Дослідження Сонячної системи - Сонячна система та перспективи її освоєння

Розширення спектрального діапазону спостережень сприяло вивченню планет та інших об'єктів Сонячної системи. ІЧ-спектроскопія дозволила визначити молекулярний склад планетних атмосфер і дещо дізнатися про мінеральному складі їх поверхні. Останнє особливо важливо для вивчення сімейств астероїдів і формування уявлень про природу породили їх тел. УФ-спектроскопія та інші методи спостережень виявилися корисними для вивчення верхніх шарів планетних атмосфер і гігантських водневих корон, що оточують комети.

Уявлення докосмічної епохи. До початку 1960-х років астрономи представляли внутрішні планети Сонячної системи як кам'янисті тіла з атмосферою. Про Меркурії було відомо мало. Було встановлено, що щільна атмосфера Венери в основному складається з вуглекислого газу. Радіоспостереження вказували на дуже високу температуру, але неясно було, чи належить вона до поверхні планети або до верхніх шарів її атмосфери. Передбачалося, що у поверхні Венери температура помірна і, можливо, навіть існує океан води. Марс не давав спокою астрономам своїми сезонними змінами полярних шапок, хмарами, яке так важко деталями поверхні. Після палких дебатів на початку 20 ст. між П. Ловелом (1855-1916) і більшістю інших астрономів про те, чи є на Марсі сліди життя, він залишався загадкової планетою.

Місяць, найбільш досліджений після Землі об'єкт Сонячної системи, була добре картографував ще до початку 20 ст. Однак природа численних кратерів на їїповерхні (вулканічна активність або метеоритні удари?) Довгий час залишалася темою гострих дискусій, поки більшість учених не схилилися до гіпотези про ударну природі більшості місячних кратерів. Походження Місяця і її зв'язок із Землею також залишалися предметом суперечок. Якщо Місяць, як вважали деякі відомі вчені, є первинним тілом, не змінилися з епохи формування Сонячної системи, то саме на ній зберігається ключова інформація, практично втрачена на Землі в результаті ерозії та інших процесів.

На початку 20 ст. вже було ясно, що зовнішні планети Сонячної системи істотно відрізняються від внутрішніх планет своїми величезними розмірами, малою щільністю і низькою температурою. Спектроскопічне виявлення метану як головної складової їх атмосфер стимулювало роботу астрономів над моделями внутрішньої будови гігантських газових планет. Розвинена після війни ІЧ-спектроскопія принесла нові дані і дозволила Дж. Койперу (1905-1973) вперше виявити атмосферу у супутника планети (це був Титан, супутник Сатурна). У 1955 було відкрито потужне радіовипромінювання Юпітера, походження якого залишилося неясним.

Дослідження за допомогою космічних апаратів. У другій половині 20 ст. вивчення Сонячної системи цілком змінили космічні зонди, підлетів до всіх планет (окрім Плутона), до Місяця і багатьом іншим супутникам, до кількох астероїдів і комет, а також безпосередньо вивчали Місяць, Венеру, Марс і Юпітер за допомогою автоматичних орбітальних і посадкових апаратів і навіть експедицій космонавтів (на Місяць)

Міжпланетний апарат "Марінер-2" поклав край надіям на помірний клімат Венери, вимірявши дуже високу температуру її поверхні. Десятки космічних апаратів, включаючи орбітальні, посадочні та атмосферні зонди, за минулі 40 років досить докладно вивчили Венеру. При температурі поверхні вище точки плавлення свинцю, що підтримує кору планети в пластичному стані, і з надзвичайно щільною атмосферою з вуглекислого газу, в якій плавають хмари з сірчаної кислоти, Венера виглядає малопривабливим місцем. "Марінер-10", пролетівши повз Венери, потім тричі пройшов повз Меркурія, сфотографувавши більше половини його поверхні, покритої кратерами, як місячна.

Марс після кожного візиту до нього космічних зондів представляється по-новому. "Марінер-4" вразив вчених зображеннями місяцеподібні поверхні Марса, густо покритої кратерами. "Марінер-6 і -7" виявили порожні русла, як ніби освічені протікала по ним у далекому минулому водою. "Марінер-9" передав з орбіти зображення всієї планети і відкрив на ній гігантські стародавні вулкани. Орбітальні апарати двох "Вікінгів" склали докладну карту планети, а їх посадочні апарати вивчали атмосферу і зразки в двох точках на її поверхні. Хоча ознак життя там не було виявлено, Марс показав себе динамічною планетою з багатою історією. Зіставлення різних еволюційних шляхів Венери, Землі та Марса стало першим серйозним досягненням космічної планетології, що об'єднала зусилля астрономів, геологів, фізиків, хіміків і метеорологів для розгадки природи планет.

Хоча Місяць привертала до себе увагу в основному з політичних та іншим ненауковим міркувань, її наукові дослідження дуже продуктивні. У 1960-х роках Місяць була оглянута і вивчена автоматичними станціями: спочатку - пролітають поблизу чи падали на її поверхню, а потім - орбітальними та посадочними. Дванадцять космонавтів на шести кораблях "Аполлон" (1969-1972) побували на поверхні Місяця, доставили туди прилади і привезли назад сотні кілограмів зразків породи. Вік Місяця виявився близьким до земного, а сама вона постала перед вченими хоча і не зовсім реліктової, як вони сподівалися, він все ж виконайте зовсім самостійний еволюційний шлях, відмінний від земного. Зразки місячного грунту та інші дані дозволили відтворити історію Місяця і, спираючись на це, зрозуміти багато аспектів ранньої історії Сонячної системи.

Зокрема, статистичний аналіз місячних кратерів був використаний при вивченні поверхні інших планет. Експедиції до зовнішніх планет вимагають подальшого розвитку космічної техніки, споруди потужних носіїв і великих вкладень для реалізації грандіозних проектів, результати яких можна очікувати лише через багато років.

У 1970-1980-х роках кілька зондів були послані з розвідувальної метою до Юпітера, Сатурну, Урану і Нептуна. Навіть самі прозорливі планетологи були здивовані переданими на Землю зображень і даними. В атмосфері Юпітера темні смуги і світлі зони між ними, а також плями, які астрономи напружено вивчали із Землі, "розсипалися" на численні кольорові, закручені циклонами хмари. Кільця Сатурну, в яких при спостереженні в телескоп було помітно лише кілька щілин, з близької відстані стали схожі на грамофонній платівку з сотнями борозенок, можливо, завитого в спіраль. Системи кілець Урана і Нептуна, незадовго до цього виявлені з Землі, виявилися досить складними. У Юпітера також було відкрито тонке кільце. Крижані супутники усіх великих планет, які при спостереженні в телескоп виглядають світлими крапками або, в кращому випадку, крихітними дисками з кольоровими цятками, виявилися самобутніми об'єктами, кожен зі своєю складною історією. Космічні зонди виявили активні геологічні процеси, такі, як діючі вулкани, які викидають сірку, на супутнику Юпітера Іо, а також гейзери, фонтануючі азотом, на супутнику Нептуна Тритоні.

У 1986 армада космічних зондів різних країн зустрілася з кометою Галлея і передала зображення її ядра. На початку 1990-х років апарат "Галілео" оглянув два астероїда під час свого 2-річного подорожі в систему Юпітера, де він скинув зонд в атмосферу цієї планети. Зображення декількох астероїдів були складені за даними наземних радарів. [2]

Похожие статьи




Дослідження Сонячної системи - Сонячна система та перспективи її освоєння

Предыдущая | Следующая