Творческая работа: Планета Нептун 3. Проект планета нептун

Работа - Планета Нептун 2

Содержание

Введение

1. История открытия

1.1. Название

1.2. Статус

2. Физические характеристики

2.1. Внутреннее строение

2.2. Атмосфера

2.3. Магнитосфера

2.4. Кольца

3. Климат

3.1. Штормы

3.2. Внутреннее тепло

4. Орбита и вращение

5. Образование и миграция

6. Спутники

7. Наблюдения

Заключение

Введение

Чаще всего приходится вычислять возмущения гравитационного поля по известному расположению других тел. При исследовании траектории Урана задача стояла противоположенная: зная возмущения, необходимо было найти место вызывающей их планеты. Эту задачу решили астроном Леверье и ученый Адамс. Только одними математическими расчетами, они указали место на небе, где должна находиться неизвестная планета. Когда на это место астроном Галле направил телескоп, то нашел новую планету. Так состоялось открытие людьми планеты – Нептун.

Это открытие еще раз доказывало, что теория строения Вселенной созданная Коперником верна, факт обнаружения Нептуна исключительно по расчетам подтвердил правильность ньютоновских формул, на которых были основаны все расчеты в астрономии.

Подозрения на неверность этих законов возникли после того, как открыли Уран, было замечено, что его орбита не согласуется с законами Ньютона. Таким образом, было предсказано существование другой, более отдаленной планеты, которая воздействовала на орбиту Урана. Нептун первыми наблюдали Galle и d'Arrest 23 сентября 1846 года очень близко к местонахождению, независимо предсказанному Adams и Verrier из вычислений, основанных на наблюдаемых положениях Юпитера, Сатурна и Урана.

Нептун был посещен только одним космическим кораблем – «Вояджером 2», это произошло 25 августа 1989 года. Почти все, что мы знаем об этой планете, мы знаем благодаря этой экспедиции. В данной работе я изложу данный известный материал.

1. История открытия

Зарисовки Галилео Галилея показывают, что 28 декабря 1612 года, а затем 29 января 1613 года он наблюдал Нептун. Однако в обоих случаях Галилей принял планету за неподвижную звезду в соединении с Юпитером на ночном небе. Поэтому открытие Нептуна не приписывают Галилею.

Во время первого периода наблюдений в декабре 1612 года Нептун был в точке стояния, как раз в день наблюдений он перешёл к попятному движению. Видимое попятное движение наблюдается, когда Земля обгоняет по своей орбите внешнюю планету. Поскольку Нептун был вблизи точки стояния, движение планеты было слишком слабым, чтобы быть замеченным с помощью маленького телескопа Галилея.

В 1821 году Алексей Бувард опубликовал астрономические таблицы орбиты Урана. Более поздние наблюдения показали существенные отклонения от таблиц. Это привело Буварда к предположению, что неизвестное пока тело возмущает орбиту Урана своей гравитацией. В 1843, Джон Кауч Адамс вычислил орбиту гипотетической восьмой планеты, чтобы объяснить изменения в орбите Урана. Он послал свои вычисления сэру Джорджу Эйри, королевскому астроному, а тот в ответном письме попросил у Куча разьяснений. Адамс начал набрасывать ответ, но почему-то так и не отправил его и в дальнейшем не настаивал на серьёзной работе над проблемой Урана.

Урбен Леверье независимо от Адамса в 1845–1846 годы быстро провёл свои собственные расчёты, но соотечественики не разделяли его энтузиазма. В июне, ознакомившись с первой опубликованной Леверье оценкой долготы планеты и её схожести с оценкой Адамса, Эйри убедил директора Кембриджской обсерватории Джеймса Чайлза начать поиски планеты. Чайлз безуспешно обыскивал небо в поисках восьмой планеты в течение августа и сентября. На деле Чайлз дважды наблюдал Нептун, но вследствие того, что он отложил обработку результатов наблюденикй на более поздний срок ему не удалось своевременно идентифицировать искомую планету.

Тем временем, Леверье удалось убедить астронома Берлинской обсерватории Иоганна Готфрида Галле заняться поисками планеты. Гейнрих д’Арре, студент обсерватории, предложил Галле сравнить недавно нарисованную карту неба в районе предсказанного Леверье местоположения с видом неба на текущий момент, чтобы заметить передвижение планеты относительно неподвижных звёзд. Планета была обнаружена в первую же ночь примерно после одного часа поисков. Вместе с директором обсерватории, Иоганном Энке, в течение двух ночей они продолжили наблюдение участка неба, где находилась планета, в результате чего им удалось обнаружить её передвижение относительно звёзд, и убедиться, что это действительно новая планета. Нептун был обнаружен 23 сентября 1846 года, в пределах 1° от координат, предсказанных Леверье, и примерно в 12° от координат, предсказанных Адамсом.

Вслед за открытием последовала большая конкуренция между англичанами и французами за право считать открытие Нептуна своим. В конечном счёте консенсус был найден, и было принято решение считать Адамса и Леверье сооткрывателями. В 1998 году были вновь найдены так называемые «бумаги Нептуна» (имеющие историческое значение бумаги из Гринвичской обсерватории), которые были незаконно присвоены астрономом Олином Дж. Эггеном и хранились у него в течение почти трёх десятилетий, и были найдены в его владении только после его смерти. После пересмотра документов некоторые историки теперь полагают, что Адамс не заслуживает равных с Леверье прав на открытие Нептуна. Это, впрочем, подвергалось сомнениям и ранее, например, Деннисом Реулинсом, ещё с 1966 года. В 1992 году в статье в журнале «Dio» он назвал требования британцев признать равноправие Адамса на открытие воровством. «Адамс проделал некоторые вычисления, но он был довольно неуверен в том, где находится Нептун» – сказал Николас Коллеструм из Университетского колледжа Лондона в 2003 году.

1.1 Название

Некоторое время после открытия Нептун обозначался просто как «внешняя от Урана планета» или как «планета Леверье». Первым, кто выдвинул идею об официальном наименовании, был Галле, предложивший название Янус. В Англии Чайлз предложил другое название: Океан.

Утверждая, что имеет право дать наименование открытой им планете, Леверье предложил назвать её Нептуном, ложно утверждая, что такое название одобрено французским бюро долгот. В октябре он пытался назвать планету по своему имени, «Леверье», и был поддержан директором обсерватории Франсуа Араго, однако эта инициатива натолкнулась на существенное сопротивление за пределами Франции. Французские альманахи очень быстро вернули название Гершель для Урана, в честь её первооткрывателя Уильяма Гершеля, и Леверье для новой планеты.

Директор Пулковской обсерватории Василий Струве отдал предпочтение названию «Нептун». О причинах своего выбора он сообщил на съезде Императорской Академии наук в Петербурге 29 декабря 1846 года. Это название получило поддержку за пределами России и вскоре стало общепринятым международным наименованием планеты.

В римской мифологии Нептун – бог моря и соответствует греческому Посейдону.

1.2 Статус

С момента открытия и до 1930 года Нептун был самой далёкой от Солнца известной планетой. После открытия Плутона Нептун стал предпоследней планетой, за исключением 1979–1999 годов, когда Плутон находился внутри орбиты Нептуна. Однако исследование пояса Койпера в 1992 году привело к тому, что многие астрономы стали обсуждать вопрос о том, считать Плутон планетой или частью пояса Койпера. В 2006 году Международный астрономический союз принял новое определение термина «планета» и классифицировал Плутон как карликовую планету, и, таким образом, вновь сделал Нептун последней планетой Солнечной системы.

2. Физические характеристики

С массой в 1,0243×1026 кг Нептун является промежуточным звеном между Землёй и большими газовыми гигантами. Его масса в 17 раз превосходит Земную, но составляет лишь 1/19 от массы Юпитера. Экваториальный радиус Нептуна равен 24,764 км, что почти в 4 раза больше земного. Нептун и Уран часто считаются подклассом газовых гигантов, который называют «ледяными гигантами» из-за их меньшего размера и большей концентрации летучих веществ. При поиске экзопланет Нептун используется как метоним: обнаруженные экзопланеты со схожей массой часто называют «Нептунами», также часто астрономы используют как метоним Юпитер: («Юпитеры»).

2.1 Внутреннее строение

Внутреннее строение Нептуна напоминает внутреннее строение Урана. Атмосфера составляет примерно 10-20 процентов от общей массы планеты, и расстояние от поверхности до конца атмосферы составляет 10-20 % расстояния от поверхности до ядра. Вблизи ядра давление может достигать 10 гигапаскалей. Объёмные концентрации метана, аммиака и воды найдены в нижних слоях атмосферы.

Постепенно эта более тёмная и более горячая область уплотняется в перегретую жидкую мантию, где температуры достигают 2000-5000 кельвинов. Масса мантии Нептуна превышает Земную в 10-15 раз, по разным оценкам, и богата водой, аммиаком, метаном и прочими соединениями. Как является общепринятым в планетологии, эту материю называют ледяной, даже при том, что это – горячая, очень плотная жидкость. Эту жидкость, обладающую высокой электропроводимостью, иногда называют океаном водного аммиака.

Внутреннее строение Нептуна:

1. Верхняя атмосфера, верхние облака

--PAGE_BREAK--

2. Атмосфера, состоящая из водорода, гелия и метана

3. Мантия, состоящая из воды, аммиака и метанового льда

4. Каменно-ледяное ядро

На глубине 7000 километров условия таковы, что метан разлагается на алмазные кристаллы, которые «падают» на ядро. Ядро Нептуна состоит из железа, никеля и силикатов. Ядро, как полагают, весит в 1,2 раза больше Земли. Давление в центре достигает 7 мегабар, что в миллионы раз больше, чем на поверхности Земли. Температура в центре, возможно, достигает 5400 кельвинов.

2.2 Атмосфера

В верхних слоях атмосферы обнаружен водород и гелий. Они составляют 80 и 19 % атмосферы на этой высоте, соответственно. Также наблюдаются следы метана. Заметные полосы поглощения метана встречаются на длинах волн выше 600 нм в красной и инфракрасной части спектра. Как и в случае с Ураном, поглощение красного света метаном – часть того, что придаёт атмосфере Нептуна синий оттенок, хотя яркая лазурь Нептуна отличается от более умеренного аквамаринового цвета Урана. Так как содержание метана в атмосфере Нептуна не сильно отличается от содержания метана в атмосфере Урана, полагают, что всё же некий пока неизвестный компонент атмосферы способствует синему цвету. Атмосфера Нептуна подразделяется на 2 основные области: более низкая тропосфера, где температура падает с высотой, и стратосфера, где температура с высотой увеличивается. Граница между ними, тропопауза, находится на уровне давления в 0,1 баров. Стратосфера замещается термосферой на уровне давления ниже, чем 10-4 – 10-5 микробаров. Термосфера постепенно переходит в экзосферу. Модели тропосферы Нептуна позволяют полагать, что она состоит из облаков переменных составов, в зависимости от высоты. Облака верхнего уровня находятся на уровне давления ниже одного бара, где температура, подходящая для конденсации метана.

При давлении между одним и пятью барами, как полагают, формируются облака аммиака и сульфида водорода. При давлении более 5 баров облака могут состоять из того же аммиака, сульфида аммония, сульфида водорода и воды. Более глубоко, при давлении в приблизительно 50 бар, могут быть облака из водяного льда, там температура равна 0 C°, не исключено, что и там могут быть найдены облака из аммиака и сульфида водорода. Высотные облака Нептуна наблюдались по отбрасываемым ими теням на непрозрачный облачный слой ниже уровнем. Среди них выделяются облачные полосы, которые «обёртываются» вокруг планеты на постоянной широте. У этих периферических групп ширина достигает 50-150 километров, и находятся они на 50-110 км выше основного облачного слоя. Изучение спектра Нептуна позволяет предполагать, что его более низкая стратосфера затуманена из-за конденсации продуктов ультрафиолетового фотолиза метана, таких, как этан и ацетилен. В стратосфере также обнаружены следы циановодорода и угарного газа. Стратосфера Нептуна более тёплая, чем стратосфера Урана из-за более высокой концентрации углеводородов. По невыясненным причинам, термосфера планеты имеет аномально высокую температуру в приблизительно 750 кельвинов. Для столь высокой температуры планета слишком далека от Солнца, чтобы оно могло так разогреть термосферу ультрафиолетовой радиацией. Возможно, это следствие атмосферного взаимодействия с ионами в магнитном поле планеты. Другой кандидат на механизм разогревания: волны гравитации из внутренних областей планеты, которые рассеиваются в атмосфере. Термосфера содержит следы угарного газа и воды, которая попала туда, возможно, из внешних источников, таких, как метеориты и пыль.

2.3 Магнитосфера

И своей магнитосферой, и магнитным полем, сильно наклонённым на 47° относительно его оси вращения, и распространяющегося на 0,55 от радиуса планеты (приблизительно 13500 км), Нептун напоминает Уран. До прибытия к Нептуну «Вояджера – 2» учёные полагали, что наклонённая магнитосфера Урана была результатом его «бокового вращения». Однако после сравнения магнитных полей этих двух планет учёные теперь полагают, что такая странная ориентация магнитосферы в пространстве может быть вызвана приливами во внутренних областях. Такое поле может появиться благодаря конвективным перемещениям жидкости в тонкой сферической прослойке электропроводных жидкостей этих двух планет (предполагаемая комбинация из аммиака, метана и воды), что приводит в действие гидромагнитное динамо. Магнитное поле на экваториальной поверхности Нептуна оценивается в 1,42 μT в течение магнитного момента 2,16×1017 Tm³. Магнитное поле Нептуна имеет комплексную геометрию, которая включает относительно большие привзносы от не биполярных компонетов, включая сильный квадрупольный момент, который по мощности может превышать дипольный. В противоположность – у Земли, Юпитера и Сатурна относительно небольшой квадрупольный момент, и их поля менее отклонены от полярной оси. Головная ударная волна Нептуна, где магнитосфера начинает замедлять солнечный ветер, проходит на расстоянии в 34,9 планетарных радиусов. Магнитопауза, где давление магнитосферы уравновешивает солнечный ветер, находится на расстоянии в 23–26,5 радиусов Нептуна. Хвост магнитосферы длится примерно до расстояния в 72 радиуса Нептуна, и очень вероятно, что гораздо дальше.

2.4 Кольца

У Нептуна есть кольцевая система, хотя гораздо менее существенная, чем, к примеру, у Сатурна. Кольца могут состоять из ледяных частиц, покрытых силикатами, или основанным на углероде материалом, которые наиболее вероятно придаёт им красноватый оттенок. В систему колец Нептуна входит 5 компонентов. Относительно узкое, самое внешнее, расположенное в 63 тысячах километров от центра планеты – кольцо Адамса; кольцо Леверье на удалении в 53000 километров от центра и более широкое; более слабое кольцо Галле на расстоянии в 42000 километров. Слабое продление кольца Леверье наружу называется Лассел, и оно ограничено своим внешним краем – кольцом Араго – на расстоянии в 57000 километров. Первое кольцо Нептуна было обнаружено в 1968 году командой астрономов во главе с Эдвардом Гайненом Но позже считалось, что это кольцо могло быть неполным, дефектным. Такое мнение возобладало после наблюдения за покрытием колец звездой в 1984 году, когда кольца затмили звезду во время её входа в тень, а не по выходу из неё Изображения «Вояджера-2» от 1989 года уладили эту проблему, поскольку было обнаружено ещё несколько слабых колец, но с достаточно массивной структурой. Причина этого так и не выяснена до сих пор, но это могло произойти из-за гравитационного взаимодействия с маленькими спутниками на орбите поблизости от колец. Наиболее удалённое кольцо Адамс, как теперь известно, содержит 5 «дужек» под названием: «Храбрость», «Liberté», «Egalité1», «Egalité2», и «Fraternité» (Свобода, равенство и братство). Существование этих дуг было трудно объяснить, потому что законы механики предсказывают, что дуги должны были бы за достаточно короткий момент времени соединиться в однородное кольцо. Считалось, что в таком положении дуги удерживает гравитационный эффект спутника Нептуна – Галатеи, которая обращается вокруг Нептуна вблизи от внутренней границы кольца Адамса. Однако новые исследования показывают, что влияние гравитации Галатеи недостаточно для того, чтобы удерживать материал колец в том положении, в котором он находится сейчас. Наблюдаемые результаты можно объяснить присутствием ещё одного спутника Нептуна, который может иметь достаточно малый размер (до 6 км), и вследствие этого может быть ещё не открыт. Наблюдения с поверхности Земли, опубликованные в 2005 году, показали, что кольца Нептуна намного более непостоянны, чем ранее мыслилось. Изображения, полученные обсерваторией Кек (Гавайские острова) в 2002 и 2003 году показывают значительные перемены по сравнению с изоображениями «Вояджера-2». В частности, кажется что дуга «Liberté» может исчезнуть всего через столетие.

3. Климат

Одно из различий между Нептуном и Ураном – уровень метеорологической активности. «Вояджер-2», пролетавший вблизи Урана в 1986 году, зафиксировал крайне слабую активность атмосферы. В противоположность Урану, Нептун демонстрировал заметные погодные перемены во время съёмки с «Вояджер-2» в 1989 году.

Погода на Нептуне характеризуется чрезвычайно динамической системой штормов, с ветрами, достигающими порой сверхзвуковых скоростей (около 600 м/с). В ходе отслеживания движения постоянных облаков было зафиксировано изменение скорости ветра от 20 м/с в восточном направлении к 325 м/с на западном. В верхнем облачном слое скорости ветров разнятся от 400 м/с вдоль экватора до 250 м/с на полюсах. Большинство ветров на Нептуне дуют в направлении, обратном вращению планеты вокруг своей оси. Общая схема ветров показывает, что на высоких широтах направление ветров совпадает с направлением вращения планеты, а на низких широтах противоположно ему. Различия в направлении воздушных потоков, как полагают, следствие «скин-эффекта», а не каких-либо глубинных атмосферных процессов. Содержание в атмосфере метана, этана и ацетилена в области экватора превышает в десятки и сотни раз содержание этих веществ в области полюсов. Это наблюдение может считаться свидетельством в пользу существования апвеллинга на экваторе Нептуна и его понижения ближе к полюсам. В 2007 году было замечено, что верхняя тропосфера южного полюса Нептуна была на 10 C° теплее, чем остальная часть Нептуна, где температура в среднем составляет −200 C°. Такая разница в температуре достаточна, чтобы метан, который в других областях верхней части атмосферы Нептуна находится в замороженном виде, просачивался в космос на южном полюсе. Эта «горячая точка» – следствие осевого наклона Нептуна, южный полюс которого уже четверть Нептунианского года, то есть примерно 40 земных лет, обращён к Солнцу. По мере того, как Нептун будет медленно продвигаться по орбите к противоположной стороне Солнца, южный полюс постепенно уйдёт в тень, и Нептун подставит Солнцу северный полюс. Таким образом, высвобождение метана в космос переместится с южного полюса на северный. Из сезонных изменений облачные полосы в южном полушарии Нептуна, как наблюдалось, увеличились в размере и альбедо. Эта тенденция была замечена ещё в 1980 году, и, как ожидается, продлится до 2020 с наступлением на Нептуне нового сезона. Сезоны меняются каждые 40 лет.

3.1 Штормы

В 1989, Большое тёмное пятно, устойчивый шторм-антициклон размерами 13,000 ×6,600 км, был открыт аппаратом НАСА «Вояджер-2». Этот атмосферный шторм напоминал Большое красное пятно Юпитера, однако 2 ноября 1994 года космический телескоп «Хаббл» не обнаружил его на прежнем месте. Вместо него новое похожее образование было обнаружено в северном полушарии планеты. Скутер – это другой шторм, обнаруженный южнее Большого тёмного пятна. Его название – следствие того, что ещё за несколько месяцев до сближения «Вояджера-2» с Нептуном было ясно, что эта группка облаков перемещалась гораздо быстрее Большого тёмного пятна. Последующие изображения позволили обнаружить ещё более быстрые, чем «скутер», группы облаков. Малое тёмное пятно, второй по интенсивности шторм, наблюдавшийся во время сближения «Вояджера-2» с планетой в 1989 году, расположено ещё южнее. Первоначально оно казалось полностью тёмным, но при сближении яркий центр Малого тёмного пятна стал виднее, что можно заметить на большинстве чётких фотографий с высоким разрешением. «Тёмные пятна» Нептуна, как полагают, рождаются в тропосфере на более низких высотах, чем более яркие и заметные облака. Таким образом, они кажутся своеобразными дырами в верхнем облачном слое. Поскольку эти штормы носят устойчивый характер и могут существовать в течение нескольких месяцев, они, как считается, имеют вихревую структуру. Часто связываются с тёмными пятнами более яркие, постоянные облака метана, которые формируются в тропопаузе. Постоянство сопутствующих облаков показывает, что некоторые прежние «тёмные пятна» могут продолжить своё существование как циклон, даже при том, что они теряют тёмный окрас. Тёмные пятна могут рассеяться, если они движутся слишком близко к экватору или через некий иной неизвестный пока механизм.

3.2 Внутреннее тепло

продолжение --PAGE_BREAK--

Более разнообразная погода на Нептуне, по сравнению с Ураном, как полагают, – следствие более высокой внутренней температуры. При этом Нептун в два раза удалённее от Солнца, чем Уран, и получает лишь 40 % от солнечного света, который получает Уран. Поверхностные же температуры этих двух планет примерно равны. Верхние области тропосферы Нептуна достигают весьма низкой температуры в −221,4 °C. На глубине, где давление равняется 1 бару, температура достигает -201,15 °C. Глубже идут газы, однако температура устойчиво повышается. Как и с Ураном, механизм нагрева неизвестен, но несоответствие большое: Уран излучает в 1,1 больше энергии, чем получает от Солнца. Нептун же излучает в 2,61 раза больше, чем получает от Солнца. Несмотря на то, что Нептун – самая далёкая планета от Солнца, его внутренней энергии достаточно для наличия самых быстрых ветров в Солнечной системе. Предлагается несколько возможных объяснений, включая радиогенный нагрев ядром планеты (как Земля греется калием-40, к примеру), диссоциация метана в другие цепные углеводороды в условиях атмосферы Нептуна, а также конвекция в нижней части атмосферы, которая приводит к торможению волн гравитации над тропопаузой.

4. Орбита и вращение

Среднее расстояние между Нептуном и Солнцем – 4,55 млрд. км (около 30,1 средних расстояний между Солнцем и Землёй, или 30,1 а. е.), и полный оборот вокруг Солнца у него занимает 164,79 лет. 12 июля 2011 года Нептун завершит свой первый с момента открытия планеты в 1846 году полный оборот. С Земли он будет виден иначе, чем в день открытия, в результате того, что период обращения Земли вокруг Солнца (365,25 дней) не является кратным периоду обращения Нептуна. Эллиптическая орбита планеты наклонена на 1,77° относительно орбиты Земли. Вследствие наличия эксцентриситета 0,011, расстояние между Нептуном и Солнцем изменяется на 101 миллион километров – разница между перигелием и афелием, т.е. ближайшей и самой отдалённой точками положения планеты вдоль орбитального пути. Осевой наклон Нептуна – 28,32°, что похоже на наклон оси Земли и Марса. В результате этого планета испытывает схожие сезонные изменения. Правда, из-за длинного орбитального периода Нептуна сезоны длятся в течение сорока лет каждый.

Сидерический период вращения для Нептуна равен 16,11 часов. Вследствие осевого наклона, сходного с Земным (23°), изменения в сидерическом периоде вращения в течение его длинного года не является значимыми. Поскольку Нептун не имеет твёрдой поверхности, его атмосфера подвержена дифференциальному вращению. Широкая экваториальная зона вращается с периодом приблизительно 18 часов, что медленнее, чем 16,1-часовое вращение магнитного поля планеты. В противоположность экватору, полярные области вращаются за 12 часов. Это одна из отличительных черт Нептуна – среди всех планет Солнечной системы такое вращение наиболее ярко выражено именно у него. И это приводит к сильному широтному сдвигу ветров.

5. Образование и миграция

Симуляция внешних планет и пояса Койпера: а) До того как Юпитер и Сатурн вступили в резонанс 2:1; б) Рассеяние объектов пояса Койпера в Солнечной системе после изменения орбиты Нептуна; c) После выбрасывания тел пояса Койпера Юпитером.

Для формирования ледяных гигантов – Нептуна и Урана – оказалось трудно создать точную модель. Современные модели полагают, что плотность материи во внешних регионах Солнечной системы была слишком низкой для формирования таких крупных тел традиционно принятым методом аккреции материи на ядро. Чтобы объяснить эволюцию Урана и Нептуна, было выдвинуто множество гипотез.

Одна из них считает, что оба ледяных гиганта не сформировались методом аккреции, а появились из-за нестабильностей внутри изначального протопланетного диска, и позднее их атмосферы были «сдуты» излучением массивной звезды класса O или B.

Другая концепция заключается в том, что Уран и Нептун сформировались близко к Солнцу, где плотность материи была выше, и впоследствии переместились на текущие орбиты. Гипотеза перемещения Нептуна пользуется популярностью, потому что позволяет объяснить текущие резонансы в поясе Койпера, в особенности, резонанс 2:5. Когда Нептун двигался наружу, он сталкивался с объектами прото-пояса Койпера, создавая новые резонансы и хаотично меняя существующие орбиты. Считается, что объекты рассеяного диска оказались в текущем положении из-за взаимодействия с резонансами, создаваемыми миграцией Нептуна.

Предложенная в 2004 году компьютерная модель Алессандро Морбиделли из обсерватории Лазурного берега в Ницце предположила, что перемещение Нептуна к поясу Койпера могло быть инициировано формированием резонанса 1:2 в орбитах Юпитера и Сатурна, который послужил, своего рода, гравитационным усилием, которое толкнуло Уран и Нептун на более высокие орбиты и заставило их поменять местоположение. Выталкивание объектов из пояса Койпера в результате этой миграции может также объяснить «Позднюю тяжёлую бомбардировку», произошедшую через 600 миллионов лет после формирования Солнечной системы, и появление у Юпитера троянских астероидов.

6. Спутники

У Нептуна на данный момент известно 13 спутников. Крупнейший из них весит более, чем 99,5 процентов от масс всех спутников Нептуна, вместе взятых, и лишь он массивен настолько, чтобы стать сфероидальным. Это Тритон, открытый Уильямом Ласселом всего через 17 дней после открытия Нептуна. В отличие от всех остальных крупных спутников планет в Солнечной системе, Тритон обладает ретроградной орбитой. Возможно, он был захвачен гравитацией Нептуна, а не сформировался на месте, и, возможно, когда-то был карликовой планетой в поясе Койпера. Он достаточно близок к Нептуну, чтобы быть зафиксированным в синхронном вращении. Из-за приливного ускорения Тритон медленно двигается по спирали к Нептуну, и, в конечном счёте, будет разрушен при достижении предела Роша, в результате чего образуется кольцо, которое может быть более мощным, чем кольца Сатурна (это произойдёт через относительно небольшой в астрономических масштабах период времени: от 10 до 100 миллионов лет). В 1989 году Тритон считался самым холодным объектом в Солнечной системе, температура которого была измерена, с предполагаемой температурой в −235 °C (38 K). Тритон является одним из трёх спутников планет Солнечной системы, имеющих атмосферу (наряду с Ио и Титаном). Указывается на возможность существования под ледяной корой Тритона жидкого океана, подобного океану Европы.

Второй (по времени открытия) известный спутник Нептуна – Нереида, спутник неправильной формы с одним из самых высоких эксцентриситетов орбиты среди прочих спутников Солнечной системы. Эксцентриситет в 0,7512 даёт ей апоапсиду, в 7 раз большую её периапсиды.

С июля по сентябрь 1989 года «Вояджер-2» обнаружил 6 новых спутников Нептуна. Среди них примечателен спутник Протей неправильной формы. Он примечателен тем, каким большим может быть тело его плотности, без стягивания в сферическую форму собственной гравитацией. Второй по массе спутник Нептуна составляет лишь четверть процента от массы Тритона.

Четыре самые внутренние спутника Нептуна – Наяда, Таласса, Деспина, и Галатея. Их орбиты так близки к Нептуну, что находятся в пределах его колец. Следующая за ними, Ларисса, была первоначально открыта в 1981 году при покрытии звезды. Сначала покрытие было приписано дугам колец, но когда «Вояджер-2» посетил Нептун в 1989 году, выяснилось, что покрытие было произведено спутником. Между 2002 и 2003 годом было открыто ещё 5 спутников Нептуна неправильной формы, что было анонсировано в 2004 году. Поскольку Нептун был римским богом морей, его спутники называют в честь меньших морских божеств.

7. Наблюдения

Нептун не виден невооружённым глазом, так как его звёздная величина находится между +7,7 и +8,0. Таким образом, Галилеевы спутники Юпитера, карликовая планета Церера и астероиды 4 Веста, 2 Паллада, 7 Ирида, 3 Юнона и 6 Геба ярче его на небе. В телескоп или хороший бинокль можно увидеть Нептун как небольшой голубоватый диск, похожий на Уран.

Из-за расстояния между Нептуном и Землёй угловой диаметр планеты меняется лишь в пределах 2,2–2,4 угловых секунд – наименьшее значение среди остальных планет Солнечной системы. Его малый угловой размер создаёт большие трудности для визуальных наблюдений; большинство телескопических данных о Нептуне были довольно ограничены до появления Космического телескопа «Хаббл» и крупных наземных телескопов с адаптивной оптикой. В 1977, к примеру, даже период вращения Нептуна был сомнительным.

Для земного наблюдателя каждые 367 дней Нептун вступает в кажущееся ретроградное движение, таким образом, образуя своеобразные воображаемые петли на фоне звёзд во время каждого противостояния. В апреле и июле 2010 года и в октябре и ноябре 2011 года эти орбитальные петли приведут его близко к тем координатам, где он был открыт в 1846 году.

Наблюдения за Нептуном в диапазоне радиоволн показывают, что планета является источником непрерывного излучения и нерегулярных вспышек. И то и другое объясняют вращающимся магнитным полем планеты. В инфракрасной части спектра на более холодном фоне чётко видны штормы Нептуна, что позволяет с высокой долей достоверности установить их форму и размер, а также отслеживать их передвижения.

Заключение

Ближе всего к Нептуну «Вояджер-2» подошёл 25 августа 1989 года. Так как Нептун был последней крупной планетой, которую мог посетить космический аппарат, было решено совершить близкий пролёт вблизи Тритона, не считаясь с последствиями для траектории полёта. Схожая задача стояла и перед «Вояджером-1» – пролёт вблизи Сатурна и его крупнейшего спутника – Титана. Изображения Нептуна, переданные на Землю «Вояджером-2», стали основой для появления в 1989 году в Публичной телевещательной службе (PBS) программы на всю ночь под названием «Нептун всю ночь».

Во время сближения сигналы с аппарата шли до Земли 246 минут. Поэтому, по большей части, миссия «Вояджера-2» опиралась на предварительно загруженные команды для сближения с Нептуном и Тритоном, чем на команды с Земли. «Вояджер-2» совершил достаточно близкий проход вблизи от Нереиды, прежде чем прошёл всего в 4400 километрах от атмосферы Нептуна 25 августа. Позднее в тот же день Вояджер пролетел вблизи Тритона.

«Вояджер-2» подтвердил существование магнитного поля планеты и установил, что оно наклонено, как и поле Урана. Вопрос о периоде вращения планеты был решён измерением радиоизлучения. «Вояджер-2» также показал необычно активную погодную систему Нептуна. Было открыто 6 новых спутников планеты и колец, которых, как оказалось, было несколько.

Около 2016 года НАСА планировала послать к Нептуну КА «Нептун Орбитер» (en:Neptune Orbiter). В настоящее время никаких предположительных дат старта не называется, и Стратегический план исследования Солнечной системы больше не включает этот аппарат.

www.ronl.ru

Научная работа - Планета Нептун

Содержание

Введение

1. История открытия

1.1. Название

1.2. Статус

2. Физические характеристики

2.1. Внутреннее строение

2.2. Атмосфера

2.3. Магнитосфера

2.4. Кольца

3. Климат

3.1. Штормы

3.2. Внутреннее тепло

4. Орбита и вращение

5. Образование и миграция

6. Спутники

7. Наблюдения

Заключение

Введение

1. История открытия

1.1 Название

В римской мифологии Нептун – бог моря и соответствует греческому Посейдону.

1.2 Статус

2. Физические характеристики

2.1 Внутреннее строение

Внутреннее строение Нептуна:

1. Верхняя атмосфера, верхние облака

2. Атмосфера, состоящая из водорода, гелия и метана

3. Мантия, состоящая из воды, аммиака и метанового льда

4. Каменно-ледяное ядро

2.2 Атмосфера

2.3 Магнитосфера

2.4 Кольца

У Нептуна есть кольцевая система, хотя гораздо менее существенная, чем, к примеру, у Сатурна. Кольца могут состоять из ледяных частиц, покрытых силикатами, или основанным на углероде материалом, которые наиболее вероятно придаёт им красноватый оттенок. В систему колец Нептуна входит 5 компонентов. Относительно узкое, самое внешнее, расположенное в 63 тысячах километров от центра планеты – кольцо Адамса; кольцо Леверье на удалении в 53000 километров от центра и более широкое; более слабое кольцо Галле на расстоянии в 42000 километров. Слабое продление кольца Леверье наружу называется Лассел, и оно ограничено своим внешним краем – кольцом Араго – на расстоянии в 57000 километров. Первое кольцо Нептуна было обнаружено в 1968 году командой астрономов во главе с Эдвардом Гайненом Но позже считалось, что это кольцо могло быть неполным, дефектным. Такое мнение возобладало после наблюдения за покрытием колец звездой в 1984 году, когда кольца затмили звезду во время её входа в тень, а не по выходу из неё Изображения «Вояджера-2» от 1989 года уладили эту проблему, поскольку было обнаружено ещё несколько слабых колец, но с достаточно массивной структурой. Причина этого так и не выяснена до сих пор, но это могло произойти из-за гравитационного взаимодействия с маленькими спутниками на орбите поблизости от колец. Наиболее удалённое кольцо Адамс, как теперь известно, содержит 5 «дужек» под названием: «Храбрость», «Liberté», «Egalité 1», «Egalité 2», и «Fraternité» (Свобода, равенство и братство). Существование этих дуг было трудно объяснить, потому что законы механики предсказывают, что дуги должны были бы за достаточно короткий момент времени соединиться в однородное кольцо. Считалось, что в таком положении дуги удерживает гравитационный эффект спутника Нептуна – Галатеи, которая обращается вокруг Нептуна вблизи от внутренней границы кольца Адамса. Однако новые исследования показывают, что влияние гравитации Галатеи недостаточно для того, чтобы удерживать материал колец в том положении, в котором он находится сейчас. Наблюдаемые результаты можно объяснить присутствием ещё одного спутника Нептуна, который может иметь достаточно малый размер (до 6 км), и вследствие этого может быть ещё не открыт. Наблюдения с поверхности Земли, опубликованные в 2005 году, показали, что кольца Нептуна намного более непостоянны, чем ранее мыслилось. Изображения, полученные обсерваторией Кек (Гавайские острова) в 2002 и 2003 году показывают значительные перемены по сравнению с изоображениями «Вояджера-2». В частности, кажется что дуга «Liberté» может исчезнуть всего через столетие.

3. Климат

3.1 Штормы

В 1989, Большое тёмное пятно, устойчивый шторм-антициклон размерами 13,000 × 6,600 км, был открыт аппаратом НАСА «Вояджер-2». Этот атмосферный шторм напоминал Большое красное пятно Юпитера, однако 2 ноября 1994 года космический телескоп «Хаббл» не обнаружил его на прежнем месте. Вместо него новое похожее образование было обнаружено в северном полушарии планеты. Скутер – это другой шторм, обнаруженный южнее Большого тёмного пятна. Его название – следствие того, что ещё за несколько месяцев до сближения «Вояджера-2» с Нептуном было ясно, что эта группка облаков перемещалась гораздо быстрее Большого тёмного пятна. Последующие изображения позволили обнаружить ещё более быстрые, чем «скутер», группы облаков. Малое тёмное пятно, второй по интенсивности шторм, наблюдавшийся во время сближения «Вояджера-2» с планетой в 1989 году, расположено ещё южнее. Первоначально оно казалось полностью тёмным, но при сближении яркий центр Малого тёмного пятна стал виднее, что можно заметить на большинстве чётких фотографий с высоким разрешением. «Тёмные пятна» Нептуна, как полагают, рождаются в тропосфере на более низких высотах, чем более яркие и заметные облака. Таким образом, они кажутся своеобразными дырами в верхнем облачном слое. Поскольку эти штормы носят устойчивый характер и могут существовать в течение нескольких месяцев, они, как считается, имеют вихревую структуру. Часто связываются с тёмными пятнами более яркие, постоянные облака метана, которые формируются в тропопаузе. Постоянство сопутствующих облаков показывает, что некоторые прежние «тёмные пятна» могут продолжить своё существование как циклон, даже при том, что они теряют тёмный окрас. Тёмные пятна могут рассеяться, если они движутся слишком близко к экватору или через некий иной неизвестный пока механизм.

3.2 Внутреннее тепло

4. Орбита и вращение

5. Образование и миграция

6. Спутники

7. Наблюдения

Заключение

www.ronl.ru

Контрольная работа - Планета Нептун

Содержание

Введение

1. История открытия

1.1. Название

1.2. Статус

2. Физические характеристики

2.1. Внутреннее строение

2.2. Атмосфера

2.3. Магнитосфера

2.4. Кольца

3. Климат

3.1. Штормы

3.2. Внутреннее тепло

4. Орбита и вращение

5. Образование и миграция

6. Спутники

7. Наблюдения

Заключение

Введение

1. История открытия

1.1 Название

В римской мифологии Нептун – бог моря и соответствует греческому Посейдону.

1.2 Статус

2. Физические характеристики

2.1 Внутреннее строение

Внутреннее строение Нептуна:

1. Верхняя атмосфера, верхние облака

2. Атмосфера, состоящая из водорода, гелия и метана

3. Мантия, состоящая из воды, аммиака и метанового льда

4. Каменно-ледяное ядро

2.2 Атмосфера

2.3 Магнитосфера

2.4 Кольца

У Нептуна есть кольцевая система, хотя гораздо менее существенная, чем, к примеру, у Сатурна. Кольца могут состоять из ледяных частиц, покрытых силикатами, или основанным на углероде материалом, которые наиболее вероятно придаёт им красноватый оттенок. В систему колец Нептуна входит 5 компонентов. Относительно узкое, самое внешнее, расположенное в 63 тысячах километров от центра планеты – кольцо Адамса; кольцо Леверье на удалении в 53000 километров от центра и более широкое; более слабое кольцо Галле на расстоянии в 42000 километров. Слабое продление кольца Леверье наружу называется Лассел, и оно ограничено своим внешним краем – кольцом Араго – на расстоянии в 57000 километров. Первое кольцо Нептуна было обнаружено в 1968 году командой астрономов во главе с Эдвардом Гайненом Но позже считалось, что это кольцо могло быть неполным, дефектным. Такое мнение возобладало после наблюдения за покрытием колец звездой в 1984 году, когда кольца затмили звезду во время её входа в тень, а не по выходу из неё Изображения «Вояджера-2» от 1989 года уладили эту проблему, поскольку было обнаружено ещё несколько слабых колец, но с достаточно массивной структурой. Причина этого так и не выяснена до сих пор, но это могло произойти из-за гравитационного взаимодействия с маленькими спутниками на орбите поблизости от колец. Наиболее удалённое кольцо Адамс, как теперь известно, содержит 5 «дужек» под названием: «Храбрость», «Liberté», «Egalité 1», «Egalité 2», и «Fraternité» (Свобода, равенство и братство). Существование этих дуг было трудно объяснить, потому что законы механики предсказывают, что дуги должны были бы за достаточно короткий момент времени соединиться в однородное кольцо. Считалось, что в таком положении дуги удерживает гравитационный эффект спутника Нептуна – Галатеи, которая обращается вокруг Нептуна вблизи от внутренней границы кольца Адамса. Однако новые исследования показывают, что влияние гравитации Галатеи недостаточно для того, чтобы удерживать материал колец в том положении, в котором он находится сейчас. Наблюдаемые результаты можно объяснить присутствием ещё одного спутника Нептуна, который может иметь достаточно малый размер (до 6 км), и вследствие этого может быть ещё не открыт. Наблюдения с поверхности Земли, опубликованные в 2005 году, показали, что кольца Нептуна намного более непостоянны, чем ранее мыслилось. Изображения, полученные обсерваторией Кек (Гавайские острова) в 2002 и 2003 году показывают значительные перемены по сравнению с изоображениями «Вояджера-2». В частности, кажется что дуга «Liberté» может исчезнуть всего через столетие.

3. Климат

3.1 Штормы

В 1989, Большое тёмное пятно, устойчивый шторм-антициклон размерами 13,000 × 6,600 км, был открыт аппаратом НАСА «Вояджер-2». Этот атмосферный шторм напоминал Большое красное пятно Юпитера, однако 2 ноября 1994 года космический телескоп «Хаббл» не обнаружил его на прежнем месте. Вместо него новое похожее образование было обнаружено в северном полушарии планеты. Скутер – это другой шторм, обнаруженный южнее Большого тёмного пятна. Его название – следствие того, что ещё за несколько месяцев до сближения «Вояджера-2» с Нептуном было ясно, что эта группка облаков перемещалась гораздо быстрее Большого тёмного пятна. Последующие изображения позволили обнаружить ещё более быстрые, чем «скутер», группы облаков. Малое тёмное пятно, второй по интенсивности шторм, наблюдавшийся во время сближения «Вояджера-2» с планетой в 1989 году, расположено ещё южнее. Первоначально оно казалось полностью тёмным, но при сближении яркий центр Малого тёмного пятна стал виднее, что можно заметить на большинстве чётких фотографий с высоким разрешением. «Тёмные пятна» Нептуна, как полагают, рождаются в тропосфере на более низких высотах, чем более яркие и заметные облака. Таким образом, они кажутся своеобразными дырами в верхнем облачном слое. Поскольку эти штормы носят устойчивый характер и могут существовать в течение нескольких месяцев, они, как считается, имеют вихревую структуру. Часто связываются с тёмными пятнами более яркие, постоянные облака метана, которые формируются в тропопаузе. Постоянство сопутствующих облаков показывает, что некоторые прежние «тёмные пятна» могут продолжить своё существование как циклон, даже при том, что они теряют тёмный окрас. Тёмные пятна могут рассеяться, если они движутся слишком близко к экватору или через некий иной неизвестный пока механизм.

3.2 Внутреннее тепло

4. Орбита и вращение

5. Образование и миграция

6. Спутники

7. Наблюдения

Заключение

www.ronl.ru

Творческая работа - Планета Нептун 3

Реферат

на тему: Планета Нептун

Нептун — восьма по рахунку планета Сонячної системи. Середня далекість Нептуна від Сонця 30,1 а. е., період обертання по орбіті — 164 року і 288 днів. Видимий кутовий діаметр Нептуна складає близько 2°. При вимірі настільки малого діаметра кутомірними пристосуваннями з поверхні Землі відносна помилка дуже велика. Уточнити діаметр Нептуна удалося 7 квітня 1967 р., коли планета у своєму русі на тлі зоряного неба заслонило одну з далеких зірок. За результатами спостережень з декількох астрономічних обсерваторій екваторіальний діаметр Нептуна складає 50200 км.

Нові зведення про діаметр дозволили уточнити величину середньої щільності Нептуна: вона виявилася рівної 1,67 г/см3. Такі характеристики типові для планет-гігантів, що складаються головним чином з водню і гелію з домішкою з'єднань інших хімічних елементів. Історія відкриття

Нептун був відкритий незвичайним образом. Було замічено, що Уран рухається не зовсім так, як йому покладається рухатися під дією притягання Сонця і відомих у той час планет. Тоді запідозрили існування ще однієї масивної планети і спробували перечислити її положення на небі. Цю надзвичайно складну задачу незалежно друг від друга успішно вирішили англійський астроном Дж. Адамс і француз У. Леверье. Одержавши дані Леверье, асистент Берлінської обсерваторії И. Галлі 23 вересня 1846 р. знайшов планету. Відкриття Нептуна мало найбільше значення насамперед тому, що воно послужило блискучим підтвердження закону всесвітнього тяжіння, покладеного в основу розрахунків. Таким чином, з моменту відкриття Нептун навіть не зробив повного обороту по своїй орбіті.

Будівля планети Нептун

У центрі Нептуна, відповідно до розрахунків, мається важке ядро із силікатів, металів і інших елементів, що входять до складу земної групи. Вивчення характеру ослаблення блиску зірки при її затьмаренні атмосферою Нептуна дало багато додаткової інформації. Зокрема, була знайдена середня молекулярна вага надхмарних шарів атмосфери Нептуна. Він відповідає молекулярному водневі з невеликою домішкою метану. Деталі на поверхні Нептуна розрізнити дуже важко. Тому параметри добового обертання — положення осі, напрямок і період обертання — визначити з наземних спостережень дуже складно.

Супутники планети Нептун

У Нептуна вісім супутників. Перший — Тритон — відкритий у 1846 р., через двох тижнів після відкриття самого Нептуна. По розмірах і масі він більше Місяця. Має зворотний напрямок орбітального руху. Другий супутник — Нереїда — дуже невеликий, має сильно витягнуту орбіту. Відстань від супутника до планети міняється в межах від 1, 5 до 9, 6 млн. км. Напрямок орбітального руху — пряме. Інші шість супутників — Наяда, Таласса, Галатея, Деспина, Ларисса, Протей — були відкриті в 1989 р.

Що уражає нас у Тритона, так це розміри. Світність його складає величину незначну — усього близько 13,6 зоряної величини. Але це велика яскравість, чим у Титании й Оберона, але ж Тритон разу в півтора далі від Землі, чим вони, і сонячного світла він одержує вдвічі менше. Звідси відразу пішло припущення, що Тритон повинний бути великий.

Так воно і виявилося. Діаметр цього супутника явно набагато перевищує 4000 км, що більше поперечника нашого Місяця. По всій Сонячній системі із супутників по розмірах його перевершують тільки Ганимед, Титан і Каллисто. В астрономічних колах відкриття було визнано дуже важливим. Дійсно, це був перший випадок виявлення великого супутника чи ледве не за двісті років, що минули після відкриття Титана. Та й узагалі це був усього сьомій відомий науці супутник у Сонячній системі — адже до відкриття куди більш близьких до Землі Фобоса і Деймоса ще залишалося добрих три десятиліття. Тому до Тритона була притягнута увага багатьох фахівців, що довго не слабшало. Серед тих, хто уніс великий вклад у вивчення Тритона вже на самому початку нашого століття, не можна не назвати члена-корр. АН СРСР С. К. Костинского, що одержав відмінні (з огляду на відстані, звичайно) фотографії цього небесного тіла і першим визначив, що блиск його повинний бути не слабкіше 13-й зоряної величини. Так або майже так вважаються і донині: нинішні астрономи числять Тритон серед об'єктів приблизно чотирнадцятої зоряної величини.

Працями учених різних, країн «досьє» Тритона повільно, але вірно, поповнювалося. Стало ясно, що орбіта його являє собою майже ідеальну окружність з радіусом близько 355000 км. Хоча довжина шляху Тритона навколо Нептуна майже така ж, як у Місяця навколо нашої планети, він обегает свою планету уп'ятеро швидше. Чому — це ясно: маса Нептуна в 17 із зайвим раз більше земний, вона і прискорює прагнення супутника.

Всі інші супутники Юпітера і Сатурна звертаються в площині екватора своєї планети. А от Тритон (як і Місяць) не підкоряється такому правилу: його орбіта на 20° нахилена до екватора Нептуна. І напрямок руху Тритона — протилежне тому, у якому обертається «хазяїн». Крім Тритона, у всій Сонячній системі рухаються «назад» тільки чотири зовнішніх супутники Юпітера і сатурнова Феба; але адже усі вони крихти в порівнянні з ним. Тритон — єдиний у всій Сонячній системі супутник, що зі своєї планети виглядає крупніше, ніж Місяць представляється людині. Крупніше, але аж ніяк не яскравіше: навіть, якщо Тритон покритий льодом, що добре відбиває світло, усе рівно, Сонце звідси так далеке, що нептунскую ніч він висвітлює раз у 150 тьмяніше, ніж Місяць земну. І ще в один Тритон уступає Місяцеві (але тільки їй): у масі щодо свого центрального тіла — Місяць, як відомо, важить у 81 разів менше, ніж Земля, а Тритон — у 750 разів менше, ніж Нептун. Але адже навіть гігант Титан уступає своєму владиці Сатурну в масі в 4 тисячі разів, а Ганимед Юпітеру більше чим у 12 тисяч. Не дуже давно У. К. Хартман (США) перерахував розміри Тритона. Діаметр його «виріс» до 6000 км, а Тритон по розмірах відразу вийшов на перше місце серед усіх супутників. Тоді, якщо вірити цій оцінці, середня щільність його буде всего 1,2 г/см3.

На думку Койпера, у Тритона може бути своя атмосфера, причому порівняно щільна. Таке велике тіло, дійсно, у стані удержати в себе газову оболонку. Та й авторові гіпотези вірити можна: він же довів існування атмосфери на Титані. У 1978 р. на конференції Американського астрономічного союзу виступив учений з Гавайських островів Д. Крукшенк і повідомив про спостереження, виконаних за допомогою 4-метрового телескопа обсерваторії Китт-Пик. Отриманий при цьому спектр говорить, що на Тритоні є метан. Тільки от неясно в чи газовому він стані, тобто складає атмосферу, або ж у замороженому, і тоді лежить на поверхні супутника. Здається; останнім часом ваги схиляються на користь газу; верхній же шар твердого тіла Тритона, мабуть, кам'яний.

1 травня 1949 р. Койпер, за рік перед тим «подаривший» людям Миранду, помітив на двох фотопластинках, знятих на обсерваторії Мак Дональд, якесь слабенька цятка 19,5 зоряної величини. Інтервал часу між обома знімками — усього хвилин двадцять, але такому досвідченому астрономові і цього було достатнє, щоб установити: тіло переміщається щодо нерухомих зірок разом з Нептуном.

У найближчі тижні, перш ніж Нептун зник за обрієм, було зроблено ще кілька знімків, а висновок підтвердився — супутник є! Нарекли його Нереїдою.

Важко знайти більш несхожу пару, чим Тритон і Нереїда… Почнемо з орбіт. У Тритона вона, як ми вже знаємо, майже правильне коло. Нереїда ж те підходить до Нептуну на 1390000, то тікає від нього на 9734000 км. У сімох разів відрізняється відстань найближчої крапки від самої вилученої! Такої ексцентричності в поводженні не показує жоден інший супутник у всій Сонячній системі. Напрямок, у якому Нереїда звертається навколо Нептуна, пряме; у цьому вона теж «не згодна» із Тритоном. Нахил її орбіти до площини екватора планети складає 29°. Вона обегает Нептун майже за повний земний рік, але ж Тритонові для цього потрібно менше тижня. Коли Нереїда знаходиться від Нептуна в найбільшому видаленні, її орбітальна швидкість складає всего 840 м/с. Це на одна п'яту повільніше, ніж швидкість нашого Місяця, і, тим самим, Нереїда стає чемпіонкою Сонячної системи по повільності. Точні розміри Нереїди визначити важко. Звичайно називають діаметр щось між 240 і 300 км, тобто раз у 20 менший, чим у Тритона. Якщо дивитися на неї з поверхні Нептуна, то вона представиться усього лише зірочкою, притім не занадто яркою. Навіть у найбільшому наближенні до планети Нереїда світиться приблизно як Полярна зірка. А при максимальному видаленні тільки дуже окатий нептунянин міг би розглянути її неозброєним оком. Зате Нептун з поверхні Нереїди при її найбільшому наближенні буде виглядати досить переконливо: він займе

видиму площу раз у п'ятнадцять більшу, ніж у нас Місяць. Правда, Нереїді це дасть лише одного восьму того світла, що опромінює Землю в повню — занадто вуж далеко звідси Сонце.

Судячи з неймовірно витягнутої орбіти, її нахиленню, малим розмірам тіла, Нереїда — бранка, а не родичка Нептуна, захоплений астероїд, подібний Фебе або дрібних супутниках Юпітера.

www.ronl.ru

Система жизнеобеспечения | Планета Нептуна

systema-zhyzneobespecheniya-7 За красивой картиной подводного мира океанариума стоит работа сложнейшей системы жизнеобеспечения (СЖО), состоящей из комплекса специализированного оборудования. Компания «Планета Нептуна» обладает огромным опытом в сфере проектирования, монтажа и обслуживания СЖО океанариумов.

Внедряя инновационные технологические решения, мы создаем оптимальные условия для жизнедеятельности гидробионтов с учетом их биологических потребностей. Доверить выполнение всех работ по организации и обслуживанию СЖО профессионалам – это абсолютно правильное решение, гарантирующее успешную деятельность океанариума. Звенья системы взаимосвязаны, поэтому очень важно подходить к вопросу проектирования с учетом мельчайших нюансов взаимодействия оборудования.

В процессе организации СЖО компания "Планета Нептуна" внедряет комплексный подход, обеспечивающий работу всех узлов системы в едином ритме. Мы работаем "под ключ" - от разработки проекта до поставки и монтажа оборудования.

Водоподготовка

Для заполнения танков используется водопроводная вода или соленая вода из естественных водоемов (если океанариум расположен в непосредственной близости от моря или океана). Водопроводная вода насыщена тяжелыми металлами, нитратами, хлором и другим веществами, опасными для живых организмов. Водный поток подается под давлением, вода пересыщается кислородом - пребывание в такой воде губительно для рыб. Соленая вода из морей и океанов также нуждается в тщательной очистке.

На этапе водоподготовки осуществляется оптимизация физико-химических показателей исходной воды, поступающей в танки океанариума при первичном заполнении. Также подготовленная вода используется для компенсации испарений в аквариумах.

Задача специалистов компании «Планета Нептуна» на этапе водоподготовки – достижение полного соответствия параметров воды требованиям содержания океанариумных рыб, кораллов и растений.

systema-zhyzneobespecheniya-4

Система водоподготовки включает следующее оборудование:

оборудование ультрафильтрации и обратного осмоса;
механические фильтры грубой очистки
резервуары запаса морской воды;
емкости с пресной водой;
установки для приготовления солевого раствора;
трубопровод для подачи воды в аквариумы;
насосное оборудование.

Этапы водоподготовки:

Механическая очистка. Через грубый механический фильтр удаляются отходы жизнедеятельности рыб, известь, органические отходы. Вода проходит сквозь пористый материал, на поверхности фильтра задерживаются крупные частички загрязнений.
Обратный осмос и ультрафильтрация. Мельчайшие нерастворимые механические примеси удаляются методами безреагентной дезинфекции. Поток воды под большим давлением пропускается через полупроницаемый барьерный фильтр. Размер пор фильтровальной мембраны не превышает размер бактерий и вирусов. Оборудование, применяемое нашей компанией, позволяет улавливать частицы размером более 0,001 мкм.
Засол воды. При заполнении морских аквариумов в очищенную воду добавляется соль. Средняя концентрация соли в морском аквариуме составляет 30-35% при температуре 20 градусов. Добавление соли осуществляется поэтапно. Соль растворяется в воде медленно, поэтому концентрация измеряется через 2 часа после засола.

Фильтрация

На этом этапе осуществляется очистка подготовленной воды с целью оптимизации ее параметров в функционирующем аквариуме. Вода очищается от тяжелых металлов, органики, бактерий, вирусов, микроорганизмов. Компания «Планета Нептуна» рекомендует использовать фильтровальное, насосное и компрессорное оборудование отечественного производства. Преимущества такого оборудования – более низкая цена по сравнению с иностранными аналогами и неоспоримая надежность, подтвержденная испытаниями на многочисленных действующих объектах страны. Система фильтрации включает комплекс оборудования:

механические фильтры грубой очистки;
биологические и химические фильтры;
скиммеры, озонаторы;
оборудование нано- и ультрафильтрации;
насосы, компрессоры.

Озонирование. Озонаторы используются очистки воды от бактерий и вирусов, для опреснения и насыщения воды чистым кислородом. Эффективность озона в 20 раз выше по сравнению с хлором при отсутствии негативного воздействия на физико-химические показатели воды.

Биологическая фильтрация. Биофильтрация необходима для удаления органических отходов жизнедеятельности подводных обитателей. Специальная система создана для имитации биологических процессов, происходящих в природных условиях. Вода пропускается через специальный фильтровальный отсек, заселенный полезными бактериями, которые питаются аммиаком и другими опасными компонентами и превращают их в нетоксичные соединения. Производительность биофильтра подбирается в зависимости от плотности заселения аквариума. В больших танках устанавливается мощный биофильтр повышенной пропускной способности.

systema-zhyzneobespecheniya-8 Химическая фильтрация. Назначение химического фильтра – очистка воды от растворенных веществ. Самый простой и эффективный химический фильтр – активированный уголь. Также для химочистки подходят другие средства, обладающие повышенной адсорбирующей способностью. Для удаления тяжелых металлов используются ионообменные смолы, принцип действия которых основан на замене ионов металла на водород.

Скиммерная очистка. Скиммер (пенник) представляет собой специальную емкость, предназначенную для сбора и удаления насыщенной загрязнениями пены.

Циркуляция воды. Неподвижность водной среды в аквариуме приводит к снижению концентрации кислорода и возникновению избытка зеленых водорослей. Некоторые рыбы, ведущие малоподвижный образ жизни, испытывают затруднения в процессе кормления - в стоячей воде им сложно добраться до пищи. Чтобы обеспечить оптимальный уровень циркуляции воды в аквариуме, мы устанавливаем насосное оборудование и специальные устройства – волнопродукторы, создающие имитацию природных морских волн.

systema-zhyzneobespecheniya-10 На этапе подготовки и фильтрации воды контролируются следующие параметры:

кислотность рН;
жесткость;
окислительный потенциал;
концентрация соли;
содержание кислорода;
насыщенность тяжелыми металлами;
присутствие фосфатов и нитратов;
температура.

В ходе проектирования океанариумов компания «Планета Нептуна» использует комбинацию вышеописанных способов – такой подход позволяет обеспечить максимально эффективную очистку воды на всех этапах работы системы.

Температурный режим, освещение

Для обеспечения нормальной жизнедеятельности рыб и растений очень важно строго соблюдать температурный режим в океанариумных танках и поддерживать оптимальные параметры освещения подводного пространства. Компания «Планета Нептуна» оказывает услуги проектирования и монтажа комплекса оборудования электрического подогрева/охлаждения воды и подводного освещения. В состав проекта входит спецификация нагревательного, холодильного и осветительного оборудования, технологические схемы размещения, монтажа и подключения приборов, электророзеток, устройств автоматики. Инженеры компании «Планета Нептуна» подбирают электроприборы, руководствуясь следующими нормами: DIN EN 60969 (требования к эксплуатационным характеристикам оборудования), BS EN 60968 (требования безопасности), NF EN 50285 (эффективность использования электроэнергии), EN 61000‒3‒2 и СТБ EN 55015 (электромагнитная совместимость).

systema-zhyzneobespecheniya-11 Система освещения. Недостаток света тормозит процессы жизнедеятельности рыб, кораллов, растений, симбиотических водорослей. Избыток ультрафиолета приводит к неконтролируемому разрастанию зелени в аквариуме. Система освещения океанариумов включает комплекс основного и аварийного осветительного оборудования для экспозиционных и карантинных аквариумов, технических помещений и экспозиционных залов. Система освещения выполняет две важные функции: формирует условия обитания, максимально приближенные к природным, и обеспечивает комфорт визуального восприятия картины подводного мира.

Выбор номенклатуры и схемы размещения источников освещения зависит от светопроницаемости воды, индивидуальной потребности растений и рыб в освещении, от габаритов и плотности заселения танка, наличия затененных участков, расположения декораций и живых кораллов, дизайнерских особенностей оформления с учетом безопасности и удобства монтажа, ремонта, обслуживания. Анализируя эти факторы, мы определяем значения следующих параметров осветительных приборов: индекс цветопередачи, уровень освещенности, спектральный состав, цветовая температура, сезонный и суточный ритм освещения.

На основе полученных данных подбирается оборудование, определяется его мощность и схема расположения. Основные условия размещения осветительных приборов – безопасность, отсутствие бликов, ослепляющего эффекта и затененных участков. Для освещения океанариумных танков используются следующие осветительные приборы:

люминесцентные лампы;
металлогалогенные светильники;
светодиоды – точечные светильники и ленты;
неоновые лампы, гибкие источники освещения.

systema-zhyzneobespecheniya-15 Подогрев воды. Основная масса растений и подводных обитателей океанариума доставляется из тропических регионов. Чтобы максимально приблизить условия их обитания к природным, температура воды повышается до требуемого уровня с помощью нагревательных приборов. Различные виды рыб по-разному реагируют на изменение температуры воды, некоторые виды могут погибнуть при малейшем температурном колебании. В холодной воде замедляются биологические процессы, в перегретой – снижается эффективность биофильтрации, уменьшается растворимость кислорода в воде. Наличие в аквариуме большого количества светильников, насосов, электроприборов и других устройств, выделяющих тепло, может привести к перегреву воды. В таких случаях требуется охлаждение водного пространства. Оптимальный уровень температур поддерживается с помощью автоматических терморегуляторов со встроенной защитой от перегрева.

Подбор нагревательных приборов или холодильного оборудования осуществляется в зависимости от объема и плотности заселения аквариума с учетом обеспечения безопасности эксплуатации системы. Нагревательные элементы размещаются в герметичных влагостойких корпусах. Спрятать оборудование от всеобщего обозрения можно с помощью искусственных декоративных элементов. Основные виды нагревательного оборудования для океанариумных танков:

Стержневые нагреватели – электрические приборы с нихромовой спиралью.
Термокабель – гибкое устройство, укладываемое змейкой в донной части аквариума.
Нагревательные платы – приборы, размещаемые под дном океанариумного танка.
Проточные обогреватели – устройства для подогрева циркулирующей воды. Могут использоваться как автономное оборудование или входить в состав фильтровальной системы.

Вентиляция и кондиционирование

systema-zhyzneobespecheniya-16 Проектирование системы приточно-вытяжной вентиляции и кондиционирования экспозиционных залов, карантинной зоны и технических помещений специалисты компании «Планета Нептуна» осуществляют на основании СНиП 23-01-99 «Строительная климатология», СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий», СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование». Нормы подачи воздуха определяются по Международным стандартам CIBSE или ASHRAE и местным нормативным документам.

Система вентиляции и кондиционирования предназначена для удаления избыточной влаги и тепла, обеспечения эффективного воздухообмена в помещениях океанариума. В состав приточно-вытяжной системы входит следующие конструктивные элементы: воздушные клапаны, фильтры, теплообменники, фреоновые охладители, вентиляторы с регулятором скорости вращения, электрические нагреватели, гибкие трубопроводы, антивибрационные опоры и защитные решетки. Оборудование подключается к единой системе диспетчеризации океанариума.

Температура воздуха в помещениях океанариума. Оптимальная температура в экспозиционных залах и административных помещениях +18…+24 оC, а в технических зонах, предназначенных для размещения СЖО, диапазон допустимых температур сужается до +18…+22 оC.

systema-zhyzneobespecheniya-17 Кратность воздухообмена. Схема размещения и мощность оборудования системы приточно-вытяжной вентиляции и кондиционирования определяется в зависимости от требуемой кратности воздухообмена – отношение объема воздуха, поступившего за один час, к общему объему помещения. Над аквариумом устанавливается приточно-вытяжная установка с кратностью воздухообмена 8, которая поднимает предварительно осушенный воздух к уровню кровли и выводит за пределы здания. Воздух над аквариумами насыщен влагой и солью, поэтому воздуховоды изготавливаются из нержавеющих материалов.

Помещения, в которых размещается оборудование СЖО, оснащаются более мощной приточно-вытяжной установкой. Кратность воздухообмена в данном случае превышает 12 единиц. На участке сливного коллектора за 1 час полная замена воздуха производится 6 раз. Приведенные показатели являются ориентировочными и уточняются в ходе проектирования. В карантинной зоне обязательным условием является установка кондиционеров с фреоновым охладителем. Также кондиционирующее оборудование размещается в экспозиционных залах и помещениях для персонала.

Автоматизация и диспетчеризация

systema-zhyzneobespecheniya-3 Все составляющие системы жизнеобеспечения подключаются к единому комплексу автоматизации и диспетчеризации. Компания «Планета Нептуна» предлагает реализовать новейшую технологию создания единого автономного модуля управления СЖО. Идея заключается в организации уникальной системы, с помощью которой в режиме реального времени осуществляется контроль температуры, физико-химических показателей воды, эффективности работы фильтровального оборудования, устройств освещения, обогрева, охлаждения, кондиционирования и вентиляции.

Управлять всеми процессами можно дистанционно через сеть Интернет, все параметры работы оборудования выводятся на цифровой монитор ПК или мобильного устройства. В случае возникновения аварий автоматически включается резервное питание, отключается неприоритетное оборудование. Реагирование на малейший сбой в работе системы происходит мгновенно, неполадки устраняются в считанные минуты, благодаря чему снижаются общие расходы на эксплуатацию аквариумов.

Компания «Планета Нептуна» выполняет полный комплекс работ по проектированию и монтажу оборудования системы жизнеобеспечения – освещения, нагрева, охлаждения, кондиционирования и вентиляции, автоматизации и диспетчеризации. Бесперебойное функционирование океанариума – результат труда большой команды профильных специалистов. Опытные инженеры, работающие в сфере строительства океанариумов более 10 лет, разрабатывают проектную документацию; специалисты производственного отдела осуществляют поставку материалов, оборудования и комплектующих; профессиональная строительная бригада выполняет монтаж технических узлов системы. Результат нашей работы – слаженная работа системы жизнеобеспечения океанариума с простым управлением и надежной защитой от аварийных ситуаций.

www.planetaneptuna.ru