реферат скачать
 

Реферат: Три планеты

Реферат: Три планеты

В центре Солнечной системы находится наша дневная звезда - Солнце. Вокруг него

вместе со своими спутниками обращаются 9 больших планет: Меркурий,

Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон.

Возраст Солнечной системы был определён учёными на основании лабораторного

изотопного анализа земных скальных пород, а также метеоров и доставленных на

Землю космическими аппаратами образцов лунного грунта. Оказалось, что наиболее

старые из них имеют возраст около 4,5 млрд. лет. Поэтому считается, что

все планеты сформировались приблизительно в одно время - 4,5 - 5

млрд. лет тому назад.

Венера, вторая по близости к Солнцу планета, почти такого же размера, как Земля,

а её масса более 80 % земной массы. Расположенная ближе к Солнцу, чем

наша планета, Венера получает от него в два с лишним раза больше света и тепла,

чем Земля. Среднее расстояние от Венеры до Солнца 108,2 млн. км; оно

практически постоянно, поскольку орбита Венеры ближе к окружности, чем у любой

другой планеты. Временами Венера подходит к Земле на расстояние, меньшее 40

млн. км.

Греки думали, что на вечернем небосклоне они видят одну яркую звездочку,

называемую ими Геспер или Веспер, а на утреннем другую –

Фосфор или Люцифер. И лишь Пифагор догадался, что это одно и

тоже небесное тело – планета Венера. Спустя столетия наш знаменитый

соотечественник М.В.Ломоносов установил, что “Венера окружена знатною

воздушною атмосферою, таковою (если не больше), какова обвивается около нашего

земного шара”. Дальнейшие сведения о соседке Земли накапливались очень медленно

из-за плотной воздушной оболочки Венеры.

Тогда ученые попробовали применить другие методы исследования. В 1927 году

фотографируя планету с помощью ультрафиолетовых лучей, проходящих сквозь облака,

исследователям удалось обнаружить на поверхности какой-то нечеткий узор. Новая

серия фотографий, сделанная таким же образом в 1957-1960 годах,

показала, что одни и те же сочетания пятен повторялись каждые четверо суток.

Судя по ним, получалось, что планета вращалась, причем довольно медленно –

продолжительность суток на Венере должна равняться примерно 100 часам.

А поскольку вращение было обратным тому, что мы имеем на Земле, получалось,

что Солнце на Венере должно всходить на западе и садиться на востоке. Но так ли

это на самом деле? Чтобы ответить на этот вопрос, ученые прибегли к

радиолокации. Начиная с 1961 года, астрофизики нашей страны и США ведут

радиозондирование загадочной планеты. Одиннадцать лет спустя, опять таки на

основе эффекта Доплера, им удалось уточнить период вращения Венеры

вокруг собственной оси. Он оказался равен 243 земным суткам.

Однако поскольку за это время Венера проходит значительное расстояние по орбите

и вращается в обратную сторону, то за эти звездные сутки наблюдатель на Венере

смог бы увидеть пару восходов и заходов Солнца. Таким образом, для наблюдателя

на поверхности планеты между двумя последовательными моментами, когда Солнце

находится в зените, прошло бы 116,8 земных суток. Именно такова

продолжительность венерианского дня. Продолжительность же года – то есть

время, когда планета совершает полный оборот вокруг светила, составляет 225

земных суток. А вот смена времен года на Венере практически отсутствует.

Есть у соседки Земли и еще одна странность. Период вращения ее вокруг

собственной оси практически совпадает с резонансным периодом системы

Земля-Венера. Проще говоря, это означает, что при максимальном сближении с

Землей, Венера все время оказывается повернутой к нам одной и той же стороной,

успевая в перерывах между сближениями совершить ровно 4 оборота вокруг

своей оси. Почему так получается, никто точно пока не знает. Есть лишь

предположение, что вращение планеты могло некогда притормозить некое небесное

тело, столкнувшееся с ней. Но что это за тело? В поисках его ученые обратили

внимание на Меркурий. А дело вот в чем. Существует гипотеза, что раньше

Меркурий был спутником Венеры, но в результате столкновения с пролетающим

астероидом или каким-нибудь еще небесным обломком, был вынужден распрощаться с

родной планетой, и отправился в собственное путешествие. Правда, далеко ему

уйти не удалось. Беглеца “заарканило” своим притяжением Солнце и заставило

вращаться вокруг себя. И как память о начатом путешествии у Меркурия осталась

лишь вытянутая орбита. Так вот в 1976 году ученые повторили побег

Меркурия в недрах быстродействующего компьютера, который прошел успешно. Вот и

решили тогда, что благодаря Меркурию, у Венеры проявляется такая странность во

вращении.

Пока ученые-теоретики вели споры о прошлом Венеры, наблюдатели, заручившись

поддержкой специалистов по космической технике, начали “обстрел” Венеры

автоматическими исследовательскими зондами. Отечественные автоматические

станции серии “Венера”, американские ”Маринеры” один за другим

отправлялись в окрестности планеты номер два, надеясь разузнать побольше о

поверхности и строении недр. Эти запуски принесли науке много данных.

Оказалось, например, что венерианская атмоcфера на 97% состоит из

углекислого газа, азот и инертные газы составляют 2,7%, кислород –

около 0,1%, а водяной пар и того меньше. Вся эта смесь удерживает

тепло, и температура в нижних слоях атмосферы достигает почти 500 градусов!

И это при давлении, почти в 100 раз превышающем земное. Последующие

запуски зондов непосредственно на поверхность планеты позволил установить, что

океанов там нет - сплошная суша. Уже само по себе это было открытием,

поскольку, например, перед стартом “Венеры-4” некоторые специалисты

полагали, что посадку придется производить в океан из жидких углеводородов. По

их настоянию, чтобы исключить возможный риск, конструкторы поставили на

спускаемый аппарат сахарный замок. Если бы аппарат затонул, сахар растворился

и выпустил бы на поверхность передающую антенну. Но аппарат не затонул,

поскольку окунулся в сильное пекло.

Дальше, сферы наших и зарубежных ученых разделились. В США занялись изучением

атмосферы и обнаружили интересную вещь – атмосфера Венеры совершает полный

оборот вокруг планеты за четверо земных суток. (Представляете, какие ветры там

должны дуть из-за этого? Их скорость достигает 130 км/ч!) “Пионер”

также дал дополнительные сведения и о двухслойном тумане из окиси углерода,

находящимся на высоте порядка 80 км, под толстым слоем венерианских

облаков. Сами же облака предположительно состоят из капелек и паров сернистой

кислоты. И облака оказались не такими уж плотными, как многим казалось по

началу. Самый плотный слой располагается на высоте от 60 до 50 км

, а ниже – не очень плотный туман или даже легкая дымка. У поверхности Венеры

атмосфера очень плотная (всего лишь в 10 раз меньше плотности воды).

Конечно, это резко их отлечает земных собратьев. Однако одно сходство все таки

у земных и венерианских туч похоже есть: они рождают грозы! Во всяком случае

грохот грома и вспышки молний были зафиксированы приборами нашей страны –

“Венеры-11” и ”Венеры-12”.

Наши же специалисты занялись исследованием поверхности планеты. И вот в

октябре 1975 года весь мир облетела весть: станции “Венера-9” и

“Венера-10” передали на Землю панорамы венерианской поверхности! Люди

впервые смогли воочию убедиться: поверхность планеты действительно твердая.

Более того, в правой части снимка ученые увидели странный объект, который при

некотором воображении можно было принять за.обитателя Венеры! Однако

большинство специалистов все же решили, что это просто камень странной формы.

Оказалось, что поверхность Венеры была усыпана гладкими скальными обломками, по

составу похожими на земные базальты, многие из которых имели около 1 м. в

поперечнике. Вся поверхность довольно ровная. На Земле ее бы назвали

плоскогорьем, поскольку она возвышается над уровнем венерианских “морей” (в

которых, конечно, нет никакой влаги) в среднем на 3500 м. Впрочем,

есть на Венере и настоящие горы. Самый большой горный район - Иштар -

по площади вдвое превышает Тибет. В центре его на высоту 11 км

поднимается гигантский вулканический конус - пик Максвелла. Также на

поверхности Венеры имеются большие по размеру, но мелкие кратеры. Происхождение

кратеров неизвестно, но, поскольку в такой плотной атмосфере должна быть

сильная эрозия, по “ геологическим “ стандартам они вряд ли могут быть очень

старыми. Причиной возникновения кратеров может быть вулканизм, поэтому гипотезу

о том, что на Венере происходят вулканические процессы, пока нельзя исключить.

Кстати сказать, низменности Венеры, занимающие около 20% территории,

заметно отличаются от равнин, а тем более уж от морей Земли. На

радиолокационных изображениях они выглядят очень темными, что может означать

одно из двух: либо эти участки очень ровные и гладкие, либо состоят из горных

пород, очень хорошо поглощающих радиоволны. А вообще приборы исследовательских

зондов показали, что на поверхности Венеры вовсе не царит вечная ночь, как

можно было бы подумать, глядя на плотные тучи, постоянно прикрывающие

поверхность. Оказалось, что днем на Венере столь же светло, как на Земле в

пасмурный осенний день. Очень интересен вид горизонта на Венере. Из-за сильного

искривления световых лучей в плотной и горячей венерианской атмосфере, днем

видимый горизонт находиться очень близко, всего в каких-нибудь 40-100

метрах от возможного наблюдателя. Зато ночью, когда становиться прохладнее,

извержение, скажем, вулкана, можно будет увидеть далеко за чертой дневного

горизонта. Объяснение такому явлению дал наш астроном-планетолог В.И.Мороз

. Согласно его расчетам получается, что днем из-за очень сильного нагрева очень

темной, почти черной поверхности планеты, световые лучи вместо того, чтобы

уходить за горизонт, круто изгибаются вверх. Ночью же, когда становиться

немного прохладнее, такое искривление выправляется.

Разобрались ученые и в том, почему на Венере нет океанов. Оказалось, из-за

тамошней жары вода не только испарилась, но и разложилась на составные части

– кислород и водород, а из газов океана не бывает.

В июне 1985 года многие жители нашей планеты стали свидетелями еще

одного интнтересного эксперимента, связанного с Венерой. Две автоматические

межпланетные станции “Вега-1” и ”Вега-2”, спеша на встречу с кометой

Галлея, пролетавшей в то время поблизости, попутно выполнили еще одно

задание. Они сбросили на поверхность Венеры спускаемые аппараты, а также

запустили в атмосферу планеты воздушные шары. Внутри гандолы, подвешанной к

аэростату, дрейфовавшему в атмосфере Венеры на высоте около 50 км,

находился комплекс аппаратуры, которая передавала на Землю данные о верхних

слоях атмосферы. Когда специалисты ознакомились с результатами эксперимента, то

захотели повторить его еще раз, но в другом варианте. Предсавьте себе,

когда-нибудь к Венере отправиться космолет с людьми, и им надо будет где-то

жить. На поверхности самой планеты очень жарко, да и давление там громадное.

Поэтому ученые полагают, что лучше всего исследователям обоснаваться на

этаком ”летающем острове”, который по существу будет представлять собой большой

дирижабль. Ведь он месяцами сможет плавать в верхних слоях венерианской

атмосферы, практически не требуя для своего полета затрат энергии и горючего.

А для изучения более низких высот можно использовать аппараты, похожие на

глуоководные земные батипланы и батискафы. Они будут “нырять” в нижние слои

атмосферы, даже опускаться на поверхность планеты, а затем снова возращаться

наверх, к своему ”летающему острову”.

Юпитер

Юпитер – это особая планета. Она совершенно не похожа на другие хотя бы тем, что

относится к разряду планет гигантов. Если люди еще смогут в какой-то мере

воспользоваться земным опытом на Венере, Меркурии, Марсе, то на Юпитере по всей

вероятности, он совершенно непригоден. Ведь там мы не сможем даже ходить. Одна

из причин – чудовищное тяготение; как-никак гигант способен вместить в себя

1300 земных шаров. Причина вторая.. О ней надо поговорить особо.

Юпитер столь велик, так ярко сияет на земном небосклоне, что его заметили даже в

древние века. И придумали имя достойное его величины. Зевсом – Юпитером в

греко-римской мифологии звали одного из самых главных величественных богов.

Эту планету наблюдал в свой телескоп Галилей. Он один из первых заметил полосы

на Юпитере (это были облака-вследствии быстрого вращения планеты вокруг своей

оси, они слились в полосы). Благодаря их перемещению он определил период

вращения планеты – один оборот длится около 10 земных часов.

Однако по-настоящему изучение Юпитера началось, пожалуй, лишь в 19 веке,

когда появились достаточно мощные оптические инструменты. Астрономы увидели,

что Юпитер сильно сжат с полюсов (по современным данным его поперечник по

экватору составляет около 12500 км, а по полюсам 133500 км.) В

1842 году талантливый бухгалтер-токарь-астроном-математик Фридрих

Вильгельм Бессель вычислил, что масса Юпитера более чем в 300 раз

превышает массу Земли, а среднее расстояние до Солнца 778 млн. км.

Вскоре удалось определить и среднюю плотность Юпитера. Она оказалась,

напротив, сравнительно небольшой – 1,34, то есть, говоря иначе, Юпитер

примерно вчетверо менее плотен, чем наша планета. Из чего же тогда он состоит?

Ученые по-разному пытались ответить на этот вопрос. В 1896 году

профессор Ричард Проктор предложил модель горячего, докрасна

раскаленного, расплавленного Юпитера. Но откуда взять столько тепла, чтобы

разогреть такую массу? Быть может, Юпитер – остывающая звезда? Но вот в

1926 году астроном Дональд Мензел, работавший в Гарварде, сумел

установить температуру поверхности Юпитера, его результаты, словно холодный

душ, обрушились на головы сторонников горячей модели Юпитера: температура его

оказалась близкой к . -140 градусов. Ученым в срочном порядке пришлось

пересматривать свои взгляды на природу планеты-гиганта. Английский астроном

Гарольд Джеффирс предложил иную схему. Сердцевину Юпитера, полагал он,

составляет относительно небольшое твердое ядро, окруженное толстым слоем льда;

далее идет очень протяженная атмосфера, состоящая из водорода, гелия, азота,

кислорода. (в действительности атмосфера в основном состоит из водорода, гелия,

метана, а также аммиака)

В наши дни, пожалуй, наибольшее распространение имеет модифицированный вариант

этой модели, усовершенствованный общими усилиями международной бригады –

американцем В.Маркусом, англичанином В.Рамсеем, нашими

соотечественниками В.Г.Фесенковым и А.Г. Масевичем. Согласно

этой теории, основанной на спектрометрических измерениях, Юпитер большей частью

состоит из тех же материалов, что и наше светило – гелия и водорода. Причем,

если на поверхности эти элементы находятся в газообразном или замерзшем

состоянии, то в центре планеты колоссальное давление – до 2млн. атмосфер

! – сжимает эти газы до металлического состояния. Также некоторые ученые

полагают, что под облаками скрывается юпитерский океан, сплошь состоящий из

чистого аммиака, правда другие специалисты предполагают, что океан состоит из

простой воды.

Словом, споры о строении Юпитера еще далеко не завершены. Исследователи на

сегодняшний день единодушно, пожалуй, лишь в одном: Юпитер очень мало похож на

нашу Землю. И тем удивительнее оказалось сообщение двух американцев,

предположивших, что на Юпитере может существовать жизнь! В 1960 году

уже известный нам астроном Карл Саган и химик Стенли Миллер

выдвинули гипотезу, что смесь водорода, гелия, аммиака и метана в атмосфере

Юпитера может во многом походить на первичную атмосферу Земли, то есть ту

атмосферу, которая существовала на нашей планете сотни миллионов лет назад. А

значит в ней может зародиться жизнь, подобно тому, как она появилась когда-то

на Земле. Свою гипотезу американские ученые попытались проверить

экспериментально. Они поместили смесь газов, подобранную в соответствии с

предполагаемым составом атмосферы Юпитера, в термостат, и, выдерживая ее при

низких температурах, стали пропускать электрический ток, имитируя, таким

образом, разряды молний. (Они, судя по некоторым предположениям, весьма сильны

на Юпитере). И что же! Через некоторое время в газовой смеси образовались некие

предвестники органики – углеводородные цепные молекулы, подобные тем, что

составляют основу всех живых организмов на Земле.

Есть у Юпитера и множество других загадок. Одна из них прямо-таки бросается в

глаза каждому наблюдателю и, тем не менее, продолжает оставаться загадкой.

Речь идет о Большом Красном Пятне (далее БКП). По-видимому, впервые его увидел

в 1664 году известный английский естествоиспытатель Роберт Гук.

Во всяком случае, в одной из его книг, вышедшей из печати в это время, Юпитер

уже изображен с БКП. В 1672-1691 годах БКП неоднократно видел

французский астроном итальянского происхождения Джованни Кассини.

Затем пятно на некоторое время исчезло, и было замечено вновь лишь в 1878

году. Теперь его увидели сразу многие наблюдатели и тут же заспорили о его

природе происхождения Действительно, какое происхождение может иметь

красно-коричневое пятно длиной около 50 тыс. и шириной 15 тыс. км

? Причем оно, то появляется, то исчезает; может сместить свои границы на

несколько градусов по широте и долготе.. Поскольку в прошлом веке многие

исследователи придерживались мнения, что все планеты Солнечной системы в той

или иной степени похожи на Землю, то и причины образования Пятна стали в первую

очередь называть чисто земные: пожары, извержения вулканов, даже цветение

неведомых растений, плантации которых раскинуты на столь огромной площади..

Когда же стало понятно, что Юпитер на Землю похож весьма мало, в ход пошли

другие объяснения. “Это след врезавшегося в Юпитер астероида”, - говорили одни.

“Нет, - считали другие, – напротив, Юпитер собирается выбросить на орбиту из

своих недр новую луну.”

В начале нашего века Б.Мосворд наблюдал явление, которое впоследствии

было названо Южным Тропическим Возмущением. (Далее ЮТВ). Сначала на краю южного

экваториального течения (а течениями на Юпитере называются темные полосы,

опоясывающие планету, параллельно экватору) появился горб. Затем он превратился

в пятно, распространившееся на сотни километров. Каждые 2-3 года ЮТВ

догоняло БКП и между ними начиналось некое взаимодействие, внешне похожее на

перемешивание мыльных пленок, расходящихся в ванне от двух кусков мыла. В

1941 году ЮТВ исчезло. Но его существование пролило некоторый свет на

природу БКП. Поскольку Пятно реагировало с Возмущением, логично педположить,

Страницы: 1, 2


ИНТЕРЕСНОЕ



© 2009 Все права защищены.