Солнечная система — это частный изученный пример планетной системы, где планеты и другие небесные тела вращаются вокруг центральной звезды — Солнца. Здесь проживает человечество.
Поскольку пока люди не обнаружили способов быстро перемещаться между звёздами в чужие планетные системы, вполне естественно, что человечество изучает в первую очередь родную, Солнечную, и именно знание о её планетах, спутниках, астероидах и прочих небесных телах главным образом для теорий и гипотез, как оно там может быть у каких-нибудь неведомых инопланетян с другой галактики — что учёных, что фантастов.
В планетарной Солнечной системе главное небесное тело — конечно, сама звезда Солнце, на которое приходится свыше 99 % массы всей Солнечной системы. Вокруг него обращаются восемь планет, из которых первые четыре по счёту от Солнца имеют твёрдую поверхность и относительно малые размеры (так называемые планеты земной группы), а остальные четыре — огромные размеры, отсутствие твёрдой поверхности и систему колец (так называемые планеты-гиганты)
Все планеты, за исключением первых двух, имеют спутники — более маленькие небесные тела, обращающиеся уже вокруг планет, а не собственно Солнца. В целом чем больше небесное тело, тем больше у него спутников, хотя в этой закономерности есть исключения. Надо отметить, что естественные спутники планет, а особенно планет-гигантов, могут быть крайне мелкими камушками совершенно несферической формы, и не исключено, что многие из них люди попросту ещё не успели открыть — потому что малые объекты труднее различить на расстоянии.
Меркурий
Первая планета Солнечной системы. Из примечательного:
Меркурий имеет очень тонкую атмосферу — за счёт солнечного ветра, а также из выбитых из поверхности планеты Солнцем элементов. Именно поэтому в ней по проценту содержания газов в атмосфере на первых трёх местах между относительно «привычными» кислородом и водородом оказался куда менее ожидаемый натрий.
Из-за этой тонкой атмосферы Меркурий имеет совершенно бешеные перепады температур на поверхности — от −190 до +430 градусов Цельсия. Хотя ни минимум, ни максимум — не рекорды даже среди планет Солнечной системы: Венера бывает теплее, а Уран холоднее.
Сутки на Меркурии длиннее его года: период вращения составляет 176 земных суток, а обращения вокруг Солнца — только 88.
Венера
Вторая планета Солнечной системы. Вторая планета Солнечной системы. Из интересного:
По многим характеристикам похожа на Землю: по объёму, массе и плотности Венера лишь немного уступает Земле, и сила тяжести тоже почти одинакова на двух соседних планетах.
Но по множеству других признаков Венера отличается от Земли кардинально. Средняя температура на Венере далеко за +400 градусов Цельсия, а атмосферное давление — свыше 90 атмосфер. Прибавьте к этому тот факт, что на Венере почти нет воды — получите очень благоприятное место для жизни людей. Почему же Венера стала не второй колыбелью разумной жизни, а сущим адом для всех существ, подобных земным (за инопланетян не ручаемся)? Дело в том, что атмосфера Венеры почти полностью состоит из углекислого газа, а азота и кислорода, из которых на 99 процентов состоит атмосфера Земли, почти нет. В итоге, Венера и так находится близко к Солнцу, а углекислая атмосфера задерживает солнечную радиацию на планете.
Имеет ретроградное вращение — ось наклонена на 177,36° к плоскости орбиты. Это означает, что солнца на Венере встаёт на западе и заходит на востоке. Сутки на Венере необычно длинные в сравнению с последующими планетами — 116 земных суток, а год — 224.
Планета, где обитают люди — и единственная, где пока обнаружена жизнь.
Чем Земля же интересна в космическом масштабе?
Земля — одно из двух известных небесных тел Солнечной системы, где есть жидкие водоёмы и водотоки на поверхности. Второе такое тело — Титан, спутник Сатурна. Вот только если на Титане жидкое вещество — углеводороды типа пропана, метана и этана, то на Земле главным образом вода. В обоих случаях жидкость обеспечивает узнаваемый облик небесного тела с реками, морями и озёрами, поскольку ещё и служит источником эрозии и аккумуляции. На других планетах с твёрдой поверхностью обычно эрозия случаются только от ударов метеоритов, разрушения поверхности от постоянного нагрева и охлаждения и ветра, если серьёзная атмосфера вообще имеется.
Фотографии Земли из космоса делались ещё до космической эры, с 24 октября 1946 года (ракету «Фау-2» запустили вертикально на высоту 105 км, повесив на неё камеру, а потом с разбившейся ракеты взяли плёнку). После этого съёмка велась и вручную космонавтами и астронавтами, и с разных спутников-шпионов, из которых плёнку после их посадки вынимали вручную, были попытки передачи компьютерных изображений на Землю по каналам связи (TIROS-1 как пример телевизионного изображения), что позволяло не задумываться над вопросами обретения плёнки. С 1972 года началась программа Landsat, в ходе которой спутники оставались на орбите постоянно на протяжении многих лет, а непрерывную съёмку начали делать уже в 1980-е (Landsat-4).
На орбиту Земли постоянно запускаются всё новые космические аппараты — съёмочные (их много видов по пространственному разрешению, назначению, радиометрическим характеристикам, полосе обзора и т. д.), обеспечивающие навигацию, спутниковую связь, космические телескопы, обитаемые международные станции и т. д. Со временем они перестают работать. Часть таких спутников со временем спускается в атмосферу Земли, где сгорает, а фрагменты падают где-нибудь в безлюдном месте (некоторые сводят с орбиты намеренно с теми же целями), но часть остаётся и даже сталкивается друг с другом, образуя обломки поменьше. Каждый такой обломок имеет бешеную скорость, и при «лобовом» или поперечном столкновении образуется всё больше обломков.
Решение проблемы не придумано до сих пор, к тому же с ростом числа объектов на орбите может расти шанс и на их взаимное столкновение. Есть такой термин, синдром Кесслера, описывающий теоретическое событие, при котором все эти обломки начинают сталкиваться с другими космическими аппаратами, создавая цепную реакцию и приводя к полной невозможности запустить что-либо в космос — а все орбитальные телескопы, спутники связи и ведущие съёмку космические аппараты накроются медным тазом. Вот сайт, изображающий все известные объекты на орбите на сегодняшний день. Можно начать паниковать…
…но если серьёзно — космос всё-таки большой, а обломки летают по орбитами, которые имеют: а) различную высоту, б) различное наклонение (угол наклона к плоскости экватора). Поэтому даже при картинке выше между космическими аппаратами и обломками расстояние, как правило, измеряется сотнями, а то и тысячами километров. К тому же со временем, действительно, большая их часть сходит с орбиты.
Марс
Четвёртая планета от Солнца и последняя планета земной группы. Полезных ископаемых нет. Воды нет. Растительности нет. Населена роботами[1]. Пожалуй, ни одна другая планета не манит землян так, как Марс, ни одной другой планете не посвящено столько произведений художественной культуры. Из интересного:
Марс известен также как «Красная планета» из-за оттенка своей поверхности. Именно за этот «воинственный цвет» планета получила имя древнеримского бога войны. Сегодня известно, что красновато-оранжевый оттенок объясняется большим содержанием оксидов железа в литосфере (на железо приходится 12,7 процента химического состава марсианской коры) и атмосфере Марса.
У Марса есть два спутника — Фобос и Деймос, названные в честь сыновей древнегреческого аналога римского Марса — Ареса, бывших его спутниками и олицетворявших страх и ужас соответственно. Спутники Красной планеты довольно маленькие, имеют неправильную форму и, вполне возможно, являются бывшими астероидами, которые в силу гравитационных возмущений стали обращаться вокруг Марса, а не Солнца.
Сутки на Марсе совсем немного отличаются от земных — 24 часа 38 минут. Это большой плюс для гипотетической колонизации Марса. При этом марсианский год заметно отличается от земного — 687 земных суток.
Ускорение свободного падения на Марсе примерно в 2,5 раза меньше земного. С одной стороны, это существенно выше, чем на Луне или Меркурии, не говоря уже об астероидах, с другой стороны — всё же существенно отличается от условий, в которых живут люди. Поэтому учёные спорят — смогут ли колонизаторы жить при марсианской силе притяжения, или придётся использовать специальные утяжелители, центрифуги и т. д.?
Также на Марсе обнаружена вода в виде ледяных шапок на полюсах. Жидкой воды нет, но сам факт наличия заветного H₂O значит очень многое для исследователей. Некоторые до сих пор пытаются найти жизнь на Марсе. Большинство учёных скептически относятся к гипотезе существования жизни на Марсе в данный момент, но допускают возможность её существования в прошлом. А сама такая возможность уже говорит о многом, частично снимая с планеты ярлык «непригодной для жизни».
Марсианский грунт насыщен минералами и микроэлементами, необходимыми для существования растений. Учёные воспроизвели эксперимент — микроорганизмы вполне могут жить и развиваться в грунте, идентичном марсианскому. Значит, на Марсе всё-таки будут яблони цвести.
А теперь неприятный сюрприз для тех, кто, прочитав предыдущие пункты, уже настроился: «ю-ху, какая классная планета, все летим на Марс!». Климат Марса по меркам Земли экстремально холодный: средняя температура находится на уровне −50 — −60 градусов Цельсия. Лишь в самые жаркие моменты она может подниматься выше +30, а в зимние ночи она может опускаться до —110. Климат Красной планеты более суровый, чем в Антарктиде.
Также у Марса очень разряженная атмосфера, плотность которой составляет около 1 процента от земной. И состоит эта атмосфера преимущественно из углекислого газа. В случае более высокой плотности атмосферы мог бы возникнуть парниковый эффект, и Марс мог бы стать невероятно жарким, но он стал холодным.
Ещё одной неприятной особенностью Марса является отсутствие озонового слоя, что делает Красную планету практически беззащитной от солнечной радиации и ультрафиолетового излучения. Каждое утро, с восходом Солнца Марс получает мощный заряд радиации.
Самой знаковой «достопримечательностью Марса» является гора Олимп — потухший вулкан, являющийся самой высокой горой Солнечной системы: относительная высота этой горы — более 26 км. Для сравнения: относительная высота самой горы на Земле — Мауна-Кеа — составляет от основания до наивысшей точки в 10,2 км[2] (более чем в два раза ниже марсианского Олимпа). При этом Олимп, за исключением загадочных обрывов по краям, по земным меркам совсем не крутая вершина: его диаметр составляет около 540 км и не воспринимается как гора иначе как из космоса.
Второй является «лицо на Марсе». В результате игры света и теней в 1976 на далеко не совершенной аппаратуре «Викинга-1» появилось что-то напоминающее человеческое лицо. Управляющая спутником НАСА сразу же заявила, что это естественная форма, но обыватели начали строить гипотезы о «цивилизациях инопланетян». Когда уже в XXI веке этот выветренный холм неоднократно сфотографировали в более высоком разрешении, ожидаемо оказалось, что на лицо он похож только очень отдалённо.
Третьей — несуществующие «марсианские каналы». Когда итальянский астроном Джованни Скиапарелли в 1877 году рассматривал Марс во время сближения с Землёй, он увидел что-то напоминающее промоины и назвал это «canali» — слово, означавшее как естественные водотоки, так и рукотворные каналы. При публикации на английский язык переводчик выбрал слово «canals» — как правило, означающее искусственные каналы. В тогдашние телескопы детали поверхности Марса были видны только в качестве мутных пятнышек (так называемые «детали альбедо»), и между ними в самом деле мерещились какие-то прожилки, идею Скипапарелли поддержали, «увидев» те же каналы, и другие астрономы вроде Персиваля Лоуэлла. Ещё задолго до начала космической эры другие исследователи начали сомневаться в наличии искусственных водных каналов на Марсе: другие астрономы их разглядеть не могли, наблюдения за спектром Марса не смогли обнаружить на его поверхности жидкую воду, другие исследования показывали, что Марс слишком холодный, всё это указывало на невозможность существования высокоразвитой цивилизации с развитой сетью водной ирригации. Всё указывало на то, что человеческий мозг просто «додумывал» изображение. Наконец, в 1970-х поверхность Марса смогли заснять космическими аппаратами вблизи, и оказалось, что никакой сети каналов на поверхности Марса нет, как и вообще объектов с водой в жидкой фазе.
Пояс астероидов
Астероид из главного пояса, (21) Лютеция
Согласно текущим представлениям, пояс астероидов — это результат «загустевания» и остывания протопланетного вещества, несформировавшаяся планета, а не ранее существовавшая (которая в прежних теориях часто называлась «Фаэтоном»). Две главные причины верить именно в такую теорию: ничтожно малая суммарная масса всего пояса астероидов, которую получилось «прикинуть» в результате планомерного поиска и каталогизации этих «камушков» (всего-то 4 % от массы Луны, которая сама имеет массу лишь около 5 % от массы Меркурия) — и слишком большие различия состава этих астероидов, которые также подтвердились лишь с созданием в 1970-х и позднее мощных наземных и космических телескопов, а также после космических полётов к отдельным «камушкам»).
В этом поясе астероидов между собственно «камушками» тысячи и миллионы километров пустоты. Проходить через него не сложнее, чем через околоземное пространство, где присутствует много космического мусора, летающего на огромной скорости — а на деле даже легче: космические аппараты с 1991 года предпочитают по возможности направлять к какому-нибудь астероиду по пути к нужному объекту, чтобы он, пролетая, смог заснять ещё что-нибудь интересное. Разумеется, попытками «обойти» пояс астероида сверху или снизу никто не занимается.
Хотя между Марсом и Юпитером действительно находится область сосредоточения астероидов, в целом они распространены практически во всей Солнечной системе. Например, есть целый класс околоземных астероидов, которые имеют орбиту, близкую к земной (например, между орбитами Земли и Марса). Среди астероидов (1566) Икар и (3200) Фаэтон в определённые промежутки времени подходят к Солнцу даже ближе, чем Меркурий, а (2060) Хирон, наоборот, не приближается к Солнцу ближе Юпитера. В пределах орбиты многих небесных тел, особенно Юпитера, из-за гравитационных эффектов в точках Лагранжа имеются так называемые троянские астероиды, обращающиеся вокруг Солнца за такое же время, как и сама планета. Есть целая группа так называемых астероидов-кентавров, орбиты которых находятся дальше орбиты Юпитера. И, наконец, пояс Койпера и рассеянный диск — в обоих случаях небесные тела, как правило, находятся дальше орбиты Нептуна.
Юпитер
Самые короткие сутки — всего 9 земных часов и 56 минут ему требуется, чтобы обернуться вокруг своей оси. Для сравнения — само Солнце делает полный оборот только за 25 суток (на экваторе).
Сатурн
Сатурн — газовый гигант, вторая по величине планета после Юпитера в нашей Солнечной системе. Из примечательного:
Обладает самой внушительной системой колец, образованных в основном каменными и ледяными небольшими небесными телами, которых так много, что они «сливаются» в единое целое. В отличие от Юпитера, Урана и Нептуна, система колец Сатурна хорошо различима в самые слабые телескопы и даже бинокли (невооружённым глазом всё-таки не видна). Как итог, самый известный факт о Сатурне — пожалуй, именно его кольца.
Имеет 83 (на текущий момент) спутника. Самыми «интересными» среди них, пожалуй, будут Мимас, Рея, Титан, Гиперион, Япет и Феба.
Мимас при диаметре почти 400 км является самым малым известным небесным телом, чья сферическая форма обусловлена именно гравитацией, а не, например, «удачным сколом» поверхности при отделении в прошлом от более крупного небесного тела или эрозией в результате импактных событий. Кроме того, на нём имеется кратер Гершель в треть диаметра спутника, что придаёт ему удивительный вид, схожий со Звездой смерти.
Гиперион имеет вид очень пористой пемзы и может вызвать приступ трипофобии при одном только взгляде на его фотографии.
Титан является вторым по величине спутником в Солнечной системе (уступая лишь Ганимеду) и примечателен наличием больших запасов углеводородов, содержащихся в жидком виде. Многие учёные и фантасты рассматривают Титан как одно из перспективных направлений колонизации (но пилотируемый полёт к спутнику Сатурна станет возможным ещё очень нескоро).
Уран
Вторая планета Солнечной системы с ретроградным вращением вокруг своей оси и единственная «открытая» за многие века до того, как была описана в качестве планеты.
Уран, подобно всем более близким к Солнцу планетам, может быть виден даже невооруженным глазом, однако его из-за его крайне долгого периода обращения (84 года), общей удалённости от Солнца и Земли и благодаря этому малой радиальной скорости, а также слабого отражения солнечного света до конца XVIII века его принимали за звезду: в отличие от того же Сатурна, повторно отследить и опознать Уран, «сместившийся» на небосводе, не удавалось.
Среди всех газовых гигантов имеет самый «скучный» облик. Проявляется это в практически полном отсутствии облаков и видимых слоёв атмосферы (в видимом диапазоне), очень слабой и тонкой системой колец, а также невыразительным ядовито-зелёным цветом верхних слоёв атмосферы.
Нептун
Транснептуновые объекты
Плутон и Харон
(486958) Аррокот
Эрида
Седна
Транснептуновый объект Седна
Любопытный транснептуновый объект, по размерам примерно равный астероиду Церере (диаметр Седны 995 км против 963 км у Цереры), из-за чего считается кандидатом в малые планеты:
Получила название «Седна» в честь эскимосской богини морей по аналогии: как богиня Седна живёт на дне холодного Северного Ледовитого океана, так и Седна-планета является очень удалённым и наверняка крайне холодным объектом на «задворках» Солнечной системы.
Среди известных более-менее крупных небесных тел Солнечной системы Седне требуется больше всего времени на оборот вокруг солнца — год на Седне составляет 11 400 (одиннадцать тысяч четыреста) земных лет. Последняя ледниковая эпоха закончилась всего где-то за 300 земных лет до того, как Седна в прошлый раз была в той же точке орбиты, где находится сейчас, а с момента появления рода Homo не прошло и двухсот «седнианских» лет. Перигелий её орбиты равен 76 а. е., а апогей — целых 900 а. е.; для сравнения, радиус орбиты Плутона, славящейся тем, как она вытянута, составляет всего лишь от 30 до 49 а. е. Ближе всего к Солнцу Седна должна оказаться в 2076 году.
По данным измерений с орбиты Земли Седна имеет очень красную поверхность.
К сожалению, из-за малых размеров и значительного удаления от Земли сказать о Седне можно очень немногое, а запуск космических аппаратов для её исследования пока никем не запланирован. Впрочем, учитывая огромные достижения космонавтики в исследовании далёких небесных тел за последние 40 лет (за которые вблизи рассмотрели Уран, Нептун, Плутон, множество астероидов и Цереру, упомянутый Аррокот), вероятность, что к ней на нашем веку прилетит человеческая автоматическая станция, большая.
Stuffinspace — интерактивная модель многих околоземных искусственных объектов, включая космический мусор.
Примечания
↑Всего на Красной планете совершили успешную посадку более десятка автоматических аппаратов. Три марсохода активны в настоящее время (октябрь 2023).
↑При этом, поскольку большая часть Мауна-Кеа находится под водой, её абсолютная высота — высота над уровнем моря — составляет лишь 4,2 км. По абсолютной высоте лидирует Эверест, но его относительная высота составляет только 3,5 км (поскольку его подножия составляют и без того высокое Тибетское плато).
_%D0%9B%D1%8E%D1%82%D0%B5%D1%86%D0%B8%D1%8F.jpg)
