Surdin loeb astronoomiast. Uute planeetide avastamine

Loeng peeti 12. juunil 2009 Moskva rahvusvahelisel avatud raamatute festivalil (Dünastia Fondi toel).

Anna Piotrovskaja. Tere päevast. Suur tänu, et tulite. Minu nimi on Anya Piotrovskaja, olen Dynasty Foundationi direktor. Kuna tänavuse festivali teema on tulevik, siis mõtlesime, milline oleks tulevik ilma teaduseta. Ja kuna teadus on see, mida meie sihtasutus teeb – avalikud loengud, grandid, stipendiumid bakalaureuseõppe üliõpilastele, magistrantidele, neile inimestele, kes on seotud fundamentaalsete loodusteadustega; Samuti korraldame avalikke loenguid ja anname välja raamatuid. On üllatavalt meeldiv, et Moskva poe stendis on kõik mitteilukirjanduslikud raamatud, mis müüakse, peaaegu kõik meie toel välja antud raamatud. Teeme avalikke loenguid, nagu ma ütlesin, teadusfestivale ja nii edasi ja nii edasi. Tulge meie üritustele.

Ja täna alustame tsüklit, mis koosneb kolmest loengust, millest esimene on täna, teine ​​homme ja veel üks pühapäeval, festivali viimasel päeval, ning mul on hea meel tutvustada astronoom Vladimir Georgievich Surdin füüsika- ja matemaatiliste teaduste kandidaat, mis räägib meile uute planeetide avastustest.

Vladimir Georgievitš Surdin. Tänan, jah. Kõigepealt vabandan ebaadekvaatse keskkonna pärast. See pidi siiski näitama pilte sellele protsessile sobivas seades. Päike häirib meid, ekraan ei ole eriti hele, noh... Vabandust.

Seega, kuna festivali teema on tulevik, siis ma ei räägi teile tulevikust aja, vaid ruumi mõttes. Millised ruumid meile avanevad?

Me elame planeedil; meil pole muud eksisteerimisviisi. Siiani on planeete avastatud väga harva ja kõik need olid meie eluks sobimatud. Viimastel aastatel on olukord dramaatiliselt muutunud. Planeete hakati avastama kümnete ja sadade kaupa – nii Päikesesüsteemis kui ka väljaspool seda. Siin on ruumi kujutlusvõimel, vähemalt koha leidmiseks mõnele ekspeditsioonile ja võib-olla ka meie tsivilisatsiooni laienemisele – ja meie tsivilisatsiooni päästmiseks, kui midagi juhtub. Üldiselt peame paigal silma peal hoidma: need on inimkonna tuleviku hüppelauad, vähemalt mõned neist. No mulle tundub nii.

Loo esimene osa räägib loomulikult Päikesesüsteemi sisemisest osast, kuigi selle piirid laienevad, ja näete, et me mõistame Päikesesüsteemi all juba pisut teistsugust ala ja mõistet "planeet". ” on laienenud. Aga vaatame, mis meil selles osas on.

Esiteks, kuidas me seda ette kujutasime - noh, tegelikult pole päikesesüsteemi diagramm muutunud, eks? Kaheksa suurt... (Seega laserkursor selle asja peal ei tööta, see peab olema klassikaline...) Kaheksa suurt planeeti ja palju väikseid. 2006. aastal muutus nomenklatuur – mäletate, suuri planeete oli 9, nüüd on neid ainult 8. Miks? Need jagunesid kahte klassi: klassikalised suured planeedid nagu Maa ja hiidplaneedid jäid nimetuse "planeedid" alla (kuigi alati on vaja täpsustada "klassikalised planeedid", "planeedist suuremad") ja rühm "kääbus". planeedid” tekkisid - kääbusplaneedid, planeedid kääbused, mille prototüübiks oli kunagine 9. planeet Pluuto, noh ja sinna lisandus mitu väikest, näitan neid hiljem. Nad on tõeliselt erilised ja neid oli õigus esile tõsta. Kuid nüüd on meil alles vaid 8 suurt planeeti. On kahtlus, et Päikese lähedal on kehasid, on kindlustunne, et Päikesest kaugel on palju kehasid ja neid avastatakse pidevalt suurte planeetide vahedest, ma räägin teile ka sellest. Kõike seda pisiasja nimetatakse "väikesteks päikesesüsteemi objektideks".

(Hääl saalist. Vladimir Georgievitš, parem on võtta mikrofon: tagant ei kuule eriti hästi.) On ebameeldiv kuulata, kuidas inimesed räägivad läbi mikrofoni, kuid üldiselt on sellest taustast muidugi raske üle saada. Olgu siis.

Siin on suured planeedid. Nad on erinevad ja sina ja mina elame nendel, mis kuuluvad maapealsete rühma, sarnaselt Maaga. Siin on neid neli. Nad on kõik erinevad, nad ei sarnane Maaga üheski mõttes, ainult suuruse mõttes. Me räägime neist, noh, ja mõnest teisest kehast.

Selgub, et isegi kõiki neid planeete pole veel avastatud. Mis mõttes avatud? Vähemalt vaadake. Oleme juba näinud peaaegu kõiki planeete igast küljest; viimane, Päikesele kõige lähemal, on Merkuur. Me pole seda veel igast küljest näinud. Ja teate, et üllatusi võib ette tulla. Oletame, et Kuu kaugem külg osutus nähtavast täiesti erinevaks. Võimalik, et Merkuuril tuleb üllatusi. Kosmoselaevad on sellele lähenenud ja juba kolm korda mööda lennanud, kuid igalt poolt pole õnnestunud seda pildistada. Alles on 25 või 30 protsenti pinnast, mida pole kunagi varem nähtud. Seda tehakse lähiaastatel, 2011. aastal, kus satelliit juba tööle hakkab, kuid praegu on veel Merkuuri salapärane teine ​​pool. Tõsi, see on Kuuga nii sarnane, et mingeid üleloomulikke üllatusi pole mõtet oodata.

Ja loomulikult pole Päikesesüsteemi väikesed kehad veel täielikult ammendatud. Põhimõtteliselt koonduvad nad Jupiteri ja Marsi vahelisesse ruumi – Jupiteri orbiidile ja Marsi orbiidile. See on niinimetatud peamine asteroidide vöö. Kuni viimase ajani oli objekte tuhandeid ja tänapäeval sadu tuhandeid.

Miks seda tehakse? Esiteks muidugi suured tööriistad. Kõige kuninglikum teleskoop Hubble, mis orbiidil töötab, on seni valvsaim, hea, et see korda saadi. Hiljuti oli ekspeditsioon, see töötab veel 5 aastat, siis saab see läbi, kuid see asendatakse uute kosmoseinstrumentidega. Tõsi, seda kasutatakse Päikesesüsteemi uurimiseks harva: selle tööaeg on kallis ja reeglina töötab see väga kaugetel objektidel - galaktikatel, kvasaridel ja mujal. Kuid vajaduse korral rakendatakse seda päikesesüsteemi.

Kuid Maa pinnale ilmusid tegelikult paljud astronoomilised instrumendid, mis olid juba täielikult suunatud Päikesesüsteemi uurimisele. Siin asub Mauna Kea mäel maailma suurim observatoorium – see on kustunud vulkaan Hawaii saarel, väga kõrge, üle nelja kilomeetri. Seal on raske töötada, kuid see sisaldab tänapäeva suurimaid astronoomilisi instrumente.

Suurimad neist on need kaks, kaks vendteleskoopi, millel on põhipeeglite läbimõõt - ja see on juhtiv parameeter... (Seega, see osuti pole nähtav.) Teleskoobi juhtiv parameeter on selle peegli läbimõõt , kuna see on valguse kogumisala; See tähendab, et see parameeter määrab universumi vaate sügavuse. Need kaks teleskoopi on nagu kaks silma, mitte stereoskoopia, vaid pildi selguse mõttes, nagu binokulaarne teleskoop, töötavad nad väga hästi ja nende abiga on juba avastatud palju huvitavaid objekte, sealhulgas Päikesesüsteemis.

Vaadake, mis on kaasaegne teleskoop. See on kaasaegse teleskoobi kaamera. Ainult sellise suurusega kaamera. Teleskoop ise kaalub kuni 1000 tonni, peegel kümneid tonne ja kaamerad on sellises mõõtkavas. Nad jahtuvad; CCD-maatriksid on tundlik plaat, mis tänapäeval meie kaamerates töötab. Neil on ligikaudu sama tüüpi CCD maatriks, kuid need on jahutatud peaaegu absoluutse nullini ja seetõttu on valgustundlikkus väga kõrge.

Siin on kaasaegne CCD maatriks. See on umbes samasugune komplekt... Nii nagu heal kodukaameral on meil 10-12 megapikslised plaadid, aga siin moodustavad need mosaiigi ja kokku saame palju suurema valguse kogumisala. Ja mis kõige tähtsam, saab need andmed koheselt arvutisse visata ja võrrelda näiteks nüüd ja tund aega varem või päev varem saadud pilte ja nii märkamegi uusi objekte.

Arvuti tõstab kohe esile need helendavad punktid, mis on liikunud fikseeritud tähtede taustal. Kui punkt liigub kiiresti, kümnete minutite või tundide jooksul, tähendab see, et see pole Maast kaugel ja see tähendab, et see on päikesesüsteemi liige. Seda võrreldakse kohe andmepangaga: kui tegemist on päikesesüsteemi uue liikmega, siis on avastus tehtud. Kogu 19. sajandi jooksul avastati umbes 500 väikest planeeti – asteroide. Kogu – peaaegu terve – 20. sajandi jooksul avastati 5000 asteroidi. Tänapäeval avastatakse iga päev (õigemini igal ööl) ligikaudu 500 uut asteroidi. See tähendab, et ilma arvutita poleks meil isegi aega neid kataloogidesse kirja panna, avastusi tehakse nii tihti.

Vaata statistikat. No muidugi, ma ei joonistanud 19. sajandit... (Ma ei tea, kas kursor on sellel taustal nähtav? See on muidugi halb, aga see on näha.) Nii oli kuni aastani 2000 oli Päikesesüsteemi väikeste kehade, asteroidide aeglane kvantitatiivne kasv (noh, need pole nii väikesed - kümnete, sadade kilomeetrite suurused). Alates 2000. aastast on uued projektid, näiteks suured teleskoobid, kasvu järsult kiirendanud ja tänaseks on meil Päikesesüsteemist avastatud umbes pool miljonit asteroidi. Tõde on see, et kui need kõik kokku panna ja neist üks planeet teha, osutub see pisut suuremaks kui meie Kuu. Üldiselt on planeet väike. Kuid nende arv on hiiglaslik, liikumiste mitmekesisus tohutu, leiame alati Maa lähedalt asteroide ja neid vastavalt uurida.

Siin on olukord Maa lähedal, vaadake. See on Maa orbiit, siin on meie planeet ise, täpp ja sellest mööda kihutavad asteroidid. Noh, see pole muidugi reaalajas, see olukord on arvutatud 2005. aasta kohta, kuid vaadake, kui lähedale nad lendavad ja kui sageli nad Maale lähenevad. Kui nad räägivad asteroidiohust, on see mõnikord liialdatud – astronoomid teevad seda rahastuse saamiseks või mõne muu omakasu saamiseks. Kuid üldiselt on see oht reaalne ja me peame sellele mõtlema, vähemalt asteroidide liikumist ennustama ja olukorda ette nägema.

Nii näevad teleskoobid tähtede taustal liikuvat asteroidi. Järjestikused pildid: esiteks liigub särituse ajal asteroid ise, ilmub sellise joonena ja teiseks liigub selgelt ühelt säritusest teisele. 3-4 pilti ja saad (arvuti oskab) välja arvutada orbiidi ja ennustada asteroidi edasist lendu.

Pole asjata, et ma näitan teile seda slaidi. Eelmisel aastal oli esimest korda teaduse ajaloos võimalik märgata Maale lähenevat asteroidi, arvutada selle orbiit, aru saada, et see kukub atmosfääri (see oli väike, paar meetrit suur, midagi polnud kohutav), põrkaks see Maa atmosfääri. Kus täpselt – sellel kaardil... tegelikult pole see kaart, see on satelliidilt tehtud pilt. Siin on meil Egiptus ja siin on Sudaan, see on nendevaheline piir. Ja täpselt kohas, kus asteroidi kukkumist oodati, jälgiti selle sisenemist atmosfääri, põlemist ja lendu.

Seda täheldati ka Maalt: see varises atmosfääris kokku, seda pildistati osaliselt ja nad isegi arvasid ligikaudselt kohta, kuhu see langeb, ning pärast kahenädalast otsimist leidsid nad sealt tegelikult hunniku prahti, kilde ja meteoriite. Esimest korda suutsime märgata asteroidi lähenemist ja täpselt ära arvata selle kukkumise koha.

Nüüd tehakse sellist tööd süstemaatiliselt; noh, see on tõsi, et teist sellist juhtumit pole veel olnud, aga kindlasti tuleb. Nüüd saab meteoriite koguda mitte juhuslikult mööda Maa ringi seigeldes ja otsides, kus meteoriit lebada võiks, vaid lihtsalt täiesti teadlikult jälgida asteroidi lendu ja minna sinna... no parem on oodata, kuni see langeb ja siis. mine sinna, kust meteoriit välja kukub. Väga oluline on leida värskeid meteoriite, mis pole Maast pärit bioloogilise materjaliga saastunud, et näha, mis tal seal kosmoses oli.

Väga kiiresti muutub olukord ka teiste väikekehadega, nimelt planeetide satelliitidega. Siin on 1980. aasta kohta igale planeedile kuuluvate satelliitide arv. Maal pole nende arv muidugi muutunud, meil on endiselt üks Kuu; Merkuuril ja Veenusel pole üldse satelliite. Marsil on neid endiselt kaks – Phobos ja Deimos, kuid hiidplaneedid ja isegi väike Pluuto on viimase kahe aastakümne jooksul avastanud kolossaalsel hulgal uusi satelliite.

Jupiteri viimane avastati 2005. aastal ja praegu on seal 63 kuud. Kõik kooliõpikud ei vasta enam tegelikkusele.

Saturnil on täna avastatud 60 satelliiti. Loomulikult on enamik neist väikesed, ulatudes 5-100 km-ni. Kuid on ka väga suuri: näiteks Titan, see oranž satelliit - see on suurem kui planeet Merkuur, see tähendab, et üldiselt on see iseseisev planeet, ma räägin teile sellest täna. Kuid saatus otsustas, et sellest sai Saturni satelliit, nii et seda ei peeta planeediks, vaid satelliidiks.

Uraanil on täna teada 27 satelliiti, Neptuunil 13 ja suurimad neist on väga huvitavad.

Siia postitasin foto Tritonist, see on Neptuuni suurim satelliit, ja vaadake: sellel on oma Antarktika, see jääkate lõunapoolusel. Siin skaalat muidugi ei säilitata, et saaksite detaile näha, suurendasin Tritoni suurust veidi, neli korda, võrreldes Neptuuniga pole see nii suur. Kuid see on meie Kuu suurune - üldiselt on see ka üsna suur keha ja kuna see asub Päikesest kaugel, hoiab see (Päikesest kaugel - mis tähendab külma) oma pinnal nii jääd kui isegi haruldasi. atmosfääri selle pinna lähedal. Ehk siis igas mõttes on tegu väikese, aga huvitava iseseisva planeediga, kuid teda saadab lennul Neptuun, selles pole midagi halba.

Ja isegi Pluutol, mis täna osutus kääbusplaneediks, oli ka oma satelliitide süsteem. 1978. aastal avastati temast esimene – see, Charon. See on peaaegu sama suur kui Pluuto ise, mistõttu kutsume seda paari täna topeltplaneediks. Nende suuruse erinevus on vaid umbes 4 korda. Selline mikro-topeltplaneet.

Kuid Hubble'i teleskoobi abil õnnestus 2005. aastal Pluuto ja Charoni lähedal avastada veel kaks - kui märkate, siis siin on eredad täpid - kaks väikest objekti. Selgus, et Pluutol pole mitte üks, vaid kolm - vähemalt kolm satelliiti.

Neile anti nimed põrguga seotud mütoloogiast: Hydra ja Nyx. Mütoloogilisi nimesid on veel küllaga. Raskustega, tõesti; mõnikord peate midagi välja mõtlema, kuid üldiselt on mütoloogia - kreeka, rooma - nii ulatuslik, et ükskõik kui palju seda avate, on sellest ikkagi piisavalt. Vähemalt satelliitide jaoks piisavalt.

Iga planeet suudab hoida satelliite enda lähedal piiratud ruumis. Näiteks on see Päike, Maa ja see on piirkond, mida Maa oma gravitatsiooniga kontrollib – Roche tsoon. Kuu liigub selles piirkonnas ja on seetõttu ühendatud Maaga. Kui see oleks oma piirist veidi kaugemal, kõnniks ta nagu iseseisev planeet. Seega on iga planeedi, eriti hiiglaslike - Jupiteri ja Saturni - jaoks need alad, mida juhib tema enda gravitatsioon, väga suured ja seetõttu on seal palju satelliite, need tuleb välja kühveldada. Kuid nende olemus on erinev, see on fakt.

Siin on ülevaade, kuidas Saturni satelliidisüsteem töötab. Tegime pildi keskelt, Saturni kõrval liiguvad kõik satelliidid samas suunas, samal tasapinnal, ligikaudu samamoodi nagu Päikesesüsteemi planeedid. See tähendab, et see on päikesesüsteemi väike mudel. On ilmne, et nad kõik sündisid koos planeedi endaga ja tekkisid samal ajal – 4,5 miljardit aastat tagasi. Ja ülejäänud, välised satelliidid, liiguvad kaootiliselt, nende orbiidid on erineva nurga all, nad liiguvad mööda orbiite ühes või teises (me ütleme edasi või tagasi) suunas. Ja on selge, et tegemist on omandatud satelliitidega, see tähendab, et need püüti kinni Päikesesüsteemi asteroididelt. Neid saab täna tabada, homme kaotada; See on nii muutuv ümberringi olev populatsioon. Ja need on muidugi igavesed, need tekkisid ammu ja ei kao kunagi kuhugi.

Üldiselt saab Päikesesüsteemi kujunemisprotsess järk-järgult selgeks. See on muidugi pilt, aga just sellisena kujutame ette Päikese ja ümbritseva aine eluea esimesi sadu miljoneid aastaid. Kõigepealt tekkisid suured planeedid, seejärel hakkas nende ümber kasvama aine, mida tõmbas gravitatsioon. Sellest moodustusid satelliidid ja rõngad; Kõigil hiidplaneetidel on nii rõngad kui ka satelliidid. See protsess meenutas päikesesüsteemi enda teket.

See tähendab, et Päikesesüsteemi sees organiseeriti piirkond – planeet ja selle keskkond –, mis väikeses plaanis järgis oma arengus ligikaudu sama rada.

Päikesesüsteemi kaugematel aladel avastati umbes 15 aastat tagasi – juba rohkem, umbes 20 aastat tagasi – väga eriliste mikroplaneetidega asustatud ala. Nüüd kutsume seda Kuiperi vööks, sest 50 aastat tagasi ennustas Ameerika astronoom Kuiper selle olemasolu. Neptuuni orbiidist kaugemal asub Pluuto orbiit ja nüüd saame aru, et see on Päikesesüsteemi välispiirkondades lendava suure rühma liige. Tänaseks on sealt avastatud juba mitu tuhat objekti, millest suurimat saab näha.

Siin Maa ja Kuu ning Pluuto mõõtkavas - muide, see on päris pilt Pluutost, meil pole täna midagi paremat, sest see on kaugel ja detaile on raske näha, kuid Hubble'i teleskoop suutis seal midagi näha. Need on joonised; Muidugi ei näe me kaugete kehade pindu. Aga vaadake: Kuiperi vööst on Pluutost suuremad kehad juba avastatud. Sel põhjusel tuvastati rühm kääbusplaneete. Kuna Pluuto pole sugugi eriline, on ta tõenäoliselt suure kääbusplaneetide vennaskonna liige. Nad on iseseisvad ja huvitavad.

Need on kõik joonised. Kõrval mõõtkavas kujutis Maast, aga need on kõik joonistatud pildid. Kuidas me kujutame ette Kuiperi vöö suurimaid objekte? Nende pinda on võimatu näha: esiteks on nad kaugel ja teiseks on nad Päikeselt väga halvasti valgustatud, sest nad on kaugel. Kuid pange tähele: Pluutol on kolm kuud ja Erisel on vähemalt üks (juba avastatud), Haumeal on kaks suurt kuud. See tähendab, et kehad on üsna iseseisvad, keerulised, neil on satelliitide süsteemid... Ilmselt on neil ka atmosfäär, ainult need atmosfäärid on jääs, külmunud, seal on külm. Ja piklikul orbiidil liikuva ja kohati Päikesele läheneva Pluuto puhul on seda näha siin: vahel eemaldub ta Päikesest ja loomulikult külmub seal kõik ära, pinnal lebab jää ja lumi. Mõnikord läheneb ta selles orbiidi punktis Päikesele ja siis tema atmosfäär, täpsemalt selle pinnal olev jää, sulab, aurustub ja planeet on mitmeks aastakümneks ümbritsetud atmosfääriga, siis jälle atmosfäär külmub ja langeb lumena planeedi pinnale .

See, muide, on Maa tsivilisatsiooni arengu tulevikuvõimalus. Täna on kehad külmad, kuid ühel päeval olukord muutub. Vaatame, mida astronoomid täna Maale ennustavad. Kujutame ette tänapäeva Maad. Varem oli Maa atmosfäär tõenäoliselt rohkem gaasidest küllastunud ja isegi gaasi koostis oli erinev. Vähemalt oli see tihedam ja massiivsem, sest Maa atmosfäärist kaob gaas. Igas sekundis lendab maa atmosfäärist välja umbes 5 kg gaasi. Tundub jama, kuid miljardite aastate jooksul on seda üsna palju ja kolme miljardi aasta pärast eeldame, et Maa on peaaegu ilma atmosfäärita, osaliselt ka seetõttu, et Päike soojendab Maad üha enam – noh, ma ei. t ei tähenda täna üldse Ilm muutub sageli ja Päikese heledus suureneb pidevalt. Iga miljardi aasta järel suureneb Päikesest lähtuv soojusvoog ligikaudu 8–10%. Nii areneb meie täht. Kolme miljardi aasta pärast paistab Päike 30% eredamalt ja see saab atmosfäärile saatuslikuks. See hakkab väga kiiresti aurustuma ja ookeanid lähevad sellega kaasa, kuna õhurõhk langeb ja vesi hakkab kiiremini aurustuma. Üldiselt Maa kuivab. Temperatuuri kohta on raske öelda; Võib-olla temperatuur palju ei muutu, kuid kui see kuivab, siis see on kindel, et see kaotab oma gaasikihi. Seetõttu peame otsima arenguks hüppelaudu ja kauged külmad planeedid võivad tänapäeval muutuda soojaks ja soodsaks miljardite aastate pärast.

Siin on joonis, kuidas me näeme Päikese arengut 4,5–5 miljardi aasta pärast. See paisub ja lõpuks hävitab Maa; see jõuab evolutsiooni viimasesse etappi. Punane hiiglane saab olema Päikese asemele - tohutu suurusega täht, madala temperatuuriga, kuid suure soojusvooga lihtsalt oma suure suuruse tõttu ja Maa saab otsa. Pole isegi selge, kas Maa jääb üksiku kehana ellu. Võimalik, et Päike laieneb kuni Maa orbiidile ja neelab selle, Maa sukeldub Päikese sisse. Kuid isegi kui seda ei juhtu, saab biosfäär otsa.

Üldiselt liigub päikesesüsteemi piirkond, kus elu on võimalik. Tavaliselt kutsutakse seda "elutsooniks" ja vaadake: 4,5 miljardit aastat tagasi vallutas eluvöönd Veenuse, seal ei olnud väga palav, mitte nagu praegu, ja see vallutas loomulikult ka Maa, sest 4 miljardit aastat tagasi Maal oli juba elu. Päikese heleduse kasvades eemaldub elutsoon sellest, Maa on täna eluvööndis ja Marss langeb elutsooni. Kui Marss oleks oma atmosfääri säilitanud tänapäevani, oleks sellel olnud mugav temperatuur, jõed voolanud ja elu oleks võinud eksisteerida. Kahjuks oli tollal, kuni eluvöönd selleni jõudis, Marss juba oma atmosfääri kaotanud, tõmbab nõrgalt gaase, need aurustuvad ja tänapäeval on isegi soodsas olukorras nii kuiv, et vähetõenäoline... See on , peal selle pinnal elu pole, aga pealispinna all pole see veel välistatud ehk.

No siis liigub elutsoon Päikesest aina kiiremini ja katab hiiglasliku planeedi. Hiiglaslikel planeetidel endil on elu muidugi ebatõenäoline, kuid nende satelliitidel, nagu nüüd näete, on see vägagi võimalik. Me räägime neist nüüd.

Jupiteril on palju satelliite. See on enamasti väike asi, kuid neli nn Galilei satelliiti, mille Galileo avastas vaid 400 aastat tagasi, aastal 1610, on tähelepanu köitnud juba pikka aega. Need on suured sõltumatud organid.

Näiteks Io on Jupiterile lähim suur satelliit. Selle peal on vulkaanid.

Esiteks on see loomulik värv. Pange tähele: täiesti hämmastav värvikombinatsioon, ruumi jaoks haruldane. See oranž kollakas – no need on muidugi külmunud gaasid. Kuid see kõik on väävliühenditega kaetud pind. Miks seda nii palju on? Ja siin on aktiivsed vulkaanid. Näiteks vulkaani kraatrist voolab must sulaväävli voog. See on see, mida vulkaan enda ümber laiali ajas. Palju leiab ikka: siin on aktiivne vulkaan, siin... umbes 50 aktiivset vulkaani paistab kaugelt, kosmosest. Kujutan ette, kui palju neid leitakse, kui Io pinnal hakkab tööle mõni automaatjaam. See tundub lihtsalt hirmutav.

Nii näeb välja Io suurima vulkaani, Pele mäe purse. Pilt on oluliselt suurendatud, siin on satelliidi serv, selle horisont ja seal, horisondi taga, on vulkaan. Näete, see, mida ta endast välja viskab, lendab umbes 300-350 km kõrgusele ja osa lendab isegi kosmosesse.

Muidugi on Io pind külm. Näete, et siin olevad gaasid külmusid ja lebasid lumena pinnal. Aga mida lähemale vulkaanile olla, seda soojemaks läheb. See on nagu lõkkes, talvel on lõkke lähedal samm külili külm, samm lõkke poole kuum ja alati leiad koha, kus lõkke kõrval on mugav temperatuur. Veelgi täpsem analoogia on mustad suitsetajad meie ookeanide põhjas. Teate küll: need on väikesed vulkaanid või õigemini geisrid, mis töötavad meie ookeanide põhjas. Ümbritsev vesi on umbes jääkülmas ja nendest mustadest suitsetajatest väljuv vesi on umbes 400 kraadi Celsiuse järgi. Ja siin, keeva vee ja pakase piiril puhkeb mustade suitsetajate kõrval elu õitsele. Võimalik, et Io vulkaanide ümbruses eksisteerib mõni eluvorm mugava temperatuuriga. Veel polnud võimalust seda kontrollida, seal ei istunud keegi. Olid ainult orbitaalsed, isegi mitte orbitaalsed - sellised möödalennuuuringud, kiired.

Teine satelliit, mis on Jupiterist kaugemal, on Europa. Seal on muidugi jahedam, vulkaane pole ja kogu selle pind meenutab meie Antarktikat. See on tahke jääkuppel - isegi mitte kuppel, vaid lihtsalt satelliiti kattev jäine koorik -, kuid arvutuste põhjal on selle tahke jää all mitmekümne kilomeetri sügavusel vedel vesi. Noh, meil on Antarktikas sama olukord: meie Antarktika lõunakuppel on jäine, kuid kolme kilomeetri sügavusel on vedela veega järved; Seal sulatab planeedi sisikonnast väljuv soojus vee. Sama kehtib ilmselt ka Euroopa kohta. Tahaks väga sellesse ookeani sukelduda ja näha, mis seal toimub. Seal, kus on vedel vesi, on tavaliselt elu.

Kuidas sukelduda? Need jääkilpi poolitavad triibud on suure tõenäosusega praod. Siin - need on, tõsi küll, väga kontrastsed värvid, see on ebaloomulik värv - siin me vaatame neid tähelepanelikult ja näeme, et seal on värske jää, see jookseb mööda triipe. Tõenäoliselt on aegu, mil jääkuppel praguneb ja vesi tõuseb sealt üles. Kahjuks pole me allikaid veel näinud.

Selline näeb Euroopa jääkuppel tõelistes värvides välja. Seal on küüru ja jäämägesid, on selge, et jää lähedal toimuvad mingid liikumised, näha on nihkeid ja rebenemisi. Aga päris pragu pole veel keegi näinud, et saaks ookeani vaadata.

Viimastel aastatel, kui see avastus tehti, hakkasid astronoomid – täpsemalt kosmosespetsialistid – mõtlema, kuidas sinna sukelduda, käivitada robot, mis võiks sealt eluvorme otsida. Jää on paks, vähemalt 30 kilomeetrit ja võib-olla 100, siinsed arvutused pole kuigi täpsed. Pragu pole veel leitud. Projekte on, peamiselt NASA raames, ja meie kosmoseinstituutides on ka mõned inimesed, kes sellega tegelevad. Nad mõtlesid teha keerulisi tuumaenergiaallikaga seadmeid, mis sulataks jää ja murraksid läbi üldiselt tehniliste võimaluste piiril ja võib-olla ka väljaspool seda.

Kuid just eelmisel aastal selgus, et see pole vajalik. Tehtud on uus avastus, mis tõotab meile suuri väljavaateid. Avastus ei ole Jupiteri süsteemis, vaid Saturni satelliidisüsteemis. Saturnil on ka palju satelliite ja pange tähele: isegi sellel pildil pole muidugi kõiki kujutatud, ühele satelliidile ei pööratud üldse tähelepanu.

See on Titan, suurim ja siit leidsin eraldi Titani kõrvalt foto, kust möödub see väike satelliit nimega Enceladus. See on nii väike, 500 km läbimõõduga, et tavainimene pidas seda ebahuvitavaks. Nüüd Saturni lähedal – Saturni ümber orbiidil – on hea NASA kosmoselaev Cassini, mis on mitu korda lennanud Enceladuseni.

Ja mis juhtus? Täiesti ootamatu asi.

Selline näeb Enceladus kaugelt välja. Samuti jäine pind. Mis aga kohe silma hakkab – geoloogid pööravad sellele kohe tähelepanu – on see, et see näib koosnevat kahest poolest. Põhjaosa on kaetud meteoriidikraatritega, mis tähendab, et jää on vana, et meteoriidid on sellele langenud miljoneid aastaid ja on seda põhjalikult peksnud. See on geoloogiliselt vana pind. Kuid lõunaosa ei sisalda ühtegi kraatrit. Mis, sinna meteoriite ei kukkunud? See on ebatõenäoline, need ei lange täpselt. See tähendab, et mingi geoloogiline protsess uuendab lõunapoolset jääd pidevalt ja see tõmbas kohe tähelepanu. Mida tähendab "uuendada jääd"? See tähendab vedela veega ülevalamist ja meteoriidikraatrite hävitamist.

Nad hakkasid tähelepanelikult vaatama Enceladuse lõunapoolkera. Tõepoolest, me nägime seal võimsaid pragusid ja näete, kui sügaval on kanjon jääpinnas.

(Noh, ma ei saa kuidagi kahetseda, et see publik pole tume, vaid slaidide näitamiseks täiesti sobimatu. Tegelikult on see kõik väga ilus. Noh, okei, järgmine kord koguneme pimedas keskkonnas ja siis teie Vaatan veel, aga midagi on ka siin näha.)

Ja üks piirkond, sõna otseses mõttes Enceladuse lõunapoolusel, osutus väga huvitavaks. Siin on neli pikisuunalist triipu. Inglise keeles hakati neid kutsuma “tiger stripes”, need triibud ei tähenda triipe, mis on tiigri kõhul või kus iganes seljal, vaid need on need, mis jäävad küünistest alles, kui tiiger sind paitab. Ja tõepoolest, need osutusid samadeks küünejälgedeks. See tähendab, puruneb pinnal.

Päikese vastasküljelt satelliidi taga lennates nägi Cassini aparaat Cassini tagantvalguses purskkaevu, mis purskasid purskkaevu just nendest jäämurdudest. Kõige loomulikumad purskkaevud. Muidugi pole see vedel vesi. Vedelik tungib läbi pragude, läbi pragude, see aurustub koheselt ja külmub jääkristallidena, kuna lendab vaakumisse ja sisuliselt on need juba lendavad lumevood, kuid nende all on vee väljavool. , muidugi. Täiesti hämmastav asi.

See tähendab, et me saame materjali otse jääookeanist, selle satelliidi pinna all olevast vedela vee ookeanist.

Kunstvärvides, mille heledust ja kontrastsust on oluliselt suurendatud, näeb see välja nagu see superpurskkaev, mis tulistab otse kosmosesse ja lendab kosmosesse Enceladuse pinnalt. Kuid see foto on Enceladuse orbiit ümber Saturni: siin on Enceladus, mööda oma orbiiti laiali see lund, auru ja jääd. See tähendab, et üks Saturni rõngastest, kõige välimine ring, on sisuliselt Enceladuse poolt välja paisatud materjal – Enceladuse poolt hiljuti välja paisatud veeaur ja jääkristallid.

Noh, see on muidugi fantastiline joonis; tõenäoliselt ei leia astronaudid end niipea selle satelliidi pinnalt, kuid see on tõeline infrapunafoto. Need samad neli triipu on soojad. Infrapunainstrument, Cassini pardal olev kaamera, pildistas triipe ja näete, et need on soojad, st jää all on vedel vesi. Siin tuleb see otse jää pinnale ja lendab läbi pragude üles.

Eelmise aasta lõpus muudeti Cassini orbiiti nii, et see lendas otse läbi nende purskkaevude, möödudes sõna otseses mõttes 20 km kõrgusel satelliidi pinna lähedalt ja kühveldades seda vett. Ja ta tõestas, et see on tõesti H 2 O, mis sealt välja lendab. Kahjuks pole Cassini pardal bioloogilisi laboreid, mistõttu ei saa ta seda vett mikroorganismide koostise osas analüüsida. Keegi ei kujutanud ette, et selline avastus üldse aset leiab. Nüüd aga ei huvita enam kedagi, peaaegu mitte kedagi Euroopa vastu, kus 100-kilomeetrist jääkest on vaja puurida ja kes teab millega. Kõik on uuesti keskendunud Enceladusele, kust vesi ise välja lendab, ja peate lihtsalt kas mööda lendama või seadme pinnale maandama ja selle aine bioloogilist koostist analüüsima.

See on väga huvitav ja nüüd on lihtsalt palju projekte, mille eesmärk on uurida Enceladust.

Nii kujutame ette nende purskkaevude päritolu: liustikualune ookean on vesine ning vesi imbub läbi jäävahede ja valgub vaakumisse, lendab välja ja järgneb orbiidil olevale satelliidile.

Muidugi on paljudel planeetidel ka teisi huvitavaid satelliite. Näiteks meeldib mulle väga Saturni üks väikesatelliitidest Hyperion.

Vaata, see näeb välja nagu merekäsn. Samuti jääb arusaamatuks, miks just tema jaoks selline struktuur tekkis. See on nagu päikesekiirte poolt sulanud märtsikuu lumi. Te ei saa kõike jälgida; iga satelliidi jaoks pole veel piisavalt teaduslikke instrumente ja seadmeid. Me uurime neid ainult kaugelt, aga aeg tuleb - nad istuvad seal ja vaatavad.

Kõik, mis viimastel aastatel on avastatud, on tehtud selle imelise seadmega. See on astronautika ajaloo kalleim automaatne planeetidevaheline kosmoselaev Cassini-Huygens. Ameeriklased tegid, aga ka Euroopa andis oma panuse... Vabandust, ameeriklased tegid põhiaparaadi Cassini ja andsid sellele kanderaketi Titan, aga selle lisaaparaadi Huygensi tegid eurooplased.

See sond, kogu projekti maksumus on 3 miljardit dollarit, on praegu tõepoolest 10 korda rohkem kui traditsiooniline kosmoseaparaat. See asi käivitati juba ammu, 1997. aastal ja liikus mööda väga keerulist trajektoori, sest see oli raske aparaat ja seda ei saanud kohe Saturni poole visata. See lendas Maalt Veenusele ehk Päikesesüsteemi sees, siis jälle Maale, seejärel lendas uuesti Veenusesse. Ja iga kord planeetidest mööda lennates saavutas ta nende külgetõmbejõu tõttu veidi lisakiirust. Lõpuks saatis kolmas möödalend Maast selle Jupiteri poole. Jupiter surus seda väga kõvasti ja seade jõudis Saturnini 2004. aastal. Ja nüüd on see orbiidile astunud, see on esimene satelliit astronautika ajaloos, Saturni tehissatelliit ja see on seal töötanud juba peaaegu neli, viis aastat ja väga tõhusalt.

Selle lennu üks peamisi eesmärke oli uurida Titanit. Titan on muidugi hämmastav satelliit. Olen juba öelnud: see on iseseisev planeet.

Nii nägime Titanit enne, kui Cassini selleni jõudis. See on kaetud atmosfääriga, atmosfäär on külm, läbipaistmatu, kõik on udune ja keegi ei teadnud, mis seal pinnal on.

Nii nägime seda läbi atmosfääri, kasutades Huygensi instrumente. Tal on spetsiaalsed instrumendid, kaamerad - telekaamerad, täpsemalt -, millel on võime ikkagi näha planeedi pinda läbi õhukese spektraalakna, kus atmosfäär neelab vähe. Siin on Titani Antarktika... Jah, pange tähele: atmosfäär on nähtav ja kui paks see on! See on kuskil 500 km paks, kuna planeet on väike - noh, nagu väike, suurem kui Merkuur -, kuid sellegipoolest on gravitatsioonijõud seal väike, b seetõttu ulatub atmosfäär väga kaugele, see ei ole surutud planeedi pinnale. planeet.

See on võte Titani lõunaosast. Siin peitub ilmselgelt külmunud jää, nagu meie Antarktika. Huvitavaid küsimusi oli nii atmosfääri kui pinnase koostise kohta palju.

Nii näeme täna lõunapooluse lähedal Titani pinda. Selgus, et seal on järvi - noh, neid on raske meredeks nimetada, kuid vedela CH 4 - metaaniga järved. Temperatuur on madal, umbes miinus 200, seega on need gaasid vedelas olekus. Aga peamine oli muidugi selle pinnal istuda.

Siin on Huygensi maandur, mille eurooplased valmistasid ja nad tegid selle väga hästi. Teid üllatab: see valmistati Mercedes-Benzis ja seetõttu töötas see tõesti usaldusväärselt... Teate, mitte eriti usaldusväärselt, tegelikult see töötas. Ma ei pea silmas autosid, vaid seda seadet - seal oli kaks dubleeritud raadiokanalit, kuid üks raadiokanal ikkagi ebaõnnestus; hea, et neid dubleeriti. Pool infost oli puudu, aga poole saime kätte.

See on kuumuskilp, sest algul läheb seade ilma pidurdamiseta, just teisel kosmilisel kiirusel põrkab satelliidi atmosfääri ning see on väga paks ja venitatud.

Seejärel viskab ta välja langevarjud – ühe langevarju, teise – ja laskub järk-järgult langevarjuga maapinnale. Ta veetis kaks tundi langevarjuhüppamist, kuni puudutas pinda. Ja kui ta nende kahe tunni jooksul langevarjuga laskus, tegi ta loomulikult fotosid. Mitte väga kvaliteetne, noh, see oli väga raske.

Teate, ma tahan kõigest rääkida, selles katses, nendel reisidel oli palju huvitavat, aga aega pole. Lugege seda millalgi. Kui palju tehnilisi probleeme lahendati sõna otseses mõttes viimasel hetkel, et üldse midagi näha!

Need on pilved. Nüüd 8 km kõrguselt näeme Titani pinda. Nüüd on ta juba läbi pilvede läinud; No siin on näha veel kaks pilve, aga põhimõtteliselt näeme juba kindlat pinda. Ja kohe üllatus. Tahkel pinnal on tasased alad, mis meenutavad merepõhja. Ja seal on karmid alad, mägised ja neil on selgelt näha mõne jõe looklemine. Mis nendes jõgedes voolab, milline vedelik - võib-olla seesama metaan, tõenäoliselt või kunagi voolas. Aga vaadake: ilmselgelt on delta, siis merepõhi, siin on mägisüsteem – geograafiliselt väga sarnane Maaga. Ja atmosfääri mõttes on see üldiselt Maa koopia. Titani atmosfäär, erinevalt kõigist teistest planeetidest...

Noh, võtame Veenuse: sealne atmosfäär on puhas CO 2, meie jaoks mürk. Marsil: CO 2, süsinikdioksiid, mürk. Võtame Titani: atmosfäär koosneb molekulaarsest lämmastikust. Ja nüüd on meil siin 2/3 molekulaarsest lämmastikust. Üldiselt on see meie jaoks tavaline neutraalne keskkond. Hapnikku seal muidugi pole, aga lämmastikukeskkond on siiski väga hea. Pinnapealne rõhk on poolteist Maa atmosfääri, see tähendab peaaegu sama, mis selles ruumis. Temperatuur on veidi jahe, kuid see on okei. Kuum on katsetele tappev, külm isegi soodne, sest aparaati pole vaja jahutada, see jahutab ise.

Ja nii ta istus pinnale. (See on joonis, see ei ole foto.) See väike masin istus maha ja edastas meile kaks tundi andmeid Titani kohta.

See on ainus talle edastatud telekaader. Seal on horisont, otse aparaadi kõrval, on munakivid - ilmselgelt on see jäätunud vesi; temperatuuril miinus 180 on vesi nagu kivi, kõva ja seni ei tea me sellest rohkem midagi.

Miks ta on huvitav? Kuna selle gaasi koostis ja pinnatemperatuur, nagu bioloogid arvavad, on väga lähedased sellele, mis meil oli Maal neli miljardit aastat tagasi. Võib-olla suudame Titanit uurides mõista esimesi protsesse, mis eelnesid bioloogilisele evolutsioonile Maal. Seetõttu pälvib see palju tähelepanu ja selle uurimist jätkatakse. See on planeedi esimene satelliit (v.a Kuu), millele maanduti automaatjaam.

Küsimus publikult. Aga Huygens?

V. G. Surdin."Huygens" on läbi. Aku sai tühjaks, töötas kaks tundi ja kõik. Kuid mitte ainult. Seal oli kõik välja mõeldud nii, et ta töötaks kaks tundi. Kuna tal polnud Maaga suhtlemiseks piisavalt saatja võimsust ja ta suhtles orbitaalsõiduki kaudu, kuid see lendas minema ja kõik, ühendus katkes. Ei, okei, ma tegin oma tööd.

Asteroidid. Kosmoselaevad on asteroididele juba lähenenud ja nüüd on juba näha, mis kehad need on. Suurt üllatust polnud, nii kujutasime asteroide ette: planeedieelsete kehade suuri või väikeseid fragmente.

Sellised näevad välja asteroidid, kui kosmoselaevad neist mööda lendavad, see on kaadrite seeria, et saaksite näha. On selge, et nad kogevad vastastikuseid kokkupõrkeid.

Vaadake Sterni asteroidilt avastatud tohutut kraatrit. Mõnikord on kraatrid nii suured, et on ebaselge, kuidas keha ise kokkupõrke tagajärjel ei purunenud.

Esimest korda õnnestus meil hiljuti lennata üles ja peaaegu maanduda asteroidi pinnale. See asteroid siin. Mis sa arvad, kes seda tegi, mis riik?

V. G. Surdin. No tead... Aga see oli täiesti ootamatu, et jaapanlased seda tegid. Jaapanlased räägivad oma kosmoseuuringutest kuidagi väga tagasihoidlikult. Õigemini, nad ei ütle.

Jaapani kosmoseaparaat, tõesti esimene planeetidevaheline Jaapani kosmoselaev, lendas selle asteroidi juurde jaapanikeelse nimega Itokawa - kuid jämedalt öeldes avasid nad selle spetsiaalselt selleks ja andsid sellele nime. Väga väike asteroid, mille piki telge on vaid 600 meetrit – noh, Lužniki staadioni suurune.

See väike seade lendas tema juurde ja – selle varju on sellel fotol näha – ta pildistas selle varju langemas Itokawa asteroidi pinnale.

Järk-järgult jõudis ta sellele lähemale (noh, see on loomulikult pilt, mida näete), ei istunud selle pinnal, vaid hõljus selle kohal umbes 5 või 7 meetri kaugusel. Kahjuks hakkas tal elektroonika talitlushäireid tegema... - siin on jaapanlased, aga ikkagi hakkas tal elektroonika rikki minema ja siis me pole päris kindlad, mis temaga juhtus. Ta pidi pinnale viskama väikese roboti - siin on see joonistatud - suurus... see on roboti suurus, kuid kuna asteroidi gravitatsioon on peaaegu null, siis see robot tõukab väikesega minema. Sellised antennid pidid pinnale hüppama. Mingit signaali temalt ei saadud – ilmselt ei tabanud ta lihtsalt pinda.

Kuid tehti palju huvitavam eksperiment. Sellise tolmuimeja abil - siit torkab toru välja - võeti selle asteroidi pinnalt mullaproov. Noh, tolmuimeja seal muidugi ei tööta, seal on õhuvaba ruum. Seetõttu tulistas ta pinnale väikesed metallkuulid, kuulid tekitasid selliseid mikroplahvatusi ja osa selle asteroidi tolmust pidi sellesse torusse kukkuma. Seejärel pakiti ta (tulnuks pakkida) spetsiaalsesse kapslisse ja seade asus Maa poole teele. See katse oli mõeldud spetsiaalselt asteroidimaterjali Maale toimetamiseks. Esimest korda ajaloos. Kuid mootorites tekkisid talitlushäired ja selle asemel, et ammu Maale lennata, teeb see nüüd aeglaselt, aeglaselt pöördeid ümber Päikese ja läheneb ikka tasapisi Maale. Võib-olla aasta või pooleteise pärast, kui ta on veel elus, jõuab ta Maale ja toob asteroidilt esimest korda tagasi mullaproovid.

Kuid komeetidest on muld juba saadud. Komeedid on tähelepanuväärsed, kuna need on miljardeid aastaid külmunud. Ja on lootust, et see on sama aine, millest moodustati Päikesesüsteem. Kõik unistasid oma proovide saamisest.

Kosmoselaev Stardust lendas sellesse komeedi Wild-2 tuumani 2006. aastal. See oli konstrueeritud nii, et ilma komeedi pinnale maandumata oli võimalik selle ainest proov võtta.

See aparaat kinnitati komeedi saba külge, kapslist, mis seejärel Maale naasis, rakendati spetsiaalne lõks, see on umbes tennisereketi suurune vahvlikujuline ja rakud nende vahel. ribid on täidetud viskoosse ainega, millel on väga eriline omadus - seda nimetatakse "aerogeeliks". See on vahtklaas, väga peeneks vahustatud klaas argooniga ja selle käsnjas, pooltahke, pooleldi gaasiline konsistents võimaldab tolmuosakestel sellesse kinni jääda, ilma et need häviksid.

Ja siin on tegelikult see maatriks. Ja nii on iga rakk täidetud maailma kergeima tehisainega – aerogeeliga.

Vaadake, milline näeb välja mikrofoto selle aine sees lendlevast tolmukübemest. Siin kukub see kokku kosmilise kiirusega, 5 km sekundis, läbistab selle aerogeeli ja aeglustab selles järk-järgult ilma aurustumata. Kui ta kõvale pinnale põrkaks, aurustuks ta kohe ära, midagi ei jääks järele. Ja kui see kinni jääb, jääb see sinna tahke osakese kujul.

Seejärel peideti see lõks pärast komeedist mööda lendamist taas kapslisse ja see naasis Maale. Maast mööda lennates kukkus seade selle langevarjuga alla.

Siin Arizona kõrbes nad leidsid selle, selle kapsli, avasid selle ja näete, kuidas nad uurivad selle lõksu koostist. Sellest leiti mikroosakesi. Muide, neid oli väga raske leida, oli Interneti-projekt, paljud inimesed aitasid - vabatahtlikud, entusiastid - aitasid seda juhtumit mikrofotode abil otsida, see on eraldi vestlus. Leitud.

Ja kohe tehti ootamatu avastus: selgus, et sinna kinni jäänud tahked osakesed – nii väidavad geoloogid – tekkisid väga kõrgel temperatuuril. Kuid me arvasime, et vastupidi, päikesesüsteem ja komeetide aine on alati madalal temperatuuril. Praegu on probleem: miks sisaldavad komeedid tulekindlaid tahkeid osakesi, kust need tulid? Kahjuks ei olnud võimalik neid analüüsida: nad on väga väikesed. Eks komeetidele tuleb veel lende, hädad alles algavad.

Muide, nad jätkasid. Ameerika seade "Deep Impact" lendas ka ühe komeedi tuuma - komeedi Tempel-1 - juurde ja proovis klõpsata ja näha, mis seal sees on. Sellelt kukkus toorik - minu arust ca 300 kg kaaluv, vask - mis siin satelliidikiirusel alla kukkus; See on mõju hetk. See tungis mitmekümne meetri sügavusele ning seal aeglustus ja plahvatas, lihtsalt kineetilisest energiast: lendas väga kiiresti. Ja seest välja paiskunud ainet analüüsiti spektraalselt. Nii võib öelda, et oleme juba komeedi tuumadesse kaevanud. See on väga oluline, sest komeedi maakoort töötlevad päikesekiired ja päikesetuul, kuid mateeriat püütakse sügavustest kinni esimest korda. Seega on komeedi tuumad hästi uuritud. Täna tutvustame neid juba sellises mitmekesisuses.

See on Halley komeedi tuum, pidage meeles, 1986. aastal lendas see meie juurde, me nägime seda. Ja need on teiste komeetide tuumad, millele kosmoseaparaadid on juba lähenenud.

Ma ütlesin, et hiljuti... - tegelikult juba pikka aega - tekkisid kahtlused, et meil on Päikesesüsteemis midagi puudu. Vaata, siin on väike küsimärk.

Miks just seal, Päikese lähedal? Kuna astronoomidel on Päikese lähedal asuvaid alasid raske jälgida. Päike pimestab ja teleskoop ei näe seal midagi. Päike ise on muidugi nähtav, aga mis on selle kõrval? Isegi Merkuuri on väga raske läbi teleskoobi näha; me ei tea, milline see välja näeb. Ja see, mis on Merkuuri orbiidil, on täielik mõistatus.

Viimasel ajal on avanenud võimalus neid valdkondi vaadata. Nüüd teevad orbiidid Päikese ümbrusest igapäevaselt fotosid, kattes päikeseketta enda spetsiaalse katikuga, et see teleskoopi ei pimestaks. Siin on see jala peal, see klapp. Ja nüüd näeme: noh, see on päikesekrooon ja see, mis võib Päikese kõrvale ilmuda.

Umbes kord nädalas avastatakse nüüd väikseid komeete, mis on lähenenud Päikesele ühe või kahe omasuuruse kaugusele. Varem me nii väikseid komeete avastada ei saanud. Need on 30–50 meetri suurused kehad, mis aurustuvad Päikesest eemal nii nõrgalt, et te ei märkagi neid. Kuid Päikesele lähenedes hakkavad nad väga aktiivselt aurustuma, mõnikord tabavad nad päikese pinda, surevad, mõnikord lendavad mööda ja aurustuvad peaaegu täielikult, kuid nüüd teame, et neid on palju.

Muideks. Noh, kuna te siia tulite, tähendab see, et olete huvitatud astronoomiast. Komeete saab avastada ka ilma teleskoobita, aga ainult arvutiga, mis kõigil on. Neid pilte laetakse iga päev internetti, sealt saab neid võtta ja vaadata, kas Päikesele on lähenenud komeet. Seda teevad astronoomia entusiastid. Tean Venemaal vähemalt kahte poissi, kes elavad külas, neil pole... - millegipärast on neil seal internetiga arvuti. Teleskoopi pole. Niisiis, nad on juba avastanud ühe, minu arvates isegi viis komeeti, mis sai tema nime ja üldiselt on kõik aus. Lihtsalt selline püsivus ja iga päev selles suunas töötamine. Paljud inimesed teevad seda ka välismaal. Seega on nüüdseks muutunud lihtsamaks komeedi avastamine ka ilma teleskoobita.

Päikese lähedal Merkuuri orbiitide ja Päikese pinna vahel on ala, kus on väga võimalik, et avastame uusi väikeplaneete. Neile on pandud isegi esialgne nimi. Kord 19. sajandil kahtlustasid nad seal planeedi olemasolu ja andsid sellele nime Vulcan, kuid seda seal polnud. Nüüd nimetatakse neid väikeseid kehasid, mida pole veel avastatud, kuid mis võidakse avastada lähitulevikus, "vulkanoidideks".

Ja nüüd ootamatu asi. Kuu. Näib, mis on Kuul uut? Inimesed tiirutasid seal juba ringi, ameeriklased olid seal olnud 40 aastat, seal lendas palju igasugu automaatikaid. Kuid see pole nii lihtne. Ka Kuuga tuleb veel avastusi. Meil on hea (enam-vähem) uuring Kuu nähtava poolkera kohta, mis on suunatud Maa poole. Ja me teame selle teisest küljest väga vähe. Polnud ainsatki automaatset seadet, ei inimest ega ainsatki mullaproovi - üldiselt polnud seal midagi, vaadati ainult natukene eemalt. Milles probleem oli, miks nad sinna ei lennanud? Sest Kuu kaugemal küljel olles kaotate kontakti Maaga. Vähemalt ilma mingite repiiterite või raadioreleeliinideta ei saa te Maaga raadio teel suhelda. Seadmeid oli võimatu juhtida. Nüüd tekkis selline võimalus.

Kaks aastat tagasi saatsid samad jaapanlased Kuu ümber raske satelliidi, väga suure, väga hea, kaaluga kolm tonni - "Selene" (Selene) kutsuti seda siis, nüüd andsid nad sellele jaapanikeelse nime "Kaguya". Nii et see satelliit ise tõi sinna raadio repiiteri. Ta viskas välja kaks väikest satelliiti, millest üks lendab orbiidil veidi ette, teine ​​veidi tagapool ja kui põhiaparaat on seal, Kuu taga ja uurib selle kaugemat külge, edastavad need oma signaalid Maale.

Tänapäeval näitavad jaapanlased Kuu pinda otse televisioonis – kodutelevisioonis, tavalistes kvaliteetsetes kodutelerites – iga päev. Nad ütlevad, et kvaliteet on võrreldamatu; Ma ei näinud seda, nad ei anna meile seda signaali. Üldiselt avaldavad nad oma andmeid üsna tagasihoidlikult, kuid juba olemasolevast on näha, et kvaliteet on suurepärane.

Need pildid on palju paremad kui need, mida ameeriklased või meie 40 aastat tagasi tarnisid.

Siin on Jaapani fotod – kuidas Maa Kuu horisondi tagant paistab. Ja see muidugi halvendab oluliselt nende slaidide kvaliteeti, mis on tegelikult väga kvaliteetsed. Miks see vajalik on? Teaduslikul eesmärgil on see kõik muidugi huvitav, kuid on üks puhtalt “igapäevane” probleem, mis inimesi viimasel ajal üha enam muret teeb: kas ameeriklased olid Kuul? Sellel teemal ilmuvad mõned idiootsed raamatud. Noh, keegi professionaalidest ei kahtle, et nad seda olid. Aga rahvas nõuab: ei, sa näita, et nad olid seal. Kus on nende ekspeditsioonide jäänused, maandumissõidukid, need kulgurid, kuusõidukid? Siiani ei olnud võimalik neid pildistada. Noh, Maalt - üldse mitte, me ei näe nii väikseid detaile. Ja isegi jaapanlased, see imeline satelliit, ei näe neid ikka veel.

Ja sõna otseses mõttes – ma ütlen teile kohe, mitme päeva pärast – kolme päeva pärast... täna on 12. 17. päeval, viie päeva pärast, peaks Kuule minema Ameerika raskesatelliit Lunar Reconnaissance Orbiter, millel on sellise objektiiviga tohutu telekaamera, mis näeb Kuu pinnal kõike, mis on. on suurem kui pool meetrit. Nad suudavad saavutada eraldusvõime 50 ja võib-olla isegi 30 cm. Ja siis - nüüd on ju kuu aja pärast maandumisest neljakümnes aastapäev - lubavad nad pildistada kõik need kohad, jäljed ja nii edasi, kõik, mis nad nelikümmend aastat tagasi Kuule jätsid. Kuid see on muidugi tõenäolisem, ma ei tea, ajakirjanduslik huvi selle vastu kui teaduslik huvi, kuid siiski.

Jah, kõik võltsitakse jälle. Poisid, õppige selliseid satelliite tegema ja te teete fotosid.

Ameeriklased plaanivad tõsiselt uurida ja astuda Kuu pinnale teine ​​samm. Selleks on neil üldjuhul piisavalt raha ja varustust. Nüüd käib... Ma arvan, et on tehtud isegi tellimusi uue süsteemi tootmiseks, sarnaselt vana Apolloga, mis nad Kuule viis. Rääkisin küll automaatsest uurimistööst, aga siiski on plaanis ka ekspeditsioonid inimestega.

Laev saab olema kuu tüüpi, Apollo tüüpi – see, mis lendas, veidi raskem.

Uut tüüpi rakett, kuid üldiselt ei erine vanast Saturnist kuigi palju - just sellega lendasid ameeriklased 60ndatel, 70ndatel - siin on praegune, umbes sama kaliibriga rakett.

Noh, nüüd pole see enam von Braun, uued insenerid tulevad välja uutega.

Kuid üldiselt on see Apollo projekti teine ​​kehastus, veidi kaasaegsem. Kapsel on sama, meeskond on ilmselt veidi suurem.

(Ma ei saa aru, kui palju karjumist on. Kas sa võtad minu jutust aru? Tänan, sest ma üritan kuulda, mida nad räägivad.)

Väga võimalik, et need ekspeditsioonid toimuvad. Nelikümmend aastat tagasi oli Apollo kindlasti õigustatud. Seda, mida inimesed tegid, poleks toona suutnud ükski kuulipilduja. Kui õigustatud see täna on, ma ei tea. Tänapäeval töötavad automaatseadmed palju paremini ja selle raha eest, mis siin jälle mitu inimest Kuule lendab, mulle tundub, et oleks huvitavam... Aga prestiiž, sealne poliitika... Ilmselt tuleb. jälle inimese lend. Teadlastele pakub see vähe huvi. Siin lendavad nad jälle teadaolevat trajektoori mööda sinna.

Niisiis. Vabandust, et mul on kiire, aga ma saan aru: siin on lämbe ja sul on vaja kiirustada. Rääkisin teile päikesesüsteemi uurimistest. Nüüd veel 20 minutit tahan rääkida uuringutest väljaspool päikesesüsteemi. Äkki keegi on sellest loost juba tüdinud? Ei? Räägime siis planeetidest, mida on hakatud avastama väljaspool päikesesüsteemi. Nende nime pole veel kindlaks tehtud, neid nimetatakse "päikesevälisteks planeetideks" või "eksoplaneetideks". Noh, eksoplaneedid on lühiajaline tähtaeg, ilmselt hakkab see silma.

Kust nad neid otsivad? Meie ümber on palju tähti, meie galaktikas on rohkem kui sada miljardit tähte. Nii pildistad pisikest tükikest taevast – silmad lähevad suureks. Pole selge, millist tähte planeeti otsida ja mis kõige tähtsam, kuidas otsida.

Pöörake tähelepanu nendele piltidele, kui näete seal midagi. Midagi on näha. Siin pildistati üks tükk taevast nelja erineva säritusega. Siin on särav täht. Madala särituse korral on see täpina näha, kuid midagi nõrka ei teki. Kui suurendame säritust, ilmuvad nõrgad objektid ja põhimõtteliselt suudavad meie kaasaegsed teleskoobid märgata naabertähtede ümber selliseid planeete nagu Jupiter ja Saturn. Nad võiksid, nende heledusest piisab selleks. Kuid nende planeetide kõrval paistab täht ise väga eredalt ja ujutab oma valgusega üle kogu ümbruse, kogu oma planeedisüsteemi. Ja teleskoop läheb pimedaks ja me ei näe midagi. See on nagu üritaks tänavalambi kõrval sääski märgata. Nii et musta taeva taustal võisime seda näha, kuid laterna kõrval ei suuda me seda eristada. See on täpselt probleem.

Kuidas nad seda praegu lahendada püüavad... tegelikult mitte üritavad, vaid lahendavad? Nad lahendavad selle järgmiselt: jälgime mitte planeeti, mida me ei pruugi näha, vaid tähte ennast, mis on hele, üldiselt kergesti eristatav. Kui planeet liigub orbiidil ringi, liigub ka täht ise selle süsteemi massikeskme suhtes veidi. Natuke üldse, aga võite proovida seda märgata. Esiteks võib lihtsalt märgata tähe regulaarset õõtsumist vastu taevast. Püüdsime seda teha.

Kui vaadata meie päikesesüsteemi kaugelt, siis Jupiteri mõjul kirjutab päike välja sellise lainetaolise sinusoidaalse trajektoori, lendab niimoodi, veidi kõikudes.

Kas seda on võimalik märgata? Lähimast tähest oleks see võimalik, kuid võimaluste piiril. Selliseid vaatlusi üritasid nad teha ka teiste tähtedega. Mõnikord tundus, et nad märkasid, oli isegi väljaandeid, siis pandi see kõik kinni ja täna see ei tööta.

Siis mõistsid nad, et jälgida on võimalik mitte tähe õõtsumist mööda taevatasandit, vaid selle õõtsumist meie poolt ja meieni. See tähendab, et selle regulaarne lähenemine ja eemaldamine meie hulgast. See on lihtsam, sest planeedi mõjul pöörleb täht ümber massikeskme, mõnikord lähenedes meile, mõnikord eemaldudes meist.

See põhjustab muutusi selle spektris: Doppleri efekti tõttu peaksid tähe spektris olevad jooned liikuma veidi paremale ja vasakule – pikemale, lühematele lainepikkustele. Ja seda on suhteliselt lihtne märgata... ka raske, aga võimalik.

Esimest korda viisid sellise katse läbi kaks väga head Ameerika astrofüüsikut Butler ja Marcy. Nad mõtlesid välja suure programmi keskel, isegi 90ndate alguses, lõid väga hea varustuse, õhukesed spektrograafid ja hakkasid kohe vaatlema mitusada tähte. Lootus oli järgmine: me otsime sellist suurt planeeti nagu Jupiter. Jupiter tiirleb ümber Päikese umbes 10 aastaga, 12 aastaga. See tähendab, et tähe kõikumise märkamiseks tuleb vaatlusi teha 10, 20 aastat.

Ja nii nad käivitasid tohutu programmi - nad kulutasid sellele palju raha.

Mõni aasta pärast nende töö algust tegi väike seltskond šveitslasi... tegelikult kaks inimest tegid sama. Neil oli ikka palju töötajaid – Marcyl ja Butleril – neid. Kaks inimest: väga kuulus Šveitsi spektrispetsialist Michel Mayor ja tema toonane magistrant Kvelots. Nad alustasid vaatlemist ja mõne päeva jooksul avastasid esimese planeedi lähedal asuva tähe ümber. Õnnelik! Neil polnud rasket varustust ega palju aega – nad arvasid, millist tähte nad peaksid vaatama. Siin on 51. täht Pegasuse tähtkujus. 1995. aastal märgati, et ta kõigub. See on joonte asukoht spektris – see muutub süstemaatiliselt, ainult neljapäevase perioodiga. Planeedil kulub oma tähe ümber tiirlemiseks neli päeva. See tähendab, et aasta sellel planeedil kestab vaid neli meie maisest päevast. See viitab sellele, et planeet on oma tähele väga lähedal.

No see on pilt. Aga võib-olla sarnaneb tõega. Nii lähedale - noh, mitte nii lähedal, okei - peaaegu, kui lähedale saab planeet tähe kõrval lennata. See põhjustab loomulikult planeedi kolossaalset kuumenemist. See massiivne planeet on avatud, suurem kui Jupiter ja selle pinna temperatuur - see on tähe lähedal - on umbes 1,5 tuhat kraadi, nii et me kutsume neid "kuumadeks Jupiteriteks". Kuid tähel endal põhjustab selline planeet ka tohutuid loodeid ja mõjutab seda kuidagi; väga huvitav.

Ja see ei saa kaua kesta. Tähe lähedale liikudes peaks planeet üsna kiiresti pinnale langema. Seda oleks väga huvitav näha. Siis õpiksime midagi uut nii tähe kui ka planeedi kohta. No siiani pole kahjuks selliseid üritusi olnud.

Elu sellistel planeetidel nende tähtede lähedal ei saa muidugi eksisteerida, kuid elu huvitab kõiki. Kuid aasta-aastalt annavad need uuringud üha rohkem Maa-sarnaseid planeete.

Siin on esimene. See on meie päikesesüsteem, mis on mastaabis joonistatud. Esimene planeedisüsteem tähe 51. Pegasuse lähedal oli selline, planeet otse tähe kõrval. Mõni aasta hiljem avastati Neitsi tähtkujust kaugem planeet. Veel mõne aasta pärast - veelgi kaugemal ja tänapäeval avastatakse juba lähedalasuvate tähtede planeedisüsteeme, peaaegu täpseid koopiaid meie Päikese omast. Peaaegu eristamatu.

Kui - noh, muidugi, need on joonised, siis me pole neid planeete veel näinud ega tea, millised need välja näevad. Tõenäoliselt midagi sellist, mis sarnaneb meie hiiglaslike planeetidega. Kui lähete täna võrku, näete Päikeseväliste planeetide kataloogi. Iga otsing mis tahes Yandexis annab selle teile.

Tänapäeval teame palju sadade planeedisüsteemide kohta. Nii et ma läksin eile õhtul sõna otseses mõttes sellesse kataloogi.

Praeguseks on umbes 300 planeedisüsteemis avastatud 355 planeeti. See tähendab, et mõnes süsteemis on avastatud 3-4, on isegi üks täht, milles oleme avastanud viis... Meie - see on liiga tugev sõna: ameeriklased on peamiselt avastanud ja meie vaatame ainult nende kataloogi. , meil veel selliseid seadmeid pole . Muide, Butler ja Marcy võtsid endiselt juhtrolli, nüüd on nad Päikeseväliste planeetide juhtivad avastajad. Kuid mitte esimene, vaid šveitslased olid esimesed.

Näete, milline luksus: kolm ja poolsada planeeti, mida 15 aastat tagasi ei teadnud keegi; ei teadnud üldse teiste planeedisüsteemide olemasolust. Kui sarnased need päikeseenergiaga on? Olgu, staar 55 Vähk. Sealt on avastatud üks hiidplaneet ja seega vastab see mõõtkavas otseselt meie Jupiterile. See on päikesesüsteem. Ja mitu hiiglaslikku planeeti tähe lähedal. Siin on meil Maa, seal Marss ja Veenus ning selles süsteemis on ka hiiglaslikud planeedid nagu Jupiter ja Saturn.

Pole väga sarnane, nõustun. Tahaksin avastada planeete nagu Maa, kuid see on raske. Need on kerged ega mõjuta tähte nii palju, kuid me vaatame siiski tähte ja avastame planeedisüsteeme, mis põhinevad selle vibratsioonidel.

Kuid meile lähimas planeedisüsteemis, tähe Epsilon Eridani lähedal - vanemad mäletavad ilmselt Võssotski laulu Tau Ceti kohta ja veidi vanemad mäletavad, et 60ndate alguses alustati maaväliste tsivilisatsioonide otsimist kahe tähe lähedal - Tau Ceti ja Epsilon Eridani. Selgus, et nad ei vaadanud seda asjata, sellel on planeedisüsteem. Kui vaadata seda üldiselt, on see sarnane: siin on Solnetšnaja, siin on Epsilon Eridani, see on struktuurilt sarnane. Kui vaatame lähemalt, ei näe me Epsilon Eridani lähedal väikseid planeete, kus peaks olema maapealseid planeete. Miks me ei näe? Jah, sest neid on raske näha. Võib-olla on nad olemas, kuid neid on raske märgata.

Kuidas neid märgata? Kuid on olemas meetod.

Kui me vaatame tähte ennast - me vaatame nüüd Päikest -, siis mõnikord näeme tähe pinna taustal planeeti möödumas. See on meie Veenus. Mõnikord näeme Päikese taustal Veenust ja Merkuuri möödumas. Tähe taustal möödudes katab planeet osa täheketta pinnast ja seetõttu väheneb meile vastuvõetav valgusvoog veidi.

Me ei näe kaugel asuvate tähtede pinda sama detailselt, me tajume neid lihtsalt heleda punktina taevas. Kuid kui jälgida selle heledust, siis hetkel, mil planeet täheketta taustal möödub, peaksime nägema, kuidas heledus veidi väheneb, seejärel taastub uuesti. See meetod, tähe planeetidega katmise meetod, osutus väga kasulikuks väikeste, maapealset tüüpi planeetide tuvastamisel.

Esimest korda avastasid sellise olukorra poolakad. Nad jälgisid – neil on Lõuna-Ameerikas Poola observatoorium – nad vaatlesid tähte ja järsku heledus vähenes, vähenes veidi (ja see on teoreetiline kõver). Selgus, et tähe taustal möödus seni tundmatu planeet. Nüüd kasutatakse seda meetodit täie jõuga ja mitte enam Maalt, vaid peamiselt kosmosest. Vaatluste täpsus on suurem, atmosfäär ei sega.

Prantslased saatsid suhteliselt väikese kosmoseteleskoobi Corot (COROT) esimest korda õhku kaks aastat tagasi – poolteist aastat tagasi. No seal on prantslased koos eurooplastega, koostöös teiste eurooplastega. Ja kuu aega tagasi – kolm nädalat tagasi – lasid ameeriklased välja suure Kepleri teleskoobi, mis samuti selliste vaatlustega tegeleb. Nad vaatavad tähte ja ootavad, millal planeet selle eest möödub; vigade vältimiseks vaatavad nad korraga miljoneid tähti. Ja sellise sündmuse tabamise tõenäosus muidugi suureneb.

Veelgi enam, kui planeet möödub tähe taustal, siis tähevalgus läbib planeedi atmosfääri ja me saame üldiselt isegi uurida atmosfääri spektrit, vähemalt saame määrata selle gaasi koostise. Oleks tore saada pilti planeedist üldiselt. Ja nüüd oleme sellele juba lähedale jõudnud, noh, tegelikult me ​​pole jõudnud lähedale, aga oleme õppinud seda tegema. Kuidas?

Me leidsime süsteemid pildikvaliteedi parandamiseks teleskoopides. Seda nimetatakse "adaptiivseks optikaks". Vaata siit: see on teleskoobi diagramm, see on selle peamine peegel, mis fokusseerib valgust. Ma lihtsustan veidi, aga fakt on see, et atmosfäärikihti läbides on valgus hägune ning pildid muutuvad väga madala kontrastsusega ja ebaselgeks. Kui aga painutada peeglit nii, et see taastab pildi kvaliteedi, siis blotist saame kontrastsema, teravama, teravama mustri. Sama, mida võis näha kosmosest, aga Maal. Nii-öelda teeme korda selle, mis atmosfäär on ära rikkunud.

Ja seda meetodit kasutades, eelmise aasta lõpus, 2008. aasta novembris tähe kujutise kõrval - see on tehnilistel põhjustel selline, sellel pole tähe endaga midagi pistmist, lihtsalt pilk sellelt - kolm planeeti leiti. Nad nägid seda, saate aru. Nad ei saanud lihtsalt teada, et olid tähe lähedal, vaid nägid neid.

Ja siis, umbes samal ajal, minu meelest, ka novembri lõpus, sulges see tähe Fomalhaut'i kõrval orbiidil lendav Ameerika Hubble selle katikuga, avastas tolmuketta ja lähedalt vaadates nägi hiidplaneet ka siin. Filmimine toimus kahel erineval aastal, see liikus orbiidil, on täiesti ilmne, et see on planeet.

Mis on selle avastamise rõõm? Nüüd on meil planeedi pilt, saame analüüsida selle spektraalset koostist ja näha, millised gaasid on selle atmosfääris.

Ja seda pakuvad meile bioloogid – milliseid nelja biomarkerit peaksime planeedi atmosfäärist otsima, et mõista, kas seal on elu või mitte.

Esiteks hapniku olemasolu, kõige parem O 3 - osooni kujul (see jätab head spektrijooned). Teiseks saab infrapunaspektris tuvastada CO 2 - süsinikdioksiidi - jooni, mis on samuti kuidagi seotud eluga; kolmandaks veeaur ja neljandaks CH 4 - metaan. See on Maal, vähemalt Maa atmosfääris, metaan on veiste jääkprodukt, ütlevad nad. See viitab ka kuidagi elu olemasolule. Neid nelja spektrimarkerit näivad olevat planeetidel kõige lihtsam tuvastada. Noh, võib-olla lendame kunagi nende juurde ja vaatame, millest need tehtud on, milline on sealne loodus ja nii edasi.

Kogu seda lugu lõpetuseks tahan meenutada, et tegemist on ikkagi raamatufestivaliga ja öelda neile, keda see teema üldiselt huvitab, et oleme alustanud raamatusarja väljaandmist.

Kaks esimest on juba avaldatud ja neis, eriti teises, on seal kirjas palju rohkem, kui ma teile täna rääkisin Päikesesüsteemi planeetide kohta, seal on kirjutatud väga-väga viimastest avastustest.

Ja nüüd on trükikotta üle antud üksikasjalik raamat Kuust (ilmub kahe nädala pärast), sest tegelikult on Kuul palju tehtud ja väga vähe räägitud. Kuu on äärmiselt huvitav planeet nii maapealsete uuringute kui ka ekspeditsioonide jaoks. Kui olete huvitatud, võite jätkata selle teema uurimist.

Aitäh. Küsimused nüüd, kui teil on... Palun.

küsimus. Küsimus on: milline riik on kosmoseuuringutes kõige arenenum?

V. G. Surdin. USA.

küsimus. Noh, aga USA?

V. G. Surdin. Ei, kui võimalik. Tänapäeval saame soovi korral nii-öelda iga päev kosmosesse lennata kas ameeriklased või meie, muid võimalusi pole. Hiina läheneb meile kosmosesse saatmise mõttes. Samuti hakkavad nad kandma teiste inimeste satelliite ja nii edasi. Aga mind huvitab endiselt avakosmose teaduslik uurimine ja selles mõttes oleme ilmselt nüüd kuue-seitsme juhtiva riigi seas.

Kuul on praegu tänane olukord. Jaapani, Hiina ja India satelliidid lendavad nüüd ümber Kuu. 2-3 päeva pärast tuleb ameeriklane - noh, ameeriklased lendavad sinna sageli ja varasematel aastatel lendasid nad sinna ja inimesed olid seal. 40 aastat – peaaegu 40 aastat – pole Kuule midagi lennanud. Üldiselt lõpetasime planeetidele millegi saatmise juba ammu. Ameeriklased – te nägite, kui palju ma teile näitasin. See tähendab, et teaduslikus mõttes pole ameeriklastel muidugi praktiliselt mingit konkurentsi. Ja tehnilistes küsimustes jääme ikka vanade juurde...

V. G. Surdin. Ma ei tea, kes mida otsustas, aga see on vastus küsimusele.

küsimus.Ütle mulle, millal need Enceladuse purskkaevud plaanitakse?

V. G. Surdin. Nelja aasta pärast on plaanis, aga kas raha tuleb või ei...

küsimus. Ja millal on andmed... ehk siis vaatlused kättesaadavad?

V. G. Surdin. Ja see sõltub sellest, millist raketi saate lennuks osta. Tõenäoliselt on seade kerge ja lendab kohe. Raske aparaat peab lendama planeedilt planeedile, aga kui ta on väike ja selle eesmärk on täiesti kindel, siis tõenäoliselt lendab ta umbes neli aastat, jah, umbes neli aastat.

küsimus. 10 aasta pärast saame ehk teada, et...

V. G. Surdin. Võibolla jah.

küsimus. Vladimir Georgievitš, teie raamatud on nii huvitavad. Lugesin suure huviga raamatut “Tähed” ja nüüd loen mitte vähema huviga ka “Päikesesüsteemi”, mida sa näitasid. Kahju, tiraaž on vaid 100 eksemplari.

V. G. Surdin. Ei-ei, tiraaž oli 400 eksemplari, sest Venemaa alusuuringute sihtasutus toetas seda projekti ja nüüd on see uuesti välja antud. Ja samas sarjas tuli välja “Tähed” ja meil on juba teine ​​trükk... Teate, tiraaž on täna - sellele pole mõtet üldse mõelda. Nad prindivad nii palju kui ostavad.

küsimus. Vladimir Georgievitš, palun öelge mulle, kuidas määratakse Maast väga kaugel asuvate Kuiperi vöö kehade suurused – need, mida te näitasite?

V. G. Surdin. Mõõtmed määrab ainult objekti heledus. Selle spektraalomaduste ja värvi järgi saate aru, kui hästi see valgust peegeldab. Ja peegeldunud valguse koguhulga põhjal arvutage välja pindala ja loomulikult keha suurus. See tähendab, et me pole veel ühtki neist eristanud nii, et pilti esitaks, ainult heleduse järgi.

küsimus. Vladimir Georgievitš, palun öelge mulle, kust tuleb energia Io vulkaanipursete jaoks?

V. G. Surdin. Energia vulkaanide purskamiseks ja merede jää all sulatamiseks tuleb planeedilt endalt.

küsimus. Radioaktiivsest lagunemisest?

V. G. Surdin. Ei, mitte radioaktiivsest lagunemisest. Põhimõtteliselt satelliidi ja selle planeedi gravitatsioonilisest vastasmõjust. Nii nagu Kuu põhjustab Maal loodeid, on loodeid mitte ainult meres, vaid ka Maa tahkes kehas. Aga meie omad on väikesed, ookean tõuseb vaid pool meetrit edasi-tagasi. Maa Kuul põhjustab juba mitme meetri kõrgusi loodeid ja Io-l asuv Jupiter 30 km amplituudiga loodeid ja just see soojendas ta üles, need pidevad deformatsioonid.

küsimus.Öelge palun, mida meie valitsus teeb, et teaduse arengut rohkem rahastada?

V. G. Surdin. Oh ma ei tea. No jumala eest, ma ei oska sellisele küsimusele vastata.

küsimus. Ei, sa oled ikka lähedal...

V. G. Surdin. Kaugel. Kus on valitsus ja kus... Olgem täpsemad.

küsimus. Palun öelge, et on teavet selle kohta, et valmistatakse ette ekspeditsiooni Marsile.

V. G. Surdin. Küsimus on selles, kas valmistatakse ette ekspeditsiooni Marsile. Mul on siin väga isiklik ja võib-olla ebatavaline vaade. Esiteks teevad nad süüa.

Nüüd pöörake tähelepanu nende rakettide nimedele. Kus meil need on, need samad Ameerika raketid? Mida nad väidetavalt valmistavad ette – noh, mitte väidetavalt, aga tegelikult – lendudeks Kuule ja kanderakett kannab nime Ares-5. Ares on Marsi kreekakeelne sünonüüm, nii et üldiselt on rakette tehtud kavatsusega - tehtud kavatsusega - ja Marsi missioonidega. Väidetakse, et kui seal ilma suurema mugavuseta saab selliste kandjate abiga Marsile lennata 2–3 inimest. Tundub, et ameeriklased valmistuvad ametlikult Marsi ekspeditsioonideks kuskil 2030. aasta paiku. Meie inimesed, nagu alati, ütlevad: mis viga, andke meile raha – me jõuame Marsile 2024. aastaks. Ja nüüd on isegi meditsiiniliste ja bioloogiliste probleemide instituudis selline maapealne lend Marsile, tüübid istuvad pangas 500 päeva, seal on palju üldiselt nüansse, see ei näe isegi välja nagu kosmoselend. kõik. Noh, okei, nad istuvad ja mis neil vaja, see istub.

Kuid küsimus on: kas inimene peaks lendama Marsile? Mehitatud ekspeditsioon inimestega maksab vähemalt 100 korda rohkem kui hea kvaliteetne automaatseade. 100 korda. Marsil – mul ei olnud täna võimalust Marsist üldse rääkida – avastati palju huvitavat ja ootamatut. Minu arvates kõige huvitavam: Marsil leidsid nad 100–200 m läbimõõduga kaevusid, keegi ei tea, kui sügav on, põhja pole näha. Need on kõige lootustandvamad kohad elu otsimiseks Marsil. Kuna pealispinna all on seal soojem, on õhurõhku rohkem ja mis peamine – õhuniiskus suurem. Ja kui neis kaevudes pole Marsi materjali... aga ükski astronaut ei lähe sinna kunagi oma elus, on see tehnilistest võimalustest üle. Samal ajal saab ühe mehitatud ekspeditsiooni rahaga käivitada sadakond automaatset. Ja õhupallid ja igasugused helikopterid ja kerged purilennukid ja marsikulgurid, millega ameeriklased on seal juba kuus aastat sõitnud, kaks marsikulgurit, kahe kuu pärast lendab sinna veel üks raske. Mulle tundub, et inimestega koos ekspeditsiooni saatmine on irratsionaalne.

Veel üks argument inimeste Marsile lennutamise vastu: me ei tea veel, milline on elu Marsil, kuid me toome sinna juba oma. Seni on kõik Marsile maanduvad seadmed steriliseeritud, et hoidku jumal, et me Marsi oma mikroobidega ei nakataks, muidu ei saa te isegi aru, millised on millised. Kuid te ei saa inimesi steriliseerida. Kui nad seal on... skafandr ei ole suletud süsteem, see hingab, see paiskab välja... üldiselt tähendab inimese lend Marsile Marsi nakatamist meie mikroobidega. Ja mida? Kellele seda vaja on?

Veel üks argument. Kiirgusoht lennul Marsile on ligikaudu 100 korda suurem kui lennul Kuule. Arvutused näitavad lihtsalt, et inimene lendab Marsilt, isegi kui maandumata, ainult edasi-tagasi, peatumata, raskelt... kiiritushaigusega, üldiselt leukeemiaga. Kas see on ka vajalik? Mäletan, et meie kosmonaudid ütlesid: andke meile üheotsapilet. Aga kellele seda vaja on? Üldiselt on kangelasi vaja seal, kus neid vajatakse. Kuid teaduse jaoks tundub mulle, et Marsi on vaja automaatsete vahenditega uurida, see läheb praegu väga hästi ja praegu valmistame ette Marsi-Phobose projekti lennuks Marsi satelliidile. Võib-olla saab see lõpuks teoks. Ma arvan, et see on paljulubav tee.

Pidage meeles, et 50–60ndatel tegid kõik süvamereuuringud inimesed batüskaafis, eks? Viimase 20 aasta jooksul on kogu okeanoloogiateadus, mis on sügavamal kui 1 km, tehtud automaatselt. Sinna ei saada keegi enam inimesi, sest inimese elu on raske tagada, aparaat peab olema massiivne ja kallis. Automaadid teevad seda kõike lihtsalt ja väiksema raha eest. Mulle tundub, et astronautikas on olukord sama: inimeste lende orbiidile pole enam tegelikult vaja ja planeetidele absoluutselt... No PR, üldiselt. Aga see on vaid minu seisukoht. On inimesi, kes on kahe käe jaoks.

küsimus. Pop küsimus. Kas Päikesesüsteemis on teaduslikult seletamatuid objekte, midagi kummalist, kuid sarnast tulnukate tsivilisatsiooni jälgedega?

V. G. Surdin. Ausalt öeldes pole tsivilisatsiooni jälgi veel avastatud, kuigi need pole välistatud. Kui me tahtsime kuidagi säilitada omaenda tsivilisatsiooni, vähemalt mälestust sellest või selle saavutustest, noh, juhuks, ma ei tea, tuumasõja või võib-olla asteroidi Maale kukkumise korral, siis peamine Mida teha, on paigutada meie andmebaasid kuhugi kaugemale. Kuule, planeetide satelliitidele, üldiselt Maast eemale. Ja ma arvan, et teised teeksid sama. Kuid siiani pole midagi leitud.

küsimus. Need on need ilmsed ristkülikukujulised objektid ...

V. G. Surdin. Noh, seal oli fotosid sfinksikujulisest näost Marsi pinnal. Mäletate "Sfinksi Marsil"? Tegin foto - Marsi luureorbiiter lendab nüüd ümber Marsi, see on Ameerika seade, mille pildi selgus on kuni 30 cm Marsi pinnal - tegin foto: see osutus tavaliseks mäeks. Seal oli püramiidide kompleks nagu Giza püramiidid, need samad Cheopsi omad, ka Marsil. Tegime pilti: mäed osutusid vanadeks mäejäänusteks. Nüüd tunneme Marsi palju paremini kui Maa pinda, sest 2/3 meist on kaetud ookeaniga, ka metsadega jne. Marss on puhas, kõik see on kuni selliste detailideni pildistatud. Kui kulgur Marsil kõnnib, on see jälgitav ja nähtav Marsi orbiidilt. Sellelt on lihtsalt näha rada ja kulgur ise, kuhu see läheb. Nii et jälgi seal pole.

Aga need koopad kummitavad mind ja teisi inimesi. Need avastati hiljuti ja proovisime neid uurida. Lihtsalt vertikaalne Lužniki suurune kaev. Ta läheb tundmatusse sügavusse. See on koht, kus peate vaatama. Seal võib kõike olla. Ma ei tea, linn on ebatõenäoline, aga elu on väga võimalik.

küsimus. Palun öelge mulle paar sõna põrkeseadme kohta: mis sellega juhtus?

V. G. Surdin. Noh, ma pole füüsik, ma ei tea, millal see tööle hakkab, aga palju raha on kulutatud, mis tähendab, et see on jälle tagasi... Siin on veel üks asi. Nad ei taha seda talvel sõita. Ta sööb ära kogu selle Genfi järve ümbruse linnaosa energia ja suvel on seda veel piisavalt, aga talvel paneb ta kõik need alajaamad lihtsalt kinni. Nad käivitavad selle loomulikult. Tõenäoliselt töötab see sügisel suurepäraselt. Seade on väga huvitav.

Vastus saalist. Ei, need tekitavad tema suhtes lihtsalt palju hirme...

V. G. Surdin. Ole nüüd. Las nad jõuavad järele. Hirm müüb hästi.

Aitäh. Kui rohkem küsimusi pole, tänan, järgmise korrani.

Surdin Vladimir Georgievich (1. aprill 1953, Miass, Tšeljabinski oblast) - Vene astronoom, füüsika- ja matemaatikateaduste kandidaat, Moskva Riikliku Ülikooli dotsent, Riikliku Astronoomiainstituudi vanemteadur. Sternbergi (SAI) Moskva Riiklik Ülikool.

Moskva Riikliku Ülikooli füüsikateaduskonna lõpetanud Vladimir Georgievich on viimased kolm aastakümmet töötanud riiklikus inspektsioonis. Tema uurimisvaldkonnad ulatuvad tähesüsteemide tekkest ja dünaamilisest arengust kuni tähtedevahelise keskkonna arenguni ning tähtede ja täheparvede tekkeni.

Vladimir Georgievitš annab Moskva Riiklikus Ülikoolis mitmeid astronoomia ja tähedünaamika kursusi ning populaarseid loenguid polütehnilises muuseumis.

Raamatud (11)

Astroloogia ja teadus

Kas astroloogia ja teaduse vahel on seos? Mõned väidavad, et astroloogia ise on teadus, samas kui teised usuvad, et astroloogia pole midagi muud kui tähtede ennustamine. Raamat selgitab, kuidas teadlased astroloogiasse suhtuvad, kuidas nad astroloogilisi prognoose kontrollivad ning kes suurtest astronoomidest olid astroloogid ja mil määral.

Kaanel: Hollandi kunstniku Jan Vermeeri (1632-1675) maal, mida hoitakse praegu Louvre'is (Pariis), kujutab astronoomi. Või astroloog?

Galaktikad

Astronoomia ja astrofüüsika sarja neljas raamat sisaldab ülevaadet tänapäevastest ideedest hiiglaslike tähesüsteemide – galaktikate kohta. Kirjeldatakse galaktikate avastamise ajalugu, nende peamisi tüüpe ja klassifikatsioonisüsteeme. Antakse tähesüsteemide dünaamika põhitõed. Üksikasjalikult kirjeldatakse meile lähimaid galaktilisi naabruskondi ja Galaktika globaalse uurimise kallal tööd. Andmed on esitatud erinevat tüüpi galaktikate populatsioonide – tähtede, tähtedevahelise keskkonna ja tumeaine kohta. Kirjeldatakse aktiivsete galaktikate ja kvasarite tunnuseid, samuti galaktikate päritolu vaadete arengut.

Raamat on suunatud ülikoolide loodusteaduskondade noorematele üliõpilastele ja sellega seotud teadusvaldkondade spetsialistidele. Raamat pakub erilist huvi astronoomiasõpradele.

Tähesüsteemide dünaamika

Nicolaus Copernicuse, Tycho Brahe, Johannes Kepleri ja Galileo Galilei suured astronoomilised avastused tähistasid uue teadusajastu algust, stimuleerides täppisteaduste arengut.

Astronoomial oli suur au panna loodusteadusele alus: eelkõige viis planeedisüsteemi mudeli loomine matemaatilise analüüsi tekkeni.

Sellest brošüürist saab lugeja teada paljudest fantastilistest saavutustest astronoomias, mida on viimastel aastakümnetel tehtud.

Tähed

Sarja “Astronoomia ja astrofüüsika” raamat “Tähed” sisaldab ülevaadet tänapäevastest ideedest tähtede kohta.

See räägib tähtkujude nimedest ja tähtede nimedest, nende vaatlemise võimalusest öösel ja päeval, tähtede põhiomadustest ja nende klassifikatsioonist. Põhitähelepanu pööratakse tähtede olemusele: nende sisemisele ehitusele, energiaallikatele, tekkele ja evolutsioonile. Käsitletakse tähtede evolutsiooni hiliseid etappe, mis viivad planetaarsete udukogude, valgete kääbuste, neutrontähtede, aga ka noovade ja supernoovade tekkeni.

Marss. Suur võitlus

Raamatus „Marss. Suur vastasseis" räägib Marsi pinna uurimisest minevikus ja olevikus.

Täpsemalt kirjeldatakse Marsi kanalite vaatluste ajalugu ja arutelu Marsil elu võimalikkuse üle, mis toimus selle maapealse astronoomia abil uurimise perioodil. Esitatakse planeedi kaasaegsete uuringute tulemused, selle topograafilised kaardid ja pinnafotod, mis on saadud Marsi suure opositsiooni perioodil 2003. aasta augustis.

Tabamatu planeet

Põnev lugu spetsialistilt sellest, kuidas nad otsivad ja leiavad universumist uusi planeete.

Mõnikord otsustab kõik õnnelik juhus, kuid sagedamini - aastatepikkune raske töö, arvutused ja mitu tundi teleskoobi ees valvamist.

UFO. Astronoomi märkmed

UFO fenomen on mitmetahuline nähtus. Ajakirjanikud, kes otsivad sensatsioone, teadlased, kes otsivad uusi loodusnähtusi, sõjaväelased, kes kardavad vaenlase mahhinatsioone, ja lihtsalt uudishimulikud inimesed, kes on kindlad, et "ilma tuleta pole suitsu".

Selles raamatus väljendab astronoom – taevanähtuste ekspert – oma seisukohta UFO-probleemi kohta.

Reisimine Kuule

Raamat räägib Kuust: selle vaatlustest teleskoobi abil, selle pinna ja sisemuse uurimisest automaatsete seadmete abil ning astronautide mehitatud ekspeditsioonidest Apollo programmi raames.

Väljas on ajaloolised ja teaduslikud andmed Kuu kohta, fotod ja kaardid selle pinnast, kosmoselaevade kirjeldused ja üksikasjalik ülevaade ekspeditsioonidest. Käsitletakse Kuu uurimise võimalusi teaduslike ja amatöörlike vahenditega ning selle arenemise väljavaateid.

Raamat on mõeldud neile, kes on huvitatud kosmoseuuringutest, alustavad iseseisvaid astronoomilisi vaatlusi või on kirglikud tehnoloogia ja planeetidevaheliste lendude ajaloo vastu.

Kaugete planeetide uurimine

Probleemidele eelneb lühike ajalooline sissejuhatus. Väljaanne on mõeldud abiks astronoomia õpetamisel kõrgkoolides ja koolides. See sisaldab originaalseid ülesandeid, mis on seotud astronoomia kui teaduse arenguga.

Paljud probleemid on astrofüüsikalist laadi, seega saab juhendit kasutada ka füüsikatundides.

Päikesesüsteem

Astronoomia ja astrofüüsika sarja teine ​​raamat annab ülevaate planeetide ja väikekehade uurimise hetkeseisust Päikesesüsteemis.

Käsitletakse peamisi maapealse ja kosmosepõhise planetaarastronoomia tulemusi. Esitatakse tänapäevased andmed planeetide, nende satelliitide, komeetide, asteroidide ja meteoriitide kohta. Materjali esitlus on peamiselt suunatud ülikoolide loodusteaduskondade noorematele üliõpilastele ja nendega seotud teadusvaldkondade spetsialistidele.

Raamat pakub erilist huvi astronoomiasõpradele.

Päikesesüsteemi sisepiirkonnas elavad mitmesugused kehad: suured planeedid, nende satelliidid, aga ka väikesed kehad – asteroidid ja komeedid. Alates 2006. aastast on planeetide rühma lisatud uus alarühm - kääbusplaneedid ( kääbusplaneet), millel on planeetide sisemised omadused (sfääriline kuju, geoloogiline aktiivsus), kuid oma väikese massi tõttu ei suuda nad oma orbiidi läheduses domineerida. Nüüd on 8 kõige massiivsemat planeeti - Merkuurist Neptuunini - otsustatud nimetada lihtsalt planeetideks ( planeet), kuigi astronoomid nimetavad vestlustes neid selguse huvides sageli „suurplaneetideks”, et eristada neid kääbusplaneetidest. Mõiste "väikeplaneet", mida kasutati asteroidide kohta aastaid, on nüüdseks aegunud, et vältida segiajamist kääbusplaneetidega.

Suurte planeetide piirkonnas näeme selget jagunemist kaheks rühmaks, millest igaühes on 4 planeeti: selle piirkonna välimise osa hõivavad hiiglaslikud planeedid ja sisemise osa hõivavad palju väiksema massiga maapealsed planeedid. Ka hiiglaste rühm jaguneb tavaliselt pooleks: gaasihiiglased (Jupiter ja Saturn) ning jäähiiglased (Uraan ja Neptuun). Maapealsete planeetide rühmas on tekkimas ka jagunemine pooleks: Veenus ja Maa on paljude füüsikaliste parameetrite poolest üksteisega äärmiselt sarnased ning Merkuur ja Marss on massilt suurusjärgu võrra väiksemad ja neil puudub peaaegu atmosfäär. (isegi Marsil on Maa omast sadu kordi väiksem atmosfäär ja Merkuur praktiliselt puudub).

Tuleb märkida, et planeetide kahesaja satelliidi hulgas võib eristada vähemalt 16 keha, millel on täisväärtuslike planeetide sisemised omadused. Sageli ületavad nad oma suuruse ja massi poolest kääbusplaneete, kuid samal ajal juhib neid palju massiivsemate kehade gravitatsioon. Jutt käib Kuust, Titaanist, Jupiteri Galilei satelliitidest jms. Seetõttu oleks loomulik lisada Päikesesüsteemi nomenklatuuri sellistele planeeditüüpi "allutatud" objektidele uus rühm, nimetades neid "satelliitplaneetideks". Kuid see idee on praegu arutlusel.

Tuleme tagasi maapealsete planeetide juurde. Võrreldes hiiglastega on nad atraktiivsed, kuna neil on kindel pind, millele kosmosesondid saavad maanduda. Alates 1970. aastatest. NSV Liidu ja USA automaatjaamad ja iseliikuvad sõidukid maandusid korduvalt ja töötasid edukalt Veenuse ja Marsi pinnal. Merkuurile pole veel maandumisi toimunud, kuna lennud Päikese lähedusse ja maandumine massiivsele atmosfäärita kehale on tehniliselt väga keerulised.

Maapealseid planeete uurides ei unusta astronoomid Maad ennast. Kosmosest võetud piltide analüüs on võimaldanud palju mõista Maa atmosfääri dünaamikast, selle ülemiste kihtide struktuurist (kus lennukid ja isegi õhupallid ei tõuse) ja selle magnetosfääris toimuvatest protsessidest. Võrreldes Maa-sarnaste planeetide atmosfääri ehitust, saab nende ajaloost palju aru ja ennustada täpsemalt tulevikku. Ja kuna meie (või mitte ainult meie?) planeedi pinnal elavad kõik kõrgemad taimed ja loomad, on meie jaoks eriti olulised atmosfääri alumiste kihtide omadused. See loeng on pühendatud maapealsetele planeetidele, peamiselt nende välimusele ja tingimustele pinnal.

Planeedi heledus. Albedo

Vaadates planeeti kaugelt, saame hõlpsasti eristada atmosfääriga ja ilma kehasid. Atmosfääri või õigemini pilvede olemasolu selles muudab planeedi välimuse muutlikuks ja suurendab oluliselt selle ketta heledust. See on selgelt nähtav, kui paigutame planeedid järjestikku täiesti pilvitutest (ilma atmosfäärita) kuni täielikult pilvedega kaetud: Merkuur, Marss, Maa, Veenus. Kivised atmosfäärita kehad on üksteisega peaaegu täieliku eristamatuseni sarnased: võrrelge näiteks suuremõõtmelisi fotosid Kuust ja Merkuurist. Isegi kogenud silmal on raske eristada nende tumedate, tihedalt meteoriidikraatritega kaetud kehade pindu. Kuid atmosfäär annab igale planeedile ainulaadse välimuse.

Atmosfääri olemasolu või puudumist planeedil kontrollivad kolm tegurit: temperatuur, gravitatsioonipotentsiaal pinnal ja globaalne magnetväli. Ainult Maal on selline väli ja see kaitseb oluliselt meie atmosfääri päikeseplasma voogude eest. Kuu kaotas oma atmosfääri (kui tal seda üldse oli) madala kriitilise kiiruse tõttu pinnal ning Merkuur kaotas atmosfääri kõrge temperatuuri ja võimsa päikesetuule tõttu. Merkuuriga peaaegu sama gravitatsiooniga Marss suutis säilitada atmosfääri jäänused, kuna Päikesest kauguse tõttu on see külm ja päikesetuule poolt mitte nii intensiivselt puhutud.

Oma füüsiliste parameetrite poolest on Veenus ja Maa peaaegu kaksikud. Neil on väga sarnane suurus, mass ja seega ka keskmine tihedus. Nende sisemine struktuur – maakoor, vahevöö, raudsüdamik – peaks samuti sarnane olema, kuigi kindlust selles veel pole, kuna puuduvad seismilised ja muud geoloogilised andmed Veenuse soolestiku kohta. Muidugi ei tunginud me sügavale Maa sisikonda: enamikus kohtades - 3-4 km, mõnes kohas - 7-9 km ja ainult ühes - 12 km. See on vähem kui 0,2% Maa raadiusest. Kuid seismilised, gravimeetrilised ja muud mõõtmised võimaldavad Maa sisemust väga üksikasjalikult hinnata, samas kui teiste planeetide kohta selliseid andmeid peaaegu pole. Üksikasjalikud gravitatsioonivälja kaardid on saadud ainult Kuu kohta; soojusvoogusid sisemusest on mõõdetud ainult Kuul; Seismomeetrid on seni töötanud ainult Kuul ja (mitte eriti tundlikud) Marsil.

Geoloogid hindavad planeetide siseelu endiselt nende tahke pinna omaduste järgi. Näiteks eristab seda oluliselt Maast litosfääriplaatide märkide puudumine Veenusel, mille pinna evolutsioonis mängivad määravat rolli tektoonilised protsessid (mandrite triiv, levimine, subduktsioon jne). Samal ajal viitavad mõned kaudsed tõendid laamtektoonika võimalikkusele minevikus Marsil, aga ka jääväljade tektoonikale Jupiteri satelliidil Europal. Seega ei garanteeri planeetide (Veenus – Maa) väline sarnasus nende sisemise ehituse ja nende sügavustes toimuvate protsesside sarnasust. Ja üksteisest erinevad planeedid võivad avaldada sarnaseid geoloogilisi nähtusi.

Tuleme tagasi selle juurde, mis on astronoomidele ja teistele spetsialistidele otseseks uurimiseks kättesaadav, nimelt planeetide pinna või nende pilvekihi juurde. Põhimõtteliselt pole atmosfääri läbipaistmatus optilises vahemikus ületamatuks takistuseks planeedi tahke pinna uurimisel. Maalt ja kosmosesondidest pärit radar võimaldas uurida Veenuse ja Titani pindu läbi nende valgusele läbipaistmatu atmosfääri. Need tööd on aga juhuslikud ja planeetide süstemaatilisi uuringuid tehakse endiselt optiliste instrumentidega. Ja mis veelgi olulisem, Päikese optiline kiirgus on enamiku planeetide peamine energiaallikas. Seetõttu mõjutab atmosfääri võime seda kiirgust peegeldada, hajutada ja neelata otseselt kliimat planeedi pinnal.

Planeedi pinna heledus sõltub selle kaugusest Päikesest ning atmosfääri olemasolust ja omadustest. Veenuse pilvine atmosfäär peegeldab valgust 2–3 korda paremini kui Maa osaliselt pilvine atmosfäär ja Kuu atmosfäärita pind on kolm korda halvem kui Maa atmosfäär. Kõige eredam valgusti öötaevas, Kuud arvestamata, on Veenus. See on väga hele mitte ainult tänu oma suhtelisele lähedusele Päikesele, vaid ka kontsentreeritud väävelhappepiiskadest koosneva tiheda pilvekihi tõttu, mis peegeldab suurepäraselt valgust. Ka meie Maa pole liiga tume, kuna 30–40% Maa atmosfäärist on täidetud veepilvedega, mis samuti hajutavad ja peegeldavad hästi valgust. Siin on foto (joonis 4.3), kus Maa ja Kuu olid samaaegselt kaadrisse kaasatud. Selle foto tegi Galileo kosmosesond, kui see lendas teel Jupiteri poole Maast mööda. Vaadake, kui palju tumedam on Kuu kui Maa ja üldiselt tumedam kui mis tahes atmosfääriga planeet. See on üldine muster: atmosfäärita kehad on väga tumedad. Fakt on see, et kosmilise kiirguse mõjul tumeneb iga tahke aine järk-järgult.

Väide, et Kuu pind on tume, tekitab tavaliselt hämmeldust: esmapilgul paistab kuuketas väga hele ja pilvitu ööl teeb see meid lausa pimedaks. Kuid see on ainult kontrastiks veelgi tumedamale öötaevale. Mis tahes keha peegelduvuse iseloomustamiseks suurus nn albeedo. See on valgeduse aste, see tähendab valguse peegelduse koefitsient. Nulliga võrdne Albedo on absoluutne mustus, täielik valguse neeldumine. Ühega võrdne albeedo on täielik peegeldus. Füüsikutel ja astronoomidel on albedo määramiseks mitu erinevat lähenemisviisi. On selge, et valgustatud pinna heledus ei sõltu ainult materjali tüübist, vaid ka selle struktuurist ja orientatsioonist valgusallika ja vaatleja suhtes. Näiteks koheval, värskelt sadanud lumel on üks peegeldusvõime, kuid lumel, mille peale saapaga astud, on hoopis teine. Ja sõltuvust orientatsioonist saab kergesti demonstreerida peegliga, lastes sisse päikesekiiri. Erinevat tüüpi albeedo täpne määratlus on toodud peatükis “Kiirteade” (lk 265). Erineva albeedoga tuttavad pinnad on betoon ja asfalt. Samade valgusvoogudega valgustatuna on neil erinev visuaalne heledus: värskelt pestud asfaldi albeedo on umbes 10%, puhtal betoonil aga umbes 50%.

Kogu võimalike albedoväärtuste vahemik on kaetud teadaolevate kosmoseobjektidega. Oletame, et Maa peegeldab umbes 30% päikesekiirtest, peamiselt pilvede tõttu, ja Veenuse pidev pilvkate peegeldab 77% valgusest. Meie Kuu on üks tumedamaid kehasid, peegeldades keskmiselt umbes 11% valgusest, ja selle nähtav poolkera peegeldab tohutute tumedate "merede" olemasolu tõttu valgust veelgi halvemini - vähem kui 7%. Kuid on ka tumedamaid objekte - näiteks asteroid 253 Matilda oma 4% albeedoga. See-eest leidub üllatavalt eredaid kehasid: Saturni kuu Enceladus peegeldab 81% nähtavast valgusest ja tema geomeetriline albeedo on lihtsalt fantastiline – 138%, s.t on heledam kui sama ristlõikega täiuslikult valge ketas. On isegi raske mõista, kuidas ta sellega hakkama saab. Puhas lumi Maal peegeldab valgust veelgi halvemini; Milline lumi lebab väikese ja armsa Enceladuse pinnal?

Soojusbilanss

Iga keha temperatuuri määrab tasakaal soojuse sissevoolu ja selle kadumise vahel. Teada on kolm soojusvahetuse mehhanismi: kiirgus, juhtivus ja konvektsioon. Kaks viimast protsessi nõuavad otsest kontakti keskkonnaga, seetõttu muutub ruumivaakumis kõige olulisemaks ja tegelikult ka ainsaks esimene mehhanism, kiirgus. See tekitab kosmosetehnoloogia disaineritele märkimisväärseid probleeme. Nad peavad arvestama mitme soojusallikaga: Päike, planeet (eriti madalatel orbiitidel) ja kosmoselaeva enda sisemised komponendid. Kusjuures soojuse vabastamiseks on ainult üks võimalus – kiirgus seadme pinnalt. Soojusvoogude tasakaalu säilitamiseks reguleerivad kosmosetehnoloogia disainerid seadme efektiivset albeedot ekraan-vaakum isolatsiooni ja radiaatorite abil. Kui selline süsteem ebaõnnestub, võivad tingimused kosmoselaevas muutuda väga ebamugavaks, nagu meenutab lugu Apollo 13 ekspeditsioonist Kuule.

Kuid esimest korda puututi selle probleemiga kokku 20. sajandi esimesel kolmandikul. kõrgmäestiku õhupallide – nn stratosfääri õhupallide – loojad. Neil aastatel ei teadnud nad veel, kuidas luua pitseeritud gondli jaoks keerulisi termoreguleerimissüsteeme, mistõttu piirdusid nad lihtsalt selle välispinna albeedo valimisega. Kui tundlik on keha temperatuur oma albeedo suhtes, näitab esimeste stratosfääri lendude ajalugu. Šveitslane Auguste Piccard värvis oma FNRS-1 stratosfääriõhupalli gondli ühelt poolt valgeks ja teiselt poolt mustaks. See pidi reguleerima gondlis temperatuuri, keerates kera nii või teisiti Päikese poole: selleks paigaldati õue propeller. Aga seade ei töötanud, päike paistis “mustalt” poolelt ning sisetemperatuur tõusis esimesel lennul +38°C-ni. Järgmisel lennul kaeti kogu kapsel päikesekiirte peegeldamiseks lihtsalt hõbedase värviga. Toas muutus miinus 16°C.

Ameerika stratosfääri õhupallide disainerid Explorer Nad võtsid Picardi kogemust arvesse ja valisid kompromissvariandi: värvisid kapsli ülemise osa valgeks ja alumise osa mustaks. Idee seisnes selles, et kera ülemine pool peegeldaks päikesekiirgust, alumine pool aga neelaks Maalt soojust. See variant osutus heaks, aga ka mitte ideaalseks: lendude ajal kapslis oli +5°C.

Nõukogude stratonautid isoleerisid alumiiniumkapslid lihtsalt vildikihiga. Nagu praktika on näidanud, oli see otsus kõige edukam. Peamiselt meeskonna tekitatud sisesoojus oli stabiilse temperatuuri hoidmiseks piisav.

Kuid kui planeedil pole oma võimsaid soojusallikaid, on albeedo väärtus selle kliima jaoks väga oluline. Näiteks neelab meie planeet 70% sellele langevast päikesevalgusest, töötledes selle oma infrapunakiirguseks, toetades veeringet looduses, salvestades seda fotosünteesi tulemusena biomassis, naftas, kivisöes ja gaasis. Kuu neelab peaaegu kogu päikesevalguse, muutes selle "keskpäraselt" suure entroopiaga infrapunakiirguseks ja säilitades seeläbi selle üsna kõrge temperatuuri. Enceladus aga tõrjub oma täiuslikult valge pinnaga uhkelt peaaegu kogu päikesevalgust, mille eest tasub end koletu madala pinnatemperatuuriga: keskmiselt umbes –200°C, kohati kuni –240°C. See satelliit - "kõik valges" - ei kannata aga välise külma tõttu kuigi palju, kuna sellel on alternatiivne energiaallikas - naaber Saturni loodete gravitatsiooniline mõju (6. peatükk), mis hoiab oma jääaluse ookeani vedelikus. olek. Kuid maapealsetel planeetidel on väga nõrgad sisemised soojusallikad, mistõttu nende tahke pinna temperatuur sõltub suuresti atmosfääri omadustest - ühelt poolt selle võimest peegeldada osa päikesekiirtest tagasi kosmosesse ja muu, et säilitada atmosfääri kaudu planeedi pinnale ulatuva kiirguse energia.

Kasvuhooneefekt ja planeedi kliima

Olenevalt sellest, kui kaugel planeet Päikesest asub ja millise osa päikesevalgusest ta neelab, kujunevad planeedi pinna temperatuuritingimused ja kliima. Milline näeb välja iga isehelenduva keha, näiteks tähe spekter? Enamasti on tähe spekter "üheküüruline", peaaegu Plancki kõver, milles maksimumi asend sõltub tähe pinna temperatuurist. Erinevalt tähest on planeedi spektril kaks "küüru": see peegeldab osa tähevalgusest optilises piirkonnas ja teine ​​osa neelab ja kiirgab uuesti infrapunapiirkonnas. Nende kahe küüru all oleva suhtelise pindala määrab täpselt valguse peegeldusaste, see tähendab albeedo.

Vaatame kahte meile kõige lähemat planeeti – Merkuur ja Veenus. Esmapilgul on olukord paradoksaalne. Veenus peegeldab peaaegu 80% päikesevalgusest ja neelab ainult umbes 20%, Merkuur aga ei peegelda peaaegu midagi ja neelab kõik. Lisaks on Veenus Päikesest kaugemal kui Merkuur; Selle pilvepinna ühiku kohta langeb 3,4 korda vähem päikesevalgust. Võttes arvesse albeedo erinevusi, saab Merkuuri tahke pinna iga ruutmeeter ligi 16 korda rohkem päikesesoojust kui sama ala Veenusel. Ja veel, kogu Veenuse tahkel pinnal valitsevad põrgulikud tingimused - tohutu temperatuur (tina ja plii sulab!) ja Merkuur on jahedam! Poolustel on Antarktika külm ja ekvaatoril on keskmine temperatuur +67°C. Loomulikult soojeneb Merkuuri pind päeval 430°C-ni ja öösel jahtub -170°C-ni. Kuid juba 1,5–2 meetri sügavusel on ööpäevased kõikumised tasandatud ja võib rääkida keskmisest pinnatemperatuurist +67°C. Muidugi on palav, aga sa saad elada. Ja Merkuuri keskmistel laiuskraadidel on üldiselt toatemperatuur.

Mis viga? Miks on Päikesele lähedal asuv ja selle kiiri kergesti neelav Merkuur kuumutatud toatemperatuurini, samas kui Päikesest kaugemal olev ja selle kiiri aktiivselt peegeldav Veenus on kuum kui ahi? Kuidas füüsika seda seletab?

Maa atmosfäär on peaaegu läbipaistev: see laseb läbi 80% sissetulevast päikesevalgusest. Õhk ei saa konvektsiooni tagajärjel kosmosesse “põgeneda” - planeet ei lase sellel minna. See tähendab, et see saab jahtuda ainult infrapunakiirguse kujul. Ja kui infrapunakiirgus jääb lukustatuks, soojendab see neid atmosfääri kihte, mis seda ei vabasta. Need kihid muutuvad ise soojusallikaks ja suunavad selle osaliselt tagasi pinnale. Osa kiirgusest läheb kosmosesse, kuid suurem osa sellest naaseb Maa pinnale ja soojendab seda kuni termodünaamilise tasakaalu saavutamiseni. Kuidas see paigaldatakse?

Temperatuur tõuseb ja spektri maksimum nihkub (Wieni seadus), kuni see leiab atmosfääris "läbipaistvusakna", mille kaudu infrapunakiired kosmosesse pääsevad. Soojusvoogude tasakaal luuakse, kuid kõrgemal temperatuuril, kui see oleks atmosfääri puudumisel. See on kasvuhooneefekt.

Oma elus puutume üsna sageli kokku kasvuhooneefektiga. Ja mitte ainult aiakasvuhoone või paksu kasuka näol, mida kantakse pakaselisel päeval sooja hoidmiseks (kuigi kasukas ise ei eralda, vaid hoiab ainult soojust). Need näited ei näita puhast kasvuhooneefekti, kuna neis on vähenenud nii kiirgus- kui ka konvektiivsoojuse eemaldamine. Kirjeldatud efektile palju lähemal on näide selgest pakasest ööst. Kui õhk on kuiv ja taevas pilvitu (näiteks kõrbes), jahtub pärast päikeseloojangut maa kiiresti ning niiske õhk ja pilved tasandavad ööpäevaseid temperatuurikõikumisi. Kahjuks on see efekt astronoomidele hästi teada: selged täheööd võivad olla eriti külmad, mis teeb teleskoobi juures töötamise väga ebamugavaks. Pöördudes tagasi joonise fig. 4.8, näeme põhjust: see on aur s vesi atmosfääris on soojust kandva infrapunakiirguse peamiseks takistuseks.

Kuul puudub atmosfäär, mis tähendab, et kasvuhooneefekti pole. Selle pinnal on termodünaamiline tasakaal selgesõnaliselt kehtestatud, atmosfääri ja tahke pinna vahel ei toimu kiirgusvahetust. Marsil on õhuke atmosfäär, kuid selle kasvuhooneefekt lisab siiski 8°C. Ja see lisab Maale ligi 40°C. Kui meie planeedil poleks nii tihedat atmosfääri, oleks Maa temperatuur 40° madalam. Tänapäeval on kogu maakeral keskmiselt +15°C, kuid see oleks –25°C. Kõik ookeanid jäätuksid, Maa pind muutuks lumest valgeks, albeedo suureneks ja temperatuur langeks veelgi madalamale. Üldiselt - kohutav asi! Hea, et kasvuhooneefekt meie atmosfääris toimib ja meid soojendab. Ja Veenuse peal töötab see veelgi tugevamalt – see tõstab Veenuse keskmist temperatuuri rohkem kui 500°C võrra.

Planeetide pind

Seni pole me teiste planeetide üksikasjalikku uurimist alustanud, piirdudes peamiselt nende pinna vaatlemisega. Kui oluline on teaduse jaoks teave planeedi välimuse kohta? Millist väärtuslikku teavet võib selle pinna pilt meile öelda? Kui see on gaasiplaneet, nagu Saturn või Jupiter, või tahke, kuid kaetud tiheda pilvekihiga, nagu Veenus, siis näeme ainult ülemist pilvekihti ja seetõttu pole meil planeedi enda kohta peaaegu mingit teavet. Hägune atmosfäär, nagu geoloogid ütlevad, on ülinoor pind: täna on see nii, aga homme on teisiti (või mitte homme, vaid 1000 aasta pärast, mis on planeedi elus vaid hetk).

Suurt punast laiku Jupiteril või kahte planetaarset tsüklonit Veenusel on täheldatud 300 aastat, kuid need räägivad meile ainult nende atmosfääri tänapäevase dünaamika mõningatest üldistest omadustest. Meie järeltulijad näevad neid planeete vaadates täiesti teistsugust pilti ja me ei saa kunagi teada, millist pilti võisid näha meie esivanemad. Seega, vaadates väljastpoolt tiheda atmosfääriga planeete, ei saa me nende minevikku hinnata, kuna näeme ainult muutuvat pilvekihti. Hoopis teine ​​asi on Kuu ehk Merkuur, mille pindadel on säilinud jälgi viimaste miljardite aastate jooksul toimunud meteoriidipommitamisest ja geoloogilistest protsessidest.

Ja sellised hiidplaneetide pommitamised ei jäta praktiliselt jälgi. Üks neist sündmustest leidis aset 20. sajandi lõpus otse astronoomide silme all. See räägib komeedist Kingsepp-Levi-9. Aastal 1993 lähedal Jupiter märgati kummalist kahekümnest väikesest komeedist koosnevat ketti. Arvutus näitas, et tegemist on ühe komeedi fragmentidega, mis lendas 1992. aastal Jupiteri lähedal ja mille võimsa gravitatsioonivälja loodete mõju rebenes. Astronoomid ei näinud komeedi tegelikku lagunemise episoodi, vaid tabasid ainult hetke, mil komeedi fragmentide kett liikus Jupiterist eemale nagu "vedur". Kui lagunemist poleks toimunud, oleks komeet, olles lähenenud Jupiterile mööda hüperboolset trajektoori, läinud kaugusesse mööda hüperbooli teist haru ja tõenäoliselt poleks Jupiterile enam kunagi lähenenud. Kuid komeedi keha ei talunud loodete pinget ja varises kokku ning komeedi keha deformatsioonile ja purunemisele kulunud energia vähendas selle orbiidi liikumise kineetilist energiat, kandes killud hüperboolselt orbiidilt elliptilisele, mis on suletud ümber Jupiteri. Orbiidi kaugus peritsentris osutus Jupiteri raadiusest väiksemaks ja 1994. aastal põrkasid killud üksteise järel planeedile vastu.

Juhtum oli tohutu. Iga komeedituuma "kild" on 1–1,5 km suurune jääplokk. Nad lendasid kordamööda hiiglasliku planeedi atmosfääri kiirusega 60 km/s (Jupiteri teine ​​põgenemiskiirus), mille erikineetiline energia oli (60/11) 2 = 30 korda suurem kui kokkupõrke korral. koos Maaga. Astronoomid jälgisid suure huviga Jupiteri kosmilist katastroofi Maa ohutusest. Kahjuks tabasid komeedi killud Jupiterit küljelt, mida Maalt sel hetkel näha polnud. Õnneks oli Galileo kosmosesond just sel ajal teel Jupiteri poole, nägi neid episoode ja näitas neid meile. Tänu Jupiteri kiirele igapäevasele pöörlemisele muutusid kokkupõrkealad mõne tunni jooksul ligipääsetavaks nii maapealsetele teleskoopidele kui ka, mis on eriti väärtuslik, maalähedatele teleskoopidele, nagu Hubble'i kosmoseteleskoop. See oli väga kasulik, kuna iga Jupiteri atmosfääri põrganud plokk põhjustas kolossaalse plahvatuse, hävitades ülemise pilvekihi ja luues mõneks ajaks nähtavuse akna sügavale Jovia atmosfääri. Seega saime tänu komeedi pommitamisele lühikest aega sinna vaadata. Kuid möödus kaks kuud – ja hägusel pinnal ei jäänud jälgi: pilved katsid kõik aknad, nagu poleks midagi juhtunud.

Teine asi - Maa. Meie planeedil püsivad meteoriidiarmid pikka aega. Siin on populaarseim meteoriidikraater, mille läbimõõt on umbes 1 km ja vanus umbes 50 tuhat aastat (joon. 4.15). See on endiselt selgelt nähtav. Kuid enam kui 200 miljoni aasta eest tekkinud kraatreid saab leida ainult peente geoloogiliste tehnikate abil. Neid pole ülalt näha.

Muide, Maale langenud suure meteoriidi suuruse ja selle moodustatud kraatri läbimõõdu vahel on üsna usaldusväärne seos - 1:20. Kilomeetrise läbimõõduga kraater Arizonas tekkis väikese, umbes 50-meetrise läbimõõduga asteroidi kokkupõrkest.Ja iidsetel aegadel tabasid Maad suuremad "mürsud" - nii kilomeetri pikkused kui isegi kümne kilomeetri pikkused. Tänapäeval teame umbes 200 suurt kraatrit; neid nimetatakse astrobleemid(“taevahaavad”) ja igal aastal avastatakse mitu uut. Suurim, 300 km läbimõõduga, leiti Lõuna-Aafrikast, selle vanus on umbes 2 miljardit aastat. Venemaa suurim kraater on Popigai Jakuutias, läbimõõduga 100 km. Teada on ka suuremaid, näiteks Lõuna-Aafrika Vabariigis asuv umbes 300 km läbimõõduga Vredeforti kraater või Antarktika jääkihi all asuv veel uurimata Wilkes Landi kraater, mille läbimõõt on hinnanguliselt 500 km. See tuvastati radari ja gravimeetriliste mõõtmiste abil.

Pinnal Kuu, kus ei ole tuult ega vihma, kus puuduvad tektoonilised protsessid, püsivad meteoriidikraatrid miljardeid aastaid. Vaadates Kuud läbi teleskoobi, loeme kosmilise pommitamise ajalugu. Tagaküljel on teaduse jaoks veelgi kasulikum pilt. Tundub, et millegipärast ei kukkunud sinna kunagi eriti suuri kehasid või kukkudes ei suutnud nad läbi murda kuukoorest, mis tagumisel küljel on kaks korda paksem kui nähtaval küljel. Seetõttu ei täitnud voolav laava suuri kraatreid ega varjanud ajaloolisi detaile. Igal Kuu pinna laigul on meteoriidikraater, suur või väike, ja neid on nii palju, et nooremad hävitavad varem tekkinud. Küllastumine on toimunud: Kuu ei saa enam muutuda kratenisemaks, kui ta on; igal pool on kraatrid. Ja see on suurepärane kroonika Päikesesüsteemi ajaloost: see tuvastab mitu aktiivse kraatrite moodustumise episoodi, sealhulgas raskete meteoriitide pommitamise ajastu (4,1–3,8 miljardit aastat tagasi), mis jättis jäljed kõigi maapealsete planeetide ja planeetide pinnale. palju satelliite. Miks meteoriidivood tol ajastul planeetidele langesid, peame ikkagi mõistma. Uusi andmeid on vaja Kuu sisemuse ehituse ja aine koostise kohta erinevatel sügavustel, mitte ainult selle pinna kohta, millelt on seni proove kogutud.

elavhõbe väliselt sarnane Kuuga, sest nagu see, puudub sellel atmosfäär. Selle kivine pind, mis ei allu gaasi- ja veeerosioonile, säilitab meteoriidipommitamise jälgi pikka aega. Maapealsetest planeetidest sisaldab Merkuur vanimaid geoloogilisi jälgi, mis pärinevad umbes 4 miljardi aasta tagusest ajast. Merkuuri pinnal pole aga suuri tumeda tahkunud laavaga täidetud ja kuumerele sarnaseid meresid, kuigi suuri põrkekraatreid pole seal vähem kui Kuul.

Merkuur on umbes poolteist korda suurem kui Kuu, kuid tema mass on 4,5 korda suurem kui Kuu. Fakt on see, et Kuu on peaaegu täielikult kivine keha, samas kui Merkuuril on tohutu metallist tuum, mis koosneb ilmselt peamiselt rauast ja niklist. Tuuma raadius on umbes 75% planeedi raadiusest (Maa puhul on see ainult 55%), ruumala on 45% planeedi ruumalast (Maa puhul on see 17%). Seetõttu on Merkuuri keskmine tihedus (5,4 g/cm 3 ) peaaegu võrdne Maa keskmise tihedusega (5,5 g/cm 3 ) ja ületab oluliselt Kuu keskmist tihedust (3,3 g/cm 3 ). Omades suurt metallist südamikku, võib Merkuur ületada Maa oma keskmise tiheduse poolest, kui mitte selle pinna madala gravitatsiooni tõttu. Omades vaid 5,5% Maa massist, on sellel peaaegu kolm korda väiksem gravitatsioon, mis ei suuda oma sisemust nii palju tihendada, kui on tihenenud Maa sisemus, mille isegi silikaatvahevöö tihedus on umbes 5 g/cm3.

Merkuuri on raske uurida, kuna see liigub Päikesele lähedale. Planeetidevahelise aparaadi käivitamiseks Maalt selle poole tuleb seda tugevalt aeglustada, st kiirendada Maa orbitaalsele liikumisele vastupidises suunas: alles siis hakkab see Päikese poole “kukkuma”. Seda on raketi abil kohe võimatu teha. Seetõttu kasutati kahel seni sooritatud lennul Merkuurile kosmosesondi aeglustamiseks ja Merkuuri orbiidile viimiseks gravitatsioonimanöövreid Maa, Veenuse ja Merkuuri enda väljal.

Mariner 10 (NASA) läks esimest korda Mercurysse 1973. aastal. Esmalt lähenes see Veenusele, aeglustus gravitatsiooniväljas ja möödus siis aastatel 1974–1975 kolm korda Merkuuri lähedalt. Kuna kõik kolm kohtumist leidsid aset planeedi orbiidi samas piirkonnas ja selle igapäevane pöörlemine on orbitaalsega sünkroniseeritud, pildistas sond kõik kolm korda sama Merkuuri poolkera, mida valgustab Päike.

Järgmise paarikümne aasta jooksul ei toimunud ühtegi lendu Merkuuri poole. Ja alles 2004. aastal oli võimalik käivitada teine ​​seade - MESSENGER ( Elavhõbeda pind, kosmosekeskkond, geokeemia ja ulatus; NASA). Olles teinud mitmeid gravitatsioonimanöövreid Maa, Veenuse (kaks korda) ja Merkuuri lähedal (kolm korda), sisenes sond 2011. aastal Merkuuri orbiidile ja viis läbi planeedi uurimistööd 4 aastat.

Merkuuri lähedal töötamist raskendab asjaolu, et planeet asub Päikesele keskmiselt 2,6 korda lähemal kui Maa, seega on päikesekiirte voog seal ligi 7 korda suurem. Ilma spetsiaalse päikesevarjuta kuumeneks sondi elektroonika üle. Kolmas ekspeditsioon Merkuuri juurde, nn BepiColombo, sellest võtavad osa eurooplased ja jaapanlased. Start on kavandatud sügiseks 2018. Korraga lendavad kaks sondi, mis 2025. aasta lõpus pärast Maa lähedalt möödalendu tiirlevad Merkuuri ümber, kaks möödalendu Veenuse ja kuus Merkuuri lähedal. Lisaks planeedi pinna ja selle gravitatsioonivälja üksikasjalikule uurimisele on plaanis ka Merkuuri magnetosfääri ja magnetvälja üksikasjalik uuring, mis paneb teadlastele mõistatuse. Kuigi Merkuur pöörleb väga aeglaselt ja selle metalliline tuum peaks olema juba ammu jahtunud ja kõvenenud, on planeedil dipoolmagnetväli, mis on 100 korda nõrgem kui Maa oma, kuid säilitab planeedi ümber siiski magnetosfääri. Kaasaegne teooria magnetvälja tekitamisest taevakehades, nn turbulentse dünamo teooria, nõuab planeedi sisemuses vedela elektrijuhi kihi olemasolu (Maa jaoks on see raudsüdamiku välimine osa ) ja suhteliselt kiire pöörlemine. Mis põhjusel jääb Merkuuri tuum endiselt vedelaks, pole veel selge.

Merkuuril on hämmastav omadus, mida ühelgi teisel planeedil pole. Merkuuri liikumine orbiidil ümber Päikese ja pöörlemine ümber oma telje on üksteisega selgelt sünkroniseeritud: kahe orbitaalperioodi jooksul teeb ta kolm pööret ümber oma telje. Üldiselt on astronoomidele sünkroonne liikumine tuttav juba ammu: meie Kuu pöörleb sünkroonselt ümber oma telje ja tiirleb ümber Maa, nende kahe liikumise perioodid on samad, s.t on vahekorras 1:1. Ja teistel planeetidel on mõned satelliidid, millel on sama funktsioon. See on loodete mõju tulemus.

Merkuuri liikumise jälgimiseks asetame selle pinnale noole (joon. 4.20). On näha, et ühe pöördega ümber Päikese, s.o ühe Merkuuri aasta jooksul, pöörles planeet ümber oma telje täpselt poolteist korda. Selle aja jooksul muutus päev noolepiirkonnas ööks ja pool päikesepaistelisest päevast möödus. Järjekordne iga-aastane revolutsioon – ja päevavalgus algab taas noole piirkonnas, üks päikesepäev on möödas. Seega, Merkuuril kestab päikesepäev kaks Merkuuri aastat.

Loodetest räägime üksikasjalikult 6. peatükis. Kuu sünkroniseeris oma kaks liikumist – aksiaalset pöörlemist ja orbiidi pöörlemist – Maast lähtuva loodete mõju tulemusena. Maa mõjutab Kuud suuresti: see venitab oma kuju ja stabiliseerib selle pöörlemist. Kuu orbiit on ligilähedane ringikujulisele, seega liigub Kuu mööda seda peaaegu konstantse kiirusega peaaegu konstantsel kaugusel Maast (selle "peaaegu" ulatust käsitlesime 1. peatükis). Seetõttu varieerub loodete efekt veidi ja kontrollib Kuu pöörlemist kogu selle orbiidil, mis viib 1:1 resonantsini.

Erinevalt Kuust liigub Merkuur ümber Päikese sisuliselt elliptilisel orbiidil, lähenedes mõnikord valgustile, mõnikord eemaldudes sellest. Kui see on kaugel, orbiidi afeeli lähedal, nõrgeneb Päikese loodete mõju, kuna see sõltub kaugusest nagu 1/ R 3. Kui Merkuur läheneb Päikesele, on looded palju tugevamad, nii et ainult periheeli piirkonnas sünkroniseerib Merkuur tõhusalt oma kahte liikumist – ööpäevast ja orbitaalset liikumist. Kepleri teine ​​seadus ütleb, et orbiidi liikumise nurkkiirus on maksimaalne periheelipunktis. Just seal toimub "loodete püüdmine" ja Merkuuri nurkkiiruste sünkroniseerimine - igapäevane ja orbitaalne. Periheelipunktis on need üksteisega täpselt võrdsed. Edasi liikudes lakkab Merkuur peaaegu tundmast Päikese loodete mõju ja säilitab oma pöörlemise nurkkiiruse, vähendades järk-järgult orbiidi liikumise nurkkiirust. Seetõttu suudab ta ühel orbitaalperioodil teha poolteist ööpäevast pööret ja langeb taas loodete mõju küüsi. Väga lihtne ja ilus füüsika.

Merkuuri pind on Kuust peaaegu eristamatu. Isegi professionaalsed astronoomid näitasid Merkuurist esimeste üksikasjalike fotode ilmumisel neid üksteisele ja küsisid: "Noh, arvake ära, kas see on Kuu või Merkuur?" Seda on tõesti raske arvata: nii seal kui ka seal on meteoriitide poolt tähnistatud pindu. Kuid loomulikult on funktsioone. Kuigi Merkuuril suuri laavamerd pole, on selle pind heterogeenne: leidub vanemaid ja nooremaid alasid (selle aluseks on meteoriidikraatrite loendus). Elavhõbe erineb Kuust ka selle poolest, et pinnal on iseloomulikud servad ja voltid, mis tekkisid planeedi kokkusurumise tagajärjel, kui selle tohutu metallsüdamik jahtus.

Temperatuurierinevused Merkuuri pinnal on suuremad kui Kuul: päeval ekvaatoril +430°C ja öösel −173°C. Kuid elavhõbeda pinnas toimib hea soojusisolaatorina, nii et umbes 1 m sügavusel pole igapäevaseid (või kaks korda aastas?) temperatuurimuutusi enam tunda. Nii et kui lendate Merkuurile, peate esimese asjana kaevama kaeviku. Ekvaatoril on umbes +70°C: veidi palav. Kuid kaeviku geograafiliste pooluste piirkonnas on see umbes –70 °C. Nii saate hõlpsalt leida geograafilise laiuskraadi, kus tunnete end kaevikus mugavalt.

Madalaimat temperatuuri täheldatakse polaarkraatrite põhjas, kuhu päikesekiired kunagi ei ulatu. Just seal avastati veejää ladestused, mida Maalt radarid olid varem “käbanud” ja mida seejärel kosmosesondi MESSENGER instrumendid kinnitasid. Selle jää päritolu üle vaieldakse siiani. Selle allikad võivad olla nii komeedid kui ka planeedi sisikonnast väljuv aur. s vesi.

Elavhõbedal on värv, kuigi silmale tundub see tumehall. Kui aga suurendada värvikontrasti (nagu joonisel 4.23), omandab planeet kauni ja salapärase välimuse.

Merkuuril on üks Päikesesüsteemi suurimaid kokkupõrkekraatreid - Heat Planum ( Calorise bassein) läbimõõduga 1550 km. See on vähemalt 100 km läbimõõduga asteroidi kokkupõrge, mis väikese planeedi peaaegu kaheks lõi. See juhtus umbes 3,8 miljardit aastat tagasi nn hilise raskepommitamise perioodil ( Hiline raskepommitamine), kui põhjustel, mida pole täielikult mõistetud, suurenes asteroidide ja komeetide arv maapealsete planeetide orbiite ristuvatel orbiitidel.

Kui Mariner 10 1974. aastal Heat Plane'i pildistas, ei teadnud me veel, mis juhtus Merkuuri vastasküljel pärast seda kohutavat kokkupõrget. On selge, et palli tabamisel ergastuvad heli- ja pinnalained, mis levivad sümmeetriliselt, läbivad “ekvaatorit” ja kogunevad löögipunktile diametraalselt vastupidises antipoodipunktis. Häire seal tõmbub kokku ja seismiliste vibratsioonide amplituud kasvab kiiresti. See sarnaneb sellega, kuidas karjakasvatajad oma piitsa lõksuvad: laine energia ja impulss on sisuliselt säilinud, kuid piitsa paksus kipub olema null, mistõttu vibratsiooni kiirus suureneb ja muutub ülehelikiiruseks. Eeldati, et basseini vastas asuvas Merkuuri piirkonnas Kalorid, tekib pilt uskumatust hävingust. Üldiselt kukkus see välja peaaegu nii: seal oli lainelise pinnaga suur künklik ala, kuigi eeldasin, et seal on antipoodide kraater. Mulle tundus, et seismilise laine kokkuvarisemisel tekib asteroidi langemise "peegel" nähtus. Seda täheldame siis, kui tilk langeb rahulikule veepinnale: esmalt tekitab see väikese süvendi ja seejärel tormab vesi tagasi ja paiskab väikese uue tilga üles. Merkuuril seda ei juhtunud ja nüüd saame aru, miks: selle sisemus osutus heterogeenseks ja lainete täpset fokusseerimist ei toimunud.

Üldiselt on Merkuuri reljeef sujuvam kui Kuu oma. Näiteks Merkuuri kraatrite seinad ei ole nii kõrged. Selle põhjuseks on ilmselt Mercury suurem gravitatsioon ning soojem ja pehmem sisemus.

Veenus- Päikesest teine ​​planeet ja maapealsetest planeetidest kõige salapärasem. Pole selge, millest pärineb selle väga tihe atmosfäär, mis koosneb peaaegu täielikult süsinikdioksiidist (96,5%) ja lämmastikust (3,5%) ning annab võimsa kasvuhooneefekti. Pole selge, miks Veenus pöörleb nii aeglaselt ümber oma telje – 244 korda aeglasemalt kui Maa ja ka vastupidises suunas. Samal ajal lendab Veenuse massiivne atmosfäär või õigemini selle pilvekiht nelja Maa päevaga ümber planeedi. Seda nähtust nimetatakse superrotatsioonõhkkond. Samal ajal hõõrdub atmosfäär vastu planeedi pinda ja oleks pidanud juba ammu aeglustuma, sest ei saa pikka aega liikuda ümber planeedi, mille tahke keha praktiliselt seisab. Kuid atmosfäär pöörleb ja isegi planeedi enda pöörlemisele vastupidises suunas. On selge, et hõõrdumine pinnaga hajutab atmosfääri energiat ja selle nurkimment kandub üle planeedi kehale. See tähendab, et toimub energia (ilmselgelt päikeseenergia) sissevool, mille tõttu soojusmasin töötab. Küsimus: kuidas seda masinat rakendatakse? Kuidas muundub Päikese energia Veenuse atmosfääri liikumiseks?

Veenuse aeglase pöörlemise tõttu on sellele mõjuvad Coriolise jõud nõrgemad kui Maal, mistõttu on sealsed atmosfääritsüklonid vähem kompaktsed. Tegelikult on neid ainult kaks: üks põhjapoolkeral, teine ​​lõunapoolkeral. Igaüks neist "tuuleb" ekvaatorilt oma poolusele.

Veenuse atmosfääri ülemisi kihte uuriti üksikasjalikult möödalendude (gravitatsioonimanöövri käigus) ja orbitaalsondidega - Ameerika, Nõukogude, Euroopa ja Jaapani. Nõukogude insenerid lasid seal mitu aastakümmet turule Venera seeria seadmeid ja see oli meie edukaim läbimurre planeetide uurimise vallas. Peamine ülesanne oli maanduda maapinnale laskumismoodul, et näha, mis seal pilvede all on.

Esimeste sondide projekteerijad, nagu ka nende aastate ulmeteoste autorid, lähtusid optiliste ja raadioastronoomiliste vaatluste tulemustest, millest järeldus, et Veenus on meie planeedi soojem analoog. Seetõttu 20. sajandi keskel. kõik ulmekirjanikud – Beljajevist, Kazantsevist ja Strugatskist Lemi, Bradbury ja Heinleinini – esitlesid Veenust kui ebasõbralikku (kuuma, soist, mürgise atmosfääriga), kuid üldiselt sarnaselt Maa maailmaga. Samal põhjusel ei olnud Veenuse sondide esimesed maandumissõidukid kuigi vastupidavad, ei talunud kõrget survet. Ja nad surid üksteise järel atmosfääri laskudes. Seejärel hakati nende kere tugevamaks muutma, eeldades 20-atmosfäärilist rõhku, kuid sellest ei piisanud. Seejärel lõid disainerid "hammustades" titaanist sondi, mis talub 180 atm survet. Ja ta maandus turvaliselt pinnale (“Venera-7”, 1970). Pange tähele, et mitte iga allveelaev ei talu sellist survet, mis valitseb umbes 2 km sügavusel ookeanis. Selgus, et rõhk Veenuse pinnal ei lange alla 92 atm (9,3 MPa, 93 baari), temperatuur on 464°C.

Unistus külalislahkest Veenusest, mis sarnanes süsiniku perioodi Maaga, sai lõpuks lõpu täpselt aastal 1970. Esimest korda laskus ja töötas pinnal edukalt selliste põrgulike tingimuste jaoks mõeldud seade (“Venera-8”). 1972. Sellest maandumishetkest on Veenuse pinnale minek muutunud rutiinseks operatsiooniks, kuid seal pole võimalik kaua töötada: 1–2 tunni pärast kuumeneb seadme sisemus ja elektroonika ütleb üles.

Esimesed tehissatelliidid ilmusid Veenuse lähedale 1975. aastal ("Venera-9 ja -10"). Üldiselt osutus Venera-9...-14 laskumismasinate (1975–1981) töö Veenuse pinnal üliedukaks, uurides maandumiskohas nii atmosfääri kui ka planeedi pinda, isegi mullaproovide võtmine ning selle keemilise koostise ja mehaaniliste omaduste määramine. Kuid suurima efekti astronoomia ja kosmonautika fännide seas põhjustasid nende edastatud fotopanoraamid maandumiskohtadest, algul mustvalged ja hiljem värvilised. Muide, Veenuse taevas on pinnalt vaadates oranž. Ilus! Seni (2017) on need pildid jäänud ainsteks ja pakuvad planeediteadlastele suurt huvi. Nende töötlemine jätkub ja aeg-ajalt leitakse neilt uusi osi.

Ka Ameerika astronautika andis neil aastatel olulise panuse Veenuse uurimisse. Möödasõidud Mariner 5 ja 10 uurisid atmosfääri ülemisi kihte. Pioneer Venera 1 (1978) sai esimeseks Ameerika Veenuse satelliidiks ja viis läbi radarimõõtmisi. Ja “Pioneer-Venera-2” (1978) saatis planeedi atmosfääri 4 laskumissõidukit: ühe suure (315 kg) langevarjuga päevapoolkera ekvatoriaalpiirkonda ja kolm väikest (igaüks 90 kg) ilma langevarjudeta - keskpaigani. -laiuskraadidel ja päevapoolkera põhjaosas, samuti ööpoolkeral. Ükski neist polnud ette nähtud pinnal töötama, kuid üks väike seade maandus ohutult (ilma langevarjuta!) ja töötas pinnal üle tunni. See juhtum võimaldab teil tunnetada, kui suur on atmosfääri tihedus Veenuse pinna lähedal. Veenuse atmosfäär on ligi 100 korda massiivsem kui Maa oma ja selle tihedus pinnal on 67 kg/m 3, mis on 55 korda tihedam kui Maa õhk ja vaid 15 korda väiksem kui vedel vesi.

Ei olnud lihtne luua vastupidavaid teadussonde, mis suudaksid taluda Veenuse atmosfääri survet, sama kui kilomeetri sügavusel Maa ookeanides. Kuid veelgi keerulisem oli neid nii tihedas õhus ümbritsevale temperatuurile (+464°C) taluma panna. Keha läbiv soojusvool on kolossaalne, nii et isegi kõige usaldusväärsemad seadmed töötasid mitte rohkem kui kaks tundi. Kiireks maapinnale laskumiseks ja seal töö pikendamiseks laskis Veenus maandumisel langevarju maha ja jätkas laskumist, mida aeglustas vaid kerel asuv väike kilp. Lööki pinnale pehmendas spetsiaalne summutusseade - maandumistugi. Disain osutus nii edukaks, et Venera 9 maandus probleemideta 35° kaldega kallakule ja töötas normaalselt.

Sellised Veenuse panoraamid (joon. 4.27) avaldati kohe pärast nende kättesaamist. Siin võib märgata kurioosset sündmust. Laskumise ajal oli iga kamber kaitstud polüuretaankattega, mis pärast maandumist maha tulistati ja kukkus alla. Ülemisel fotol on see valge poolringikujuline kate näha maandumistoe juures. Kus ta alumisel fotol on? Asub keskelt vasakul. Just sellesse torkas sirgudes oma sondi kinni pinnase mehaaniliste omaduste mõõtmise seade. Pärast selle kõvaduse mõõtmist kinnitas ta, et tegemist on polüuretaaniga. Seadet nii-öelda katsetati välitingimustes. Selle kurva sündmuse tõenäosus oli nullilähedane, kuid see juhtus!

Arvestades Veenuse kõrget albeedot ja atmosfääri kolossaalset tihedust, kahtlesid teadlased, kas pinna lähedal on pildistamiseks piisavalt päikesevalgust. Lisaks võib Veenuse gaasiookeani põhjas rippuda tihe udu, mis hajutab päikesevalgust ja takistab kontrastse pildi saamist. Seetõttu olid esimesed maandumissõidukid varustatud halogeenelavhõbedalampidega, et valgustada mulda ja luua valguskontrast. Kuid selgus, et loomulikku valgust on seal täiesti piisavalt: Veenusel on sama kerge kui pilves päeval Maal. Ja kontrast loomulikus valguses on ka üsna vastuvõetav.

1975. aasta oktoobris edastasid maandumissõidukid Venera-9 ja -10 oma orbitaalplokkide kaudu Maale esimesed fotod teise planeedi pinnast (kui Kuud mitte arvestada). Esmapilgul tundub nende panoraamide perspektiiv kummaliselt moonutatud: põhjuseks on võttesuuna pöörlemine. Need pildid tehti telefotomeetriga (optomhaaniline skanner), mille “pilk” liikus aeglaselt horisondist maanduri “jalgade” alla ja seejärel teisele horisondile: saadi 180° skaneering. Kaks telefotomeetrit seadme vastaskülgedel pidid pakkuma täielikku panoraami. Kuid objektiivi korgid ei avanenud alati. Näiteks “Venera-11 ja -12” puhul ei avanenud ükski neljast.

Üks ilusamaid katseid Veenuse uurimisel viidi läbi sondide VeGa-1 ja -2 (1985). Nende nimi tähendab "Venus - Halley", sest pärast Veenuse pinnale suunatud laskumismoodulite eraldamist läksid sondide lennuosad komeedi Halley tuuma uurima ja tegid seda esimest korda edukalt. Ka maandumissõidukid polnud päris tavalised: põhiosa seadmest maandus pinnale ning laskumisel eraldus sellest Prantsuse inseneride valmistatud õhupall, mis lendas umbes kaks päeva Veenuse atmosfääris kõrgusel. 53–55 km, edastades Maale andmeid temperatuuri ja rõhu, valgustuse ja nähtavuse kohta pilvedes. Tänu sellel kõrgusel 250 km/h puhuvale võimsale tuulele õnnestus õhupallidel lennata ümber olulise osa planeedist.

Maandumispaikadest tehtud fotodel on näha vaid väikseid alasid Veenuse pinnast. Kas läbi pilvede on võimalik näha kogu Veenust? Saab! Radar näeb läbi pilvede. Veenusele lendasid kaks Nõukogude satelliiti külgvaatega radaritega ja üks ameeriklane. Nende vaatluste põhjal koostati Veenuse raadiokaardid väga kõrge resolutsiooniga. Üldkaardil on seda raske demonstreerida, kuid üksikutel kaardifragmentidel on see hästi näha. Raadiokaartide värvid näitavad tasemeid: helesinine ja tumesinine on madalikud; Kui Veenusel oleks vesi, oleksid need ookeanid. Kuid Veenuses ei saa olla vedelat vett ja gaasilist vett seal praktiliselt pole. Rohekad ja kollakad alad on mandrid (nimetagem neid nii). Punane ja valge on Veenuse kõrgeimad punktid, see on Veenuse "Tiibet" - kõrgeim platoo. Selle kõrgeim tipp - Maxwelli mägi - tõuseb 11 km kõrgusele.

Veenus on vulkaaniliselt aktiivne, aktiivsem kui tänapäeva Maa. See pole päris selge. Novosibirskis töötab kuulus geoloog, akadeemik Nikolai Leontjevitš Dobretsov, kellel on huvitav teooria Maa ja Veenuse evolutsiooni kohta (“Veenus kui Maa võimalik tulevik”, “Teadus esmalt” nr 3 (69), 2016).

Veenuse sisemuse ja selle sisestruktuuri kohta pole usaldusväärseid fakte, kuna seismilisi uuringuid pole seal veel läbi viidud. Lisaks ei võimalda planeedi aeglane pöörlemine mõõta selle inertsimomenti, mis võiks meile öelda tiheduse jaotusest sügavusega. Seni põhinevad teoreetilised ideed Veenuse sarnasusel Maaga ning laamtektoonika ilmset puudumist Veenuses seletatakse vee puudumisega sellel, mis Maal toimib "määrdeainena", võimaldades plaatidel libiseda. ja sukelduvad üksteise alla. Koos kõrge pinnatemperatuuriga põhjustab see Veenuse kehas konvektsiooni aeglustumist või isegi täielikku puudumist, vähendab selle sisemuse jahutuskiirust ja võib seletada magnetvälja puudumist. Kõik see tundub loogiline, kuid nõuab eksperimentaalset kontrolli.

Muide, umbes Maa. Ma ei käsitle Päikesest kolmandat planeeti üksikasjalikult, kuna ma ei ole geoloog. Lisaks on igaühel meist üldine ettekujutus Maast, isegi kooliteadmiste põhjal. Kuid seoses teiste planeetide uurimisega märgin, et me ei mõista täielikult oma planeedi sisemust. Peaaegu igal aastal tehakse geoloogias suuri avastusi, mõnikord avastatakse isegi uusi kihte Maa sisikonnas, kuid me ei tea endiselt täpselt oma planeedi tuuma temperatuuri. Vaadake viimaseid ülevaateid: mõned autorid usuvad, et sisemise südamiku piiril on temperatuur umbes 5000 K, samas kui teised usuvad, et see on üle 6300 K. Need on teoreetiliste arvutuste tulemused, mis hõlmavad mitte täiesti usaldusväärseid parameetreid, kirjeldada aine omadusi tuhandete kelvinite temperatuuril ja miljonite baaride rõhul. Kuni neid omadusi pole laboris usaldusväärselt uuritud, ei saa me täpseid teadmisi Maa sisemuse kohta.

Maa ainulaadsus sarnaste planeetide seas seisneb magnetvälja ja vedela vee olemasolus pinnal ning teine ​​on ilmselt esimese tagajärg: Maa magnetosfäär kaitseb meie atmosfääri ja kaudselt ka hüdrosfääri päikese eest. tuul voolab. Magnetvälja tekitamiseks, nagu praegu näib, peab planeedi sisemuses olema vedel elektrit juhtiv kiht, mis on kaetud konvektiivse liikumise ja kiire igapäevase pöörlemisega, mis tagab Coriolise jõu. Ainult sellistel tingimustel lülitub sisse dünamomehhanism, mis suurendab magnetvälja. Veenus vaevu pöörleb, seega puudub tal magnetväli. Väikese Marsi rauast tuum on juba ammu jahtunud ja kõvenenud, mistõttu puudub sellel ka magnetväli. Tundub, et elavhõbe pöörleb väga aeglaselt ja oleks pidanud enne Marsi jahtuma, kuid sellel on üsna märgatav dipoolmagnetväli, mille tugevus on 100 korda nõrgem kui Maa oma. Paradoks! Nüüd arvatakse, et Päikese loodete mõju vastutab Merkuuri raudsüdamiku sulaolekus hoidmise eest. Miljardid aastad mööduvad, Maa raudne tuum jahtub ja kõveneb, jättes meie planeedilt ilma magnetilise kaitse päikesetuule eest. Ja ainuke magnetväljaga kivine planeet jääb kummalisel kombel alles Merkuur.

Maapealse vaatleja seisukohalt paistab opositsiooni hetkel ühele poole Maad Marss ja teisele poole Päike. On selge, et just nendel hetkedel lähenevad Maa ja Marss minimaalsele kaugusele, Marss on taevas nähtav terve öö ja Päike on hästi valgustatud. Maal kulub Päikese ümber tiirlemiseks üks aasta ja Marsil 1,88 aastat, seega on vastanduste vaheline keskmine aeg veidi üle kahe aasta. Marsi viimast opositsiooni täheldati 2016. aastal, kuigi see ei olnud eriti lähedal. Marsi orbiit on märgatavalt elliptiline, mistõttu Maa lähimad lähenemised Marsile toimuvad siis, kui Marss on oma orbiidi periheeli lähedal. Maal (meie ajastul) on see augusti lõpp. Seetõttu nimetatakse augusti ja septembri vastasseise "suureks"; Nendel hetkedel, mis esinevad kord 15–17 aasta jooksul, lähenevad meie planeedid üksteisele vähem kui 60 miljoni km võrra. See juhtub aastal 2018. Ja ülitihe vastasseis toimus 2003. aastal: siis oli Marss vaid 55,8 miljoni km kaugusel. Sellega seoses sündis uus termin - "Marsi suurimad opositsioonid": neid peetakse nüüd alla 56 miljoni km pikkusteks lähenemisteks. Neid esineb 1-2 korda sajandis, kuid praegusel sajandil on neid koguni kolm – oodake 2050. ja 2082. aastat.

Kuid isegi suure vastasseisu hetkedel on Marsil Maalt teleskoobi kaudu vähe näha. Siin (joonis 4.37) on joonis astronoomist, kes vaatab läbi teleskoobi Marsi. Treenimata inimene vaatab ja on pettunud – ta ei näe üldse midagi, vaid väikest roosat “tilka”, kuid kogenud astronoomi silm näeb läbi sama teleskoobi rohkem. Astronoomid märkasid polaarkübarat juba ammu, sajandeid tagasi. Ja ka tumedad ja heledad alad. Tumedaid nimetati traditsiooniliselt meredeks ja heledaid mandriteks.

Suurem huvi Marsi vastu tekkis 1877. aasta suure opositsiooni ajastul: selleks ajaks olid juba ehitatud head teleskoobid ja astronoomid tegid mitmeid olulisi avastusi. Ameerika astronoom Asaph Hall avastas Marsi Phobose ja Deimose satelliidid ning Itaalia astronoom Giovanni Schiaparelli visandas planeedi pinnale salapäraseid jooni – Marsi kanaleid. Muidugi polnud Schiaparelli esimene, kes kanaleid nägi: mõnda neist oli märgatud juba enne teda (näiteks Angelo Secchi). Kuid pärast Schiaparellit sai see teema Marsi uurimisel paljudeks aastateks domineerivaks.

Marsi pinnal olevate tunnuste, nagu "kanalid" ja "mered", vaatlused tähistasid selle planeedi uurimise uue etapi algust. Schiaparelli uskus, et Marsi "mered" võivad tõepoolest olla veekogud. Kuna neid ühendavatele joontele oli vaja anda nimi, nimetas Schiaparelli neid "kanaliteks" ( kanal), mis tähendab mereväinasid, mitte inimese loodud ehitisi. Ta uskus, et vesi voolab polaarmütside sulamise ajal nende kanalite kaudu polaaraladel. Pärast Marsil "kanalite" avastamist pakkusid mõned teadlased välja nende kunstliku olemuse, mis oli aluseks hüpoteesidele intelligentsete olendite olemasolu kohta Marsil. Kuid Schiaparelli ise ei pidanud seda hüpoteesi teaduslikult põhjendatuks, kuigi ta ei välistanud elu olemasolu Marsil, võib-olla isegi intelligentset.

Idee Marsi kunstliku niisutuskanali süsteemist hakkas aga levima teistes riikides. See oli osaliselt tingitud asjaolust, et itaallane kanal esitati inglise keeles as kanal(inimese loodud veetee), ja mitte nagu kanal(looduslik mereväin). Ja vene keeles tähendab sõna "kanal" kunstlikku struktuuri. Marslaste idee köitis tollal paljusid ja mitte ainult kirjanikke (meenutagem H.G. Wellsi tema "Maailmade sõjaga", 1897), vaid ka teadlasi. Kuulsaim neist oli Percival Lovell. See ameeriklane sai Harvardis suurepärase hariduse, valdades võrdselt matemaatikat, astronoomiat ja humanitaarteadusi. Kuid aadlisuguvõsa järglasena võiks temast saada pigem diplomaat, kirjanik või rändur kui astronoom. Pärast Schiaparelli kanaliteemaliste teoste lugemist hakkas ta aga Marsist vaimustusse ja uskus, et sellel on elu ja tsivilisatsioon. Üldiselt jättis ta kõik muud asjad kõrvale ja asus uurima Punast planeeti.

Oma jõuka pere rahaga ehitas Lovell observatooriumi ja hakkas kanaleid joonistama. Pange tähele, et fotograafia oli siis lapsekingades ja kogenud vaatleja silm suudab atmosfääri turbulentsi tingimustes märgata pisemaidki detaile, mis moonutavad kaugete objektide pilte. Kõige üksikasjalikumad olid Lovelli observatooriumis loodud Marsi kanalite kaardid. Lisaks, olles hea kirjanik, kirjutas Lovell mitu huvitavat raamatut - Marss ja selle kanalid (1906), Marss kui elupaik(1908) jne. Vaid üks neist tõlgiti vene keelde juba enne revolutsiooni: “Marss ja elu sellel” (Odessa: Matezis, 1912). Need raamatud võlusid tervet põlvkonda lootusega kohtuda marslastega. Talv - polaarkübar on tohutu, kuid kanaleid pole näha. Suvi - kork sulas, vesi voolas, kanalid ilmusid. Need muutusid nähtavaks juba kaugelt, kui kanalite kaldal kasvasid taimed roheliseks. Tõsiselt?

Tuleb tunnistada, et Marsi kanalite lugu pole kunagi ammendavat selgitust saanud. Seal on vanad joonised kanalitega ja kaasaegsed fotod ilma nendeta (joon. 4.44). Kus on kanalid?

Mis see oli? Astronoomide vandenõu? Massihullus? Enesehüpnoos? Raske on selles süüdistada teadlasi, kes on oma elu teadusele andnud. Võib-olla on vastus sellele loole alles ees.

Ja täna uurime Marsi reeglina mitte läbi teleskoobi, vaid planeetidevaheliste sondide abil (kuigi teleskoope kasutatakse selleks endiselt ja need toovad mõnikord olulisi tulemusi). Sondide lend Marsile toimub mööda energeetiliselt kõige soodsamat poolellipsilist trajektoori (vt joonis 3.7 lk 63). Kepleri kolmandat seadust kasutades on sellise lennu kestust lihtne välja arvutada. Marsi orbiidi suure ekstsentrilisuse tõttu sõltub lennuaeg stardihooajast. Keskmiselt kestab lend Maalt Marsile 8–9 kuud.

Kas mehitatud ekspeditsiooni on võimalik Marsile saata? See on suur ja huvitav teema. Näib, et selleks on vaja vaid võimsat kanderaketti ja mugavat kosmoselaeva. Kellelgi pole veel piisavalt võimsaid kandjaid, kuid Ameerika, Venemaa ja Hiina insenerid töötavad nende kallal. Pole kahtlust, et sellist raketti loovad lähiaastatel riigiettevõtted (näiteks meie uus Angara rakett oma võimsaimas versioonis) või erafirmad (Elon Musk – miks mitte).

Kas on laev, milles astronaudid veedavad mitu kuud teel Marsile? Sellist asja veel pole. Kõik olemasolevad ("Union", "Shenzhou") ja isegi need, mida testitakse ( Draakon V2, CST-100 , Orion) - väga kitsas ja sobib ainult Kuule lennuks, kus on vaid kolm päeva. Tõsi, pärast õhkutõusmist on mõte täiendavaid ruume täis puhuda. 2016. aasta sügisel testiti täispuhutavat moodulit ISS-il ja see toimis hästi.

Seega ilmneb peagi tehniline võimalus Marsile lendamiseks. Milles siis probleem? Inimeses! Joonisel fig. 4.45 näitab inimese aastaannust taustkiirgusega kokkupuutel erinevates kohtades - merepinnal, stratosfääris, madalal Maa orbiidil ja avakosmoses. Mõõtühikuks on rem (röntgenikiirguse bioloogiline ekvivalent). Oleme pidevalt kokku puutunud Maa kivimite loodusliku radioaktiivsusega, kosmiliste osakeste voogudega või kunstlikult loodud radioaktiivsusega. Maa pinnal on taust nõrk: meid kaitseb alumine poolkera, planeedi magnetosfäär ja atmosfäär, samuti selle keha katmine. Madalal Maa orbiidil, kus töötavad ISS-i kosmonaudid, atmosfäär enam ei aita, mistõttu taustakiirgus suureneb sadu kordi. Kosmoses on see isegi mitu korda kõrgem. See piirab oluliselt inimese ohutu kosmoses viibimise kestust. Pangem tähele, et tuumatööstuse töötajatel on keelatud saada rohkem kui 5 rem aastas – see on tervisele peaaegu ohutu. Kosmonautidel on lubatud saada kuni 10 rem aastas (vastuvõetav ohutase), mis piirab nende töö kestust ISS-il ühe aastaga. Ja lend Marsile koos tagasipöördumisega Maale toob parimal juhul (kui Päikesel võimsaid sähvatusi pole) 80 remi annuseni, mis toob kaasa suure vähi tõenäosuse. Just see on peamine takistus inimeste Marsile lendamisel.

Kas astronaute on võimalik kiirguse eest kaitsta? Teoreetiliselt on see võimalik. Maal kaitseb meid atmosfäär, mille paksus 1 cm 2 kohta võrdub 10-meetrise veekihiga. Valgusaatomid hajutavad paremini kosmiliste osakeste energiat, mistõttu võib kosmoselaeva kaitsekiht olla 5 meetri paksune. Kuid isegi kitsas laevas mõõdetakse selle kaitse massi sadades tonnides. Sellise laeva Marsile saatmine käib üle tänapäevase või isegi paljutõotava raketi jõu.

Noh, oletame, et oli vabatahtlikke, kes olid valmis oma tervisega riskima ja minema Marsile ühel viisil ilma kiirguskaitseta. Kas nad saavad pärast maandumist seal töötada? Kas neile saab ülesande täitmisel loota? Pidage meeles, mida tunnevad astronaudid pärast kuue kuu ISS-il veetmist kohe pärast maapinnale maandumist: nad viiakse süles välja, asetatakse kanderaamile ja kaks kuni kolm nädalat rehabiliteeritakse, taastades luu- ja lihasjõu. Kuid Marsil ei saa keegi neid süles kanda. Seal peate omal käel välja minema ja töötama rasketes tühjades ülikondades, nagu Kuul: lõppude lõpuks on atmosfäärirõhk Marsil praktiliselt null. Ülikond on väga raske. Kuul oli seal suhteliselt lihtne liikuda, kuna seal on gravitatsioon 1/6 Maa omast ja kolme Kuule lennupäeva jooksul pole lihastel aega nõrgeneda. Astronaudid saabuvad Marsile pärast seda, kui nad on veetnud mitu kuud kaaluta olekus ja kiirguse tingimustes ning gravitatsioon Marsil on kaks ja pool korda suurem kui Kuu oma. Lisaks on Marsi enda pinnal kiirgus peaaegu sama, mis kosmoses: Marsil puudub magnetväli ja selle atmosfäär on kaitseks liiga haruldane. Nii et film "Marslane" on fantaasia, väga ilus, kuid ebareaalne.

Mõned võimalused kiirguse eest kaitsmiseks planeetidevahelise lennu ajal

Kuidas me Marsi baasi varem ette kujutasime? Jõudsime kohale, seadsime pinnale laborimoodulid, elame ja töötame neis. Ja nüüd teeme nii: lendasime sisse, kaevasime sisse, ehitasime vähemalt 2–3 meetri sügavusele varjualuseid (see on üsna usaldusväärne kaitse kiirguse eest) ja proovime minna pinnale harvemini ja lühikest aega. Põhimõtteliselt istume maa all ja kontrollime marsikulgurite tööd. Lõppude lõpuks saab neid juhtida Maalt, veelgi tõhusamalt, odavamalt ja tervist ohustamata. Seda on tehtud mitu aastakümmet.

Mida robotid Marsi kohta õppisid, on järgmises loengus.