Сурдин изнася лекции по астрономия. Откриване на нови планети. Парниковият ефект и климатът на планетата

Лекцията е изнесена на 12 юни 2009 г. на Московския международен фестивал на отворената книга (с подкрепата на фондация "Династия").

Анна Пиотровская.Добър ден. Благодаря ви много, че дойдохте. Казвам се Аня Пиотровская, аз съм директор на фондация "Династия". Тъй като темата на тазгодишния фестивал е за бъдещето, си помислихме какво е бъдещето без наука. И тъй като науката е това, с което се занимава нашата фондация – публични лекции, стипендии, стипендии за студенти, аспиранти, за онези хора, които се занимават с фундаментални природни науки; организираме и публични лекции и издаваме книги. Изненадващо приятно е, че на щанда на магазин "Москва" всички нехудожествени книги, които се продават, са практически всички книги, издадени с наша подкрепа. Правим публични лекции, както казах, научни фестивали и т.н., и така нататък. Елате на нашите събития.

И днес започваме цикъл от три лекции, които - първата, тук, днес, втората ще бъде утре и още една в неделя, в последния ден на фестивала, и имам удоволствието да ви представя Владимир Георгиевич Сурдин, астроном, кандидат на физико-математическите науки, който ще ни разкаже за откритията на нови планети.

Владимир Георгиевич Сурдин.Благодаря, да. Преди всичко се извинявам за неадекватната среда. Все пак трябваше да показва снимки в среда, съответстваща на този процес. Слънцето ни пречи, екранът не е много ярък, добре... Съжалявам.

И тъй, тъй като темата на фестивала е бъдещето, ще ви разкажа не за бъдещето в смисъла на времето, а за бъдещето в смисъла на пространството. Какви пространства се отварят пред нас?

Ние живеем на планета, нямаме друг начин на съществуване. Досега планетите са били откривани много рядко и всички са били неподходящи за нашия живот. Ситуацията се промени драстично през последните години. Планетите започнаха да се отварят на десетки и стотици – както в Слънчевата система, така и извън нея. Има място за разгръщане на фантазии, поне за намиране на място за някакви експедиции, а може би и за разширяване на нашата цивилизация – и за спасяване на нашата цивилизация, ако нещо се случи. Като цяло трябва да следим мястото: това са бъдещи опорни точки за човечеството, поне някои от тях. Е, така мисля.

Първата част на историята, разбира се, ще бъде за вътрешната част на Слънчевата система, въпреки че нейните граници се разширяват и ще видите, че вече разбираме малко по-различна област под Слънчевата система и понятието „планета “ се разшири. Но нека видим какво имаме по този въпрос.

Първо, как го представихме - ами всъщност схемата на Слънчевата система не се е променила, нали? Осем големи ... (Значи, лазерната показалка на това нещо не работи, ще бъде класика ...) Осем големи планети и много малки. През 2006 г. номенклатурата се промени - помните, имаше 9 големи планети, сега са само 8 от тях. Защо? Разделени на два класа: класически големи планети като Земята и планети-гиганти остават под името "планети" (въпреки че винаги е необходимо да се уточнява - "класически планети", "повече от планета"), и група от "джудже". планети" - планети джуджета, планети - джуджета - чийто прототип беше бившата 9-та планета, Плутон, добре, и към нея бяха добавени няколко малки, ще ги покажа по-късно. Те са наистина специални и направиха правилното нещо, за да бъдат откроени. Но сега ни остават само 8 големи планети. Има подозрение, че ще има тела близо до Слънцето, има увереност, че има много тела далеч от Слънцето и те постоянно се намират в интервалите между големи планети, аз също ще говоря за това. Всичко това малко нещо се нарича "малки обекти на Слънчевата система".

(Глас от публиката. Владимир Георгиевич, микрофонът е по-добър, можете да го вземете: не се чува много добре отзад.) Неприятно е да се слуша, когато хората говорят през микрофон, но като цяло е трудно, разбира се, да се преодолее този фон. Добре тогава.

Ето големите планети. Те са различни, а ние с вас живеем върху тези, които принадлежат към групата на земните, подобни на Земята. Ето ги четирима. Всички те са различни, не са като Земята в никакъв смисъл, само като размери. Ще говорим за тях, добре, и за някои други тела.

Оказва се, че дори не всички тези планети все още са отворени. В какъв смисъл са отворени? Поне се пренебрегват. Вече видяхме почти всички планети от всички страни, последната, най-близо до Слънцето, остава - Меркурий. Още не сме я виждали от всички страни. Знаете ли, че може да има изненади. Да кажем, че обратната страна на луната изобщо не е същата като видимата. Възможно е някои изненади да бъдат на Меркурий. Те долетяха до него, космически кораби прелетяха три пъти покрай него, но не можаха да го снимат от всички страни. Все още има 25 или 30 процента от повърхността, която все още не е видяна. Това ще стане през следващите години, през 2011 г. там вече ще започне работа спътникът, но все още има мистериозна обратна страна на Меркурий. Вярно е, че той е толкова подобен на луната, че няма смисъл да очакваме някакви свръхестествени изненади.

И, разбира се, малките тела на Слънчевата система абсолютно все още не са изчерпани. По принцип те са групирани в пространството между Юпитер и Марс - орбитата на Юпитер и орбитата на Марс. Това е така нареченият Главен астероиден пояс. Доскоро имаше хиляди, а днес има стотици хиляди обекти.

Как се прави това? На първо място, разбира се, страхотни инструменти. Най-кралския телескоп "Хъбъл", който работи в орбита, той е най-зрящият досега, добре, че е настроен. Наскоро имаше експедиция, тя ще работи още 5 години, след това ще приключи, но ще дойдат нови космически инструменти, които да я заменят. Вярно е, че рядко се използва за изследване на Слънчевата система: времето му за работа е скъпо и като правило работи на много отдалечени обекти - на галактики, квазари и извън тях. Но, когато е необходимо, той се разгръща в Слънчевата система.

Но на повърхността на Земята наистина се появиха много астрономически инструменти, вече изцяло насочени към изучаване на Слънчевата система. Тук се намира най-голямата обсерватория в света на планината Мауна Кеа - това е изчезнал вулкан на остров Хавай, много висок, повече от четири километра. Там е трудно да се работи, но днес има най-големите астрономически инструменти.

Най-големият от тях - тези два, два братски телескопа с диаметрите на главните огледала - и това е водещият параметър... (Значи, този показалец не се вижда.) Водещият параметър на телескопа е диаметърът на неговото огледало , тъй като това е областта на събиране на светлина; следователно, дълбочината на погледа във Вселената се определя от този параметър. Тези два телескопа са като две очи, не в смисъл на стереоскопия, а в смисъл на яснота на изображението, като бинокулярен телескоп, работят много добре и с тяхна помощ вече са открити много интересни обекти, включително в Слънчевата система .

Вижте какво е модерен телескоп. Това е камерата на модерен телескоп. Този размер е само камера. Самият телескоп тежи до 1000 тона, огледалото тежи десетки тона, а камерите от този мащаб. Те се охлаждат; CCD са чувствителната плоча, която работи в нашите фотоапарати днес. Има приблизително същия тип CCD, но те са охладени до почти абсолютна нула и следователно чувствителността към светлина е много висока.

Ето един модерен CCD. Това е набор от приблизително същите... Точно както в добър потребителски фотоапарат имаме 10-12-мегапикселови плочи, но тук те са мозаечни и като цяло получаваме много по-голяма площ за събиране на светлина. И най-важното е, че в момента на наблюдение можете веднага да изхвърлите тези данни в компютър и да сравните, да речем, снимките, получени сега и час по-рано или дни по-рано, и така забелязваме нови обекти.

Компютърът веднага идентифицира онези светещи точки, които са се движили на фона на неподвижни звезди. Ако точка се движи бързо, в рамките на десетки минути или часове, значи не е далеч от Земята, значи е член на Слънчевата система. Веднага се сравнява с банка данни: ако това е нов член на Слънчевата система, значи е направено откритие. През целия 19 век са открити около 500 малки планети - астероиди. За целия - почти целия - на 20-ти век са открити 5000 астероида. Днес всеки ден (по-точно всяка вечер) се откриват около 500 нови астероида. Тоест без компютър не бихме имали време да ги запишем дори в каталози, открития се правят с такава честота.

Вижте статистиката. Е, 19-ти век, разбира се, не съм рисувал... (Не знам дали се вижда показалката на фона на това? Лошо, разбира се, но видимо.) Така че до 2000 г. количественият растеж на малки тела в Слънчевата система, астероиди (е, те не са толкова малки - с размери десетки, стотици километри). От 2000 г. насам нови проекти, като големи телескопи, драстично ускориха растежа си и днес имаме около половин милион астероиди, открити в Слънчевата система. Е, истината е, че ако ги събереш всички в купчина и направиш една планета от тях, тогава тя ще се окаже малко по-голяма от нашата Луна. Като цяло планетата е малка. Но броят им е гигантски, разнообразието от движения е огромно, винаги можем да намерим астероиди близо до Земята и съответно да изследваме.

Ето какво е положението около Земята, вижте. Това е орбитата на Земята, ето самата нашата планета, точка и астероиди, които се движат покрай нея. Е, това не е в реално време, разбира се, това беше ситуацията от 2005 г., но вижте колко близо летят и колко често се приближават до Земята. Когато говорят за опасността от астероиди, понякога се преувеличава - за да получат финансиране или в друг интерес, астрономите го правят. Но като цяло тази опасност е реална и е необходимо да се мисли за нея, поне да се предвиди движението на астероидите и да се предвиди ситуацията.

Ето как телескопите виждат астероид, който се движи на фона на звезди. Последователни снимки: първо, по време на експозицията самият астероид се измества, получава се под формата на такава линия, и второ, ясно се движи от една експозиция към друга. 3-4 снимки и можете (компютърът може) да изчислите орбитата и да предвидите по-нататъшния полет на астероида.

Показвам ви този слайд с причина. Тази миналата година, за първи път в историята на науката, беше възможно да се забележи астероид, приближаващ Земята, да се изчисли орбитата му, да се разбере, че той ще се разбие в атмосферата (малък е, с размери няколко метра, нямаше нищо ужасно), се разбиват в земната атмосфера. Къде точно - тук на тази карта... всъщност това не е карта, това е снимка, направена от сателит. Тук имаме Египет, а ето Судан, тук е границата между тях. И точно на мястото, където се очакваше да падне астероидът, беше забелязано навлизането му в атмосферата, изгаряне и полет.

Това беше наблюдавано и от Земята: тук тя се срина в атмосферата, беше частично заснета и дори приблизително се предположи мястото, където ще падне, и след две седмици търсене там наистина намериха куп отломки, фрагменти, метеорити . За първи път беше възможно да се забележи приближаването на астероид и точно да се отгатне мястото, където ще падне.

Сега такава работа се извършва системно; е, вярно е, втори подобен случай все още не е имало, но ще има, сигурен съм. Сега метеоритите могат да се събират не случайно, скитайки из Земята и търсейки къде може да лежи метеорит, а просто напълно съзнателно да следвате полета на астероида и да отидете до това ... добре, по-добре е да изчакате, докато падне и след това отидете на това място, където метеоритът ще се излее. Много е важно да се намерят пресни метеорити, незамърсени с биологичния материал на Земята, за да се види какво е имал там в космоса.

Ситуацията с други малки тела, а именно със спътниците на планетите, също се променя много бързо. Тук през 1980 г. е броят на спътниците, принадлежащи на всяка от планетите. За Земята, разбира се, техният брой не се е променил, все още имаме една Луна, Меркурий и Венера изобщо нямат спътници. Марс все още има два от тях - Фобос и Деймос, но планетите-гиганти и дори малкият Плутон откриха огромен брой нови спътници през последните две десетилетия.

Последният близо до Юпитер е открит през 2005 г., а днес има 63 спътника. Всички училищни учебници вече по никакъв начин не отговарят на действителността.

Сатурн има 60 спътника, открити днес. Разбира се, повечето от тях са малки, с размери от 5 до 100 км. Но има и много големи: например Титан, този оранжев спътник, той е по-голям от планетата Меркурий, тоест, най-общо казано, това е независима планета, днес ще ви разкажа за това. Но съдбата разпореди той да стане спътник на Сатурн, така че не се смята за планета, а за спътник.

Уран днес има 27 известни спътника, Нептун - 13, като най-големите от тях са много интересни.

Тук поставих снимка на Тритон, това е най-големият спътник на Нептун, и вижте: той има своя Антарктида, тази ледена шапка е на южния му полюс. Тук мащабът не се спазва, разбира се, за да можете да видите детайлите, аз леко, четири пъти, увеличих размера на Тритон, в сравнение с Нептун не е толкова голям. Но той е с размерите на нашата Луна - като цяло тя също е доста голямо тяло и тъй като е далеч от Слънцето, то държи (далеч от Слънцето, което означава студено) лед на повърхността си и дори разреден атмосфера на повърхността му. Това е във всички отношения малка, но интересна независима планета, но Нептун придружава в полета си, няма нищо лошо в това.

И дори Плутон, който днес се оказа планета джудже, също има своя сателитна система. През 1978 г. върху него е открит първият - този, Харон. Той е почти със същия размер като самия Плутон, поради което днес наричаме тази двойка двойна планета. Те се различават по размер само около 4 пъти. Такава микро-двойна планета.

Но с помощта на телескопа Хъбъл през 2005 г. беше възможно да се намерят още два близо до Плутон и Харон - така че, ако забележите, тук има ярки точки - два малки обекта. Оказа се, че Плутон има не един, а три – поне три спътника.

Те са получили такива имена от митологията, свързани с ада: Хидра и Никта. Все още има достатъчно митологични имена. С труд, наистина; понякога трябва да измислиш нещо, но като цяло митологията - гръцка, римска - е толкова обширна, че колкото и да отвориш, все още има достатъчно. Поне достатъчно за сателити.

Всяка планета е в състояние да държи спътници до себе си, в ограничено пространство. Това е например Слънцето, Земята и това е областта, която Земята контролира със своята гравитация – зоната на Рош. Луната се движи в тази област и следователно е свързана със земята. Ако беше малко по-далеч от границата си, щеше да върви като независима планета. И така, всяка планета, особено гигантските - Юпитер и Сатурн - тези области, които се контролират от собствената си гравитация, са много големи и следователно има много спътници, те трябва да бъдат обезкървени. Но тяхната природа е различна, това е факт.

Ето как работи сателитната система на Сатурн. Извадихме снимка от центъра, до Сатурн, всички спътници се движат в една и съща посока, в една и съща равнина, приблизително същата като планетите в Слънчевата система. Тоест, това е малък модел на Слънчевата система. Очевидно всички те са родени със самата планета и са се образували по едно и също време – преди 4,5 милиарда години. А останалите, външни, спътници се движат хаотично, орбитите им са наклонени под различни ъгли, те се движат по орбитите си в едната или другата (ние казваме – напред или назад) посока. И е ясно, че това са придобити спътници, тоест те са уловени от астероидите на Слънчевата система. Те могат да бъдат заловени днес, загубени утре; това е толкова променящо се население на планетата. И те, разбира се, са вечни, те са се формирали отдавна и никога няма да изчезнат никъде.

Като цяло процесът на формиране на Слънчевата система става ясен постепенно. Това, разбира се, е картина, но така си представяме първите стотици милиони години от живота на Слънцето и околослънчевата материя. Първо се образуват големи планети, след това около тях започва да расте материя, привлечена от гравитацията. От него се образуваха спътници, пръстени; всички планети-гиганти имат пръстени и спътници. Този процес напомняше за формирането на самата Слънчева система.

Тоест, вътре в Слънчевата система е организирана зона – планетата и нейната среда – която в малък мащаб е следвала приблизително същия път в своето развитие.

В далечните краища на Слънчевата система за около 15 години - вече повече, преди около 20 години - беше открита област, обитавана от много специални микропланети. Сега го наричаме Поясът на Кайпер, защото преди 50 години американският астроном Кайпер е предсказал съществуването му. Отвъд орбитата на Нептун се намира орбитата на Плутон и сега разбираме, че той е член на голям екип, летящ във външните региони на Слънчевата система. Днес там вече са открити няколко хиляди обекта, най-големият от които виждате.

За мащаба, Земята и Луната и Плутон - между другото, това е реално изображение на Плутон, днес нямаме нищо по-добро, защото е далече и е трудно да се видят детайлите, но телескопът Хъбъл успях да видя нещо там. Това са рисунки; разбира се, не виждаме повърхността на далечни тела. Но вижте: тела, по-големи от Плутон, вече са открити в пояса на Кайпер. Поради тази причина беше идентифицирана група планети джуджета. Тъй като Плутон изобщо не е специален, той вероятно е член на голямото братство на планетите джуджета. Те са независими и интересни.

Всичко това са рисунки. До мащабирано изображение на Земята, но това са всички нарисувани снимки. Как си представяме най-големите обекти в пояса на Кайпер? Невъзможно е да се види повърхността им: първо, те са далеч, и второ, те са много слабо осветени от Слънцето, тъй като са далеч. Но имайте предвид: Плутон има три спътника, Ерис има поне един (вече открит), Хаумеа има два големи спътника. Тоест телата са доста независими, сложни, имат системи от спътници... Явно и те имат атмосфера, само че тези атмосфери са замръзнали, замръзнали, там е студено. И Плутон, който се движи по удължена орбита и понякога лети до Слънцето - можете да го видите тук: понякога се отдалечава от Слънцето и там, разбира се, всичко замръзва, лед и сняг лежат на повърхността. Понякога в тази точка от орбитата тя се приближава до Слънцето и тогава атмосферата му, по-точно ледът на повърхността му, се топи, изпарява и планетата обгръща атмосферата си в продължение на няколко десетилетия, след това отново атмосферата замръзва и в формата на сняг пада върху повърхността на планетата ...

Това, между другото, е вариант на бъдещето за развитието на земната цивилизация. Днес телата са студени, но някой ден ситуацията ще се промени. Нека видим какво прогнозират астрономите за Земята днес. Представяме си съвременната Земя. В миналото земната атмосфера вероятно е била по-богата на газ и дори съставът на газа е бил различен. Поне беше по-плътна и по-масивна, защото газът се губи от земната атмосфера. Всяка секунда около 5 кг газ се изхвърля от земната атмосфера. Изглежда, че е глупост, но в продължение на милиарди години това е доста и след три милиарда години очакваме да видим Земята почти лишена от атмосфера, отчасти и защото Слънцето затопля Земята все повече и повече - добре, аз го правя не означава днес, като цяло времето се сменя често и яркостта на слънцето изгрява постоянно. На всеки милиард години приблизително 8, 10% от топлинния поток от Слънцето се увеличава. Ето как се развива нашата звезда. След три милиарда години Слънцето ще свети с 30% по-ярко и това ще бъде фатално за атмосферата. Той ще започне да се изпарява много бързо и океаните ще напуснат с него, тъй като налягането на въздуха ще намалее и водата ще започне да се изпарява по-бързо. Като цяло Земята ще изсъхне. Трудно е да се каже за температурата; може би температурата няма да се промени много, но ако изсъхне - това е сигурно, ще загуби газовата обвивка. Затова трябва да търсим някакъв трамплин за развитие и далечните студени планети днес могат да станат топли и благоприятни след милиарди години.

Ето една снимка, приблизително как виждаме еволюцията на Слънцето за 4,5-5 милиарда години. Ще набъбне и окончателно ще унищожи Земята, ще влезе в последния етап на еволюцията. Червеният гигант ще бъде на мястото на Слънцето - звезда с огромни размери, ниска температура, но висок топлинен поток, просто поради големия си размер, и Земята ще свърши. Дори не е ясно дали Земята ще оцелее като отделно тяло. Възможно е Слънцето да се разшири до орбитата на Земята и да я погълне, Земята да се гмурне в Слънцето. Но дори и това да не се случи, краят на биосферата ще дойде.

Като цяло областта в Слънчевата система, където животът е възможен - тя се движи. Обикновено се нарича "зоната на живота", а сега вижте: преди 4,5 милиарда години зоната на живота улови Венера, там не беше много горещо, не както днес, добре, тя също улови Земята, разбира се, защото преди 4 милиарда години на Земята вече е имало живот. С увеличаването на яркостта на Слънцето зоната на живота се отдалечава от него, Земята днес е в зоната на живота, а Марс попада в зоната на живота. Ако Марс запази атмосферата си и до днес, температурата на него щеше да е комфортна, реките щяха да текат и животът можеше да бъде. За съжаление, в този период, докато зоната на живота я достигне, Марс вече е загубил атмосферата си, той слабо привлича газове, те се изпаряват и днес, дори при благоприятна ситуация, е толкова сухо, че е малко вероятно ... там няма живот на повърхността си, но под повърхността, все още е възможно, може би.

Е, по-нататък зоната на живот ще се отдалечава все по-бързо и по-бързо от Слънцето и ще покрива гигантската планета. На самите планети-гиганти, разбира се, животът е малко вероятен, но на техните спътници, както сега ще видите, е много възможно. Сега ще говорим за тях.

Юпитер има много луни. По принцип това е дреболия, но четирите така наречени „Галилееви спътника”, открити преди точно 400 години, през 1610 г., от Галилей, привличат вниманието от доста време. Това са големи независими органи.

Например Йо е най-близкият голям спътник до Юпитер. На него има вулкани.

Първо, това е естествен цвят. Моля, обърнете внимание: абсолютно невероятна комбинация от цветове, рядка за пространството. Това оранжево, жълтеникаво - е, това са замразени газове, разбира се. Но всичко това е повърхност, покрита със серни съединения. Защо има толкова много? И тогава има действащи вулкани. Например, черен поток от разтопена сяра изтича от кратера на вулкан. Това е, което вулканът е разпръснал около него. Все още можете да намерите много: тук има действащ вулкан, тук ... около 50 действащи вулкана се виждат отдалеч, от космоса. Мога да си представя колко от тях ще бъдат намерени, когато някоя автоматична станция на повърхността на Йо започне да работи. Изглежда просто ужасяващо.

Ето как изглежда изригването на най-големия вулкан на Йо – вулкана Пеле. Картината е силно увеличена, тук е ръбът на спътника, неговият хоризонт, а там, отвъд хоризонта, работи вулкан. Виждате ли, това изхвърля от себе си, излита на около 300-350 км височина, а част от това дори лети в космоса.

Разбира се, на повърхността на Йо е студено. Можете да видите, че газовете тук са замръзнали и са лежали под формата на сняг на повърхността. Но колкото по-близо сте до вулкана, толкова по-топло. Това е като лагерен огън, нали знаете, през зимата крачка встрани до лагерен огън е студена, стъпка до лагерен огън е гореща и винаги можете да намерите място, където температурата е удобна до огъня. Още по-точна аналогия е черните пушачи на дъното на нашите океани. Знаете: малките вулкани са по-точно гейзери, които работят на дъното на нашите океани. Околната вода има температура около замръзване, а водата, която излиза от тези черни пушачи, е около 400 градуса по Целзий. А на границата между вряла вода и слана животът процъфтява до черните пушачи. Възможно е някаква форма на живот също да съществува в района около вулканите на Йо при комфортна температура. Все още нямаше как да се провери, никой не седеше там. Имаше само орбитални, дори орбитални - подобни изследвания на прелитане са бързи.

Вторият спътник, по-отдалечен от Юпитер, е Европа. Разбира се, по-хладно е, вулканите не работят там и цялата му повърхност наподобява нашата Антарктида. Това е твърд леден купол - дори не купол, а просто ледена кора, покриваща спътника - но, съдейки по изчисленията, на дълбочина от няколко десетки километра под този твърд лед водата е течна. Е, ние имаме същата ситуация в Антарктида: нашият антарктически южен купол е леден, но на дълбочина от три километра има езера с течна вода; там топлината, която излиза от недрата на планетата, топи водата. Вероятно същото е и в Европа. Много бих искал да се гмурна в този океан и да видя какво се случва там. Там, където има течна вода, обикновено има живот.

Как да се гмуркаме? Тези ивици, които разделят ледената покривка - най-вероятно са пукнатини. Тук, вярно, това са силно контрастиращи цветове, това е неестествен цвят - тук ги гледаме отблизо и виждаме този свеж лед, той върви по ивиците. Най-вероятно има моменти, когато леденият купол се напуква и водата се издига от там. За съжаление, все още не сме видели източниците.

Ето как изглежда леденият купол на Европа в истински цветове. Има хълмове, айсберги, ясно е, че в близост до леда има някакво движение, виждат се размествания, разкъсвания. Но още никой не е успял да види истинска пукнатина, за да може да се погледне там, в океана.

През последните години, когато беше направено това откритие, астрономите - по-точно космонавтиците - започнаха да мислят как да се гмуркат там, да пуснат робот, който може да търси форми на живот там. Ледът е дебел, поне 30 километра, а може би дори 100, тук изчисленията не са много точни. Пукнатината все още не е открита. Има проекти, предимно в рамките на НАСА, добре, и ние имаме някой в ​​нашите космически институти, който прави това. Те мислеха да направят сложни устройства с ядрен енергиен източник, който да стопи леда и да пробие там, като цяло, на ръба, а може би и извън техническите възможности.

Но буквално миналата година се оказа, че това не трябва да се прави. Направено е ново откритие, което ни обещава страхотни перспективи. Откритието не е в системата на Юпитер, а в системата от спътници на Сатурн. Сатурн също има много спътници и сега обърнете внимание: дори на тази снимка, разбира се, не всички са изобразени, те изобщо не са обърнали внимание на един от спътниците.

Това е Титан, най-големият, и тук отделно намерих снимка до Титан, където минава този малък спътник под името Енцелад. Толкова е малък, с диаметър 500 км, че обикновените хора се смятаха за безинтересни. Сега близо до Сатурн - в орбита около Сатурн - работи добър космически кораб на NASOV, Касини, който лети няколко пъти до Енцелад.

И какво се оказа? Напълно неочаквано нещо.

Ето как изглежда Енцелад отдалеч. Също и ледена повърхност. Но веднага прави впечатление - геолозите веднага обръщат внимание на това - че изглежда се състои от две половини. Северната част е покрита с метеоритни кратери, което означава, че ледът е стар, че метеоритите падат върху него от милиони години и са го счупили правилно. Това е геоложки стара повърхност. Но южната част не съдържа нито един кратер. Какво, метеоритите не са стигнали до там? Малко вероятно е да не падат прицелно. Това означава, че някакъв геоложки процес непрекъснато обновява южния лед и това веднага привлече вниманието. Какво означава „освежаващ лед“? Това означава да го излеете с течна вода и да унищожите метеоритни кратери.

Започнахме да разглеждаме отблизо южното полукълбо на Енцелад. Наистина, там видяхме мощни пукнатини, виждате какъв дълбок каньон в ледената повърхност.

(Е, не мога да не съжалявам, че тази публика не е тъмна, но тази публика е напълно неподходяща за слайдшоу. Всъщност всичко е много красиво. Е, някой път следващия път ще се съберем в тъмна среда и тогава ще вижте още . Но и тук можете да видите нещо.)

И една област, буквално на южния полюс на Енцелад, се оказа много интересна. Ето четирите надлъжни ивици. На английски те започнаха да се наричат ​​"тигърови ивици", това са ивици не в смисъла на ивиците, които са на корема на тигъра или, където и да е там, на гърба, а тези, които остават от ноктите, когато тигърът те гали. И наистина, оказа се, че са точно онези следи от нокти. Тоест счупвания на повърхността.

Летяйки зад сателита от страната, противоположна на Слънцето, тук при задно осветление, Касини, апаратът Касини, видя фонтани с вода, бликащи само от тези пукнатини в леда. Най-естествените фонтани. Разбира се, това не е течна вода. Течността пробива през пукнатините, през разломите, веднага се изпарява и замръзва под формата на ледени кристали, защото лети във вакуум и всъщност това са потоци от сняг, които вече летят, но под него е изтичането на вода , разбира се. Абсолютно невероятно нещо.

Това означава, че получаваме материя директно от ледения океан, от океана от течна вода, която съществува под повърхността на този спътник.

В изкуствени цветове, силно подсилени по яркост и контраст, той изглежда като такъв супер фонтан, който удря директно в космоса, който лети в космоса от повърхността на Енцелад. Но тази снимка е орбитата на Енцелад около Сатурн: ето Енцелад, по орбитата той е разпръснал този сняг, пара и лед. Тоест, един от пръстените на Сатурн, най-външният пръстен, е по същество веществото, изхвърлено от Енцелад - водна пара и ледени кристали, изхвърлени от Енцелад наскоро.

Е, това, разбира се, е фантастична рисунка, астронавтите едва ли скоро ще се окажат на повърхността на този спътник, но това е истинска инфрачервена снимка. Същите тези четири ивици са топли. Инфрачервено устройство, камера на борда на Касини, той снима ивиците и виждате, че са топли, тоест течна вода под леда. Тук той идва директно на повърхността на леда и лети нагоре през пукнатините.

В края на миналата година орбитата на "Касини" беше променена така, че той прелетя точно през тези фонтани, буквално премина по повърхността на спътника на височина от 20 км и загреба тази вода. И той доказа, че наистина H 2 O излита от там. За съжаление на борда на „Касини“ няма биологични лаборатории, така че той не може да анализира тази вода за състава на микроорганизмите. Никой не е предполагал, че такава находка изобщо ще се случи. Но сега никой, почти никой, не се интересува от Европа, където 100-километровата черупка е заледена, трябва да се пробива и пробива по неизвестна причина. Всички се насочиха отново към Енцелад, от който водата излита от само себе си и вие просто трябва или да прелетите, или да кацнете устройството на повърхността и да анализирате това вещество за неговия биологичен състав.

Много е интересно и сега има много проекти, насочени към изследване на Енцелад.

Ето как си представяме произхода на тези фонтани: подледниковият океан е воден и водата се просмуква през пролуките в леда и се излива във вакуум, излита и следва спътника в орбита.

Разбира се, има и други интересни спътници на много планети. Аз например много харесвам Хиперион, един от малките спътници на Сатурн.

Виж, прилича на морска гъба. Не е ясна и причината, поради която у него е възникнала такава структура. Сякаш мартенският сняг се стопи от слънчевите лъчи. Не можеш да следиш всичко, няма достатъчно научни инструменти и апарати за всеки спътник. Ще ги разгледаме само отдалеч, но ще дойде времето – ще седнат и ще погледнат там.

Всичко, което е открито през последните години, е направено от този прекрасен апарат. Това е най-скъпото автоматично междупланетно превозно средство "Касини-Хюйгенс" в историята на астронавтиката. Американците го направиха, но и Европа приложи... Съжалявам, американците направиха основния апарат Касини и дадоха ракетата-носител Титан, но този допълнителен апарат, Хюйгенс, беше направен от европейците.

Тази сонда, цената на целия проект е 3 милиарда долара, всъщност в момента е 10 пъти повече от традиционен космически кораб. Това нещо беше изстреляно много отдавна, през 1997 г., движеше се по много сложна траектория, защото беше тежък апарат и не можеше да бъде хвърлен веднага към Сатурн. Той прелетя от Земята към Венера, тоест в Слънчевата система, след това отново на Земята, след това отлетя обратно към Венера. И всеки път, когато прелиташе покрай планетите, малко поради тяхното привличане, набираше допълнителна скорост. В крайна сметка трето преминаване близо до Земята го хвърли към Юпитер. Юпитер го тласна много силно и устройството достига до Сатурн през 2004 г. И сега той влезе в орбита, това е първият спътник в историята на астронавтиката, изкуствен спътник на Сатурн, и той работи там от четири, пет, почти години, и много ефективно.

Една от основните цели на този полет беше да се изследва Титан. Титан, разбира се, е невероятен спътник. Вече казах: това е независима планета.

Ето как видяхме Титан преди Касини да стигне до него. Тя е покрита с атмосфера, атмосферата е студена, непрозрачна, всичко това е мъгла и никой не знаеше какво има на повърхността.

Ето как го видяхме през атмосферата с помощта на инструментите на Хюйгенс. Той има специални устройства, камери - телевизионни камери, по-точно, - които имат възможност да видят повърхността на планетата през тънък спектрален прозорец, където атмосферата поглъща малко. Ето Антарктида на Титан... Да, забележете: атмосферата се вижда и колко е гъста! Дебелината му е около 500 км, защото планетата е малка - добре, като малка, по-голяма от Меркурий - но все пак гравитацията там е малка, b така че атмосферата се простира много далеч, не е притисната към повърхността на планетата.

Това е моментна снимка на южната част на Титан. Тук замръзналият лед, очевидно, лежи, като нашата Антарктида. Имаше много интересни въпроси относно състава на атмосферата и повърхността.

Ето как днес виждаме повърхността на Титан близо до Южния полюс. Оказа се, че там има езера - добре, те трудно могат да се нарекат морета, но езера от течен CH 4 - метан. Температурата е ниска, около минус 200, така че има такива газове в течно състояние. Но основното беше, разбира се, да седи на повърхността му.

Ето и спускаемия апарат Хюйгенс, който е направен от европейците, направен много стабилно. Ще бъдете изненадани: компанията "Mercedes-Benz" го направи и следователно е наистина надежден ... Знаете ли, не е много надежден, всъщност работи. Не съм в смисъл на коли, а на това устройство - имаше два дублирани радиоканала и така единият радиоканал все пак излезе от строя; добре че бяха дублирани. Половината от информацията липсваше, но ние получихме половината.

Това е топлинен щит, защото отначало космическият кораб върви без никакво забавяне, едва при втората космическа скорост се разбива в атмосферата на спътника и е много дебел и разтегнат.

След това изхвърля парашути – един парашут, втори – и постепенно се спуска с парашут на повърхността. Спускаше се с парашут в продължение на два часа, докато докосна повърхността. И докато тези два часа се спускаше с парашут, снимаше, разбира се. Не много високо качество, добре, беше много трудно.

Знаеш ли, искам да ти разкажа за всичко, много интересни неща имаше в този експеримент, в тези пътувания, но няма време. Прочетете го някой път. Колко технически проблеми бяха решени буквално в последния момент, за да се види изобщо нещо!

Това са облаци. Сега от височина 8 км виждаме повърхността на Титан. Сега той премина през облаците; добре, тук се виждат още два облака, но основно вече виждаме твърда повърхност. И веднага изненада. Твърдата повърхност има плоски зони, които наподобяват морското дъно. И има пресечени участъци, планински и по тях се виждат меандри на някои реки. Какво тече в тези реки, каква течност - може би същият метан, най-вероятно, или е текъл по едно време. Но вижте: очевидно делтата, по-нататък морското дъно, планинската система тук - много прилича на Земята по география. А по отношение на атмосферата - общо взето копие на Земята. Атмосферата на Титан, за разлика от всички други планети...

Е, вземете Венера: атмосферата там е чист CO 2, отрова за нас. На Марс: CO 2, въглероден диоксид, отрова. Вземете Титан: атмосферата е съставена от молекулен азот. И сега имаме тук 2/3 от молекулния азот. Като цяло за нас това е просто нормална неутрална среда. Кислородът, разбира се, не е там, но азотната среда все още е много добра. Налягането на повърхността е една и половина земни атмосфери, тоест почти като в тази стая. Температурата обаче е хладна, но това е наред. Горещото е смъртоносно за експерименти, студеното е дори благоприятно, защото апаратът не трябва да се охлажда, той ще се охлади сам.

И така той седна на повърхността. (Това е чертеж, това не е снимка.) Такава малка машина седна и ни предаваше данни за Титан в продължение на два часа.

Това е единственият телевизионен кадър, предаван на нея. Има хоризонт, това е точно до апарата, има камъни - очевидно, това е замръзнала вода; при температура минус 180, водата е като камък, твърда и засега не знаем нищо повече за нея.

Защо е интересно? Защото неговият газов състав и температура на повърхността, както смятат биолозите, са много близки до това, което имахме на Земята преди четири милиарда години. Може би, като изследваме Титан, можем да разберем първите процеси, предшестващи биологичната еволюция на Земята. Затова се обръща много внимание на това и тепърва ще се разследва. Това е първият спътник на планетата (с изключение на Луната), на който е кацнала автоматичната станция.

Въпрос от публиката. Ами Хюйгенс?

В.Г.Сурдин.Хюйгенс свърши. Батерията се изтощи, работих два часа и толкова. Но не само. Всичко там беше изчислено така, че да работи два часа. Тъй като той нямаше достатъчно мощност на предавателя, за да комуникира със Земята, но той комуникира през орбиталния апарат и това отлетя и това е всичко, връзката спря. Не, добре, добре, свърши си работата.

астероиди. Космическите кораби вече долетяха до астероидите, сега вече можем да видим какви тела са. Нямаше голяма изненада, ние наистина си представяхме астероиди: отломки, големи или малки, предпланетни тела.

Ето как изглеждат астероидите, когато летят покрай космически кораби, това е поредица от кадри, само за да видите. Ясно е, че изпитват взаимни сблъсъци.

Вижте какъв огромен кратер е открит на астероида Stern. Понякога кратерите са толкова големи, че не е ясно как това тяло не се е счупило при удар.

За първи път беше възможно да се излети наскоро и почти да кацне на повърхността на астероид. Ето този астероид. Кой мислите, че го направи, коя държава?

В.Г.Сурдин.Е, знаете ли... Но беше напълно неочаквано, че японците го направиха. Японците някак си говорят много скромно за своето изследване на космоса. Или по-скоро не го правят.

Японският апарат, наистина първият междупланетен японски апарат, долетя до този астероид с японското име Итокава - но, грубо казано, те го отвориха специално за този случай и дадоха това име. Много малък астероид, с размери само 600 метра по дългата ос - добре, от стадион "Лужники".

До него долетя такъв малък апарат, който - тук на тази снимка се вижда сянка от него - той засне сянката му, падаща върху повърхността на астероида Итокава.

Постепенно той се приближи до него (е, това, разбира се, виждате чертежа), не седна на повърхността му, а висеше над него на разстояние 5 или 7 метра. За съжаление, той започна да боклуци ... - ето японците, но все пак започна да боклук - електроника, и тогава ние не сме напълно сигурни какво се случи с него. Той трябваше да хвърли малък робот на повърхността - тук е нарисуван тук - с размерите на ... това е размерът на робот, но тъй като гравитацията на астероида е почти нула, този робот, отблъскващ се с малки антени така, трябваше да скочи на повърхността. Сигнал от него не е получен - явно не е просто ударил повърхността.

Но беше направен много по-интересен експеримент. С помощта на такава прахосмукачка - тук тръбата стърчи - е взета почвена проба от повърхността на този астероид. Е, прахосмукачката там, разбира се, не работи, има безвъздушно пространство. Затова той бомбардира повърхността с малки метални топки, топките предизвикаха такива микроексплозии и част от праха от този астероид трябваше да попадне в тази тръба. След това то беше опаковано (трябваше да бъде опаковано) в специална капсула и устройството се придвижи към Земята. Този експеримент беше специално за доставка на астероидна материя на Земята. За първи път в историята. Но двигателите се развалиха и вместо да лети към Земята за дълго време, сега бавно, бавно навива обороти около Слънцето и въпреки това бавно се приближава до Земята. Може би след година и половина, ако е още жив, ще стигне до Земята и за първи път ще донесе почвени проби от астероид.

Но почвата вече е получена от кометите. Кометите са забележителни, защото са били замразени в продължение на милиарди години. И има надежда, че това е самата субстанция, от която се е образувала Слънчевата система. Всеки мечтаеше да получи негови проби.

Именно към това ядро ​​на кометата Wild-2 космическият кораб Stardust излетя през 2006 г. Той беше подреден така, че без да каца на повърхността на кометата, да се вземе проба от нейното вещество.

Този апарат е прикрепен към опашката на кометата, от капсулата е разгърнат специален капан, който след това се връща на Земята, той е с размерите на тенис ракета, под формата на вафла, а клетките между ребрата са пълни с вискозно вещество с много специално свойство - нарича се "аерогел" ... Това е разпенено стъкло, много фино разпенено с аргоново стъкло, а неговата гъбеста, полутвърда-полугазова консистенция позволява на праховите частици да се забиват в него, без да се срутват.

И тук, всъщност, точно тази матрица. И сега всяка клетка е пълна с най-лекото изкуствено вещество в света - аерогел.

Вижте как изглежда микроснимка на частица прах, летяща вътре в това вещество. Тук той се разбива с космическа скорост, 5 км в секунда, пробива този аерогел и постепенно се забавя в него, без да се изпарява. Ако удари твърда повърхност, щеше да се изпари моментално, нямаше да остане нищо. И когато се залепи, остава там под формата на твърда частица.

След това, след като прелетя покрай кометата, този капан отново беше скрит в капсулата и тя се върна на Земята. Прелитайки покрай Земята, устройството го изхвърли с парашут.

Намериха го в пустинята Аризона, тази капсула беше отворена и виждате как се изследва съставът на този капан. В него са открити микрочастици. Между другото, беше много трудно да ги намеря, имаше интернет проект, много хора помогнаха - доброволци, ентусиасти - помогнаха да се търси този бизнес с помощта на микроснимки, това е отделен разговор. Намерено.

И веднага беше направено неочаквано откритие: оказа се, че твърдите частици, които са заседнали там - така казват геолозите - са се образували при много високи температури. Но ние смятахме, че напротив, Слънчевата система и материята на кометите винаги са били с ниска температура. Сега този проблем виси: защо кометите съдържат огнеупорни твърди частици, откъде са дошли? За съжаление не успяхме да ги анализираме: те са много малки. Е, ще има още полети до комети, хлапавата беда е началото.

Между другото, те продължиха. Към едно от ядрата на кометата - кометата Темпел-1 - долетя и американското устройство "Deep Impact" и се опита да щракне и да види какво има вътре. От него падна заготовка - според мен около 300 кг тегло, медна - която със скоростта на полета на спътника се разби точно тук; това е моментът на сблъсъка. Той проникна на дълбочина от няколко десетки метра, добре, и там се забави, избухна, само от кинетична енергия: летеше много бързо. И веществото, изхвърлено отвътре, беше спектрално анализирано. Така че, можем да кажем, вече са копали в ядрата на кометите. Това е много важно, тъй като кората е кометна – обработва се от слънчевите лъчи, слънчевия вятър, но е възможно да се улови материя от дълбините за първи път. Така че ядрата на кометите са добре проучени. Днес вече ги представяме в такова разнообразие.

Това е ядрото на кометата на Халей, не забравяйте, че през 1986 г. то - добре, някой трябва да помни - долетя до нас, ние го видяхме. И това са ядрата на други комети, до които вече са се приближили космически кораби.

Казах, че наскоро... - всъщност, много отдавна - имаше подозрения, че нещо ни липсва в Слънчевата система. Вижте, има малък въпросителен знак.

Защо точно там, близо до Слънцето? Защото за астрономите е трудно да наблюдават области близо до Слънцето. Слънцето заслепява и телескопът не вижда нищо там. Самото слънце се вижда, разбира се, но какво е до него? Дори Меркурий е много трудно да се види през телескоп, не знаем как изглежда. А какво има в орбитата на Меркурий е пълна мистерия.

Напоследък се появи възможността да разгледаме тези области. От орбитални апарати сега всеки ден се правят снимки на околността на Слънцето, покривайки самия слънчев диск със специален затвор, така че да не заслепява телескопа. Ето го на крак, този демпфер. И сега виждаме: добре, това е слънчевата корона и това, което може да бъде до слънцето.

Около веднъж седмично сега се отварят малки комети, които са се приближили до Слънцето на разстояние един или два от неговите собствени размери. По-рано не можехме да открием толкова малки комети. Това са тела с размери 30-50 метра, които се изпаряват толкова малко далеч от Слънцето, че няма да ги забележите. Но когато се приближават до Слънцето, те започват да се изпаряват много активно, понякога удрят слънчевата повърхност, загиват, понякога прелитат и почти напълно се изпаряват, но сега знаем, че има много от тях.

Между другото. Е, щом си дошъл тук, значи се интересуваш от астрономия. Можете да откриете комети без телескоп, а само с компютър, който всеки има. Тези изображения се качват в интернет всеки ден, можете да ги вземете от там и да видите дали комета е долетяла до Слънцето. Любителите на астрономията правят това. Познавам поне две момчета в Русия, които живеят на село, те нямат ... - по някаква причина имат компютър с интернет там. Няма телескоп. И така, те вече откриха една, според мен, пет дори комети, които получиха неговото име и като цяло всичко е справедливо. Само като имаш такова постоянство и всеки ден работиш в тази посока. Е, много хора в чужбина също го правят. Така че сега е по-лесно да откриете кометата дори без телескоп.

Близо до Слънцето, между орбитите на Меркурий и повърхността на Слънцето, има зона, където е много възможно, възможно е да открием нови малки планети. Те дори са получили предварително име. Някъде през 19 век там се подозира за съществуването на планета, дадоха й името Вулкан, но я нямаше. Сега тези малки тела, които все още не са открити, но, може би, ще бъдат открити в близко бъдеще, са наречени „вулканоиди“.

И сега нещо неочаквано. луна. Изглежда, какво ново има на Луната? Хората вече се скитаха по него, 40 години откакто бяха американците, много от всички автоматични съоръжения летяха там. Но не всичко е толкова просто. С Луната предстоят още открития. Проучихме добре (повече или по-малко) видимото полукълбо на Луната, обърнато към Земята. И ние знаем много малко за обратната му страна. Нямаше нито един автоматичен апарат, нито човек, нито една почвена проба - като цяло нямаше нищо, само малко го погледна отдалеч. Какъв беше проблемът, защо не летяхте там? Защото, като сте от другата страна на Луната, губите връзка със Земята. Най-малкото, ако нямате ретранслатори, радиорелейни линии, не можете да комуникирате със Земята по радио. Беше невъзможно да се контролират устройствата. Сега се появи такава възможност.

Преди две години всички същите японци изстреляха тежък спътник около Луната, много голям, много добър, три тона с тегло - тогава се наричаше „Селене“, сега му дадоха японско име „Кагуя“. Така че самият сателит донесе там радиореле. Той изхвърли от себе си два малки спътника, които летят единият леко напред, другият леко изостава в орбита и когато главният апарат е там, зад Луната, и изследва нейната далечна страна, те предават нейните сигнали към Земята.

Днес японците показват повърхността на Луната директно по телевизията - всеки ден, на обикновените висококачествени домашни телевизори - всеки ден. Казват, че качеството е несравнимо; Не съм виждал, не ни дават този сигнал. Като цяло те публикуват данните си доста пестеливо, но дори и от наличното е ясно, че качеството е отлично.

Тези снимки са много по-добри от преди 40 години, които американците доставяха или ние.

Ето японски снимки как Земята изглежда от лунния хоризонт. И това, разбира се, значително влоши качеството на слайдовете, всъщност много високо качество. Защо е необходимо това? Е, за научни цели, разбира се, всичко това е интересно, но има един чисто „ежедневен“ проблем, който тревожи все повече хора напоследък: били ли са американците на Луната? По този въпрос се появяват някои идиотски книги. Е, никой от професионалистите не се съмнява, че е имало. Но хората изискват: не, вие показвате, че са били там. Там ли са останките от техните експедиции, десантните кораби, тези роувъри, лунни коли? Досега не е било възможно да ги снимаме. Е, от Земята – никаква, не виждаме толкова малки детайли. И дори японците, този прекрасен спътник все още не ги вижда.

И буквално през - ще кажа сега, след колко дни - след три дни... днес е 12-ти? На 17-ти след пет дни американският тежък спътник "Lunar Reconnaissance Orbiter" трябва да отиде до Луната, който ще има огромна телевизионна камера с такъв обектив и ще вижда всичко на повърхността на Луната, което е по-голямо от половин метър. Те ще могат да постигнат резолюция от 50, а може би дори 30 cm. И дори тогава - сега, все пак, четиридесетата годишнина от кацането ще бъде след месец - те обещават да снимат всички тези места, следи и така нататък, всичко, което са оставили преди четиридесет години на Луната. Но това, разбира се, е повече от, не знам, журналистически интерес към това, отколкото научен интерес, но все пак.

Да, всичко ще бъде изковано отново. Момчета, научете се да правите сателити като този и ще правите снимки.

Американците сериозно се замислиха да овладеят, да направят втората стъпка на повърхността на Луната. За да направят това, те като цяло имат достатъчно пари и оборудване. Сега в процес... Мисля, че дори бяха направени поръчки за нова система, подобна на стария Аполо, който ги отведе на Луната. През цялото време говоря за автоматично изследване, но все пак се предполагат експедиции с хора.

Корабът ще е от лунен тип, от тип Аполон - този, който е летял, е малко по-тежък.

Ракета от нов тип, но като цяло не много по-различна от стария "Сатурн" - това летяха американците през 60-те, 70-те години - това е настоящата ракета, замислена сега, от приблизително същия калибър.

Е, сега вече не е фон Браун, идват нови инженери.

Но като цяло това е второто въплъщение на проекта Apollo, малко по-модерно. Капсулата е същата, екипажът може да е малко по-голям.

(Не мога да крещя там. Приемате ли това, което говоря? Благодаря ви, защото се опитвам да чуя за какво говорят.)

Много е възможно тези експедиции да се осъществят. Преди четиридесет години Аполон определено беше оправдан. Това, което хората направиха, никой автомат не би направил тогава. Доколко това е оправдано днес, не знам. Днес автоматичните устройства работят много по-добре, а за парите, които отново няколко човека летят до Луната, ми се струва, че би било по-интересно... Но престиж, политика там... Явно пак ще има мъжки полет . За учените това не представлява голям интерес. Тук отново ще летят до там по добре позната траектория.

Така. Извинете, че бързам, но разбирам: тук ви е задушно и трябва да побързате. Разказах ви за изследвания в Слънчевата система. Сега за още 20 минути искам да говоря за изследвания извън Слънчевата система. Може би някой вече е уморен от тази история? Не? Тогава нека поговорим за планетите, които започнаха да се откриват извън Слънчевата система. Името им все още не е установено, те се наричат ​​"екстраслънчеви планети", или "екзопланети". Е, тук "екзопланетите" са краткосрочни, явно ще се вкоренят.

Къде търсят? Има много звезди около нас, в нашата Галактика има повече от сто милиарда звезди. Така снимаш малко парченце от небето - очите ти бягат нагоре. Не е ясно от коя звезда да търсим планетата и най-важното - как да търсим.

Обърнете внимание на тези снимки, ако можете да видите нещо там. Нещо се вижда. Едно парче небе е заснето тук с четири различни експозиции. Ето ярка звезда. При ниска експозиция се вижда като точка, но не се оказва нищо слабо. С увеличаването на експозицията се появяват бледи обекти и по принцип нашите съвременни телескопи могат да открият планети като Юпитер, Сатурн в близките звезди. Може, яркостта им е достатъчна за това. Но до тези планети самата звезда свети много ярко и тя залива със светлината си цялата околност, цялата си планетарна система. И телескопът ослепява и ние не виждаме нищо. Все едно се опитваш да видиш комар до улична лампа. Така че може и да сме виждали на фона на черното небе, но до фенера не можем да го различим. Точно това е проблемът.

Как се опитват сега... всъщност не опитват, а решават? Решават го по следния начин: нека следваме не планетата, която може да не виждаме, а самата звезда, която е ярка, като цяло, лесно различима. Ако планета се движи по орбита, тогава самата звезда спрямо центъра на масата на тази система също пълзи малко. Изобщо малко, но можете да се опитате да го забележите. Първо, можете просто да забележите редовното люлеене на звездата на фона на небето. Опитахме се да го направим.

Сега, ако погледнете нашата слънчева система отдалеч, тогава под влиянието на Юпитер слънцето изписва такава вълнообразна синусоидална траектория, лети така, като се люлее малко.

Можеш ли да го видиш? От най-близката звезда би било възможно, но на границата на възможностите. Опитахме се да направим такива наблюдения с други звезди. Понякога изглеждаше, че са забелязали, дори имаше публикации, тогава всичко беше затворено, а днес не работи.

Тогава те разбраха, че е възможно да се проследи не люлеенето на звездата по равнината на небето, а нейното люлеене от нас и към нас. Тоест като го приближаваме и отстраняваме редовно от нас. Това е по-лесно, защото под влиянието на планетата звездата се върти около центъра на масата, ту се приближава до нас, ту се отдалечава от нас.

Това причинява промени в нейния спектър: поради ефекта на Доплер, линиите в спектъра на звездата трябва да се движат леко вдясно и наляво - към по-дълги, към по-къси дължини на вълната - да се движат. И това е относително лесно да се забележи... също трудно, но възможно.

За първи път подобен експеримент започва да се провежда от двама много добри американски астрофизици, Бътлър и Марси. В средата, дори в началото на 90-те, те замислиха голяма програма, създадоха много добро оборудване, фини спектрографи и веднага започнаха да наблюдават няколкостотин звезди. Надеждата беше следната: търсим голяма планета като Юпитер. Юпитер обикаля около Слънцето за около 10 години, за 12 години. Това означава, че е необходимо да се провеждат наблюдения в продължение на 10, 20 години, за да се забележи люлеенето на звездата.

И така те започнаха огромна програма - похарчиха много пари за нея - започнаха я.

Няколко години след началото на тяхната работа, малка група швейцарци... всъщност двама души направиха същото. Те все още имаха много служители - Марси и Бътлър. Двама души: много известният швейцарски специалист по спектри Мишел Майор и тогавашният му аспирант Келоц. Те започнаха да наблюдават и няколко дни по-късно откриха първата планета на близката звезда. късметлия! Те нямаха нито тежка техника, нито много време - познаха коя звезда да погледнат. Ето 51-вата звезда в съзвездието Пегас. През 1995 г. тя беше видяна да се мърда. Това е позицията на линиите в спектъра - тя се променя систематично и с период от само четири дни. Необходими са четири дни, за да се обърне планетата около звездата си. Тоест една година на тази планета трае само четири от нашите земни дни. Това предполага, че планетата е много близо до своята звезда.

Е, това е снимка. Но може би подобно на истината. Ето как - добре, не толкова, добре - почти толкова близо една планета може да лети до звезда. Това, разбира се, води до колосално нагряване на планетата. Тази масивна планета е отворена, по-голяма от Юпитер, а температурата на повърхността й – тя е близо до звездата – е около 1,5 хиляди градуса, затова ги наричаме „горещи Юпитери“. Но на самата звезда такава планета също причинява огромни приливи, някак си й влияе; много интересно.

И това не може да продължи дълго. Придвижвайки се близо до звездата, планетата трябва бързо да падне на повърхността. Би било много интересно да се види това. Тогава щяхме да научим нещо ново за звездата и планетата. Е, досега, за съжаление, не е имало такива събития.

Животът на такива планети близо до техните звезди, разбира се, не може да бъде, но животът интересува всички. Но от година на година тези изследвания дават все повече планети, подобни на Земята.

Ето първия. Това е нашата слънчева система, толкова привлечена в мащаб. Първата планетна система на 51-та звезда Пегас беше така, точно до звездната планета. Няколко години по-късно те откриха по-далечна планета в съзвездието Дева. Няколко години по-късно - още по-далечни, а днес вече се откриват планетарни системи на най-близките звезди, почти точни копия на нашата Слънчева. Почти неразличим.

Ако - добре, разбира се, това са рисунки, ние все още не сме виждали тези планети и не знаем как изглеждат. Най-вероятно, нещо подобно, изглежда като нашите гигантски планети. Ако отидете онлайн днес, ще видите каталог на извънслънчеви планети там. Всяко търсене във всеки Yandex ще ви го даде.

Днес знаем много за стотици планетни системи. Така че току-що влязох в тази директория снощи.

Към днешна дата са открити 355 планети в около 300 планетни системи. Тоест в някои системи 3-4 са отворени, има дори една звезда, в която открихме пет ... Ние - това е твърде силно: американците основно открихме и ние само гледаме техния каталог, ние не все още има такава технология... Между другото, Бътлър и Марси все пак поеха водещата роля, сега те са водещите откриватели на извънслънчеви планети. Но не първият, тук, но първият все пак се оказа швейцарецът.

Виждате какъв лукс: триста и половина планети, които никой не е познавал преди 15 години; дори не знаеха за съществуването на други планетни системи. Колко приличат на слънцето? Е, ето ви, звездата от 55-ия Рак. Там една гигантска планета е отворена и така по мащаб тя пряко съответства на нашия Юпитер. Това е слънчевата система. И няколко гигантски планети близо до звездата. Тук имаме Земята, там, Марс и Венера, а в тази система също планети-гиганти като Юпитер и Сатурн.

Не е много вероятно, съгласен съм. Бих искал да открия планети като Земята, но е трудно. Те са леки и не влияят толкова на звездата, но ние все пак гледаме звездата, откриваме планетните системи чрез нейните флуктуации.

Но в най-близката до нас планетарната система звездата епсилон Еридани - която е по-възрастна, вероятно помни песента на Висоцки за тау Цети, а която е малко по-възрастна, си спомня, че в началото на 60-те години започва търсенето на извънземни цивилизации от две звезди - Тау Кити и Епсилон Еридани. Оказа се, че не напразно са я гледали, тя има планетарна система. Ако погледнете най-общо, това е подобно: тук е Solar, тук е епсилон Eridani, той е подобен по структура. Ако се вгледате по-отблизо, ние не виждаме малки планети близо до Epsilon Eridani, където трябва да има земни планети. Защо не можем да видим? Защото е трудно да ги видиш. Може би ги има, но е трудно да ги забележим.

Как могат да бъдат забелязани? Но има метод.

Ако погледнем самата звезда – сега гледаме Слънцето – тогава понякога на фона на повърхността на звездата виждаме как минава планетата. Това е нашата Венера. Понякога виждаме на фона на Слънцето как преминават Венера и Меркурий. Преминавайки на фона на звездата, планетата покрива част от повърхността на звездния диск и следователно потокът светлина, който получаваме, леко намалява.

Не можем да видим повърхността на далечни звезди със същите детайли, ние ги възприемаме просто като ярка точка на небето. Но ако следвате нейната яркост, тогава в момента, в който планетата минава на фона на диска на звездата, трябва да видим как яркостта леко ще намалее, след което отново ще бъде възстановена. Този метод, методът за покриване на звезда с планети, се оказа много полезен за откриване на малки, земни планети.

Това беше първият път, когато поляците откриха подобна ситуация. Те наблюдаваха - имат полска обсерватория в Южна Америка - наблюдаваха звезда и изведнъж яркостта намаля, само малко намаля (а това е теоретична крива). Оказа се, че на фона на звездата е преминала непозната досега планета. Сега този метод се използва усилено и вече не от Земята, а главно от Космоса. Точността на наблюденията е по-висока, атмосферата не пречи.

Французите за първи път преди две години - преди година и половина - изстреляха сравнително малкия космически телескоп COROT. Е, ето, французите са с европейците, в сътрудничество с други европейци. А преди месец – преди три седмици – американците пуснаха големия телескоп Кеплер, който също се занимава с подобни наблюдения. Гледат звездата и чакат планетата да мине на фона й; за да не се сбъркат, гледат милиони звезди наведнъж. И вероятността да хванете такова събитие, разбира се, се увеличава.

Освен това, когато планета минава на фона на звезда, звездната светлина преминава през атмосферата на планетата и ние, най-общо казано, можем дори да изучаваме спектъра на атмосферата, поне можем да определим нейния газов състав. Би било хубаво да получите образ на планетата като цяло. И сега те вече са се приближили до това, добре, всъщност не са се доближили, но са се научили как да го правят. Как?

Измисли системи за подобряване на качеството на изображението в телескопите. Това се нарича адаптивна оптика. Погледнете: това е диаграма на телескопа, това е основното му огледало, което фокусира светлината. Опростявам малко, но факт е, че, преминавайки през атмосферния слой, светлината се замъглява и изображенията стават много нискоконтрастни, неясни. Но ако огънем огледалото, така че да възстанови качеството на изображението, тогава от петното получаваме по-контрастен, по-рязък, по-остър модел. Същото, което можете да видите от космоса, но на Земята. Така да се каже, да поправим това, което развали атмосферата.

И с помощта на този метод, в края на миналата година, през ноември 2008 г., до изображението на звезда - това е по технически причини, няма нищо общо със самата звезда, само отблясък от нея - бяха открити три планети. Те го видяха, нали знаеш. Те не просто разбраха, че са до звездата, а ги видяха.

И тогава, приблизително, според мен, също в края на ноември, този американски "Хъбъл", който лети в орбита, до звездата Фомалхаут, затваряйки го с капак, откри прахов диск и, като се вгледах отблизо, аз видях и гигантска планета. В продължение на две различни години се извършваше стрелбата, движеше се в орбита, абсолютно очевидно е, че това е планета.

Каква е радостта от това откритие? Сега имаме изображение на планетата, можем да я анализираме за спектрален състав и да видим какви газове има в атмосферата.

И това ни предлагат биолозите – какви четири биомаркера трябва да се търсят в атмосферата на планетата, за да се разбере има ли там живот или не.

Първо, наличието на кислород, най-добре под формата на O 3 - озон (оставя добри спектрални линии). На второ място, в инфрачервения спектър можете да намерите линии на CO 2 - въглероден диоксид - който също по някакъв начин е свързан с живота; трето, водна пара и, четвърто, CH 4 - метан. На Земята, поне в земната атмосфера, метанът е отпадъчен продукт на добитъка, казват те. Той също някак свидетелства за съществуването на живота. Тези четири спектрални маркера изглежда са най-лесните за намиране в близост до планети. Е, някой ден може би ще долетим до тях и ще видим от какво се състоят, каква природа има и т.н.

Завършвайки цялата тази история, искам да припомня, че това все пак е фестивал на книгата и на тези, които по принцип се интересуват от тази тема, да кажа, че започнахме да издаваме поредица от книги.

Първите две вече излязоха и само в тях, особено във втория, има много повече, отколкото ви казах днес за планетите на Слънчевата система, за най-новите открития, които пише.

И сега в печатницата е предадена подробна книга за Луната (след две седмици ще излезе), защото за Луната всъщност е направено много и много малко е разказано. Луната е изключително интересна планета както за наземни изследвания, така и в смисъл на експедиции. Ако проявявате интерес, можете да продължите да изучавате тази тема.

Благодаря. Въпроси сега, ако има такива... Моля.

Въпрос. Въпросът е: коя страна е най-напреднала в изследването на космоса?

В.Г.Сурдин.САЩ.

Въпрос.Но за Съединените щати?

В.Г.Сурдин.Не, според възможностите. Днес или американците, или ние можем да летим в космоса, така да се каже, всеки ден при поискване, няма други възможности. Китай се приближава към нас по отношение на изстрелване в космоса. Те също започват да носят спътници на други хора и така нататък. Но все още се интересувам от научното изследване на космоса и в този смисъл вероятно сега сме сред шестте или седемте водещи държави.

На луната, точно сега, днешната ситуация. Японски, китайски и индийски спътници вече летят около Луната. След 2-3 дни ще има американска - ами американци често летят там, а през изминалите години летяха и хора бяха там. Вече 40 години - почти 40 години - нищо не е летяло до Луната. Отдавна спряхме да изстрелваме каквото и да било към планетите. Американци - видяхте колко много ви показах. Тоест в научен смисъл американците, разбира се, практически нямат конкуренция. И технически, ние все още държим на старото ...

В.Г.Сурдин.Не знам кой какво е решил, но ето отговора на въпроса.

Въпрос.Кажете ми тези фонтани на Енцелад - кога се планира проучването?

В.Г.Сурдин.Планира се след четири години, но ще има ли пари или не...

Въпрос.А данните ... тоест кога ще има наблюдения?

В.Г.Сурдин.И зависи каква ракета можеш да си купиш за полета. Най-вероятно устройството ще бъде леко и ще лети веднага. Един тежък апарат трябва да лети от планета на планета и ако е малък и има напълно определена цел, тогава вероятно ще го направи веднага и така в продължение на четири години, да, около четири.

Въпрос.След 10 години може би ще разберем, че...

В.Г.Сурдин.Може би да.

Въпрос.Владимир Георгиевич, имате толкова интересни книги. Така че прочетох книгата "Звезди" с голям интерес, сега прочетох и "Слънчевата система" със същия интерес, който вие показахте. Жалко, тиражът е само 100 екземпляра.

В.Г.Сурдин.Не, не, имаше тираж от 400 екземпляра, защото RFBR подкрепи този проект, а сега той беше преиздаден. И в същия сериал излезе "Звезди", а ние вече сме второто му издание... Знаете ли, тиражът днес - изобщо няма смисъл да се мисли за това. Колко хора купуват, толкова много печатат.

Въпрос.Владимир Георгиевич, кажете ми, моля, как определяте размерите - това са тези, които показахте - на телата на пояса на Кайпер много далеч от Земята?

В.Г.Сурдин.Размерите се определят само от яркостта на обекта. По неговите спектрални характеристики, по цвета му може да се разбере колко добре отразява светлината. И въз основа на общото количество отразена светлина, вече изчислете площта на повърхността и, разбира се, размера на тялото. Тоест, ние все още не сме различили нито един от тях, за да представим картината, само по яркост.

Въпрос.Владимир Георгиевич, кажете ми, моля, откъде идва енергията за вулканични изригвания на Йо?

В.Г.Сурдин.Енергията за изригване на вулкани и поддържане на моретата под леда в разтопено състояние се взема от самата планета.

Въпрос.От радиоактивен разпад?

В.Г.Сурдин.Не, не от радиоактивен разпад. По принцип от гравитационното взаимодействие на спътника с неговата планета. По същия начин, както Луната причинява морски приливи на Земята, не само морските приливи, но и в твърдото тяло на Земята има приливи. Но те са малки, само на половин метър океанът се издига тук-там. Земята на Луната причинява приливи и отливи, високи вече няколко метра, а Юпитер на Йо предизвиква приливи с амплитуда от 30 км и това е, което просто я затопли, тези постоянни деформации.

Въпрос.Моля, кажете ми какво прави нашето правителство, за да финансира повече развитието на науката?

В.Г.Сурдин.О, не знам. Е, за бога, не мога да отговоря на този въпрос.

Въпрос.Не, все още си близо...

В.Г.Сурдин.Далеч. Къде е правителството и къде... Нека бъдем по-конкретни.

Въпрос.Моля, кажете ми дали има информация, че все още се подготвя експедиция до Марс.

В.Г.Сурдин.Въпросът е дали се подготвя експедиция до Марс. Тук имам много личен и може би нетрадиционен възглед. Първо, те готвят.

Обърнете внимание на името на тези ракети. Къде са те при нас, същите тези американски ракети? Която уж подготвят - ами не уж, а всъщност - за полети до Луната, а ракетата-носител се казва "Арес-5". Арес е гръцкият синоним на Марс, така че ракетите, най-общо казано, са направени с идея - направени с идея - и марсиански експедиции. Твърди се, че ако там, без много комфорт, тогава 2-3 души с помощта на такива превозвачи могат да летят до Марс. Американците изглежда официално се подготвят за експедиции до Марс някъде около 2030 г. Нашите, както винаги, казват: какво има, дайте пари - до 2024 г. ще летим на Марс. И сега, дори в Института по медико-биологични проблеми, има такъв наземен полет до Марс, момчетата седят 500 дни в банката, има много, като цяло, нюанси, дори не изглежда като космически полет . Е, добре, седят и каквото им трябва, ще седнат.

Но - въпросът е: трябва ли човекът да лети до Марс? Експедиция с екипаж с хора струва поне 100 пъти по-скъпо от добро здраво автоматично превозно средство. 100 пъти. На Марс – днес изобщо нямах възможност да разкажа за Марс – се откриха много интересни и неочаквани неща. Според мен най-интересното: на Марс са открити кладенци с диаметър от 100 до 200 м, никой не знае каква дълбочина, дъното не се вижда. Това са най-обещаващите места за търсене на живот на Марс. Тъй като под повърхността е по-топло, има повече въздушно налягане и най-важното е по-висока влажност. И ако в тези кладенци няма марсианец... но нито един астронавт никога няма да слезе там през живота си, това е извън техническите възможности. В същото време парите на една пилотирана експедиция могат да пуснат сто автоматични. И балони, и всякакви хеликоптери, и леки планери, и роувъри, които американците карат там вече шеста година, два ровера, два месеца по-късно тежкият лети там. Струва ми се, че изпращането на експедиция с хора е ирационално.

Още един аргумент срещу полета на човека до Марс: ние все още не знаем какъв живот има на Марс, но вече ще донесем своя там. Досега всички апарати, които кацнаха на Марс, бяха стерилизирани, за да не дай Боже да не заразим Марс с нашите микроби, иначе няма да разберете къде са. И не можете да стерилизирате хората. Ако ги има ... скафандърът не е затворена система, той диша, изхвърля го ... общо взето, полетът на човек до Марс е да зарази Марс с нашите микроби. И какво тогава? Кому е нужно?

Още един аргумент. Радиационната опасност при полет до Марс е около 100 пъти по-висока, отколкото при полет до Луната. Само изчисленията показват, че човек лети от Марс, дори и без кацане, само напред-назад, без да спира, силно... с лъчева болест, въобще с левкемия. И това... необходимо ли е? Спомням си, че нашите космонавти казаха: дайте ни еднопосочен билет. Но на кого му пука? Героите като цяло са необходими там, където са необходими. А за науката, струва ми се, е необходимо да се изследва Марс с автоматични средства, това сега върви много добре и сега подготвяме проекта Марс-Фобос за полет до спътника на Марс. Може би в крайна сметка ще се реализира. Струва ми се, че това е обещаващ път.

И не забравяйте, че през 50-60-те години всички дълбоководни изследвания у нас се извършваха от човек в батискаф, нали? През последните 20 години цялата океанологична наука, по-дълбока от 1 км, беше направена от автоматични машини. Там вече никой няма да праща хора, защото е трудно да се осигури човешки живот, апаратите трябва да са масивни и скъпи. Вендинг машини правят всичко това лесно и за по-малко пари. Струва ми се, че в космонавтиката ситуацията е същата: полетите на човека в орбита вече не са наистина необходими, а дори и до планетите изобщо... Е, PR, като цяло. Но това е само моята гледна точка. Има хора, които са "за" с две ръце.

Въпрос.Поп въпрос. Има ли някакви научно необясними обекти в Слънчевата система, нещо странно, но подобно на следите от извънземна цивилизация?

В.Г.Сурдин.Честно казано, все още не са открити следи от цивилизация, въпреки че не са изключени. Ако искахме по някакъв начин нашата собствена цивилизация, поне споменът за нея или нейните постижения да запазим, добре, в случай, не знам, в случай на ядрена война или там астероид падне на Земята, тогава Основното нещо, което трябва да направим, е да поставим нашите бази данни някъде далеч. До луната, до спътниците на планетите, като цяло, по-далеч от Земята. И мисля, че и други биха направили същото. Но досега нищо не е открито.

Въпрос.Това са тези явни правоъгълни обекти ...

В.Г.Сурдин.Е, имаше снимки на лице с форма на сфинкс на повърхността на Марс. Помните ли "Сфинкса на Марс"? Снимах - сега орбиталният разузнавателен апарат на Марс лети около Марс, това е американско устройство с яснота на изображенията до 30 см на повърхността на Марс - снимах: планината се оказа обикновена. Имаше комплекс от пирамиди като пирамидите в Гиза, същият тези Хеопс, тези също са на Марс. Снимано: планините се оказаха, такива стари планински останки. Сега познаваме Марс много по-добре от повърхността на Земята, защото имаме 2/3 покрити от океана, повече гори и т. н. Марс е чист, всичко е снимано до такива детайли. Когато роувър върви по Марс, той се наблюдава и вижда от орбита на Марс. Просто от него се вижда пистата и самия роувър, къде ще се катери. Така че няма следа.

Но тези пещери преследват мен и други хора. Те бяха открити наскоро, опитахме се да ги разгледаме. Това е просто вертикален кладенец, с размерите на Лужники. Стига до неразбираема дълбочина. Това е мястото, където трябва да погледнете. Може да е всичко. Не знам, градът е малко вероятен, но животът е много възможен.

Въпрос.Моля, кажете ни няколко думи за колайдера: какво се случи с него?

В.Г.Сурдин.Е, аз не съм физик, не знам кога ще започне да работи, но са похарчени много пари, така че той отново е ... Въпросът е друг. Не искат да го пускат през зимата. Той изяжда енергията на целия този квартал около Женевското езеро и през лятото пак му стига, а през зимата просто ще засади всичките им подстанции. Ще го направят, разбира се. Вероятно през есента ще работи чудесно. Устройството е много интересно.

Забележка от публиката.Не, просто много страхове го настигат...

В.Г.Сурдин.Хайде. Е, нека ги настигнат. Страхът се продава добре.

Благодаря. Ако няма повече въпроси, благодаря, до следващия път.

Тази енциклопедия ще бъде полезна на всички, които се интересуват от структурата на Вселената и космическата физика, които по естеството на дейността си са свързани с изследването на космоса. Той предоставя подробни интерпретации на повече от 2500 термина от широк спектър от космически науки – от астробиология до ядрена астрофизика, от изследване на черни дупки до търсене на тъмна материя и тъмна енергия. Приложенията с небесни карти и най-новите данни за най-големите телескопи, планети и техните спътници, слънчеви затъмнения, метеорни дъждове, звезди и галактики го правят удобна справка.
Книгата е предназначена основно за ученици, студенти, учители, журналисти и преводачи. Много от нейните статии обаче ще привлекат вниманието на напреднали астрономи и дори професионални астрономи и физици, тъй като повечето от данните са за средата на 2012 г.

Изключителни астрономи любители.
През XVII-XVIII век. малкият персонал на държавните обсерватории се занимаваше основно с приложни изследвания, насочени към подобряване на времето и методите за определяне на географската дължина. Следователно търсенето на комети и астероиди, изучаването на променливи звезди и явления на повърхността на Слънцето, Луната и планетите се занимаваха главно от астрономи-любители. През XIX век. професионалните астрономи започнаха да обръщат повече внимание на звездните астрономически и астрофизични изследвания, но в тези области любителите на науката често бяха на преден план.

На границата на 18 и 19 век. работи като най-великият астрономи-любители - музикантът, диригентът и композиторът Уилям Хершел, чийто верен помощник и наследник е сестра му Каролайн. От гледна точка на любителската астрономия, основната заслуга на В. Хершел не е в откриването на планетата Уран или съставянето на каталози от хиляди мъглявини и звездни купове, а в демонстрирането на възможността за занаятчийско производство на големи телескопи- рефлектори. Това е, което определя основната посока на любителското телескопично строителство за няколко века напред.

Изтеглете безплатно електронна книга в удобен формат, гледайте и четете:
Изтеглете книгата Голяма енциклопедия по астрономия, Сурдин В.Г., 2012 - fileskachat.com, бързо и безплатно изтегляне.

• Енциклопедия за деца, астрономия, Аксьонова М., Володин В., Дурлевич Р., 2013 г.
• Голяма илюстрирана енциклопедия, Планети и съзвездия, Раделов С.Ю., 2014

Следните уроци и книги.

Сурдин Владимир Георгиевич (1 април 1953 г., Миас, Челябинска област) - руски астроном, д-р. Московски държавен университет Sternberg (GAISH).

След като завършва Физическия факултет на Московския държавен университет, Владимир Георгиевич работи в ВОИ от три десетилетия. Изследователските интереси варират от произхода и динамичната еволюция на звездните системи до еволюцията на междузвездната среда и образуването на звезди и звездни купове.

Владимир Георгиевич чете няколко курса по астрономия и звездна динамика в Московския държавен университет и популярни лекции в Политехническия музей.

Книги (11)

Астрология и наука

Има ли връзка между астрологията и науката? Някои твърдят, че самата астрология е наука, докато други са убедени, че астрологията не е нищо повече от гадаене от звездите. Книгата разказва как учените се отнасят към астрологията, как проверяват астрологичните прогнози и кой от големите астрономи и до каква степен е бил астролог.

Корица: Картината на холандския художник Ян Вермеер (1632-1675), сега в Лувъра, Париж, изобразява астроном. Или астролог?

галактики

Четвъртата книга от поредицата "Астрономия и астрофизика" съдържа преглед на съвременните концепции за гигантски звездни системи - галактики. Разказва се историята на откриването на галактиките, техните основни типове и класификационни системи. Дадени са основите на динамиката на звездните системи. Подробно са описани най-близките галактически квартали и работите по глобалното изследване на Галактиката. Представени са данни за различни видове галактически популации – звезди, междузвездна среда и тъмна материя. Описани са особеностите на активните галактики и квазарите, както и еволюцията на възгледите за произхода на галактиките.

Книгата е предназначена за студенти от природонаучни факултети на университети и специалисти в сродни области на науката. Книгата представлява особен интерес за любителите на астрономията.

Динамика на звездните системи

Големите астрономически открития на Николай Коперник, Тихо Брахе, Йоханес Кеплер, Галилео Галилей поставят началото на нова научна ера, стимулирайки развитието на точните науки.

Астрономията беше удостоена с честта да положи основите на естествените науки: по-специално, създаването на модел на планетарната система доведе до появата на математически анализ.

От тази брошура читателят ще научи за много от фантастичните постижения на астрономията, направени през последните десетилетия.

звезди

Книгата "Звезди" от поредицата "Астрономия и астрофизика" съдържа преглед на съвременните концепции за звездите.

Разказва за имената на съзвездията и имената на звездите, за възможността за наблюдението им през нощта и през деня, за основните характеристики на звездите и тяхната класификация. Основното внимание се отделя на природата на звездите: тяхната вътрешна структура, енергийни източници, произход и еволюция. Обсъждат се късните етапи на еволюцията на звездите, водещи до образуването на планетарни мъглявини, бели джуджета, неутронни звезди, както и изблици на нови и свръхнови.

Марс. Страхотна конфронтация

В книгата „Марс. Голямата конфронтация ”разказва за изследването на повърхността на Марс в миналото и настоящето.

Подробно е представена историята на наблюденията на марсианските канали и дискусията за възможността за живот на Марс, която се е състояла в периода на неговото изследване с помощта на земната астрономия. Представени са резултатите от съвременните изследвания на планетата, нейните топографски карти и снимки на повърхността, получени по време на голямото противопоставяне на Марс през август 2003 г.

Неуловима планета

Увлекателна история на специалист за това как те търсят и намират нови планети във Вселената.

Понякога щастливият инцидент решава всичко, но по-често - години упорита работа, изчисления и много часове бдения пред телескопа.

НЛО. Бележки на астронома

Феноменът НЛО е многостранен феномен. От него се интересуват и журналисти в търсене на сензации, и учени в търсене на нови природни феномени, и военни, страхуващи се от интригите на врага, и просто любопитни хора, които са сигурни, че „няма дим без огън“.

В тази книга астроном, експерт по небесни явления, изразява своето виждане за проблема с НЛО.

Пътуване до Луната

Книгата разказва за Луната: за нейните наблюдения с телескоп, за изследването на нейната повърхност и недра с автоматични устройства и за пилотирани експедиции на астронавти по програма Аполо.

Дават се исторически и научни данни за Луната, снимки и карти на нейната повърхност, описания на космически кораби и подробен разказ за експедиции. Обсъждат се възможностите за изучаване на Луната с научни и любителски средства и перспективите за нейното изследване.

Книгата е предназначена за тези, които се интересуват от космически изследвания, започват самостоятелни астрономически наблюдения или се интересуват от историята на технологиите и междупланетните полети.

Изследване на далечни планети

Задачите са предшествани от кратко историческо въведение. Изданието има за цел да помогне при преподаването на астрономия в университети и училища. Съдържа оригинални задачи, свързани с развитието на астрономията като наука.

Много задачи имат астрофизичен характер, така че помагалото може да се използва и в часовете по физика.

слънчева система

Втората книга от поредицата „Астрономия и астрофизика“ съдържа преглед на съвременното състояние на изучаването на планетите и малките тела на Слънчевата система.

Обсъждат се основните резултати, получени в земната и космическата планетарна астрономия. Представени са съвременните данни за планетите, техните спътници, комети, астероиди и метеорити. Представянето на материала е насочено основно към младши студенти от природонаучни факултети на университети и специалисти в сродни области на науката.

Книгата представлява особен интерес за любителите на астрономията.

Вътрешната област на Слънчевата система е обитавана от различни тела: големи планети, техните спътници, както и малки тела - астероиди и комети. От 2006 г. е въведена нова подгрупа в групата на планетите - планети джуджета ( планета на джуджета), притежаващи присъщите качества на планетите (сфероидна форма, геоложка активност), но поради ниската си маса не са в състояние да доминират в близост до своята орбита. Сега 8-те най-масивни планети - от Меркурий до Нептун - се наричат ​​просто планети ( планета), въпреки че в разговор астрономите често ги наричат ​​„големи планети“ за недвусмисленост, за да ги разграничат от планетите джуджета. Терминът "малка планета", който се прилага за астероиди от много години, сега е отхвърлен, за да се избегне объркване с планетите джуджета.

В областта на големите планети виждаме ясно разделение на две групи от по 4 планети всяка: външната част на тази област е заета от планети-гиганти, а вътрешната част е заета от много по-малко масивни земни планети. Групата гиганти също обикновено се разделя наполовина: газови гиганти (Юпитер и Сатурн) и ледени гиганти (Уран и Нептун). В групата на земните планети също е планирано разделяне наполовина: Венера и Земята са изключително сходни една с друга по много физически параметри, а Меркурий и Марс са по-ниски от тях по маса с порядък и са почти лишени от атмосфера (дори Марс я има стотици пъти по-малко от тази на Земята, а Меркурий на практика липсва).

Трябва да се отбележи, че сред двестате спътника на планетите могат да се разграничат най-малко 16 тела, които имат вътрешни свойства на пълноценни планети. Често те превъзхождат по размер и маса планетите джуджета, но в същото време са под контрола на гравитацията на много по-масивни тела. Говорим за Луната, Титан, галилеевите луни на Юпитер и други подобни. Поради това би било естествено да се въведе в номенклатурата на Слънчевата система нова група за такива „подчинени“ обекти от планетарен тип, наричайки ги „планети-сателити“. Но тази идея все още се обсъжда.

Да се ​​върнем към земните планети. В сравнение с гигантите, те са привлекателни с това, че имат твърда повърхност, върху която могат да кацат космическите сонди. От 1970 г. автоматични станции и самоходни превозни средства на СССР и САЩ многократно са кацали и успешно са работили на повърхностите на Венера и Марс. Кацанията на Меркурий все още не са извършени, тъй като полетите в близост до Слънцето и кацането върху масивно атмосферно тяло са технически много трудни.

Изучавайки земните планети, астрономите не забравят и самата Земя. Анализът на изображения от космоса даде възможност да се разбере много в динамиката на земната атмосфера, в структурата на нейните горни слоеве (където самолети и дори балони не се издигат), в процесите, протичащи в нейната магнитосфера. Сравнявайки структурата на атмосферите на земните планети, човек може да разбере много в тяхната история и по-точно да предскаже тяхното бъдеще. И тъй като всички висши растения и животни живеят на повърхността на нашата (или не само нашата?) Планета, характеристиките на по-ниските слоеве на атмосферата са особено важни за нас. Тази лекция се фокусира върху земните планети, главно техния външен вид и повърхностни условия.

Яркостта на планетата. Албедо

Гледайки планетата отдалеч, лесно можем да различим тела със и без атмосфера. Наличието на атмосферата, или по-скоро наличието на облаци в нея, прави външния вид на планетата променлив и значително увеличава яркостта на нейния диск. Това се вижда ясно, ако подредите планетите в редица от напълно безоблачни (безатмосферни) до напълно покрити с облаци: Меркурий, Марс, Земя, Венера. Каменните безатмосферни тела са подобни помежду си до почти пълна неразличимост: сравнете, например, мащабни изображения на Луната и Меркурий. Дори опитно око трудно може да различи повърхностите на тези тъмни тела, гъсто покрити с метеоритни кратери. Но атмосферата придава на всяка планета уникален вид.

Наличието или отсъствието на атмосфера на планетата се управлява от три фактора: температура, гравитационен потенциал на повърхността и глобално магнитно поле. Само Земята има такова поле и то значително предпазва нашата атмосфера от слънчеви плазмени потоци. Луната загуби атмосферата си (ако изобщо) поради ниската критична скорост на повърхността, а Меркурий заради високата температура и мощния слънчев вятър. Марс, с почти същата гравитация като Меркурий, успя да запази остатъците от атмосферата, тъй като поради разстоянието си от Слънцето е студен и не толкова интензивно издухван от слънчевия вятър.

По отношение на физическите си параметри Венера и Земята са почти близнаци. Те са много сходни по размер, маса, а оттам и по средна плътност. Вътрешната им структура - кора, мантия, желязно ядро ​​- също трябва да бъде подобна, въпреки че все още няма сигурност за това, тъй като липсват сеизмични и други геоложки данни за вътрешността на Венера. Разбира се, ние не проникнахме дълбоко в недрата на Земята: на повечето места - с 3–4 км, в някои точки – със 7–9 км, и само на едно – с 12 км. Това е по-малко от 0,2% от радиуса на Земята. Но сеизмичните, гравиметричните и други измервания позволяват да се прецени много детайлно вътрешността на Земята, докато за други планети такива данни почти няма. Подробни карти на гравитационното поле се получават само за Луната; топлинните потоци от вътрешността са измерени само на Луната; сеизмометрите досега също работеха само на Луната и (не много чувствителни) на Марс.

Геолозите все още съдят за вътрешния живот на планетите по характеристиките на тяхната твърда повърхност. Например, липсата на признаци на литосферни плочи близо до Венера значително я отличава от Земята, в еволюцията на повърхността на която тектонските процеси (континентален дрейф, разпространение, субдукция и др.) играят решаваща роля. В същото време някои косвени доказателства сочат възможността за тектоника на плочите на Марс в миналото, както и тектоника на ледените полета на Европа, луната на Юпитер. Така външното сходство на планетите (Венера – Земя) не гарантира сходството на вътрешната им структура и процеси в дълбините им. А планетите, които не са подобни една на друга, могат да демонстрират подобни геоложки явления.

Нека се върнем към това, което е на разположение на астрономите и други специалисти за директно изследване, а именно към повърхността на планетите или техния облачен слой. По принцип непрозрачността на атмосферата в оптичния диапазон не е непреодолима пречка за изследване на твърдата повърхност на планетата. Радар от Земята и от космически сонди направи възможно изследването на повърхностите на Венера и Титан чрез техните непрозрачни за светлина атмосфери. Тези работи обаче са от епизодичен характер и все още се извършват систематични изследвания на планетите с оптични инструменти. И по-важното е, че оптичното лъчение от Слънцето е основният източник на енергия за повечето планети. Следователно способността на атмосферата да отразява, разсейва и абсорбира тази радиация пряко влияе върху климата на повърхността на планетата.

Яркостта на повърхността на планетата зависи от разстоянието й от Слънцето, както и от наличието и свойствата на нейната атмосфера. Мътната атмосфера на Венера отразява светлината 2-3 пъти по-добре от частично облачната атмосфера на Земята, а безатмосферната повърхност на Луната е три пъти по-лоша от земната атмосфера. Най-ярката звезда на нощното небе, без да броим луната, е Венера. Той е много ярък не само заради относителната си близост до Слънцето, но и заради плътния облачен слой от концентрирани капчици сярна киселина, който перфектно отразява светлината. Нашата Земя също не е твърде тъмна, защото 30-40% от земната атмосфера е изпълнена с водни облаци, а те също разсейват и отразяват добре светлината. Ето снимка (фиг. 4.3), където Земята и Луната са били едновременно в кадъра. Това изображение е направено от космическата сонда Галилео, докато прелетя покрай Земята на път към Юпитер. Вижте колко е по-тъмна Луната от Земята и като цяло по-тъмна от всяка планета с атмосфера. Това е общо правило: неатмосферните тела са много тъмни. Факт е, че под въздействието на космическата радиация всяка твърда материя постепенно потъмнява.

Твърдението, че повърхността на луната е тъмна, обикновено предизвиква объркване: на пръв поглед лунният диск изглежда много ярък, безоблачен през нощта, дори ни заслепява. Но това е само в контраст с още по-тъмното нощно небе. За да се характеризира отражателната способност на всяко тяло, величина, наречена албедо... Това е степента на белота, тоест отразяването на светлината. Албедо равно на нула е абсолютна чернота, пълно поглъщане на светлината. Албедо, равно на единица, е пълно отражение. Физиците и астрономите имат няколко различни подхода за определяне на албедото. Ясно е, че яркостта на осветената повърхност зависи не само от вида на материала, но и от неговата структура и ориентация спрямо източника на светлина и наблюдателя. Например, пухкавият току-що паднал сняг има една стойност на отразяване, но снегът, върху който сте стъпили с ботуша си, има съвсем различна стойност. А зависимостта от ориентацията може лесно да се демонстрира с огледало, пропускащо слънчеви лъчи. Точната дефиниция на албедото от различни типове е дадена в главата „Бърз справочник“ (стр. 265). Познатите повърхности с различни албедо са бетон и асфалт. Осветени със същите светлинни потоци, те демонстрират различна визуална яркост: току-що измитият асфалт има албедо от около 10%, докато чистият бетон има около 50%.

Целият диапазон от възможни стойности на албедо е покрит от известни космически обекти. Да кажем, че Земята отразява около 30% от слънчевите лъчи, главно поради облаците, а плътната облачна покривка на Венера отразява 77% от светлината. Нашата Луна е едно от най-тъмните тела, отразявайки средно около 11% от светлината, а видимото й полукълбо, поради наличието на обширни тъмни "морета", отразява светлината още по-зле - по-малко от 7%. Но има и още по-тъмни обекти - например астероид 253 Матилда с неговото албедо от 4%. От друга страна има изненадващо леки тела: спътникът на Сатурн Енцелад отразява 81% от видимата светлина, а геометричното му албедо е просто фантастично – 138%, тоест е по-ярък от идеално бял диск със същото напречно сечение. Дори е трудно да се разбере как успява. Чистият сняг на Земята отразява светлината още по-лошо; какъв сняг лежи на повърхността на малък и сладък Енцелад?

Топлинен баланс

Температурата на всяко тяло се определя от баланса между топлинния поток към него и неговите загуби. Известни са три механизма на топлообмен: излъчване, топлопроводимост и конвекция. Последните два процеса изискват пряк контакт с околната среда, следователно в космическия вакуум първият механизъм, излъчването, става най-важният и всъщност единственият. За дизайнерите на космически технологии това създава значителни проблеми. Те трябва да вземат предвид няколко източника на топлина: слънцето, планетата (особено в ниски орбити) и вътрешните възли на самия космически кораб. И има само един начин за отделяне на топлина - излъчване от повърхността на устройството. За да поддържат баланса на топлинните потоци, дизайнерите на космическите технологии регулират ефективното албедо на космическия кораб, използвайки екранно-вакуумна изолация и радиатори. Когато такава система се повреди, условията в космическия кораб могат да станат много неудобни, както ни напомня историята на експедицията на Аполо 13 до Луната.

Но за първи път този проблем се среща през първата трета на XX век. създателите на балони с голяма надморска височина – т. нар. стратосферни балони. В онези години те все още не знаеха как да създадат сложни системи за термичен контрол за запечатана гондола, следователно бяха ограничени до прост избор на албедото на външната му повърхност. Историята на първите полети в стратосферата разказва колко чувствителна е телесната температура към своето албедо. Швейцарецът Огюст Пикар боядиса гондолата на своя стратосферен балон FNRS-1 от едната страна в бяло, а от другата в черно. Той трябваше да регулира температурата в кабинковия лифт, като завърта сферата с една или друга страна към Слънцето: за целта отвън беше монтиран витло. Но устройството не работи, слънцето грееше от "черната" страна, а вътрешната температура при първия полет се повиши до + 38 ° C. При следващия полет цялата капсула беше просто покрита със сребърна боя, за да отразява слънчевите лъчи. Вътре стана минус 16°C.

Американски дизайнери на стратосферен балон изследователвзеха предвид опита на Picard и приеха компромисен вариант: боядисаха горната част на капсулата в бяло, а долната - в черно. Идеята беше, че горната половина на сферата ще отразява слънчевата радиация, а долната половина ще абсорбира топлината от Земята. Тази опция се оказа добра, но и не идеална: по време на полетите в капсулата беше + 5 ° C.

Съветските стратонавти просто изолираха алуминиеви капсули със слой филц. Както показа практиката, това решение беше най-успешното. Вътрешната топлина, генерирана главно от екипажа, беше достатъчна за поддържане на стабилна температура.

Но ако планетата няма собствени мощни източници на топлина, тогава стойността на албедото е много важна за нейния климат. Например нашата планета поглъща 70% от падащата върху нея слънчева светлина, превръщайки я в собствено инфрачервено лъчение, като по този начин поддържа кръговрата на водата в природата, съхранявайки я в резултат на фотосинтеза в биомаса, нефт, въглища, газ. Луната поглъща почти цялата слънчева светлина, "неумело" я превръща във високоентропийно инфрачервено лъчение и по този начин поддържа сравнително висока температура. Но Енцелад със своята идеално бяла повърхност гордо отблъсква почти цялата слънчева светлина от себе си, за което плаща с чудовищно ниска повърхностна температура: средно около -200 ° C, а на някои места до -240 ° C. Тази луна обаче - "цялата в бяло" - не страда много от външния студ, тъй като има алтернативен източник на енергия - приливното гравитационно влияние на съседа си Сатурн (глава 6), който поддържа подледния си океан в течност състояние. Но земните планети имат много слаби вътрешни източници на топлина, така че температурата на тяхната твърда повърхност до голяма степен зависи от свойствата на атмосферата - от способността й, от една страна, да отразява част от слънчевите лъчи обратно в космоса, а от от друга страна, за да запази енергията на радиацията, която е преминала през атмосферата, до повърхността на планетата.

Парниковият ефект и климатът на планетата

В зависимост от това колко далеч от Слънцето е планетата и каква част от слънчевата светлина поглъща, се формират температурни условия на повърхността на планетата, нейния климат. Как изглежда спектърът на всяко самосветещо тяло, като звезда например? В повечето случаи спектърът на звезда е "едногърба", почти планкова крива, в която позицията на максимума зависи от температурата на повърхността на звездата. За разлика от звездата, спектърът на планетата има две „гърбици“: той отразява част от звездната светлина в оптичния обхват, а другата част поглъща и преизлъчва в инфрачервения диапазон. Относителната площ под тези две гърбици се определя точно от степента на отражение на светлината, тоест албедото.

Нека разгледаме двете най-близки до нас планети – Меркурий и Венера. На пръв поглед ситуацията е парадоксална. Венера отразява почти 80% от слънчевата светлина и поглъща само около 20%, а Меркурий не отразява почти нищо, но поглъща всичко. Освен това Венера е по-далеч от Слънцето, отколкото Меркурий; на единица от облачната му повърхност пада 3,4 пъти по-малко слънчева светлина. Като се вземе предвид разликата в албедото, всеки квадратен метър от твърдата повърхност на Меркурий получава почти 16 пъти повече слънчева топлина от същата площ на Венера. И въпреки това, на цялата твърда повърхност на Венера, адски условия - огромна температура (калай и олово се топят!), И Меркурий е по-хладен! На полюсите има антарктически студ, а на екватора средната температура е + 67 ° C. Разбира се, през деня повърхността на Меркурий се нагрява до 430 ° C, а през нощта се охлажда до -170 ° C. Но вече на дълбочина 1,5–2 метра ежедневните колебания се изглаждат и можем да говорим за средна повърхностна температура от + 67 ° C. Горещо е, разбира се, но можеш да живееш. А в средните ширини на Меркурий обикновено има стайна температура.

Какъв е проблема? Защо Меркурий, близо до Слънцето и доброволно поглъщащ неговите лъчи, се нагрява до стайна температура, докато Венера, по-далеч от Слънцето и активно отразяваща лъчите му, е гореща като пещ? Как физиката ще обясни това?

Земната атмосфера е почти прозрачна: позволява 80% от входящата слънчева светлина да преминава през нея. В резултат на конвекция въздухът не може да "избяга" в космоса - планетата не го пуска. Това означава, че може да се охлажда само под формата на инфрачервено лъчение. И ако инфрачервеното лъчение остане заключено, то загрява онези слоеве на атмосферата, които не го освобождават. Самите тези слоеве се превръщат в източник на топлина и частично я насочват обратно към повърхността. Част от радиацията отива в космоса, но по-голямата част от нея се връща на повърхността на Земята и я загрява, докато се установи термодинамично равновесие. Как се инсталира?

Температурата се повишава и максимумът в спектъра се измества (законът на Виен), докато не намери "прозорец на прозрачност" в атмосферата, през който инфрачервените лъчи ще излязат в космоса. Балансът на топлинните потоци се установява, но при по-висока температура, отколкото би могла да бъде при отсъствието на атмосферата. Това е парниковият ефект.

В живота си често се сблъскваме с парниковия ефект. И не само под формата на градинска оранжерия или дебело кожено палто, което се носи в мразовит ден, за да се стопли (въпреки че самото кожено палто не излъчва, а само задържа топлина). Тези примери не демонстрират чист парников ефект, тъй като намаляват както лъчистото, така и конвективното отвеждане на топлината. Пример за ясна мразовита нощ е много по-близо до описания ефект. При сух въздух и безоблачно небе (например в пустинята) земята се охлажда бързо след залез слънце, а влажният въздух и облаците изглаждат дневните температурни колебания. За съжаление този ефект е добре познат на астрономите: ясните звездни нощи са особено студени, което прави работата с телескопа много неудобна. Връщайки се към фиг. 4.8, ще видим причината: това е пара NSВодата в атмосферата е основната пречка за пренасянето на топлина инфрачервено лъчение.

Луната няма атмосфера, което означава, че няма и парников ефект. На нейната повърхност термодинамичното равновесие се установява в изрична форма, няма обмен на радиация между атмосферата и твърдата повърхност. Марс има тънка атмосфера, но все пак неговият парников ефект добавя своите 8°C. И добавя почти 40 ° C към Земята. Ако нашата планета нямаше такава плътна атмосфера, температурата на Земята би била с 40° по-ниска. Днес средно + 15 ° C по целия свят, но би било -25 ° C. Всички океани ще замръзнат, повърхността на Земята ще стане бяла от сняг, албедото ще се повиши и температурата ще падне още по-ниско. Като цяло - нещо ужасно! Хубаво е, че парниковият ефект в нашата атмосфера работи и ни топли. И действа още по-силно на Венера - повишава средната венерианска температура с повече от 500°C.

Повърхност на планетите

Досега не сме се захванали с детайлно изследване на други планети, ограничавайки се основно до наблюдение на техните повърхности. Колко важна е информацията за външния вид на планетата за науката? Каква стойност може да ни каже изображението на нейната повърхност? Ако това е газообразна планета, като Сатурн или Юпитер, или твърда, но покрита с плътен слой облаци, като Венера, тогава виждаме само горния облачен слой и следователно нямаме почти никаква информация за самата планета. Облачната атмосфера, както казват геолозите, е супермлада повърхност: днес е такава, а утре ще бъде различна (или не утре, а след 1000 години, което е само един момент от живота на планетата).

Голямото червено петно ​​на Юпитер или два планетарни циклона на Венера се наблюдават от 300 години, но те ни разказват само за някои общи свойства на съвременната динамика на техните атмосфери. Нашите потомци, гледайки тези планети, ще видят съвсем различна картина и каква картина са могли да видят нашите предци, ние никога няма да разберем. По този начин, гледайки отвън планети с плътна атмосфера, не можем да съдим за миналото им, тъй като виждаме само променлив облачен слой. Съвсем различен въпрос е Луната или Меркурий, чиито повърхности съхраняват следи от метеоритни бомбардировки и геоложки процеси, протичащи през последните милиарди години.

И такова бомбардиране на планети-гиганти на практика не оставя следи. Едно от тези събития се случило в края на ХХ век точно пред очите на астрономите. Става дума за комета Обущари-Леви-9... През 1993 г., недалеч от Юпитервидя се странна верига от две дузини малки комети. Изчислението показа, че това са фрагменти от една комета, която е летяла близо до Юпитер през 1992 г. и е била разкъсана от приливния ефект на мощното си гравитационно поле. Астрономите не видяха епизода на самия разпад на кометата, а само уловиха момента, в който веригата от кометни отломки се отдалечава от Юпитер като „влак”. Ако разпадането не беше настъпило, тогава кометата, излетяла до Юпитер по хиперболична траектория, щеше да отиде в далечината по втория клон на хиперболата и най-вероятно никога повече нямаше да се приближи до Юпитер. Но тялото на кометата не издържа на приливното напрежение и се срутва, а енергийният разход за деформация и разкъсване на тялото на кометата намалява кинетичната енергия на орбиталното й движение, прехвърляйки фрагментите от хиперболична орбита в елиптична, затворена около Юпитер. Орбиталното разстояние в периапсиса се оказва по-малко от радиуса на Юпитер и през 1994 г. фрагментите се разбиват в планетата един след друг.

Инцидентът беше страхотен. Всеки "фрагмент" от ядрото на кометата е блок лед с размери 1-1,5 km. Те от своя страна полетяха в атмосферата на гигантската планета със скорост 60 km/s (втората космическа скорост за Юпитер), имайки специфична кинетична енергия (60/11) 2 = 30 пъти по-голяма, отколкото ако това беше сблъсък с Земята. Астрономите с голям интерес, макар и в безопасност на Земята, наблюдаваха космическата катастрофа на Юпитер. За съжаление, фрагменти от кометата удариха Юпитер от страната, която в този момент не се виждаше от Земята. За щастие точно по това време космическата сонда Галилео беше на път за Юпитер, той видя тези епизоди и ни ги показа. Поради бързото ежедневно въртене на Юпитер, зоните на сблъсък за няколко часа станаха достъпни за наземни телескопи и, което е особено ценно, за околоземни телескопи, като космическия телескоп Хъбъл. Това беше много полезно, тъй като всеки блок, разбиващ се в атмосферата на Юпитер, причиняваше колосална експлозия, унищожавайки горния облачен слой и създавайки за известно време прозорец за видимост дълбоко в атмосферата на Юпитер. И така, благодарение на бомбардирането с комети, успяхме да погледнем там за кратко. Но минаха два месеца - и по облачната повърхност не останаха никакви следи: облаците покриха всички прозорци, сякаш нищо не се беше случило.

Друг е въпросът - Земята... Метеоритните белези остават на нашата планета за дълго време. Пред вас е най-популярният метеоритен кратер с диаметър около 1 км и възраст около 50 хиляди години (фиг. 4.15). Все още се вижда ясно. Но кратери, образувани преди повече от 200 милиона години, могат да бъдат намерени само с помощта на фини геоложки методи. Отгоре не се виждат.

Между другото, има доста надеждно съотношение между размера на паднал на Земята голям метеорит и диаметъра на образувания от него кратер - 1:20. Кратер с диаметър от километър в Аризона се е образувал от удара на малък астероид с диаметър около 50 м. А в древни времена Земята е била удряна от по-големи „черупки“ – както на километри, така и на десет километра. Днес знаем около 200 големи кратера; те се наричат астроблеми(„Небесни рани“) и всяка година откриват по няколко нови. Най-големият, с диаметър 300 км, е открит в Южна Африка; възрастта му е около 2 милиарда години. На територията на Русия най-големият кратер е Попигай в Якутия, с диаметър 100 км. Известни са и по-големите, например южноафриканският кратер Vredefort с диаметър около 300 km или все още неизследваният кратер на Wilkes Land под ледената покривка на Антарктида, чийто диаметър се оценява на 500 km. Той беше идентифициран чрез радарни и гравиметрични измервания.

На повърхност лунакъдето няма вятър или дъжд, където няма тектонски процеси, метеоритните кратери съществуват милиарди години. Гледайки луната през телескоп, ние четем историята на космическите бомбардировки. На обратната страна има още по-полезна картина за науката. Изглежда, че по някаква причина особено големи тела никога не са падали там или, падайки, не са могли да пробият лунната кора, която от задната страна е два пъти по-дебела от видимата. Следователно течащата лава не запълни големи кратери и не скри исторически подробности. На всяко парче от лунната повърхност има метеоритен кратер, голям или малък, и има толкова много от тях, че по-младите унищожават образувалите се по-рано. Настъпи насищане: Луната вече не може да се умножи повече, отколкото е; кратери навсякъде. И това е прекрасна хроника на историята на Слънчевата система: идентифицирани са няколко епизода на активно образуване на кратери, включително ерата на тежка метеоритна бомбардировка (преди 4,1-3,8 милиарда години), която остави следи по повърхността на всички земни планети и много сателити. Защо потоци от метеорити удрят планети през тази ера, все още трябва да разберем. Необходими са нови данни за структурата на лунната вътрешност и състава на материята на различни дълбочини, а не само за повърхността, от която досега са били събирани проби.

живаквъншно подобен на луната, защото, подобно на нея, тя няма атмосфера. Неговата скалиста повърхност, не подложена на газова и водна ерозия, дълго време запазва следи от метеоритно бомбардиране. Сред земните планети Меркурий пази най-старите геоложки следи, датиращи отпреди около 4 милиарда години. Но на повърхността на Меркурий няма големи морета, пълни с тъмна втвърдена лава и подобни на лунните морета, въпреки че има не по-малко големи ударни кратери, отколкото на Луната.

Меркурий е около един и половина пъти по-голям от Луната, но масата му е 4,5 пъти по-голяма от тази на Луната. Факт е, че Луната е почти изцяло скалисто тяло, докато Меркурий има огромно метално ядро, което очевидно се състои главно от желязо и никел. Радиусът на ядрото е около 75% от радиуса на планетата (при Земята - само 55%), обемът - 45% от обема на планетата (при Земята - 17%). Следователно средната плътност на Меркурий (5,4 g / cm 3) е почти равна на средната плътност на Земята (5,5 g / cm 3) и значително надвишава средната плътност на Луната (3,3 g / cm 3). Имайки голямо метално ядро, Меркурий би могъл да надмине Земята по средната си плътност, ако не и малката сила на гравитацията на повърхността му. Имайки маса от само 5,5% от земната, тя има почти три пъти по-малко гравитация, която не е в състояние да уплътни недрата си толкова, колкото са се уплътнили недрата на Земята, в която дори силикатната мантия има плътност около 5 г/см 3.

Меркурий е труден за изследване, тъй като се движи близо до Слънцето. За да изстреля междупланетно превозно средство от Земята към нея, то трябва да бъде силно забавено, тоест ускорено в посока, противоположна на орбиталното движение на Земята: само тогава ще започне да „пада“ към Слънцето. Невъзможно е да направите това веднага с помощта на ракета. Затова в двата извършени до момента полета до Меркурий са използвани гравитационни маневри в полетата на Земята, Венера и самия Меркурий за забавяне на космическата сонда и прехвърлянето й в орбитата на Меркурий.

За първи път до Меркурий отиде през 1973 г. "Маринер 10" (НАСА). Първо се приближи до Венера, забави нейното гравитационно поле и след това премина близо до Меркурий три пъти през 1974-1975 г. Тъй като и трите срещи са се състояли в един и същи регион на орбитата на планетата и нейното денонощно въртене е синхронизирано с орбитата, и трите пъти сондата е заснела едно и също полукълбо на Меркурий, осветено от Слънцето.

През следващите няколко десетилетия нямаше полети до Меркурий. И едва през 2004 г. беше възможно да се стартира второто устройство - MESSENGER ( Повърхност на живак, космическа среда, геохимия и обхват; НАСА). След като извърши няколко гравитационни маневри близо до Земята, Венера (два пъти) и Меркурий (три пъти), сондата влезе в орбита около Меркурий през 2011 г. и провеждаше изследвания на планетата в продължение на 4 години.

Работата близо до Меркурий се усложнява от факта, че планетата е средно 2,6 пъти по-близо до Слънцето от Земята, така че потокът от слънчева светлина там е почти 7 пъти по-голям. Без специален "чадър" електронното пълнене на сондата би прегрявало. Сега се подготвя третата експедиция до Меркурий под името BepiColombo, в него участват европейци и японци. Изстрелването е насрочено за есента на 2018 г. Ще летят наведнъж две сонди, които ще влязат в орбита около Меркурий в края на 2025 г. след прелитане близо до Земята, две до Венера и шест близо до Меркурий. В допълнение към детайлното изследване на повърхността на планетата и нейното гравитационно поле, е планирано подробно изследване на магнитосферата и магнитното поле на Меркурий, което е загадка за учените. Въпреки че Меркурий се върти много бавно и металното му ядро ​​би трябвало да се охлади и втвърди отдавна, планетата има диполно магнитно поле, което е 100 пъти по-ниско по сила от това на Земята, но все пак поддържа магнитосферата около планетата. Съвременната теория за генериране на магнитно поле в небесните тела, така наречената теория на турбулентното динамо, изисква слой от течен проводник на електричество в недрата на планетата (за Земята това е външната част на желязното ядро) и относително бързо въртене. По каква причина ядрото на Меркурий все още е течно, все още не е ясно.

Меркурий има удивителна характеристика, която никоя друга планета няма. Движението на Меркурий в орбитата му около Слънцето и въртенето му около оста са ясно синхронизирани едно с друго: по време на два орбитални периода той прави три оборота около оста. Най-общо казано, астрономите са запознати със синхронното движение от дълго време: нашата Луна се върти синхронно около оста си и се върти около Земята, периодите на тези две движения са еднакви, тоест те са в съотношение 1: 1. И на други планети някои спътници показват същата функция. Това е резултат от приливния ефект.

За да проследим движението на Меркурий, поставяме стрелка върху повърхността му (фиг. 4.20). Вижда се, че за един оборот около Слънцето, тоест за една меркурианска година, планетата се е обърнала около оста си точно един и половина пъти. През това време денят в областта на стрелата се смени с нощ, измина половин слънчев ден. Още един годишен оборот - и в областта на стрелката денят идва отново, един слънчев ден е изтекъл. По този начин на Меркурий слънчевият ден продължава две години на Меркурий.

За приливите и отливите ще говорим подробно в глава 6. Именно в резултат на приливното влияние от Земята Луната синхронизира двете си движения – аксиално въртене и орбитално въртене. Земята има много силно влияние върху Луната: тя разтяга формата й, стабилизира нейното въртене. Орбитата на Луната е близка до кръгова, така че Луната се движи по нея с почти постоянна скорост на почти постоянно разстояние от Земята (степента на това „почти“ обсъждахме в Глава 1). Следователно приливният ефект се променя само леко и контролира въртенето на Луната по цялата й орбита, което води до резонанс 1: 1.

За разлика от Луната, Меркурий се движи около Слънцето по значително елиптична орбита, след което се приближава до звездата, след това се отдалечава от нея. Когато е далеч, в областта на афелия на орбитата, приливното влияние на Слънцето отслабва, тъй като зависи от разстоянието като 1 / Р 3. Когато Меркурий се приближи до Слънцето, приливите и отливите действат много по-силно, следователно само в областта на перихелий Меркурий ефективно синхронизира двете си движения - дневно и орбитално. Вторият закон на Кеплер казва, че ъгловата скорост на орбитално движение е максимална в точката на перихелий. Именно там се извършва "приливното улавяне" и синхронизирането на ъгловите скорости на Меркурий - дневни и орбитални. В точката на перихелия те са точно равни една на друга. Движейки се по-нататък, Меркурий почти престава да усеща приливното влияние на Слънцето и запазва ъгловата си скорост на въртене, като постепенно намалява ъгловата скорост на орбиталното си движение. Следователно за един орбитален период той успява да направи по един и половина дневни обороти и отново попада в „хватките“ на приливния ефект. Много проста и красива физика.

Повърхността на Меркурий е почти неразличима от луната. Дори професионалните астрономи, когато се появиха първите подробни снимки на Меркурий, ги показаха един на друг и попитаха: "Хайде, познайте, Луната ли е или Меркурий?" Наистина е трудно да се отгатне: и там, и там има повърхност, ударена от метеорити. Но, разбира се, има някои особености. Въпреки че на Меркурий няма големи лавови морета, повърхността му е хетерогенна: има области, които са по-стари и по-млади (основата за това е броят на метеоритните кратери). Меркурий се различава от Луната по наличието на характерни издатини и гънки на повърхността, които са възникнали в резултат на компресията на планетата по време на охлаждането на огромното й метално ядро.

Температурните спадове на повърхността на Меркурий са по-големи, отколкото на Луната: през деня на екватора + 430 ° C, а през нощта -173 ° C. Но почвата на Меркурий служи като добър топлоизолатор, следователно на дълбочина около 1 м, ежедневните (или двугодишни?) спадове на температурата вече не се усещат. Така че, ако летите до Меркурий, първото нещо, което трябва да направите, е да изкопаете землянка. На екватора ще бъде около + 70 ° C: горещо е. Но в района на географските полюси землянката ще бъде около -70 ° C. Така лесно можете да намерите географската ширина, на която ще бъде удобно в землянката.

Най-ниските температури се наблюдават на дъното на полярните кратери, където слънчевите лъчи никога не достигат. Именно там са открити отлаганията на воден лед, които преди това са били "опипвани" от радари от Земята, а след това са потвърдени от инструментите на космическата сонда MESSENGER. Произходът на този лед все още се обсъжда. Неговите източници могат да бъдат както комети, така и пара, излизаща от недрата на планетата. NSвода.

Живакът има цвят, въпреки че изглежда тъмносив за окото. Но ако увеличите цветовия контраст (както на фиг. 4.23), тогава планетата придобива красив и мистериозен вид.

Меркурий има един от най-големите ударни кратери в Слънчевата система - равнината на топлината ( Басейн Caloris) с диаметър 1550 км. Това е следа от удара на астероид с диаметър най-малко 100 км, който почти разцепи малка планета. Случи се около преди 3,8 милиарда години, по време на така наречената "късна тежка бомбардировка" ( Късна тежка бомбардировка), когато броят на астероидите и кометите в орбити, пресичащи орбитите на земните планети, се увеличи по не напълно ясни причини.

Когато Mariner 10 снима равнината на жегата през 1974 г., ние все още не знаехме какво се е случило от противоположната страна на Меркурий след този ужасен удар. Ясно е, че ако топката е ударена, тогава се възбуждат звукови и повърхностни вълни, които се разпространяват симетрично, преминават през "екватора" и се събират в точка на антипод, диаметрално противоположна на точката на удара. Смущението там се свива до точка и амплитудата на сеизмичните вибрации нараства бързо. Това е подобно на начина, по който карачите на добитъка щракат с камшика си: енергията и инерцията на вълната практически се запазват, а дебелината на камшика клони към нула, така че скоростта на трептене се увеличава и става свръхзвукова. Очакваше се, че в района на Меркурий срещу басейна Caloris, ще има картина на невероятно разрушение. Като цяло почти се оказа така: имаше обширна хълмиста площ с набраздена повърхност, въпреки че очаквах, че ще има кратер на антипод. Струваше ми се, че когато сеизмична вълна се срине, ще се появи феномен, „огледален” падането на астероида. Наблюдаваме това, когато капка падне върху спокойна водна повърхност: първо тя създава малка депресия, а след това водата се втурва обратно и хвърля малка нова капка нагоре. Това не се случи на Меркурий и сега разбираме защо: неговите недра се оказаха нехомогенни и точно фокусиране на вълните не се случи.

Като цяло релефът на Меркурий е по-гладък от този на Луната. Например, стените на кратерите на Меркурий не са толкова високи. Причината за това вероятно се дължи на по-голямата гравитация и по-топлите и меки черва на Меркурий.

Венера- втората планета от Слънцето и най-загадъчната от земните планети. Не е ясно какъв е произходът на неговата много плътна атмосфера, почти изцяло съставена от въглероден диоксид (96,5%) и азот (3,5%) и осигуряваща мощен парников ефект. Не е ясно защо Венера се върти толкова бавно около оста си – 244 пъти по-бавно от Земята, а също и в обратна посока. В същото време масивната атмосфера на Венера, или по-скоро нейният облачен слой, облита планетата за четири земни дни. Това явление се нарича супер ротацияатмосфера. В същото време атмосферата се трие в повърхността на планетата и отдавна трябваше да се забави, защото не може да се движи дълго време около планетата, чието твърдо тяло практически стои неподвижно. Но атмосферата се върти и дори в посока, противоположна на въртенето на самата планета. Ясно е, че енергията на атмосферата се разсейва от триенето в повърхността, а нейният ъглов импулс се предава на тялото на планетата. Това означава, че има приток на енергия (очевидно - слънчева), поради което топлинният двигател работи. Въпросът е: как се изпълнява тази машина? Как енергията на Слънцето се трансформира в движението на атмосферата на Венера?

Поради бавното въртене на Венера, силите на Кориолис върху нея са по-слаби, отколкото на Земята, така че атмосферните циклони са по-малко компактни там. Всъщност има само две от тях: едното в северното полукълбо, другото в южното. Всеки от тях се "вие" от екватора до собствения си полюс.

Горните слоеве на атмосферата на Венера бяха подробно проучени чрез прелитане (в процеса на гравитационна маневра) и орбитални сонди - американски, съветски, европейски и японски. Устройствата от серията Venera бяха пуснати там от съветски инженери в продължение на няколко десетилетия и това беше най-успешният ни пробив в областта на изследването на планетите. Основната задача беше да кацнем спускащото се превозно средство на повърхността, за да видим какво има под облаците.

Дизайнерите на първите сонди, подобно на авторите на научнофантастични произведения от онези години, се ръководят от резултатите от оптични и радиоастрономически наблюдения, от които следва, че Венера е по-топъл аналог на нашата планета. Ето защо в средата на ХХ век. всички писатели-фантасти - от Беляев, Казанцев и Стругацки до Лем, Бредбъри и Хайнлайн - представяха Венера като негостоприемен (горещ, блатен, с отровна атмосфера), но като цяло земен свят. По същата причина първият кораб за кацане на венериански сонди е направен не много здрави, неспособни да издържат на високо налягане. И те умряха, слизайки в атмосферата, един по един. След това корпусите им започнаха да се усилват, като се очакваше налягане от 20 атмосфери, но това не беше достатъчно. Тогава дизайнерите, "захапайки битката", създадоха титаниева сонда, която може да издържи на налягане от 180 атм. И той безопасно седна на повърхността ("Венера-7", 1970). Имайте предвид, че не всяка подводница може да издържи на такъв натиск, който цари на дълбочина около 2 км в океана. Оказа се, че на повърхността на Венера налягането не пада под 92 атм (9,3 МРа, 93 бара), а температурата е 464 ° C.

През 1970 г. мечтата за гостоприемна Венера, подобна на Земята от карбона, най-накрая е завършена.На повърхността на Венера са се превърнали в рутинна операция, но не е възможно да се работи там дълго време: след 1–2 часа вътрешността на апарата се нагрява и електрониката се поврежда.

Първите изкуствени спътници се появяват близо до Венера през 1975 г. ("Венера-9 и -10"). Като цяло работата по повърхността на Венера на спускащите се апарати Венера-9 ... -14 (1975–1981) се оказа изключително успешна, която изследва както атмосферата, така и повърхността на планетата на мястото на кацане , дори успя да вземе проби от почвата и да определи нейния химичен състав и механични свойства. Но най-голям ефект сред любителите на астрономията и космонавтиката предизвикаха предаваните от тях фотографски панорами на местата за кацане, първо черно-бели, а по-късно и цветни. Между другото, венерианското небе е оранжево, когато се гледа от повърхността. Красив! До момента (2017 г.) тези изображения остават единствени и предизвикват голям интерес сред планетарните учени. Те продължават да се обработват и от време на време по тях се откриват нови части.

Американската астронавтика също има значителен принос за изследването на Венера през онези години. Летящи апарати "Маринер-5 и -10" изучаваха горните слоеве на атмосферата. Pioneer Venera 1 (1978) стана първият американски спътник на Венера и извърши радарни измервания. И "Пионер-Венера-2" (1978 г.) изпрати 4 спускащи се превозни средства в атмосферата на планетата: един голям (315 кг) с парашут до екваториалната област на дневното полукълбо и три малки (90 кг всеки) без парашути - до средното географски ширини и на север от дневното полукълбо, както и нощното полукълбо. Нито един от тях не е проектиран да работи на повърхността, но едно от малките устройства се приземи безопасно (без парашут!) и работи на повърхността повече от час. Този калъф ви позволява да усетите колко висока е плътността на атмосферата на повърхността на Венера. Атмосферата на Венера е почти 100 пъти по-масивна от земната, а плътността й на повърхността е 67 kg / m 3, което е 55 пъти по-плътно от земния въздух и само 15 пъти по-малко от плътността на течната вода.

Не беше лесно да се създадат издръжливи научни сонди, които да издържат на налягането на венерианската атмосфера, както на километър дълбочина в земните океани. Но беше още по-трудно да ги накараш да издържат на температурата на околната среда (+ 464 ° C) в такъв гъст въздух. Топлинният поток през корпуса е колосален, така че дори най-надеждните устройства работеха не повече от два часа. За да се спуснат възможно най-бързо на повърхността и да удължат работата там, Венера пусна парашут по време на кацане и продължи спускането, спирайки само с малък щит на корпуса си. Ударът върху повърхността беше смекчен от специално амортисьорно устройство - опора за кацане. Дизайнът беше толкова успешен, че Venera-9 кацна на наклон от 35 ° без никакви проблеми и работи нормално.

Такива панорами на Венера (фиг. 4.27) бяха публикувани веднага след получаването им. Тук може да се забележи едно любопитно събитие. По време на спускането всяка камера беше защитена с полиуретанов капак, който след кацане се изстреля назад и падна. На горната снимка това бяло полукръгло покритие се вижда на стълба за кацане. Къде е тя на долната снимка? Лежи вляво от центъра. Точно в него, изправяйки се, устройството за измерване на механичните свойства на почвата заби сондата си. Измервайки твърдостта му, той потвърди, че е полиуретан. Устройството, така да се каже, беше тествано на място. Вероятността за това тъжно събитие беше близка до нула, но се случи!

Предвид високото албедо на Венера и колосалната плътност на нейната атмосфера, учените се съмняваха, че повърхността ще има достатъчно слънчева светлина за снимане. В допълнение, гъста мъгла може да виси на дъното на газовия океан на Венера, разпръсквайки слънчева светлина и предотвратявайки получаването на контрастно изображение. Затова на първия кацащ апарат бяха монтирани халогенни живачни лампи за осветяване на почвата и създаване на светлинен контраст. Но се оказа, че има достатъчно естествена светлина: на Венера е светлина, като в облачен ден на Земята. И контрастът при естествена светлина също е напълно приемлив.

През октомври 1975 г. спускателният апарат "Венера-9" и "-10" чрез своите орбитални блокове предават на Земята първите по рода си снимки на повърхността на друга планета (ако не вземем предвид Луната). На пръв поглед перспективата в тези панорами изглежда странно изкривена поради въртенето на посоката на снимане. Тези изображения бяха получени от телефотометър (оптико-механичен скенер), чийто „поглед“ бавно се премести от хоризонта към „краката“ на спускаемия апарат и след това към друг хоризонт: беше получено размах от 180 °. Два телефотометъра от противоположните страни на устройството трябваше да дадат пълна панорама. Но капачките на обектива не винаги се отваряха. Например нито един от четирите не отвори на Венера-11 и -12.

Един от най-красивите експерименти в изследването на Венера е извършен с помощта на сондите "VeGa-1 и -2" (1985). Името им се дешифрира като "Венера - Халей", тъй като след отделянето на спускащите се апарати, насочени към повърхността на Венера, летните части на сондите тръгнаха да изследват ядрото на Халеевата комета и за първи път успешно го направиха. Корабът за кацане също не беше съвсем обикновен: основната част от апарата кацна на повърхността и при спускане от него се отдели балон, изработен от френски инженери, който летеше около два дни в атмосферата на Венера на височина 53 -55 км, предаващи данни за температура и налягане към Земята, осветеност и видимост в облаците. Благодарение на мощния вятър, духащ на тази височина със скорост от 250 км/ч, балоните успяха да облетят значителна част от планетата.

Снимките от местата за кацане показват само малки участъци от повърхността на Венера. Възможно ли е да се види цяла Венера през облаците? Мога! Радарът вижда през облаците. Към Венера летяха два съветски спътника със странично гледащи радари и един американски. Въз основа на техните наблюдения са съставени радиокартите на Венера с много висока разделителна способност. Трудно е да се демонстрира на обща карта, но е ясно видима на отделни фрагменти от карта. Цветът на радиокартите показва нивата: циан и син са низините; ако Венера имаше вода, това щеше да са океани. Но течна вода на Венера не може да съществува и там практически няма газообразна вода. Зеленикави и жълтеникави области са континенти (нека ги наречем така). Червено и бяло са най-високите точки на Венера, това е венерианският "Тибет" - най-високото плато. Най-високият връх на него - връх Максуел - се издига на 11 км.

Венера е вулканично активна, по-активна от днешната Земя. Това не е съвсем ясно. Известният геолог, академик Николай Леонтиевич Добрецов работи в Новосибирск, той има интересна теория за еволюцията на Земята и Венера („Венера като възможно бъдеще на Земята“, „Наука от първа ръка“ № 3 (69) , 2016).

Няма надеждни факти за вътрешността на Венера, за нейната вътрешна структура, тъй като там все още не са извършени сеизмични изследвания. Освен това бавното въртене на планетата не позволява да се измери нейния момент на инерция, което би могло да каже за разпределението на плътността с дълбочината. Досега теоретичните концепции се основават на приликата на Венера със Земята, а привидната липса на тектоника на плочите на Венера се обяснява с отсъствието на вода върху нея, която на Земята служи като „смазка”, позволяваща на плочите да се плъзгат и гмуркайте се един под друг. Заедно с високата температура на повърхността това води до забавяне или дори пълно отсъствие на конвекция в тялото на Венера, намалява скоростта на охлаждане на вътрешността му и може да обясни липсата на магнитно поле в него. Всичко това изглежда логично, но изисква експериментална проверка.

Между другото, о Земята... Няма да обсъждам подробно третата планета от Слънцето, тъй като не съм геолог. Освен това всеки от нас има обща представа за Земята, дори въз основа на училищните знания. Но във връзка с изучаването на други планети ще отбележа, че недрата на нашата планета не са напълно разбрани от нас. Почти всяка година се правят големи открития в геологията, понякога дори се откриват нови слоеве в недрата на Земята, но все още не знаем точната температура в ядрото на нашата планета. Вижте последните рецензии: някои автори смятат, че температурата на границата на вътрешното ядро ​​е около 5000 К, а други - че е повече от 6300 К. милиони бара. Докато тези свойства не бъдат надеждно проучени в лабораторията, няма да получим точни знания за вътрешността на Земята.

Уникалността на Земята сред планети като нея се състои в наличието на магнитно поле и течна вода на повърхността, а второто, очевидно, е следствие от първото: магнитосферата на Земята защитава нашата атмосфера и косвено хидросферата от слънчевият вятър тече. За генерирането на магнитно поле, сега изглежда, в недрата на планетата трябва да има течен електропроводим слой, обхванат от конвективно движение, и бързо денонощно въртене, осигуряващо силата на Кориолис. Само при тези условия се задейства механизмът на динамо, който усилва магнитното поле. Венера практически не се върти, така че няма магнитно поле. Желязното ядро ​​на малкия Марс отдавна е охладено и втвърдено, така че също е лишено от магнитно поле. Меркурий, изглежда, се върти много бавно и трябваше да се охлади преди Марс, но има доста осезаемо диполно магнитно поле с интензитет 100 пъти по-слаб от този на Земята. Парадокс! Сега се смята, че приливното влияние на Слънцето е отговорно за поддържането на желязното ядро ​​на Меркурий в разтопено състояние. Ще минат милиарди години, желязното ядро ​​на Земята ще се охлади и втвърди, лишавайки нашата планета от магнитна защита от слънчевия вятър. И единствената твърда планета с магнитно поле ще остане, колкото и да е странно, Меркурий.

От гледна точка на земния наблюдател, в момента на опозицията Марс е от едната страна на Земята, а Слънцето е от другата. Ясно е, че точно в тези моменти Земята и Марс се приближават до минималното разстояние, Марс се вижда на небето през цялата нощ и е добре осветен от Слънцето. Земята прави своя оборот около Слънцето за една година, а Марс за 1,88 години, така че средното време между противопоставянето отнема малко повече от две години. Последната опозиция на Марс беше наблюдавана през 2016 г., но не беше особено тясна. Орбитата на Марс е забележимо елипсовидна, следователно, най-близкото приближаване на Земята към нея се случва, когато Марс е в областта на перихелия на своята орбита. На Земята (в нашата ера) това е краят на август. Затова августовските и септемврийските конфронтации се наричат ​​„велики“; в тези моменти, случващи се на всеки 15-17 години, нашите планети се приближават една към друга на по-малко от 60 милиона км. Това ще бъде през 2018 г. А супернасилствената конфронтация се състоя през 2003 г.: тогава до Марс имаше само 55,8 милиона км. В тази връзка се роди нов термин - "най-големите опозиции на Марс": сега се считат за подходи на по-малко от 56 милиона км. Те се случват 1-2 пъти на век, но в този век ще има дори три - изчакайте 2050 и 2082 година.

Но дори в моменти на голяма конфронтация, малко се вижда от Земята на Марс през телескоп. Ето (фиг. 4.37) чертеж на астроном, гледащ Марс през телескоп. Необучен човек ще погледне и ще бъде разочарован - няма да види нищо, само малка розова "капка", но опитното око на астронома вижда повече през същия телескоп. Астрономите са забелязали полярната шапка много отдавна, преди векове. А също и - тъмни и светли зони. Тъмните традиционно се наричат ​​морета, а светлите – континенти.

Повишен интерес към Марс възниква в ерата на голямото противопоставяне от 1877 г.: по това време вече са били построени добри телескопи и астрономите са направили няколко важни открития. Американският астроном Асаф Хол открива спътниците на Марс Фобос и Деймос, а италианският астроном Джовани Скиапарели скицира мистериозни линии на повърхността на планетата – марсианските канали. Разбира се, Скиапарели не беше първият, който видя каналите: някои от тях бяха забелязани преди него (например Анджело Секи). Но след Скиапарели тази тема стана доминираща в изследването на Марс в продължение на много години.

Наблюденията на детайли от повърхността на Марс, като "канали" и "морета", бележат началото на нов етап в изучаването на тази планета. Скиапарели вярвал, че "моретата" на Марс наистина могат да бъдат водни тела. Тъй като свързващите ги линии трябваше да получат име, Скиапарели ги нарече „канали“ ( canali), което означава под това морски протоци, а в никакъв случай изкуствени структури. Той вярвал, че водата действително тече през тези канали в полярните региони по време на топенето на полярните шапки. След откриването на "канали" на Марс, някои учени предполагат тяхната изкуствена природа, която послужи като основа за хипотези за съществуването на разумни същества на Марс. Но самият Скиапарели не смята тази хипотеза за научно обоснована, въпреки че не изключва наличието на живот на Марс, вероятно дори интелигентен.

Идеята за изкуствена система от напоителни канали на Марс обаче започна да се налага и в други страни. Това отчасти се дължи на факта, че италианката canaliбеше въведен на английски като канал(изработен от човека воден път), а не как канал(естествен морски проток). А на руски думата "канал" означава изкуствена структура. Тогава идеята за марсианците завладя много и не само писатели (спомнете си Х. Г. Уелс с неговата война на световете, 1897 г.), но и изследователи. Най-известният от тях беше Пърсивал Ловел. Американецът получава отлично образование в Харвард, като овладява математика, астрономия и хуманитарни науки в еднаква степен. Но като потомък на благородно семейство, той предпочита да стане дипломат, писател или пътешественик, отколкото астроном. След като обаче прочел трудовете на Скиапарели за каналите, той започнал да се интересува от Марс и повярвал в съществуването на живот и цивилизация на него. Като цяло той изостави всички други дела и започна да изучава Червената планета.

С пари от богатото си семейство Ловел построява обсерватория и започва да рисува канали. Обърнете внимание, че тогава фотографията е била в начален стадий и окото на опитен наблюдател е в състояние да забележи и най-малките детайли в условия на атмосферна турбуленция, изкривявайки изображенията на далечни обекти. Картите на обсерваторията Ловел на марсианските канали бяха най-подробни. Освен това, като добър писател, Ловел написа някои от най-забавните книги - Марс и неговите канали (1906), Марс като обиталище на живота(1908) и др. Само един от тях е преведен на руски още преди революцията: „Марс и живот на него” (Одеса: Матезис, 1912). Тези книги завладяха цяло поколение с надеждата да срещне марсианците. Зима - полярната шапка е огромна, а каналите не се виждат. Лято - шапката се разтопи, водата започна да тече, каналите се появиха. Те станаха видими отдалеч, тъй като растенията станаха зелени по бреговете на каналите. Сериозно?

Трябва да се признае, че историята с марсианските канали не е получила изчерпателно обяснение. Има стари чертежи с канали и съвременни снимки - без тях (фиг. 4.44). Къде са каналите?

Какво беше? Заговор на астрономи? Масова лудост? Самохипноза? Трудно е да се обвиняват за това учените, които са дали живота си на науката. Може би отговорът на тази история предстои.

И днес ние изучаваме Марс, като правило, не с телескоп, а с помощта на междупланетни сонди (въпреки че телескопите все още се използват за това и понякога носят важни резултати). Полетът на сонди към Марс се извършва по енергийно най-благоприятната полуелиптична траектория (виж фиг. 3.7 на стр. 63). Третият закон на Кеплер улеснява изчисляването на продължителността на такъв полет. Поради големия ексцентриситет на марсианската орбита, времето на полета зависи от сезона на изстрелване. Средно полетът от Земята до Марс продължава 8-9 месеца.

Възможно ли е да се изпрати пилотирана експедиция до Марс? Това е голяма и интересна тема. Изглежда, че това изисква само мощна ракета-носител и удобен космически кораб. Все още никой няма достатъчно мощни носители, но американски, руски и китайски инженери работят върху тях. Няма съмнение, че такава ракета през следващите години ще бъде създадена от държавни предприятия (например новата ни ракета „Ангара“ в най-мощния й вариант) или от частни компании (Илон Мъск – защо не).

Има ли кораб, в който астронавтите ще прекарат много месеци по пътя си до Марс? Все още няма такова нещо. Всички съществуващи ("Union", "Shenzhou") и дори подложени на тестове ( Дракон v2, CST-100, Орион) - много тесен и подходящ само за полет до луната, където е само на три дни път. Вярно е, че има идея да се надуят допълнителни стаи след излитане. През есента на 2016 г. надуваемият модул беше тестван на МКС и се представи добре.

Така скоро ще се появи техническата възможност за полет до Марс. Та какъв е проблема? В мъж! На фиг. 4.45 показва годишната доза на излагане на човека на фонова радиация на различни места - на морското равнище, в стратосферата, в околоземна орбита и в открито пространство. Мерната единица е рем (биологичен еквивалент на рентгенова снимка). Ние сме постоянно изложени на естествената радиоактивност на земята, потоци от космически частици или изкуствено създадена радиоактивност. На повърхността на Земята фонът е слаб: ние сме защитени, като покриваме долното полукълбо, магнитосферата и атмосферата на планетата, както и нейното тяло. В ниска околоземна орбита, където работят космонавтите на МКС, атмосферата вече не помага, така че фоновата радиация се увеличава стотици пъти. В открито пространство той е няколко пъти по-висок. Това значително ограничава продължителността на безопасния престой на човек в космоса. Имайте предвид, че на работниците в ядрената индустрия е забранено да получават повече от 5 rem годишно - това е почти безопасно за здравето. На астронавтите е разрешено да получават до 10 rem годишно (приемливо ниво на опасност), което ограничава продължителността на тяхната работа на МКС до една година. А полет до Марс с връщане на Земята в най-добрия случай (ако няма мощни изригвания на Слънцето) ще доведе до доза от 80 rem, което ще доведе до голяма вероятност от рак. Именно това е основната пречка пред полета на човека до Марс.

Могат ли астронавтите да бъдат защитени от радиация? Теоретично можете. На Земята сме защитени от атмосферата, чиято дебелина, по отношение на количеството материя на 1 cm 2, е еквивалентна на 10-метров слой вода. Леките атоми по-добре разсейват енергията на космическите частици, така че защитният слой на космическия кораб може да бъде с дебелина 5 метра. Но дори и в тесен кораб масата на тази защита ще се измерва в стотици тонове. Изпращането на такъв кораб на Марс е извън силите на една съвременна и дори обещаваща ракета.

Е, да кажем, че има доброволци, които са готови да рискуват здравето си и да отидат на Марс в една посока без радиационна защита. Ще могат ли да работят там след кацане? Може ли да се очаква от тях да изпълнят задачата? Спомнете си как космонавтите, след като са прекарали шест месеца на МКС, се чувстват веднага след кацането: изнасят ги на ръце, поставят ги на носилка и в продължение на две-три седмици се рехабилитират, възстановявайки здравината на костите и мускулите. А на Марс никой не може да ги носи на ръце. Там ще е необходимо самостоятелно да излезете и да работите в тежки празни скафандри, както на Луната: в края на краищата атмосферното налягане на Марс е практически нулево. Костюмът е много тежък. На Луната беше сравнително лесно да се движите в нея, тъй като силата на гравитацията там е 1/6 от земната и след три дни полет до Луната мускулите нямат време да отслабнат. На Марс астронавтите ще пристигнат, след като са прекарали много месеци в нулева гравитация и радиация, а силата на гравитацията на Марс е два пъти и половина по-голяма от тази на Луната. Освен това на самата повърхност на Марс радиацията е почти същата като в космическото пространство: Марс няма магнитно поле, а атмосферата му е твърде разредена, за да служи като защита. Така че филмът "Марсианецът" е фантастично, много красиво, но нереално.

Някои опции за радиационна защита при междупланетен полет

Как си представяхме марсианската база преди? Долетяхме, поставихме лабораторни модули на повърхността, живеем и работим в тях. А сега ето как: долетяхме, вкопахме се, изградихме убежища на дълбочина поне 2-3 метра (това е доста надеждна защита срещу радиация) и се опитваме да излизаме на повърхността по-рядко и за кратко. По принцип ние седим под земята и контролираме работата на роувърите. Е, в края на краищата те могат да бъдат контролирани от Земята, още по-ефективно, по-евтино и без риск за здравето. Това се прави от няколко десетилетия.

Това, което роботите са научили за Марс, ще бъде в следващата лекция.