрозофилы, но главные члены экипажа- это две черепахи.

Это очень сильно напрягло американцев. Это был сентябрь шестьдесят седьмого года. И они прекрасно понимали, что на следующем таком корабле может уже космонавт облететь Луну, и это будет первый полет к Луне советского космонавта. Поэтому они пришпорили свою программу. И первый же испытательный полет ракеты «Сатурн 5»- еще испытания только, впервые люди на ней взлетали- прямо отправили ее к Луне, в облет Луны. Не с посадкой, а просто облететь, покрутиться вокруг Луны и вернуться на Землю. Это было очень рискованно. Это было сделано прямо на исходе года, последние числа декабря шестьдесят восьмого года, чтобы шестьдесят восьмым годом застолбить первый полет к Луне. И Им это удалось.

Вот три первых межпланетных перелетчика (изображение на экране). Они как раз отправились к Луне, десяток оборотов вокруг нее сделали и вернулись на Землю. «Аполлон 8».

Обратите внимание, как фантастам иногда удается попасть в точку (изображение на экране) Левая иллюстрация — это из романа Жюль Верна «Из пушки на Луну», он немножко по-другому называется, но обычно говорят «Из пушки на Луну». Кто-нибудь читал Жюль Верна «Из пушки на Луну»? Вот, вот. Вы, наверное, и картинки видели. Правда это был артиллерийский снаряд, но по размеру, по массе, по форме полностью напоминает «Аполлон», лунный корабль американцев «Аполлон». Три человека реально летали на Луну, три человека у Жюль Верна, но у них еще правда собака с собой была или две собаки, на самом деле собаки не летали еще к Луне, и возвращались и на самом деле, и у Жюль Верна, падая в Тихий океан. И Жюль Верн таким образом решил свою фантастическую историю. И на самом деле все «Аполлоны», возвращаясь от Луны, падали в Тихий океан у берегов Калифорнии, там недалеко. Так что очень много совпадений.

Вот полет ракеты «Сатурн 5» (изображение на экране). Вообще, это грандиозное техническое достижение. Представьте, три тысячи тонн самого взрывоопасного топлива, какое только можно придумать. Взрывчатка, жидкий кислород, жидкий водород. Одна искра- и ракеты не будет. Кстати, в истории космонавтики было такое. Шаттл один погиб именно таким образом. А здесь хлещет плазма с температурой две с половиной тысячи градусов, гигантский столб огня. И от него до этой взрывчатки несколько дециметров всего. И вот все это совмещается. Это великий инженерный подвиг.

Когда мы чествуем космонавтов- ну, кого посадили, тот и полетел- но вот на чем он полетел? Этих людей как-то… Ну знаем фамилию Королев, кто еще? Кто делал ракеты, кроме Королева? А их делали десятки тысяч людей, гениальных инженеров. Или кроме фон Брауна? Вот два имени, которые у нас в памяти- символы. На самом деле это гигантский инженерный скачок.

Ну, хорошо, полетели. Ракета разогнала аппарат, и вот «Аполлон» уже летит к Луне. Это (изображение на экране) сам перелетный корабль. Он не умеет ни садиться на Луну, ничего, он может только подлететь к Луне, выйти на орбиту, а потом вернуться к Земле. А вот то, в чем космонавты реально садятся на Луну (изображение на экране), живут там, потом возвращаются к своему кораблю и оттуда отправляются на Землю. Три человека в экипаже. Один обязан остаться в самом корабле. Надо им управлять, надо следить, тогда электроники никакой почти не было. А двое переходят в посадочный модуль, в лунный модуль, и в нем садятся на Луну. Вот ноги, опоры (изображение). Потом вот в этой верхней части взлетают с Луны, стыкуются с кораблем и возвращаются на Землю. Перелет недолго длится- трое суток, поэтому у них там комфорта нет, они там в таких сидениях лежат или сидят, в невесомости прибывают. Трое суток, а потом подлетают к Луне.

Собственно лунный корабль -это двигатели и топливо. Для самих космонавтов там места практически нет. Вот рабочее место тех двух, которые должны сесть на Луну (изображение на экране). Один стоит — именно, не сидит, там нет сидений- стоит у одного окна- свои рычаги, второй стоит у другого окна- свои рычаги. Вот они вдвоем управляют аппаратом.

Испытания показали, что управлять в момент посадки человек не в состоянии. Много приборов, много систем, и за ними уследить два члена экипажа не могут. Нужен компьютер. Компьютеры были в ту эпоху. Но нормальный компьютер занимал пространство этого зала, весил десятки тонн. В такую вот алюминиевую баночку его не воткнешь. Поэтому впервые были созданы, именно для этой цели, для полетов на Луну, микропроцессоры, то есть компьютер в одном кристалле. Вот то, что сейчас в каждом сотовом, ну и везде сейчас. Везде сейчас микрокомпьютер, мы этому не удивляемся, но создан он был из потребности разместить его на легком космическом аппарате для полетов к Луне. Вот первый процессор Z 80 (изображение на экране) как раз оттуда пошел, ну и потом микроэлектроника шагнула в быт.

Это рабочее место главного пилота (изображение на экране) лунного корабля. Собственно, это Армстронг, Нил Армстронг, который первым и вышел на Луну. Он в скафандре, и такими резиновыми подтяжками подвешен к потолку. Сесть ему там не на что, ну просто, чтобы его не сильно там кидало, а так, немножко зафиксировалось. Вот он управляет. Хорошо.

Прилетели, сели, поработали. Надо отдохнуть. А где спать в этом кораблике маленьком? Он размером с платяной шкаф или с книжный шкаф. Ну вот первые экипажи спали так. Один садился в ноги, другой садился на кожух двигателя. Им не разрешали снимать скафандры с себя, потому что стенки корабля очень тонкие, любой микрометеорит их, конечно, прошивает насквозь. Боялись, что вдруг чего- воздух выйдет- надо быть в скафандре. Ну, спать так невозможно. Они и не спали. Первый экипаж там всего одну ночь провел, на Луне, какой уж там спать. Но потом были полеты на двое суток, на трое суток. Там уже нельзя было не спать. Им придумали гамаки. Натягивались вот такие гамаки, перпендикулярно один другому (изображение на экране) и спали. Им разрешалось шлемы снимать, потому что, ну, шлемы можно быстро надеть, пока воздух не вышел.

А в это время мы тоже готовили свой лунный корабль. Ну, наверное, узнаете его очертания. Это наш «Союз», на котором десятилетиями летают наши космонавты на орбиту вокруг Земли. И это был лунный корабль, он создавался для полетов к Луне в середине шестидесятых годов. И он хорошим получился. Он уже полстолетия работает у нас как орбитальный аппарат. На самом деле это наш первый лунный корабль. Ну вот он так выглядит (изображение на экране).

Мы создали и посадочный аппарат для Луны. Вот это разные варианты советского лунного модуля. Выбрали самый легкий из них. Экономили вес. Он вот так должен был выглядеть. Он тоже был сделан, он даже был испытан на орбите вокруг Земли. Очень хорошо себя показал. Но он вмещал только одного человека, одного пилота. Поэтому предполагалось, что к Луне на нашей ракете летят двое, один остается на орбите стеречь основной аппарат, это то, что мы сейчас «Союзом» называем, а второй в одиночку вот на этом садится на Луну, работает, потом возвращается. Этим первым должен был быть Алексей Леонов. Готовились все, они были готовы к полету, и Леонов как самый опытный космонавт должен был первым лететь на Луну. Это трагедия его жизни, что вот он мечтал о полете на Луну, и не получилось. Ракета не получилась. Космонавты были готовы, космические корабли были готовы, ракетоноситель у нас не вышла. Ну, в общем, это все было работоспособным, если бы ракету сделали, все бы это полетело.

Если бы рядом на Луне случайно прилунились американский и наш лунные корабли, они бы выглядели вот так (изображение на экране): наш помельче, на одного человека, американский помассивнее, на двух, но в принципе у них много общего.

Первый экипаж, который реально спустился на поверхность Луны- это известные люди- Армстронг, Олдрин- они были на Луне, а Коллинз стерег орбитальный корабль, он не садился на Луну, а летал, ждал их возвращения. И видите, у него не такое радостное лицо. Долететь до Луны и не опуститься на нее…

Но, пожалуй, еще большую трагедию испытал предыдущий экипаж. Это был «Аполлон 11», а предыдущий- «Апполон 10». Их отправили к Луне, они вышли на орбиту вокруг Луны, двое перешли в лунный модуль, стали опускаться к Луне, и не долетая нескольких, двадцати километров, примерно до поверхности Луны, включили двигатели, вернулись обратно, состыковались и отправились к Земле. Это была проверка, испытание. Им не разрешали опуститься до конца. У них был реальный шанс стать первыми на Луне. Если бы они ослушались начальства и все-таки опустились бы на поверхность, они бы потом вернулись, и все было в порядке. Но они точно выполнили программу. Кто помнит их фамилии? Никто из тех, кто вообще космонавтикой не увлекается. Они реально были в нескольких километрах от лунной поверхности, испытатели.

Хорошо. Июль шестьдесят девятого года. Первый старт к Луне с посадкой. Полетели, опустились. Там много эпизодов было, все они описаны хорошо, вообще, все это очень хорошо документировано. Секунда за секундой, каждый шаг, каждая из сотен тысяч фотографий, из сотен тысяч магнитофонных записей, все лежит в сети, документировано абсолютно точно, можете это проверять. Очень интересные моменты были в истории экспедиций.

Вот так они выглядели (изображение)- первый выход- ну это, конечно, не первый выход на поверхность. Первого, естественно никто не снимал со стороны.

Корабль довольно тяжелый, у него грузовой отсек, из него вынимали всякую научную аппаратуру, размещали ее на поверхности Луны. Первая экспедиция там два часа всего проработала, на поверхности. Им надо было сесть и улететь обратно. А потом они все дольше и дольше, последние по трое суток там работали. Некоторые приборы, оставленные ими на Луне, ну вот сейсмографы, например, они работали потом несколько месяцев, даже один больше года, и передавали информацию на Землю. Есть приборы, которые до сих пор работают, оставленные этой экспедицией, но это своеобразные приборы. Это отражатели лазерного света (изображение), такие ретрорефлекторы. Это панель, такая сотовая конструкция алюминиевая, куда вставлено много-много стеклянных призм. Они обладают интересным свойством. Вот так они вблизи выглядят (изображение). Откуда бы лазерный луч на них ни упал, он отражается точно в ту сторону, откуда пришел. Зачем это нужно? Мы уже много десятилетий этим пользуемся. Это телескоп наземный (изображение). Мы стреляем лазерным лучом в Луну. От этих ретрорефлекторов часть луча отражается и приходит к нам обратно в телескоп. Полторы секунды туда, полторы секунды обратно. Через три секунды мы получаем свой лазерный импульс. Точно измеряя время пролета, мы измеряем расстояние до Луны. Сегодня точность измерения чуть лучше сантиметра, в ближайшие годы будет около миллиметра. И это массу интересных научных результатов нам приносит. На наших луноходах тоже такие, поменьше размером, чем американские, но есть эти рефлекторы. Они тоже работают. Луноход, конечно, давно уже мертвый, но рефлектор позволяет им пользоваться.

Самая знаменитая фотография- первая фотография человека на Луне (изображение). Фотоаппарат у них на двоих один был, носил его у себя на груди Армстронг. Поэтому все снимки, первые, экспедиции — это Олдрин снят, а Армстронг практически ни на одном кадре не оказался. Ну его, видите, в отражение видно. Поскольку здесь хороший светофильтр зеркальный, да еще и выпуклый, то мы видим все: и посадочный аппарат, и флаг американский, и тень самого Олдрина, от ног его идет, и изображение Армстронга, который сейчас фотографирует и еще кое-что. Голубая точка. Поняли, да, что это такое? Земной шар отражается там. Вот такая удачная фотография получилась.

Скафандр- штука тяжелая. Он весит около 200 килограмм на Земле, но поскольку сила тяжести на Луне в шесть раз меньше, носить его на себе не очень тяжело. Вес сравнительно небольшой получается. Но работать очень тяжело, потому что внутри скафандра давление, примерно 0,3 атмосферы, а снаружи вакуум. И вы, как внутри футбольного мяча находитесь, и чтобы, например, сжать перчатку, нужно очень солидное усилие прикладывать. Возьмите резиновую перчатку, надуйте ее, поймете, какая она упругая. И вот, скажем, через трое суток работы у космонавтов уже кровь из-под ногтей сочилась вот от этой непрерывной работы в надутых перчатках. Это по-прежнему не решенная проблема, пока нет скафандров, где было бы удобно работать рукой в вакууме.

Мелкой электроники тогда не было, и вот сегодня мы бы десять фотоаппаратов сюда приклеили бы (изображение) или кинокамеры. Он бы их носил и не замечал. Тогда он носил на себе один фотоаппарат, весом примерно три килограмма. Очень хорошая камера «Hasselblad », пленочная. Надо было менять кассеты с пленкой. Надо было устанавливать диафрагму, выдержку, резкость. Ну и вообще, неудобно, правда, вот эта висит на тебе штука плюс к скафандру. Да и скафандр гнется довольно условно. Он гнется только в сочленениях, там на локтях, коленках. Остальное- это кираса металлическая и вставки металлические, чтобы он не раздувался, как мяч. Так что эта штука малоудобная, и работать в ней то еще удовольствие.

Пока двое работали на Луне, третий летал на орбите. Вот его космический аппарат. У него были всякие фотоаппараты, он Луну фотографировал здесь, обратную сторону очень хорошо впервые сфотографировали, каждые два часа он делал оборот вокруг Луны.

А вот та самая неприятность, о которой вы вспомнили (ранее слушатель напомнил о серьезной неполадке у одного из экипажей). Третий полет к Луне, «Аполлон 13». Насколько помню, его запустили в пятницу, тринадцатого числа. Он неудачно получился. Уже подлетая к Луне- взрыв. Один из баллонов с кислородом- он под высоким давлением, 200 атмосфер- он взорвался. Видите, разворотил им там все. И, конечно, ни о какой посадке речи не было. Они просто, слава Богу, облетели Луну, вернулись к Земле, опустились. Вот радостные выходят из вертолета, их спасшего из океана. Ну, по крайней мере, живые. Но программа была не исполнена.

Это снимки обратной стороны Луны (изображение). Это кратер Циолковский. Мы впервые его так хорошо увидели именно на снимках, привезенных американцами. На Луне много интересного оказалось, например, русла рек. Что по ним и когда текло, мы пока не знаем, но русла видим.

Работа на поверхности Луны очень интенсивная была, у них все по минутам было расписано. Они там выставляли приборы, телекамеры, всякие сейсмографы, взрывпакеты клали, которые уже потом взрывались после их отлета с Луны, чтобы зондировать звуковыми волнами внутреннюю часть лунного шара. Носить их было вроде не тяжело, все в шесть раз легче, чем на Земле, поэтому сначала носили в руках, такой штангой соединяли два ящика с приборами, и вот космонавт это дело тащил руками. Видите, пыль есть, вот он пылит ногами. Но ее сравнительно немного оказалось, и она не сильно мешала двигаться или там ездить на колесах, потом ездили на автомобилях. Но пыль оказалась довольно неприятная, в том смысле, что липла ко всему. Там ультрафиолет солнечный — атмосферы нет — ультрафиолет электролизует твердые частицы, и пыль липнет, потому что электрический заряд на ней, фотоэффект, электрический заряд, и она облепливается. Посмотрите, у него черные ноги. И вы обратите внимание, на всех фотографиях, где космонавты, у них почти по пояс запыленные ноги. Это ничего, пока вы гуляете по Луне. Но потом, когда вы в этом скафандре возвращаетесь в космический корабль, пыль идет вместе с вами. И вот они сильно страдали от этой пыли в атмосфере космического корабля.

Интересная была экспедиция «Аполлон 12», вторая на Луну. Сел их космический аппарат недалеко от того самого робота, который за несколько лет до этого прилетел на Луну. Тут где-то 200 метров. И впервые на поверхности Луны встретились живые космонавты со своим роботом. Это интересный был момент. Поскольку он провел на Луне несколько лет, то интересно было посмотреть, как пострадали, как ведут себя материалы некоторые в вакууме, при космическом облучении. Поэтому они отвинтили несколько штучек: вот телекамеру взяли с собой на Землю, испытывали ее потом на Земле. И оказалось, что внутри нее живые микробы — стафилококк, по-моему. Несколько лет в вакууме и радиации космической, а микробы остались живы там.

Экспедиция «Аполлон 14». Тринадцатая была неуспешная, не удалось. «Аполлон 14». Им уже дали тележку. Двухколесная такая тележка, с ручкой, можно было за собой ее таскать, на ней удобно было перевозить какие-то приборы, образцы грунта собирать. Это уже какое-то облегчение было. Видите (изображение): экспедиция опустилась и они пошли гулять со своей тележкой. Это следы колес тележки, а ямочки- это следы ног астронавтов.

На всякий случай у них была система взаимного спасения. Если бы скафандр одного из них отказал, ну, мало ли, кислород утек, то можно было бы соединить два скафандра специальным шлангом, и система жизнеобеспечения одного из них поддерживала бы их двоих. Но ни разу ее не использовали, скафандры работали надежно.

Последние три экспедиции: «Аполлон 15, 16 и 17» уже имели электротранспорт. Ну я сразу уточню, на Луне было 6 успешных экспедиций, в каждой по 2 человека, то есть всего на поверхности Луны работало 12 астронавтов. Электромобиль. Хорошая, надежная машина с удивительными свойствами, например со своей системой навигации. У нас сейчас есть навигаторы. Но наши навигаторы в автомобилях пользуются спутниковой информацией, а вокруг Луны никаких спутников GPS не летает. И здесь навигация была инерционная, с гироскопами.

А нужна она вот для чего. Луна маленькая, относительно маленькая. И там до горизонта примерно 2 километра. Если вы отъезжаете от места посадки на 5-10 километров, вы теряете из виду свой космический корабль. Как к нему вернуться? Ну, есть возможность- по своим следам обратно вернуться. Но это же не интересно- два раза по одному пути. Хочется какой-то маршрут совершить. И вот система инерционной навигации позволяла это сделать. Она просто на карте отмечала посадку и приводила их обратно к месту, где их космический аппарат расположен. Машинка легкая. На Земле она всего 200 килограммов с чем-то весит. А на Луне вообще вдвоем руками ее можно поднять. Складная. Сейчас увидите, как она складывается. Размером с чемодан становится большой. Мощные крылья над каждым колесом, и это очень дальновидно было сделано, потому что колесо захватывает лунную пыль, кидает ее наверх. И если бы крыльев не было, колеса бы закидали пылью всю аппаратуру и самих космонавтов. Вот испытания уже непосредственно перед стартом, когда они уже сами в скафандрах, и машина готова, просто систему коммуникации испытывают (изображение).

Кстати, в скафандрах не было системы кормления, но была система попить. Космонавт не может восемь часов не пить, правда? Там несколько бочков было с водой и соком, с апельсиновым. И вот один раз, в начале прогулки- а у них прогулки часа по четыре, иногда по шесть часов длились- бочок, что-то с ним случилось, и из трубки апельсиновый сок залил все пространство шлема. А протереть-то невозможно, не откроешь же его там. И вот, космонавт работал в апельсиновом соке весь трудовой день. Тем не менее всю программу выполнил. Но больше апельсиновым соком не заправляли скафандры, только водой.

Посмотрите (изображение на экране): машинка складывается и становится довольно компактной. И ее к борту сбоку просто прижимают к посадочному лунному модулю. Она становится маленькая. Вот нам бы так- взял ее и на балкон поставил, и не надо никакого места для парковки. Потом вы прилетаете на Луну и начинаете этот аппарат- электромобиль раскладывать. И он постепенно приобретает нормальный вид, спускается, колесики раскладывает, сиденья поднимает, телекамеры, антенны поднимает, и становится нормальным. Вот готов к поездке (изображение).

 Сила тяжести на Луне небольшая. Но и веса на вас всегда много. Скафандр и вы весите там дай Бог! Так что особенно высоко не подпрыгнешь. Это вот Джон Янг (изображение) демонстрирует, насколько высоко можно подпрыгнуть в скафандре на Луне. Сантиметров на 80, больше у него не получалось. Но попробуйте на Земле без скафандров подпрыгнуть, чтобы у вас пятки на 80 сантиметров оторвались. Поэтому, когда говорят, что все это съемки в павильоне Голливуда… ага…

Говорят ведь, правда, вы неоднократно слышали, что экспедиция американцев на Луну — все это подделка. Слышали же об этом? А кто считает, что это действительно подделка. (молчание в зале) Слава Богу.

(замечает поднятую руку).

А вот скептики всегда есть! (улыбается)

Реплика зрителя, поднявшего руку

Дело в том, что в Советском Союзе вообще замалчивалось…Я вот думал, что всего пара экспедиций была, а вы говорить шесть…

Владимир СУРДИН

Шесть успешных. Замалчивалось. Ну, неприятно было говорить об этом. Мы не смогли, а они смогли. Между прочим, мне иногда на лекциях люди старшего возраста так и говорят: «Не может этого быть! Мы не смогли, а американцы смогли?! Мы же были лидерами в космонавтике. Почему они, а не мы?». Обычно мужчины среднего возраста об этом спрашивают. У меня стандартный ответ в форме вопроса. Я спрашиваю мужчину: «Вы автовладелец?». Ну ответ стандартный: «Да». «На чем ездите?». Все. Вопросов больше нет. Как правило это не отечественный автомобиль.

А вот вам доказательство, что это все-таки не Голливуд (изображение), хотя говорят- флаг-то развевается, значит, ветер гулял в павильонах Голливуда. Нет. Ветер не гулял. Посмотрите внимательно на два последовательных кадра. Космонавт такой торжественный салют отдает своему национальному флагу. Он движется, а флаг? Ну я не особенно аккуратно их сложил, но все-таки видно. Флаг просто мятый. Он висит на этой металлической планке.

Реплика из зала

Скажите, а можно вопрос?

Владимир СУРДИН

Конечно!

Слушатель

По информации- флаг у них долго не хотел быть в статичном положении, постоянно комкался, и его пришлось приклеить к рейке…

Владимир СУРДИН

Нет, его с самого начала так, поскольку нет ветра, без рейки он просто висел бы вдоль флагштока, рейка была с самого начала. Но флаг доставали из пенальчика такого. Он мятый был, потому что утюга не взяли с собой. И он до конца экспедиции вот такой и висел. Веса у него почти нет. Собственный вес его не расправлял, вот он так и висел мятый. Не особенно мятый, видно, что это американский.

Машинка была хорошо сконструирована. Все колеса- каждый со своим двигателем. Но колеса не резиновые. Не наши, надувные. Это колеса из тонкой металлической сеточки, упругой. Именно поэтом у они захватывали хорошо пыль, кидали ее, и без вот этих вот крыльев (изображение)- видите пыль как летит- при наличии вакуума пыль летела бы по таким баллистическим траекториям, все бы тут закидало. Хорошо, что сделали крылья.

Сверху очень интересные снимки были орбитальным аппаратом, а внизу эти же области исследовали те, кто сел. Вот, например, каньон такой- разрыв поверхности долины Хедли (изображение). Посмотрите на это же, но уже глазами космонавтов, которые подошли туда и прямо его исследовали.

Последние экспедиции летали в горные районы. Первые, конечно, не рисковали в горы. Их как можно на более ровную поверхность отправляли. Уже потом, набравшись опыта, они садились в горных районах. И это для геологов, конечно, намного интереснее, чем равнина. Машинки, все три электромобиля, остались на Луне, в полном порядке, можно использовать, когда попадете туда, но вот свою службу они сослужили там.

Один раз интересная история произошла. Вот как раз про эту фотографию (изображение). Когда снимали машину с борта и разворачивали ее, крылом зацепились за что-то. Видите, нормальное крыло, далеко идет, почти до ступицы колеса. А теперь посмотрите сюда. Нет крыла. Оно обломилось вот в этой части, вроде бы ничего. Попробовали сели на машину. Пыль летит и накрывает космонавтов с головой. Им с Земли сказали- все, машину оставить, ходить пешком. Но вся программа экспедиции была рассчитана на далекие маршруты, поездки. И было очень обидно терять такую возможность. Они ночь не спали- кумекали- и придумали. К утру они ободрали бортжурнал и из обложки, склеив ее скотчем, сделали вот часть крыла, привинтили какой-то струбцинкой. Кто положил скотч так до сих пор и не выяснили, но оказалось, что он совершенно необходим в таких ситуациях.

Обратите внимание на ноги космонавта. Видите? Они по колено в пыли. Черные. Но это крыло им как раз позволило все-таки использовать машину и съездить — где-то около тридцати километров они маршрут проехали.

А в последней экспедиции был ученый. До того все одиннадцать членов экспедиций были опытными пилотами-испытателями, конечно. И только в последний, «Аполлон 17», включили одного ученого- геолога, Шмидта. И он оказался самым полезным. Именно он собрал самые интересные образцы лунного грунта, которые до сих пор вызывают и вопросы, и восхищение. Ну, опытный глаз у него был. Хотя, все они неплохо подготовлены были, но он профессиональный геолог был. Посмотрите, как собирали образцы. Сзади у вас этот чемодан жизнеобеспечения, впереди камера. Тут еще рюкзачок (изображение), и нагнуться практически невозможно. Поэтому он таким совочком, на конце этого совочка захват, а он там наверху нажимает клавишу и камешки хватает, подтягивает к себе, и кладет, вот так, не глядя, в эту торбочку. Но все пробы были документированы. То есть фотографировалось место, время, даже ставилась вот такая вешка, чтобы видеть, откуда солнце, как тень падает. Вот это (показывает на изображении), те , кто занимается фотографией, понимают, что это такое, — цветовая марка, чтобы потом восстанавливать цвета, баланс, баланс белого, то что называется, выправлять на фотографиях, и так далее. То есть все это было по- научному организовано.

Самый интересный камень на Луне оказался вот этот валун. От него кусочек отломили, привезли на Землю. Его возраст более четырех миллиардов лет. Среди земных пород мы такого никогда не находили. Но Луна- мертвое тело, и на ней многое сохранилось еще с тех времен.

Были казусы интересные. Ну вот, например. Вроде обычная фотография (на экране)- в горном районе экспедиция. Но когда на Земле были опубликованы эти фотографии, любители НЛО сказали: «Братцы, да вы что же, не заметили, что там, за бугром, летающая тарелка была?». И вот показали на это (на фото). И действительно, смотрите, край летающей тарелки торчит из-за горы. А, может, нос ракеты какой-то внеземной. Это элементарно расшифровывается. Вот я взял два кадра (2 изображения на экране): этот, опубликованный в газетах, а этот неопубликованный, но он из набора, который был сделан на следующий день при другом солнечном освещении. Видно, что здесь просто переконтрастировано, этот снимок, и не видно второй горы, которая там, потом третья гора и так далее.

Слишком сильный контраст делает из этих обычных горных склонов такой острый предмет вроде края летающей тарелки. Ну для журналистов все-таки главное сенсация, а не правда. Сенсация была сделана. Книжка целая об этом была написана. Я ее читал. Надо было просто разобраться, и сенсации бы не было. Но, кому это надо?

Вот замечательный кадр, он мне очень нравится. (Изображение). Такое одиночество. Один на целой планете. Ну, второй, правда, фотографирует, второй человек все-таки есть. Но вдвоем на целой планете. А если бы наш Леонов летал, он вообще один был бы на всей Луне. Фантастика, конечно, — быть одному на целой планете. Но они вдвоем, это не так страшно.

Они заканчивали работу, садились в этот свой летающий чемодан, стартовали и, состыковавшись с основным кораблем, через три дня были у Земли. Обычная посадка, как и сейчас, потом на парашютах опускались, всегда в океан, корабль плавал, и их вертолетом снимали оттуда и- на борт авианосца.

И вот, обратите внимание, настолько мало мы знали о Луне, что не было уверенности, что на Луне нет собственной лунной жизни, собственных лунных микробов. И первые две экспедиции, когда их вынимали из космического аппарата и в вертолете везли на авианосец, уже там переодевали в костюмы химзащиты и прямиком гнали в специальный бокс, запирали там на две недели. И они проходили там карантин, на тот случай, если они принесли на себе с Луны какие-то болезнетворные микробы. Вот их тогдашний президент Никсон приветствует, а они там. Это вот Армстронг (на фото), Олдрин и Коллинз- они там, в этом боксе. Их возили две недели в этом боксе, Америка их приветствовала, а они не могли оттуда выйти, их вот так — то на самолете, то на машине возили, они в окошечко приветствовали публику.

Но убедились, что нет никаких микробов, на поверхности Луны, по крайней мере, и уже следующие экспедиции без карантина сразу выпускали погулять.

Вот все места посадок (изображение) наших и американских, автоматических и пилотируемых аппаратов, которые работали на поверхности Луны. То есть вся видимая поверхность неплохо изучена. Ну, на полюсах, конечно, не были, а так, в общем, более или менее равномерно побывали. Но на обратной стороне до сих пор никто не опускался.

Сразу после окончания этих полетов- в семьдесят втором году последний «Аполлон» летал, потом там, в 1976-ом , последний наш автомат- много было проектов освоения, дальнейшего использования Луны. Вот всякие такие картинки были, города целые лунные проектировали. Но ни у кого не было большой охоты тратить на это деньги, когда уже результат, спортивный, был достигнут- человек уже побывал на Луне, а дальше развивать этот успех ни у кого особой охоты не было. Тяжелые годы были- холодная война- делали подводные лодки, ракеты и все прочее. Деньги уже шли на это.

В середине девяностых начался второй этап исследования Луны, уже беспилотный. И до с их пор- с середины девяностых по сегодняшний день- вокруг Луны непрерывно летают космические аппараты: американские, европейские, японские, китайские, индийские, кстати.

Вот, пожалуйста, японский аппарат передавал красивейшие восходы Земли над горизонтом Луны. Это японские фотографии (на экране). Не буду их все перечислять, их много было.

Самый продвинутый из них- он до сих пор работает- это американский аппарат «Lunar Reconnaissance Orbiter». У него очень хорошая оптика, телеобъективы, и он фотографирует лунную поверхность с разрешением примерно 20-25сантиметров, то есть след человека на Луне он уже способен нам передать. Прекрасные карты Луны по этим фотографиям сделаны. Все места посадок сфотографированы (на экране). Вот первое место- «Аполлон 11», июль шестьдесят девятого года. Это карта, которую сами космонавты нарисовали. Тут они сели, тут они бродили- ну, не далеко отходя от места посадки. Это их собственная съемка. Вот Армстронг, его тень. Вот кратер. А это сегодняшняя уже, современная съемка: вот кратер, вот остатки их космического аппарата. Нижняя часть остается. Она не взлетает, до сих пор там сидит.

«Аполлон 12». Помните, чем он интересен? Они встретились со своим роботом. Вот сегодня мы видим: здесь сел космический корабль (показывает на фото), это тропинки, протоптанные ногами космонавтов. А здесь этот робот. Они обошли этот кратер, встретились там, сняли приборы и так далее. То есть все это сегодня контролируется, все это с орбиты видно хорошо.

«Аполлон 14». Чем он нам запомнился? А им тележку дали первую. Вот она тут следы оставила. Пожалуйста, место посадки. И вот тут она протоптала эти следы своими колесами. Они сюда (показывает на фото) научные приборы отвозили, чтобы в момент старта струей реактивного двигателя не сбить приборы, поэтому они их на несколько сотен метров туда, в сторону, отвозили, устанавливали.

Все шесть мест посадок американских аппаратов, и они сняли наши луноходы, в общем все, что там на Луне интересного сейчас сфотографировано.

Кстати нашли один- мы потеряли свой луноход, луноход первый, забыли место посадки. Так получилось, меняли систему координат на Луне, и чего-то не смогли найти свой Луноход. Нашли его в конце концов. Сидит, куда он денется. Правда, он уже не наш. В трудные годы его продали американцам. Не знаете эту историю? В начале девяностых на аукционе «Сотбис» был выставлен «Луноход 1» с самовывозом. И его купили. Его купил, значит, тогда он был сын одного из американских астронавтов, не помню его фамилию. Позже он сам стал астронавтом. Он его купил. Теперь это его собственность. Но вывезти пока не смог.

Из последних полетов к Луне, наверное, интересен тот, который показал, что на Луне есть вода. Было сделано это так. Последняя ступень ракетоносителя, а на ней- научный спутник. Вот последняя ступень была направлена в район Южного полюса Луны. И она врезалась в кратер на Южном полюсе, который никогда не освещается Солнцем. Там солнечные лучи идут параллельно поверхности, а кратер глубокий, и поэтому на дно никогда солнечные лучи не падают, там всегда холодно, там минус 200 градусов с лишним. И он туда упал- этот бак, третья ступень- взорвался, вот место взрыва (на фото) от удара. Выбросил вещество с глубины примерно 5-7 метров. А этот маленький спутничек летел вслед и он проанализировал выброшенное взрывом вещество. Оказалось, что в грунте примерно 3 % воды, в виде льда, конечно, вода испаряется при ударе. В общем, можно добывать эту воду, если базу на Южном полюсе Луны создадите, то как-то можно использовать эту грунтовую воду, очищать, пить и так далее, не надо с собой вести с Земли.

Где-то в 2005-ом году американцы объявили о том, что начинают новый этап полетов человека на Луну. Старая ракета, «Сатурн 5», никто уже не будет там возрождать, она свое отработала, «Шатлл» у них не способен был далеко летать, сейчас он вообще не используется. И они объявили о создании новой линейки тяжелых ракет для полетов к Луне и, может быть, даже к Марсу. Даже назвали ее «Ares»- это Марс, по-гречески.

Первую испытали легкую ракету этой линейки. Они испытали “Ares 1», но один раз испытали, и больше никуда она не летала. А те две тяжелых так и не создали. Потом был экономический кризис, предыдущий, и от этой программы отказались.

Теперь вот, пару лет назад, объявили о создании новой линейки тяжелых ракет, но уже более продвинутых. Но и новый кризис вот, и тоже притормозилось это дело, так что сегодня нет достаточно мощной ракеты, на которой можно летать даже на Луну, про Марс мы вообще не говорим. Но потихонечку американцы делают, вероятно, сделают эти тяжелые ракеты.

Космический корабль, то, что вот «Аполлон» раньше был (изображение). Фактически его воспроизвели сегодня, но на новой основе, новые материалы. Он немножко больше размером. Если раньше 3 человека на нем летали, то сегодня туда пятерых можно воткнуть. Он, конечно, более совершенный, хотя, в принципе, похож. Ну, схема полета такая же: с Земли вокруг Луны, корабль остается, а посадочный, маленький, садится на Луну. Вот посадочный существенно переработали: это уже не микрокабинка, а довольно солидное такое сооружение, где пару недель 4 человека могут вполне комфортно жить. Это уже интересно было бы. Но его пока не создали и не испытали.

Вот этот (изображение) уже создали. Он испытывался. При полете в космосе нормально работает. У него есть особенность. У предыдущего не было солнечных батареек, а у этого есть, то есть он источник энергии имеет. Тот, старый, на аккумуляторах летал. И главное, что не надо держать там космонавта, чтобы стеречь его на орбите. Электроника это сделает сама. То есть все, кто прилетел к Луне, могут сесть на поверхность, поработать, потом вернуться на этот корабль и отчалить к Земле.

Что можно с Луны поиметь полезного? Пока говорят только об одном- о легком изотопе Гелий 3. Он действительно есть в тонком поверхностном грунте, в этой пыли лунной. Этот изотоп, если все пойдет хорошо, и если мы создадим на Земле термоядерные электростанции, можно будет использовать как топливо для термоядерных электростанций. Пока они не созданы и изотоп этот никому не нужен. На Земле его нет вообще, на Луне он немножечко есть. Но пока это только разговоры. Больше ничего полезного мы пока на Луне не нашли, но как базу, как запасную планету, как научную площадку, конечно, ее надо исследовать.

Но я думаю, что первыми людьми, так сказать, второй волны, там окажутся туристы все-таки. Для научных целей уже полет человека не нужен. Уже роботы у нас намного эффективнее работают, чем космонавты. Но как туристическое место паломничества- это привлекательно. Сегодня уже 20 космических туристов слетали на МКС- международную космическую станцию. Стоит такая поездка на неделю на МКС от 20 до 50 миллионов долларов. Для многих это вполне нормальные деньги.

На Луну, если так немножко проэкстраполировать, от 100 до 150 миллионов будет стоить недельная поездка на Луну. Ну, для миллиардера, который с детства был увлечен этой идеей, это, в общем, тоже деньги вполне доступные. Так что, наверное, первыми там окажутся туристы, я так думаю. Их жилище, конечно, придется защищать слоем грунта от радиации. Радиация на поверхности Луны такая же, как в открытом космосе, то есть очень приличная, и долго там быть нельзя, но на недельку- на две там вполне можно и без защиты пожить, но лучше, конечно, защититься.

Вот такие проекты. Есть проекты вообще там копий целых и городков на Луне, но пока это все недалеко разработано, потому что деньги гигантские, а экономического выхода не ожидается, а на чисто научные цели таких больших денег никто не дает. Спасибо!

Вопрос слушателя

И Луна, и Земля- корневые наши породы- датируются тем же самым временем, то есть это четыре и семь, четыре тире восемь, потому что в единственном месте у нас только, в Канаде и в Австралии, обнаружили такие породы. Вот мне было всегда интересно, потому что у нас курс планетарной геологии очень маленький. Как это объяснить, то что Земля и Луна от одной альма- матер произошли…

Владимир СУРДИН

Ну, вся Солнечная система формировалась за короткое время, и примерно одинаковый возраст и у Солнца, и у всех планет.

Слушатель

Естественно. Но Солнце немного старше все равно.

Владимр СУРДИН

Чуть-чуть старше. Но если детально посмотреть, то и у планет есть разрыв, распределение возрастов, но это все укладывается где-то в сто миллионов лет, то есть в одну десятую долю миллиарда. Да, на Земле есть два-три места- долго искали, но все-таки нарыли два, по-моему, места в Канаде и в Австралии, где нашли породы старше четырех, а на Луне вот поехали- бац! Камень. И он такой же старый. Представьте, сколько мы на Луне найдем, если серьезно этим займемся. Для геологов это просто рай.

Слушатель

Спасибо!

Вопрос слушателя

Спасибо за интересную лекцию. Такие лекции нужны, особенно в наше время. Люди перестали увлекаться космосом, чем в шестидесятые годы…

Владимир СУРДИН

А кто тут сидит?

Слушатель

Мало, мало! Я хотел спросить. Меня больше всего восхищает старт лунной капсулы обратно к орбитальному кораблю. Надо было вывести его на орбиту, провести стыковку, у нас какая высота орбиты?

Владимир СУРДИН

100 километров, примерно.

Слушатель

То есть космические скорости. На Земле -то они— первая, вторая…

Владимир СУРДИН

На Земле 11 километров надо, ну восьми достаточно, чтобы на орбиту выйти. На Луне меньше гораздо- 2 километра в секунду, и вы уже отрываетесь от Луны на совсем. Она не сильно притягивает к себе.

Слушатель

Ну и еще вопрос, он, может быть, детский. Мы видим часто, когда Солнце встает или садится и Луна тоже. Она имеет в диаметре гораздо больше, чем днем. Это оптический эффект?

Владимир СУРДИН

Это оптический эффект.

Слушатель

Но там же нет атмосферы. Я видел там тоже- Земля маленькая, а на другом снимке большая.

Владимир СУРДИН

А это уже не оптический эффект, а эффект нашего экрана. Соотношение сторон. Я предупреждал, сокращайте горизонтальный размер. Соотношение сторон тут не выделено. Шестнадцать к девяти, а у меня кадры три к четырем.

Слушатель

И можно еще короткий вопрос. Когда-то мне попались в Никитинской нашей областной библиотеке собрание сочинений Анри Пуанкаре- математик, который первый рассчитал фазы Луны. И там тройные интегралы я увидел. Сложные достаточно он расчеты производил лет 120 назад, наверное. А что такое фазы Луны? В двух словах если?

Владимир СУРДИН

Ну, если вы одну минуту подождете, то я это сделаю. Просто есть презентация одна. Ну, насчет того, что Земля вокруг Солнца- это мы все-таки понимаем, — а не Солнце вокруг Земли. Следом идет Луна. И вот фазы Луны — это часть лунного диска, освещенная Солнцем. На самом деле Луна бегает вокруг Земли, Солнце ее освещает с одного направления, а мы видим с разных сторон. Иногда видим ночную сторону, иногда дневную, потому что за месяц Луна делает оборот. И вот смена видимого внешнего вида лунного диска, она зависит от того, где Солнце, где Луна и где Земля. Собственно вот эта иллюстрация (на экране) должна все и объяснить, надеюсь. Объясняет?

Реплики из зала

Конечно!

Загадки про планеты для детей — лучшая подборка для дошкольников и школьников

Загадки про планеты и солнечную систему для детей с ответами

Загадки про планеты и солнечную систему для детей с ответами
Загадки про планеты и солнечную систему для детей с ответами:

Эта желтая звезда Согревает нас всегда, Все планеты освещает, От других звезд защищает. (Ответ — Солнце)

Бегают вкруг огонечка Шесть сыночков и две дочки, Промелькнут года и дни, Но не встретятся они. (Ответ — планеты)

Крохотулечка-планета Первой Солнышком согрета, И проворна – год на ней Восемьдесят восемь дней. (Ответ — Меркурий)

На планете чудеса: Океаны и леса, Кислород есть в атмосфере, Дышат люди им и звери. (Ответ — Земля)

Читайте также:  День Победы дети в детском саду. 9 мая в детском саду сценарий, старшая группа, подготовительная группа, песни, стихи, конкурсы

Из какого ковша Не пьют, не едят, А только на него глядят? (Ответ — Большая Медведица)

Волчок, волчок, Покажи другой бочок, Другой бок не покажу, Я привязанный хожу. (Ответ — Луна)

Бродит одиноко Огненное око. Всюду, где бывает, Взглядом согревает. (Ответ — Солнце)

По темному небу рассыпан горошек Цветной карамели из сахарной крошки, И только тогда, когда утро настанет, Вся карамель та внезапно растает. (Ответ — Звезды)

В синей чаще алый мяч, Он и светел, и горяч. (Ответ — Солнце)

Эта межзвездная Вечная странница В небе ночном Только–только представится И улетает Надолго потом, Нам на прощанье Мерцая хвостом. (Ответ — Комета)

В дверь, в окно Стучать не будет, А взойдет И всех разбудит. (Ответ — Солнце)

Желтая тарелка на небе висит. Желтая тарелка всем тепло дарит. (Ответ — Солнце)

Большой подсолнух в небе, Цветет он много лет, Цветет зимой и летом, А семечек все нет. (Ответ — Солнце)

В космосе сквозь толщу лет Ледяной летит объект. Хвост его — полоска света, А зовут объект… (Ответ — Комета)

Загадки про космос и планеты для дошкольников и школьников

Загадки про космос и планеты для дошкольников и школьников
Загадки про космос и планеты для дошкольников и школьников:

Яркая красавица Всем планетам нравится. Утром светится без меры, А зовут ее … (Ответ — Венера)

Наша Родина — планета Нежно-голубого цвета. Здесь живет моя семья. Называется … (Ответ — Земля)

Эта далека планета Красно-огненного цвета, Всех зовет в атаку нас, Потому что это … (Ответ — Марс)

Бог Морей зовут меня, И планета — тоже я. Только нет на мне морей. Назови меня скорей! (Ответ — Нептун)

Я у римлян — главный Бог, Шар такой огромный, Что вместить в себя бы смог Всех планет объемы. (Ответ — Юпитер)

Там все знаки зодиака— Водолея, Девы, Рака. Светятся и ночью, и днем, Туда смотрит астроном. (Ответ — Космос)

По-другому его называют — Вселенная, Он огромный, безбрежный, немой. Законы его постигают ученые, Чтоб для нас не казался он тьмой. (Ответ — Космос)

Человек сидит в ракете. Смело в небо он летит, И на нас в своем скафандре Он из космоса глядит. (Ответ — Космонавт)

Он в скафандре, со страховкой Вышел на орбиту. Кораблю поправил ловко Кабель перебитый. (Космонавт, астронавт)

Выше всех людей на свете. Он летает на ракете. И на шар земной глядит, За приборами следит. (Ответ — Космонавт)

В космосе нет сковородки И кастрюли тоже нет. Тут и каша, и селедка, И борщи, и винегрет — Расфасованы, как крем! Космонавтом буду. Из чего-то я поем, Вовсе без посуды. (Ответ — Из тюбиков)

В космосе всегда мороз, Лета не бывает. Космонавт, проверив трос, Что-то надевает. Та одежда припасет И тепло, и кислород. (Ответ — Скафандр)

Есть окошко в корабле — «Челенджере», «Мире». Но не то, что на Земле — В доме и в квартире. В форме круга то окно, Очень прочное оно. (Ответ — Иллюминатор)

По темному небу рассыпан горошек Цветной карамели из сахарной крошки, И только тогда, когда утро настанет, Вся карамель та внезапно растает. (Ответ — Звезды)

Ночью посмотри в оконце – в небе высоко. Зажигаемся, как солнце, очень далеко. (Ответ — Звезды)

Рассыпалось ночью зерно, А утром – нет ничего. (Ответ — Звезды)

Белые цветочки Вечером расцветают, А утром увядают. (Ответ — Звезды)

Загадка про планету Венера для дошкольников и школьников

Загадка про планету Венера для дошкольников и школьников
Загадка про планету Венера для дошкольников и школьников:

Ну – ка, догадайтесь, дети, Что же там, на небе, светит? Не звезда и не Луна, Обаяния полна, Привлекает наши взгляды И дрейфует с Солнцем рядом? На закате и рассвете В небе ярче Солнца светит, Без нее темно и серо… Ярче всех планет – (Ответ — Венера)

Только Солнце и Луна В небе ярче, чем она. Да и горячей планеты В Солнечной системе нету. (Ответ — Венера)

В небе я свечусь нередко, Ваша ближняя соседка. Я Меркурию сестра, И на мне всегда жара. (Ответ — Венера)

Если в небе ясно, Заря едва погасла, Взойдет на небе первой Вся в облаках… (Ответ — Венера)

Планета названная в честь древнеримской богини? (Ответ — Венера)

Самый яркий объект на небе После Солнышка и Луны. В Древнем Риме люди считали, Что это разные две звезды. Одна утром блистает красиво, Вечереет — другая блестит. Смотрит Марс на нее ревниво, Ведь она про любовь говорит. (Ответ — Венера)

На закате и рассвете В небе ярче Солнца светит, Без нее темно и серо… Ярче всех планет – (Ответ — Венера)

Эта планета «соседка» Земли, вторая от Солнца? (Ответ — Венера)

Очень близко к нам, но все же С несусветной высоты Смотрит вниз на нас. Названа планета эта В честь богини красоты. Хоть красивое название И приятный внешний вид — Планетарный дух планеты Из-за плотной атмосферы Страшен, грозен и сердит. Там повсюду ветры, тучи И кислотные дожди, Ураганы, и вулканы, По долинам и курганам Там жара кружит кругами… Очень длинные там дни. А видна планета утром Очень яркою звездой, Что висит над горизонтом И глядит на нас с тобой. (Ответ — Венера)

Сатурн — планета в шляпе

Валерия Сирота «Квантик» №8, 2017

«Я видел высочайшую планету трёхчастной». Галилео Галилей (1610)

Масса:
95 масс Земли
Радиус:
9 радиусов Земли
Расстояние до Солнца:
9,5 а.е.
Период обращения вокруг Солнца:
30 земных лет
Период вращения вокруг оси:
10 часов
Спутники:
известно 62, из них 7 имеют средний диаметр от 400 км и выше

Не слишком понятную фразу, взятую эпиграфом к этой статье, Галилей послал в письме своему другу Кеплеру — записав её на латыни и к тому же анаграммой, то есть переставив как попало буквы. На случай, если кто-то посторонний захочет прочесть… Опасно было писать в письмах такие вещи, да Галилей и сам не понимал, что же это он такое увидел. А «зафиксировать» своё первенство — на случай, если это правда открытие, а не просто показалось — всё-таки хотел.

Галилей думал, что два «нароста» по бокам Сатурна — это спутники. И очень удивился, когда через несколько лет попробовал найти их снова — и не нашёл. Только через 50 лет Христиан Гюйгенс разглядел (в более сильный телескоп) тонкое кольцо вокруг Сатурна, висящее вокруг него каким-то чудом и нигде его не касающееся. И он же догадался, что кольцо это не сплошное, а состоит из множества мелких частичек, каждая из которых крутится вокруг планеты сама по себе.

Задача 1

А почему, кстати, Галилей назвал Сатурн «высочайшим», то есть удалённейшим? Ведь есть же планеты, которые ещё дальше от Солнца.
Ответ

Во времена Галилея (начало XVII века) Уран и Нептун ещё не были известны: невооружённым глазом их не видно. Уран открыл Уильям Гершель в 1781 году.

Задача 2

И почему Галилей не увидел кольца, когда собрался снова посмотреть на него после большого перерыва?

Ответ

Кольца расположены ровно над экватором Сатурна, который наклонён под углом приблизительно 28° к плоскости его орбиты. По сравнению с расстоянием до Сатурна Земля находится почти рядом с Солнцем, поэтому когда на Сатурне весна или осень, мы колец не видим: они повёрнуты к нам (и к Солнцу) ребром. А когда на Сатурне лето или зима, кольца видно лучше всего. Ещё и поэтому (а не только потому, что состоят из камушков и пыли, а не изо льда) кольца Юпитера с Земли не видны: ось Юпитера, как мы помним из статьи «Времена года на Земле и других планетах» в № 6 «Квантика» за 2021 год, перпендикулярна плоскости его орбиты, и кольца всегда видны «с ребра».

Кольца Сатурна — удивительно красивая и загадочная вещь, и раз уж мы о них заговорили, нарушим наш обычный порядок и разглядим сначала то, что вокруг Сатурна, — кольца и спутники, а потом его самого.

Кольца Сатурна. Тёмно-серая полоса с чёрными краями

— щель Кассини.
На заднем плане
— спутник Мимас

Кольца, как потом оказалось, есть и у Юпитера, и у других планет-гигантов. Но до сатурнова кольца им, конечно, далеко! Оно отражает больше солнечного света, чем сам Сатурн, — это потому, что ледяное. Диаметр кольца — 250 тысяч км, а толщина его — всего 1 км! Сосчитайте-ка, какого размера получится его «правдивая» (то есть масштабная — без искажения пропорций) модель, если вы станете делать её из бумаги (толщина обычного листа бумаги 0,1 мм) — это задача 3

.

Ответ на задачу 3
При толщине бумажного кольца 0,1 мм его диаметр должен быть 25 м, так что не то что в комнату, а даже и на детскую площадку во дворе оно не влезло бы.

Сосчитали? Насколько прочным получится такое кольцо, склеенное из бумаги? А настоящее-то вовсе не склеено! В хороший телескоп видно, что оно распадается на тысячу тоненьких колечек. А наблюдения космических аппаратов «Вояджер» и «Кассини» показали, что даже щель Кассини — тёмный промежуток между кольцами — не просто пустое пространство, а много-много тонких колечек, разделённых тонкими щелями, внутри которых — ещё более тонкие колечки…

Да и кольца ничем не скреплены; они составлены из льдинок размером от 1 мм до 10 м, с маленькой примесью пыли и камешков. Если выловить их все да слепить вместе — не хватит даже на небольшой спутник диаметром 100 км.

А ведь каждая льдинка летает вокруг Сатурна сама по себе, никак они друг с другом не «договариваются». А вокруг то спутники пролетают, притягивают их каждый в свою сторону, то Юпитер поблизости (ну, относительно, конечно) проходит — тоже к себе тянет. То какой-нибудь шальной камушек пролетит — врежется в льдинку, собьёт её с пути… Почему же кольцо не разваливается от всех этих воздействий? Учёные это до сих пор как следует не поняли. Во всяком случае, ясно, что само кольцо бы не уцелело: ему помогают спутники-«пастухи», которые вращаются вокруг Сатурна неподалёку от колечек и увеличивают их устойчивость — «пасут» льдинки, возвращают на место, если какая-нибудь из них «сбилась с пути».

Происхождение колец тоже не совсем ясно. Скорее всего, это останки спутника (или спутников), который давным-давно крутился вокруг Сатурна по слишком близкой орбите; так же как Марс потихоньку притягивает к себе Фобос, Сатурн притянул этот спутник и разорвал приливными силами на мелкие кусочки. Но больше такое ни с кем не случится: все теперешние спутники Сатурна вращаются вокруг него медленнее, чем он сам вокруг оси, и поэтому удаляются от него.

Спутников у Сатурна, как и у Юпитера, много. Но, как и у Юпитера, больше половины из них — далёкие, мелкие и вращаются вокруг планеты «не в ту сторону» — заблудшие захваченные астероиды. Зато остальные — те, которые поближе — очень хорошо воспитаны: они все «не сводят глаз» с Сатурна, повернувшись к нему всегда одной стороной, и почти все вращаются строго в плоскости экватора Сатурна. При этом многие из них ещё и кольца «пасут»: добрая половина этих спутников находится в различных резонансах друг с другом и с кольцами Сатурна. (Помните, что это такое? — Пока один сделает два оборота, другой делает три… а третий — пять…). Конечно, не может быть, чтобы такое невероятное совпадение получилось случайно. Это приливные силы отодвигали, придвигали, раскачивали и переставляли спутники (а заодно и льдинки в кольцах) до тех пор, пока не получилось чудо, которое мы сейчас видим.

Гейзеры (криовулканы) Энцелада

Внешние, захваченные спутники — в основном тёмные и относительно тяжёлые при таких ничтожных размерах. А внутренние, «свои», — очень светлые и лёгкие. Значит, они состоят в основном изо льда. Всего семь спутников Сатурна оказались достаточно тяжёлыми, чтобы приобрести шарообразную форму (и то седьмой — Мимас — похож скорее на яйцо, чем на шар). Остальные так и остались «булыжниками» неправильной формы. Почти каждому спутнику есть чем похвалиться: вот Япет, например, — двухцветный. Передняя по ходу (ведущая) сторона у него чёрная, как ночь, а задняя (ведомая) — светлая, почти как юпитерова Европа. Когда Джованни Кассини открыл его в 1671 году, он долго удивлялся: почему этот странный спутник видно только с одной стороны от Сатурна?! Похожая ситуация у Реи и Дионы (хотя разница там не такая гигантская), только у них наоборот — ведущая сторона светлая, ведомая — тёмная… Но, наверно, самые интересные — Титан и Энцелад.

У Энцелада, как и у юпитеровой Европы, под ледяной поверхностью — океан незамёрзшей воды. И через несколько «дыр» эта вода фонтаном бьёт наружу, прямо в космос, на сотни километров! Там она, конечно, замерзает, и часть льдинок падает обратно на спутник, а остальные становятся строительным материалом для внешнего кольца Сатурна. Но как небольшой Энцелад умудрился сохранить внутри столько тепла, чтобы хватило на обогрев океана? Наверно, как и у Ио и Европы, помогают приливы, возникающие из-за некруговой орбиты, которая поддерживается резонансом с Дионой… И действительно, при движении Энцелада по орбите мощность фонтана сильно меняется от дальней к ближней точке. А может, этот спутник ещё и сам греется изнутри за счёт распада радиоактивных атомов…

Титан

Титан — единственный большой спутник Сатурна и второй после Ганимеда среди всех спутников. По размеру он больше Меркурия и всего вдвое меньше Земли. Но главное — это единственный спутник, имеющий настоящую, плотную атмосферу! В основном она из азота, как и земная. Давление «воздуха» на поверхности Титана в полтора раза больше, чем на Земле. Кроме того, Титан — единственное (кроме Земли) тело в Солнечной системе, на поверхности которого нашли жидкость — правда, не воду, а жидкий метан.

Давайте теперь посмотрим наконец на саму планету. Сатурн по размеру практически такой же, как Юпитер, а масса у него в 3 раза меньше. Это значит, что он очень «рыхлый»: это единственная планета в Солнечной системе, средняя плотность которой меньше плотности воды и, кстати, в 10 раз меньше земной. Это потому, что в нём совсем мало тяжёлых атомов (то есть железа и «камней») и даже гелия, и состоит он почти полностью из газа водорода. Из-за такой малой плотности ускорение свободного падения на Сатурне невелико — мы бы весили там примерно столько же, сколько на Земле. Вот только стоять на Сатурне негде — откуда же на планете, состоящей из водорода, возьмёшь твёрдую поверхность!

Сатурн, как и Юпитер, очень быстро вращается вокруг оси. От этого он очень сильно «сплющился». Из всех планет Сатурн — самый «мандаринообразный»: расстояние от центра до полюса отличается от расстояния до экватора на целый радиус Земли.

Сатурн, в общем-то, во многом похож на Юпитер. Вот разве что Большого Красного пятна у него нет: вихри и ураганы там регулярно появляются, но не такие долгоживущие. Зато у Сатурна есть своя особенность — гигантский правильный шестиугольник, в который выстроились облака на северном полюсе. Каждая сторона этого шестиугольника больше диаметра Земли, и он вращается вокруг оси с той же скоростью, с какой, видимо, вращается внутренняя часть Сатурна. Откуда он там взялся и почему не разрушается — никто не знает. Прямые линии, правильные многоугольники встречаются в твёрдых телах, в кристаллах — но в газе?.. Загадка.

Шестиугольник Сатурна

И всё-таки, как же получилось, что внутренние планеты — маленькие и каменистые, а внешние — большие и состоят из водорода? Ответ нужно искать в истории возникновения Солнечной системы. Вначале никаких планет не было, а было большое облако пыли и газа (в основном водорода, но и остальных атомов понемножку), в центре которого возникла протозвезда — огромный комок, постепенно сжимающийся и нагревающийся. И чем больше этот комок становился, тем сильнее он притягивал окружающие пыль и газ, и облако постепенно сжималось, становясь потихоньку всё плотнее и меньше. Вот в этом облаке и возникли сгустки вещества — сначала их было много, и каждый старался вырасти, притягивая к себе окружающие газ и пыль. В основном, конечно, пыль, потому что когда ты маленький и лёгкий, удержать газ и не дать ему улететь — трудно. Потом, когда эти сгустки стали уже довольно большие — их называют планетезималями —

они стали объединяться, сливаться друг с другом, и образовали протопланеты, которые уже могли притягивать и газ. Но чем ближе к центру облака, тем горячее, и из внутренних областей за это время испарились и улетели подальше и вода, и лёгкие газы. Поэтому планеты, которые были близко к звезде, быстро набрали себе тяжёлых атомов («камня и железа»), а газа набрать не успели. А тем, что подальше, — наоборот, газа досталось много. По этой же причине и воды (и льда) на планетах земной группы оказалось мало, а за поясом астероидов — сколько угодно.

Фотографии аппарата «Кассини» (NASA / JPL / Space Science Institute)

Задача 4

Как получена верхняя фотография справа? (Никакого монтажа не было.)

Ответ

Космический аппарат находится за

Сатурном и фотографирует затмение Солнца Сатурном. Солнце подсвечивает кольца и край атмосферы, а сам Сатурн мы видим с теневой стороны.

Задача 5

А что, собственно, происходит на нижней фотографии справа? Что значит тонкая полоса посредине снимка? Что это за двойная толстая чёрная полоса на планете?

Ответ

Тонкая полоса

— это кольцо, видимое с ребра.
Толстая чёрная полоса на Сатурне
— тень кольца.
Большой спутник на фото
— Титан.

Художник Мария Усеинова

Как у Юпитера есть троянские астероиды (см. статью «Качели, резонансы и космическое хулиганство», «Квантик» № 11, 2015 год), так и у некоторых крупных спутников Сатурна есть троянцы — спутники на той же орбите вокруг Сатурна!

Загадки про планету Марс для дошкольников и школьников

Загадки про планету Марс для дошкольников и школьников
Загадки про планету Марс для дошкольников и школьников:

Над планетой красной кружат Каменюки — Страх и Ужас. Нет горы нигде на свете Выше, чем на той планете. (Ответ: Марс)

Меж Юпитером и Марсом Не мешало бы прибраться – Там осколки от планеты, А вот веника-то нету. (Ответ: Фаэтон и Пояс астероидов)

Четвертая от Солнца, Седьмая по размеру, И нет на ней бесспорно, Для жизни атмосферы! (Ответ: Марс)

Это красная планета По соседству с нами. И зимой и даже летом Мерзнет надо льдами. Странно, что ни говори, — Лед не сверху, а внутри… (Ответ: Марс)

Он от солнца первый после Земли …? (Ответ: Марс)

Красным цветом отливает, Шарик в космосе летает, Человек на нее не ступал, Марсаход лишь когда-то бывал! (Ответ: Марс)

Покровительствует Бог войны планете. Вся она в оранжевом и красном цвете. Часто кружат бури пылевые, Ветры завывают штормовые, И полярных шапок на горах не счесть, Даже русла рек, морей здесь есть. Верят люди:, жизнь планета может обрести, И будут яблони на ней цвести. (Ответ: Марс)

Эту планету узнаешь легко, Красного цвета там больше всего, Воздуха нет, и воды не сыскать, Шоколадный батончик ее именем звать! (Ответ: Марс)

В кратерах поверхность, А вулканов нет, Ни воды, ни воздуха, Много-много лет! (Ответ: Марс)

Есть ли жизнь там или нет, Мы пока не знаем, Цвета красного она, Это точно знаем! (Ответ: Марс)

Как называется планета, Что в богах у римлян ходит? И краснея, вокруг Солнца, (Ответ: Марс)

Каждый школьник знает это — Бог войны или планета. А еще есть, говорят, С таким названием шоколад. (Ответ: Марс)

Загадки про планеты (40 штук)

В небе виден желтый круг И лучи, как нити. Вертится Земля вокруг, Словно на магните. Хоть пока я и не стар, Но уже ученый – Знаю, то — не круг, а шар, Сильно раскаленный.

Ответ

солнце

Вот планетам младший брат, По размеру маловат. К солнышку всех ближе он, Потому и раскален.

Ответ

меркурий

В небе я свечусь нередко, Ваша ближняя соседка. Я Меркурию сестра, И на мне всегда жара

Ответ

венера

Планета голубая, Любимая, родная, Она твоя, она моя, А называется…

Ответ

земля

Это красная планета По соседству с нами. И зимой и даже летом Мерзнет надо льдами. Странно, что ни говори, — Лед не сверху, а внутри.

Ответ

марс

В телескоп скорей взгляните Он гуляет по орбите. Там начальник он над всеми, Больше всех других планет. В нашей солнечной системе Никого крупнее нет.

Ответ

юпитер

Все планеты с полюсами, Есть экватор у любой. Но планеты с поясами Не найдете вы другой. В этих кольцах он один, Очень важный господин.

Ответ

сатурн

Пышный газовый гигант Брат Юпитера и франт Любит он, чтоб рядом были Кольца изо льда и пыли.

Ответ

Уран

На планете синей-синей Дует ветер очень сильный. Холодно на ней весьма — Состоит из воды, газа и льда

Ответ

нептун

У далекой крохотной планеты, Нет статуса «Большой» планеты. И обидевшись она, В телескопы не видна

Ответ

плутон

Бегают вкруг огонечка Шесть сыночков и две дочки, Промелькнут года и дни, Но не встретятся они.

Ответ

Планеты

Крохотулечка-планета Первой Солнышком согрета, И проворна – год на ней Восемьдесят восемь дней.

Ответ

Меркурий

Она от Солнца первая планета, Похожа на Луну по цвету. В глубокой древности ее все греки знали И «белою звездою» называли. Быстрее всех планет вращается, В честь покровителя торговли называется.

Ответ

Меркурий

Самый яркий объект на небе После Солнышка и Луны. В Древнем Риме люди считали, Что это разные две звезды. Одна утром блистает красиво, Вечереет — другая блестит. Смотрит Марс на нее ревниво, Ведь она про любовь говорит.

Ответ

Венера

Только Солнце и Луна В небе ярче, чем она. Да и горячей планеты В Солнечной системе нету.

Ответ

Венера

Над планетой красной кружат Каменюки Страх и Ужас. Нет горы нигде на свете Выше, чем на той планете.

Ответ

Марс

Покровительствует Бог войны планете. Вся она в оранжевом и красном цвете. Часто кружат бури пылевые, Ветры завывают штормовые, И полярных шапок на горах не счесть, Даже русла рек, морей здесь есть. Верят люди: жизнь планета может обрести, И будут яблони на ней цвести.

Ответ

Марс

Великан-тяжеловес Мечет молнии с небес, Полосат он, словно кошка, Жаль худеет понемножку.

Ответ

Юпитер

Огромная, гигантская планета, Вся состоит из гроз и ярких вспышек света. А в атмосфере есть явление одно: Большое красное пятно. Сияние планеты люди ночью наблюдают, Ученые шестнадцать спутников планеты изучают.

Ответ

Юпитер

Великан-тяжеловес Мечет молнии с небес, Полосат он, словно кошка, Жаль худеет понемножку.

Ответ

Юпитер

Такая мрачная, суровая, серьезная планета! От Солнца далеко: здесь холод, мало света. Гуляют вихри скоростные, ветры задувают, И множество колец планету окружают.

Ответ

Сатурн

Он уже который век Среди братьев-римлян грек, И сквозь космоса тоску Мчится, лежа на боку.

Ответ

Уран

Планету Бога неба древние не знали, Лишь в веке восемнадцатом планету наблюдали: Учитель музыки из Англии ее открыл, Что позже астрономом лучшим признан был. Полно метана на планете, царят здесь сумерки, покой… И в телескопы выглядит планета голубой.

Ответ

Планету

Красиво светится планета Ярко-бирюзовым, синим светом. Носит имя божества морского, Далека от Солнца, но диаметра большого. Главный спутник у нее — Тритон, Чем-то схож с Луною он.

Ответ

Нептун

На планете синей-синей Дует ветер очень сильный. Год на ней велик весьма — Длится 40 лет зима.

Ответ

Нептун

На планете синей-синей Дует ветер очень сильный. Холодно на ней весьма — Состоит из воды, газа и льда

Ответ

Нептун

Эта желтая звезда Согревает нас всегда, Все планеты освещает, От других звезд защищает.

Ответ

Солнце

Бегают вкруг огонечка Шесть сыночков и две дочки, Промелькнут года и дни, Но не встретятся они.

Ответ

Планеты

Только Солнце и Луна В небе ярче, чем она. Да и горячей планеты В Солнечной системе нету.

Ответ

Венера

На планете чудеса: Океаны и леса, Кислород есть в атмосфере, Дышат люди им и звери.

Ответ

Земля

То худеет, то полнеет, Светит с неба, но не греет, И на Землю лишь одной Вечно смотрит стороной.

Фаэтон и Пояс астероидов: Меж Юпитером и Марсом Не мешало бы прибраться – Там осколки от планеты, А вот веника-то нету.

Ответ

Луна

Великан-тяжеловес Мечет молнии с небес, Полосат он, словно кошка, Жаль худеет понемножку.

Ответ

Юпитер

:

Он уже который век Среди братьев-римлян грек, И сквозь космоса тоску Мчится, лежа на боку.

Ответ

Уран

Нужно пять часов, чтоб свету Долететь до той планеты, И поэтому она В телескопы не видна.

Ответ

Плутон

Она моложе всех планет, И в Солнечной системе меньше просто нет. Зовут ее «планета-крошка», Изучена она совсем немножко. Считают, жизни здесь не будет никогда: Планета просто очень холодна.

Ответ

Плутон

У далекой крохотной планеты, Нет статуса «Большой» планеты. И обидевшись она, В телескопы не видна.

Показать скрытое содержимое

Плутон

Без главного тела планетной системы Не было б даже космической темы: Из облака, газа, пыли и света Вдруг появилась звездочка эта. Ярче нее мы пока что не знаем, Лучи на себе каждый день ощущаем. Утро приходит, и смотрит в оконце Добрая звездочка с именем…

Ответ

Солнце

. Она от Солнца первая планета, Похожа на Луну по цвету. В глубокой древности ее все греки знали И «белою звездою» называли. Быстрее всех планет вращается, В честь покровителя торговли называется.

Ответ

Меркурий

. Самый яркий объект на небе После Солнышка и Луны. В Древнем Риме люди считали, Что это разные две звезды. Одна утром блистает красиво, Вечереет — другая блестит. Смотрит Марс на нее ревниво, Ведь она про любовь говорит.

Ответ

Венера

. Нет планеты краше и милей Для животных, насекомых, птиц, людей… Реки, горы и бескрайние поля На планете, что зовем…

Ответ

Земля.

Вечерок лишь наступает, Будто пава выплывает И до самого утра за Землей Следит она.

Ответ

Луна

. Покровительствует Бог войны планете. Вся она в оранжевом и красном цвете. Часто кружат бури пылевые, Ветры завывают штормовые, И полярных шапок на горах не счесть, Даже русла рек, морей здесь есть. Верят люди: жизнь планета может обрести, И будут яблони на ней цвести.

Ответ

Марс

. Планету Бога неба древние не знали, Лишь в веке восемнадцатом планету наблюдали: Учитель музыки из Англии ее открыл, Что позже астрономом лучшим признан был. Полно метана на планете, царят здесь сумерки, покой… И в телескопы выглядит планета голубой.

Ответ

Уран.

Красиво светится планета Ярко-бирюзовым, синим светом. Носит имя божества морского, Далека от Солнца, но диаметра большого. Главный спутник у нее — Тритон, Чем-то схож с Луною он.

Показать скрытое содержимое

Нептун
Ответ.

Загадка про планету Земля для дошкольников и школьников

Загадка про планету Земля для дошкольников и школьников
Загадка про планету Земля для дошкольников и школьников:

Меня бьют, колотят, Режут, ворочают, А я все терплю И всем добром плачу. (Ответ: Земля)

Кто в году четыре раза переодевается? (Ответ: Земля)

Ни начала, ни конца, Ни затылка, ни лица. Знают все, и млад и стар, Что она — большущий шар. (Ответ: Земля)

Весь мир кормлю, А сама не ем. Ответ: Земля

Планета голубая, Любимая, родная, Она твоя, она моя, А называется… (Ответ: Земля)

Некого не родила, а все матушкой зовут. (Ответ: Земля)

Над клубком челнок летает, На клубок витки мотает. (Ответ: Земля)

Ни затылка, ни лица. Знают все: и млад, и стар, Что она – большущий шар. (Ответ: Земля)

Атмосфера и вода, Солнце, теплые ветра, Круглая, вращается, Как называется? (Ответ: Земля)

Она обитаема, Покрыта водой, Богат и насыщен, Живой ее мир! (Ответ: Земля)

Кружится, вертится, Планета давно, Суш, морей, океанов полно, Флора и фауна, На ней процветает, ну же дружок, как ее называют? (Ответ: Земля)

Цвета голубого, Из космоса видна, Четыре времени года, Имеет все ж она! (Ответ: Земля)

Ночь сменяется днем, Засуха, дождями, А обширные леса, Океанами, морями! (Ответ: Земля)

Материки и острова, Моря и океаны, Планету эту ты дружок, Из тысячи узнаешь! (Ответ: Земля)

Вокруг Солнышка вращается, День на ночь на ней сменяется, Лето, зима, осень, весна, Из года в год меняет … (Ответ: Земля)

Степи, горы и леса, Вот природная краса, Океанами покрыта, Пустынями укрыта! (Ответ: Земля)

На этой планете, Флора богата, И фауна очень, Разнообразна! (Ответ: Земля)

Спутник у нее Луна, Вокруг Солнца вращается, Притяжением обладает, Как планету называют? (Ответ: Земля)

Есть одна планета-сад В этом космосе холодном. Только здесь леса шумят, Птиц скликая перелетных, Лишь на ней одной цветут Ландыши в траве зеленой, И стрекозы только тут В речку смотрят удивленно… Береги свою планету — Ведь другой, похожей, нету! (Ответ: Земля)

Загадки про нашу планету Земля

1. На планете чудеса: Океаны и леса, Кислород есть в атмосфере, Дышат люди им и звери. (Земля)
2. Нет планеты краше и милей Для животных, насекомых, птиц, людей… Реки, горы и бескрайние поля На планете, что зовем… (Земля)
3. Ни начала, ни конца, Ни затылка, ни лица. Знают все: и млад, и стар, Что она – большущий шар. (Земля)
4. Планета голубая, Любимая, родная. Она твоя, она моя, А называется… (Земля)

Загадка про планету Юпитер для дошкольников и школьников

Загадка про планету Юпитер для дошкольников и школьников
Загадка про планету Юпитер для дошкольников и школьников:

Великан-тяжеловес Мечет молнии с небес, Полосат он, словно кошка, Жаль худеет понемножку. (Ответ: Юпитер)

В телескоп скорей взгляните Он гуляет по орбите. Там начальник он над всеми, Больше всех других планет. В нашей солнечной системе Никого крупнее нет. (Ответ: Юпитер)

Огромная, гигантская планета, Вся состоит из гроз и ярких вспышек света. А в атмосфере есть явление одно: Большое красное пятно. Сияние планеты люди ночью наблюдают, Ученые шестнадцать спутников планеты изучают. (Ответ: Юпитер)

Царь планет! В тельняшке облаков Вращаться не спешит — Уж нрав его таков! Двенадцать на Земле, А здесь лишь год пройдет! Уж очень он тяжел И медленно плывет. (Ответ: Юпитер)

Далеко за Марсом По своей орбите Катится степенно Великан — (Ответ: Юпитер)

Он такой огромный — Радуется глаз. Тяжелей земли он Где-то в триста раз. (Ответ: Юпитер)

Огромная, красивая планета… В честь Бога это чудо нарекли… Она ми есть восьмое чудо света… Он зажигает космоса огни… (Ответ: Юпитер)

Характер свой планета проявляет… Магнитный на планете бродит шторм… Пусть каждый про планету ту узнает… Увидит это чудо в телескоп … (Ответ: Юпитер)

Загадки про планеты солнечной системы для детей: 27 лучших

Сайт «Мама может все!» собрал лучшие загадки про планеты солнечной системы для детей. В этой подборке мы собрали загадки про 9 планет солнечной системы, есть даже про самую крошечную планету — Плутон. Эту загадки смогут оценить не только дети, но и взрослые. С помощью этих загадок, дети смогут быстрее запомнить планетарную модель солнечной системы и узнают много нового. Для лучшего запоминания, загадки собраны по порядку убывания планет от солнца.

***

Вот планетам младший брат, По размеру маловат. К солнышку всех ближе он, Потому и раскален. (Меркурий)

***

Она от Солнца первая планета, Похожа на Луну по цвету. В глубокой древности ее все греки знали И «белою звездою» называли. Быстрее всех планет вращается, В честь покровителя торговли называется. (Меркурий)

***

Крохотулечка-планета Первой Солнышком согрета, И проворна – год на ней Восемьдесят восемь дней… (Меркурий)

***

В небе я свечусь нередко, Ваша ближняя соседка. Я Меркурию сестра, И на мне всегда жара… (Венера)

***

Только Солнце и Луна В небе ярче, чем она. Да и горячей планеты В Солнечной системе нету… (Венера)

***

В небе я свечусь нередко, Ваша ближняя соседка. Я Меркурию сестра, И на мне всегда жара. (Венера)

***

Планета голубая, Любимая, родная, Она твоя, она моя, А называется… (Земля)

***

Ни начала, ни конца, Ни затылка, ни лица. Знают все: и млад, и стар, Что она – большущий шар. (Земля)

***

На планете чудеса: Океаны и леса, Кислород есть в атмосфере, Дышат люди им и звери… (Земля)

***

Над планетой красной кружат Каменюки Страх и Ужас. Нет горы нигде на свете Выше, чем на той планете… (Марс)

***

Есть ли жизнь там или нет, Мы пока не знаем, Цвета красного она, Это точно знаем… (Марс)

***

Это красная планета По соседству с нами. Он зимой и даже летом Мерзнет надо льдами. Странно, что не говори,- Лед не сверху, а внутри. (Марс)

***

Великан-тяжеловес Мечет молнии с небес, Полосат он, словно кошка, Жаль худеет понемножку. (Юпитер)

***

Огромная, гигантская планета, Вся состоит из гроз и ярких вспышек света. А в атмосфере есть явление одно: Большое красное пятно. Сияние планеты люди ночью наблюдают, Ученые шестнадцать спутников планеты изучают. (Юпитер)

***

В телескоп скорей взгляните Он гуляет по орбите. Там начальник он над всеми, Больше всех других планет. В нашей солнечной системе Никого крупнее нет. (Юпитер)

***

Все планеты с полюсами, Есть экватор у любой. Но планеты с поясами Не найдете вы другой. В этих кольцах он один, Очень важный господин. (Сатурн)

***

Такая мрачная, суровая, серьезная планета! От Солнца далеко: здесь холод, мало света. Гуляют вихри скоростные, ветры задувают, И множество колец планету окружают. (Сатурн)

***

Пышный газовый гигант Брат Юпитера и франт Любит он, чтоб рядом были Кольца изо льда и пыли… (Сатурн)

***

Пышный газовый гигант Брат Юпитера и франт Любит он, чтоб рядом были Кольца изо льда и пыли. (Уран)

***

Вращается не так, как все, Огромный газовый гигант, Имеет голубой лишь цвет, Что придает ей газ метан! (Уран)

***

Он уже который век Среди братьев-римлян грек, И сквозь космоса тоску Мчится, лежа на боку… (Уран)

***

На планете синей-синей Дует ветер очень сильный. Холодно на ней весьма — Состоит из воды, газа и льда (Нептун)

***

Красиво светится планета Ярко-бирюзовым, синим светом. Носит имя божества морского, Далека от Солнца, но диаметра большого. Главный спутник у нее — Тритон, Чем-то схож с Луною он. (Нептун)

***

В честь бога морей, Планету назвали, И цвет голубой, Атмосферу разбавил! (Нептун)

*** Нужно пять часов, чтоб свету Долететь до той планеты, И поэтому она В телескопы не видна… (Плутон)

***

Она моложе всех планет, И в Солнечной системе меньше просто нет. Зовут ее «планета-крошка», Изучена она совсем немножко. Считают, жизни здесь не будет никогда: Планета просто очень холодна. (Плутон)

***

У далекой крохотной планеты, Нет статуса «Большой» планеты. И обидевшись она, В телескопы не видна… (Плутон)

Загадка про планету Сатурн для дошкольников и школьников

Загадка про планету Сатурн для дошкольников и школьников
Загадка про планету Сатурн для дошкольников и школьников:

У каждой планеты есть что-то свое, Что ярче всего отличает ее. Сатурн непременно узнаешь в лицо — Его окружает большое кольцо. Оно не сплошное, из разных полос. Ученые вот как решили вопрос: Когда-то давно там замерзла вода, И кольца из снега и льда. (Ответ — Сатурн)

Там, в ожерелье жемчужных колец Тускло мерцает молодец. Назван он так в честь бога судьбы, Только не слышит людской он мольбы. Нет атмосферы и вечно зима. Жизни там нет. Ведь кромешная тьма! (Ответ — Сатурн)

Все планеты с полюсами, Есть экватор у любой. Но планеты с поясами Не найдете вы другой. В этих кольцах он один, Очень важный господин. (Ответ — Сатурн)

Пышный газовый гигант Брат Юпитера и франт Любит он, чтоб рядом были Кольца изо льда и пыли. (Ответ — Сатурн)

Такая мрачная, суровая, серьезная планета! От Солнца далеко: здесь холод, мало света. Гуляют вихри скоростные, ветры задувают, И множество колец планету окружают. (Ответ — Сатурн)

Загадка про планету Плутон для дошкольников и школьников

Загадка про планету Плутон для дошкольников и школьников
Загадка про планету Плутон для дошкольников и школьников:

У далекой крохотной планеты, Нет статуса «Большой» планеты. И обидевшись она, В телескопы не видна. (Ответ — Плутон)

Нужно пять часов, чтоб свету Долететь до той планеты, И поэтому она В телескопы не видна. (Ответ — Плутон)

Она моложе всех планет, И в Солнечной системе меньше просто нет. Зовут ее «планета-крошка», Изучена она совсем немножко. Считают, жизни здесь не будет никогда: Планета просто очень холодна. (Ответ — Плутон)

Он изгнан из членов планетного клуба, Семьей астрономов, бестактно и грубо. Он – карлик, plutoid, такой, как Эрида. В системе планет ему место закрыто. (Ответ — Плутон)

Он карлик, он меньше Земли. И Луны!!! Планеты с ней дружить не должны. Хоть спутников есть у него половина десятка, Имеется масса других недостатков. (Ответ — Плутон)

Хоть мала, но имеет планета свою свиту: Побольше – Харон, меньше – Никта и Гидра, Кружатся над богом по разным орбитам, Харон приближается, кажется слитным. (Ответ — Плутон)

Загадка про планету Меркурий для дошкольников и школьников

Загадка про планету Меркурий для дошкольников и школьников
Загадка про планету Меркурий для дошкольников и школьников:

Вот планетам младший брат, По размеру маловат. К солнышку всех ближе он, Потому и раскален. (Ответ — Меркурий)

Она от Солнца первая планета, Похожа на Луну по цвету. В глубокой древности ее все греки знали И «белою звездою» называли. Быстрее всех планет вращается, В честь покровителя торговли называется. (Ответ — Меркурий)

Вот планетам младший брат, По размеру маловат. К солнышку всех ближе он, Потому и раскален… (Ответ — Меркурий)

Самая близкая к Солнцу планета? (Ответ — Меркурий)

Поверхность неравномерно прогрета, Холодно ночью, днем адское пекло. Для жизни она непригодна поэтому. И атмосферы практически нету. (Ответ — Меркурий)

Загадки про планету Уран для дошкольников и школьников

Загадки про планету Уран для дошкольников и школьников
Загадки про планету Уран для дошкольников и школьников:

Пышный газовый гигант Брат Юпитера и франт Любит он, чтоб рядом были Кольца изо льда и пыли. (Ответ: Уран)

Он уже который век Среди братьев-римлян грек, И сквозь космоса тоску Мчится, лежа на боку. (Ответ: Уран)

Планету Бога неба древние не знали, Лишь в веке восемнадцатом планету наблюдали: Учитель музыки из Англии ее открыл, Что позже астрономом лучшим признан был. Полно метана на планете, царят здесь сумерки, покой… И в телескопы выглядит планета голубой. (Ответ: Уран)

Я — планета яркая, Берегите глаза! Планета — вспышка! Планета — гроза! И только свободу Люблю и лелею. Я — планета Водолея. (Ответ: Уран)

По седьмому кругу, Солнца мимо, Плавно проплывает бог, Он из древней Греции, с Олимпа, Раньше всех воссел на царский трон. (Ответ: Уран)

Среди скал и льдов этой планеты Есть, возможно, углеводород, Но мороз такой, что даже летом Между скал лежит застывший лед. (Ответ: Уран)

Загадки про Уран

1. Он уже который век Среди братьев-римлян грек, И сквозь космоса тоску Мчится, лежа на боку. (Уран)
2. Вращается не так, как все, Огромный газовый гигант, Имеет голубой лишь цвет, Что придает ей газ метан! (Уран)
3. Планету Бога неба древние не знали, Лишь в веке восемнадцатом планету наблюдали: Учитель музыки из Англии ее открыл, Что позже астрономом лучшим признан был. Полно метана на планете, царят здесь сумерки, покой… И в телескопы выглядит планета голубой. (Уран)

Загадки про планету Нептун для дошкольников и школьников

Загадки про планету Нептун для дошкольников и школьников
Загадки про планету Нептун для дошкольников и школьников:

На планете синей-синей Дует ветер очень сильный. Год на ней велик весьма — Длится 40 лет зима. (Ответ: Нептун)

Красиво светится планета Ярко-бирюзовым, синим светом. Носит имя божества морского, Далека от Солнца, но диаметра большого. Главный спутник у нее — Тритон, Чем-то схож с Луною он. (Ответ: Нептун)

В честь бога морей, Планету назвали, И цвет голубой, Атмосферу разбавил! (Ответ: Нептун)

На планете синей-синей Дует ветер очень сильный. Холодно на ней весьма — Состоит из воды, газа и льда (Ответ: Нептун)

Какая планета 8-я от солнца? (Ответ: Нептун)

Мы с Вами на восьмой орбите. Здесь холодно и здесь живет мороз Со спутников своею свитой. Внутри себя он производит теплоту. (Ответ: Нептун)

Снаружи он такой холодный – Не газовый гигант, а ледяной. И в синей атмосфере его плотной Бушуют ветры интенсивности большой. (Ответ: Нептун)

Что ей подобных в Солнечной системе По скорости и силе не сыскать – Недаром названа как бог морей планета. В штормах не нужно нам бывать! (Ответ: Нептун)

Далекий край – первая планета, Что вычислительным путем нашли И лишь спустя земные многолетия

Увидеть в телескоп ее смогли.
(Ответ: Нептун)
Да, далеко планета живет от Солнца – Астрономических под тридцать единиц – Год не бежит на нем, а так плетется, Что в ста календарях не хватит нам страниц. (Ответ: Нептун)

Он недавно был открыт, Найден точкой блеклой, Применен расчет орбит В веке позапрошлом. (Ответ: Нептун)

Для детей 6-7 лет

Штормовой и громовой газовый гигант Гостеприимен, потому всем спутникам он рад.

Ответ: Юпитер

За собой следит и лидер По размерам и весам. Затянувши пояса, Крутит обруч наш…

Ответ: Сатурн (загадка с подвохом)

Все думают, что в космосе квартирного вопроса нет, Но у Нептуна есть один назойливый сосед…

Ответ: Плутон

Внизу вода, а наверху метан, В честь бога неба назван он…

Ответ: Уран

Забиваешь в гугле фото, Чтобы с космосом чего-то: Кольца здесь и кольца там, Не Нептун и не Уран, Куда ни плюнь, Везде…

Ответ: Сатурн

Спутники, планеты, Диски и кометы — Мы все признаем превосходство Горячего жаркого…

Ответ: Солнца

Неказистый карлик этот Не является планетой, Но известен многим он, Как планета. Он -…

Ответ: Плутон

Подземная планетаВидна на небе этом.

Ответ: Плутон (в честь бога мертвых, обитающего в подземном царстве)

Самый центральный в системе объект, Мир освещает тысячи лет.

Ответ: Солнце

Планета-лежебока, Живет от нас далёко, Большая-пребольшая, Холодная такая, Что вся ее начинка —Одни сплошные льдинки.

Ответ: Уран

Не планета, не комета, но она Ближе всех и лучше нам видна.

Ответ: Луна

Время там течет медленно, На планете холодно и ветрено, Зато за окнами жилищ пришельцев Вращает кольца наш спортсмен-умелец.

Ответ: Сатурн

У нее красивый белый свет, И с землей так много схожих черт. Но уж очень густая на ней атмосфера, Зовут ее, будто богиню…

Ответ: Венера

Раз в 40 лет меняется погода, Ведь очень долгие на той планете годы. Что не секунда, то опять тайфун, В честь бога моря назван наш…

Ответ: Нептун

Самые быстрые вихри шумят В недрах планеты, где газы бурлят. Много энергии в этом чаду, Люди назвали гиганта…

Ответ: Нептун

Самая большая планета, Тяжелее, чем все соседи.

Ответ: Юпитер

Почему Луна К Земле приклеена?

Ответ: Потому что является ее спутником и притягивается магнитным полем Земли.

Есть самая огромная планета, И у нее большущий спутник этот. Мы с вами говорим о…

Ответ: Ганимеде.

Его так часто путают с планетой, И льстит ему, конечно, мненье это. Хотя по виду он и великан, Но не относится к планетам наш…

Ответ: Титан

Видео: Астрономия для детей. Планеты солнечной системы

На нашем сайте вы можете найти огромное количество загадок для своих детей:

• Загадки про машины для детей 3, 4, 5, 6, 7, 8 лет — большая подборка
• Загадки на английском языке — лучшая подборка для детей школьного возраста
• Загадки для девочек — 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 лет: большая подборка
• Загадки для мальчиков 5, 6, 7, 8, 9, 10 лет — лучшая подборка с ответами
• Загадки по сказкам для детей 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 лет — большая подборка с ответами
• Загадки про овощи с ответами — лучшая подборка для детей
• Загадки про фрукты для дошкольников и школьников — самая полная подборка
• Загадки про профессии — про женские, мужские
• Загадки про животных с ответами — лучшая подборка для детей

Сравнительная планетология — ЗНАНИЕ-СИЛА

Здравствуйте. Я стал заниматься космическими делами в 1968-м году, когда меня пригласил Кирилл Павлович Флоренский в Институт космических исследований, он набирал молодых людей, чтобы создать лабораторию сравнительной планетологии. И вот такой наш набор был человек 10-12. Тогда мы были молодыми. А сравнительная планетология, Кирилл Павлович очень любил этот термин, хотя придумал его не он. Его придумал некий француз, Станислав Менье и даже написал книгу «Сравнительная планетология». И эту книгу я неожиданно для себя смог купить. Это всё было написано где-то в самом начале 1900-х годов. И там я увидел, что подход совершенно правильный, сравнивались разные планеты, одни и те же процессы на разных планетах или разные процессы. Это очень плодотворный подход, но надо, чтобы были данные. Когда Менье писал эту книгу данных было мало, и выводы, которые он там делает, они тоже, оставляют желать лучшего. Сейчас ситуация гораздо лучше. Много данных. Сравнительная планетология всё-таки до сих пор это сравнение планет, планетных тел, малых тел, спутников в пределах Солнечной системы. И если мы говорим о Солнечной системе, то, конечно, надо начинать с того, что говорить о Солнце. Диаметр Солнца примерно полтора миллиона километров. Масса Солнца – это более 300 тысяч масс Земли. И расстояние от Солнца до Земли – это 149 миллионов километров.

Вот вы видите планеты солнечной системы, расположенные в порядке от Солнца: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, между Юпитером и Марсом пояс астероидов. Дальше за Юпитером Сатурн с его кольцами, Уран, Нептун и Плутон, маленькая планетка. А оттуда, издалека приходят кометы. Всё это объекты сравнительной планетологии, и каждый исследователь понимает планетологию несколько по-своему. Конечно, люди, которые изучают атмосферы планет, они и сравнивают эти атмосферы, и находят какие-то общие вещи или различия. Я геолог. И я буду говорить, скорее о геологической сравнительной планетологии. Для того, чтобы она стала, такой серьёзной наукой, понадобилось добыть очень много данных. И здесь мы должны вспомнить тех, с кого всё это началось. Вот так обычно рассматривают трех отцов космических полётов: наш Константин Циолковский, русский теоретик, американец, ракетный инженер Роберт Годдард, и Герман Оберт, немец, ракетный инженер. Вот они, собственно, и обеспечили некий фундамент, с которого уже пошли какие-то практические действия. И, наконец, дорогой нам человек, Сергей Павлович Королёв, советский ракетный инженер. Для нас он символ начала космической эры. 4-го октября 1957-го года был запущен первый спутник. Совсем скоро меньше, через полтора года уже полетела первая ракета к Луне, станция «Луна-1». И хотя она пролетела мимо Луны, но уже проводились какие-то измерения. Измерения магнитного поля, как она отходила от Земли, когда пролетала около Луны.

На этом слайде вы видите миссии или космические аппараты, которые летали к разным планетным телам. Смотрите, сколько много их. Вот здесь цветом показаны: красный, конечно, наши. Синие – американские. Зелёные – европейские. Жёлтые – японские. Оранжевые – это китайские. Много наших – все в прошлом. Много американских. Ну, вот в последнее время стали появляться другие. И вот вы видите, это так добывается фактическая база сравнительной планетологии.

Сначала кратко, что такое Земля. Земля с точки зрения геолога. Это, конечно, материки и моря. Земля это третья от Солнца планета и вот расстояние до Солнца – это 150 миллионов километров. У неё один спутник – Луна. Геологи давно уже обратили внимание на такие провалы в Земле, иногда заполненные морской водой. Это, так называемые, рифтовые зоны. Вот это снимок космический. Справа схема рифтовых зон. И вот эти рифтовые зоны, там есть разломы и там же происходит вулканизм. Вот один из вулканов в восточно-африканской рифтовой зоне вулкан Нийрагонго.И давно уже эти вулканы были известны, а вот сейчас я вам показываю ранее неизвестный тип вулканизма земного. Это, так называемые, вулканизмы в обстановке растяжения.

Плиты земной приповерхностной зоны литосферы, они расходятся, туда подходит глубинное вещество и, соответственно, вот это глубинное вещество, оно плавится на подходе и лава выходит. Лава выходит медленно, но безостановочно. Выжатая лава вступает во взаимодействие с водой, получаются такие подушки. То, что вы видите, это подушечные лавы. Мы их давно знаем в геологических обнажениях, но вот тут мы видим, как они образуются. А вот вулкан горы Святой Елены. Это совершенно другая обстановка. Океанические плиты пододвигаются под материки, увлекая за собой частично осадки. Это в глубине плавится, образуется другой тип магм, лав. Они более вязкие и они насыщенные водным паром. И что получается, что эти вязкие лавы, они вот на подходе подходят, накапливаются и потом за счёт каких-то событий, тектонических сотрясений, вызванных, в том числе, подходом этой же лавы, верхушка горы как оползень сходит и получается ситуация открытой бутылки тёплого шампанского. Вот эта лава, она вскипает и происходит такой подъём со взрывом. Вот он пошёл. Он поднимается, но подниматься слишком высоко не может, начинает, охлаждаясь, падать вниз и когда это падает вниз, то уже мы видим, что он падает на склоны вулкана и начинается палящая туча бежать по склонам вулкана.

А вот ещё один тип вулканизма. Это мантийный источник. Наверх выходит лава, но плита, на поверхность которой выходит лава, едет. Вот видите, это большая белая стрелка. Плита едет. Вулкан образуется. Плита отъехала. Следующий вулкан. Образуется такая цепь вулканов. Вот это, так называемый, Императорский хребет, а где сейчас вулканизм – это, всем известные, Гавайи. Большой остров, где сейчас идут вулканические извержения. Лавы жидкие, такие пологосклонные вулканы. Вот вершина вулкана, очень пологосклонная Мауна Лоа, и это очень высоко. Хотя это тропики, казалось бы, влажно, но на такой большой высоте уже влажности нет или почти нет, и вот на одной из этих двух вулканических гор есть очень хорошая астрономическая обсерватория. А это лавы базальтовые. Вот два главных типа. В зависимости от того, как быстро извергается лава, как она быстро течёт и более вязкая или менее вязкая. Есть два типа. Такой с гладкой поверхностью, она называется красивым гавайским словом пахоэхоэ. И с шероховатой поверхностью лава типа аа. Вот мне приходилось ходить по лавам типа аа на Камчатке. Скорость, с которой ты идёшь, это один километр в час, потому что ты медленно передвигаешься, страшно упасть.

А вот типичное для многих земных вулканов и для ряда вулканов на планетах – это фонтанирование лавы. Образуются шлаковые конуса, шлак накапливается, образуется гора. Она пологосклонная, не очень большая. И есть на Земле ещё один тип вулканизма, так называемые, большие изверженные провинции. Из современных, может быть, когда-то превратится Исландия в большую изверженную провинцию, а, может, нет. А вот они сравнительно недавно были в Британской Колумбии, в Северной Америке. А 200 миллионов лет назад у нас, в Сибири. Особенность этих извержений, это что очень большой расход лавы в течение немаленьких промежутков времени, миллионов, десятков миллионов лет. Получаются очень большие объёмы лавы, большие скопления. Вот лунный вулканизм похож немножко на это, то, что сформировало лунные моря. А вот тоже часть геологии Земли, это когда не растяжение, а сжатие, складки.

А вот уже мы говорим о работе воды. Мы не можем геологию без работы воды представить, это, так называемый бедлэнд — «дурные земли» в Калифорнии. Какая же вода? Это сухость, пустыня. Но примерно раз в сто лет идут ливни, вымывается вот, получаются такие системы оврагов, долин и потом сто лет сухо. Вот и получаются, так называемые, дурные земли.

А вот другая ситуация. Это уже климат влажный, меандры, растительность – всё это работа воды. Вот работа воды по берегам морей. Вы видите, это галечный берег. А вот работа воды твёрдой, работа льда. Это ледник Атабаска. И когда ледник течёт, потому что лёд, он пластичный и он течёт, он увлекает своим основанием, выскребает то, что внизу и набирает постепенно много обломочного материала, а там где-то разгрузилось. Вот, так называемое, моренные отложения. Они есть у нас в районе Москвы, но не такие крупноглыбовые. У нас, поскольку ледник шёл со Скандинавии, издалека, он шёл, в основном, по глинистым отложениям, песчаным. Наши морены такие песчано-глинистые, хотя есть и валуны не маленькие, но мало. А вот то, что есть на Земле там, где периодически замерзает, оттаивает и есть вода, так называемые, мерзлотные полигоны. Это метры, десятки метров, сотни метров. Мы такое видим на Марсе.

И работа ветра. Вот смотрите. Это западное побережье Африки. Дует сильный ветер, и он сдувает пыль, которая увлекается в океан. И где-нибудь в середине Атлантического океана наши, и не только наши, океанологи находят в донных отложениях типичную такую эоловую ветровую пыль. А это дюны. Тоже это запад Африки, дюны Намибии. Очень крупные дюны — порядка 8-ми километров. Это примерно 50 на 30 километров общее поле. Но есть дюны и маленькие.

И, наконец, гравитационные передвижения, оползень. Вот какой-то несчастный домохозяин потерял часть своего участка. Оползень спровоцирован был землетрясением.

И ещё один геологический процесс, он везде есть. Но его сначала долго не признавали на Земле, но позже стали признавать. Это ударные кратеры. Это ударный кратер Метеор, и в окрестностях находят куски железного метеорита, вот он справа вверху, это железный метеорит. Вот крупные кратеры поперечником десятки километров. Они достаточно древние. Их ледник, это север Канады, уже стесал. Остались такие странной формы озёра.

Ну, и, наконец, очень мощный геологический процесс на Земле – это жизнь от каких-то там морских до всякого рогатого и нерогатого скота, люди. А вот справа внизу вы видите, во что мы превращаем Землю. Это вот некая деревня на Мадагаскаре, плотно застроенная, вокруг поля, поля, поля. В общем, от того, что было в природе мало что остаётся.

Луна

На Луне есть тёмные равнины, называются моря. Так думали, когда это стали видеть, впервые смотреть на Луну в телескоп. Телескоп не изобретал Галилео Галилей, но первый, построив телескоп, догадался посмотреть не куда-то там вдаль на земную, а посмотрел на небо и увидел на Луне, что есть тёмные места, есть светлые. Ну, тёмные – ясно, что для человека 17-го столетия это вода. Ровное тёмное – это вода. Это, он сказал, мааре, море по латыни. А терра – земля, материки.

Луна, спутник Земли, среднее расстояние до Земли около 400 тысяч километров и Луна крутится вокруг Земли. Обходит где-то там за наш примерно месяц, и из-за скорости её вращение, обходя, смотрит одной и той же стороной на Землю. Это видимая сторона. А обратную сторону мы с Земли почти не видим. Только немножко иногда Луна, она ходит, не совсем по круговой орбите, и мы иногда можем заглянуть чуть-чуть с одной стороны, чуть-чуть с другой. Так называемое, явление либрации. Луна, люди ей всегда видели, всегда знали. До изобретения телескопа это что? Это объект в небе. Это объект поклонения. Объект потом астрологический. Когда изобрели телескоп, то уже стали изучать и что-то различать.

Космические полёты к Луне начались в 1959-м году и последний запуск на Луну – это была американская миссия, так называемая, «Грейль» для изучения аномалий силы тяжести на Луне. Вот первые полёты, первые посадки: 66-й, мы чуть-чуть опередили американцев, буквально на месяц. 66-68-й. Наша «Луна 9, 13», американский «Сёрвейер». В чём была проблема? Было страшно. Понятно было, что там были астрономические измерения, которые по степени поляризации показывали, что самая верхняя часть, она такая пылеватая, а вот как глубока эта пыль и насколько она связанная, или она какая-то очень рыхлая, это было непонятно. И подпортил дело американский фантаст, по-моему, Кларк, который написал интересный роман, как на Луну садится аппарат и тонет в этой пыли. Какие-то жуткие усилия, чтобы спасти людей. Но первые же посадки, со страхом определённым были, показали, что нет, не утонешь, можно ходить.

И вот за первыми автоматами пошли следующие автоматические посадки, пошли экспедиции американские и наши автоматические аппараты. Мы, конечно, так психологические проиграли гонку американцам, но мы сделали два больших дела. Мы научились привозить образцы грунта с Луны и мы сделали «Луноход-1», «Луноход-2», которые, управляемые с Земли, ходили по поверхности Луны и проводили исследования. И вот мне очень жаль, что в 73-м году был последний луноход, а в 76-м последняя доставка грунта. Если бы мы были немножко побогаче, если бы учёные потребовали продолжать, более громко потребовали продолжать исследования Луны, потому что шёл всё время разговор: Луна-Марс, Луна-Венера, мы могли бы собрать много хорошего материала научного с помощью наших автоматов. Но вот последние годы, это уже американские миссии. «LunarProspector» спутник, который исследовал состав поверхности. И такие первые косвенные, но достаточно надёжные признаки того, что на лунных полюсах должны быть некие скопления воды.

Потом японская миссия «Kaguya», китайская миссия, индийская. И вот сейчас летает американский лунный спутник-разведчик «Lunar Reconnaissance Orbiter» с прекрасной телевизионной аппаратурой. Там не только, там много чего другого хорошего. Вот белые стрелки показывают на такое нечто. Это нечто – это «Аполлон-11», «Аполлон-17». Вот вы видите – это лунный модуль, космонавт рядом стоит, а вот эти, оставшиеся на Луне, части того, что не взлетело. И наши аппараты-луноходы и то, что не взлетело от «Лун», которые привозили образцы, это тоже видно с помощью этих снимков.

Условия на поверхности. Атмосферы нет. Ну, можно ли считать атмосферой, если это 10 в минус 14-й степени бар? Температура. Очень резко меняется. От 120-ти до 410 Кельвина. 120 Кельвина – это 270 отнять 120, это минус 150. А 410 – это плюс там под двести. Очень большие перепады температур. Почему? Потому что атмосферы нет. Поэтому когда Солнце светит, нагревается, а когда ночь, а ночь долгая – 2 недели земных, остывает и очень сильно остывает. Метеоритная, микрометеоритная бомбардировка, атмосферы нет, ничто не защищает, космические лучи. Морфология поверхности. Вот материки, о которых мы говорили, их 83% и моря, их примерно 17%.

Везде, и в морях, и на материках преобладают кратеры. Здесь видно, что выбросы из кратеров. Это большой кратер. Выбросы. Что вызвало этот взрыв, который выбросил? Удар метеорита или это был вулканический взрыв? Это было неясно до той поры, пока не привезли образцы с Луны. И когда привезли образцы, оказалось, что лунные породы, но там они похожи на земные породы, но в них почти нет минералов с летучими компонентами. Очень-очень мало воды. А если очень мало воды, то какой же может быть вулканический взрыв? И в этих лунных породах, вернее, в том, что сверху в этом лунном грунте довольно много метеоритного примесей, метеоритных, там, железо, никель, кобальт, и прочее. Значит, это были метеоритные кратеры. Вот образцы, которые привезли с Луны. Это то, что на материках, это всё передроблено большими ударами. Вот, так называемые брекчии. Чётко видны обломки. Когда мы говорим, что вот такие красивые геологические слова анортозиты, нориты, троктолиты – это всё магматические породы. Но на Луне они сверху, в верхних там, 20-30-40-а километрах. Они не образуют залежей, как на Земле. Это кусочки вот в таких вот брекчиях. Ну, максимум там это будет метры, десятки метров, большие обломки. Но это всё обломки.

Вот тип лунных пород. Базальты. Они вот такие слегка чуть-чуть фиолетовым, потому что там есть довольно много минерала ильменита. И брекчии, ударные расплавы, вот эти анортозиты, троктолиты – это всё маленькие кусочки. Реголит — то, что сверху. Реголит – это термин, который кто-то, не помню, кто в конце 19-го столетия предложил, я бы сказал, что это был такой терминологический изыск. А давайте будем называть породы, рыхлые породы любого состава и любого происхождения одним термином – реголит. В земной геологии он совершенно не прижился, потому что мы всегда понимали, что если это отложения речные, это аллювий. Если это на склонах, это делювий, колювий и прочее. Геологи любят давать термины, а реголит не приживался. А вот когда стали изучать грунт Луны, происхождение которого, ну, теперь уже всем понятно, вначале было не очень понятно, то вот это слово реголит прижилось. Теперь говорят о реголите, лунном реголите, о реголите Марса и т.д. Вот смотрите, что характерно. Это ведь сверху такой пылеватый грунт, с песком, с камешками, абсолютно сухой. Но вот след ноги космонавта. След, как если бы это был мокрый песок. Почему? Потому что это вакуум. А в вакууме на частицах песчаных, пылевых нет газовых рубашечек, которые делают пыль такой сыпучей, а они притягиваются друг к другу эти частички и ведёт себя лунный грунт, как слабосвязанный. Вот он, видите, справа вверху такой горочкой насыпан. Вот частички разные, в том числе, шарики, когда при ударе плавилось, летело, застывало в полёте, получались такие шарики стекла.

Лунный вулканизм. Вот эти моря – это застывшие базальтовые лавы. Потоки лунных лав, они почти не видны. В нормальных условиях они не видны. Почему? Потому что это протяжённые потоки очень низкие, невысокие и вот этот реголит сверху всё перепахал и это незаметно. Но если очень низкое Солнце, то тогда как на дороге, когда освещение параллельно дороге, вы видите даже маленькие неровности. Вот здесь видны потоки лав. А вулканизм, по-видимому, был не только такой, но и какой-то вулканизм с газами. Вот это днище кратера Альфонс. Вы видите тёмные кратеры и вокруг тёмные такие пирокластические отложения. По-видимому, образовывалось нечто похожее на шлаковые конусы, но на Луне сила тяжести в 6 раз меньше, чем на Земле и поэтому это всё далеко разлеталось, горки не образовывались, а вот так такая, ну, просто тёмная поверхность. Интересно, что в 1958-м году наш астроном Николай Козырев, наблюдал здесь выделение газа. Это дело было, по-моему, было на октябрьские праздники 7-го ноября, он наблюдал в телескоп, прекрасный телескоп в Крымской астрофизической обсерватории. Почему 7-го ноября? Да потому, что праздник. Потому что местные астрономы, они не так легко, чтобы они разрешили работать москвичу или ленинградцу на их телескопе. А вот когда у них праздник, они празднуют, то вот Козырев работал. Вместе с ним работал наш московский астроном Василий Иванович Мороз. И Козырев увидел некое, ну, что ли размывание изображения, как если бы газ выделялся. Он снял спектрограммы. И эти спектрограммы, они явились надёжным таким доказательством того, что, да, это, действительно, выделение газа. На Луне так же есть, как и на Земле, но гораздо в меньшей степени, какие-то деформации в недрах и на поверхности. Есть вот такие складки сжатия. Есть вот такие растяжения, параллельные такие желоба, геологи их называют грабены.

Возрасты лунных пород. Вот эти моря – это три миллиарда лет. Это очень давно. На Земле трудно найти породы такого возраста. Материки. Это около 4-х миллиардов лет. И отдельные образцы – 4,5-4,6 миллиарда лет. Но есть и сравнительно молодые кратеры. Вот это выбросы, светлые выбросы из кратера Тихо. «Аполлон-17» сел в том месте, куда долетели эти выбросы, и вот было возможно измерить возраст, порядка ста миллионов лет. Это вот для Луны очень молодо, а для нас с вами это уже немолодо.

Геологическая история Луны. Вот такая диаграмма. Вот что первые полмиллиарда лет плохо понимаем. Была бомбардировка, не было бомбардировки. Какой-то был вулканизм. Потом вот ясно в районе 4-х миллиардов лет очень интенсивная метеоритная бомбардировка. Морской вулканизм, который сформировал моря. И поздняя бомбардировка, сходящая на нет.

Теперь, как образовалась Луна. Есть популярная гипотеза, что когда-то давно, 4,5 миллиарда лет, тело размером с Марс столкнулось с Землёй, с прото-Землёй. Были выброшены обломки на орбиту и, поскольку всё это было очень горячим, то эти обломки, они сформировали такое кольцо сначала вокруг Земли, которое собралось в Луну. А, может быть, Луна росла рядом с растущей Землёй. Здесь продолжаются споры, и эти споры до конца ещё не разрешены.

Что мы знаем о Луне? На полюсах есть лёд в виде примеси в частицах, в реголите. Вот справа вверху — это карта нейтронных аномалий. Вот там, где зелёненькая, синенькая – это те места, где повышенные скопления вот этого грунтового, если хотите, льда. Первые проценты. И это очень важно. Там можно в будущем устроить базу и эту базу, не надо будет снабжать водой с Земли. Можно будет пользоваться местной водой. Есть скопления в реголите гелия-3. Он может использоваться как очень интересное термоядерное топливо, которое не даёт такого нейтронного загрязнения. Но будет ли когда-нибудь экономически выгодно добывать его на Луне и возить на Землю или не будет – это непонятно. Не ясно, как долго продолжался лунный вулканизм. Не ясно, есть ли на Луне вулканические какие-то лавы не базальтовые. Не ясно, что происходило на Луне первые 600 миллионов лет. Строение недр знаем плохо. Ну, и не понимаем происхождение Луны.

Меркурий

Первая планета солнечной системы, ближайшая к Солнцу. Спутников нет. У неё период вращения 59 земных дней, а вокруг Солнца она обходит за 88 земных дней. Средняя плотность очень большая. Такая же почти, как у Земли. Но у Земли средняя плотность частично за счёт земного металлического ядра. Примерно наполовину радиуса Земли – это ядро железное. А плотность вот этого, около 5-ти. Это не только плотность вот силикатных пород, около 3-х вот этого ядра. Это ещё за счёт того, что в недрах Земли, в нижней мантии очень сильно сжато силикатное вещество. А Меркурий маленький. Там не сожмёшь его силой тяжести так сильно. Поэтому средняя плотность у него 5,5, говорит о том, что у него очень большое железное ядро. История исследований. Телескопами трудно смотреть. Слишком близко к Солнцу. Был удачный пролёты американский аппарата «Маринер». Сейчас американский аппарат «Мессенджер» работает на орбите спутника. И в 2015-м году будет запущен европейский аппарат «BeppiColombo». Условия на поверхности похожие на лунные. От очень холодного до жары, но разброс гораздо больше, 500-700 Кельвинов. Атмосферы нет. Ускорение силы тяжести в два раза больше, чем на Луне. И, тем не менее, на полюсах видят с помощью радара странный тип отражения, который бывает у льда. У льда воды. Но так же такое бывает у элементарной серы. На полюсах Солнце смотрит очень косо. На дне глубоких кратеров постоянно холодно. Там мог накопиться лёд. Поэтому, возможно, там тоже есть лёд.

Морфология поверхности. Очень напоминает лунные материки. И вот есть интересная структура ударная. Бассейн жары. 1600 километров в поперечнике. И когда стали получать хорошие снимки, обнаружили, что на противоположной стороне, вот как раз в антиподальной точке, там, вот то, что справа вы видите, такой хаос. И стало понятно, что когда был такой большой удар, который сформировал ударный Бассейн жары, то волны сейсмические, которые побежали по поверхности, они сошлись там, в антиподальной точке и там была фокусировка сейсмических волн и всё переломало. В Бассейне жары вы видели вулкан. Вы видите, вот такая поверхность, несколько выровненная, с кратером. Вообще, это редкий случай, когда на Меркурии виден какой-то индивидуальный вулкан. Вот какие-то равнины, по-видимому, схожие, родственные морским морям – это много. А вот такое – это единичное. Тектоника деформации. Ну, те же грабены и какие-то, вот видите справа, уступы. Эти уступы за счёт сжатия. Эти уступы распространены повсеместно и чтобы их получить, надо сжать было Меркурий, его внешние слои, на два километра сократить поверхность. По-видимому, это результат того, что это вот его большое железное ядро с течением времени остыло, сжалось и вот получились такие уступы.

Вот ещё странный вид тектоники. Такой радиальный. В центре кратер, но кратер случайно там. Это такой мантийный диапир. Мантия, такая горячая масса подпирала, и образовывались такие радиальные разломы. Состав пород поверхности в спектре похож на лунный, изучен плохо. Тёмные равнины похожи на лунные, но не такие тёмные. Возможно, это маложелезистые базальты.

Геологическая история. Ранняя бомбардировка. Вот они кратеры. Равнинообразующий вулканизм. Ну, примерно как на Луне. Потом период такого эндогенного спокойствия.

Нерешённые проблемы. Большое ядро. Почему большое? Хронология событий. Состав пород поверхности. Природа полярных шапок. И происхождение Меркурия. Кто-то когда-то высказал такую сумасшедшую идею, что он был спутником Венеры раньше. Но такого быть не может. Но когда серьёзно посчитали, оказалось, что исключать этого нельзя. Что, может быть, это была такая большая Луна у Венеры, которую Солнце, в конце концов, отняло у Венеры и перевело на своей силы тяжести на орбиту поближе к себе.

Венера

Два изображения. Одно изображение это космический снимок. Мы видим облачный покров. Вот такие облака, следы движения этих облаков. А вот справа – это мозаика, монтаж радарных изображений. Мы смотрим через облака. Мы видим какие-то геологические структуры. Вот эти светлые – это рифтовые зоны. А вот тёмные, это потом вы их увидите – это выбросы, такие странные выбросы вокруг некоторых кратеров. А вот очень много всякого рода равнин, базальтовых равнин. Что мы знали о Венере до космических полётов?

Расстояние до Солнца. Три четверти земного. Радиус, как у Земли почти что. Масса похожа на земную. Средняя плотность похожа на земную. Ускорение силы тяжести почти как у Земли. Атмосфера. Ну, видели СО2, но на деле, что может ещё что-то есть. Были ожидания, что Венера очень похожа на Землю. Похожа геология. Ну, ближе к Солнцу. Более тёплый климат. И даже думали, может быть, благоприятна для развития жизни. Но когда стали летать в сторону Венеры, видите сколько много полётов туда было и там немало из них наших, то вот первые же «Маринер второй», первая успешная миссия к Венере. Он, пролетал мимо Венеры, и когда он заходил за Венеру, радиосигналы походили через атмосферу. Потому, как искажались эти радиосигналы, можно было измерить свойства атмосферы и оказалось, что она очень горячая.

Вот это наш первый успех. Это успешный вход в атмосферу, 1968-й год. Я горжусь, что в нашем институте были сделаны приборы, которые опускались на спускаемом аппарате, и когда было давление порядка 20-ти атмосфер, прекратилась связь и решили, что он достиг поверхности.

А потом следующие «Венеры» показали, что нет, не достиг. Просто он был сделан недостаточно прочным, этот аппарат раздавило. А следующие были более прочные. Вот уже «Венера-9», видите, это такой просто батискаф с такой шляпой. Зачем такая шляпа? Тормозить вместо парашюта. Чтобы побыстрей проскочить, но не слишком быстро, через атмосферу Венеры. Она очень горячая. Вот сверху такое радиальное, такие спирали. Это антенна. И вот такое кольцо посадочное. Вот это уже монтаж панорамных участков, кусочков. Вы видите, вот это светлая деталь – это крышка с телевизионной камеры. Вот откидывалась. Это измерялись физические электрические, физико-механические, электрические свойства поверхности и забирался образец грунта внутрь, проводился химический анализ. И так же проводился химический анализ на калий-уран-торий по радиоактивности без забора грунта. И вы видите, на поверхности есть такие плитчатые какие-то горные породы. Они непрочные. Наверное, это такой сцементированный грунт.

Вот атмосфера Венеры. Атмосфера Венеры у поверхности. Примерно в сто раз более плотная, чем на Земле. Облака есть на высоте 40-50-60 километров. Облака странные. Это не земные капельки воды. Это капельки серной кислоты концентрированной. И вот эти облака, они мчатся со скоростью 100м/сек. Это такой эффект взаимодействия атмосферы с Солнцем. И один из американских аппаратов при спуске посредством масспектрометра измерял состав атмосферы. Ну, и он показывал углекислый газ, там, примесь того, другого, третьего. И тут случилось неожиданное. Капелька серной кислоты попала в капилляр, который вёл к масспектрометру и большую часть пути вниз, большую часть работы в атмосфере Венеры масспектрометр измерял пар, который вот поставляла ему эта капелька серной кислоты. Ну, в общем-то, это скандал. Вроде ничего интересного. Но когда разобрались, оказалось, что из-за того, что измеряли эту капельку очень долго, набрали очень хорошую статистику. Удалось в масспектрах померить соотношение тяжёлого водорода, дейтерия, к обыкновенному водороду и оказалось, что оно в 150 раз больше, чем в океанах Земли. А как это можно получить? Это, значит, что был какой-то нормальный состав, отношение дейтерия к водороду, но лёгкий водород убежал. Он убежал и потому, что осталось, какое осталось соотношение вот дейтерия к водороду, можно оценить, сколько было воды на Венере. Оказалось довольно много. Минимальная оценка, что это слой от нескольких метров, если по всей поверхности растянуть, до более, чем ста метров.

Вот это топографическая карта Венеры. Вот то, что зелёненькое, жёлтенькое, красное, это высоко. То, что синее – это низко, низкие равнины. А вот места, отмеченные звёздами, это где сели наши аппараты, проводили измерения поверхности. А вот уже это, сначала наши, потом американские, очень детальные радиолокационные измерения.

Здесь вы видите светлые пятна — это лавовые потоки. Большие лавовые потоки – это десятки, сотни километров. Радиояркие лавы на фоне радиотёмных лав. Что такое радиояркие лавы? Шероховатая поверхность. Помните, я вам показывал лавы типа аа, вот справа внизу показаны. А радиотёмные лавы – это вот пахоехое, те, которые с ровной поверхностью. А вот такие извилистые гряды – есть такие местами и на Земле. Это гряды сжатия. Вот это вид сверху на самый высокий, 9 километров, вулкан Маат на Венере. Вот смотрите. Там внизу масштаб стокилометровый. Это сотни километров вулкан. И вот так обычно можно увидеть, ну, во всяких публикациях. Это на измерение топографии натянули изображение, получилось вот такое красивое изображение, в данном случае, вулкана Маат. Но здесь есть три неправильности. Первая. Поверхность ярче, чем небо. На Венере это не так. Второе, радиояркие – это не значит визуально яркие. И здесь есть искажение. Здесь высота по отношению к горизонтальному масштабу в 10 раз преувеличена. Вот как если бы эта картинка была получена при реальном освещении. Оранжевое небо светлое и тёмная поверхность. А вот если мы уберём искажение вертикальное, вот мы получим такую возвышенность, очень пологосклонную, вроде тех вулканов, которые на Гавайях. Это, значит, очень маловязкие, очень жидкотекучие лавы. Базальты. А есть местами вулканические постройки крутосклонные, которые, возможно, говорят о том, что это лавы не базальтовые. Вот такие крутосклонные есть на Земле. Это лавовый купол на Аляске. Есть такие у нас лавовые купола, там Шевелуч, Безымянный на Камчатке.

На Венере не только равнины. Есть такие местности с неровным рельефом. Вот такой яркий пример из них. Называется красивым словом тессера, что по-гречески означает черепица. Ну, можно видеть какое-то сходство. Вот тессера. И вы видите, что вокруг эти базальтовые равнины, они подтапливают, они заходят в какие-то понижения. Это даёт возможность нам геологам говорить о том, что образовалось раньше, что образовалось позже. Вот это наша работа, расшифровывать геологическую историю того или иного района на Земле или на других планетах. И вот это прекрасный снимок, много снимков вместе собранных получила наша «Венера-15» и «16». Вы видите, вот такая странная конструкция. Есть в центре равнины, есть две такие овальные кальдеры, а вокруг пояса гор. Эти пояса гор очень высокие, до плюс 11-ти километров. Это напоминает ситуацию вот с тем, как на краях, скажем, на западном побережье у обеих Америк есть вот такие пояса сжатия. Горы сжатия. Вот горы Максвелла венерианские слева высокие. Вот это тёмное овальное пятно – это ударный кратер. А справа – это самая высокая область у нас на Земле. Гора Эверест. Есть такие, похожие на земные, рифтовые зоны, такие провалы. Вот один из таких провалов, видите. Это много-много разломов. И вот кратер, ударный кратер. Если он был круглый абсолютно в самом начале, то вот по тому, насколько отошла его правая окраина, можно оценить, насколько растянулось. Там порядка 10-ти километров. Есть такие странные, на Земле таких нет, круглые, овальные вулканы, тектонические структуры. На Земле из называют короны. Их несколько сотен. Они, наверное, результат такого всплывания горячего мантийного вещества. Есть ударные кратеры, но только крупнее нескольких километров. Потому что через такую массивную атмосферу маленький метеорит не проломится, не пролетит. А вот есть ударный кратер, а вокруг него вот есть такая парабола радиотёмная. Это был выброс, наверх пробросило через атмосферу. И крупные выбросы, они упали сразу, а мелочь типа пыли, она сносилась вот теми ветрами 100 м/сек. И образовалась вот такая парабола пылеватопесчанных отложений, которые выровняли поверхность, а на радарном изображении это тёмное, ровное.

Есть ветровые такие полосы. Дул ветер, и сейчас дует ветер у поверхности, но не очень сильный. Возможно это вот эти вот следы. Это образуется большим ударом ударный кратер и такое движение атмосферы вызвано этим ударом, такие ударные ветры. Вот есть пара дюнных полей. Примерно это такой же, как я вам показывал в Намибии. Но всего два известно на Венере. Возможно, потому, что всё-таки мы видим не очень хорошо поверхность, но вот разрешение, мы видим детали поверхности только в сотни метров. Склоновые процессы. Вот, помните, домик, с которого часть двора ушла, обвалилась. Оползень. Вот оползень на Венере. Только домов нет.

Нерешённые проблемы. Что было на Венере между её образованием и образованием вот тех тессер. Это самые древние, что мы знаем. Был ли на Венере океан? Была ли на Венере тектоника плит? Сложены ли тессеры из базальтов? Если сейчас на Венере, вот сейчас, вулканическая, тектоническая активность?

Марс

4-я планета от Солнца. Два спутника маленьких. Фобос и Деймос. Марсианский года в два раза больше нашего земного. Вращение вокруг оси, Марса почти такое, как на Земле. Ось вращения наклонена почти как на Земле. Но есть расчёты, есть геологические свидетельства того, что на Марсе вот эта ось вращения не постоянная. Она ходит туда-сюда от почти такой вот вертикальной в плоскости эклиптики, до почти лёжа на боку. И это должно было приводить к очень сильным климатическим изменениям. Есть сезоны. Вот есть размер примерно в два раза меньше, чем на Земле, магнитное поле.

История исследований — довольно много. Нам там не везло. Американцам везло. Но они больше сил вкладывали. Вот условия на поверхности. Это примерно одна сотая, 1/150 земной атмосферы по давлению. И, тем не менее, вот есть смерчи. Маленький марсоход «Спирит» сфотографировал такие смерчи. Глобальные пылевые бури. Вот вы видите, Марс, снимок 10-го июня, видна южная полярная шапка, видны детали поверхности. А вот через 20 дней уже почти ничего не видно, кроме самых высоких гор. Затянуло пылью. В полярных областях льды. И не лёд воды, лёд СО2. Должен быть соединение СО2 с водой клатрат. Пока не найден. Есть полярные слоистые отложения. Смесь льда и пыли.

Морфология поверхности. Равнины на севере. Вот материки, похожие на земные. На юге есть такие вулканические области с вулканами. Вот слева – это вулканическая область. Вот вулкан Олимп. Большой — 600 километров в поперечнике. А вот справа – это наш, ну, недавно считался самым большим вулканом. Это большой остров Гавайский. Вот я его показал там на Марсе и он меньше многих марсианских вулканов. Почему? Потому что вулкан Гавайский — лава идёт, плита едет, уехала уже, а вулкан в новом месте образуется. А на Марсе нет тектоники плит, нет движения, и если идёт вулканизм, длительный вулканизм, то в одном и том же месте, вот образовались очень большие вулканы. Вот гора Олимп, её детали строения. Вот поменьше вулкан.

Тектоника, то есть деформации. Вот такие растяжения, похожие на рифтовые зоны земные, венерианские. Есть и сжатия, похожие на венерианские, на лунные, но мало сжатия на Марсе.

Эоловые процессы. Маленькие дюны. Есть большие дюны. Ударные кратеры показывают нам, что если сравнительно небольшой ударный кратер, ну, более менее, обыкновенный выброс. Если побольше ударный кратер, то выбросы типа грязевых потоков. Это в породах в недрах есть лёд, который при ударе он плавится и грязь растекается. Вот мерзлотные полигоны на Марсе слева, а вот вы видели, это мерзлотные полигоны земные. Есть и следы извилистых долин, течение жидкости. Есть вот такие извилистые долины с притоками. Смотрите, как похожи на сухие долины Калифорнии. Но они сухие долины раз там в течение сто лет, раз в сто лет идут дожди. Тут то же самое было или нет, пока плохо понимаем. Ну, текла вода. Состав материала поверхности. Грунт, ну, мафический. Это красивое слово означает – много магния и железа. Шарики гематита. Их вот нашёл маленький марсоход «Оппортьюнити». Смотрите, они такие маленькие. И чтобы изучать лучше состав пород поверхности, у этих марсоходов были сверла. Они рассверливали поверхности и могли измерять состав, уже как бы проходя через пыль.

Вот марсоход нашёл железный метеорит. А вот это место посадки современного, то, что работает там «Кьюриосити», так называемый. «Кьюриосити» означает любопытство. Вот он пойдёт к тому, что вы видите на этом снимке, к слоистым отложениям горы Шарп (острая), и будет искать у него очень мощный инструментарий, будет искать какие-то следы, которые могли бы свидетельствовать, не саму жизнь найти, а хотя бы что тогда были подходящие для жизни условия. А вот справа внизу это показаны, как они, не надеясь на то, что повезёт и что он не сядет на камень, сделали систему. Такой кран ракетный, который при приближении, смог чувствовать, что внизу и посадил в ровном месте, этот марсоход «Кьюриосити».

У нас есть образцы с Марса. Уже метеориты прилетевшие. Их уже порядка несколько десятков. Они показывают различные магматические породы типа базальтов. У них есть красивые шаргатиты и др. Ну, в общем, это то, что похоже на земное, но у них необычный изотопный состав кислорода. Вот эти вот красненькие звёздочки – это показывает, что не земной. Вот эта голубая линия – это Земля-Луна. Вот чёрные линии – это хондритовые, зелёные тоже хондриты. А вот Марс. И это что-то особое.

Нерешённые проблемы. Обилие и роль жидкой воды на раннем Марсе. Когда на Марсе было, стало сухо. Ранняя история вулканизма. Есть ли на Марсе породы геохимические, более дифференцированные, чем базальты? Какие были поздние по времени процессы с участием воды? И вопрос нерешённый. Есть ли сейчас жизнь на Марсе, в недрах, может быть, или существовала когда либо на Марсе жизнь? Это надо изучать.

Малые спутники планет

Вот спутники Марса — Фобос и Деймос. Маленькие. Первые десятки километров. Там кратеры. Есть такой метеорит Кайдун. Его мой коллега подозревает, что, может быть, этот метеорит – кусочек Фобоса. Вот эти белые включения в нём, может быть, это обломки пород с Марса. Дело в том, что когда по Марсу большие удары, то часть вещества долетает до Фобоса и на поверхности Фобоса должны быть обломки марсианских пород. Поэтому когда мы с вами когда-нибудь привезём грунт с Фобоса, это одновременно будет доставка и марсианских пород на Землю. Есть, из малых тел, дальше идём от Марса в сторону от Солнца — астероиды. Вот это маленький астероид, околоземный, Итакава. Вот видите, он похож своей формой на такую, на морскую выдру, калана. Это совсем маленький и японская миссия приблизилась к нему. Попыталась взять образцы. У них не очень это заладилось, пришлось срочно улетать оттуда. На Земле в грунтозаборнике нашли маленькие кусочки, буквально песчинки. Эти песчинки, оказалось, имеют состав обыкновенных хондритов. А это второй по размерам астероид Веста. 500 с лишним километров. И это результат съёмки миссии «Даун». «Даун» – это рассвет. И вот сейчас этот космический аппарат улетит к самому большому астероиду Церера, который поперечником тысяча километров.

Планеты-гиганты и их спутники. Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун

Юпитер

Пятая от Солнца газовая планета. У неё, по-видимому, в центре есть ядро, силикатное ядро, но в общем-то это водород и гелий. А атмосфера, вот то, что мы видим сверху, это облака. Облака похожие на земные облака и лёд, и какие-то другие соединения. Когда Галилей посмотрел в телескоп на небо, он посмотрел не только на Луну. Он посмотрел и на Юпитер. Юпитер уже был известен. И он увидел точечки около Юпитера, которые располагались так вытянутые в линию. Он догадался, что это спутники Юпитера. И их теперь называют галилеевы спутники Юпитера: Ио, Европа, Ганимед и Калисто. Вот смотрите.

Вот его ближайший спутник Ио. Оранжевый цвет поверхности. И пролетая близко от него «Вояджеры», а потом другие аппараты, увидели следы, вот такие султаны. Газовый вулканизм. И то, что на поверхности, это базальтовые лавы, покрытые налётом серы. Вот Европа. Второй спутник галилеевый спутник. Он, в основном, каменный. Но верхние сто километров – это лёд, в нижней части вот этой стокилометровой толщи, возможно, есть жидкая вода. По крайней мере, она точно была, потому что видите, как эти разломы во льду похожи на то, как в Арктике ломаются паковые льды. А вот, это более детальный снимок. Это деформация в этой ледяной поверхности, и если льды ломаются за счёт возмущения со стороны Юпитера, то вот такие, как плоты расходятся, изменяя положение в пространстве.

Ганимед, третий спутник от Юпитера. Вот это там всё кратеры, кратеры. И есть вот такие полосы разломов деформации, сравнительно молодых. На них мало кратеров. Калисто. Четвёртый спутник. Кратеры, следы больших ударов. Вот уступ такого большого удара. И малые спутники Юпитера. Вот спутник Амальтея. Он недалеко от спутника Ио. Он такой тоже оранжевый. Возможно, это вот выбросы серы с Ио окрасили его в такой цвет.

Сатурн

Шестая планета от Солнца. Есть кольца. Кольца – это частицы льда и силикатов. Маленькие, сантиметры, до десятков метров. И они обращаются, как спутники вокруг Сатурна, но они не связаны друг с другом. Они независимы. Они как машины, которые сами едут по шоссе. И вот они друг друга возмущают и сталкиваются, падают на Сатурн и вот эта система, она, конечно, недолговечна. Это спутник Феба. Вы видите, просто каменная глыба. Вот Энцелад. Это уже что-то более выглаженное. И когда стали смотреть более детально, был космический аппарат «Кассини», который пролетал много раз, там увидели такое свечение вот из такого разлома водяной пар. Значит, это не может быть радиогенное тепло, как вот, которое греет наш вулканизм. Это за счёт возмущений, гравитационных возмущений со стороны Сатурна и здесь вот такая гейзерная активность.

Яфет. Он дальше, далеко от Сатурна. Вот такое большое, полторы тысячи километров в поперечнике, но мёртвое тело. Вы видите, кратер ударный, сошёл большой-большой оползень. А это Титан. Самый крупный спутник в Солнечной системе. Пять тысяч километров в поперечнике. Вот на нём уже может быть какая-то своя активность. Он удержал атмосферу. Атмосфера метановая. И хотя Солнце там светит слабо, то всякие фотохимические реакции в этой атмосфере происходят. Там такой туман углеводородов. Условия на поверхности – холодно. Очень холодно. Это близко к тройной точке метана. Что такое тройная точка? Это там, где возможно существование льда и газа, и жидкости. А это означает, что там могла быть какая-то метановая жидкость. И вот европейский зонд, пассажир «Кассини» «Гюйгенс», он спускался в атмосферу, проводил съёмку, там были всякие неприятности. Очень мало они получили фотографий, но вот, что они получили. Вот, пожалуйста речная сеть. А когда он уже совсем достиг поверхности, вот такая рыжая, за счёт окраски атмосферы, галька. Ледяная галька. Русла. Но русла, не вода текла, а метан там тёк.

Уран

Шестая от Солнца планета. Знаменита тем, что крутится лёжа на боку. Спутники разные, но сравнительно небольшой Миранда.

Нептун

Восьмая от Солнца планета. У него есть маленькие спутники, есть один большой спутник Тритон, около 3-х тысяч километров. Вот вы видите, есть полярная шапка. Но эта полярная шапка не ледяная, а метановая. А вот основа поверхности то, что там как горные породы, это лёд. И вот видите, есть похожие на моря и материки на Луне, и это тоже моря и материки, но только ледяные. Криовулканизм.

Плутон

9-ая от Солнца планета. Маленькая. Очень далеко. Плохо её видим. Она образует двойную систему: Плутон и Харон. Это всё льды и льды. Летит туда американский космический аппарат «Новые горизонты». Ну, чего-нибудь увидим, узнаем больше. А вот Плутон – это начало уже, так называемого, пояса Койпера. Такого диска, откуда к нам приходят кометы. А вот этот пояс Койпера, это маленькая по сравнению, так сказать, часть Солнечной системы по сравнению с, так называемой, облаком Оорта. Это вот такая сфера, в которой есть вещество, оттуда приходят тоже кометы. И это уже 20-50 тысяч астрономических единиц от Солнца.

Кометы

В нескольких случаях мы увидели их ядра вблизи. Вот вы видите их. Там есть даже что-то похожее на кратеры, какие-то столкновения, ударные кратеры. Есть газовые выделения, когда подходит к Солнцу.

И я пришёл к заключению. Что же мы можем заключить вот из всего этого обзора? Мы видим, какие геологические процессы происходят на телах Солнечной системы. Я геолог, поэтому я говорю о геологических процессах. Мы говорим о магматических процессах и тектонических процессах. Это частичное плавление недр, вулканизм и деформации. Это характерно как для каменных, так и существенно ледяных тел. Но для каменных тел, это вот Земля, Луна, а для ледяных тел, там это криовулканизм. Вот эти магматические, тектонические процессы, они более развиты на крупных телах. Движущая сила их – это энергия радиоактивного распада. Есть большие тела, радиоактивный распад. А ведь радиоактивный распад, он даёт тепло, тепло образуется в массе, в объёме, а теряется через поверхность. И вот эта вот игра, поверхность – это квадрат радиуса, а объём массы – это куб радиуса, приводит к тому, что чем больше тело, тем оно медленнее теряет тепло. И вот это обеспечивает возможность вулканизма и тектоники. А если есть ещё какой-то дополнительный источник энергии, например, гравитационное возмущение, то, может быть, вулканизм и на маленьком теле и, может быть, деформация на маленьком теле, как на Ио, и на Европе, эти разломы на поверхности Европы. Это Энцелад.

Характер интенсивности процессов на поверхности. Они зависят от наличия и свойств атмосферы. Есть атмосфера – будут какие-то эоловые переносы. А если есть ещё свободная жидкость, то будут переносы этой жидкостью. Это вода на Земле и на Марсе. Метан на Титане. Метеоритная бомбардировка, она характерна для все твёрдых тел. Она очень интенсивна была первые полмиллиарда лет. Жизнь, она существует на Земле не менее последних 4-х миллиардов лет. Возможно, она была и есть на Марсе. Возможно, она на Европе. И вот некоторые задаются вопросом: может быть, наша жизнь пришла с Марса? Мы, может быть, марсиане? Потому что если на Марсе была жизнь, то метеориты в период интенсивной бомбардировки в Солнечной системе, их много выбрасывалось, что-то долетало. Наверняка, долетало тогда много и до Земли и, может быть, зародилась-то жизнь на Марсе, потом была занесена на Землю. А, может быть, так и не было. Вот надо искать жизнь на Марсе. Изучать остатки древних отложений на Марсе.

Итак, спасибо за внимание. Эта красивая картинка – это Солнце, по которому, видите, тёмный кружочек – это прохождение Венеры по диску Солнца. А вот презентация этой лекции. Вы можете найти вот на этом сайте http://planetology.ru/lectures/.

Подробно | Европа – Исследование Солнечной системы НАСА

Введение

Десятилетия назад научная фантастика предложила гипотетический сценарий: что, если инопланетная жизнь процветает в океане под ледяной поверхностью спутника Юпитера Европы? Эта идея вытащила Европу из безвестности и привлекла внимание, где она и осталась, разжигая воображение людей как в научном сообществе, так и за его пределами, которые мечтают о людях, открывающих жизнь за пределами Земли. Однако эта фантазия может быть основана на реальности.

С помощью наземных телескопов ученые узнали, что поверхность Европы в основном состоит из водяного льда, и нашли убедительные доказательства того, что под ледяной коркой находится океан из жидкой воды или слякотного льда. В 1979 году два космических корабля «Вояджер» прошли через систему Юпитера, предоставив первые намеки на то, что Европа может содержать жидкую воду. Затем наземные телескопы на Земле, а также космический корабль «Галилео» и космические телескопы укрепили уверенность ученых в европейском океане.

Ученые считают, что ледяной панцирь Европы имеет толщину от 10 до 15 миль (от 15 до 25 километров) и плавает в океане глубиной от 40 до 100 миль (от 60 до 150 километров). Таким образом, хотя Европа составляет всего одну четвертую диаметра Земли, ее океан может содержать в два раза больше воды, чем все океаны Земли вместе взятые. Огромный и непостижимо глубокий океан Европы широко считается самым многообещающим местом для поиска жизни за пределами Земли. Проходящий мимо космический корабль может даже взять пробы океана Европы, не приземляясь на поверхность Луны, потому что вполне возможно, что океан Европы может просачиваться в космос.

Хотя в 1990-х годах, когда космический корабль Галилео находился в системе Юпитера, никаких шлейфов не наблюдалось, более поздние наблюдения с помощью таких телескопов, как космический телескоп Хаббл, а также повторный анализ некоторых данных, полученных с космического корабля Галилео, позволили предположить, что это возможно, что тонкие шлейфы воды выбрасываются на 100 миль (160 километров) над поверхностью Европы. В ноябре 2019 года международная исследовательская группа под руководством НАСА объявила, что они впервые прямо обнаружили водяной пар над поверхностью Европы. Команда измерила пар с помощью спектрографа в обсерватории Кека на Гавайях, который измеряет химический состав планетарных атмосфер с помощью инфракрасного света, который они излучают или поглощают.

Если шлейфы действительно существуют, и если их источник связан с океаном Европы, то космический корабль может пройти через шлейф, чтобы взять пробы и проанализировать их с орбиты, и, по сути, это будет анализ лунного океана (космический корабль Кассини совершил этот подвиг на спутнике Сатурна Энцеладе, который, как известно, имеет океан, разбрызгивающийся в космосе). Даже если Европа не выбрасывает бесплатные образцы в космос, исследование 2018 года пришло к выводу, что образцы европейского океана могут замерзнуть в основании ледяной оболочки Луны, где лед соприкасается с океаном. По мере того как ледяная оболочка искажается и изгибается под действием приливных сил, более теплый и менее плотный лед будет подниматься, вынося образцы океана на поверхность, где космический корабль сможет удаленно анализировать их, используя, среди прочего, инфракрасные и ультрафиолетовые приборы. Затем ученые могли бы изучить состав материала, чтобы определить, может ли океан Европы быть гостеприимным для какой-либо формы жизни.

Тёзка

Тёзка

Европа названа в честь женщины, которая в греческой мифологии была похищена богом Зевсом – Юпитером в римской мифологии.

3D-модель спутника Юпитера Европы, ледяного спутника со скрытым подповерхностным океаном. Авторы и права: Приложения и разработка технологий визуализации НАСА (VTAD)

› Параметры загрузки

Потенциал для жизни

Потенциал для жизни

Жизнь, какой мы ее знаем, требует трех основных требований: жидкая вода, соответствующие химические элементы и источник энергии.

Астробиологи — ученые, изучающие происхождение, эволюцию и будущее жизни во Вселенной — считают, что на Европе много воды и нужных химических элементов, но источник энергии на Европе установить трудно. На Земле были обнаружены формы жизни, процветающие рядом с подземными вулканами, глубоководными жерлами и другими экстремальными условиями. Эти «экстремофильные» формы жизни дают ученым подсказки о том, как жизнь может выжить под ледяной оболочкой Европы.

Если мы в конце концов найдем какую-то форму жизни на Европе (или на Марсе, или на Энцеладе, если на то пошло), она может выглядеть как микробы или, может быть, что-то более сложное. Если бы можно было продемонстрировать, что жизнь сформировалась независимо в двух местах вокруг одной и той же звезды, тогда было бы разумно предположить, что жизнь возникает во Вселенной довольно легко, как только присутствуют необходимые ингредиенты, и что жизнь может быть обнаружена по всей нашей галактике и в других местах. Вселенная. Если бы жизнь была обнаружена на Европе, как это могло бы изменить ваше представление о космосе и о нашем месте в нем?

Размер и расстояние

Размер и расстояние

При экваториальном диаметре 1 940 миль (3 100 км) Европа примерно на 90 процентов меньше земной Луны. Поэтому, если мы заменим нашу Луну Европой, она будет казаться на небе примерно такого же размера, как и наша Луна, но ярче — намного, намного ярче. Поверхность Европы состоит из водяного льда, поэтому она отражает в 5,5 раз больше солнечного света, чем наша Луна.

Европа вращается вокруг Юпитера на расстоянии около 417 000 миль (671 000 километров) от планеты, которая сама вращается вокруг Солнца на расстоянии примерно 500 миллионов миль (780 миллионов километров), или 5,2 астрономических единицы (а.е.). Одна астрономическая единица — это расстояние от Земли до Солнца. Свет от Солнца достигает Европы примерно за 45 минут. Из-за расстояния солнечный свет на Юпитере и Европе примерно в 25 раз слабее, чем на Земле.

Орбита и вращение

Орбита и вращение

Европа обращается вокруг Юпитера каждые 3,5 дня и связана с Юпитером гравитацией, поэтому одно и то же полушарие Луны всегда обращено к планете. Юпитеру требуется около 4333 земных дней (или около 12 земных лет), чтобы совершить оборот вокруг Солнца (юпитерианский год). Экватор Юпитера (и орбитальная плоскость его спутников) наклонены по отношению к орбитальному пути Юпитера вокруг Солнца всего на 3 градуса (Земля наклонена на 23,5 градуса). Это означает, что Юпитер вращается почти вертикально, так что на планете, а также на Европе и десятках других спутников Юпитера нет таких экстремальных времен года, как на других планетах.

Спутники Юпитера Ио, Европа и Ганимед находятся в так называемом резонансе — каждый раз, когда Ганимед делает один оборот вокруг Юпитера, Европа — дважды, а Ио — четыре раза. Со временем орбиты большинства крупных спутников или планет имеют тенденцию становиться круговыми, но в случае с этими тремя спутниками резонанс приводит к принудительному эксцентриситету, поскольку спутники снова и снова выстраиваются в одну линию друг с другом в одних и тех же точках на своих орбитах. давая друг другу небольшой гравитационный буксир, который не дает их орбитам стать круглыми.

Поскольку орбита Европы эллиптическая (слегка вытянутая из круговой), расстояние от Юпитера до нее неодинаково, и ближняя сторона Луны сильнее ощущает гравитацию Юпитера, чем дальняя. Величина этой разницы меняется по мере вращения Европы, создавая приливы, которые растягивают и расслабляют поверхность Луны.

Изгибание от приливов, вероятно, создает трещины на поверхности Луны. Если океан Европы существует, приливное нагревание может также привести к вулканической или гидротермальной активности на морском дне, поставляя питательные вещества, которые могут сделать океан пригодным для живых существ.

Формирование

Формирование

Большие галилеевские спутники Юпитера (Ио, Европа, Ганимед и Каллисто), вероятно, образовались из остаточного материала после того, как Юпитер сконденсировался из первоначального облака газа и пыли, окружавшего Солнце, в начале истории Солнца. система. Эти четыре луны, вероятно, примерно того же возраста, что и остальная часть Солнечной системы — около 4,5 миллиардов лет.

На самом деле галилеевские спутники иногда называют «мини-солнечной системой», поскольку они образовались из остатков Юпитера, подобно тому, как Земля и другие планеты сформировались из газа и пыли, оставшихся от образования нашего Солнца. Сходства на этом не заканчиваются. Каждая планета во внутренней Солнечной системе менее плотна, чем их внутренний сосед — Марс менее плотен, чем Земля, которая менее плотна, чем Венера, которая менее плотна, чем Меркурий. Галилеевы спутники следуют тому же принципу, будучи менее плотными, чем дальше они от Юпитера. Пониженная плотность на больших расстояниях, вероятно, связана с температурой: более плотный, каменистый и металлический материал конденсируется первым, близко к Юпитеру или Солнцу, в то время как более легкий ледяной материал конденсируется только на больших расстояниях, где холоднее.

Расстояние от Юпитера также определяет, какой приливный нагрев испытывают галилеевские спутники — Ио, ближайшая к Юпитеру, нагревается настолько сильно, что является самым вулканически активным телом в Солнечной системе, и, вероятно, давно вытеснила всю воду, которая у него была. когда он образовался. Европа имеет слой льда и воды поверх каменистой и металлической внутренней части, в то время как Ганимед и Каллисто на самом деле имеют более высокие пропорции водяного льда и, следовательно, более низкую плотность.

Структура

Структура

Считается, что Европа, как и наша планета, имеет железное ядро, каменистую мантию и океан с соленой водой. Однако, в отличие от Земли, океан Европы находится под ледяной оболочкой, вероятно, толщиной от 10 до 15 миль (от 15 до 25 километров) и имеет расчетную глубину от 40 до 100 миль (от 60 до 150 километров). Хотя доказательства существования внутреннего океана убедительны, его присутствие ожидает подтверждения будущей миссией.

Поверхность

Поверхность

Ледяная поверхность Европы изрезана длинными линейными трещинами. Судя по небольшому количеству наблюдаемых кратеров, поверхность этой луны кажется не более 40 на 90 миллионов лет, что по геологическим меркам молодо (возраст поверхности Каллисто, еще одного спутника Юпитера, оценивается в несколько миллиардов лет). Вдоль многих разломов Европы и в виде пятен на ее поверхности находится красновато-коричневый материал, состав которого точно неизвестен, но, вероятно, содержит соли и соединения серы, которые были смешаны с водяным льдом и изменены радиацией. Этот состав поверхности может содержать ключи к пониманию потенциала Луны как пригодного для жизни мира.

Космический корабль НАСА «Галилео» исследовал систему Юпитера с 1995 по 2003 год и совершил множество облетов Европы. Галилей обнаружил странные ямы и купола, которые предполагают, что ледяной слой Европы может медленно взбиваться или конвектироваться (более холодный и плотный лед тонет, а более теплый, менее плотный лед поднимается) из-за тепла снизу. Длинные линейные трещины часто имеют ширину всего 1-2 километра, но могут простираться на тысячи километров по поверхности Европы. Некоторые из этих разломов превратились в хребты высотой в сотни метров, в то время как другие, похоже, разошлись на широкие полосы множества параллельных разломов. Галилей также обнаружил области, называемые «территорией хаоса», где разбитые, блочные ландшафты были покрыты таинственным красноватым материалом. В 2011 году ученые, изучающие данные Galileo, предположили, что ландшафты хаоса могут быть местами, где поверхность обрушилась над озерами в форме линз, погруженными во лед.

Атмосфера

Атмосфера

Европа имеет только разреженную кислородную атмосферу, но в 2013 году НАСА объявило, что исследователи с помощью космического телескопа Хаббл нашли доказательства того, что Европа может активно выбрасывать воду в космос. Это означало бы, что Луна геологически активна в наши дни. Если последующие наблюдения подтвердят, водяные шлейфы могут быть изучены космическим кораблем будущего подобно тому, как «Кассини» исследовал шлейф спутника Сатурна Энцелада.

Магнитосфера

Магнитосфера

Одно из самых важных измерений, сделанных миссией Галилео, показало, как магнитное поле Юпитера разрушалось в пространстве вокруг Европы. Измерение убедительно показало, что особый тип магнитного поля создается (индуцируется) внутри Европы глубоким слоем какой-то электропроводящей жидкости под поверхностью. Основываясь на ледяном составе Европы, ученые считают, что наиболее вероятным материалом для создания этой магнитной сигнатуры является глобальный океан соленой воды, и этот результат магнитного поля по-прежнему является лучшим доказательством существования океана на Европе.

3D-модель Europa Clipper, будущей миссии к океанической луне Юпитера. Авторы и права: Приложения и разработка технологий визуализации НАСА (VTAD)

› Параметры загрузки

Яркая планета Венера имеет фазы, подобные Луне

Венера сейчас представляет собой яркую «вечернюю звезду», заходящую сразу после воскресенья. 1 ноября она находится в наибольшей восточной элонгации и выглядит как миниатюрная луна в первой четверти.
(Изображение предоставлено: Starry Night Software)

Сверкающая планета Венера теперь прекрасная вечерняя «звезда» в сумерках поздней осени, ярко сияющая на юго-западе сквозь пурпурные сумерки. Но знаете ли вы, что у Венеры есть фазы, как и у Луны, которые видны в телескопы?

Если позволяет погода, Венера — первая планета, которую могут обнаружить наблюдатели ночного неба, и ее можно увидеть даже перед закатом, если знать, куда смотреть в юго-западной части неба. Планета набирает высоту в сумерках, смело выставляя себя напоказ после полугодового укрытия за всякими неудобными преградами у юго-западного горизонта.

Венера тоже становится ярче, так как она приближается к Земле, догоняя нас на своей более быстрой внутренней орбите вокруг Солнца. [Самые странные факты о Венере]

Раскрыты фазы Венеры

Поскольку Венера движется вокруг Солнца внутри орбиты Земли, она регулярно чередуется с вечернего на утреннее небо и обратно. Обычно она проводит около 9 1/2 месяцев как «вечерняя звезда» и примерно столько же времени как «утренняя звезда».

Некоторые древние астрономы действительно думали, что видят два разных небесных тела. Они назвали утреннюю звезду в честь Фосфора, предвестника света, а вечернюю звезду в честь Геспера, сына Атласа. Греческий философ и математик Пифагор первым понял, что Фосфор и Геспер — это один и тот же объект.

Древних такое поведение озадачивало и не понимало до времени знаменитого астронома 17-го века Галилея Галилея. Перебравшись в Пизу осенью 1610 года, Галилей начал наблюдать за Венерой в свой грубый телескоп. Однажды вечером он заметил, что на диске Венеры отсутствует небольшой кусочек.

Еще через несколько месяцев Венера появилась в форме полумесяца — другими словами, она, казалось, показывала то же поведение, что и фазы Луны. Это было крупное открытие, которое в конечном итоге помогло нанести смертельный удар давней концепции Вселенной с центром на Земле.

Наблюдатель за небом Виктор Рогус сделал этот снимок Луны возле Венеры 8 сентября 2013 года из Джадвина, штат Миссури. (Изображение предоставлено Виктором Рогусом)

Путь Венеры вокруг Солнца

Венера перемещается лишь на ограниченное расстояние к востоку или западу от Солнца, поскольку, подобно Меркурию, это «низшая» планета (обращающаяся вокруг Солнца ближе, чем Земля делает). Наблюдение за его движением сродни наблюдению за автогонкой с трибуны: все действие происходит перед вами, и нужно лишь немного повернуться в ту или иную сторону, чтобы увидеть его вообще. Напротив, для «высших» планет (тех, которые расположены на орбитах за пределами Земли от Солнца) зрители на Земле подобны механикам на гоночной трассе, которые должны поворачиваться во всех направлениях, чтобы следовать за автомобилями.

Когда Венера находится на противоположной стороне Солнца от Земли, она кажется полной (или почти полной) и довольно маленькой, потому что находится далеко. Но поскольку Венера движется вокруг Солнца с большей скоростью, чем Земля, она постепенно приближается и становится все больше в видимых размерах. Угол солнечного света, падающего на него, если смотреть с нашей земной точки зрения, также меняется.

В конце концов, когда Венера готовится пройти между Землей и Солнцем, она выглядит как утончающийся полумесяц. И поскольку в этой точке своей орбиты он почти в шесть раз ближе к нам по сравнению с тем, когда он находился на противоположной стороне Солнца, он также кажется нам намного больше.

Итак, вот график того, как внешний вид Венеры изменится — и будет — меняться в ближайшие недели и месяцы:

1 ноября 2013 года, наибольшая восточная элонгация: Венера прошла ту точку на небе, где достигла своего наибольшего углового расстояния (47º) от Солнца в прошлую пятницу и сейчас заходит примерно через 2 1/2 часа после захода солнца. В геометрии нашей Солнечной системы Венера образовывала прямой угол как с Солнцем, так и с Землей. С точки зрения видимого размера Венера теперь кажется более чем в два раза больше, чем в конце июля.

В небольшой телескоп Венера теперь очень похожа на ослепительно серебристо-белый «полумесяц». В последующие ночи он постепенно становится толстым полумесяцем, становясь все больше по мере того, как приближается к Земле по своей орбите.

2013 6 ноября: Венера и серп Луны станут привлекательным зрелищем в западно-юго-западном небе сразу после захода солнца. Венера будет сиять значительно ниже и левее тонкой залитой солнцем полоски (освещенной на 13 процентов) Луны. Наблюдатели также должны быть в состоянии видеть полный шар Луны, ее затемненную часть, светящуюся голубовато-серым оттенком, между освещенным солнцем полумесяцем и ненамного более темным небом.

Это видение иногда называют «старой луной в руках молодой луны». Леонардо да Винчи (1452-1519) был первым, кто признал это сиянием земли. Этот тусклый голубовато-серый свет — это свет от Земли, отраженный обратно на Луну.

Земной свет, конечно же, отражает солнечный свет, поэтому земляной свет на самом деле представляет собой солнечный свет, который отражается от Земли на Луну и отражается обратно на Землю. Еще одно подобное соединение между Луной и Венерой произойдет вечером 5 декабря.0003

6 декабря 2013 г., Наибольшее Освещенное Протяжение/Наибольшая Яркость:  Это «фаза компромисса» между моментом, когда Венера кажется полной, но крошечной, и когда она кажется почти в шесть раз больше, но представляет собой всего лишь полумесяц. Наибольшая освещенная площадь поверхности в сочетании с умеренно большим угловым размером делает Венеру теперь действительно ослепительной, сияющей в 25 раз ярче, чем Сириус, самая яркая звезда, заходящая почти через три часа после Солнца.

Венера теперь выглядит настолько яркой, что ее можно легко увидеть невооруженным глазом на темно-синем послеполуденном небе без дымки. Он продолжает приближаться к Земле, но при этом кажется, что он поворачивает обратно к Солнцу на нашем небе. В телескопе это теперь большой, красивый полумесяц, который становится больше и тоньше с каждой проходящей ночью.

Полумесяц теперь можно разглядеть даже в бинокль, который держат постоянно. Сейчас Венера находится на расстоянии 37 миллионов миль от Земли. Его диск освещен на 25 процентов и примерно на 35 процентов больше по размеру, чем всего месяц назад.

Среда, 6 ноября, Луна проходит к северу от планеты Венера, образуя красивую пару на юго-западе неба. (Изображение предоставлено: Starry Night Software)

21 декабря 2013 г., диск освещен на 12%: Полумесяц Венеры продолжает сужаться, но, поскольку он также продолжает приближаться к нашей Земле, кажется, что он также значительно удлиняется. сейчас 29в миллионах миль, но и сейчас он стремительно падает по небу к солнцу. Сейчас он садится чуть более чем через два часа после захода солнца.

Самое время сравнить внешний вид двух выступов Венеры. Можете ли вы различить «выступы» полумесяца — нитевидные пучки света, выходящие за пределы концов полумесяца?

28 декабря 2013 г., диск освещен только на 6%: Сейчас крайне важно попытаться найти Венеру как можно раньше, когда она все еще находится высоко в небе в устойчивой атмосфере. Лучше всего проводить наблюдения задолго до захода солнца. На закате, если смотреть из средних северных широт, Венера стоит примерно на 15 градусов выше юго-западного горизонта и садится примерно на 100 минут позже. Примечание: Ваш кулак на расстоянии вытянутой руки покрывает 10 градусов неба.

К этому времени Венера находится менее чем в 27 миллионах миль от Земли и становится все более и более выровненной между нашей планетой и Солнцем. Таким образом, Венера все больше и больше поворачивает к нам свою темную сторону. Через неделю он почти исчезнет с вечернего неба.

11 января 2014 г. , Нижнее соединение: Венера, наконец, превратится из вечерней звезды в утреннюю, и в этот день будет казаться, что она проходит между Землей и Солнцем. К утру 17 января Венера появляется как новая утренняя «звезда», восходящая на востоке-юго-востоке в середине рассвета.

К этому времени Венеру можно обнаружить примерно в 3 градусах над горизонтом за полчаса до восхода солнца. Линия от звезды Денеб в Лебеде через звезду Альтаир в Аквиле указывает прямо на него. Еще через неделю вы должны легко увидеть его из любого места с открытым видом с востока на юго-восток за 45 минут до часа до восхода солнца.

Примечание редактора:  Если у вас есть удивительная фотография ночного неба Венеры, которой вы хотели бы поделиться для возможного рассказа или галереи изображений, свяжитесь с управляющим редактором Тариком Маликом по адресу [email protected] .

Джо Рао работает инструктором и приглашенным лектором в планетарии Хейдена в Нью-Йорке. Он пишет об астрономии для журнала Natural History, Farmer’s Almanac и других изданий, а также работает метеорологом на камеру для News 12 Westchester, NY . Google+ . Первоначально опубликовано на SPACE.com.

Присоединяйтесь к нашим космическим форумам, чтобы продолжать обсуждать последние миссии, ночное небо и многое другое! А если у вас есть новость, исправление или комментарий, сообщите нам об этом по адресу: [email protected].

Джо Рао — обозреватель Space.com, наблюдающий за небом, а также опытный метеоролог и охотник за затмениями, который также работает инструктором и приглашенным лектором в планетарии Хейдена в Нью-Йорке. Он пишет об астрономии для журнала «Естественная история», «Фермерского альманаха» и других изданий. Джо — восьмикратный номинант на премию «Эмми» метеоролог, работавший в районе Патнэм-Вэлли в Нью-Йорке более 21 года. Вы можете найти его в Твиттере и на YouTube, отслеживая лунные и солнечные затмения, метеоритные дожди и многое другое. Чтобы узнать о последнем проекте Джо, посетите его Twitter.

Sky Tellers — Moon Phases

SkyTellers Moon Phases для детей младшего возраста

См. также:
Мероприятия и ресурсы «Исследуйте Marvel Moon»
Мероприятия и ресурсы «Фазы луны для средней школы»
Мероприятия и ресурсы LPI Family Event Moon

Луна — естественный спутник планетарного тела. Он вращается вокруг этого тела — планеты или астероида. Наша Луна — единственный естественный спутник Земли.

Почему наша Луна светит?
Луна «сияет», потому что отражает солнечный свет. Иногда наша Луна отражает так много света, что это затрудняет просмотр частей ночного неба!

Почему меняется форма нашей Луны?

Форма нашей Луны на самом деле не меняется — она только кажется такой! «Количество» Луны, которое мы видим, когда смотрим с Земли, изменяется в цикле, который повторяется примерно раз в месяц (29,5 дней). Относительное положение нашего Солнца, Земли и Луны вызывает эти изменения.

Поскольку наша Луна вращается вокруг Земли, сторона, обращенная к Солнцу, всегда освещена, точно так же, как дневная сторона Земли освещена Солнцем.

То, что мы видим с Земли , однако, это совсем другая история. Начиная с темного новолуния, мы видим, как светлая часть Луны «вырастает» из щепочки в половинку до полной Луны — а затем освещенная часть уменьшается, становится все тоньше, пока на небе не исчезнет видимая Луна и мы в новолуние часть цикла снова.

У нас есть «новая Луна», когда наша Луна движется по орбите вокруг Земли между Землей и Солнцем. С Земли поверхность Луны выглядит темной, потому что освещенная сторона обращена от Земли. По мере того, как наша Луна продолжает свою орбиту вокруг Земли против часовой стрелки (если смотреть сверху на северный полюс), нам становится видна все большая и большая часть освещенной части Луны, пока она не достигнет стадии «полнолуния». Полнолуние происходит, когда Луна переместилась по своей орбите так, что Земля оказалась «между» Луной и Солнцем.

В промежутке между новолунием и полнолунием видимая нам Луна увеличивается — или увеличивается от правой стороны к левой. По мере того, как он проходит стадию полнолуния, количество освещения уменьшается — или ослабевает — справа налево. Наконец, Луна возвращается на свое место между Землей и Солнцем, и на Земле мы снова наблюдаем новолуние.

В южном полушарии освещенность Луны увеличивается слева направо в прибывающей фазе, а темная часть увеличивается в освещении слева направо в убывающей фазе, что противоположно северному полушарию. Однако независимо от того, где на Земле находится наблюдатель, фазы Луны происходят в одно и то же время.

Что вызывает лунное затмение?
Изображения фаз Луны часто создают впечатление, что во время каждого полнолуния должно быть лунное затмение, а во время каждого новолуния — солнечное затмение. Однако для полного лунного затмения должны произойти две вещи. Во-первых, Луна должна быть полной, поэтому лунное затмение может наблюдаться только раз в месяц. Во-вторых, Луна должна пройти сквозь тень Земли. Орбита Луны вокруг Земли немного наклонена или «отклонена» примерно на 5 градусов от орбиты Земли вокруг Солнца. Это означает, что большую часть времени Луна находится немного выше или ниже плоскости орбиты Земли и находится вне тени, отбрасываемой Землей, где она блокирует солнечный свет. В эти полнолуния затмений не происходит. Но два-четыре раза в год происходит полнолуние, когда орбита Луны пересекает плоскость орбиты Земли, помещая Луну в тень Земли — и происходит лунное затмение!

Сколько времени нужно нашей Луне, чтобы совершить оборот вокруг Земли?
Луне требуется 27 дней, 7 часов и 43 минуты, чтобы совершить полный оборот вокруг Земли. Это называется звездным месяцем и измеряется положением нашей Луны относительно далеких «неподвижных» звезд. Однако нашей Луне требуется около 29,5 дней, чтобы завершить один цикл фаз (от новолуния до новолуния). Это называется синодическим месяцем. Разница между сидерическими и синодическими месяцами возникает потому, что когда наша Луна движется вокруг Земли, Земля также движется вокруг нашего Солнца. Наша Луна должна пройти немного дальше по своему пути, чтобы компенсировать добавленное расстояние и завершить фазовый цикл.

Что такое темная сторона Луны?
Несмотря на фразу, на самом деле темной стороны Луны не существует! Как и Земля, наша Луна вращается вокруг своей оси и испытывает циклы дня и ночи. Циклы дня и ночи на нашей Луне немного длиннее, чем у Земли – Луна делает один оборот вокруг своей оси за 27,3 дня. Период вращения нашей Луны совпадает со временем обращения вокруг Земли. Другими словами, нашей Луне требуется столько же времени, чтобы один раз повернуться вокруг своей оси, сколько ей нужно, чтобы один раз полностью облететь Землю! Это означает, что земные наблюдатели всегда видят одну и ту же сторону Луны (называемую «ближней стороной»). Сторона, которую мы не видим с Земли, называемая «дальней стороной», была нанесена на карту во время лунных миссий.

Вид ближней части Луны Земли с космического корабля «Галилео»

Вид Луны Земли с обратной стороны

Есть ли у других планет спутники?
Да! У некоторых планет в нашей Солнечной системе есть естественные спутники, вращающиеся вокруг них. Некоторые из них были обнаружены так недавно, что им еще не дали названия. У Марса есть Фобос и Деймос, две маленькие луны, вращающиеся очень близко к марсианской поверхности. У Юпитера больше известных спутников, чем у любой другой планеты — 61! Астроном Галилей сообщил о крупнейших спутниках Юпитера — Ио, Европе, Ганимеде и Каллисто — в 1610 году. У Сатурна по меньшей мере 31 спутник, у Урана — 27, а у Нептуна — 13 — и все время открываются новые спутники! У Плутона есть один спутник — Харон — самый большой спутник относительно размера планеты, вокруг которой он вращается. Только Меркурий и Венера не имеют известных спутников. Спутники не ограничиваются планетами; Крошечный дактиль был обнаружен на орбите астероида Ида в 1994!

Ранняя Солнечная система

23 места, где мы нашли воду в Солнечной системе

На прошлой неделе стало известно, что на Энцеладе, вероятно, есть теплый соленый океан, а под поверхностью Ганимеда скрывается жидкая вода. Эти открытия продолжают разрушать некогда существовавшее мнение, что Солнечная система была сухой и бесплодной, лишенной воды.

Охота за внеземной жизнью переместилась на наш собственный космический задний двор

Кажется, в Солнечной системе найдется мало мест, где нет воды, жидкой или твердой. На Венере есть даже небольшое количество водяного пара, около 20 частей на миллион. И каждый раз, когда обнаруживается или предлагается источник жидкой воды, это повышает шансы на жизнь в этом мире из-за того, что вода действует как растворитель, облегчая метаболические процессы на самом базовом уровне жизни. Вот почему охота за внеземной жизнью (весьма сомнительно, что она разумная, хотя на Земле мы нашли несколько довольно замечательных осьминогов) переместилась из далеких солнечных систем в наши собственные космические задворки.

Вот разбивка всей воды, о которой мы знаем, в Солнечной системе, и в какой форме она появляется. теперь, с каменистой ледяной коркой, почти во всех отношениях намекающей на океан внизу. Благодаря приливным эффектам Юпитера (трение внутри Луны, создаваемое притяжением планеты), вода будет оставаться жидкой и, возможно, даже теплой под ледяной корой, чему способствуют возможные гидротермальные источники.

Имеются некоторые свидетельства существования ледяных гейзеров с поверхности Европы, а также доказательства того, что в океане могут быть клетки Хэдли — теплая вода, исходящая от лунного экватора. Европа могла бы обеспечить возможность не только для жизни, но, при подходящих условиях, даже для сложной жизни.

Энцелад

Команда разработчиков медиа-платформ

Мы знаем о крошечном сонном Энцеладе с 1789 года. Диаметр всего 310 миль, меньше даже Цереры и Весты, двух крупнейших объектов в поясе астероидов. Сравните это с Европой, которая немного меньше нашей Луны в 1,9Диаметр 50 миль. Не говоря уже о его небольшом размере: это одно из самых интригующих мест в Солнечной системе и лучшие кандидаты на роль теплого, влажного и соленого океана. Вероятность жизни на ней такая же высокая, если не выше, чем на Европе.

Энцелад вращается вокруг колец Сатурна. На самом деле, водные извержения ледяных гейзеров Энцелада составляют F-кольцо газового гиганта — по словам Фила Плейта из Bad Astronomy, Луна извергает в космос 1000 тонн воды каждый час, наряду с органическими молекулами, солью и другими материалами. . Недавние исследования показывают, что океан также очень теплый благодаря приливным эффектам Сатурна. Буксир вызывает гидротермальную активность, которая нагревает океаны и вызывает гейзеры, все в виде горячих пластов, которые зародили жизнь на Земле.

Вероятность

Ганимед

https://vine.co/v/O96mQ0eKDxO/embed/simple

Ганимед — самый большой спутник в нашей солнечной системе, больше, чем даже планета Меркурий. Астрономы давно подозревали, что океан находится под ледяной коркой толщиной 100 миль на поверхности, и в новом исследовании активность полярных сияний предполагает, что океан несколько теплый и определенно соленый. В отличие от Европы, активности ледяных гейзеров пока не наблюдается. Это может быть связано с уменьшением приливного воздействия на Луну, которая находится дальше от Юпитера, чем Европа. В отличие от Европы, у него нет заштрихованной ледяной поверхности, демонстрирующей постоянную геологическую поверхностную активность. Тем не менее, есть хорошие признаки того, что на Ганимеде есть океан.

Может быть

Каллисто

Каллисто похожа по составу на Ганимед и, будучи самой дальней из четырех галилеевых лун Юпитера, подвергается наименьшему количеству радиации. Он также имеет магнитное поле, добавляя дополнительную защиту.

Мы знаем, что здесь есть вода, но мы не знаем, насколько она жидкая. Относительное отсутствие геологической активности на Каллисто предполагает, что Луна, возможно, не сможет поддерживать океан без присутствия внутри какого-то антифриза, а это означает, что там может быть просто много льда. Однако, будучи самым удаленным из спутников, он может стать интересным местом для исследований, позволяя вам избежать более жестких последствий излучения Юпитера, дистанционно исследуя другие спутники в поисках признаков океанов и жизни.

Церера

Группа разработчиков медиаплатформ

Церера не столько каменный шар, сколько водная карликовая планета

Церера известна с 1801 года, но ее небольшой размер затрудняет ее изучение. До недавнего времени считалось, что это относительно каменистое тело. Но недавние наблюдения и данные с космического корабля, который только что прибыл туда, выявили интригующую возможность: Церера — это не столько каменный шар, сколько водянистая карликовая планета с ледяной мантией и слякотным океаном внизу. Расположенный в поясе астероидов между Марсом и Юпитером, этот мир может быть нашим ближайшим соседом по океану. Если это правда, то это будет ближайший к Земле мир с океаном. Мы узнаем больше, как только продолжится.

Работа HubbleDawnDawn

Марс

Группа разработчиков медиаплатформ

Вероятно, когда-то на Красной планете были океаны, один из которых покрывал большую часть северного полушария. На поверхности остались следы воды, в том числе соединения от испарения древнего океана, а также сезонные водяные льды, покрывающие поверхность планеты. Есть некоторые свидетельства, указывающие на случайное таяние на поверхности.

Это ясно. Но есть интригующая возможность того, что под поверхностью Марса все еще есть вода, возможно, в виде водоносных горизонтов. Теоретически эти подземные водные пути все еще могут содержать микробную жизнь под поверхностью Марса. Таким образом, вопрос заключается в том, существует ли эта вода в виде льда или жидкости и какая ее часть скрывается под землей. Ценность всего океана маловероятна, но значительного количества подземных вод нет.

Будущие миссии, такие как марсоход «Марс-2020» и российский зонд «ЭкзоМарс», будут специально искать признаки органических веществ и воды под марсианской поверхностью.

Диона

Группа разработчиков медиа-платформ

Команда, стоящая за зондом НАСА «Кассини», который сделал много захватывающих открытий о Сатурне и его спутнике, в шутку назвала Диону «более слабой копией Энцелада». Этот спутник Сатурна сейчас гораздо менее активен, чем в прошлом, но на нем видны признаки геологической активности, в том числе гигантские горные пики и другие свидетельства, указывающие на более теплую историю. Вполне возможно, что Луна сохраняет достаточно этого тепла для существования небольшого океана.

Плутон (и, возможно, Харон)

Этим летом New Horizons пролетит мимо Плутона, став первым космическим кораблем, напрямую посетившим мир, когда-то известный как девятая планета. Он может обнаружить нечто, что когда-то казалось маловероятным: океан.

Плутон до сих пор воспринимается в основном как ледяной мир. Тем не менее, приливные силы с его орбиты с его самой большой луной Хароном в сочетании с тем, что, по мнению ученых, насильственное формирование системы (большое столкновение, вероятно, сформировало Плутон и его пять спутников из одних и тех же материалов) — означает, что на Плутоне мог быть океан. и оставляет открытой внешнюю возможность того, что он все еще существует.

Заметно отсутствует

Титан

Команда разработчиков медиаплатформ

Кажется странным, что Титан, самый большой и, возможно, самый интересный спутник Сатурна, не может быть включен в этот список. На Титане одни из самых обильных резервуаров жидкости, которые можно найти где-либо в Солнечной системе, но они представлены в форме метана, углеводородной цепи, которая хороша для жизни, но не обязательно в том виде, в каком мы ее знаем.

Тем не менее, Титан заслуживает упоминания в любом списке потенциально обитаемых мест из-за его сходства с ранней Землей. Итак, вот оно.

Ледяные тела

Мимас

Команда разработчиков медиа-платформ

Мимас, «луна Звезды Смерти», в значительной степени представляет собой один большой снежный ком. Кажется, в этом нет ничего большего, чем водяной лед. Тем не менее, несколько необычных особенностей намекают на что-то странное на Мимасе. Луна колеблется, вращаясь вокруг Сатурна, что указывает на то, что под поверхностью происходит что-то необычное. Команда Кассини говорит, что это может быть океан. Но только может быть. Другая главная возможность заключается в том, что у Мимаса есть сердцевина в форме футбольного мяча, придающая ему необычный наклон.

Луна размером примерно с Энцелад слишком мала, чтобы удерживать тепло от своего образования, поэтому на любой океан на Мимасе должна воздействовать внешняя сила — возможно, радиоактивный распад.

Тритон

Тритон глазами Вояджера-2

Группа разработчиков медиаплатформ

Крупнейший спутник Нептуна, Тритон, очень похож на Плутон. На это есть причина. Его ретроградная (обратная) орбита по сравнению с остальной частью системы предполагает, что Тритон мог быть захваченным объектом пояса Койпера, а не чем-то, что сформировалось рядом с планетой. Поверхность Луны, похоже, представляет собой смесь метана и водяного льда, очень похожая на Плутон, и есть вероятность существования внутреннего океана при условии достаточного нагрева или радиоактивного распада.

На Луне, вероятно, есть гейзеры, но вместо воды они, вероятно, выбрасывают азот, создавая на Луне разреженную атмосферу. Мы просто мало что знаем о Тритоне, потому что единственное крупное изображение было получено во время пролета «Вояджера-2» в 1989 году. на них. Но предварительные данные показывают, что Титания и Оберон, скорее всего, состоят из льда и горных пород. Ни у того, ни у другого в то время не было достаточно доказательств, чтобы поддержать гипотезы о жидкой воде без антифриза, такого как аммиак.

Умбриэль тоже в значительной степени состоит из льда, но еще менее вероятно, что там есть океан. Однако на нем есть яркое пятно льда около одного из его полюсов, вероятно, результат удара кратера о поверхность. Есть также свидетельства наличия углекислого газа, попавшего под поверхность.

Тефия, Рея и Япет

Эти спутники Сатурна выглядят так же замерзшими, хотя на Рее есть вероятность наличия жидкой воды. Эти миры относительно инертны, хотя Япет демонстрирует признаки сублимации воды (прямого перехода из твердого состояния в газообразное) на поверхности. Хотя эти спутники не могут быть хорошими кандидатами на наличие жидкой воды, они демонстрируют изобилие воды во внешней Солнечной системе.

Пояс Койпера

В поясе Койпера, где находится Плутон, есть сотни известных объектов, многие из которых считаются ледяными. Карликовые планеты Эрида и Хаумеа, как полагают, подобны Плутону по составу, с водяным льдом на поверхности. Но эти маленькие миры были обнаружены только в последнее десятилетие. Есть также несколько кандидатов в карликовые планеты, которые, как известно, имеют ледяную природу, в том числе Варуна, Квавар и Оркус. Последний имеет некоторые признаки криовулканизма и потенциально может иметь жидкий океан.

В поясе Койпера и за его пределами есть несколько комет, которые, как полагают, состоят из воды. Сюда входит первый идентифицированный член Облака Оорта, Седна.

Немного воды

Меркурий

Группа разработчиков медиа-платформ

Возможно, самым удивительным местом, где в Солнечной системе была обнаружена вода, является Меркурий, ближайшая к Солнцу планета. В то время как поверхность палит, полюс часто не затронут солнечным теплом, что приводит к области, где может скапливаться лед. В октябре космический аппарат MESSENGER, наблюдающий за Меркурием, сделал несколько полярных фотографий замерзших ледяных шапок. Жидкая вода маловероятна, потому что Меркурий очень горячий, но MESSENGER обнаружил признаки того, что некоторые из скоплений были недавними.

Луна

Луна и Меркурий, на самом деле они не так уж сильно отличаются внешне. Оба представляют собой безвоздушные каменистые миры, и оба, похоже, имеют скопления водяного льда на полюсах. Ученые давно подозревали, что на Луне может быть лед. Индия доказала это в 2009 году… разбив зонд «Чандраян-1» о лед и увидев образовавшиеся шлейфы.

Водяной лед на Луне далеко не в изобилии, но когда-нибудь он может помочь при колонизации Луны. Если мы когда-нибудь вернемся туда.

Нептун и Уран

Вот еще один способ перевернуть ваш школьный учебник по естествознанию: некоторые исследователи начали называть Нептун и Уран «ледяными гигантами», а не «газовыми гигантами». Отчасти это связано с обилием льдов в нижних слоях планет, находящихся в странных состояниях, которые стали возможными из-за сильного давления.

В верхних слоях атмосферы этих миров обнаружены водяные пары

В верхних слоях атмосферы этих миров обнаружены водяные пары, подозреваются льды в нижних слоях атмосферы, особенно в «мантии» – площадь горячих льдов в нижних слоях атмосферы. Некоторые астрономы дошли до того, что предложили «океаны» на обеих планетах, хотя они не имели бы ничего общего с известными нам большими голубыми водоемами. Температуры кипения удерживают то, что в противном случае испарялось бы в некое затвердевшее состояние под невероятным давлением.

Пары

В Солнечной системе есть еще сотни мест, где можно найти воду, будь то крошечные покрытые льдом лунки, никогда не получившие официальных мифологических названий, или просто области с умеренным скоплением льда. Следовые количества водяного пара были обнаружены на Венере, Юпитере и Сатурне.

Тем не менее, это говорит о изобилии в нашей Солнечной системе и о том, как наши взгляды изменились от сухой Солнечной системы с бледно-голубой точкой посередине к системе, изобилующей водой и изобилующей возможностями для жизни.

Прямо сейчас Земля — это единственная настоящая бледно-голубая точка, единственное место, где может существовать жизнь в том виде, в каком мы ее знаем, где переменные температуры создают широкий спектр экосистем и растительности, где густая, сочная атмосфера делает возможной жизнь по воздуху, по морем, так и по суше. Но это может быть не единственный генезис в нашей Солнечной системе. Жизнь могла бы процветать в темных глубинах далеких океанов, в больших и малых формах, жизнь, форму которой мы не можем понять, потому что она не имеет точки отсчета ни с чем из того, что мы испытали. Нам также не нужно путешествовать световыми годами, чтобы найти его.

Земля — единственная настоящая бледно-голубая точка, единственное место, где может существовать жизнь, какой мы ее знаем

Экзобиологический трюизм гласит, что там, где есть вода, есть и жизнь. И хотя когда-то мы считали, что мы единственное место, где можно найти воду, мы вместо этого доказали, что ее много. Хотя это может не означать жизни в недрах Нептуна или на холодных темных полюсах Меркурия, оно может открыть дверь для новых исследований не только на Европе и Энцеладе, но и под корой Ганимеда или в глубинах Дионы. Не только охота за ископаемыми на Марсе, но и поиск реальных, осязаемых, живых, дышащих организмов на Церере.

Он мог бы предоставить промежуточные станции, когда мы будем продвигаться в дальние уголки космоса. И если на нашем собственном заднем дворе много воды, это показывает, что ее можно найти не так уж редко, и что мы можем быть не одиноки во Вселенной, будь то на мини-Нептуне в 2000 световых годах от нас или на холодной Луне. вращается вокруг Сатурна внутри его колец.

Джон ВенцПисатель

Джон Венц — автор популярной механики и одержимый космосом, живущий в Филадельфии. Он пишет в Твиттере @johnwenz.

Земная атмосфера простирается до Луны и дальше

Наука и исследования

20.02.2019
100636 просмотра
308 лайков

Самая внешняя часть атмосферы нашей планеты простирается далеко за пределы лунной орбиты — почти в два раза дальше до Луны.

Недавнее открытие, основанное на наблюдениях Солнечной и гелиосферной обсерватории ESA/NASA, SOHO, показывает, что газовый слой, окутывающий Землю, достигает расстояния до 630 000 км, что в 50 раз больше диаметра нашей планеты.

«Луна пролетает через атмосферу Земли», — говорит Игорь Балюкин из Российского института космических исследований, ведущий автор статьи, представляющей результаты.

«Мы не знали об этом, пока не стряхнули пыль с наблюдений, сделанных более двух десятилетий назад космическим кораблем SOHO».

Там, где наша атмосфера сливается с космическим пространством, есть облако атомов водорода, называемое геокороной. Один из инструментов космического корабля, SWAN, использовал свои чувствительные датчики для отслеживания водородной сигнатуры и точного определения того, насколько далеко находятся самые окраины геокороны.

Эти наблюдения можно было проводить только в определенное время года, когда Земля и ее геокорона попадали в поле зрения SWAN.

Для планет с водородом в экзосферах водяной пар часто виден ближе к их поверхности. Так обстоит дело с Землей, Марсом и Венерой.

«Это особенно интересно при поиске планет с потенциальными резервуарами воды за пределами нашей Солнечной системы», — объясняет Жан-Лу Берто, соавтор и бывший главный исследователь SWAN.

Геокорона с Луны

Первый телескоп на Луне, установленный астронавтами Аполлона 16 в 1972 году, запечатлел вызывающее воспоминания изображение геокороны, окружающей Землю и ярко светящейся в ультрафиолетовом свете.

«В то время астронавты на лунной поверхности не знали, что они на самом деле застряли в окраинах геокороны», — говорит Жан-Лу.

Облако водорода

Солнце взаимодействует с атомами водорода посредством определенной длины волны ультрафиолетового света, называемого Лайман-альфа, который атомы могут как поглощать, так и излучать. Поскольку этот тип света поглощается атмосферой Земли, его можно наблюдать только из космоса.

Благодаря ячейке, поглощающей водород, прибор SWAN мог выборочно измерять свет Лайман-альфа от геокороны и отбрасывать атомы водорода дальше в межпланетное пространство.

Новое исследование показало, что солнечный свет сжимает атомы водорода в геокороне на дневной стороне Земли, а также создает область повышенной плотности на ночной стороне. Более плотная дневная область водорода все еще довольно разрежена: всего 70 атомов на кубический сантиметр на высоте 60 000 километров над поверхностью Земли и около 0,2 атома на расстоянии от Луны.

«На Земле мы бы назвали это вакуумом, поэтому этот дополнительный источник водорода недостаточно важен для исследования космоса», — говорит Игорь.

SOHO наблюдение за геокороной

Хорошей новостью является то, что эти частицы не представляют никакой угрозы для космических путешественников в будущих пилотируемых миссиях на орбите Луны.

«Есть также ультрафиолетовое излучение, связанное с геокороной, поскольку атомы водорода рассеивают солнечный свет во всех направлениях, но воздействие на астронавтов на лунной орбите будет незначительным по сравнению с основным источником излучения — Солнцем», — говорит Жан-Лу. Берто.

С другой стороны, геокорона Земли может помешать будущим астрономическим наблюдениям, проводимым вблизи Луны.

«Космические телескопы, наблюдающие за небом в ультрафиолетовом диапазоне длин волн для изучения химического состава звезд и галактик, должны это учитывать», — добавляет Жан-Лу.

СОХО

Сила архивов

Запущенная в декабре 1995 года космическая обсерватория SOHO более двух десятилетий занимается изучением Солнца, от его глубокого ядра до внешней короны и солнечного ветра. Спутник вращается вокруг первой точки Лагранжа (L1), примерно в 1,5 миллионах километров от Земли по направлению к Солнцу.

С этой точки удобно наблюдать за геокороной снаружи. Прибор SOHO SWAN трижды снимал Землю и ее расширенную атмосферу в период с 1996 по 1998 год.

Исследовательская группа Жана-Лу и Игоря в России решила извлечь этот набор данных из архивов для дальнейшего анализа. Эти уникальные виды всей геокороны, видимые с SOHO, теперь проливают новый свет на атмосферу Земли.

«Данные, заархивированные много лет назад, часто могут быть использованы для новой науки», — говорит Бернхард Флек, ученый проекта ЕКА SOHO. «Это открытие подчеркивает ценность данных, собранных более 20 лет назад, и исключительную производительность SOHO».