Научные исследования планет солнечной системы 2018 год: Исследования планет Солнечной системы в 2018 году: новые научные разработки и открытия | Рутвет

Текст выступления по теме: «Научные исследования в космосе»

Текст
выступления

Слайд
1.

1.     2.
Здравствуйте. Нас зовут Рыбин Павел, Прокофьев Кирилл. Мы ученики средней школы
№ 76 города Ярославля.

Слайд
2.

1.Изучение космоса началось еще с самых древних времен, когда человек только
учился считать по звездам, выделяя созвездия. И только всего четыреста лет
назад, после изобретения телескопа, астрономия начала стремительно развиваться,
принося в науку все новые открытия.

XVII век стал переходным веком для астрономии, тогда начали
применять научный метод в исследовании космоса, благодаря которому был открыт
Млечный путь, другие звездные скопления и туманности. А с созданием
спектроскопа, ученые научились измерять данные небесных тел, такие, как
температура, химический состав, масса и другие измерения.

Начиная с конца XIX века, астрономия вступила в фазу
многочисленных открытий и достижений, главным прорывом науки в XX веке стало
запуск первого спутника в космос, первый полет человека в космос, выход в
открытое космическое пространство, высадка на Луне и космические миссии к
планетам Солнечной системы.

Слайд
3.

2.Цель нашего
исследования: изучить
космические миссии к планетам земной группы Солнечной системы.

Объектом нашего исследования стали: литература, документальные и
фотоматериалы, посвященные исследованиям космоса, Интернет-ресурсы.

Предметом
 исследования: научные
исследования планет земной
группы.

Слайд
4.

1.    
Для достижения цели мы поставили перед
собой ряд задач:

1.собрать
информацию о космических миссиях к планетам земной группы Солнечной системы;

2.    
проанализировать  и систематизировать собранную
информацию;

3.    
разработать анкету;

4.    
провести анкетирование;

5.    
сделать выводы.

Слайд 5.

2.Методами исследования стали:
изучение литературы, теоретический анализ; анкетирование;
математические методы для обработки полученных данных при анкетировании.

Слайд 6.

1.    
Свое исследование мы начали с изучения информации
о том, что такое Планеты земной группы.
Это четыре планеты Солнечной системы: Меркурий, Венера, Земля и Марс.^{Они расположены во
внутренней области Солнечной системы.}

 Планеты земной группы обладают
высокой плотностью и состоят преимущественно из силикатов и металлического
железа.

Все планеты
земной группы имеют следующее строение:

·       
В центре ядро из железа с примесью никеля.

·       
Мантия состоит из силикатов.

·     Кора,
образовавшаяся в результате частичного плавления мантии

 Изучение поверхностей планет имеет
первостепенное значение для понимания процессов возникновения и развития
Солнечной системы. Они дают ключ к познанию
возможных путей будущей эволюции нашей собственной планеты.

Слайд 7.

2.Самая подробно изученная планета Солнечной системы на сегодняшний
день, после Земли, Марс.

Марс —
четвёртая по удалённости от Солнца и
седьмая по размерам планета Солнечной
системы.  Это планета
земной группы с разреженной атмосферой.
Особенностями поверхностного рельефа Марса можно считать ударные
кратеры наподобие лунных,
а также вулканы,
долины,
пустыни и
полярные
ледниковые шапки наподобие
земных.

Слайд 8.

1. С 1960-х годов к Марсу были направлены несколько автоматических межпланетных станций. Первая работающая автоматическая марсианская станция являлась
частью американского Викинга-1. Станция после мягкой посадки в 1976 году передала первые снимки
с поверхности Марса, провела первые непосредственные исследования атмосферы и
грунта. Автоматические марсианские станции длительное время вели наблюдения
марсианской погоды, а по данным орбитальных аппаратов была составлена подробная
карта Марса. В 2008 году, автоматическая марсианская станция «Феникс», севшая в полярном регионе планеты, получила воду из марсианского
грунта.

Слайд 9.

2.В
настоящее время на орбитах вокруг Марса работают пять станций; на поверхности планеты действуют американские
марсоходы Opportunity (с 2004 года) и Curiosity (с 2012 года). Так же была
отправлена европейская станция ExoMars-2016, которая достигла Красной планеты 19 октября
2016 года.

Слайд 10.

1.Дальнейшее
изучение Марса связано с двумя основными направлениями:
продолжением исследования планеты автоматическими космическими аппаратами и
осуществлением пилотируемого полёта на Марс с возможной колонизацией в дальнейшем

Слайд 11.

2.В качестве целей колонизации Марса называются следующие:

·       
создание постоянной базы для
научных исследований самого Марса и его спутников, в перспективе — для изучения пояса
астероидов и дальних
планет Солнечной
Системы.

·       
промышленная добыча ценных
полезных ископаемых.

·       
решение демографических
проблем Земли.

·       
основной целью является
создание «Колыбели Человечества» на случай глобального катаклизма на Земле.

Слайд 12.

1.Вене́ра — вторая планета Солнечной
системы. Венера классифицируется
как землеподобная планета,
и иногда её называют «сестрой Земли», потому что обе планеты похожи размерами и
составом.

Однако
условия на двух планетах очень разнятся. Атмосфера Венеры, самая плотная среди землеподобных планет, состоит главным
образом из углекислого
газа.

 Поверхность
планеты полностью скрывают облака серной
кислоты, непрозрачные в видимом
свете. Споры о том, что находится
под густой облачностью Венеры, продолжались до XX века. В то же время атмосфера
Венеры прозрачна для радиоволн, с
помощью которых впоследствии и был исследован рельеф планеты.

Слайд 13.

2.Венера довольно интенсивно исследовалась с
помощью космических аппаратов. Первым аппаратом, предназначавшимся для изучения
Венеры, была советская «Венера-1», запущенная 12 февраля 1961 года; эта попытка оказалась неудачной.

После этого к планете направлялись советские аппараты серии «Венера», «Вега», американские «Маринер», «Пионер-Венера-1», «Пионер-Венера-2», «Магеллан», европейский «Венера-экспресс», японский «Акацуки».

Венера-7 – это первый в мире аппарат, совершивший мягкую посадку
на Венере 17 августа 1970 года. Все предыдущие аппараты снимали показания
датчиков только в полете, после чего разбивались об поверхность Венеры.

 Венера 7 после мягкой посадки сообщила, что температура на
поверхности планеты все время около 464 градусов Цельсия. Получение данных о
температуре, после чего ученым удалось более точно рассчитать и давление на
поверхности (90 атмосферных) – это самое большое достижение Венеры 7, конечно,
после самого факта мягкой посадки на планете.

Слайд 14.

1.Это был большой успех СССР. А через 5 лет, 8 июня 1975 года, на
Венеру был запущен аппарат Венера-9, который снова произвел триумф в мире
ученых – сделал первые черно-белые снимки на поверхности планеты.

В 1982 году «Венера-13» и «Венера-14» передали с поверхности Венеры цветные
изображения.

Но условия на поверхности Венеры таковы, что ни
один из космических аппаратов не смог проработать на планете более двух часов. 

Эти полеты, хотя на первый взгляд могут показаться и не слишком
полезными, однако принесли науке большой толчок для развития астрономии и всего
что с этим связано. Толчком послужили как полученные данные о планете, так и
сам факт успешных экспедиций, что подстегнуло ученых продолжать исследования
еще быстрее.

Слайд 15.

2.Первую карту части венерианской поверхности по данным
радиолокации составила Геологическая
служба США в 1980 году. Для картографирования была использована информация, собранная
радиозондом «Пионер-Венера-1» («Пионер-12»), который работал на орбите Венеры с 1978 по 1992
год.

Карты
северного полушария планеты (треть поверхности) составлены в совместно Американской
геологической службой и российским
Институтом геохимии и аналитической химии им.
В. И. Вернадского.

Использовались
данные советских радиозондов «Венера-15» и «Венера-16».

 Полная (кроме южных полярных областей) и более детальная карта
поверхности Венеры составлена в 1997 году  Американской
геологической службой.

Слайд
16 .

1.Самый последний корабль,
направленный к планете, это зонд Европейского космического агентства «Венера
Экспресс» (Приложение 5). Он прибыл к планете в 2006 году, и закончил свою
миссию в 2015 году, сгорев в плотных слоях атмосферы.

В рамках этих
научных исследований было проведено изучение
поверхности планеты, включая в себя поиски жизни или ее следов. Что явилось бы
величайшим научным открытием Человечества.

В планах
нашего Роскосмоса
отправка «Венеры-Д» — российской автоматической межпланетной станции для изучения Венеры со спутником планеты и более
живучим зондом, который должен проработать на поверхности планеты не менее
месяца, а также комплекса «Венера-Глоб» из орбитального спутника и нескольких
спускаемых модулей. Данная миссия планируется к запуску не
ранее 2024 года.

Слайд 17.

2. Мерку́рий — самая мелкая
планета Солнечной Системы и самая близкая к Солнцу. Из планет земной группы, пожалуй, меньше всего исследователи
обращали внимание на Меркурий. В отличие от Марса и Венеры, Меркурий в этой группе меньше
всего напоминает Землю.

Слайд 18.

1. К Меркурию пока были направлены только 2 космических аппарата — «Маринер-10» (НАСА)
и «Мессанджер»
(НАСА) . Первый аппарат еще в 1974-75 годах обогнул планету трижды и максимально
приблизился к Меркурию на расстояние 320 километров.

Благодаря этой миссии были получены тысячи полезных фотографий,
были сделаны выводы относительно ночной и дневной температур, рельефа,
атмосферы Меркурия. Также было измерено его магнитное поле.

Информации, полученной с помощью корабля «Маринер-10»,
оказалось недостаточно, поэтому в 2004 году американцы запустили для исследования Меркурия
второй аппарат – «Мессанджер»,
который добрался до орбиты планеты 18 марта 2011 года.

Несмотря на то, что Меркурий относительно недалекая от Земли
планета, чтобы выйти на ее орбиту, космическому кораблю «Мессанджер»
понадобилось более 6 лет.
Это связано с тем, что напрямую от Земли к Меркурию добраться невозможно из-за
большой скорости Земли.

«Мессанджер» до сих пор находится на орбите Меркурия и продолжает делать
открытия, хотя миссия
была рассчитана на меньший срок. Задача ученых при работе с аппаратом
выяснить, какова геологическая история Меркурия, какое магнитное поле имеет
планета, какова структура ее ядра, какие необычные материалы находятся на
полюсах и так далее.

В конце ноября 2012 года с помощью аппарата «Мессанджер» исследователи смогли сделать
невероятное и довольно неожиданное для себя открытие: на полюсах Меркурия имеется вода в виде льда.

2.В настоящее время разрабатывается новая миссия для
исследований Меркурия под названием «BepiColombo», которая является совместной
работой Европейского космического агентства (ЕКА) и агентства JAXA из Японии. Межпланетный
зонд планируется запустить к Меркурию в октябре 2018 года. К самой
маленькой и одной из наименее изученных планет Солнечной Системы отправятся две
орбитальных станции на одном транспортном модуле Mercury Transfer Module (MTM).
Миссия будет запущена с помощью ракеты-носителя Ариан-5.^.Прибытие в район
Меркурия ожидается в декабре 2025 года.

Россияне также планируют запустить к Меркурию свой корабль «Меркурий-П»
в 2019 году.
Впрочем, дата запуска,
скорее всего, будет отодвинута. Эта межпланетная станция с посадочным
аппаратом станет первым кораблем, который приземлится на поверхность самой
близкой планет от Солнца.

Слайд 19.

1.Изучая исследования планет земной группы, мы решили узнать и об
исследованиях Луны.

Луна́ — единственный
естественный спутник Земли. Это второй по яркости объект на небе после Солнца.

С началом космической эры
количество наших знаний о Луне значительно увеличилось. Стал известен состав
лунного грунта, учёные даже получили его образцы, составлена карта обратной
стороны.

Слайд 20.

2.Впервые Луну посетил советский космический корабль «Луна-2» 13 сентября
1959 года. Впервые астрономам удалось заглянуть на обратную сторону Луны в
1959, когда советская станция «Луна-3» пролетела над ней и сфотографировала
невидимую с Земли часть её поверхности. Первую посадку на Луне
совершила советская межпланетная станция «Луна-9», мягкая посадка
которой была осуществлена 3 февраля 1966 года, а следующая станция
«Луна-10» в этом же году стала первым искусственным спутником Луны.

Слайд 21.

1.Первая же экспедиция с высадкой человека на
Луне произошла 21 июля 1969 года, когда американский космический корабль
Апполон-11 совершил посадку на лунную поверхность (Приложение 8). Первым человеком, ступившим
на поверхность Луны, стал американец Нил Армстронг, вторым — Эдвин Олдрин.

Таким образом, Луна —
единственное внеземное тело, на котором побывал человек. Луна также —
единственное небесное тело, образцы которого были доставлены на Землю.

Слайд 22.

2.Информация, полученная путем детального изучения образцов с Луны, привела
к созданию теории Гигантского столкновения: Земля столкнулась с очень большим
объектом (как Марс, или даже больше), и Луна сформировалась из выбитого этим
столкновением вещества. Не все детали этой теории проработаны, но именно она на
сегодняшний день имеет наибольшее распространение.

Луна с ее
кратерами и цирками, горными хребтами, «морями» и «заливами» превратилась в
гигантскую научную лабораторию, где, сменяя друг друга, неутомимо трудятся посланцы
Земли, будь то автоматические станции или пилотируемые корабли.

1.В итоге успешного осуществления лунной космической программы в
минувшие годы был получен ряд фундаментальных научных результатов. К ним
относятся открытие структурной асимметрии видимого и обратного полушарий Луны,
получение разнообразных данных о лунном грунте, исследование состава пород в
«морях» и на «материках», открытие масконов, открытие остаточной
намагниченности пород Луны.

Следует
отметить, что наземные исследования Луны оптическими и другими методами в эти
годы отнюдь не утратили своей ценности, позволяя интерпретировать результаты
космических экспериментов, выполненных в отдельных точках лунной поверхности.

Слайд 23.

2.В ходе нашего исследования мы узнали, что люди давно интересуются
и изучают космос, как ближний, так и дальний. Все начиналось с простого
визуальных наблюдений и простого телескопа. В настоящее время это сложнейшие
космические станции, огромные электронные телескопы, находящиеся на орбите
Земли и спускаемые аппараты для изучения планет и других космических объектов. Изобретения сверхмощных квантовых компьютеров в XXI веке также
обещают многие новые изучения, как уже известных планет и звезд, так и открытия
новых далеких уголков вселенной.

Слайд 24.

1.Также, мы узнали, что для изучения планет земной группы к январю
2017 года было запущено 188 аппаратов (включая
пролётные миссии):

·       
к Меркурию — 2;

·       
к Венере — 33;

·       
к Луне — 97 АМС + 9 пилотируемых кораблей;

·       
к Марсу — 47.

Слайд 25 и 26.

2.Проведя анкетирование

.

Новые сведения о науке. Новые научные исследования планет Солнечной системы

Как все мы знаем Солнце — это самая близкая к Земле звезда, источник света, тепла и жизни на нашей планете.

История появления Солнца

Согласно научным сведениям своим появлением Солнце обязано гигантскому пылевому и газовому облаку, находившемуся на месте Солнечной системы больше 5 миллиардов лет назад. Вышеупомянутое облако — это остатки старых разрушенных звезд. В центре облака под действием гравитации сначала сформировался некий сгусток материи и газа — протозвезда. Под все нарастающим давлением и силой тяжести протозвезда в какой-то момент вспыхнула и превратилась в молодую звезду. В недрах новорожденной звезды начали происходить термоядерные процессы — образование гелия из водорода. Как побочное действие этих реакций, появились свет и тепло, благодаря которым на Земле и зародилась жизнь.

А что еще нам известно о Солнце, помимо того, что без него земная жизнь возможно бы и не зародилась?

10 достаточно новых научных сведений и фактов о Солнце

1. Солнце непрерывно «худеет» то есть уменьшается его масса. Выяснилось, что, что за 1 секунду светило уменьшается на 4 миллиона тонн.
2. Сила гравитации на Солнце в 28 раз больше, чем на Земле. То есть если представить, что человек попал на поверхность Солнца, то его вес был бы в 28 раз больше.
3. Если Солнце станет лишь на 40 процентов ярче, то вся жидкость — реки, моря, океаны на Земле мгновенно испарится. Ученые рассчитали, что через 1,1 миллиарда лет яркость Солнца увеличится на 10%.
4. Солнце является одной из 6 тыс. звезд, которые видно с поверхности нашей планеты невооруженным глазом.
5. Все тела Солнечной системы — планеты, их спутники, астероиды благодаря силе тяжести Солнца постепенно к нему притягиваются. Когда-нибудь Солнце, подарившее жизнь нашей планете притянет и поглотит ее.
6. Свет, который излучает Солнце, достигает Земли всего за 8,3 минуты. За этот короткий отрезок времени он проходи 149,6 млн. км.
7. Помимо тепла и света наше светило излучает солнечный ветер — скоростной поток протонов и электронов.
8. Температура на поверхности Солнца 5,5 тыс. градусов, а в ядре 13,5 млн. градусов.
9. Возраст Солнца в данный момент уже перевалил за его середину. То есть можно сказать, что Солнце это звезда среднего возраста.

Изучение Планет Солнечной системы

До конца XX века принято было считать, что в Солнечной системе девять планет: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон. Но в последнее время было открыто множество объектов за орбитой Нептуна, причем некоторые из них похожи на Плутон, а иные даже больше него по размерам. Поэтому в 2006 г. астрономы уточнили классификацию: 8 крупнейших тел — от Меркурия до Нептуна — считаются классическими планетами, а Плутон стал прототипом нового класса объектов — карликовых планет. Ближайшие к Солнцу 4 планеты принято называть планетами земной группы, а следующие 4 массивных газовых тела называют планетами-гигантами. Карликовые планеты в основном населяют область за орбитой Нептуна — пояс Койпера.

Луна

Луна — естественный спутник Земли и самый яркий объект на ночном небе. Формально Луна не планета, но она существенно крупнее всех планет-карликов, большинства спутников планет и не сильно уступает в размере Меркурию. На Луне нет привычной для нас атмосферы, нет рек и озер, растительности и живых организмов. Сила тяжести на Луне в шесть раз меньше, чем на Земле. День и ночь с перепадами температур до 300 градусов длятся по две недели. И тем не менее Луна все больше привлекает землян возможностью использовать ее уникальные условия и ресурсы. Поэтому Луна — наша первая ступень в знакомстве с объектами Солнечной системы.

Луна хорошо исследована как с помощью наземных телескопов, так и благодаря полетам более 50 космических аппаратов и кораблей с космонавтами. Советские автоматические станции «Луна-3» (1959 г.) и «Зонд-3» (1965 г.) впервые сфотографировали восточную и западную части невидимого с Земли полушария Луны. Искусственные спутники Луны исследовали ее гравитационное поле и рельеф. Самоходные аппараты «Луноход-1 и -2» передали на Землю множество снимков и информацию о физико-механических свойствах грунта. Двенадцать американских астронавтов с помощью кораблей «Аполлон» в 1969-1972 гг. побывали на Луне, где проводили исследования поверхности в шести различных местах посадок на видимой стороне, установили там научную аппаратуру и привезли на Землю около 400 кг лунных пород. Зонды «Луна-16, -20 и -24» в автоматическом режиме выполнили бурение и доставили лунный грунт на Землю. Космические аппараты нового поколения «Клементина» (1994 г.), «Лунар Проспектор» (1998-99 гг.) и «Смарт-1» (2003-06 гг.) получили более точные сведения о рельефе и гравитационном поле Луны, а также обнаружили на поверхности залежи водородосодержащих материалов, возможно, водяного льда. В частности, повышенная концентрация этих материалов обнаружена в постоянно затененных понижениях около полюсов.

Китайский аппарат «Чаньэ-1», запущенный 24 октября 2007 года, выполнил фотографирование лунной поверхности и сбор данных для составления цифровой модели ее рельефа. 1 марта 2009 года аппарат был сброшен на поверхность Луны. 8 ноября 2008 г. на селеноцентрическую орбиту был выведен индийский аппарат «Чандрайян 1». 14 ноября от него отделился зонд, совершивший жесткую посадку в районе южного полюса Луны. Аппарат работал в течение 312 дней и передавал данные о распределении химических элементов по поверхности и о высотах рельефа. Японская АМС «Кагуя» и два дополнительных микроспутника «Окина» и «Оюна», работавшие в 2007-2009 гг., выполнили научную программу исследований Луны и передали данные о высотах рельефа и распределении силы тяжести на ее поверхности с высокой точностью.

Новым важным этапом в исследовании Луны стал запуск 18 июня 2009 года двух американских АМС «Lunar Reconnaissance Orbiter» (Лунный орбитальный разведчик) и «LCROSS» (спутник по наблюдению и детектированию лунных кратеров). 9 октября 2009 г. АМС «LCROSS» была направлена в кратер Кабео. На дно кратера сначала упала отработавшая ступень ракеты «Атлас-V» массой 2,2 т. Примерно через четыре минуты туда же упала АМС «LCROSS» (массой 891 кг), которая перед падением промчалась сквозь поднятое ступенью облако пыли, успев сделать необходимые исследования до момента гибели аппарата. Американские исследователи считают, что им всё-таки удалось найти некоторое количество воды в облаке лунной пыли. «Лунный орбитальный разведчик» продолжает исследовать Луну с полярной окололунной орбиты. На борту космического аппарата установлен российский прибор ЛЕНД (лунный исследовательский нейтронный детектор), предназначенный для поиска замёрзшей воды. В районе Южного полюса им обнаружено большое количество водорода, который может быть признаком наличия там воды в связанном состоянии.

В недалёком будущем начнётся освоение Луны. Уже в наши дни детально разрабатываются проекты создания на её поверхности постоянно действующей обитаемой базы. Длительное или постоянное присутствие на Луне сменных экипажей такой базы позволит решать более сложные научные и прикладные задачи.

Движется Луна под воздействием тяготения, в основном, двух небесных тел — Земли и Солнца на среднем расстоянии 384 400 км от Земли. В апогее это расстояние увеличивается до 405 500 км, в перигее уменьшается до 363 300 км. Период обращения Луны вокруг Земли по отношению к далеким звездам составляет около 27,3 суток (сидерический месяц), но поскольку вместе с Землей Луна обращается вокруг Солнца, ее положение относительно линии Солнце-Земля повторяется через несколько больший промежуток времени — около 29,5 суток (синодический месяц). За этот период проходит полная смена лунных фаз: от новолуния к первой четверти, затем к полнолунию, к последней четверти и вновь к новолунию. Вращение Луны вокруг оси происходит с постоянной угловой скоростью в том же направлении, в котором она обращается вокруг Земли, и с тем же периодом 27,3 суток. Именно поэтому с Земли мы видим только одно полушарие Луны, которое так и называем — видимое; а другое полушарие всегда скрыто от наших глаз. Это не видимое с Земли полушарие называют обратной стороной Луны. Фигура, образованная физической поверхностью Луны, очень близка к правильной сфере со средним радиусом 1737,5 км. Площадь поверхности лунного шара составляет около 38 млн. км 2 , что составляет лишь 7,4% площади земной поверхности, или около четверти площади земных материков. Соотношение масс Луны и Земли составляет 1:81,3. Средняя плотность Луны (3,34 г/см 3) значительно меньше средней плотности Земли (5,52 г/см 3). Сила тяжести на Луне в шесть раз меньше, чем на Земле. В летний полдень близ экватора поверхность разогревается до +130° С, в отдельных местах и выше; а ночью температура падает до -170 °С. Быстрое остывание поверхности наблюдается и во время лунных затмений. На Луне выделяют области двух типов: светлые — материковые, занимающие 83% всей поверхности (включая обратную сторону), и темные области, названные морями. Такое деление возникло еще в середине XVII века, когда предполагалось, что на Луне действительно имеется вода. По минералогическому составу и содержанию отдельных химических элементов лунные породы на темных участках поверхности (морях) очень близки к земным породам типа базальтов, а на светлых участках (материках) — к анортозитам.

В вопросе о происхождении Луны пока нет полной ясности. Особенности химического состава лунных пород позволяют предположить, что Луна и Земля образовались в одной и той же области Солнечной системы. Но разница в их составе и внутреннем строении заставляет думать, что оба эти тела не были в прошлом единым целым. Большинство крупных кратеров и огромные впадины (многокольцевые бассейны) появились на поверхности лунного шара в период сильной бомбардировки поверхности. Около 3,5 млрд. лет назад в результате внутреннего разогрева из недр Луны излились на поверхность базальтовые лавы, заполнившие низины и круглые впадины. Так образовались лунные моря. На обратной стороне из-за более толстой коры излияний было значительно меньше. На видимом полушарии моря занимают 30% поверхности, а на обратном — лишь 3%. Таким образом, эволюция лунной поверхности в основном завершилась около 3 млрд. лет назад. Метеоритная бомбардировка продолжалась, но уже с меньшей интенсивностью. В результате длительной переработки поверхности образовался верхний рыхлый слой пород Луны — реголит, толщиной в несколько метров.

Ближайшая к Солнцу планета названа в честь античного бога Гермеса (у римлян Меркурий) — посланника богов и бога зари. Меркурий находится на среднем расстоянии 58 млн. км или 0.39 а.е. от Солнца. Двигаясь по сильно вытянутой орбите, он в перигелии приближается к Солнцу на расстояние 0,31 а.е., а в максимальном удалении находится на расстоянии 0,47 а.е., совершая полный оборот за 88 земных суток. В 1965 г. методами радиолокации с Земли было установлено, что период вращения этой планеты составляет 58.6 суток, то есть за 2/3 своего года он завершает полный оборот вокруг своей оси. Сложение осевого и орбитального движений приводит к тому, что, находясь на линии Солнце — Земля, Меркурий всегда повернут одной и той же стороной к нам. Солнечные сутки (промежуток времени между верхними или нижними кульминациями Солнца) продолжаются на планете 176 земных суток.

В конце ХIХ века астрономы пытались зарисовать темные и светлые детали, наблюдаемые на поверхности Меркурия. Наиболее известны работы Скиапарелли (1881-1889 гг.) и американского астронома Персиваля Ловелла (1896-1897 гг.). Интересно, что астроном Т. Дж. Си в 1901 г. даже объявил о том, что он видел кратеры на Меркурии. Мало кто поверил в это, однако впоследствии 625-километровый кратер (Бетховен) оказался в месте, отмеченном Си. Французский астроном Эжен Антониади составил в 1934 г. карту «видимого полушария» Меркурия, поскольку тогда считалось, что всегда освещено лишь одно его полушарие. Отдельным деталям на этой карте Антониади дал названия, которые частично используются и на современных картах.

Составить действительно надежные карты планеты и увидеть мелкие детали рельефа поверхности впервые удалось благодаря американскому космическому зонду «Маринер-10», запущенному в 1973 г. Он трижды сближался с Меркурием и передавал на Землю телевизионные изображения различных участков его поверхности. В общей сложности было снято 45% поверхности планеты, в основном — западное полушарие. Как оказалось, вся его поверхность покрыта множеством кратеров разных размеров. Удалось уточнить значение радиуса планеты (2439 км) и её массы. Датчики температуры позволили установить, что в течение дня температура поверхности планеты поднимается до 510° С, а ночью опускается до -210° С. Напряжённость его магнитного поля составляет около 1% от напряжённости земного магнитного поля. Более 3 тыс. фотографий, полученных при третьем подлете, имели разрешение до 50 м.

Ускорение свободного падения на Меркурии составляет 3,68 м/с 2 . Космонавт на этой планете будет весить почти в три раза меньше, чем на Земле. Поскольку выяснилось, что средняя плотность Меркурия почти такая же, как и у Земли, предполагается существование у Меркурия железного ядра, занимающего примерно половину объема планеты, над которым расположена мантия и силикатная оболочка. Меркурий получает в 6 раз больше солнечного света на единицу площади, чем Земля. Причем большая часть солнечной энергии поглощается, поскольку поверхность планеты темная, отражающая лишь 12-18 процентов падающего света. Поверхностный слой планеты (реголит) сильно измельчен и служит прекрасной теплоизоляцией, так что на глубине нескольких десятков сантиметров от поверхности температура постоянная — около 350 градусов К. У Меркурия обнаружена чрезвычайно разреженная гелиевая атмосфера, создаваемая «солнечным ветром», который обдувает планету. Давление такой атмосферы у поверхности в 500 млрд. раз меньше, чем у поверхности Земли. Кроме гелия, выявлено ничтожное количество водорода, следы аргона и неона.

Американская АМС «Мессенджер» (Мessenger — от англ. Курьер), запущенная 3 августа 2004 г., совершила первый пролет около Меркурия 14 января 2008 г. на расстоянии 200 км от поверхности планеты. Она сфотографировала восточную половину ранее не заснятого полушария планеты. Исследования Меркурия проведены в два этапа: сначала обзорные с пролетной траектории полета при двух встречах с планетой (2008 г.), а затем (30 сентября 2009 г.) — детальные. Выполнена съемка всей поверхности планеты в различных диапазонах спектра и получены цветные изображения местности, определены химический и минералогический состав пород, измерено содержание летучих элементов в приповерхностном слое грунта. Лазерный высотомер выполнил измерения высот рельефа поверхности Меркурия. Оказалось, что перепад высот рельефа на этой планете менее 7 км. При четвертом сближении, 18 марта 2011 г. , АМС «Мессенджер» должна выйти на орбиту искусственного спутника Меркурия.

Согласно решению Международного астрономического союза, кратеры на Меркурии называют в честь деятелей : писателей, поэтов, художников, скульпторов, композиторов. Например, крупнейшие кратеры диаметром от 300 до 600 км получили названия Бетховен, Толстой, Достоевский , Шекспир и другие. Есть и исключения из этого правила — один кратер диаметром 60 км с лучевой системой назван в честь известного астронома Койпера, а другой кратер диаметром 1,5 км вблизи экватора, принятый за начало отсчета долгот на Меркурии, назван Хун Каль, что на языке древних майя означает «двадцать». Через этот кратер условились проводить меридиан, с долготой 20°.

Равнинам даны названия планеты Меркурий на разных языках, например, равнина Собкоу или равнина Один. Есть две равнины, названные по их местоположению: Северная равнина и равнина Жары, находящаяся в области максимальных температур на 180° долготы. Окаймляющие эту равнину горы назвали горами Жары. Отличительной особенностью рельефа Меркурия являются протяженные уступы, получившие имена морских исследовательских судов. Долины названы по названиям радиоастрономических обсерваторий. Две гряды носят названия Антониади и Скиапарелли, в честь астрономов, составивших первые карты этой планеты.

Венера — ближайшая к Земле планета, она находится ближе нас к Солнцу и потому освещается им ярче; наконец, она очень хорошо отражает солнечный свет. Дело в том, что поверхность Венеры укрыта под мощным чехлом атмосферы, полностью скрывающей от нашего взора поверхность планеты. В видимом диапазоне ее нельзя рассмотреть даже с орбиты искусственного спутника Венеры, и, тем не менее, мы имеем «изображения» поверхности, которые были получены методом радиолокации.

Вторая от Солнца планета названа в честь античной богини любви и красоты Афродиты (у римлян — Венера). Средний радиус Венеры 6051,8 км, а масса составляет 81% массы Земли. Венера обращается вокруг Солнца в ту же сторону, что и другие планеты, совершая полный оборот за 225 суток. Период ее вращения вокруг оси (243 суток) удалось определить лишь в начале 1960-х годов, когда для измерения скоростей вращения планет стали применять методы радиолокации. Таким образом, суточное вращение Венеры самое медленное среди всех планет. К тому же, оно происходит в обратном направлении: в отличие от большинства планет, у которых направления обращения по орбите и вращения вокруг оси совпадают, Венера вращается вокруг оси в сторону, противоположную орбитальному движению. Если посмотреть формально, то это не уникальное свойство Венеры. Например, Уран и Плутон тоже вращаются в обратном направлении. Но они вращаются практически «лежа на боку», а ось Венеры почти перпендикулярна орбитальной плоскости, так что она единственная «действительно» вращается в обратном направлении. Именно поэтому солнечные сутки на Венере короче времени ее оборота вокруг оси и составляют 117 земных суток (у других планет солнечные сутки длиннее периода вращения). А год на Венере лишь вдвое продолжительнее солнечных суток.

Атмосфера Венеры состоит на 96,5% из углекислого газа и почти на 3,5% из азота. Другие газы — водяной пар, кислород, окись и двуокись серы, аргон, неон, гелий и криптон — в сумме составляют менее 0,1%. Но следует иметь в виду, что венерианская атмосфера примерно в 100 раз массивнее нашей, так что азота там, например, в пять раз больше по массе, чем в атмосфере Земле.

Туманная дымка в атмосфере Венеры простирается вверх до высоты 48-49 км. Далее до высоты 70 км идет облачный слой, содержащий капельки концентрированной серной кислоты, а в самых верхних слоях также присутствуют соляная и плавиковая кислоты. Облака Венеры отражают 77% падающего на них солнечного света. На вершине самых высоких гор Венеры — гор Максвелла (высота около 11 км) — давление атмосферы составляет 45 бар, а на дне каньона Дианы — 119 бар. Как известно, давление земной атмосферы у поверхности планеты всего лишь 1 бар. Мощная атмосфера Венеры, состоящая из углекислого газа, поглощает и частично пропускает к поверхности около 23% солнечного излучения. Это излучение нагревает поверхность планеты, однако тепловое инфракрасное излучение поверхности проходит сквозь атмосферу обратно в космос с большим трудом. И лишь когда поверхность нагревается примерно до 460-470 °C, уходящий поток энергии оказывается равным приходящему к поверхности. Именно по причине этого парникового эффекта у поверхности Венеры сохраняется высокая температура независимо от широты местности. Но в горах, над которыми толщина атмосферы меньше, температура ниже на несколько десятков градусов. Венеру исследовали более 20 космических аппаратов: «Венеры», «Маринеры», «Пионер-Венеры», «Веги» и «Магеллан». В 2006 году на орбите вокруг нее работал зонд «Венера-Экспресс». Увидеть глобальные особенности рельефа поверхности Венеры ученые смогли благодаря радиолокационному зондированию с борта орбитальных аппаратов «Пионер-Венера» (1978 г.), «Венера-15 и -16» (1983-84 гг.) и «Магеллан»(1990-94 гг.). Наземная радиолокация позволяет «увидеть» только 25% поверхности, причем с гораздо меньшим разрешением деталей, чем способны космические аппараты. Например, «Магеллан» получил изображения всей поверхности с разрешением в 300 м. Оказалось, что большая часть поверхности Венеры занята холмистыми равнинами.

На долю возвышенностей приходится лишь 8% поверхности. Все заметные детали рельефа получили свои имена. На первых наземных радиолокационных изображениях отдельных участков поверхности Венеры исследователи использовали различные названия, из которых сейчас на картах остались — горы Максвелла (название отражает роль радиофизики в исследованиях Венеры), области Альфа и Бета (две наиболее яркие в радиолокационных изображениях детали рельефа Венеры названы по первым буквам греческого алфавита). Но эти названия являются исключениями из правил наименований, принятых Международным астрономическим союзом: астрономы решили называть детали рельефа поверхности Венеры женскими именами. Крупные возвышенные области получили названия: Земля Афродиты, Земля Иштар (в честь ассирийской богини любви и красоты) и Земля Лады (славянская богиня любви и красоты). Крупные кратеры названы в честь выдающихся женщин всех времен и народов, а небольшие кратеры носят личные женские имена. На картах Венеры можно встретить такие названия как Клеопатра (последняя царица Египта), Дашкова (директор Петербургской академии наук), Ахматова (русская поэтесса) и другие известные имена. Из русских имен встречаются Антонина, Галина, Зина, Зоя, Лена, Маша, Татьяна и другие.

Четвертая от Солнца планета, названная именем бога войны Марса, удалена от светила в 1,5 раза дальше Земли. Один оборот по орбите занимает у Марса 687 земных суток. Орбита Марса обладает заметным эксцентриситетом (0,09), поэтому его расстояние от Солнца меняется от 207 млн. км в перигелии до 250 млн. км в афелии. Орбиты Марса и Земли лежат почти в одной плоскости: угол между ними всего 2°. Через каждые 780 дней Земля и Марс оказываются на минимальном расстоянии друг от друга, которое может составлять от 56 до 101 млн. км. Такие сближения планет называют противостояниями. Если в этот момент расстояние между планетами менее 60 млн. км, то противостояние называют великим. Великие противостояния происходят через каждые 15-17 лет.

Экваториальный радиус Марса 3394 км, на 20 км больше полярного. По массе Марс в десять раз меньше Земли, а по площади поверхности он меньше в 3,5 раза. Период осевого вращения Марса был определен путем наземных телескопических наблюдений за контрастными деталями поверхности: он составляет 24 часа 39 минут и 36 секунд. Ось вращения Марса отклонена на угол 25,2° от перпендикуляра к плоскости орбиты. Поэтому на Марсе также наблюдается смена времен года, но длительность сезонов почти вдвое больше, чем на Земле. Из-за вытянутости орбиты сезоны в северном и южном полушариях имеют разную продолжительность: лето в северном полушарии длится 177 марсианских суток, а в южном оно на 21 сутки короче, но при этом теплее, чем лето в северном полушарии.

Из-за большей отдаленности от Солнца Марс получает лишь 43% той энергии, которая попадает на ту же площадь земной поверхности. Среднегодовая температура на поверхности Марса около -60 °С. Максимальное значение температуры там не превышает нескольких градусов выше нуля, а минимальное зарегистрировано на северной полярной шапке и составляет -138 °С. В течение суток температура поверхности существенно изменяется. Например, в южном полушарии на широте 50° характерное значение температуры в середине осени меняется от -18 °С в полдень до -63 °С ночью. Однако уже на глубине 25 см под поверхностью температура практически постоянная (около -60 °С) независимо от времени суток и сезона. Большие изменения температуры на поверхности объясняются тем, что атмосфера Марса очень разрежена, и ночью поверхность быстро остывает, а днем быстро нагревается Солнцем. Атмосфера Марса состоит на 95% из углекислого газа. Другие ее составляющие: 2,5% азота, 1,6% аргона, менее 0,4% кислорода. Среднее давление атмосферы у поверхности 6,1 мбар, т. е. в 160 раз меньше давления земного воздуха на уровне моря (1 бар). В самых глубоких впадинах на Марсе оно может достигать 12 мбар. Атмосфера планеты сухая, в ней практически нет водяных паров.

Полярные шапки Марса многослойны. Нижний, основной слой толщиной несколько километров образован обычным водяным льдом, смешанным с пылью; этот слой сохраняется и в летний период, образуя постоянные шапки. А наблюдаемые сезонные изменения полярных шапок происходят за счет верхнего слоя толщиной менее 1 метра, состоящего из твердой углекислоты, так называемого « сухого льда». Покрытая этим слоем площадь быстро растет в зимний период, достигая параллели 50°, а иногда и переходя этот рубеж. Весной с повышением температуры верхний слой испаряется, и остается лишь постоянная шапка. «Волна потемнения» участков поверхности, наблюдаемая со сменой сезонов, объясняется изменением направления ветров, постоянно дующих в направлении от одного полюса к другому. Ветер уносит верхний слой сыпучего материала — светлую пыль, обнажая участки более темных пород. В периоды, когда Марс проходит перигелий, нагрев поверхности и атмосферы усиливается, и нарушается равновесие марсианской среды. Скорость ветра возрастает до 70 км/час, начинаются вихри и бури. Иногда более миллиарда тонн пыли поднимается и удерживается во взвешенном состоянии, при этом резко меняется климатическая обстановка на всем марсианском шаре. Продолжительность пылевых бурь может достигать 50 — 100 суток. Исследования Марса космическими аппаратами начались в 1962 г. запуском зонда «Марс- 1». Первые снимки участков поверхности Марса передал «Маринер-4» в 1965 г., а затем «Маринер-6 и -7» в 1969 г. Мягкую посадку удалось совершить спускаемому аппарату «Марса-3». По снимкам «Маринера-9» (1971 г.) были составлены подробные карты планеты. Он передал на Землю 7329 снимков Марса с разрешением до 100 м, а также фотографии его спутников — Фобоса и Деймоса. Целая флотилия из четырёх космических аппаратов «Марс-4, -5, -6, -7», запущенных в 1973 г., достигла окрестностей Марса в начале 1974 г. Из-за неисправности бортовой системы торможения «Марс-4» прошёл на расстоянии около 2200 км от поверхности планеты, выполнив только её фотографирование. «Марс-5» проводил дистанционные исследования поверхности и атмосферы с орбиты искусственного спутника. Спускаемый аппарат «Марса-6» совершил мягкую посадку в южном полушарии. На Землю переданы данные о химическом составе, давлении и температуре атмосферы. «Марс-7» прошёл на расстоянии 1300 км от поверхности, не выполнив своей программы.

Самыми результативными были полёты двух американских «Викингов», запущенных в 1975 г. На борту аппаратов находились телекамеры, инфракрасные спектрометры для регистрации водяных паров в атмосфере и радиометры для получения температурных данных. Посадочный блок «Викинга-1» совершил мягкую посадку на Равнине Хриса 20 июля 1976 г., а «Викинга-2» — на Равнине Утопия 3 сентября 1976 г. В местах посадок были проведены уникальные эксперименты с целью обнаружить признаки жизни в марсианском грунте. Специальное устройство захватывало образец грунта и помещало его в один из контейнеров, содержавших запас воды или питательных веществ. Поскольку любые живые организмы меняют среду своего обитания, приборы должны были это зафиксировать. Хотя некоторые изменения среды в плотно закрытом контейнере наблюдались, к таким же результатам могло привести наличие сильного окислителя в грунте. Вот почему учёные не смогли уверенно отнести эти изменения за счёт деятельности бактерий. С орбитальных станций было выполнено детальное фотографирование поверхности Марса и его спутников. На основе полученных данных составлены подробные карты поверхности планеты, геологические, тепловые и другие специальные карты.

В задачу советских станций «Фобос-1, -2», запущенных после 13-летнего перерыва, входило исследование Марса и его спутника Фобоса. В результате неверной команды с Земли «Фобос-1» потерял ориентацию, и связь с ним не удалось восстановить. «Фобос-2» вышел на орбиту искусственного спутника Марса в январе 1989 г. Дистанционными методами получены данные об изменении температуры на поверхности Марса и новые сведения о свойствах пород, слагающих Фобос. Получено 38 изображений с разрешением до 40 м, измерена температура его поверхности, составляющая в наиболее горячих точках 30 °С. К сожалению, осуществить основную программу по исследованию Фобоса не удалось. Связь с аппаратом была потеряна 27 марта 1989 г. На этом не закончилась серия неудач. Американский космический аппарат «Марс-Обсервер», запущенный в 1992 г., также не выполнил своей задачи. Связь с ним была потеряна 21 августа 1993 г. Не удалось вывести на траекторию полёта к Марсу и российскую станцию «Марс-96».

Одним из самых успешных проектов НАСА является станция «Марс глобал Сервейер», запущенная 7 ноября 1996 года для детального картографирования поверхности Марса. Аппарат выполняет также роль телекоммуникационного спутника для роверов «Спирит» и «Оппортьюнити», доставленных в 2003 г. и продолжающих работать до сих пор. В июле 1997 г. «Марс-Пасфайндер» доставил на планету первый автоматический марсоход «Соджернер» весом менее 11 кг, который успешно исследовал химический состав поверхности и метеорологические условия. Связь с Землей марсоход поддерживал через посадочный модуль . Автоматическая межпланетная станция НАСА «Марсианский разведывательный спутник» начал свою работу на орбите в марте 2006 г. С помощью камеры высокого разрешения на поверхности Марса можно было различать детали размером 30 см. «Марс Одиссей», «Марс — экспресс» и «Марс разведывательный спутник» продолжают исследования с орбиты. Аппарат «Феникс» работал в приполярной области с 25 мая по 2 ноября 2008 года. Им впервые произведено бурение поверхности и обнаружен лед. «Феникс» доставил на планету цифровую библиотеку научной фантастики. Разрабатываются программы полёта на Марс астронавтов. Такая экспедиция займёт более двух лет, поскольку, чтобы вернуться, им придётся ждать удобного взаимного расположения Земли и Марса.

На современных картах Марса, наряду с наименованиями, присвоенными формам рельефа, которые выявлены по космическим снимкам, используются также старые географические и мифологические названия, предложенные Скиапарелли. Самая крупная возвышенная область, поперечником около 6000 км и высотой до 9 км получила название Фарсида (так на древних картах назывался Иран), а огромная кольцевая депрессия на юге диаметром более 2000 км названа Элладой (Греция). Густо покрытые кратерами участки поверхности получили название земель: Земля Прометея, Земля Ноя, и другие. Долинам даются названия планеты Марс из языков разных народов. Крупные кратеры названы в честь ученых, а небольшие кратеры носят названия населенных пунктов Земли. Четыре гигантских потухших вулкана возвышаются над окружающей местностью на высоту до 26 м. Самый крупный из них — гора Олимп, расположенный на западной окраине гор арсида, имеет основание диаметром 600 км и кальдеру (кратер) на вершине поперечником 60 км. Три вулкана — гора Аскрийская, гора Павлина и гора Арсия — расположены на одной прямой на вершине гор Фарсида. Сами вулканы возвышаются над Фарсидой еще на 17 км. Помимо указанных четырех, на Марсе найдено более 70 потухших вулканов, но они гораздо меньше по занимаемой площади и по высоте.

К югу от экватора находится гигантская долина глубиной до 6 км и протяженностью более 4000 км. Ее назвали Долиной Маринера. Выявлено также множество долин меньших размеров, а также борозд и трещин, свидетельствующих о том, что в древности на Марсе была вода и, следовательно, атмосфера была более плотной. Под поверхностью Марса в отдельных областях должен находиться слой вечной мерзлоты, толщиной несколько километров. В таких районах на поверхности у кратеров видны необычные для планет земной группы застывшие потоки, по которым можно судить о наличии подповерхностного льда.

За исключением равнин, поверхность Марса сильно кратерирована. Кратеры, как правило, выглядят более разрушенными, чем на Меркурии и Луне. Следы ветровой эрозии можно видеть повсюду.

Спутники Марса были открыты во время великого противостояния 1877 г. американским астрономом А. Холлом. Их назвали Фобос (в переводе с греческого Страх) и Деймос (Ужас), поскольку в античных мифах бога войны всегда сопровождали его дети — Страх и Ужас. Спутники очень малы по размеру и имеют неправильную форму. Большая полуось Фобоса составляет 13,5 км, а малая 9,4 км; у Деймоса, соответственно, 7,5 и 5,5 км. Зонд «Маринер-7» сфотографировал Фобос на фоне Марса в 1969 г., а «Маринер-9» передал множество снимков обоих спутников, на которых видно, что их поверхности неровные, обильно покрытые кратерами. Несколько близких подлетов к спутникам совершили зонды «Викинг» и «Фобос-2». На лучших фотографиях Фобоса видны детали рельефа размером до 5 метров.

Орбиты спутников круговые. Фобос обращается вокруг Марса на расстоянии 6000 км от поверхности с периодом 7 час 39 мин. Деймос удален от поверхности планеты на 20 тыс. км, а период его обращения составляет 30 час 18 мин. Периоды вращения спутников вокруг оси совпадают с периодами их обращения вокруг Марса. Большие оси фигур спутников всегда направлены к центру планеты. Фобос восходит на западе и заходит на востоке по 3 раза за марсианские сутки. Средняя плотность Фобоса менее 2 г/см 3 , а ускорение свободного падения на его поверхности составляет 0,5 см/с 2 . Человек весил бы на Фобосе всего несколько десятков граммов и мог бы, бросив камень рукой, заставить его навсегда улететь в космос (скорость отрыва на поверхности Фобоса около 13 м/с). Самый большой кратер на Фобосе имеет диаметр 8 км, сопоставимый с наименьшим поперечником самого спутника. На Деймосе крупнейшая впадина имеет диаметр 2 км. Небольшими кратерами поверхности спутников усеяны примерно также как и Луна. При общем сходстве, обилии мелко раздробленного материала, покрывающего поверхности спутников, Фобос выглядит более «ободранным», а Деймос имеет более сглаженную, засыпанную пылью поверхность. На Фобосе обнаружены загадочные борозды, пересекающие почти весь спутник. Борозды имеют ширину 100-200 м и тянутся на десятки километров. Глубина их от 20 до 90 метров. Есть несколько о происхождении этих борозд, но пока нет достаточно убедительного объяснения, как впрочем и объяснения происхождения самих спутников. Скорее всего, это захваченные Марсом астероиды.

Юпитер не зря называют «царем планет». Это самая крупная планета в Солнечной системе, превосходящая Землю в 11,2 раза по диаметру и в 318 раз по массе. Юпитер имеет низкую среднюю плотность (1,33 г/см 3), поскольку почти целиком состоит из водорода и гелия. Он находится на среднем расстоянии 779 млн. км от Солнца и затрачивает на один оборот по орбите около 12 лет. Несмотря на гигантские размеры, эта планета вращается очень быстро — быстрее Земли или Марса. Самое удивительное, что твердой поверхности в общепринятом смысле у Юпитера нет — это газовый гигант. Юпитер возглавляет группу планет-гигантов. Названный в честь верховного бога античной мифологии (у древних греков — Зевс, у римлян — Юпитер), он находится впятеро дальше от Солнца, чем Земля. Из-за быстрого вращения Юпитер сильно сплюснут: его экваториальный радиус (71 492 км) на 7% больше полярного, что легко заметить при наблюдении в телескоп. Сила тяжести на экваторе планеты в 2,6 раза больше, чем на Земле. Экватор Юпитера наклонен всего на 3° к его орбите, поэтому на планете не бывает смены времен года. Наклон орбиты к плоскости эклиптики еще меньше — всего 1°. Каждые 399 суток повторяются противостояния Земли и Юпитера.

Водород и гелий — основные составляющие этой планеты: по объему соотношения этих газов составляют 89% водорода и 11% гелия, а по массе 80% и 20% соответственно. Вся видимая поверхность Юпитера — это плотные облака, образующие систему темных поясов и светлых зон к северу и югу от экватора до параллелей 40° северной и южной широты. Облака образуют слои коричневатых, красных и голубоватых оттенков. Периоды вращения этих облачных слоев оказались не одинаковыми: чем ближе они к экватору, тем с более коротким периодом вращаются. Так, вблизи экватора они завершают оборот вокруг оси планеты за 9 час 50 мин, а на средних широтах — за 9 час 55 мин. Пояса и зоны — это области нисходящих и восходящих потоков в атмосфере. Атмосферные течения, параллельные экватору, поддерживаются благодаря потокам тепла из глубины планеты, а также быстрому вращению Юпитера и энергии Солнца. Видимая поверхность зон расположена примерно на 20 км выше поясов. На границах поясов и зон наблюдается сильные турбулентные движения газов. Водородно-гелиевая атмосфера Юпитера имеет огромную протяженность. Облачный покров расположен на высоте около 1000 км над «поверхностью», где газообразное состояние меняется на жидкое из-за высокого давления.

Еще до полетов космических аппаратов к Юпитеру было установлено, что поток тепла из недр Юпитера вдвое превышает приток солнечного тепла, получаемого планетой. Это может быть связано с медленным погружением к центру планеты более тяжелых веществ и всплыванием более легких. Падение метеоритов на планету также может быть источником энергии. Окраска поясов объясняется наличием различных химических соединений. Ближе к полюсам планеты, на высоких широтах облака образуют сплошное поле с коричневыми и голубоватыми пятнами поперечником до 1000 км. Самая известная деталь Юпитера — Большое Красное Пятно, овальное образование изменяющихся размеров, расположенное в южной тропической зоне. В настоящее время оно имеет размеры 15000×30000 км (т. е. в нем свободно расположатся два земных шара), а сто лет назад наблюдатели отмечали, что размеры Пятна были вдвое больше. Иногда оно бывает видно не очень четко. Большое Красное Пятно — это долгоживущий вихрь в атмосфере Юпитера, совершающий полный оборот вокруг своего центра за 6 земных суток. Первое исследование Юпитера с близкого расстояния (130 тыс. км) состоялось в декабре 1973 г. с помощью зонда «Пионер-10». Наблюдения, проведенные этим аппаратом в ультрафиолетовых лучах, показали, что планета имеет протяженные водородную и гелиевую короны. Верхний слой облачности, по-видимому, состоит из перистых облаков аммиака, а ниже находится смесь водорода, метана и замерзших кристаллов аммиака. Инфракрасный радиометр показал, что температура внешнего облачного покрова составляет около -133 °С. Было обнаружено мощное магнитное поле и зарегистрирована зона наиболее интенсивной радиации на расстоянии 177 тыс. км от планеты. Шлейф магнитосферы Юпитера заметен даже за орбитой Сатурна.

Трасса «Пионера-11», пролетевшего на расстоянии 43 тыс. км от Юпитера в декабре 1974 г., была рассчитана иначе. Он прошел между радиационными поясами и самой планетой, избежав опасной для электронной аппаратуры дозы радиации. Анализ цветных изображений облачного слоя, полученных фотополяриметром, позволил выявить особенности и структуру облаков. Высота облаков оказалась разной в поясах и зонах. Еще до полетов «Пионера-10 и -11» с Земли при помощи летающей на самолете астрономической обсерватории удалось определить содержание в атмосфере Юпитера других газов. Как и ожидалось, обнаружилось наличие фосфина — газообразного соединения фосфора с водородом (PH 3), придающего цветовую окраску облачному покрову. При нагревании он распадается с выделением красного фосфора. Уникальное взаимное расположение на орбитах Земли и планет-гигантов, имевшее место с 1976 по 1978 гг., было использовано для последовательного изучения Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна с помощью зондов «Вояджер-1 и -2». Их трассы были рассчитаны так, что удалось использовать тяготение самих планет для разгона и поворота трассы полета от одной планеты к другой. В результате перелет к Урану занял 9 лет, а не 16, как было бы по традиционной схеме, а перелет к Нептуну — 12 лет вместо 20. Подобное взаимное расположение планет повторится только через 179 лет.

На основе данных, полученных космическими зондами, и теоретических расчетов построены математические модели облачного покрова Юпитера и уточнены представления о его внутреннем строении. В несколько упрощенном виде Юпитер можно представить в виде оболочек с плотностью, возрастающей по направлению к центру планеты. На дне атмосферы толщиной 1500 км, плотность которой быстро растет с глубиной, находится слой газо-жидкого водорода толщиной около 7000 км. На уровне 0,9 радиуса планеты, где давление составляет 0,7 Мбар, а температура около 6500 К, водород переходит в жидко-молекулярное состояние, а еще через 8000 км — в жидкое металлическое состояние. Наряду с водородом и гелием, в состав слоев входит небольшое количество тяжелых элементов. Внутреннее ядро диаметром 25 000 км металлосиликатное, включающее воду, аммиак и метан. Температура в центре составляет 23 000 К, а давление 50 Мбар. Похожее строение имеет и Сатурн.

Вокруг Юпитера обращаются 63 известных спутника, которые можно разделить на две группы — внутреннюю и внешнюю, или регулярные и иррегулярные; первая группа включает 8 спутников, вторая — 55. Спутники внутренней группы обращаются по почти руговым орбитам, практически лежащим в плоскости экватора планеты. Четыре ближайших к планете спутника — Адрастея, Метида, Амальтея и Теба имеют диаметры от 40 до 270 км и находятся в пределах 2-3 радиусов Юпитера от центра планеты. Они резко отличаются от следующих за ними четырех спутников, расположенных на расстоянии от 6 до 26 радиусов Юпитера и имеющих значительно большие размеры, близкие к размеру Луны. Эти крупные спутники — Ио, Европа, Ганимед и Каллисто были открыты в начале XVII в. почти одновременно Галилео Галилеем и Симоном Марием. Их принято называть галилеевыми спутниками Юпитера, хотя первые таблицы движения этих спутников составил Марий.

Внешняя группа состоит из маленьких — диаметром от 1 до 170 км — спутников, движущихся по вытянутым и сильно наклоненным к экватору Юпитера орбитам. При этом пять более близких к Юпитеру спутника движутся по своим орбитам в сторону вращения Юпитер, а почти все более далекие спутники движутся в обратном направлении. Подробная информация о характере поверхностей спутников получена космическими аппаратами. Остановимся подробнее на галилеевых спутниках. Диаметр ближайшего к Юпитеру спутника Ио 3640 км, а его средняя плотность 3,55 г/см 3 . Недра Ио разогреты из-за приливного влияния Юпитера и возмущений, вносимых в движение Ио его соседями — Европой и Ганимедом. Приливные силы деформируют внешние слои Ио и разогревают их. При этом накопившаяся энергия вырывается на поверхность в виде вулканических извержений. Из жерла вулканов сернистый газ и пары серы выбрасываются со скоростью около 1 км/с на высоту в сотни километров над поверхностью спутника. Хотя в районе экватора температура поверхности Ио составляет в среднем около -140 °C, там существуют горячие пятна размером от 75 до 250 км, в которых температура достигает 100-300 °C . Поверхность Ио покрыта продуктами извержений и имеет оранжевый цвет. Средний возраст деталей на ней небольшой — порядка 1 млн. лет. Рельеф Ио в основном равнинный, но имеется несколько гор высотой от 1 до 10 км. Атмосфера Ио сильно разрежена (практически это вакуум), но за спутником тянется газовый хвост: вдоль орбиты Ио обнаружено излучение кислорода, паров натрия и серы — продуктов вулканических извержении.

Второй из галилеевых спутников — Европа по размеру несколько меньше Луны, его диаметр 3130 км, а средняя плотность вещества около 3 г/см3. Поверхность спутника испещрена сетью светлых и темных линий: по-видимому, это трещины в ледяной коре, возникшие в результате тектонических процессов. Ширина этих разломов меняется от нескольких километров до сотен километров, а протяженность достигает тысяч километров. Оценка толщины коры колеблется от нескольких километров до десятков километров. В недрах Европы также выделяется энергия приливного взаимодействия, которая поддерживает в жидком виде мантию — подледный океан, возможно даже теплый. Не удивительно поэтому, что существует предположение о возможности существования простейших форм жизни в этом океане. Исходя из средней плотности спутника, под океаном должны быть силикатные породы. Поскольку кратеров на Европе, имеющей довольно гладкую поверхность, очень мало, возраст деталей этой оранжево-коричневой поверхности оценивается в сотни тысяч и миллионы лет. На снимках высокого разрешения, полученных «Галилео», видны отдельные поля неправильной формы с вытянутыми параллельными хребтами и долинами, напоминающими шоссейные дороги. В ряде мест выделяются темные пятна, скорее всего это отложения вещества, вынесенного из-под ледяного слоя.

По мнению американского ученого Ричарда Гринберга, условия для жизни на Европе следует искать не в глубоком подледном океане, а в многочисленных трещинах. Из-за приливного эффекта трещины периодически сужаются и расширяются до ширины 1 м. Когда трещина сужается, вода океана уходит вниз, а когда она начинает расширяться, вода поднимается по ней почти до самой поверхности. Сквозь ледяную пробку, мешающую воде достичь поверхности, проникают солнечные лучи, неся энергию, необходимую живым организмам.

Самый крупный спутник в системе Юпитера — Ганимед имеет диаметр 5268 км, однако его средняя плотность лишь вдвое превосходит плотность воды; это говорит о том, что около 50% массы спутника приходится на лед. Множество кратеров, покрывающих участки темно-коричневого цвета, свидетельствует о древнем возрасте этой поверхности, около 3-4 млрд. лет. Более молодые участки покрыты системами параллельных борозд, сформированных более светлым материалом в процессе растяжения ледяной коры. Глубина этих борозд — несколько сотен метров, ширина — десятки километров, а протяженность может доходить до нескольких тысяч километров. У некоторых кратеров Ганимеда встречаются не только светлые лучевые системы (похожие на лунные), но иногда и темные.

Диаметр Каллисто 4800 км. Исходя из средней плотности спутника (1,83 г/см 3), предполагают, что водяной лед составляет около 60% его массы. Толщина ледяной коры, как и у Ганимеда, оценивается десятками километров. Вся поверхность этого спутника сплошь усеяна кратерами самых разных размеров. На нем нет протяженных равнин или систем борозд. Кратеры на Каллисто имеют слабо выраженный вал и небольшую глубину. Уникальной деталью рельефа является многокольцевая структура диаметром 2600 км, состоящая из десяти концентрических колец. Температура поверхности на экваторе Каллисто в полдень достигает -120 °C. У спутника обнаружено собственное магнитное поле.

30 декабря 2000 г. вблизи Юпитера прошел зонд «Кассини», направляющийся к Сатурну. При этом был выполнен ряд экспериментов в окрестности «царя планет». Один из них был направлен на обнаружение очень разреженных атмосфер галилеевых спутников во время их затмения Юпитером. Другой эксперимент состоял в регистрации излучения радиационных поясов Юпитера. Интересно, что параллельно с работой «Кассини» это же излучение регистрировалось с помощью наземных телескопов школьниками и студентами в США. Результаты их исследований были использованы наряду с данными «Кассини».

В результате изучения галилеевых спутников была высказана интересная гипотеза о том, что на ранних стадиях своей эволюции планеты-гиганты излучали в космос огромные потоки тепла. Излучение Юпитера могло плавить льды на поверхности трех галилеевых спутников. На четвертом — Каллисто — этого не должно было произойти, поскольку он удален от Юпитера на 2 млн. км. Поэтому и поверхность его так отличается от поверхностей более близких к планете спутников.

Среди планет-гигантов Сатурн выделяется своей замечательной системой колец. Подобно Юпитеру, он представляет собой огромный быстро вращающийся шар, состоящий преимущественно из жидкого водорода и гелия. Обращаясь вокруг Солнца на расстоянии в 10 раз дальше Земли, Сатурн совершает полный оборот по почти круговой орбите за 29,5 лет. Угол наклона орбиты к плоскости эклиптики составляет всего 2°, в то время как экваториальная плоскость Сатурна наклонена на 27° к плоскости его орбиты, поэтому смена времен года присуща этой планете.

Имя Сатурна восходит к римскому аналогу античного титана Кроноса, сына Урана и Геи. Эта вторая по массе планета превосходит Землю по объему в 800 раз, а по массе в 95 раз. Нетрудно вычислить, что его средняя плотность (0,7 г/см 3) меньше плотности воды — уникально низкая для планет Солнечной системы. Экваториальный радиус Сатурна по верхней границе облачного слоя 60 270 км, а полярный радиус на несколько тысяч километров меньше. Период вращения Сатурна составляет 10 час 40 мин. В атмосфере Сатурна содержится 94% водорода и 6% гелия (по объему).

Нептун был открыт в 1846 г. в результате точного теоретического прогноза. Изучив движение Урана, французский астроном Леверье определил, что на седьмую планету влияет притяжение не менее массивного неизвестного тела, и вычислил его положение. Руководствуясь этим прогнозом, немецкие астрономы Галле и Д»Аррест обнаружили Нептун. Позднее выяснилось, что, начиная с Галилея, астрономы отмечали положение Нептуна на картах, но принимали его за звезду.

Нептун — четвертая из планет-гигантов, назван в честь бога морей в античной мифологии. Экваториальный радиус Нептуна (24 764 км) почти в 4 раза превышает радиус Земли, а по массе Нептун в17 раз больше нашей планеты. Средняя плотность Нептуна 1,64 г/см 3 . Он обращается вокруг Солнца на расстоянии 4,5 млрд км (30 а. е.), совершая полный цикл почти за 165 земных лет. Плоскость орбиты планеты наклонена на 1,8° к плоскости эклиптики. Наклон экватора к плоскости орбиты составляет 29,6°. Из-за большой удаленности от Солнца освещенность на Нептуне в 900 раз меньше, чем на Земле.

Данные, переданные «Вояджером-2», который прошел на расстоянии около 5000 км от поверхности облачного слоя Нептуна в 1989 г., позволили увидеть детали облачного покрова планеты. Полосы на Нептуне выражены слабо. Большое темное пятно размером с нашу планету, обнаруженное в южном полушарии Нептуна, является гигантским антициклоном, совершающим полный оборот за 16 земных суток. Это область повышенного давления и температуры. В отличие от Большого Красного Пятна на Юпитере, дрейфующего со скоростью 3 м/с, Большое Темное Пятно на Нептуне перемещается к западу со скоростью 325 м/с. Темное пятно меньших размеров, расположенное на 74° ю. ш., за неделю сместилось на 2000 км к северу. Довольно быстрым движением отличалось и светлое образование в атмосфере — так называемый «скутер». В некоторых местах скорость ветра в атмосфере Нептуна достигает 400-700 м/с.

Как и у других планет-гигантов, атмосфера у Нептуна в основном состоит из водорода. На долю гелия приходится около 15%, и 1% — на долю метана. Видимый облачный слой соответствует давлению 1,2 бар. Предполагается, что на дне нептунианской атмосферы находится океан из воды, насыщенной различными ионами. Значительное количество метана, по-видимому, содержится глубже, в ледяной мантии планеты. Даже при температуре в тысячи градусов, при давлении в 1 Мбар смесь воды, метана и аммиака может образовать твердые льды. На долю горячей ледяной мантии, вероятно, приходится 70% массы всей планеты. Около 25% массы Нептуна должно, по расчетам, принадлежать ядру планеты, состоящему из окислов кремния, магния, железа и его соединений, а также каменных пород. Модель внутреннего строения планеты показывает, что давление в ее центре около 7 Мбар, а температура около 7000 К. В отличие от Урана, поток тепла из недр Нептуна почти втрое больше тепла, получаемого от Солнца. Этот феномен связывают с выделением тепла при радиоактивном распаде веществ с большим атомным весом.

Магнитное поле Нептуна вдвое слабее, чем поле Урана. Угол между осью магнитного диполя и осью вращения Нептуна 47°. Центр диполя смещен на 6000 км в южное полушарие, поэтому магнитная индукция у южного магнитного полюса в 10 раз выше, чем у северного.

Кольца Нептуна в целом похожи на кольца Урана, с той лишь разницей, что суммарная площадь вещества в кольцах Нептуна в 100 раз меньше, чем в кольцах Урана. Отдельные дуги колец, окружающих Нептун, были обнаружены при покрытиях звезд планетой. На снимках «Вояджера-2» вокруг Нептуна видны незамкнутые образования, которые назвали арками. Они расположены на сплошном самом внешнем кольце малой плотности. Диаметр внешнего кольца 69,2 тыс. км, а ширина арок примерно 50 км. Другие кольца, находящиеся на расстояниях от 61,9 тыс. км до 62,9 тыс. км, замкнутые. При наблюдениях с Земли к середине ХХ века были найдены 2 спутника Нептуна — Тритон и Нереида. «Вояджер-2» обнаружил еще 6 спутников размером от 50 до 400 км и уточнил диаметры Тритона (2705 км) и Нереиды (340 км). В 2002-03 гг. при наблюдениях с Земли были открыты еще 5 далеких спутников Нептуна.

Крупнейший спутник Нептуна — Тритон обращается вокруг планеты на расстоянии 355 тыс. км с периодом около 6 суток по круговой орбите, наклоненной на 23° к экватору планеты. При этом он единственный из внутренних спутников Нептуна, движущийся по орбите в обратном направлении. Период осевого вращения Тритона совпадает с его орбитальным периодом. Средняя плотность Тритона 2,1 г/см3. Температура поверхности очень низкая (38 К). На космических снимках большая часть поверхности Тритона представляет собой равнину с множеством трещин, отчего она напоминает дынную корку. Южный полюс окружает светлая полярная шапка. На равнине обнаружены несколько впадин поперечником 150 — 250 км. Вероятно, ледяная кора спутника многократно перерабатывалась в результате тектонической активности и падения метеоритов. У Тритона, по-видимому, есть каменное ядро радиусом около 1000 км. Предполагается, что ледяная кора толщиной около 180 км покрывает водный океан глубиной около 150 км, насыщенный аммиаком, метаном, солями и ионами. Разреженная атмосфера Тритона в основном состоит из азота, небольшого количества метана и водорода. Снег на поверхности Тритона — это иней азота. Полярная шапка также образована азотным инеем. Удивительные образования, выявленные на полярной шапке — темные пятна, вытянутые к северо-востоку (их было найдено около пятидесяти). Они оказались газовыми гейзерами, поднимающимися на высоту до 8 км, и затем превращающиеся в шлейфы, тянущиеся примерно на 150 км.

В отличие от остальных внутренних спутников, Нереида движется по очень вытянутой орбите, своим эксцентриситетом (0,75) больше похожей на орбиту комет.

Плутон, после его открытия в 1930 г., считался самой маленькой планетой Солнечной системы. В 2006 г. решением Международного астрономического союза он был лишен статуса классической планеты и стал прототипом нового класса объектов — карликовых планет. Пока в группу планет-карликов кроме него входят астероид Церера и несколько недавно открытых объектов в поясе Койпера, за орбитой Нептуна; один из них даже превышает размером Плутон. Нет сомнений, что в поясе Койпера обнаружатся и другие подобные объекты; так что планет-карликов в Солнечной системе может оказаться довольно много.

Плутон обращается вокруг Солнца за 245,7 лет. В момент своего открытия он был довольно далеко от Солнца, занимая месту девятой планеты Солнечной системы. Но орбита Плутона, как оказалось, имеет значительный эксцентриситет, поэтому в каждом орбитальном цикле он в течение 20 лет находится ближе к Солнцу, чем Нептун. В конце ХХ столетия как раз был такой период: 23 января 1979 г. Плутон пересек орбиту Нептуна, так что оказался ближе него к Солнцу и формально превратился в восьмую планету. В этом статусе он пребывал до по 15 марта 1999 г. Пройдя через перигелий своей орбиты (29,6 а. е.) в сентябре 1989 г., Плутон теперь удаляется в сторону афелия (48,8 а. е.), которого он достигнет в 2112 г., а первый после своего открытия полный оборот вокруг Солнца завершит лишь в 2176 г.

Чтобы понять интерес астрономов к Плутону, нужно вспомнить историю его открытия. В начале ХХ века, наблюдая за движением Урана и Нептуна, астрономы заметили некоторую странность в их поведении и предположили, что за орбитами этих планет существует еще одна, неоткрытая, гравитационное влияние которой сказывается на движении известных планет-гигантов. Астрономы даже рассчитали предполагаемое место этой планеты, — «Планеты Х», — хотя и не очень уверенно. После длительных поисков, в 1930 г. американский астроном Клайд Томбо открыл девятую планету, названную именем бога подземного мира — Плутона. Однако открытие, по-видимому, было случайным: последующие измерения показали, что масса Плутона слишком мала, чтобы его гравитация заметным образом отразилась на движении Нептуна и, тем более, Урана. Орбита Плутона оказалась значительно более вытянутой, чем у других планет, и заметно наклоненной (17°) к эклиптике, что также не характерно для планет. Некоторые астрономы склонны считать Плутон «неправильной» планетой, больше похожей на стероид или на потерянный спутник Нептуна. Однако у Плутона есть свои спутники, а по временам бывает и атмосфера, когда покрывающие его поверхность льды испаряются в области перигелия орбиты. Вообще же Плутон исследован очень слабо, поскольку к нему пока не долетел ни один зонд; до недавних пор не предпринималось даже таких попыток. Но в январе 2006 г. к Плутону стартовал аппарат «New Horizons» (NASA), который должен пролететь мимо планеты в июле 2015 г.

Измеряя интенсивность отраженного Плутоном солнечного света, астрономы установили, что видимый блеск планеты периодически меняется. Этот период (6,4 сут) был принят за период осевого вращения Плутона. В 1978 г. американский астроном Дж. Кристи обратил внимание на неправильную форму изображения Плутона на фотоснимках, полученных с наилучшим угловым разрешением: размытое пятнышко изображения часто мело выступ с одной стороны; его положение также изменялось с периодом 6,4 сут. Кристи заключил, что у Плутона имеется довольно крупный спутник, который назвали Хароном по имени мифического лодочника, перевозившего души умерших по рекам в подземном царстве мертвых (владыкой этого царства, как известно, был Плутон). Харон появляется то с севера, то с юга от Плутона, поэтому стало ясно, что орбита спутника, как и ось вращения самой планеты, сильно наклонена к плоскости ее орбиты. Измерения показали, что угол между осью вращения Плутона и плоскостью его орбиты составляет около 32°, а вращение обратное. Орбита Харона лежит в экваториальной плоскости Плутона. В 2005 г. были открыты еще два небольших спутника — Гидра и Никс, обращающиеся дальше Харона, но в той же плоскости. Таким образом, Плутон со своими спутниками напоминает Уран, который вращается, «лежа на боку».

Период вращения Харона, составляющий 6,4 суток, совпадает с периодом его движения вокруг Плутона. Как и Луна, Харон всегда обращен к планете одной стороной. Это свойственно всем спутникам, движущимся недалеко от планеты. Удивительно другое — Плутон также обращен к Харону всегда одной и той же своей стороной; в этом смысле они равноправны. Плутон и Харон — уникальная двойная система, очень компактная и имеющая беспрецедентно высокое отношение масс спутника и планеты (1:8). Отношение масс Луны и Земли, например, составляет 1:81, а у других планет аналогичные отношения гораздо меньше. По существу, Плутон и Харон — двойная карликовая планета.

Наилучшие изображения системы Плутон — Харон были получены Космическим телескопом «Хаббл». По ним удалось определить расстояние между спутником и планетой, оказавшееся всего около 19 400 км. Используя затмения звезд Плутоном, а также взаимные затмения планеты ее спутником, удалось уточнить их размеры: диаметр Плутона по недавним оценкам составляет 2300 км, а диаметр Харона — 1200 км. Средняя плотность Плутона находится в пределах от 1,8 до 2,1 г/см 3 , а Харона — от 1,2 до 1,3 г/см 3 . По-видимому, внутреннее строение Плутона, состоящего из каменных пород и водяного льда, отличается от строения Харона, больше похожего на ледяные спутники планет-гигантов. Поверхность Харона на 30% темнее, чем у Плутона. Различен и цвет у планеты и спутника. По-видимому, они образовались независимо друг от друга. Наблюдения показали, что в перигелии орбиты яркость Плутона заметно увеличивается. Это дало основание предположить появление у Плутона временной атмосферы. При покрытии звезды Плутоном в 1988 г. яркость этой звезды убывала постепенно в течение нескольких секунд, из чего было окончательно установлено наличие у Плутона атмосферы. Главной ее составляющей, скорее всего, служит азот, а из других компонентов возможно наличие метана, аргона и неона. Толщина слоя дымки оценивается в 45 км, а самой атмосферы — в 270 км. Содержание метана должно меняться в зависимости от положения Плутона на орбите. Плутон прошел перигелий в 1989 г. Расчеты показывают, что часть отложений замерзшего метана, азота и углекислого газа, имеющихся на его поверхности в виде льдов и инея, при приближении планеты к Солнцу переходит в атмосферу. Максимальная температура поверхности Плутона составляет 62 К. Поверхность Харона, по-видимому, образована водяным льдом.

Итак, Плутон — это единственная планета (хоть и карликовая), атмосфера у которой то возникает, то исчезает, как у кометы во время ее движения вокруг Солнца. С помощью космического телескопа «Хаббл» в мае 2005 года были обнаружены два новых спутника карликовой планеты Плутон, получившие названия Никта и Гидра. Орбиты этих спутников располагаются за орбитой Харона. Никта находится на расстоянии около 50000 км от Плутона, а Гидра — около 65 000 км. Миссия «Новые горизонты», стартовавшая в январе 2006 г., предназначена для изучения окрестностей Плутона и Пояса Койпера.

Наука

Астрономы открыли новую небольшую
планету на краю Солнечной системы
и утверждают, что еще дальше скрывается еще одна более крупная планета.

В другом исследовании команда ученых обнаружила астероид со своей системой колец
, похожих на кольца Сатурна.

Карликовые планеты

Новая карликовая планета пока была названа 2012 VP113
, а ее солнечная орбита находится далеко за пределами известного нам края Солнечной системы.

Ее отдаленное положение указывает на гравитационное влияние другой более крупной планеты, которая возможно в 10 раз больше Земли
и которую еще предстоит обнаружить.

Три фотографии открытой карликовой планеты 2012 VP113, сделанные с разницей в 2 часа 5 ноября 2012 года.

Ранее считалось, что в этой отдаленной части Солнечной системы находится только одна маленькая планета Седна
.

Орбита Седны находится на расстоянии, которое в 76 раз больше расстояния от Земли до Солнца, а ближайшая орбита 2012 VP113 в 80 раз больше расстояния от Земли до Солнца
или составляет 12 миллиардов километров.

Орбита Седны и карликовой планеты 2012 VP113. Также пурпурным цветом обозначены орбиты планет-гигантов. Пояс Койпера обозначен синими точками.

Исследователи использовали камеру DECam в Андах Чили для открытия 2012 VP113. С помощью телескопа Магеллан они установили ее орбиту и получили информацию о ее поверхности.

Облако Оорта

Карликовая планета Седна.

Диаметр новой планеты составляет 450 км по сравнению с 1000 км у Седны. Она может быть частью Облака Оорта — области, которая существует за пределами пояса Койпера – пояса ледяных астероидов, которые вращаются еще дальше планеты Нептун.

Ученые намерены продолжить поиск отдаленных объектов в Облаке Оорта, так как они могут многое рассказать о том, как формировалась и развивалась Солнечная система.

Они также считают, что размер некоторых из них может быть больше Марса или Земли
, но так как они находятся так далеко, их сложно обнаружить с помощью существующих технологий.

Новый астероид в 2014 году

Другая команда исследователей нашла ледяной астероид, окруженный двойной системой колец,
похожих на кольца Сатурна. Только у трех планет: Юпитера, Нептуна и Урана есть кольца.

Ширина колец вокруг 250-километрового астероида Чарикло составляет 7 и 3 километра
соответственно, а расстояние между ними – 8 км. Они были обнаружены телескопами с семи мест в Южной Америке, включая Европейскую южную обсерваторию в Чили.

Ученые не могут объяснить наличие колец у астероида. Возможно, они состоят из камней и частиц льда, сформировавшихся из-за столкновения с астероидом в прошлом.

Возможно астероид находится в похожей эволюционной стадии, что и Земля раннего периода, после того как объект размером с Марс столкнулся с ней и сформировал кольцо мусора, которое соединилось в Луну.

Нет ничего более значимого и фундаментального в мире науке, чем открытие, связанное с самой природой нашей реальности. И именно таким открытием в этом году могут похвастаться ученые Лазерно-интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории (LIGO), которые . При этом подтвердили не один, а целых два раза.

Все мы более или менее знакомы с концептом пространства-времени – этакой четырехмерной коробки, где мы едим, живем, растем и в конце концов умираем. Но оказывается, что пространство-время – это не жесткая коробка. Скорее это даже не совсем коробка, а просторный и живой океан, наполненный волнами субатомной величины, образующихся при столкновении черных дыр, нейтронных звезд и других невероятно массивных объектов. Эти волны называют гравитационными. Это рябь пространства-времени, которую первыми обнаружили ученые из LIGO на самом деле еще в сентябре прошлого года. Однако официальное подтверждение их наблюдения пришло только в феврале. Затем в июне физики из LIGO смогли обнаружить еще раз. Такая частота заставляет ученых продолжать свои наблюдения. Но можно считать, что новое окно в самые темные тайны Вселенной наконец-то официально открыто.

Разумеется, без Альберта Эйнштейна здесь тоже не обошлось. В конце концов именно он их и предсказал, когда вывел свою общую теорию относительности в 1916 году. Сложно сказать, что здесь более невероятно: то, что каждая часть теории Эйнштейна в конечном итоге подтвердилась и обрела доказательства, или же то, что современная физика сейчас проверяет идеи, пришедшие на тот момент в голову 26-летнего ботана.

Проксима Центавра b: одна, чтоб править всеми

Художественное представление планеты Проксимы b возле красного карлика Проксимы Центавра

За последние несколько лет астрономы обнаружили тысячи экзопланет, включая доброе количество каменистых, землеподобных миров. Однако все потенциально обитаемые кандидаты сразу же стали менее интересными в этом году, после того как была – планета размером чуть больше Земли, оборачивающаяся вокруг нашего ближайшего звездного соседа, находящегося всего в 4,3 светового года от нас.

Проксима b, обнаруженная с помощью метода Доплера (измерения радиальной скорости звезд), является каменистым миром, оборачивающимся вокруг звезды Проксима Центавра на дистанции всего 7,5 миллиона километров, что в 10 раз ближе, чем расположение Меркурия к Солнцу. Так как звезда Проксима Центавра является холодным красным карликом, месторасположение планеты является идеальным для того, чтобы поддерживать воду в жидкой форме. Есть высокая вероятность (по крайней мере согласно предположениям исследователей), что экзопланета Проксима b может быть обитаемой.

Может быть, конечно, и так, что Проксима b является безвоздушной пустыней, что, разумеется, окажется менее радостным. Однако выяснить это мы сможем, вероятно, уже совсем скоро. Вполне возможно, уже в 2018 году, когда в космос будет запущен новый и очень мощный Космический телескоп имени Джеймса Уэбба. Если же и в этом случае картина не станет более ясной, то можно будет запустить флот , которые выяснят все наверняка.

Зика – смертоносное оружие

Комар жёлтолихорадочный

Малоизвестный и впервые выявленный в Уганде в 1947 году вирус Зика перерос в конце прошлого года в международную пандемию, когда быстро распространяющееся с комариными укусами заболевание проникло через границы Латинской Америки. Несмотря на малую симптоматику или полное ее отсутствие, распространение вируса сопровождалось резким всплеском микроцефалии, редкого заболевания у детей, чья характерная особенность заключается в значительном уменьшении размеров черепа и, соответственно, головного мозга. Это открытие заставило исследователей искать связь между Зикой и развитием этих анатомических аномалий. И доказательства не заставили себя долго ждать.

В январе вирус Зика нашли в плаценте двух беременных женщин, чьи дети впоследствии родились с микроцефалией. В тот же месяц Зика был обнаружен в мозге у других новорожденных, которые умерли вскоре после рождения. Эксперименты с чашкой Петри, результаты которых были опубликованы в начале марта, рассказали о том, как вирус Зика напрямую атакуют клетки, принимающие участие в развитии мозга, существенно замедляя его рост. В апреле подтвердились опасения, о которых ранее говорили многие ученые: вирус Зика на самом деле вызывает микроцефалию, а также ряд других тяжелых дефектов развития мозга.

К настоящему моменту лекарства от вируса Зика не существует, ведутся клинические испытания вакцины на основе ДНК.

Первые генно-модифицированные люди

CRISPR – это революционный инструмент для генной модификации, обещающий не только излечить все болезни, но и наделить человека улучшенными биологическими способностями. В этом году китайская команда ученых впервые использовала его для лечения пациента, страдавшего агрессивной формой рака легких.

Для его лечения из взятой крови пациента сначала были удалены все иммунные клетки, а затем использован метод CRISPR для «выключения» особого гена, который может использоваться раковыми клетками для еще более быстрого распространения по организму. После этого модифицированные клетки были помещены обратно в организм пациента. Ученые считают, что подвергшиеся редактированию клетки смогут помочь человеку побороть рак, однако всех результатов этого клинического испытания пока не раскрывают.

Независимо от результатов этого конкретного случая, использование метода CRISPR для лечения людей открывает новую главу в персонализированной медицине. Здесь по-прежнему остается множество нерешенных вопросов – в конце концов, CRISPR является новой технологией. Однако становится понятно, что использование технологии, позволяющей модифицировать свой собственный генетический код, уже не является просто очередным примером научной фантастики. И за право обладания этой технологией уже начались настоящие .

Неуловимая девятая планета Солнечной системы

Художественное представление Девятой планеты

Больше десятилетия астрономы гадают о том, может ли на внешних границах нашей Солнечной системы находится девятая планета. В этом году ученые из Калифорнийского технологического института Константин Батыгин и Майк Браун предоставили на суд общественности вполне убедительные доказательства того, что так называемая Девятая планета существует на самом деле. Крупнее Нептуна и холоднее замерзшего ада, Девятая планета оборачивается вокруг Солнца по очень вытянутой эллиптической орбите на дистанции от 100 и более 1000 астрономических единиц.

Наши самые лучшие догадки о Девятой планете основаны на необычных орбитах множества объектов пояса Койпера, которые, согласно предположениям Батыгина и Брауна, подвергаются воздействию гравитационных сил этой загадочной планеты.

Конечно же, единственным убедительным доказательством наличия «планеты-стесняшки» было бы ее прямое обнаружение в телескопы, а не на основе необычного поведения некоторых объектов пояса Койпера. Однако эта задача представляется крайней сложной, так как подобные холодные и далеко расположенные объекты (а именно такой является планета, по мнению ученых) излучают очень мало света и тепла. Тем не менее несколько астрономов, включая Брауна, в настоящий момент предпринимают попытки поиска Девятой планеты и считают, найти ее удастся в течение ближайших нескольких лет.

Камни из углекислого газа

С ростом мирового объема выбросов углекислого газа растет и риск катастрофических климатических изменений, поэтому ученые всерьез озаботились вопросом поиска эффективных методов снижения CO2 в атмосфере. Концепт «консервации углекислого газа» существует уже довольно давно, однако в 2016 году получил весьма впечатляющее развитие, когда ученые из Саутгемптонского университета растворили углекислый газ в воде и запечатали его в подземной скважине в Исландии. Хранившийся там в течение двух лет углекислый газ вступал в реакцию с базальтовой породой и в конечном итоге приобрел твердую кристаллическую форму, которая может храниться в таком состоянии сотни и даже тысячи лет.

Несмотря на весьма впечатляющий результат и горящие заголовки СМИ вроде «ученые превратили CO2 в камни», все-таки остаются вопросы, которые требуют ответа. Во-первых, возможность использования этого метода находится в прямой зависимости от места, где углекислый газ может кристаллизоваться в твердую форму. Другими словами, место хранения должно обладать аналогичными исландским геологическими и геохимическими особенностями. Во-вторых, масштаб. Провести эксперимент в лабораторных условиях, а затем захоронить небольшой объем CO2 — это не совсем одно и то же, что необходимость в захоронении миллиардов тонн ежегодных выбросов углекислого газа. Задача будет весьма непростой. Более эффективным все же будет снижение уровня самих выбросов.

Самое долгоживущее позвоночное

В конце концов может оказаться так, что секрет долголетия мы узнаем не из крупных мировых научных центров, а от гренландской акулы. Согласно исследованию, опубликованному в этом году в журнале Science, это удивительное глубоководное позвоночное может жить более 400 лет. Радиоуглеродный анализ 28 самок гренландской акулы показал, что эти животные являются самыми долгоживущими позвоночными на нашей планете. Возраст старейших представителей составляет от 272 до 512 лет.

Так в чем же заключается секрет столь невероятного долголетия гренландской акулы? Ученые точно пока не знают, но догадываются, что, вероятнее всего, это связано с тем, что это позвоночное обладает экстремально медленным процессом метаболизма, что приводит к медленному росту и половому созреванию. Еще одним оружием в борьбе со старением у этих акул, по всей видимости, является экстремально низкая температура окружающей среды. Никто не хочет провести пару лет на дне Арктического океана и потом вернуться с отчетом о том, как все прошло?

Научные исследования раскрывают новые аспекты Плутона и его спутников

Опубликовано 17 марта 2016 года в 23:31

6.5K

Like
Love
Haha
Wow
Sad
Angry

1

Близкие наблюдения за Плутоном и Хароном заставили нас полностью пересмотреть свои взгляды на геологическую активность изолированных планетарных тел далекой области Солнечной системы, миров, которые ранее было принято считать «мертвыми», которые, как мы думали, практически не изменились с момента образования пояса Койпера.

Год назад Плутон выглядел просто ярким пятнышком на снимках космического аппарат NASA «Новые горизонты», не сильно отличающимся от того, каким его увидел первооткрыватель «девятой планеты» Клайд Томбо в 1930 году.

На этой неделе в журнале Science ученые миссии «Новые горизонты» создали первый полный набор документов, описывающий результаты облета Плутона прошлым летом. «Эти пять подробных статей полностью перевернули наше представление о Плутоне, рассказав нам, что в реальности далекий мир разнообразен: активная геология, экзотическая химия поверхности, сложная атмосфера, загадочное взаимодействие с Солнцем и интригующая система малых спутников», – сказал Алан Стерн, ведущий исследователь миссии «Новые горизонты» из Юго-Западного исследовательского института, Колорадо.

После 9,5 лет путешествия и почти 5 миллиардов километров преодоленного расстояния космический аппарат совершил исторический облет Плутона 14 июля 2015 года. «Новые горизонты», используя 7 научных инструментов, собрал около 50 гигабайт данных, записав их на свои «кассеты».

На первом снимке крупным планом была обнаружена большая область в виде «сердца», вырезанная на поверхности Плутона, сообщающая ученым, что этот «новый» планетарный мир самый крупный, самый яркий, самый интересный, самый загадочный и первый из исследованных в далекой «третьей зоне» нашей Солнечной системы, известной как пояс Койпера.

«Близкие наблюдения за Плутоном и Хароном заставили нас полностью пересмотреть свои взгляды на геологическую активность изолированных планетарных тел далекой области Солнечной системы, миров, которые ранее было принято считать «мертвыми», которые, как мы думали, практически не изменились с момента образования пояса Койпера», – сказал Джефф Мур из исследовательского центра Эймса, ведущий автор публикации о геологии Плутона.

Область Sputnik Planum на Плутоне (вверху) и Vulcan Planum на Хароне (внизу). Credits: NASA/JHUAPL/SwRI

Ученые, изучавшие состав Плутона, установили, что его разнообразие ландшафта вытекает из взаимодействия мобильного метана, азота и угарного газа с инертным и крепким водяным льдом. «Мы видим колебания в распределении летучих льдов на Плутоне, которые указывают на увлекательные циклы испарения и конденсации. Эти циклы более интересны, нежели на Земле, где мы имеем лишь воду, которая конденсируется и испаряется. На Плутоне по крайней мере три вида материалов взаимодействует между собой, но мы пока не полностью понимаем как, зато видим последствия этого по всей поверхности Плутона», – сказал Уилл Гранди из обсерватории Лоуэлла, Аризона.

Над поверхностью карликовой планеты ученые обнаружили, что атмосфера содержит слоистый дымок, который оказался холоднее и плотнее, чем ожидалось. Это влияет на то, как верхние слои атмосферы Плутона теряются в пространстве и как атмосфера взаимодействует с солнечным ветром. «Мы узнали, что предварительные оценки потери атмосферы Плутоном оказались очень завышенными. Считалось, что атмосфера карликовой планеты убегает стремительно, а на самом деле этот процесс не так быстр, и больше похож на тот, который мы наблюдаем на Земле», – сказала Френ Бегенал из Университета Колорадо, ведущий автор публикации о частицах и плазме. Кроме этого ученые обнаружили, что метан, а не азот, является основным убегающим атмосферным газом на Плутоне. Это довольно удивительно, так как вблизи поверхности атмосфера состоит более чем на 99% из азота.

Поверхность Плутона в усиленных цветах. Credits: NASA/JHUAPL/SwRI

Исследователи также проанализировали снимки небольших спутников Плутона: Стикса, Никты, Гидры и Кербера. Они отметили, что малые спутники имеют весьма аномальную интенсивность вращения и необычную ориентацию полюсов, а также ледяные поверхности сильно отличающиеся по яркости и цвету от Плутона и Харона. Ученые нашли доказательства того, что некоторые спутники образовались в результате слияния с меньшими телами, и что их возраст по крайней мере 4 миллиарда лет. «Эти результаты подкрепляют гипотезу о том, что небольшие спутники образовались после столкновения, создавшего двойную систему Плутона и Харона», – добавил Хэл Вивер из лаборатории прикладной физики Университета Джонса Хопкинса, ведущий автор публикации о малых спутниках Плутона.

Около половины данных, полученных в процессе облета космическим аппаратом «Новые горизонты», уже переданы на Землю. К концу 2016 года ученые надеются получить оставшиеся данные для продолжения изучения этой далекой и загадочной системы.

определить автоматически

Закрыть

Станция на Марсе, эволюция Венеры и ядро Меркурия – зачем ученые изучают другие планеты Солнечной системы — Будущее на vc.

ru

Заведующий отделом физики планет Института космических исследований РАН, член-корреспондент РАН Олег Кораблев рассказал о разработке, благодаря которой он и его команда стали обладателями первой Премии Союзного государства, приоткрыл подробности лунной и венерианской программ в России, а также объяснил, почему людям на Земле важно изучать Венеру, Марс, Меркурий и другие планеты Солнечной системы.

84
просмотров

– 1 апреля в Минске Вам с коллегами из России и Белоруссии вручили первую Премию Союзного государства. Расскажите, пожалуйста, подробнее, за что Вы ее получили?

Источник: Научная России. На фото: Олег Кораблев

– Тут надо говорить о технологиях приборостроения, которые были использованы в конкретном приборе. Наш отдел работал над созданием блока оптико-механической развертки для получения изображения – сканера – в камере наблюдения в лучах натрия в рамках международного проекта «БепиКоломбо».

Это очень сложная экспедиция, которая готовилась 20 лет и стартовала в 2018 году. Композитный корабль, состоящий из двух спутников и перелетного модуля, движется вокруг Солнца, сближаясь с другими планетами. Используя их гравитацию и собственный двигатель, он выравнивает скорость так, чтобы в конечном итоге в декабре 2025 года попасть на орбиту Меркурия.

Один из спутников будет ориентирован на исследование самой планеты, твердого тела, поверхности, экзосферы. Второй – это вклад Японского космического агентства, он больше ориентирован на изучение плазменного окружения – результата взаимодействия Меркурия с солнечным ветром. Камера, для которой мы разработали блок оптико-механической развертки для получения изображения, позволит исследовать неплотную, очень разреженную атмосферу Меркурия, используя свечение натрия в экзосфере.

При этом сканер, который мы разрабатывали, – подвижный элемент, ему нужен какой-то двигатель. Он излучает электрические поля, а вокруг него, на спутнике приборы измеряют гораздо более слабые электрические и магнитные поля. С самого начала была поставлена задача как-то обезопасить спутник, чтобы все соседние приборы могли работать без помех от нашего сканера, при этом важно учитывать каждый грамм на корабле.

Благодаря нашему сотрудничеству с Белорусской академией наук нам это удалось. Корпус этого механического устройства алюминиевый, как он весил десятки грамм, так и весит. Но на его поверхность были нанесены электрические слои металла – магнитные, немагнитные. Эта комбинация в виде сэндвича многократно усиливает магнитное экранирование, блокируя помехи окружающим приборам.

– Почему, прежде чем «БепиКоломбо» сядет на Меркурий, он совершит пять сближений с планетой? Почему нельзя «приземлить» аппарат сразу?

– Идет постепенное уравнивание скоростей, угловая скорость вращения Земли вокруг Солнца другая. Фактически мы вылетаем с Земли, имея скорость Земли, и нам надо постепенно достичь скорости Меркурия. Когда скорости будут более-менее сопоставимы, дается финальный тормозной импульс, и аппарат как бы зацепляется за гравитацию Меркурия и выходит на орбиту вокруг него, то есть становится не спутником Солнца, а спутником Меркурия.

– Поэтому так долго шла подготовка?

– Конечно, в случае с Меркурием подготовка особенно трудная. Назван аппарат в честь Джузеппе Коломбо – небесного механика, который рассчитал первый более-менее осуществимый вариант такого полета к Меркурию. Фактически это будет только третье посещение планеты. Это очень сложный и на долгие годы вперед проект, вряд ли кто-то еще вернется к Меркурию в ближайшее время. Это не то что точка – точки тут никто не ставит. Но это очень значимая веха в исследовании Меркурия. Мы надеемся на успех.

– Чем такие планеты, как Меркурий, могут быть интересны нам здесь, на Земле?

– Меркурий, конечно, стоит особняком, но это тоже планета земной группы. Исследования планет земной группы позволяют взглянуть на них с единой точки зрения, в том числе на процесс формирования Земли. Мы мало что знаем о ранней истории Земли. У нас такая активная, живая планета, что все следы ранних ее периодов стерлись. Поэтому соседние планеты, и даже Меркурий, позволяют взглянуть на нее с другой точки зрения.

На Марсе сохранилась очень древняя кора, Венера преподносит нам отрицательный урок – ее климат эволюционировал в крайне неблагоприятную сторону, мягко выражаясь. У Меркурия очень интересное внутреннее строение, большое ядро. Такие исследования помогают лучше понять процессы формирования планет на разных расстояниях от звезды.

В последнее время человечество смотрит и за пределы Солнечной системы. Известно, что существует множество внесолнечных планет. Открыто более 5 тысяч, открывается все больше и больше у других звезд. Исследование этих планет во многом опирается на изучение Солнечной системы. Поэтому понимание процессов формирования планет Солнечной системы поможет выявить закономерности, характерные и для других систем. Это фундаментальная наука, но во многом и философия – чужие миры, как они построены, насколько обитаемы.

– Есть ли у ученых планы по поводу переселения человечества на другую планету Солнечной системы? Думаете ли вы об этом, изучая Марс, Венеру, Меркурий?

– Пока единственный объект для посещения среди планет-соседей – это Марс. Посещение Марса, даже создание там форпоста, станции, наподобие зимовки в Антарктиде, тоже вполне представимо. Но что касается переселения – преобразование климата, или терраформирование Марса не представляется возможным в пределах – не знаю – сотен тысяч лет. Непонятно, что будет с человечеством через тысячу лет, а что будет через 100 тысяч, тем более неясно.

Поэтому человечеству нужно продолжать исследовать другие планеты, но при этом важно сплотиться и вместе следить за своим домом, не допускать катастрофы с климатом. Важно сделать так, чтобы наша планета продолжала оставаться уютным домом, и нам не пришлось из него бежать.

На фото: представление художника о том, как выглядит Бепиколомбо в космосе

– 12 апреля, в День космонавтики Президент России заявил о продолжении лунной программы, ранее глава «Роскосмоса» также сообщил о венерианской. Участвует ли Ваш отдел в них, на какой они стадии?

– Программа идет, и та, и другая. Подготовка лунной программы идет давно. У нас в институте три проекта по исследованию Луны на стадии опытно-конструкторских работ. Это не план, а уже самая что ни на есть реализация. Осталось завершить какие-то работы по проекту «Луна-25». Мы очень надеемся, что в этом году все это успешно стартует. Главное, впервые успешно сядет посадочный аппарат в полярный район Луны.

«Луна-25» позиционируется как технологический первый запуск: там не очень много приборов, он скорее для того, чтобы вспомнить, как это делается. Следующий проект, «Луна-26» – это уже спутник с приборами дистанционного наблюдения. «Луна-27» будет оснащена уже серьезным комплексом приборов для анализа поверхности, механизмом для забора проб, приборами для наблюдения вокруг места посадки и т.д. Проект на промежуточной стадии разработки, но думаю, что в сотрудничестве с белорусскими коллегами дело пойдет быстрее.

Что касается Венеры, опытно-конструкторские работы начались только в 2021 году, пока это предварительная стадия рассмотрения. Тут многое еще предстоит сделать, определить облик, программу научных исследований. Мы здесь с самого начала открыты для сотрудничества.

Подпишитесь на наш канал, чтобы не упускать новости науки. Важная информация есть в нашем Telegram.

Отчеты — За 2018 год

НАУЧНЫЙ ОТЧЁТ ИНСТИТУТА ГЕОХИМИИ

за 2018 год 

Приоритетное направление IX.125. Фундаментальные проблемы развития литогенетических, магматических, метаморфических и минералообразующих систем

Программа IX.125.3. Экспериментальная минералогия, рост и свойства кристаллов

(координаторы д.ф.-м.н. Непомнящих А.И., д.г.-м.н. Пальянов Ю.Н.)

Проект IX.125.3.2. «Кристаллические и аморфные функциональные материалы с прогнозируемыми свойствами» (№ 0350-2016-0024)

(научный руководитель д.ф.-м.н. Непомнящих А.И., АААА-А17-117101170035-3)

Проект IX.125.3.4. «Экспериментальные и физико-химические основы типоморфизма и типохимизма минеральных кристаллов, их поверхности, дефектов структуры, нано- и микронеоднородности» (№ 0350-2016-0025).

(научный руководитель д.х.н. Таусон В.Л., АААА-А17-117041910035-2)

Программа IX.127.1. Факторы, определяющие изменение среды и климата Центральной Азии в кайнозое

(координаторы д.г.-м.н. Зыкин В.С., д.г.н. Безрукова Е.В.)

 Проект IX.127.1.2. «Эволюция экосистем Внутренней Азии в позднем кайнозое – экологический сценарий» (№ 0350-2016-0026)

(научный руководитель д.г.н. Безрукова Е.В., АААА-А17-117041910028-4)

 «Эколого-геохимические преобразования экосистем Восточной Сибири под воздействием природных и техногенных факторов» (№ 0350-2016-0027)

(научный руководитель к.б.н. Пастухов М.В., А17-117041910034-5)

Приоритетное направление IX.129. Закономерности формирования минерального, химического и изотопного состава Земли. Космохимия планет и других тел Солнечной системы. Возникновение и эволюция биосферы Земли, биогеохимические циклы и геохимическая роль организмов

Программа IX. 129.1. Процессы мантийно-корового взаимодействия и изотопно-геохимические индикаторы рециклирования элементов

(координатор чл.-к. РАН Шацкий В.С.)

Проект IX.129.1.1. «Изотопно-геохимические свидетельства мантийно-корового взаимодействия в различных геодинамических обстановках» (№ 0350-2016-0028)

(научный руководитель чл.-к. РАН Шацкий В.С., АААА-А17-117061610019-3)

Проект IX.129.1.3. «Геохимия, петрология и роль процессов мантийно-корового взаимодействия в формировании разновозрастных магматических и метаморфических комплексов складчатого обрамления и выступов фундамента Сибирского кратона» (№ 0350-2016-0029)

(научный руководитель д.г.-м.н. Антипин В.С., АААА-А17-117041910030-7)

Проект IX.129.1.4. «Возрастные характеристики массивов и формационные типы редкометалльных карбонатитов К-щелочных лампроит-карбонатитовых комплексов щитов и складчатых зон» (№ 0350-2016-0031)

(научный руководитель д. г.-м.н. Владыкин Н.В., АААА-А17-117061610017-9)

Проект IX.129.1.5. «Источники вещества ультраосновных и основных магматических комплексов Сибирского кратона и его складчатого обрамления на основе данных по петрологии, геохимии и изотопии» (№ 0350-2016-0030)

(научный руководитель д.г.-м.н. Медведев А.Я., АААА-А17-117041910032-1)

Приоритетное направление IX.130. Рудообразующие процессы, их эволюция в истории Земли, металлогенические эпохи и провинции и их связь с развитием литосферы. Условия образования и закономерности размещения полезных ископаемых

Программа IX.130.3. Формирование и эволюция рудно-магматических систем различных геодинамических обстановок

(координаторы: академик Кузьмин М.И.)

Проект IX.130.3.1. «Типы металлогенических провинций цветных и благородных металлов в процессе изменения стиля тектонических движений в геологической истории Земли. Геохимия и условия формирования благороднометалльных рудно-магматических систем Центрально-Азиатского складчатого пояса» (№ 0350-2016-0032)

(научный руководитель к.г.-м.н. Будяк А.Е., АААА-А17-117041910033-8)

Проект IX.130.3.2. «Геохимическое моделирование месторождений благородно-метальных рудообразующих систем различных рудных провинций» (№ 0350-2016-0033; 0350-2019-0001)

(научный руководитель д.г.-м.н. Чудненко К.В., АААА-А17-117041910031-4)

ПРОЕКТЫ КОМПЛЕКСНОЙ ПРОГРАММЫ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ СО РАН «МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫЕ ИНТЕГРАЦИОННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ» НА 2018-2020 ГГ. 

«Формы нахождения благородных металлов в сульфидных рудах разного гненезиса: минералого-геохимические исследования, эксперимент, приложение к технологиям извлечения» (№ 0350-2018-0001) (научный руководитель Горячев Н.А.,  АААА-А17-117102740106-0)

Перечень публикаций сотрудников ИГХ СО РАН в 2018 г.

Гранты РФФИ и другие проекты

Объекты Интеллектуальной собственности

Участие в конференциях и совещаниях

Организация и проведение конференций и совещаний

Информация о развитии научных и международных связей

Информация о мероприятиях по подготовке кадров

Космические путешествия: зацветут ли яблони на Марсе?

• Александр Журавлёв
• Русская служба Би-би-си

9 марта 2017

Подпишитесь на нашу рассылку ”Контекст”: она поможет вам разобраться в событиях.

Для просмотра этого контента вам надо включить JavaScript или использовать другой браузер

Подпись к видео,

Первый выход в открытый космос на МКС в 2017 году

Когда колонизируют космос и кому это нужно? Какую планету человеку удастся покорить первой? Делается ли что-то для этого на практике? Эти и другие вопросы на тему исследования космоса задали читатели Русской службы Би-би-си.

• Космическая одиссея 2020: полетим ли мы на Луну и Марс?
• Где заканчивается Солнечная система?
• НАСА о новых экзопланетах, похожих на Землю

Когда думаешь о колонизации космоса, на передний план сразу выходит ближайшая к нам планета Солнечной системы — Марс, который земная наука изучает уже почти 200 лет и о котором нам известно довольно многое. Многие ученые считают даже, что мы знаем об условиях на поверхности Марса больше, чем о Луне, несмотря на то, что на последней побывал человек.

Этот материал подготовлен в качестве ответа на вопросы, присланные нашими читателями о достижениях науки. О возможности колонизации Марса задал вопрос Олег. Задать вопросы на другие темывы можете по этим ссылкам (Об аутизме, О жизни в Британии, О культурной жизни Лондона, О достижениях науки).

Зачем нам нужен Марс

Прямо скажем, условия там не слишком благоприятствуют земной колонизации — уж больно там холодно — до минус 120 градусов зимними ночами, дышать практически нечем — давление на поверхности там такое же, как на высоте 95 км от Земли, да и кислорода в атмосфере нет. А главное — у Марса нет магнитного поля, а это означает, что его поверхность постоянно бомбардируется космическим и ультрафиолетовым излучением. Человеку там придется несладко — придется либо жить в металлических ангарах, или закапываться под землю.

• Летающая колония в атмосфере Венеры — реальность?

Тем не менее, сразу несколько стран, имеющих космические программы, уже объявили о том, что конечным этапом в среднесрочном плане для них служит высадка человека на Марсе и создание там постоянной колонии или станции. Об этом говорил в 2012 году президент Барак Обама, обещав направить усилия НАСА именно в этом направлении и добиться конкретных результатов уже в конце текущего десятилетия.

Автор фото, NASA

Россия в лице руководителей «Роскосмоса» также делала подобные заявления, но пока дело ограничивается подготовкой совместного российско-европейского проекта по высадке на Марсе передвижной автоматической лаборатории.

• Какими будут наши космические колонии
• Научная фантастика и космические реалии

Китай также опубликовал пару лет назад основные направления своей космической программы, которые предполагают пилотируемые полеты на Марс и на обратную сторону Луны в следующем десятилетии.

Индия имеет схожие планы, хотя в подробностях о них мало что известно. Япония собирается запустить в ближайшие годы целый ряд космических непилотируемых аппаратов с целью исследования Марса и планет-гигантов.

Автор фото, AP

Подпись к фото,

Компания SpaceX занимается разработкой тяжелой ракеты для экспедиций на Марс на основе носителя Falcon-9 Heavy, который уже сейчас выводит на орбиту тяжелые грузы

Американский предприниматель и основатель компании SpaceX Илон Маск имеет конкретный план экспедиции на Марс, над которым его компания работает уже сейчас.

Вся создаваемая SpaceX ракетная техника имеет масштабируемый характер и может быть в перспективе использована не только для запуска грузов на околоземные орбиты, как это происходит сейчас, но и для дальних космических полетов. Правда, только что было объявлено, что первоначальный план первой высадки на Марсе, назначенный на 2018 год, откладывается года на четыре.

Что стоит за этими планами — какие-то практические соображения или просто романтическое желание выйти за пределы одной планеты и положить начало экспансии человечества в Солнечной системе?

Автор фото, NASA

Подпись к фото,

Будущие поселения на Марсе должны обеспечивать укрытие людей и растений от жесткого космического излучения

Зачем лететь?

С практическими соображениями дело обстоит сложно — на Марсе, как, вероятно, и на Луне, нет ничего, что могло бы оправдать в экономическом смысле такую экспансию. В самом деле, насколько мы знаем сейчас, там нет ни залежей полезных ископаемых, ни энергетических ресурсов, ради которых стоило бы создавать на этой планете колонии.

Если посмотреть на историю земных цивилизаций, то колонизация начиналась почти всегда с развития новых торговых путей, поиска новых рынков. Все это предполагает наличие некоего человеческого капитала на месте колонизации.

Есть еще элемент сугубо идеологический — например, стремление развернуть миссионерскую деятельность, или распространить власть монарха на новые территории.

Автор фото, Science Photo Library

Подпись к фото,

Остается неясным, какой тип двигателя может быть использован для межзвездных перелетов

Пропустить Подкаст и продолжить чтение.

Подкаст

Что это было?

Мы быстро, просто и понятно объясняем, что случилось, почему это важно и что будет дальше.

эпизоды

Конец истории Подкаст

Философские обоснования космической экспансии человечества активнее всего обсуждаются не среди философов, а среди писателей.

Интересно, что причины, побуждающие людей искать иные миры, постоянно смещаются в зависимости от земной повестки дня. Если в начале 1920-х годов в романе «Аэлита» Алексей Толстой описывал в роли такого космического колонизатора красноармейца Ивана Гусева, который желал развернуть среди трудящихся Марса пролетарскую революцию, то в 1950-е годы колонизация космоса изображалась в основном в терминах шедшей тогда Холодной войны.

А в наши дни всё чаще мотивом такой экспансии или даже бегства становится экологическая катастрофа, угрожающая человечеству. Каждый год выходят новые книги, в которых описывается либо заговор группки ученых, замысливших побег к другой звездной системе, либо иной, но обязательно эсхатологический вариант того же сценария.

Всё громче звучат слова ученых, которые вообще ставят под вопрос необходимость и возможность такой экспансии.

Автор фото, Science Photo Library

Они довольно логично указывают, что нет никаких оснований считать, что человечество будет постоянно наращивать свои технические и финансовые ресурсы в условиях постоянных социальных и экологических конфликтов, которые весьма вероятны уже сейчас. Появился даже особый термин — технологический наивный оптимизм, возникший в 1960-е годы и до сих пор владеющий воображением миллионов людей.

На чем лететь?

Теперь о практической стороне вопроса. Отвечая на вопрос читателя о разработках ракетных двигателей, сразу следует сказать, что ничего принципиально нового в последние 40 лет в этой области не создано.

Уже в конце 50-х годов стало ясно, что единственной технологией, которая будут способна обеспечить выведение в космос тяжелых грузов и полеты с высокой скоростью, является ядерная энергия.

Были даже испытаны прототипы ядерных ракетных двигателей в США и в СССР. Они оказались чрезвычайно опасными из-за высокой радиоактивности и от них быстро отказались.

Автор фото, NASA

Подпись к фото,

Прототип ядерного ракетного двигателя NERVA выставлен в Смитсоновском музее

Сейчас идет разработка новых ракетных жидкостных двигателей, например, в компании SpaceX и ряде других, но по своей концепции они мало чем отличаются от двигателей американской ракеты Saturn 5 или российских двигателей, используемых до сих пор в системах «Союз» или «Протон».

Такие двигатели могут обеспечить вывод на траектории дальнего космоса не слишком тяжелых грузов массой до 100 тонн. Но для организации постоянного транспортного движения между планетами Солнечной системы они слишком дорого стоят и неэффективны. Ядерные двигатели нового поколения потребуют пересмотра всей системы существующих международных соглашений, запрещающих доставку расщепляющихся материалов в космос. Кроме того, они остаются чрезвычайно опасными в использовании.

Остается вопросом, удастся ли человечеству совершить какие-то фундаментальные открытия в физике, которые позволят использовать для проникновения в космос не грубой реактивной тяги, а совершенно иные принципы.

Но пока с телепортацией, антигравитацией, проколами пространства-времени дело обстоит не слишком радужно.

ученых Citizen открыли систему из пяти планет — ScienceDaily

В поисках экзопланет — планет за пределами нашей Солнечной системы — телескоп НАСА » Кеплер » отслеживает Землю , измеряя яркость звезд , которые потенциально могут содержать планеты . Инструмент идентифицирует потенциальные планеты вокруг других звезд, ища провалы в яркости звезд, которые происходят, когда планеты пересекают их или проходят мимо них. Как правило, компьютерные программы помечают звезды этими провалами яркости, затем астрономы смотрят на каждую из них и решают, действительно ли они могут стать местом обитания планеты-кандидата.

За три года миссии К2 было замечено 287 309 звезд, и каждые несколько месяцев появляются десятки тысяч новых. Так как же астрономы просеивают все эти данные?

Примите участие в проекте ученых-исследователей экзопланет, разработанном астрономом Калифорнийского технологического института в Санта-Круз Яном Кроссфилдом и штатным научным сотрудником Калифорнийского технологического института Джесси Кристиансен. Exoplanet Explorers размещается на Zooniverse, онлайн-платформе для краудсорсинговых исследований.

«Люди где угодно могут войти в систему и узнать, как выглядят реальные сигналы от экзопланет, а затем просмотреть фактические данные, собранные телескопом Кеплер, чтобы проголосовать за то, классифицировать ли данный сигнал как транзит или просто шум», — говорится в сообщении. Кристиансен. «Каждый потенциальный транзитный сигнал просматривают как минимум 10 человек, и каждому требуется минимум 9 человек.0 процентов голосов «да» для дальнейшего описания». телесериал Stargazing Live . За первые 48 часов после представления проекта Exoplanet Explorers получили более 2 миллионов классификаций от более чем 10 000 пользователей. В этот поиск был включен совершенно новый набор данных из миссии K2 — реинкарнация основная миссия Кеплера завершилась три года назад. К2 имеет совершенно новое поле зрения и множество звезд, вокруг которых можно искать планеты. Ни один профессиональный астроном еще не просматривал этот набор данных, называемый C12.0003

Вернувшись в Калифорнию, Кроссфилд и Кристиансен присоединились к астроному НАСА Герту Барентсену, находившемуся в Австралии, для изучения результатов по мере их поступления. потенциальная планета и насколько близко она вращается к своей звезде. Во второй вечер шоу исследователи обсудили демографические характеристики найденных планет-кандидатов: 44 планеты размером с Юпитер, 72 планеты размером с Нептун, 44 планеты размером с Землю и 53 так называемые суперземли, которые больше, чем Земля, но меньше Нептуна.

реклама

«Мы хотели найти новую классификацию, которую было бы интересно объявить в последнюю ночь, поэтому изначально мы прочесывали кандидатов на планету, чтобы найти планету в обитаемой зоне — области вокруг звезды, где жидкая вода может существовать», — говорит Кристиансен. «Но их проверка может занять некоторое время, чтобы убедиться, что это действительно настоящая планета, а не ложная тревога. Поэтому мы решили искать многопланетную систему, потому что очень трудно получить случайный ложный сигнал нескольких планеты».

После этого решения Барентсен ушел пить чай. К тому времени, когда он вернулся, Кристиансен отсортировал данные, собранные краудсорсингом, чтобы найти звезду с несколькими транзитами и обнаружил звезду с четырьмя планетами, вращающимися вокруг нее. На трех из четырех планет было 100 процентов голосов «да» от более чем 10 человек, а на оставшейся одной — 92 процента голосов «да». Это первая многопланетная система экзопланет, обнаруженная полностью с помощью краудсорсинга.

После объявления об открытии на Stargazing Live , Кристиансен и ее коллеги продолжили изучение и характеристику системы, получившей название К2-138. Они статистически подтвердили, что набор сигналов планет, по словам Кристиансена, «чрезвычайно вероятно» является сигналами от настоящих планет. Они также обнаружили, что планеты вращаются в интересном математическом соотношении, называемом резонансом, при котором каждой планете требуется почти ровно на 50 процентов больше времени для обращения вокруг звезды, чем следующей планете дальше. Исследователи также обнаружили пятую планету в той же цепочке. резонансы, а также намеки на шестую планету. Статья с описанием системы принята к публикации в Астрономический журнал .

Это единственная система с непрерывной цепочкой резонансов в такой конфигурации, и она может дать ключ к разгадке тайн формирования и миграции планет.

«Орбитальная архитектура этой планетной системы, напоминающая часовой механизм, очень напоминает галилеевские спутники Юпитера», — говорит Константин Батыгин, доцент кафедры планетарных наук и стипендиат Ван Найса Пейджа, не участвовавший в исследовании. «Орбитальные соизмеримости между планетами принципиально хрупки, поэтому современная конфигурация планет K2-138 ясно указывает на довольно мягкую и ламинарную среду формирования этих далеких миров».

«Некоторые современные теории предполагают, что планеты формируются в результате хаотического рассеяния камней, газа и другого материала на ранних стадиях жизни планетарной системы. Однако эти теории вряд ли приведут к созданию такой плотной и упорядоченной системы, как К2- 138», — говорит Кристиансен. «Что интересно, так это то, что мы нашли эту необычную систему с помощью широкой публики».

Статья озаглавлена ​​»Система К2-138: близкая к резонансу цепь из пяти субнептуновых планет, открытая гражданскими учеными». Помимо Кристиансена, Кроссфилда и Барентсена; среди других соавторов Крис Линтотт, Кэмпбелл Аллен, Адам Макмастер, Грант Миллер, Мартин Вельдтуис из Оксфордского университета; Томас Барклай из НАСА имени Годдарда и Мэрилендского университета; Брук Симмонс из Калифорнийского университета в Сан-Диего; Постдокторант Калифорнийского технологического института Эрик Петигура; Джошуа Шлидер из NASA Goddard; Кортни Дрессинг из Калифорнийского университета в Беркли; Эндрю Вандербург из Гарварда; Сара Аллен и Зак Вольфенбаргер из Планетария Адлера; Брайан Кокс из Манчестерского университета; Джулия Земиро из Австралийской радиовещательной корпорации; профессор астрономии Калифорнийского технологического института Эндрю Ховард; Джон Ливингстон из Токийского университета; Эван Синукофф из Австралийской радиовещательной корпорации и Гавайского университета в Маноа; Тимоти Катрон из Университета штата Аризона; Эндрю Грей, Джошуа Куш, Иван Терентьев и Мартин Вейлз из Zooniverse в составе Оксфордского университета; и Мартти Кристиансен из Датского технического университета. Финансирование было предоставлено Управлением научной миссии НАСА, Google, Фондом Альфреда П. Слоана, НАСА, Национальным научным фондом, Министерством энергетики США, японским Monbukagakusho, Обществом Макса Планка и Советом по финансированию высшего образования Англии.

Ученые идентифицируют экзопланеты, на которых жизнь может развиваться так же, как на Земле

Концепция этого художника изображает планетную систему. Авторы и права: НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калифорнийский технологический институт.

Ученые определили группу планет за пределами нашей Солнечной системы, где существуют такие же химические условия, которые могли привести к возникновению жизни на Земле.

Исследователи из Кембриджского университета и Лаборатории молекулярной биологии Совета медицинских исследований (MRC LMB) обнаружили, что шансы на развитие жизни на поверхности каменистой планеты, такой как Земля, связаны с типом и силой света. испускаемый его принимающей звездой.

Их исследование, опубликованное в журнале Science Advances , предполагает, что звезды, испускающие достаточное количество ультрафиолетового (УФ) света, могут дать толчок жизни на своих орбитальных планетах так же, как она, вероятно, развивалась на Земле, где УФ-свет дает энергию. ряд химических реакций, которые производят строительные блоки жизни.

Исследователи идентифицировали ряд планет, на которых УФ-света от их родительской звезды достаточно, чтобы позволить этим химическим реакциям происходить, и которые находятся в обитаемом диапазоне, где на поверхности планеты может существовать жидкая вода.

«Эта работа позволяет нам сузить круг лучших мест для поиска жизни», — сказал доктор Пол Риммер, научный сотрудник Кембриджской Кавендишской лаборатории и MRC LMB, а также первый автор статьи. «Это немного приближает нас к решению вопроса о том, одиноки ли мы во Вселенной».

Новая статья является результатом постоянного сотрудничества между Кавендишской лабораторией и MRC LMB, объединяющим органическую химию и исследования экзопланет. Он основан на работе профессора Джона Сазерленда, соавтора текущей статьи, который изучает химическое происхождение жизни на Земле.

В статье, опубликованной в 2015 году, группа профессора Сазерленда из MRC LMB предположила, что цианид, хотя и является смертельным ядом, на самом деле является ключевым ингредиентом первобытного бульона, из которого возникла вся жизнь на Земле.

В этой гипотезе углерод метеоритов, врезавшихся в молодую Землю, взаимодействовал с азотом в атмосфере с образованием цианистого водорода. Цианистый водород пролился дождем на поверхность, где он различными способами взаимодействовал с другими элементами под воздействием ультрафиолетового излучения солнца. Химические вещества, полученные в результате этих взаимодействий, образовали строительные блоки РНК, близкой родственницы ДНК, которая, по мнению большинства биологов, была первой молекулой жизни, несущей информацию.

В лаборатории группа Сазерленда воспроизвела эти химические реакции в ультрафиолетовых лампах и создала предшественники липидов, аминокислот и нуклеотидов, которые являются важными компонентами живых клеток.

«Я столкнулся с этими более ранними экспериментами, и как астроном, мой первый вопрос всегда заключается в том, какой свет вы используете, о чем они как химики на самом деле не думали», — сказал Риммер. «Я начал с измерения количества фотонов, испускаемых их лампами, а затем понял, что сравнение этого света со светом разных звезд было прямым следующим шагом».

Две группы провели серию лабораторных экспериментов, чтобы измерить, насколько быстро строительные блоки жизни могут формироваться из ионов цианистого водорода и сероводорода в воде под воздействием ультрафиолетового света. Затем они провели тот же эксперимент в отсутствие света.

«Есть химия, которая происходит в темноте: она медленнее, чем химия, которая происходит на свету, но она есть», — сказал старший автор профессор Дидье Кело, также из Кавендишской лаборатории. «Мы хотели посмотреть, сколько света потребуется, чтобы светлая химия победила темную химию».

Тот же эксперимент, проведенный в темноте с цианистым водородом и сульфитом водорода, привел к инертному соединению, которое нельзя было использовать для формирования строительных блоков жизни, в то время как эксперимент, проведенный при свете, дал необходимые строительные блоки.

Затем исследователи сравнили световую химию с темной химией и ультрафиолетовым светом разных звезд. Они нанесли на график количество ультрафиолетового света, доступного планетам на орбите вокруг этих звезд, чтобы определить, где может быть активирована химия.

Они обнаружили, что звезды примерно той же температуры, что и наше Солнце, излучают достаточно света, чтобы на поверхности их планет сформировались строительные блоки жизни. Холодные звезды, с другой стороны, не производят достаточно света для формирования этих строительных блоков, за исключением случаев, когда у них часто происходят мощные солнечные вспышки, шаг за шагом подталкивающие химию вперед. Планеты, которые получают достаточно света, чтобы активировать химию, и могут иметь жидкую воду на своей поверхности, находятся в том, что исследователи назвали зоной абиогенеза.

Среди известных экзопланет, находящихся в зоне абиогенеза, есть несколько планет, обнаруженных телескопом Кеплер, в том числе Кеплер 452b, планета, которую прозвали «двоюродной сестрой» Земли, хотя она находится слишком далеко, чтобы ее можно было исследовать с помощью современных технологий. Телескопы следующего поколения, такие как TESS НАСА и телескопы Джеймса Уэбба, мы надеемся, смогут идентифицировать и потенциально охарактеризовать гораздо больше планет, которые находятся в зоне абиогенеза.

Конечно, также возможно, что если на других планетах есть жизнь, то она развивается или будет развиваться совершенно иначе, чем на Земле.

«Я не знаю, насколько случайна жизнь, но, учитывая, что пока у нас есть только один пример, имеет смысл искать места, которые больше всего похожи на нас», — сказал Риммер. «Есть важное различие между тем, что необходимо, и тем, что достаточно. Строительные блоки необходимы, но их может быть недостаточно: возможно, вы можете смешивать их миллиарды лет, и ничего не произойдет. места, где есть необходимые вещи».

По последним оценкам, в наблюдаемой Вселенной насчитывается до 700 миллионов триллионов планет земной группы. «Получить некоторое представление о том, какая фракция была или может быть готова к жизни, меня восхищает», — сказал Сазерленд. «Конечно, готовность к жизни — это еще не все, и мы до сих пор не знаем, насколько вероятно зарождение жизни, даже при благоприятных обстоятельствах — если это действительно маловероятно, то мы можем быть одни, а если нет, у нас может быть компания. »

Узнать больше

Исследователи показывают роль цианида в происхождении жизни

Дополнительная информация:
П.Б. Риммер и др., «Происхождение предшественников РНК на экзопланетах», Science Advances (2018). DOI: 10.1126/sciadv.aar3302, advances.sciencemag.org/content/4/8/eaar3302

Информация журнала:
Научные достижения

Предоставлено
Кембриджский университет

Цитата :
Ученые определяют экзопланеты, на которых жизнь могла бы развиваться так же, как на Земле (2018, 1 августа)
получено 3 октября 2022 г.
с https://phys.org/news/2018-08-scientists-exoplanets-life-earth.html

Этот документ защищен авторским правом. Помимо любой добросовестной сделки с целью частного изучения или исследования, никакие
часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в ознакомительных целях.

Ученые раскрывают раннюю историю Солнечной системы

Впечатление художника о ранней Солнечной системе. Предоставлено: Tobias Stierli / Flaeck / PlanetS

Ранние стадии хаоса в Солнечной системе

Международная группа исследователей под руководством ETH Zurich и Национального центра компетенций в области исследований PlanetS более точно воссоздала раннюю историю нескольких астероидов, чем когда-либо прежде. . Их результаты показывают, что ранняя Солнечная система была более хаотичной, чем предполагалось ранее.

До образования Земли и других планет молодое солнце было окружено космическим газом и пылью. Постепенно из пыли на протяжении тысячелетий формировались каменные осколки разного размера. Многие из них стали строительными блоками для последующих планет. Другие не стали планетами и продолжают вращаться вокруг Солнца сегодня, например, астероиды в поясе астероидов.

Образцы железа из ядер астероидов, упавших на Землю в виде метеоритов, были проанализированы исследователями из ETH Zurich и Национального центра научных исследований (NCCR) PlanetS совместно с международной командой. При этом они раскрыли часть своего раннего прошлого во время формирования планет. Их результаты были недавно опубликованы в журнале Природа Астрономия.

Свидетели ранней Солнечной системы

«Предыдущие научные исследования показали, что астероиды в Солнечной системе оставались относительно неизменными с момента их образования, миллиарды лет назад», — ведущий автор исследования и исследователь из ETH Zurich и NCCR PlanetS, объясняет Элисон Хант. «Поэтому они представляют собой архив, в котором сохраняются условия ранней Солнечной системы», — говорит Хант.

Один из образцов железного метеорита, проанализированных командой. Кредит: Аурелия Мейстер

Но чтобы разблокировать этот архив, исследователям пришлось тщательно подготовить и изучить внеземной материал. Команда взяла образцы из 18 различных железных метеоритов, которые когда-то были частью металлических ядер астероидов. Для проведения анализа им пришлось растворить образцы, чтобы выделить элементы палладий, серебро и платину для их детального анализа. С помощью масс-спектрометра они измерили содержание различных изотопов этих элементов. Изотопы — это отдельные атомы определенных элементов, в данном случае палладия, серебра и платины, которые имеют одинаковое количество протонов в своих ядрах, но различаются по количеству нейтронов.

В первые несколько миллионов лет существования нашей Солнечной системы ядра металлических астероидов нагревались в результате радиоактивного распада изотопов. Когда они начали остывать, начал накапливаться специфический изотоп серебра, образующийся в результате радиоактивного распада. Измерив современное соотношение изотопов серебра в железных метеоритах, исследователи смогли определить, когда и как быстро остыли ядра астероидов.

Результаты показали, что охлаждение было быстрым и, вероятно, произошло из-за сильных столкновений с другими телами, которые разорвали изолирующую скалистую мантию астероидов и обнажили их металлические ядра холоду космоса. Хотя предыдущие исследования, основанные на измерениях изотопов серебра, указывали на быстрое охлаждение, время оставалось неясным.

«Наши дополнительные измерения содержания изотопов платины позволили нам исправить измерения изотопов серебра на искажения, вызванные космическим облучением образцов в космосе. Таким образом, мы смогли определить время столкновений более точно, чем когда-либо прежде», — сообщает Хант. «И, к нашему удивлению, все ядра астероидов, которые мы исследовали, были обнажены почти одновременно, в пределах от 7,8 до 11,7 миллионов лет после образования Солнечной системы», — говорит исследователь.

Почти одновременные столкновения различных астероидов показали команде, что этот период, должно быть, был очень неспокойной фазой Солнечной системы. «Кажется, в то время все рушилось», — говорит Хант. «И мы хотели знать, почему», — добавляет она.

Из лаборатории в солнечную туманность

Команда изучила различные причины, объединив свои результаты с результатами последних, наиболее сложных компьютерных симуляций развития Солнечной системы. Вместе эти источники могут сузить круг возможных объяснений.

«Теория, которая лучше всего объяснила эту энергетическую раннюю фазу Солнечной системы, указывала, что она была вызвана главным образом рассеянием так называемой солнечной туманности», — соавтор исследования, член NCCR PlanetS и профессор космохимии в ETH. Цюрих, объясняет Мария Шенбехлер. «Эта солнечная туманность — остаток газа, оставшийся от космического облака, из которого родилось Солнце. В течение нескольких миллионов лет он все еще вращался вокруг молодого Солнца, пока его не сдуло солнечным ветром и излучением», — говорит Шенбахлер 9. 0003

Пока туманность еще существовала, она замедляла объекты, вращающиеся в ней вокруг Солнца, подобно тому, как сопротивление воздуха замедляет движущийся автомобиль. Исследователи предполагают, что после того, как туманность исчезла, отсутствие газового сопротивления позволило астероидам ускориться и столкнуться друг с другом — как бамперные автомобили, которые были переведены в турбо-режим.

«Наша работа показывает, как улучшения в методах лабораторных измерений позволяют нам делать выводы о ключевых процессах, которые происходили в ранней Солнечной системе — например, о вероятном времени, когда исчезла солнечная туманность. В то время планеты, подобные Земле, все еще находились в процессе рождения. В конечном счете, это может помочь нам лучше понять, как родились наши собственные планеты, а также дать нам представление о других планетах за пределами нашей Солнечной системы», — заключает Шенбахлер.

Ссылка: «Рассеивание солнечной туманности, сдерживаемое столкновениями и охлаждением ядра у планетезималей», Элисон С. Хант, Карен Дж. Тейс, Марк Рекампер, Гретхен К. Бенедикс, Расмус Андреасен и Мария Шенбахлер, 23 мая 2022 г., Природа Астрономия.
DOI: 10.1038/s41550-022-01675-2

Тег: солнечная система | Исследование

Опубликовано Хизер Тейт 28 апреля 2022 г.

Расширенная миссия, переименованная в OSIRIS-APEX, будет изучать Апофис, который столкнется с Землей в 2029 году.

Художественная визуализация запуска двигателей космического корабля OSIRIS-APEX вблизи поверхности астероида Апофис. Авторы и права: Хизер Роупер, графический дизайнер НАСА. Хизер Тейт, 9 декабря 2021 г.

Зонд для изучения геологии поверхности, состава; искать кольца и спутники

16 октября 2021 года НАСА запустило зонд «Люси», начав свое 12-летнее путешествие к троянским астероидам вблизи планеты Юпитер во внешней Солнечной системе.

Ожидается, что он начнет достигать своих целей в 2027 году. Зонд пролетит мимо большего количества астероидов, чем любой другой космический корабль в истории, включая один в «главном поясе». наук, Департамент астрономии и планетологии

Опубликовано Хизер Тейт 25 марта 2021 г.

Andy López-Oquendo

Шесть студентов Университета Северной Аризоны получили награды в рамках программы Graduate Research Fellowship Program (GRFP), программы Национального научного фонда, которая финансирует выпускные работы по дисциплинам STEM в учреждениях по всей стране.

Четыре нынешних аспиранта получили пятилетнюю награду, как и два студента, которые закончат обучение в этом семестре и получат докторскую степень. программы осенью.… Подробнее

Рубрики: Колледж инженерии, информатики и прикладных наук, Колледж окружающей среды, лесного хозяйства и естественных наук, Департамент прикладной физики и материаловедения, Департамент астрономии и планетологии, Школа Земли и устойчивого развития

Опубликовано Хизер Тейт 1 марта 2021 г.

Астроном из Университета Северной Аризоны, изучающий атмосферы миров Солнечной системы, экзопланет и коричневых карликов, получил признание за академическое лидерство, а также качество и новаторство своих исследований. Исследовательская корпорация по развитию науки (RCSA) недавно назвала Тайлера Робинсона , доцента кафедры астрономии и планетологии НАУ,… Читать дальше

Рубрики: Колледж окружающей среды, лесного хозяйства и естественных наук, кафедра астрономии и планетарная наука

Опубликовано Хизер Тейт 10 февраля 2021 г.

Группа астрономов, включая доцента Чада Трухильо факультета астрономии и планетологии Университета Северной Аризоны, подтвердила наличие планетоида, который находится почти в четыре раза дальше от Солнца, чем Плутон, что делает его самым далеким объектом, когда-либо наблюдаемым в нашей Солнечной системе. Планетоид, получивший прозвище «Далеко», был впервые обнаружен в 2018 году, и к настоящему времени команда собрала достаточно наблюдений, чтобы определить его орбиту. Центр малых планет предоставил… Читать дальше

Рубрика: Колледж окружающей среды, лесного хозяйства и естественных наук, Департамент астрономии и планетологии

Опубликовано Хизер Тейт 19 ноября 2020 г.

Ученые говорят, что самый большой спутник Сатурна, Титан, является единственным телом в нашем система кроме Земли с жидкостью на ее поверхности. Однако там, в чрезвычайно холодной и плотной атмосфере, с температурой минус 300 градусов по Фаренгейту, химические элементы ведут себя совсем по-другому. Например, вода или h3O образует коренную породу Титана, а метан… Читать далее

Рубрики: Колледж инженерии, информатики и прикладных наук, Департамент прикладной физики и материаловедения Наука и обществоЦентр исследований справедливости в отношении здоровьяЦентр интерфейсов материалов в исследованиях и приложениях — ¡MIRA!Центр преподавания и обучения наукеГражданская и экологическая инженерияCline LibraryКолледж искусств и литературыПедагогический колледжКолледж инженерии, информатики и прикладных наукКолледж здравоохранения и социальных службКолледж социальных и Поведенческие наукиКолледж окружающей среды, лесного хозяйства и естественных наукCOVID-19Отделение антропологииОтдел прикладных исследований коренных народовОтдел прикладной физики и материаловеденияОтдел астрономии и планетологииОтдел биологических наукОтдел химии и биохимииОтдел коммуникативных наук и расстройствОтдел сравнительных культурологических исследованийОтдел криминологии и уголовного правосудияОтдел стоматологической гигиеныОтдел лидерства в образованииОтдел педагогической психологииОтдел образования СпециальностиКафедра английского языкаОтдел географии, планирования и отдыхаОтдел медицинских наукОтдел математики и статистикиОтдел машиностроенияОтдел трудотерапииОтдел физиотерапииОтдел политики и международных отношенийОтдел психологических наукОтдел социальной работыОтдел STEMОтдел преподавания и обученияИнститут экологической реставрацииEnGGenFlagstaff Festival of ScienceHonors CollegeInformat ion Technology ServicesInstitute for Tribal Environmental Professionals (ITEP)Инициатива по сохранению ландшафтаЦентр экологических исследований Мерриама-ПауэллаMonsoonNAU InnovationsOffice of Native American InitiativesPartnership for Native American Cancer Prevention (NACP)RISESШкола искусствШкола Земли и устойчивого развитияШкола лесного хозяйстваШкола информатики, вычислений и киберсистемШкола Сестринское делоSouthwest Health Equity Research CollaborativeSTEMTGenThe Pathogen and Microbiome InstituteThe WA Franke College of BusinessUncategorizedUniversity MarketingWoods Hole Research Center

Архив

Архив отбор месяца, сентябрь 2022 г. , август 2022 г., июль 2022 г., июнь 2022 г., май 2022 г., апрель 2022 г. Март 2022 г. Январь 2022 г. Декабрь 2021 г., ноябрь 2021 г., октябрь 2021 г., сентябрь 2021 г. Август 2021 июль 2021 г. июнь 2021 г. Ноябрь 2020 Октябрь 2020 Сентябрь 2020 Август 2020 Июль 2020 Июнь 2020 Май 2020 Апрель 2020 Март 2020 Февраль 2020 Январь 2020 Декабрь 2019 Ноябрь 2019 Октябрь 2019 Сентябрь 2019 Август 2019Июль 2019 г., июнь 2019 г., май 2019 г. Апрель 2019 г. Март 2019 г. Февраль 2019 г. Январь 2019 г. Декабрь 2018 г. Ноябрь 2018 г. Октябрь 2018 г. Сентябрь 2018 г. Август 2018 г., июль 2018 г., июнь 2018 г., май 2018 г., апрель 2018 г. Март 2018 г. Февраль 2018 январь 2018 г., декабрь 2017 г. Ноябрь 2017 г., октябрь 2017 г. Сентябрь 2017 г. Август 2017 г., июль 2017 г. Май 2017 г. Апрель 2017 г. Март 2017 г. Февраль 2017 г. Декабрь 2016 г. Ноябрь 2016 г. Октябрь 2016 г. Сентябрь 2016 г. Август 2016 г.

Исследование Солнечной системы – The New York Times

Если НАСА Космический телескоп Джеймса Уэбба успешно запущен на этой неделе, он присоединится к десяткам активных и неактивных космических аппаратов, работающих за пределами орбиты Земли.

Космический корабль на орбите Солнца

Люси запустили в 2021 году к троянским астероидам Юпитера.

Solar Orbiter изучает Солнце и его полюса.

Зонд Parker Solar Probe скользит по краю нашей звезды.

STEREO A и STEREO B отслеживают солнечные бури.

Tesla Roadster лениво вращается вокруг Солнца.

Спитцер наблюдал за новорожденными планетами и вышел на пенсию в 2020 году.

Кеплер подсчитывал планеты, пока не закрылся в 2018 году.

Улисс первым изучил полюса Солнца.

Меркурий

BepiColombo зацикливается и появится в 2025 году.

Messenger нанес на карту планету и потерпел крушение в 2015 году.

«Маринер-10» первым достиг Меркурия в 1974 году.

Венера

Акацуки изучает медленно вращающуюся Венеру и запускается с солнечным парусом IKAROS.

Venus Express исследовал атмосферу Венеры.

Магеллан нанес на карту планету и погрузился в ее облака.

Вега-1 и Вега-2 сбросили посадочные модули, прежде чем перейти к комете Галлея.

Pioneer Venus 1 сбросил зонды в 1978 году.

«Маринер-10» пролетел в 1974 году.

«Венера-7» первой мягко приземлилась. В 70-х и начале 80-х годов последовали новые космические аппараты «Венера».

L1 Точка Лагранжа

Точка равновесия между Солнцем и Землей.

«Чанъэ-5» вернул на Землю капсулу с лунными камнями, прежде чем облететь точку L1.

DSCOVR оглядывается на залитую солнцем Землю.

ACE изучает частицы от Солнца и за его пределами.

SOHO следит за космической погодой и находит новые кометы.

WIND изучает солнечный ветер.

LISA Pathfinder держала два груза в свободном падении, чтобы испытать гравитационные волны.

Генезис улавливал частицы солнечного ветра и возвращал их обратно на Землю.

ISEE-3 первым вышел на орбиту точки L1 в 1978 году. Космический корабль был возрожден техно-археологами в 2014 году.

Земля

Международная космическая станция управляет более чем 4500 меньшими спутниками на околоземной орбите.

Crew Dragon был первым коммерческим кораблем, доставившим людей на МКС.

Китай строит космическую станцию ​​Тяньгун.

Хабблу недавно исполнилось 30 лет.

Чандра наблюдает, как звезды взрываются вспышками рентгеновского излучения.

TESS ищет планеты и орбиты, находящиеся в резонансе с Луной.

Луна

Чанъэ-5 собрал лунные камни и почву и вернул их на Землю.

Чандраян-2 изучает лунную поверхность. Его посадочный модуль Vikram разбился в 2019 году.

«Чанъэ-4» первым мягко приземлился на обратной стороне Луны и выпустил марсоход «Юйту-2». Он связывается с Землей через спутник-ретранслятор Queqiao.

Chang’e 5-T1 пролетел мимо Луны и отправил тестовую капсулу обратно на Землю.

«Чанъэ-3» приземлился с марсоходом «Юйту».

Лунный разведывательный орбитальный аппарат нанес на карту поверхность Луны и обнаружил посадочные модули Аполлона.

Космический корабль-близнец ARTEMIS изучает магнитосферу Земли.

Beresheet разбился при посадке в 2019 году.

LADEE изучала лунную пыль и разбилась на дальней стороне.

Приливы и отливы нанесли на карту лунную гравитацию.

Чанъэ-1 нанес на карту Луну. «Чанъэ-2» совершил оборот, а затем ушел в точку Лагранжа L2.

LCROSS нырнул в шлейф разбившейся ракеты Centaur.

Чандраян-1 нашел воду.

SMART-1 испытал ионный двигатель.

Lunar Prospector искал полярный лед.

Клементина тестировала оборудование и камеры.

Hiten подсчитал пыль и разбился в 1993 году. Селена последовала за ним, чтобы изучить эволюцию Луны.

Луна 24 была последней из многих успешных миссий Луны. Он вернул образец на Землю в 1976 году.

Explorer 49 был последней американской миссией на Луну за два десятилетия, до Клементины в 1994 году.

L2 Точка Лагранжа

Точка равновесия за Землей.

Спектр-РГ снимает рентгеновское небо.

Gaia наносит на карту миллиард звезд.

Гершель вглядывался в звезды в инфракрасном диапазоне.

Planck и WMAP исследовали космический микроволновый фон.

Марс

Вертолет Perseverance и его Ingenuity изучают кратер Jezero.

Tianwen-1 доставил на Марс первый китайский посадочный модуль и вездеход.

«Надежда» — первая межпланетная миссия арабской страны.

InSight приземлился в 2018 году и прислушивается к марсотрясениям.

ExoMars Trace Gas Orbiter обнаружил метан и выпустил обреченный посадочный модуль Schiaparelli.

MAVEN изучает историю Марса.

Mars Orbiter Mission, также называемый MOM или Mangalyaan, — это первая миссия Индии на другую планету.

Curiosity путешествует по кратеру Гейла, древнему марсианскому озеру.

Mars Reconnaissance Orbiter изучает и фотографирует поверхность Марса.

Mars Express выпустил бесшумный посадочный модуль Beagle 2, который был обнаружен только в 2015 году.

Mars Odyssey составляет карту воды и льда на Марсе.

Феникс приземлился в марсианской Арктике.

Марсоход Opportunity умер в 2019 году.

Марсоход Spirit застрял в песке после шести лет блуждания по Марсу.

Mars Pathfinder приземлился и выпустил Sojourner, первого марсохода на другой планете.

Mars Global Surveyor составил карту планеты.

«Викинг-1» и «Викинг-2» сбросили посадочные модули в 1976 году.

Mariner 9 был первым кораблем, вышедшим на орбиту другой планеты.

«Маринер-4» первым пролетел мимо Марса.

Астероиды

DART запущен в ноябре, чтобы отклонить астероид Диморфос.

Hayabusa2 проделал дыру в астероиде Рюгу, доставил образец на Землю и теперь направляется к астероиду KY26.

OSIRIS-REx коснулся астероида Бенну и возвращается на Землю с образцом.

Chang’e-2 облетел Луну и L2, прежде чем пройти мимо астероида 4179 Toutatis.

Рассвет посетил астероид Веста, а затем нанес на карту карликовую планету Церера.

Хаябуса отправил пыль с астероида Итокава обратно на Землю в 2010 году. Его крошечный посадочный модуль «Минерва» не смог достичь поверхности.

NEAR Шумейкер пролетел мимо астероида, прежде чем выйти на орбиту и приземлиться на Эросе.

Кометы

Розетта миновала астероиды, последовала за кометой 67P/C-G, отскочила и потеряла посадочный модуль Philae на голове.

В 2005 году Deep Impact врезался в комету Tempel 1 с помощью импактора. Космический корабль, переименованный в EPOXI, направился к комете Hartley 2.

Stardust пролетел мимо астероида, вернул образец кометы Wild 2 и еще раз взглянул на Tempel 1.

Deep Space 1 пролетел мимо астероида Брайля в 1999 году и кометы Боррелли в 2001 году.

Джотто, Суисей, Сакигаке, Вега 1 и Вега 2 сошлись на комете Галлея в 1986.

ISEE-3 был переименован в International Cometary Explorer и первым посетил комету в 1985 году. Он снова пронесся мимо Земли в 2014 году.

Юпитер

Юнона вращается в солнечном свете, чтобы изучить облака Юпитера.

Галилео первым вышел на орбиту Юпитера и потерпел крушение в 2003 году.

«Улисс», «Кассини» и «Новые горизонты» миновали Юпитер на пути к другим пунктам назначения.

«Пионер-10» первым достиг Юпитера в 1973 году, за ним последовал «Пионер-11» в 1974 и «Вояджер-1» и «Вояджер-2» в 1979 году.

Сатурн

«Кассини» сделал потрясающие снимки Сатурна и его спутников, сбросил посадочный модуль «Гюйгенс» на Титан и, наконец, нырнул внутрь колец и исчез.

«Пионер-11» первым прошел мимо Сатурна в 1979 году, за ним последовали «Вояджер-1» в 1980 году и «Вояджер-2» в 1981 году.

Уран

«Вояджер-2» пролетел в 1986 году.

Нептун

«Вояджер-2» прошел мимо Нептуна и его спутника Тритона в 1989 году.

Плутон

Во время пролета в 2015 году New Horizons мельком увидел замороженное сердце карликовой планеты.

Пояс Койпера

New Horizons прошла Ultima Thule — теперь называемую Arrokoth — в 2019 году и в конечном итоге покинет Солнечную систему.

Межзвездное пространство

«Вояджер-1» покинул нашу Солнечную систему в 2012 году.

«Вояджер-2» последовал в 2018 году.

«Пионер-10» и «Пионер-11» почти у цели, но больше не связаны с Землей.

Примечание. На этом графике показаны космические аппараты, работающие в настоящее время за пределами околоземной орбиты, а также множество потерпевших крушение или бездействующих космических аппаратов последних десятилетий. Он не включает миссии «Аполлон», большинство космических кораблей, запущенных до «Пионера-10» в 1972 году, многие советские миссии на Луну и Венеру и некоторые недавние микроспутники. Иллюстрации не в масштабе.

Исследование Солнечной системы с помощью сравнительной планетологии

• Список журналов
• Нац Коммуна
• PMC7453010

Нац. коммун. 2020; 11: 4288.

Опубликовано в Интернете 27 августа 2020 г. doi: 10.1038/s41467-020-18126-z

Информация об авторе Примечания к статье о разнообразии информации об авторском праве и лицензии Отказ от ответственности

3 первостепенное значение для понимания нашей планеты Земля. Комплексный сравнительный планетологический подход необходим для объединения космических миссий, автономного исследования поверхности, лабораторий по возврату проб и обработки данных после миссии.

Тематика: Астрономия и астрофизика, Космическая физика

Потому что мы можем. За последние 60 лет мы стали свидетелями самого замечательного приключения: исследования нашей Солнечной системы на месте. Space missions like the Voyagers ¹ , Magellan ² , Giotto ³ , Cassini–Huygens ⁴ , or, more recently, Rosetta ⁵ , New Horizon ⁶ , Hayabusa (2) ⁷ , Parker Solar Rege ⁸ , OSIRIS-REX , а теперь и солярный орбит . планеты и многие из их спутников, а также кометы, астероиды и даже объекты пояса Койпера. Нет никаких причин останавливать эту историю успеха, к которой космический телескоп «Хаббл» внес огромный вклад.

Однако научились ли мы для нашего человеческого общества? Да, и ключевой термин здесь — сравнительная планетология или, точнее, сравнительная наука о Земле. Часто для достижения всестороннего понимания необходимо сравнение большего количества разных объектов. Это относится и к процессам внутри и на Земле. Жизнь на Земле достигла нелинейной стадии. Мы больше не просто используем земные ресурсы. Мы кардинальным образом меняем ресурсоемкую среду, достигая переломных моментов и пересекая планетарные границы ¹¹ . Важным источником информации об этой отрицательной обратной связи являются глобальные наблюдения с использованием спутников и космической науки. Наблюдение за Землей с помощью таких миссий, как ENVISAT, предоставляет необходимую условную информацию и процесс понимания глобальных изменений, как естественных, так и антропогенных.

Но сравнительная наука о Земле обязательна для более глубокого понимания. Разнообразие геологических процессов в Солнечной системе завораживает. В настоящее время на Земле действует экосистема, поддерживающая биологическую активность. Со времен освоения космоса мы знаем, что Земля — единственное планетарное тело в нашей Солнечной системе с человеческими формами жизни. Медленно вращающаяся планета Меркурий слишком горячая на своей дневной стороне, чтобы поддерживать жизнь. Венера имеет очень плотную атмосферу с климатическими условиями, враждебными биогенной деятельности. Спутник Сатурна Титан покрыт плотной азотной атмосферой с температурой около −180 °C, метановыми облаками и дождями, а также очень враждебной средой. Достигли ли другие планетарные тела своих естественных планетарных границ? Изучение странных миров в нашей Солнечной системе позволяет правильно оценить земные геологические процессы. Различные планетарные объекты, изученные в прошлом, изучаемые в настоящее время и объекты будущих космических экспедиций, опутаны не только гравитационным полем Солнца, но и потребностью в сравнительной планетологии (рис.  ). Термин «обитаемая зона» был придуман для описания областей вокруг звезд, где возможна жизнь на основе углерода, на основе наших новых космических знаний. Освоение космоса является важным средством человеческого и научного самоутверждения.

Открыть в отдельном окне

Многочисленные прошлые, настоящие и будущие космические миссии составляют основу и важнейшую область сравнительной планетологии.

Вносят свой вклад не только крупные организации, такие как НАСА и ЕКА, чья деятельность представлена ​​здесь. Недавние запуски трех миссий на Марс свидетельствуют о глобальном интересе к планетологии (Фото: ESA).

Есть несколько шагов в наше космическое будущее. Во-первых, отсутствуют сведения о двух основных объектах, Уране и Нептуне. Только «Вояджер-2» совершал облеты. Обнаружены экстремальные миры. Оба обладают внутренним магнитным полем, вероятно, динамо-происхождения. Топология их полей намного сложнее, чем у Земли. Особенности поверхности указывают на множество геологических процессов, о которых у нас нет достаточного понимания. Необходимо отправить орбитальные аппараты вокруг Урана и Нептуна, чтобы лучше узнать о наших ледяных гигантах.

Нет альтернативы натурным измерениям на поверхности планетарных объектов. Мы достигли этого для Луны, Марса, кометы 67 P/Чурюмова-Герасименко и астероидов типа (433) Эрос, (162173) Рюгу и вскоре (101955) Бенну. Нам определенно нужно двигаться в этом направлении. Поверхностная истина неизбежна в углублении нашего понимания. Недавние наблюдения InSight лишь умеренной сейсмической активности на Марсе ¹² ставят вопросы о различиях в строении и динамике планет земной группы. Без поверхностных измерений у нас не было бы возможности заняться этим вопросом в интересах понимания многообразия планетарных процессов.

Роботизированное исследование поверхности, моя вторая ступенька, является единственным реалистичным инструментом в планетарной науке для наземных наблюдений поверхности более экзотических миров. И это довольно требовательное предприятие. Необходимо разрабатывать и тестировать новые технологии. Луна будет использоваться как очень интересный будущий испытательный полигон. Люди могут добраться до него за несколько дней, как показала первая высадка на Луну, 50-летие которой мы только что отпраздновали. Наш близкий космический компаньон обеспечивает достаточно суровые условия, что позволяет разрабатывать и тестировать человеческое вмешательство в автономные системы. Флоты самосознательных роботов-исследователей должны быть спроектированы для исследования поверхностей других планетарных тел. Время в пути света ограничивает эффективную связь с любым роботизированным устройством во внешней Солнечной системе. Лунная деревня — это будущий международный центр развития космоса и технологий для таких самосознательных роботов-исследователей.

Недавний успешный запуск пилотируемого космического корабля частной компании к Международной космической станции может пробудить мечты о неограниченном путешествии к бесконечным границам. Люди могут отправиться на Марс. Но есть ли шанс у человека достичь поверхности Энцелада, этой загадочной кронийской луны? В фантастике да, в реальности нет. Конечно, хотелось бы стать свидетелем извержения холодного гейзера на поверхности этой луны! И мы не должны отказываться от этой мечты! Если вы прикасаетесь к камню, ощущение передается через тактильные сенсоры и нашу нервную систему в наш мозг. Аналогичным образом мы должны использовать автономные системы для обнаружения поверхностей планет и отправки обратно на нашу родную планету огромного количества информации, изображений, акустической информации, химических анализов и даже тактильной информации 9.0480 ¹³ . Объедините всю эту информацию в лаборатории виртуальной реальности для дальнейшей всесторонней обработки, исследования человеком и приключений, основанных на любопытстве (рис. ). Мой третий шаг: давайте интенсивно использовать инструменты виртуальной реальности, как и в других учебных средах, предоставляя опыт по запросу ¹⁴ .

Открыть в отдельном окне

Селфи марсохода НАСА Curiosity, сделанное 11 октября 2019 года.

Геологическая структура на заднем плане — северный край кратера Гейла. Необходимы более продвинутые марсоходы с самосознанием, чтобы в будущем получать геологическую информацию с враждебных поверхностей планетарных тел (Фото: НАСА).

Возможны анализы, слишком сложные для проведения в роботизированной лаборатории. Четвертая ступенька — миссии по возвращению образцов. Материальные зонды необходимо доставить с поверхности планет для углубленного анализа на Земле. Во-первых, это было успешно сделано Аполлоном-11 в 1969 году. В настоящее время надежда возлагается на Hayabusa (2) ⁷ и OSIRIS-Rex ⁹ и их возвращенные образцы. Миссии по возврату проб требуют создания соответствующих планетарных лабораторий анализа проб ¹⁵ . Это международное общественное мероприятие, которое необходимо поддерживать как неотъемлемую часть любой планетарной миссии по высадке на поверхность. Нам вместе нужно отправиться на поверхность и принести информацию и образцы.

Помимо технологических и научных требований, в предстоящие космические годы необходимо решить структурные проблемы, определяющие мою пятую ступеньку на пути к объединенному исследовательскому предприятию солнечной системы. Существует настоятельная необходимость в предоставлении дополнительных финансовых ресурсов для использования научных данных после миссии, по крайней мере, в европейском секторе. НАСА, например, предвидит такие возможности финансирования. Однако Европейское космическое агентство, согласно своему уставу, лишь поддерживает разработку аппаратного обеспечения, возможности запуска, эксплуатацию космических аппаратов и архивирование данных. Научная эксплуатация собранных данных полностью находится в ведении европейских национальных агентств по финансированию науки. Это очень часто приводит к нездоровым ситуациям. Например, Rosetta, планетарный флагман Европы, завершил работу осенью 2016 года. После этапа архивирования данных миссия подходила к концу в сентябре 2017 года. Однако многие наблюдения еще не были проанализированы. Научная миссия фактически не завершена. Но были инициированы очень ограниченные общеевропейские скоординированные усилия по обеспечению дальнейшего использования данных из-за отсутствия плана научной эксплуатации. Ни одна частная компания не посмеет инвестировать 1,5 миллиарда евро и так рано прервать возврат инвестиций. По крайней мере, 2 процента от общих инвестиций миссии должны быть зарезервированы для координации научных исследований и анализа после завершения миссии! Такие средства также следует использовать для поддержки проектов гражданской науки.

Моя шестая ступенька касается еще одного важного аспекта: космические технологии и наука отличаются от других научных областей. Космические проекты — это долгосрочные проекты. «Вояджеры» были запущены в 1977 году, они все еще работали в 2012 и 2018 годах, когда покинули Солнечную систему. Планирование и завершение миссии Rosetta заняло более 25 лет. Передача знаний становится проблемой здесь. Возврат инвестиций в такие научно-технические проекты на всю жизнь требует гарантий. Передача знаний требует тщательного рассмотрения. В то время как космические агентства обычно имеют прочную юридическую базу в своих странах, ситуация в университетах и ​​научно-исследовательских институтах отличается. В университетах, например, факультеты самостоятельно принимают решение о назначении наследников. Это не означает, что какая-либо долгосрочная миссия поддерживается в любом случае. Как следствие, каждый будущий космический проект должен сопровождаться всеобъемлющим планом завершения миссии, долгосрочными контрактами между различными партнерами. Потребность в новом понимании должна сочетаться с предвидением.

Эти шесть ступенек должны стать основой для интегрированного десятилетнего предприятия по исследованию космоса. Исследование космоса, это для понимания нашей планеты Земля. Достижение Солнечной системы не только потому, что мы можем.

Автор благодарит Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), Deutsche Forschungsgemeinschaft и Европейское космическое агентство за постоянную поддержку в течение последних десятилетий.

Автор заявляет об отсутствии конкурирующих интересов.

Примечание издателя Springer Nature остается нейтральной в отношении юрисдикционных претензий в опубликованных картах и ​​институциональной принадлежности.

1. Стоун Э. Путешественники. Нац. Астрон. 2017; 1:896. doi: 10.1038/s41550-017-0339-2. [CrossRef] [Google Scholar]

2. Saunders RS, Pettengill GH. Магеллан: краткое изложение миссии. Наука. 1991; 252: 247–249. doi: 10.1126/science.252.5003.247. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

3. Райнхард Р. Встреча Джотто с кометой Галлея. Природа. 1986;321:313–318. дои: 10.1038/321313a0. [CrossRef] [Google Scholar]

4. Исследование системы Сатурна Спилкером Л. Кассини-Гюйгенсом: 13 лет открытий. Наука. 2019;14:1046–1051. doi: 10. 1126/science.aat3760. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

5. Glassmeier KH, et al. Миссия ROSETTA: полет к истокам Солнечной системы. Космические науки. 2007; 128:1–21. doi: 10.1007/s11214-006-9140-8. [CrossRef] [Google Scholar]

6. Стерн А. Новые горизонты Миссия Плутона в поясе Койпера: обзор в историческом контексте. Космические науки. 2008; 140:3–21. doi: 10.1007/s11214-007-9295-й. [CrossRef] [Google Scholar]

7. Tsuda Y, et al. Системный дизайн миссии по возвращению образцов двух астероидов Хаябуса в 1999 году JU3. Акта Астрон. 2013;91:356–362. doi: 10.1016/j.actaastro.2013.06.028. [CrossRef] [Google Scholar]

8. Fox NJ, et al. Миссия Solar Probe Plus: первый визит человечества к нашей звезде. Космические науки. 2016; 204:7–48. doi: 10.1007/s11214-015-0211-6. [CrossRef] [Google Scholar]

9. Lauretta DS, et al. OSIRIS-REx: образец возвращен с астероида (1019 г.)55) Бенну. Космические науки. 2017; 212:925–984. doi: 10.1007/s11214-017-0405-1. [CrossRef] [Google Scholar]

10.