Исследование планет Солнечной Системы
Министерство Образования РФ
Государственное общеобразовательное учреждение
Высшего профессионального образования
Владимирский государственный университет
Кафедра общей и прикладной физики
Реферат
«Исследование планет Солнечной Системы»
Выполнил:
Студент группы МТС-110
Иванов И.А.
Проверил:
Доцент кафедры ОиПФ
Дмитриева Е.В.
Владимир 2011
План.
Введение
- Исследование планет земной группы
- Исследование планет-гигантов Солнечной Системы и их спутников
- Перспективы исследования космоса
Заключение
Введение
Устремленность к новым горизонтам сопутствовала человечеству на протяжении всей его истории. Она выражалась в тяготении человека, казалось бы, к недостижимому. Мир видимый, даже не видимый, а только мыслимый, хотелось сделать миром осязаемым. Когда Магеллан своим кругосветным плаванием практически подтвердил шарообразность Земли, то этот факт укрепил идею не конечности земного шара, а его безграничности: Магеллан не обнаружил «края» Земли, ее можно было осваивать и осваивать. Когда братья Монгольфье запустили в небо огромный бумажный шар, наполненный нагретым воздухом, это открыло перед человеком новую сферу для освоения и деятельности и сразу же вызвало волну увлеченности воздухоплаванием. Через несколько месяцев на шаре поднялись люди, а затем целое столетие гондолы бороздили небеса больших и малых стран, пока на смену им не пришла авиация.
Наши потомки будут по-своему определять и оценивать этапы проникновения в космос. Но уже сейчас мы можем, хотя бы весьма условно, разделить первые десятилетия космического века на три этапа. Вначале был совершен прорыв в космос, и главным стал факт самого прорыва, когда удалось разорвать цепи земного тяготения, вывести в заатмосферное пространство технику, автоматы, а затем и самого человека.
Второй этап
- экспресс-исследование во всех возможных
и доступных направлениях. Этот этап
можно назвать временем экспериментов,
целью которых стали
Наконец, третий,
нынешний, этап освоения космоса характеризуется:
систематическими исследованиями во всех
упомянутых направлениях. Исследованный
к настоящему времени космос оказался
безжизненным, но тем не менее многообещающим.
Он труден для освоения, но уже открывает
человеку множество своих богатств - энергетических,
вещественных, пространственных. Все мы
хотели бы верить, что раскрытие грандиозности
задач и возможностей, открываемых перед
человечеством космической наукой и техникой,
космонавтикой, будет способствовать
социальному единению жителей планеты
Земля на принципах гуманизма, разума,
справедливости, то есть тех качеств, которые
единственно достойны для человека, вступившего
в космическую эру.
Исследование планет земной группы
Меркурий
Меркурий был известен еще в древности, однако древние астрономы считали, что утром и вечером видят не одну и ту же звезду, а две разные. Такое же мнение у древних астрономов было и о Венере. За быстрое перемещение по небу вслед за Солнцем планета Меркурий была названа в честь древнеримского бога Меркурия - вестника богов, покровителя торговли, путешественников и воров. Меркурий виден утром перед восходом Солнца и вечером после захода Солнца. Так как Меркурий самая ближайшая к Солнцу планета, то это обстоятельство затрудняет производить наблюдения Меркурия. На небосклоне он отходит от Солнца максимум на 29°.
Существует гипотеза о том, что Меркурий - очень давно потерянный спутник Венеры. Математическое моделирование эволюции орбиты спутника с массой Меркурия показало, что в принципе такой вариант не исключен и даже может объяснить необычайно медленное осевое вращение этих планет. Но для проверки этой гипотезы нужны детальные исследования этих планет: как Меркурия, так и Венеры.
Меркурий – это одновременно и самая ближайшая к Солнцу планета и, одновременно самая маленькая. Его радиус – 2 440 км, движется он в среднем на расстоянии 58 млн. км от Солнца, а масса его в 20 раз меньше Земли.
Космические аппараты выявили у Меркурия слабое магнитное поле, в 100 раз менее сильное, чем земное. Максимальная температура освещенной поверхности на Меркурии достигает почти 430 °С. На ночной стороне планеты температура поверхности опускается до -170 °С.
Сфотографированная космическими аппаратами часть поверхности Меркурия похожа на лунную: множество кратеров различного размера покрывает эту планету, однако в областях, названных равнинами, плотность кратеров существенно меньше, как и на поверхности лунных морей.
В конце XIX в. астрономы даже пытались зарисовать темные и светлые детали, наблюдаемые на поверхности Меркурия. Наиболее известны работы Скиапарелли (1881-1889) и американского астронома П. Ловелла (1896-1897). А в 1901 г. астроном Т. Дж. Си даже объявил о том, что он видел кратеры на Меркурии. Тогда мало кто поверил в это. Однако, впоследствии 625-километровый кратер (Бетховен) оказался в тот месте, которое было отмечено Си.
Благодаря запущенному
в 1973 году космическому зонду «Маринер-10»
удалось составить
Но до сих пор бoльшая часть Меркурия остается для нас загадкой. Космический аппарат НАСА «Мессенджер» впервые облетел Меркурий в января 2008 года. В октябре 2008 г. аппарта возвращается к Меркурию. Зонд совершил второй из трех запланированных облетов и сфотографировал большую часть еще не исследованной поверхности Меркурия.
По решению Международного астрономического союза, кратеры на Меркурии называют в честь деятелей культуры: писателей, поэтов, художников, скульпторов, композиторов.
Так, крупнейшие кратеры получили имена Бетховена, Толстого, Достоевского, Шекспира. Протяженные уступы, являющиеся особенностью рельефа Меркурия, получили имена морских исследовательских судов. Долины названы по названиям радиоастрономических обсерваторий. Две гряды носят имена Антониади и Скиапарелли, чьими трудами были составлены первые карты этой планеты.
Венера
Нередко по вечерам, сразу же после захода Солнца, в западной части небосклона бывает видна очень яркая звезда. В другие дни похожая звезда появляется утром, на фоне рассвета, в восточной стороне неба. Это Венера – самое яркое после Солнца и Луны светило на нашем небосводе. Строго говоря, Венера не звезда, а планета; она не излучает собственный свет, как звезды, а лишь отражает падающий на нее солнечный свет. Минимальное расстояние между Землей и Венерой составляет 40 млн. км, что в два раза меньше расстояния от Земли до Марса. Из-за положенная ее между Солнцем и Землей, Венера видна нам только по утрам и вечерам, находясь «впереди» восходящего или «позади» заходящего Солнца.
Из всех планет
Солнечной системы Венера – самая
похожая на нашу Землю. Она выглядит
как близнец Земли, по крайней
мере, по размеру – ее радиус равен
6051 км, что составляет 0,95 радиуса
Земли. Объем Венеры – 0,9 объема Земли,
а масса – 0,8. Средняя плотность
Венеры – 0,95 от земной, а сила тяжести
на ее поверхности составляет 0,9 от
той, что есть на Земле. Несмотря на
такое общее сходство, условия
на их поверхности кардинально
Медленное вращение планеты вокруг оси в сочетании с ее движением по орбите вокруг Солнца приводит к тому, что венерианский день длится 58 земных суток, столь же долгая там и ночь, т.е. солнечные сутки на Венере равны 116 земным.
До космических полетов представления об условиях на Венере были самые разнообразные. Не были достоверно известны ни температура ее поверхности, ни давление и состав атмосферы. Не удавалось точно определить даже диаметр планеты из-за того, что она постоянно окутана облаками и твердую поверхность в телескоп не видно.
Такая неопределенность нашла свое отражение в том, что первые космические станции серии «Венера», запускавшиеся в СССР в 1960-е гг., конструировались в расчете на посадку как на твердую, так и на жидкую поверхность. У них предусматривалась даже плавучая радиоантенна, закрепляемая в нише на корпусе станции с помощью «сахарного замка». В случае посадки в жидкость, этот затвердевший сахарный сироп должен был раствориться и высвободить антенну, чтобы она всплыла на поверхность и уже оттуда транслировала радиосигналы со станции на Землю.
Первые измерения
непосредственно в атмосфере
Венеры выполнила советская
Наша небесная соседка встречала посланцев Земли весьма негостеприимно – станция «Венера-4», не долетев на парашюте около 25 км до поверхности, была попросту раздавлена чудовищным атмосферным давлением, о котором до тех пор и не подозревали. После этого были внесены изменения в конструкцию последующих станций, и они благополучно опускались на поверхность Венеры. Для повышения надежности исследований запуски автоматических станций «Венера» нового поколения стали дублировать. Их отправляли в полеты попарно, с интервалом в несколько дней. Поэтому в описании результатов, полученных этими станциями, они часто и упоминаются по двое: 9 и 10, 11 и 12, 13 и 14, 15 и 16.
На поверхности
Венеры температура атмосферы
Чрезвычайная жара царит у поверхности Венеры повсеместно – там практически отсутствуют перепады температуры от дня к ночи (не более 1°) и от экватора к полюсам (не более 12°), т.е. условия на поверхности Венеры напоминают хороший термостат.
После того, как первые автоматические станции надежно установили параметры атмосферы Венеры, коренным образом была изменена схема посадки на планету. Если раньше станции весь путь сквозь атмосферу проделывали на парашюте, то теперь он требовался только для начального торможения при входе в атмосферу. Начиная с 1975 г. восемь станций нового поколения (от «Венеры-9» до «Венеры-14», а также «Вега-1» и «Вега-2») отстреливали тормозной парашют на высоте 50 км над поверхностью планеты и далее совершали свободное падение. Атмосфера Венеры очень плотная, поэтому было вполне достаточно того сопротивления, которое оказывала сама станция – шарообразная капсула диаметром 1 м, к верхней части которой прикреплен, наподобие шляпы на голове, металлический диск диаметром 2 м. Своей формой он напоминал вывернутый вверх порывом ветра зонтик. Тягучий воздух Венеры обтекал снизу вверх шар, а затем диск, гася скорость падения. Посадка под таким «зонтиком» происходила достаточно мягко – оставались неповрежденными даже лампы в фарах, предназначенные для подсветки поверхности во время съемки панорамы окружающего станцию ландшафта.
В 1972 г. «Венера-8»
определила, что освещенность на поверхности
примерно такая, как в сумерки
пасмурного дня на Земле. Спустя семь
лет после получения первых черно-белых
панорам удалось увидеть пейзаж
Венеры во всей красе – была сделана
цветная панорамная съемка ландшафтов
в двух районах планеты при
помощи станций «Венера-13» и «Венера-
На раскаленной поверхности Венеры воды нет – ни океанов, ни морей, ни самого маленького озерца, что делает карту планеты довольно однообразной: куда не кинешь взгляд – кругом суша, земля, без конца и края, причем она довольно обширная, ее территория в три раза превышает площадь суши на нашей планете. Радиолокационное картографирование, начатое «Венерами», продолжил американский аппарат Магеллан. Для планирования его съёмок американским исследователям, по их просьбе, были переданы наши материалы. В 1990–1993 годах Магеллан снял всю поверхность Венеры при высоком пространственном разрешении.
Сравнительное представление Венеры и Земли наглядно показывает, насколько могут различаться две планеты, имеющие практически одинаковый размер. Становится более ясным, что Земля – гораздо комфортнее для устойчивого развития жизни, чем Венера.
Марс
Начиная с конца XIX века, с тех пор как астрономы обнаружили на поверхности Красной планеты сеть узких темных полос, названных каналами, всё не утихают надежды найти если не братьев по разуму, то хоть какие-нибудь проявления жизни за пределами Земли.
Двигаясь по своим орбитам с разной скоростью, небесные соседи Земля и Марс каждые два года оказываются на минимальном расстоянии друг от друга. Эти периоды, называемые противостояниями, наиболее благоприятны для астрономических наблюдений Марса. Поскольку орбиты обеих планет не круговые, а эллиптические, то минимальное расстояние раз от раза меняется и каждые 15 – 17 лет оно оказывается наименьшим – такие противостояния называют великими, обычно они происходят в августе.
Джованни Скиапарелли, первоклассный астроном и профессор Миланского университета, наблюдал Марс осенью 1877 года, когда планета находилась очень близко от Земли. Он составил самую точную к тому времени карту поверхности Марса и даже присвоил названия деталям ландшафта, пользуясь знанием античной географии и мифологии. Дав волю своей фантазии, Скиапарелли сделал Марс пристанищем легенд и мечтаний человечества, обителью мифологии.
Созданию
ореола романтической
Если современному геологу показать первую карту Марса с сетью прямых линий, полученную Скиапарелли в 1877 году, то он предположит, что перед ним карта разломов планетной коры. Так называемые каналы соответствуют линейным зонам тектонических нарушений, обнаруженным в том числе и на Земле, когда геологи начали изучать ее по космическим снимкам.
Первые снимки Марса с близкого расстояния передала на Землю американская автоматическая станция «Маринер-4». Она была запущена в конце 1964 года, а через семь с половиной месяцев, 14 июля 1965-го, пролетела в 9800 км над поверхностью Марса. В результате было получено 22 телевизионные изображения, которые охватывали около 1% поверхности планеты. Переданные со станции по радио черно-белые снимки Марса прорисовывали на Земле вручную. Вместо ожидавшихся морей и каналов на снимках предстала покрытая кратерами поверхность очень похожая на лунную.
Первый перелет с Земли на Марс состоялся в 1971 году, когда посадочный аппарат советской автоматической станции «Марс-2» достиг поверхности Красной планеты. Тогда же была предпринята первая попытка доставить на Марс самоходное устройство – марсоход. Вдохновленные успехом работы на Луне передвижного аппарата «Луноход», конструкторы Института транспортного машиностроения под руководством А.Л. Кемурджиана создали небольшого, размером с обувную коробку, младшего брата лунохода, которому предстояло высадиться на Марс. Задачи у этого микро-марсохода были скромные – он должен был пройти лишь небольшое расстояние, оставаясь соединенным с посадочным аппаратом кабелем длиной 15 м.Однако посадочный аппарат «Марс-2» разбился о поверхность планеты. Через несколько дней его «напарник» – «Марс-3» – совершил мягкую посадку, но радиосвязь с ним продолжалась всего лишь около 2 минут и телепанорамы получено не было. Выяснить причину потери связи так и не удалось. И до сих пор неизвестно, смог ли первый марсоход оставить свои следы на Марсе.
Климат на Марсе холодный и сухой. Вся планета скована вечной мерзлотой, причем у полюсов слой пород, постоянно находящихся при отрицательной температуре, по расчетам, достигает 5–6 км, а на экваторе уменьшается до 1–1,5 км. Но в прошлом на Марсе бывали периоды и с еще более суровым климатом. Сегодня поверхность Марса, среднегодовая температура которой –60°, представляет собой скованную морозом каменистую пустыню.
В конце 2003 года
космическим кораблям, прибывавшим
один за другим с Земли на Марс, было
немного тесно на его орбите. Вокруг
Красной планеты к этому
Следующими к Красной планете приблизились запущенные НАСА два аппарата-близнеца с марсоходами «Спирит» и «Оппортьюнити» ("Дух" и "Возможность") на борту. Обе станции с небольшим разрывом во времени совершили эффектную и благополучную посадку в разных регионах планеты. Так началась марсианская одиссея двух роботов-вездеходов, прибывших с Земли, чтобы искать ответ на давний вопрос: «Есть ли жизнь на Марсе?»
Предшественникам марсоходов – двум неподвижным станциям «Викинг», прилетевшим на Красную планету еще в 1976 году, – не удалось найти следов жизни с помощью биологических анализаторов. Поэтому перед марсоходами была поставлена иная задача – поиск следов жидкой воды, оставшихся в геологических формациях. Сейчас условия на поверхности Марса таковы, что вода в жидком виде там существовать не может – она замерзнет и быстро испарится в холодной и чрезвычайно разреженной атмосфере. Но на поверхности планеты по снимкам с искусственных спутников обнаружены многочисленные речные русла – с притоками, островами, рукавами и заводями. Это означает, что в прошлом климат здесь был иной, и жидкая вода текла по поверхности планеты. Однако, чтобы «прорезать» речное русло, достаточно и кратковременного выброса большой водной массы. А для зарождения жизни требуется весьма продолжительное существование влажного климата. Поэтому марсоходы должны были искать такие геологические образования, для формирования которых требуются долгоживущие водоемы. Обнаружение таких следов может свидетельствовать о том, что когда-то необходимые условия для зарождения жизни на Марсе имелись.
Ещё одним
аппаратом для изучения Марса
стал посадочный модуль НАСА "Феникс",
работавший в 2008 году. На его борту
находился комплекс приборов, позволяющих
изучать геологическую историю
воды, а также исследовать среду,
с целью выявления условий, благоприятных
для жизни микроорганизмов. "Фениксом"
проект был назван потому, что являлся
прямым наследником двух неудачных
американских марсианских миссий 1999
года. Однако он стал шестым аппаратом,
полностью успешно севшим на поверхность
Марса. Также «Феникс» стал первым аппаратом,
успешно совершившим посадку
в полярном регионе Марса. Запуск
аппарата состоялся 4 августа 2007 года,
успешная посадка произошла 25 мая 2008
года. На текущий момент специалисты
NASA окончательно потеряли связь с
аппаратом "Феникс". Первоначально
предполагалось, что аппарат проработает
на Красной планете только три
месяца, однако он оставался функциональным
более пяти. Миссия "Феникса" была
в любом случае обречена на краткосрочность,
поскольку он работал в районе
марсианского северного полюса, где
с приходом зимы ощущается слишком
серьезный недостаток солнечного света,
питающего солнечные батареи
этого аппарата. Как предполагают
в NASA, смерть "Феникса" приблизила
и пылевая буря, которая окончательно
заслонила его батареи от солнца.
Хотя ученые потеряли надежду получить
новые сведения от "Феникса", у них
все же остается немало работы по изучению
тех данных, которые аппарат уже успел
передать на Землю. В числе прочего это
и 25 тысяч снимков Марса в высоком разрешении
- от панорамных фотографий поверхности
до результатов исследования под микроскопом
мельчайших частиц марсианской пыли. В
конце сентября стало известно, что "Феникс"
сумел зарегистрировать даже марсианский
снегопад. А самым важным достижением
"Феникса" стало изучение льда, который
был обнаружен всего в нескольких сантиметрах
под поверхностным слоем планеты. При
помощи камер, установленных на аппарате,
ученые даже видели, как этот лед испаряется.
Исследование планет-гигантов Солнечной Системы и их спутников
Миссия Кассини-Гюйгенс
Космический зонд "Кассини-Гюйгенс" был запущен в космос NASA 15 октября 1997 с военно-воздушной базы на мысе Канаверал, штат Флорида.
Учитывая огромные расстояния между Землей и Сатурн, было бы неразумно отправить космический аппарат только для нескольких исследований. Таким образом, орбитальный аппарат "Кассини" и зонд "Гюйгенс" были оснащены множеством сложнейших приборов и фотокамер, которые способны получать изображения в различных диапазонах видимости: видимого и инфракрасного.
Для разгона аппарат провел несколько гравитационных маневров. "Кассини" два раза пролетел рядом с Венерой - в 1998 и 1999, затем, в августе 1999 со скоростью 69 тыс. км/час прошёл около Земли, зимой 2000 пролетел мимо Юпитера, передав на Землю его фотографии.
После семи лет полета, "Кассини" вышел на орбиту Сатурна в июле 2004 года. Тогда началась четырехлетняя программа изучения Сатурна, которая включает более 70 оборотов вокруг планеты и ее спутников. В течение этих семи лет работала только электроника "Кассини"; электроника Гюйгенса же все эта время "спала" и была включена только тогда, когда аппарат достиг цели.
Используя различные инструменты, "Кассини" собирает подробные данные о системе Сатурна, его кольцах и спутниках, вращающихся вокруг этого газового гиганта. Полученные данные помогут ученым понять процессы, происходящие в этом необычной районе нашей Солнечной системы. Было поставлено несколько научных задач: измерение огромной магнитосферы Сатурна, изучение колец Сатурна, анализ состава атмосферы газового гиганта.
Как только записывающее устройство на борту аппарата полностью заполняется данными, происходит передача данных на землю, которые принимаются при помощи одно и нескольких 70 метровых антенн "Дальней космической связи". Каждый день Кассини передает несколько гигабайт информации, которая затем обрабатывается 250 учеными из разных стран.
При помощи специальной аппаратуры Кассини может снимать поверхность Титана, самого большого спутника Сатурна. Предыдущие миссии не смогли выполнить эту задачу из-за плотной атмосферы Титана, которая не позволила обычным фотокамерам заснять его поверхность.
В декабре 2004 года от "Кассини" отстыковался космических спускаемый аппарат Гюйгенс. После 20 дневного приближения зонд вошел в атмосферу Титана. При этом раскрылось 3 парашюта, которые позволили ученым получить данные об атмосфере, ветрах, температуре, составе и поверхности спутника.
Через два часа двадцать семь минут после входа в атмосферу Титана зонд совершил посадку неподалеку от экватора спутника. Гюйгенс пережил приземление на замороженную поверхность Титана и передавал данные еще несколько минут после посадки.
Космический модуль "Кассини" до сих пор вращается вокруг Сатурна и передает на Землю различные данные о газовом гиганте, его кольцах и спутниках.
Нептун
С момента открытия восьмой планеты – Нептуна – еще не прошло и года, но это если считать время по нептунскому календарю. Ведь один оборот вокруг Солнца – нептунский год – длится целых 165 лет, а со времени обнаружения Нептуна пронеслось только 162 года. Несложное арифметическое действие говорит о том, что через три года этот небесный тихоход вновь окажется в той же точке своей орбиты, где его впервые увидел в телескоп астроном Берлинской обсерватории Иоганн Галле.
Расположенный в 30 раз дальше
от Солнца, чем Земля, Нептун не виден
невооруженным глазом, поэтому он
долгое время и оставался неизвестным.
С его открытием наука получила
очень важное звено для понимания
того, как сформировались планеты
Солнечной системы. В сравнительной
планетологии, науке о геологическом
строении планет, Нептун, как и его
«близнец» Уран, занимает промежуточное
положение между планетами
Смена времен года на Нептуне,
как и на Земле, происходит по мере
движения планеты вдоль орбиты, потому
как ось вращения Нептуна отклонена
от вертикального положения на 30°,
что напоминает наклон земной оси (23,5°).
Только вот продолжительность

- Исследование планеты Марс
- Исследование поведения Компании Microsoft на локальных рынках
- Исследование поведения Компании Microsoft на локальных рынках (на примере рынка РФ)
- Исследование поведения объекта
- Исследование поведения потребителей
- Исследование поведения потребителей
- Исследование поведения потребителя на рынке туруслуг
- Исследование остатков сожженных текстильных материалов и одежды
- Исследование отечественного и международного рынков АСОО
- Исследование отрасли кофе
- Исследование отходов комнаты общежития
- Исследование ощущений
- Исследование пива
- Исследование пиццерий города хабаровска