Сурдин все лекції з астрономії. Відкриття нових планет

Внутрішня область Сонячної системи населена різноманітними тілами: великими планетами, їх супутниками, а також малими тілами - астероїдами і кометами. З 2006 р в групі планет введена нова підгрупа - планети-карлики ( dwarf planet), Що володіють внутрішніми якостями планет (сфероїдальних форма, геологічна активність), але в силу малої маси не здатні домінувати в околиці своєї орбіти. Тепер 8 найпотужніших планет - від Меркурія до Нептуна - вирішено називати просто планетами ( planet), Хоча в розмові астрономи для однозначності часто називають їх «великими планетами», щоб відрізняти від планет-карликів. Термін «мала планета», який протягом багатьох років застосовувався до астероїдів, тепер не рекомендовано використовувати, щоб уникнути плутанини з карликовими планетами.

В області великих планет ми бачимо чіткий розподіл на дві групи по 4 планети в кожній: зовнішню частину цієї області займають планети-гіганти, а внутрішню - значно менш масивні планети земної групи. Групу гігантів також зазвичай ділять навпіл: газові гіганти (Юпітер і Сатурн) і крижані гіганти (Уран і Нептун). У групі планет земного типу теж намічається поділ навпіл: Венера і Земля надзвичайно схожі один на одного за багатьма фізичними параметрами, а Меркурій і Марс поступаються їм за масою на порядок і майже позбавлені атмосфери (навіть у Марса вона в сотні разів менше земного, а у Меркурія практично відсутня).

Слід зазначити, що серед двох сотень супутників планет можна виділити не менше 16 тіл, які мають внутрішніми властивостями повноцінних планет. Нерідко вони перевершують своїми розмірами і масами планети-карлики, але при цьому знаходяться під контролем гравітації значно більш масивних тіл. Йдеться про Місяць, Титані, галілєєвих супутниках Юпітера і їм подібних. Тому було б природно ввести в номенклатуру Сонячної системи нову групу для таких «підлеглих» об'єктів планетного типу, назвавши їх «планетами-супутниками». Але поки ця ідея в стадії обговорення.

Повернемося до планет земного типу. У порівнянні з гігантами вони привабливі тим, що мають тверду поверхню, на яку можуть здійснювати посадку космічні зонди. Починаючи з 1970-х рр. автоматичні станції і самохідні апарати СРСР і США неодноразово сідали і успішно працювали на поверхні Венери і Марса. Посадок на Меркурій поки не було, оскільки польоти в околиці Сонця і посадка на масивне безатмосферних тіло технічно дуже складні.

Вивчаючи планети земного типу, астрономи не забувають і саму Землю. Аналіз знімків з космосу дозволив багато чого зрозуміти в динаміці земної атмосфери, в будові її верхніх шарів (куди не піднімаються літаки і навіть аеростати), в процесах, що відбуваються в її магнітосфері. Порівнюючи між собою будова атмосфер землеподобних планет, можна багато чого зрозуміти в їх історії і точніше прогнозувати їх майбутнє. А оскільки всі вищі рослини і тварини живуть на поверхні нашої (або не тільки нашої?) Планети, особливо важливі для нас характеристики нижніх шарів атмосфери. Ця лекція присвячена планет земного типу, в основному їх зовнішнім виглядом і умовами на поверхні.

Яскравість планети. альбедо

Дивлячись на планету здалеку, ми легко розрізняємо тіла з атмосферою і без неї. Присутність атмосфери, а точніше наявність в ній хмар, робить зовнішність планети мінливою і істотно підвищує яскравість її диска. Це ясно видно, якщо розташувати планети в ряд від абсолютно безхмарних (безатмосферних) до повністю закритих хмарами: Меркурій, Марс, Земля, Венера. Кам'янисті безатмосферних тіла схожі один на одного до майже повної нерозрізненості: порівняйте, наприклад, великомасштабні знімки Місяця і Меркурія. Навіть досвідчене око насилу розрізняє між собою поверхні цих темних тіл, густо вкритих метеоритними кратерами. Проте атмосфера надає будь-якій планеті неповторний вигляд.

Наявністю або відсутністю атмосфери у планети керують три фактори: температура, гравітаційний потенціал у поверхні і глобальне магнітне поле. Таке поле є тільки у Землі, і воно істотно захищає нашу атмосферу від потоків сонячної плазми. Місяць втратила атмосферу (якщо взагалі її мала) через низьку критичної швидкості біля поверхні, а Меркурій - через високу температуру і потужного сонячного вітру. Марс при майже тій же гравітації, що у Меркурія, зміг зберегти залишки атмосфери, оскільки через віддаленість від Сонця він холодний і не так інтенсивно обдувається сонячним вітром.

За своїми фізичними параметрами Венера і Земля - \u200b\u200bмайже близнюки. У них досить схожі розмір, маса, а значить, і середня щільність. Їх внутрішня структура - кора, мантія, залізне ядро \u200b\u200b- також повинна бути схожою, хоча впевненості в цьому поки немає, оскільки сейсмічні та інші геологічні дані про надра Венери відсутні. Зрозуміло, і в надра Землі ми глибоко не проникали: в більшості місць - на 3-4 км, в окремих точках - на 7-9 км і лише в одній - на 12 км. Це менше 0,2% радіуса Землі. Але сейсмічні, гравіметричні і інші виміри дозволяють судити про земних надрах вельми детально, а для інших планет таких даних майже немає. Детальні карти гравітаційного поля отримані тільки для Місяця; потоки тепла з надр виміряні тільки на Місяці; сейсмометри поки працювали теж лише на Місяці і (не дуже чутливий) на Марсі.

Про внутрішнє життя планет геологи досі судять за особливостями їх твердої поверхні. Наприклад, відсутність ознак літосферних плит у Венери суттєво відрізняє її від Землі, в еволюції поверхні якої тектонічні процеси (дрейф континентів, спрединг, субдукция і т. П.) Відіграють визначальну роль. У той же час деякі непрямі дані вказують на можливість тектоніки плит на Марсі в минулому, а також тектоніки крижаних полів на Європі, супутнику Юпітера. Таким чином, зовнішня схожість планет (Венера - Земля) не гарантує схожості їх внутрішньої будови і процесів в їх надрах. А планети, не схожі один на одного, можуть демонструвати подібні геологічні явища.

Повернемося до того, що є астрономам і іншим фахівцям для прямого вивчення, а саме - до поверхні планет або їх хмарного шару. В принципі непрозорість атмосфери в оптичному діапазоні не є непереборною перешкодою для вивчення твердої поверхні планети. Радіолокація з Землі і з борта космічних зондів дозволила вивчити поверхні Венери і Титана крізь їх непрозорі для світла атмосфери. Однак ці роботи носять епізодичний характер, а систематичні дослідження планет досі проводяться оптичними приладами. І що ще більш важливо: оптичне випромінювання Сонця служить головним джерелом енергії для більшості планет. Тому здатність атмосфери відображати, розсіювати і поглинати це випромінювання прямо впливає на клімат у поверхні планети.

Яскравість поверхні планети залежить від її відстані від Сонця, а також від наявності та властивостей її атмосфери. Хмарна атмосфера Венери відбиває світло в 2-3 рази краще, ніж частково хмарна атмосфера Землі, а безатмосферних поверхню Місяця - втричі гірше земної атмосфери. Найяскравіше світило на нічному небі, не рахуючи Місяць, - Венера. Вона дуже яскрава не тільки через відносну близькість до Сонця, а й з-за щільного хмарного шару з крапель концентрованої сірчаної кислоти, чудово відбиває світло. Наша Земля теж не дуже темна, оскільки 30-40% земної атмосфери заповнені водяними хмарами, а вони теж добре розсіюють і відображають світло. Ось фотографія (рис. 4.3), де в кадр одночасно потрапили Земля і Місяць. Цей знімок зробив космічний зонд «Галілео», пролітаючи повз Землю по шляху до Юпітера. Подивіться, наскільки Місяць темніше Землі і взагалі темніше будь-якої планети з атмосферою. Це загальна закономірність: безатмосферних тіла дуже темні. Справа в тому, що під впливом космічної радіації будь тверда речовина поступово темніє.

Твердження, що поверхня Місяця темна, зазвичай викликає подив: на перший погляд місячний диск виглядає дуже яскравим, безхмарним вночі він навіть засліплює нас. Але це лише за контрастом з ще більш темним нічним небом. Для характеристики відбивної здатності будь-якого тіла використовують величину під назвою альбедо. Це ступінь білизни, тобто коефіцієнт відбиття світла. Альбедо, рівне нулю, - абсолютна чорнота, повне поглинання світла. альбедо, рівне одиниці, - повне відображення. У фізиків і астрономів є кілька різних підходів до визначення альбедо. Ясно, що яскравість освітленої поверхні залежить не тільки від типу матеріалу, а й від його структури і орієнтації щодо джерела світла і спостерігача. Наприклад, пухнастий який щойно випав сніг має одне значення коефіцієнта відображення, а сніг, в який ви наступили черевиком, - зовсім інше. А залежність від орієнтації легко продемонструвати дзеркальцем, пускаючи сонячних зайчиків. Точне визначення альбедо різного типу дано в розділі «Короткий довідник» (с. 265). Знайомі поверхні з різним альбедо - бетон і асфальт. Освітлені однаковими потоками світла, вони демонструють різну візуальну яскравість: у щойно помитого асфальту альбедо близько 10%, а у чистого бетону - близько 50%.

Весь діапазон можливих значень альбедо перекритий відомими космічними об'єктами. Скажімо, Земля відбиває близько 30% сонячних променів, в основному завдяки хмарам, а суцільний хмарний покрив Венери відображає 77% світла. Наша Місяць - одне з найтемніших тел, в середньому відображає близько 11% світла, а її видиме півкуля через наявність великих темних «морів» відображає світло ще гірше - менше 7%. Але зустрічаються і ще темніші об'єкти - наприклад, астероїд 253 Матильда з його альбедо в 4%. З іншого боку, є дивно світлі тіла: супутник Сатурна Енцелад відображає 81% видимого світла, а його геометричне альбедо просто фантастичне - 138%, т. Е. Він яскравіше ідеально білого диска такого ж перетину. Навіть важко зрозуміти, як йому це вдається. Чистий сніг на Землі і то гірше має дзеркальну поверхню; який же сніг лежить на поверхні маленького і симпатичного Енцелада?

тепловий баланс

Температура будь-якого тіла визначається балансом між припливом до нього тепла і його втратами. Відомі три механізму обміну теплом: випромінювання, теплопровідність і конвекція. Два останніх процесу вимагають прямого контакту з навколишнім середовищем, Тому в космічному вакуумі найважливішим і, по суті, єдиним стає перший механізм - випромінювання. Для конструкторів космічної техніки це створює чималі проблеми. Їм доводиться враховувати кілька джерел тепла: Сонце, планету (особливо на низьких орбітах) і внутрішні агрегати самого космічного апарату. А для скидання тепла є лише один спосіб - випромінювання з поверхні апарату. Для підтримки балансу теплових потоків конструктори космічної техніки регулюють ефективне альбедо апарату за допомогою екранно-вакуумної ізоляції і радіаторів. Коли така система дає збій, умови в космічному кораблі можуть стати вельми некомфортними, про що нагадує нам історія експедиції «Аполлон-13» до Місяця.

Але вперше з цією проблемою зіткнулися ще в першій третині XX ст. творці висотних аеростатів - так званих стратостатів. У ті роки ще не вміли створювати складні системи терморегулювання герметичній гондоли, тому обмежувалися простим підбором альбедо її зовнішньої поверхні. Наскільки чутлива температура тіла до його альбедо, говорить історія перших польотів в стратосферу. Швейцарець Огюст Пікар пофарбував гондолу свого стратостата FNRS-1 з одного боку в білий, а з іншого - в чорний колір. Передбачалося регулювати температуру в гондолі, повертаючи сферу тією чи іншою стороною до Сонця: для цієї мети зовні встановили пропелер. Але пристрій не запрацювало, сонце світило з «чорної» сторони, і внутрішня температура в першому польоті піднялася до + 38 ° C. У наступному польоті всю капсулу просто покрили срібною фарбою для відбиття сонячних променів. Всередині стало мінус 16 ° C.

Американські конструктори стратостата Explorer врахували досвід Пікара і прийняли компромісний варіант: пофарбували верхню частину капсули в білий, а нижню - в чорний колір. Ідея полягала в тому, що верхня половина сфери буде відображати сонячне випромінювання, а нижня - поглинати тепло від Землі. Цей варіант виявився непоганим, але теж не ідеальним: під час польотів в капсулі було + 5 ° C.

Радянські стратонавти просто теплоізольовані алюмінієві капсули шаром повсті. Як показала практика, таке рішення було найвдалішим. Внутрішнього тепла, в основному виділяється екіпажем, виявилося досить для підтримки стабільної температури.

Але якщо планета не має власних потужних джерел тепла, то значення альбедо дуже важливо для її клімату. Наприклад, наша планета поглинає 70% падаючого на неї сонячного світла, переробляючи його у власне інфрачервоне випромінювання, підтримуючи за рахунок нього круговорот води в природі, запасаючи його в результаті фотосинтезу в біомасі, нафті, вугіллі, газі. Місяць поглинає майже весь сонячне світло, «бездарно» перетворюючи його в високоентропійное інфрачервоне випромінювання і за рахунок цього підтримуючи свою досить високу температуру. Зате Енцелад своєї ідеально білою поверхнею гордо відштовхує від себе майже весь сонячне світло, за що і розплачується жахливо низькою температурою поверхні: в середньому близько -200 ° C, а місцями до -240 ° C. Втім, цей супутник - «весь в білому» - не сильно страждає від зовнішнього холоду, оскільки у нього є альтернативне джерело енергії - приливна гравітаційний вплив сусіда-Сатурна (глава 6), що підтримує його підлідний океан в рідкому стані. Але у планет земної групи внутрішні джерела тепла дуже слабкі, тому температура їх твердої поверхні в значній мірі залежить від властивостей атмосфери - від її здатності, з одного боку, відображати частина сонячних променів назад в космос, а з іншого - утримувати енергію випромінювання, що пройшов крізь атмосферу до поверхні планети.

Парниковий ефект і клімат планети

Залежно від того, як далеко від Сонця знаходиться планета і яку частку сонячного світла вона поглинає, формуються температурні умови на поверхні планети, її клімат. Як виглядає спектр будь-якого самосвітним тіла, наприклад зірки? У більшості випадків спектр зірки - це «одногорбих», майже Планка крива, у якій положення максимуму залежить від температури поверхні зірки. На відміну від зірки, у спектру планети два «горба»: частина зоряного світла вона відображає в оптичному діапазоні, а іншу частину поглинає і перевипромінює в інфрачервоному діапазоні. Відносна площа під цими двома горбами якраз і визначається ступенем відбиття світла, тобто альбедо.

Подивимося на дві найближчі до нас планети - Меркурій і Венеру. На перший погляд ситуація парадоксальна. Венера відображає майже 80% сонячного світла і лише близько 20% поглинає, а Меркурій майже нічого не відображає, а все поглинає. До того ж Венера далі від Сонця, ніж Меркурій; на одиницю її хмарної поверхні падає в 3,4 рази менше сонячного світла. З урахуванням різниці в альбедо кожен квадратний метр твердої поверхні Меркурія отримує майже в 16 разів більше сонячного тепла, ніж така ж ділянка на Венері. І тим не менше на всій твердій поверхні Венери пекельні умови - величезна температура (олово і свинець плавляться!), А Меркурій прохолодніше! На полюсах там антарктичний холод, а на екваторі середня температура + 67 ° C. Звичайно, вдень поверхню Меркурія нагрівається до 430 ° C, а вночі остигає до -170 ° C. Але вже на глибині 1,5-2 метрів добові коливання згладжуються, і ми можемо говорити про середню температуру поверхні + 67 ° C. Жарковато, звичайно, але жити можна. А в середніх широтах Меркурія взагалі кімнатна температура.

У чому ж справа? Чому близький до Сонця і охоче поглинає його промені Меркурій нагрітий до кімнатної температури, а Венера, більш далека від Сонця і активно відображає його промені, розпечена як піч? Як пояснить це фізика?

Атмосфера Землі майже прозора: вона пропускає 80% приходить сонячного світла. «Втекти» в космос в результаті конвекції повітря не може - планета не відпускає його. Значить, охолоджуватися вона може тільки в вигляді інфрачервоного випромінювання. А якщо ІК-випромінювання залишається замкненим, то воно нагріває ті шари атмосфери, які його не випускають. Ці шари самі стають джерелом тепла і частково направляють його назад до поверхні. Деяка частина випромінювання йде в космос, але основна його частина повертається до поверхні Землі і гріє її до тих пір, поки не встановиться термодинамічна рівновага. А як воно встановлюється?

Температура зростає, і максимум в спектрі зміщується (закон Вина) до тих пір, поки не знайде в атмосфері «вікно прозорості», крізь яке ІК-промені підуть в космос. Баланс теплових потоків встановлюється, але при більш високій температурі, ніж могло б бути за відсутності атмосфери. Це і є парниковий ефект.

У своєму житті ми досить часто стикаємося з парниковим ефектом. І не тільки у вигляді садового парника або товстої шуби, яку надягають в морозний день, щоб зігрітися (хоча сама шуба не виділяє, а лише утримує тепло). Якраз ці приклади не демонструють чистий парниковий ефект, оскільки в них зменшується як променистий, так і конвективний відведення тепла. Набагато ближче до описаного ефекту приклад ясної морозної ночі. При сухому повітрі і безхмарному небі (наприклад, в пустелі) після заходу сонця земля швидко остигає, а вологе повітря і хмари згладжують добові коливання температури. На жаль, цей ефект добре знайомий астрономам: ясні зоряні ночі бувають особливо холодними, що робить роботу у телескопа досить некомфортною. Повернувшись до рис. 4.8, ми побачимо причину: саме пар и води в атмосфері служать головною перешкодою для уносящего тепло інфрачервоного випромінювання.

У Місяця немає атмосфери, а значить, немає і парникового ефекту. На її поверхні термодинамічна рівновага встановлюється в явному вигляді, ніякого обміну випромінюванням між атмосферою і твердою поверхнею немає. У Марса розріджена атмосфера, але все-таки її парниковий ефект додає свої 8 ° C. А Землі він додає майже 40 ° C. Якби у нашої планети не було такої щільної атмосфери, температура Землі була б на 40 ° нижче. Сьогодні вона становить по всій земній кулі в середньому + 15 ° C, а було б -25 ° C. Всі океани замерзли б, поверхня Землі від снігу стала б білої, альбедо підвищилося і температура впала б ще нижче. Загалом - страшне діло! Добре, що парниковий ефект в нашій атмосфері працює і гріє нас. І ще набагато сильніше він працює на Венері - більш ніж на 500 ° С піднімає середню венерианскую температуру.

поверхня планет

До сих пір ми не приступали до детального вивчення інших планет, в основному обмежуючись наглядом їх поверхні. А наскільки важлива для науки інформація про зовнішньому вигляді планети? Що цінного може розповісти нам зображення її поверхні? Якщо це газова планета, як Сатурн або Юпітер, або ж тверда, але покрита щільним шаром хмар, як Венера, то ми бачимо лише верхній хмарний шар і, отже, майже ніякої інформації про саму планеті не маємо. Хмарна атмосфера, як кажуть геологи, - це супермолодая поверхню: сьогодні вона така, а завтра буде інший (або не завтра, а через 1000 років, що лише мить в житті планети).

Велика Червона Пляма на Юпітері або два планетарних циклону на Венері спостерігаються вже 300 років, але кажуть нам лише про деякі загальні властивості сучасної динаміки їх атмосфер. Наші нащадки, дивлячись на ці планети, будуть бачити зовсім іншу картину, а яку картину могли бачити наші предки, ми ніколи не дізнаємося. Таким чином, дивлячись з боку на планети з щільною атмосферою, ми не можемо судити про їхнє минуле, оскільки бачимо лише мінливий хмарний шар. Зовсім інша справа - Місяць чи Меркурий, поверхні яких зберігають сліди метеоритних бомбардувань і геологічних процесів, що відбувалися протягом останніх мільярдів років.

А подібні бомбардування планет-гігантів практично не залишають слідів. Одне з таких подій відбулося в кінці ХХ століття прямо на очах астрономів. Йдеться про комету Шумейкеров-Леві-9. У 1993 р недалеко від Юпітера була помічена дивна ланцюжок з двох десятків невеликих комет. Розрахунок показав, що це фрагменти однієї комети, що пролітала поруч з Юпітером в 1992 р і розірваної на частини приливним ефектом його потужного гравітаційного поля. Сам епізод розпаду комети астрономи не бачили, а застали лише той момент, коли ланцюжок кометних осколків «паровозиком» віддалялася від Юпітера. Якби не сталося розпаду, то комета, підлетівши до Юпітера по гіперболічної траєкторії, по другої гілки гіперболи пішла б у далечінь і, швидше за все, більше ніколи не зблизилася б з Юпітером. Але тіло комети не витримало приливної напруги і зруйнувалося, а витрата енергії на деформацію і розрив тіла комети зменшила кінетичну енергію її орбітального руху, перевівши осколки з гіперболічної орбіти на еліптичну, замкнуту навколо Юпітера. Відстань орбіти в перицентра виявилося менше радіуса Юпітера, і в 1994 р осколки врізалися в планету один за іншим.

Подія була грандіозна. Кожен «осколок» кометного ядра - це крижана брила розміром 1-1,5 км. Вони по черзі влітали в атмосферу гігантської планети зі швидкістю 60 км / с (друга космічна швидкість для Юпітера), володіючи питомої кінетичної енергією в (60/11) 2 \u003d 30 разів більшою, ніж якби це було зіткнення із Землею. Астрономи з великим інтересом, перебуваючи в безпеці на Землі, спостерігали космічну катастрофу на Юпітері. На жаль, оскільки комети били в Юпітер з того боку, яку не було в цей момент видно з Землі. На щастя, саме в цей час на шляху до Юпітера був космічний зонд «Галілео», він побачив ці епізоди і показав їх нам. За рахунок швидкого добового обертання Юпітера області зіткнення через кілька годин ставали доступні і наземним телескопам, і, що особливо цінно, навколоземних, таким як космічний телескоп «Хаббл». Це було дуже корисно, оскільки кожна брила, врізаючись в атмосферу Юпітера, викликала колосальний вибух, що руйнує верхній хмарний шар і створює на деякий час вікно видимості вглиб юпитерианской атмосфери. Так завдяки кометної бомбардування ми ненадовго змогли туди зазирнути. Але пройшло два місяці - і ніяких слідів на хмарної поверхні не залишилося: хмари затягнули все вікна, як ніби нічого не сталося.

Інша річ - земля. На нашій планеті метеоритні шрами залишаються надовго. Перед вами найпопулярніший метеоритний кратер діаметром близько 1 км і віком близько 50 тис. Років (рис. 4.15). Він все ще добре видно. Але кратери, що утворились більше 200 млн років тому, можна знайти лише за допомогою тонких геологічних методів. Зверху їх не видно.

До речі, є досить надійне співвідношення між розміром впав на Землю великого метеорита і діаметром утвореного ним кратера - 1:20. Кратер кілометрового діаметра в Арізоні утворився від удару маленького астероїда діаметром близько 50 м. А в далекі часи по Землі били і більші «снаряди» - і кілометрові, і навіть десятикілометрові. Ми знаємо сьогодні близько 200 великих кратерів; їх називають астроблемами ( «Небесними ранами») і щороку виявляють кілька нових. Найбільший, діаметром 300 км, знайдений на півдні Африки, його вік - близько 2 млрд років. На території Росії найбільший кратер - Попігай в Якутії, діаметром 100 км. Відомі й більші, наприклад південноафриканський кратер Вредефорт діаметром близько 300 км або ще не вивчений кратер Землі Уїлкса під крижаним щитом Антарктиди, діаметр якого оцінюється в 500 км. Він виявлений за даними радіолокації і гравіметричних вимірювань.

На поверхні місяця, Де немає ні вітру, ні дощу, де відсутні тектонічні процеси, метеоритні кратери зберігаються мільярди років. Дивлячись на Місяць в телескоп, ми читаємо історію космічного бомбардування. На зворотному боці - ще більш корисна для науки картина. Схоже, що туди з якоїсь причини ніколи не падало особливо великих тіл чи, падаючи, вони не могли пробити місячну кору, яка на зворотному боці удвічі товстіший за на видимій. Тому що випливала лава не заповнювала великі кратери і не приховувала історичні деталі. На будь-якому клаптику місячної поверхні є метеоритний кратер, великий чи маленький, і їх так багато, що молодші руйнують ті, що утворилися раніше. Відбулося насичення: Місяць уже не може стати більш кратенірованной, ніж вона є; всюди кратери. І це чудова літопис історії Сонячної системи: по ній виділено кілька епізодів активного кратерообразования, в тому числі епоха важкого метеоритного бомбардування (4,1-3,8 млрд років тому), яка залишила сліди на поверхні всіх планет земного типу і багатьох супутників. Чому потоки метеоритів обрушувалися на планети в ту епоху, нам ще належить зрозуміти. Потрібні нові дані про будову місячних надр та склад речовини на різній глибині, а не тільки на поверхні, з якої до сих пір були зібрані зразки.

Меркурій зовні схожий на Місяць, оскільки, як і вона, позбавлений атмосфери. Його кам'яниста поверхня, не схильна до газової та водної ерозії, тривалий час зберігає сліди метеоритного бомбардування. Серед планет земного типу Меркурій зберігає найстаріші геологічні сліди віком близько 4 млрд років. Але на поверхні Меркурія немає великих морів, заповнених темною застиглою лавою і схожих на місячні моря, хоча великих ударних кратерів там не менше, ніж на Місяці.

Розміром Меркурій приблизно в півтора рази більше Місяця, але своєю масою він перевершує Місяць в 4,5 рази. Справа в тому, що Місяць - майже цілком кам'янисте тіло, тоді як у Меркурія є величезне металеве ядро, що складається, по-видимому, в основному із заліза і нікелю. Радіус ядра складає близько 75% радіуса планети (у Землі - лише 55%), обсяг - 45% обсягу планети (у Землі - 17%). Тому середня щільність Меркурія (5,4 г / см 3) майже дорівнює середній щільності Землі (5,5 г / см 3) і істотно перевершує середню щільність Місяця (3,3 г / см 3). Маючи велике металеве ядро, Меркурій міг би своєї середньою щільністю перевершувати Землю, якби не мала сила тяжіння на його поверхні. Маючи масу всього 5,5% земної, він володіє майже втричі меншою силою тяжіння, яка не в змозі так ущільнити його надра, як уплотнились надра Землі, у якій навіть силікатна мантія має щільність близько 5 г / см 3.

Меркурій важко досліджувати, оскільки він рухається близько до Сонця. Щоб запустити до нього міжпланетний апарат із Землі, його потрібно сильно загальмувати, т. Е. Розігнати в напрямку, протилежному орбітальному руху Землі: тільки тоді він почне «падати» в бік Сонця. Зробити це відразу за допомогою ракети неможливо. Тому в двох досі здійснених польотах до Меркурія були використані гравітаційні маневри в поле Землі, Венери і самого Меркурія для гальмування космічного зонда і переведення його на орбіту Меркурія.

Вперше до Меркурія відправився в 1973 р «Маринер-10» (NASA). Він спочатку зблизився з Венерою, пригальмував в її гравітаційному полі і потім тричі пройшов поблизу Меркурія в 1974-1975 рр. Оскільки всі три зустрічі відбувалися в одній і тій же області орбіти планети, а її добове обертання синхронізовано з орбітальним, все три рази зонд фотографував одне і те ж півкуля Меркурія, освітлене Сонцем.

Протягом наступних кількох десятиліть польотів до Меркурія не було. І тільки в 2004 р вдалося запустити другий апарат - MESSENGER ( Mercury Surface, Space Environment, Geochemistry, and Ranging; NASA). Здійснивши кілька гравітаційних маневрів поблизу Землі, Венери (двічі) і Меркурія (тричі), зонд в 2011 р вийшов на орбіту навколо Меркурія і 4 роки вів дослідження планети.

Робота поблизу Меркурія ускладнюється тим, що планета в середньому в 2,6 рази ближче до Сонця, ніж Земля, тому потік сонячних променів там майже в 7 разів більше. Без спеціального «сонячного парасольки» електронна начинка зонда перегрілася б. Зараз готується третя експедиція до Меркурія під назвою BepiColombo, В ній беруть участь європейці та японці. Запуск намічений на осінь 2018 р Чи полетять відразу два зонди, які вийдуть на орбіту навколо Меркурія в кінці 2025 року після прольоту поблизу Землі, двох прольотів поблизу Венери і шести поблизу Меркурія. Крім детального дослідження поверхні планети і її гравітаційного поля, намічено докладне вивчення магнітосфери і магнітного поля Меркурія, що представляє для вчених загадку. Хоча Меркурій обертається дуже повільно, а його металеве ядро \u200b\u200bмало давно охолонути і затвердіти, планета має дипольне магнітне поле, що поступаються земному по напруженості в 100 разів, але все ж підтримує навколо планети магнітосферу. сучасна теорія генерації магнітного поля у небесних тіл, Так звана теорія турбулентного динамо, вимагає наявності в надрах планети шару рідкого провідника електрики (у Землі це зовнішня частина залізного ядра) і порівняно швидкого обертання. З якої причини ядро \u200b\u200bМеркурія до сих пір залишається рідким, поки не ясно.

У Меркурія є дивна особливість, якої немає більше ні в одній планети. Рух Меркурія по орбіті навколо Сонця і його обертання навколо своєї осі чітко синхронізовані один з одним: за час двох орбітальних періодів він робить три оберти навколо осі. Взагалі кажучи, з синхронним рухом астрономи були знайомі давно: наша Місяць синхронно обертається навколо осі і обертається навколо Землі, періоди цих двох рухів однакові, т. Е. Вони знаходяться в співвідношенні 1: 1. І у інших планет деякі супутники демонструють ту ж особливість. Це результат дії приливної ефекту.

Щоб простежити за рухом Меркурія, поставимо на його поверхні стрілочку (рис. 4.20). Видно, що за один оборот навколо Сонця, т. Е. За один меркуріанський рік, планета повернулась навколо осі рівно півтора рази. За цей час день в районі стрілки змінився вночі, пройшла половина сонячної доби. Ще один річний оборот - і в районі стрілки знову настає день, минули одні сонячні добу. Таким чином, на Меркурії сонячні добу тривають два меркуріанський року.

Детально говорити про припливи ми будемо в розділі 6. Саме в результаті приливної впливу з боку Землі Місяць синхронізувати два своїх руху - осьове обертання та орбітальний звернення. Земля дуже сильно впливає на Місяць: витягнула її фігуру, стабілізувала обертання. Орбіта Місяця близька до кругової, тому Місяць рухається по ній з майже постійною швидкістю на майже постійній відстані від Землі (ступінь цього «майже» ми обговорювали в розділі 1). Тому приливний ефект змінюється слабо і контролює обертання Місяця уздовж всієї орбіти, приводячи до резонансу 1: 1.

На відміну від Місяця, Меркурій рухається навколо Сонця по істотно Еліптичність орбіті, то наближаючись до світила, то віддаляючись від нього. Коли він далеко, в районі Офелія орбіти, приливної вплив Сонця слабшає, оскільки воно залежить від відстані як 1 / R 3. Коли Меркурій наближається до Сонця, припливи діють набагато сильніше, тому лише в області перигелію Меркурій ефективно Сінхронізуется два своїх руху - добове і орбітальне. Другий закон Кеплера говорить, що кутова швидкість орбітального руху максимальна в точці перигелію. Саме там відбуваються «приливної захоплення» і синхронізація кутових швидкостей Меркурія - добової і орбітальної. У точці перигелію вони в точності рівні один одному. Рухаючись далі, Меркурій майже перестає відчувати приливної вплив Сонця і зберігає свою кутову швидкість обертання, поступово знижуючи кутову швидкість орбітального руху. Тому за один орбітальний період він встигає зробити півтора добових обороту і знову потрапляє «в лапи» приливної ефекту. Дуже проста і красива фізика.

Поверхня Меркурія майже не відрізняється від місячної. Навіть професійні астрономи, коли з'явилися перші детальні знімки Меркурія, показували їх одне одному і питали: «А ну-ка вгадай, Місяць це або Меркурій?». Вгадати дійсно важко: і там, і там побита метеоритами поверхню. Але особливості, звичайно, є. Хоча великі лавові моря на Меркурії відсутні, його поверхня неоднорідна: є області старіші і молодші (підставою для цього служить підрахунок метеоритних кратерів). Від Місяця Меркурій відрізняється і наявністю характерних уступів і складок на поверхні, що виникли в результаті стиснення планети при охолодженні її величезного металевого ядра.

Перепади температури на поверхні Меркурія більше, ніж на Місяці: в денні години на екваторі + 430 ° C, а вночі -173 ° C. Але грунт Меркурія служить хорошим теплоізолятором, тому на глибині близько 1 м добові (або дворічні?) Перепади температури вже не відчуваються. Так що якщо ви прилетить на Меркурій, то перше, що потрібно зробити, - вирити землянку. У ній на екваторі буде близько +70 ° C: спекотно. Але в районі географічних полюсів в землянці буде близько -70 ° C. Так що без праці можна знайти географічну широту, на якій в землянці виявиться комфортно.

Найнижчі температури спостерігаються на дні полярних кратерів, куди ніколи не потрапляє сонячне проміння. Саме там виявилися поклади водяного льоду, які колись були «намацати» радіолокаторами з Землі, а потім підтверджені приладами космічного зонда MESSENGER. Походження цього льоду поки обговорюється. Його джерелами можуть бути як комети, так і виходять з надр планети пар и води.

Колір у Меркурія є, хоча на око він виглядає темно-сірим. Але якщо підвищити колірний контраст (як на рис. 4.23), то планета набуває красивого і таємничий вигляд.

На Меркурії є один з найбільших ударних кратерів в Сонячній системі - Рівнина Жари ( Caloris Basin) Діаметром 1550 км. Це слід від удару астероїда діаметром не менше 100 км, мало не розколола маленьку планету. Сталося це близько 3,8 млрд років тому, В період так званої «пізнього важкого бомбардування» ( Late Heavy Bombardment), Коли з не до кінця зрозумілих причин збільшилася кількість астероїдів і комет на орбітах, які перетинають орбіти планет земної групи.

Коли в 1974 р «Маринер-10» сфотографував Долину Жари, ми ще не знали, що вийшло на протилежному боці Меркурія після цього страшного удару. Ясно, що якщо по кулі стукнули, то порушуються звукові і поверхневі хвилі, які розповсюджуються симетрично, проходять через «екватор» і збираються в антіподной точці, діаметрально протилежної точки удару. Обурення там стягується в точку, і амплітуда сейсмічних коливань стрімко зростає. Це схоже на те, як погоничі худоби клацають своїм батогом: енергія і імпульс хвилі практично зберігаються, а товщина батога прагне до нуля, тому швидкість коливання збільшується і стає надзвуковий. Очікувалося, що в області Меркурія, протилежної басейну Caloris, Буде картина неймовірного руйнування. Загалом, майже так і виявилося: там виявилася велика горбиста область з рифленою поверхнею, хоча я очікував, що там буде кратер-антипод. Мені уявлялося, що при схлопуванні сейсмічної хвилі станеться явище, «дзеркальне» падіння астероїда. Ми спостерігаємо це при падінні краплі на спокійну поверхню води: спочатку вона створює невелике заглиблення, а потім вода спрямовується назад і викидає невелику нову краплю вгору. На Меркурії цього не сталося, і ми тепер розуміємо, чому: його надра виявилися неоднорідними, і точного фокусування хвиль не відбулося.

В цілому рельєф Меркурія більш гладкий, ніж у Місяця. Наприклад, стінки меркуріанський кратерів Не такі високі. Причина цього, ймовірно, в більшій силі тяжіння і більш теплих і м'яких надрах Меркурія

Венера - друга планета від Сонця і найзагадковіша з планет земної групи. Не ясно, яке походження її дуже щільної атмосфери, майже цілком складається з вуглекислого газу (96,5%) і азоту (3,5%) і забезпечує потужний парниковий ефект. Незрозуміло, чому Венера так повільно обертається навколо осі - в 244 рази повільніше Землі, і до того ж в протилежному напрямку. При цьому масивна атмосфера Венери, а точніше її хмарний шар, за четверо земних діб облітає навколо планети. Це явище називають суперротаціей атмосфери. При цьому атмосфера треться об поверхню планети і давно повинна була б пригальмуватися, адже не може вона довго рухатися навколо планети, тверде тіло якої практично стоїть на місці. Але атмосфера обертається, та ще й в напрямку, протилежному обертанню самої планети. Зрозуміло, що від тертя об поверхню енергія атмосфери розсіюється, а її момент імпульсу передається тілу планети. Значить, є приплив енергії (очевидно - сонячної), за рахунок якої працює теплова машина. Питання: як реалізована ця машина? Як енергія Сонця трансформується в рух венеріанській атмосфери?

Через повільне обертання Венери коріолісову сили на ній слабкіше, ніж на Землі, тому атмосферні циклони там менш компактні. По суті, їх усього два: один в північній півкулі, інший в південному. Кожен з них «намотується» від екватора на свій полюс.

Верхні шари венеріанської атмосфери детально досліджували прогонові (в процесі гравітаційного маневру) і орбітальні зонди - американські, радянські, європейський і японський. Апарати серії «Венера» протягом кількох десятиліть запускали туди радянські інженери, і це був найуспішніший наш прорив в області дослідження планет. Головним завданням було посадити на поверхню спусковий апарат, щоб подивитися, що там під хмарами.

Конструктори перших зондів, як і автори науково-фантастичних творів тих років, орієнтувалися на результати оптичних і радіоастрономічних спостережень, з яких випливало, що Венера - це більш теплий аналог нашої планети. Саме тому в середині XX в. всі фантасти - від Бєляєва, Казанцева і Стругацьких до Лема, Бредбері і Хайнлайна - представляли Венеру як негостинний (жаркий, болотистий, з отруйною атмосферою), але в цілому подібний Землі світ. З цієї ж причини перші посадкові апарати венеріанських зондів робили не дуже міцними, не здатними чинити опір великому тиску. І вони гинули, спускаючись в атмосфері, один за іншим. Потім їх корпусу стали робити міцніше, з розрахунком на тиск в 20 атмосфер, а й цього виявилося мало. Тоді конструктори, «закусивши вудила», створили титановий зонд, що витримує тиск в 180 атм. І він благополучно сів на поверхню ( «Венера-7», 1970). Зауважимо, що далеко не кожна підводний човен витримує такий тиск, що панує на глибині близько 2 км в океані. З'ясувалося, що у поверхні Венери тиск не опускається нижче 92 атм (9,3 МПа, 93 бар), а температура становить 464 ° C.

З мрією про гостинній Венері, схожою на Землю кам'яновугільного періоду, було остаточно покінчено саме в 1970 р Вперше апарат, розрахований на такі пекельні умови ( «Венера-8»), успішно опустився і працював на поверхні в 1972 р З цього моменту посадки на поверхню Венери стали рутинною операцією, проте довго попрацювати там не вдається: через 1-2 години внутрішність апарату нагрівається і електроніка виходить з ладу.

Перші штучні супутники з'явилися у Венери в 1975 р ( «Венера-9 і -10»). В цілому надзвичайно вдалою виявилася робота на поверхні Венери спускаються «Венера-9 ... -14» (1975-1981 рр.), Які вивчили як атмосферу, так і поверхню планети в місці посадки, зуміли навіть взяти проби грунту і визначити його хімічний склад і механічні властивості. Але найбільший ефект серед шанувальників астрономії та космонавтики викликали передані ними фотопанорами місць посадки, спочатку чорно-білі, а пізніше - кольорові. До речі, венеріанское небо при погляді з поверхні помаранчеве. Красиво! До сих пір (2017 г.) ці знімки залишаються єдиними і викликають у планетологов великий інтерес. Їх продовжують обробляти і час від часу знаходять на них нові деталі.

Істотний внесок у вивчення Венери в ті роки внесла і американська космонавтика. Літаючі апарати "Марінер-5 і -10» вивчали верхні шари атмосфери. «Піонер-Венера-1» (1978 г.) став першим американським супутником Венери і провів радіолокаційні вимірювання. А «Піонер-Венера-2» (1978 г.) послав в атмосферу планети 4 спущені апарату: один великий (315 кг) з парашутом в екваторіальну область денного півкулі і три малих (по 90 кг) без парашутів - в середні широти і на північ денного півкулі, а також на нічний півкуля. Жоден з них не створювався для роботи на поверхні, однак один з малих апаратів благополучно приземлився (без парашута!) І пропрацював на поверхні більше години. Цей випадок дозволяє відчути, наскільки велика щільність атмосфери у поверхні Венери. Атмосфера Венери майже в 100 разів масивніше земний, а її щільність у поверхні становить 67 кг / м 3, що в 55 разів щільніше земної повітря і лише в 15 разів поступається щільності рідкої води.

Вельми непросто було створити міцні наукові зонди, які витримують тиск венеріанської атмосфери, таке ж, як на кілометровій глибині в земних океанах. Але ще складніше було змусити їх протистояти навколишнього температурі (+ 464 ° C) при настільки щільному повітрі. Потік тепла крізь корпус колосальний, тому навіть найнадійніші апарати працювали не більше двох годин. Щоб швидше опуститися на поверхню і продовжити там роботу, «Венери» в ході посадки скидали парашут і продовжували спуск, гальмують лише невеликим щитком на своєму корпусі. Удар об поверхню пом'якшувала спеціальне демпфуючий пристрій - посадкова опора. Конструкція виявилася настільки вдалою, що «Венера-9» без проблем села на схил з нахилом 35 ° і нормально працювала.

Такі панорами Венери (рис. 4.27) публікувалися відразу після їх отримання. Тут можна помітити цікаве подія. Під час спуску кожну камеру захищала поліуретанова кришка, яка після посадки відстрілювалась і падала вниз. На верхньому знімку ця біла напівкругла кришка видно біля посадочного опори. А де вона на нижньому знімку? Лежить лівіше центру. Саме в неї, розпрямляючись, встромив свій пробник прилад для вимірювання механічних властивостей грунту. Вимірявши її твердість, він підтвердив, що це поліуретан. Прилад, так би мовити, був випробуваний в польових умовах. Імовірність цієї сумної події була близька до нуля, але воно сталося!

З огляду на високе альбедо Венери і колосальну щільність її атмосфери, вчені сумнівалися, що у поверхні буде достатньо сонячного світла для фотографування. До того ж у дна газового океану Венери цілком міг висіти щільний туман, що розсіює сонячне світло і не дозволяє отримати контрастне зображення. Тому на перших посадочних апаратах ставили галогенні ртутні лампи для освітлення грунту і створення світлового контрасту. Але виявилося, що природного світла там цілком достатньо: на Венері світло, як у похмурий день на Землі. І контраст при природному освітленні теж цілком прийнятний.

У жовтні 1975 р посадочні апарати «Венера-9 і -10» через свої орбітальні блоки передали на Землю перші в історії знімки поверхні іншої планети (якщо не брати до уваги Місяць). На перший погляд перспектива на цих панорамах виглядають дивно спотвореної: причиною служить поворот напрямку зйомки. Ці знімки отримані телефотометром (оптікомеханіческім сканером), «погляд» якого повільно переміщався від горизонту під «ноги» посадкового апарата і потім до іншого горизонту: виходила розгортка на 180 °. Два телефотометра на протилежних бортах апарату повинні були дати повну панораму. Але кришки на об'єктивах відкривалися не завжди. Наприклад, на «Венері-11 і -12» не була відкрита жодна з чотирьох.

Один з найбільш красивих експериментів по дослідженню Венери був проведений за допомогою зондів «Вега-1 і -2» (1985 г.). Їх назва розшифровується як «Венера - Галлей», оскільки після відділення апаратів, що спускаються, спрямованих до поверхні Венери, польотні частини зондів пішли досліджувати ядро \u200b\u200bкомети Галлея і вперше успішно це зробили. Посадочні апарати були теж не зовсім звичайними: головна частина апарату сідала на поверхню, а при спуску від неї відокремлювався аеростат, виготовлений французькими інженерами, який близько двох діб літав в атмосфері Венери на висоті 53-55 км, передаючи на Землю дані про температуру, тиск , освітленості і видимості в хмарах. Завдяки потужному вітру, що дме на цій висоті зі швидкістю 250 км / год, аеростати встигли облетіти значну частину планети.

На фотографіях з місць посадки видно лише невеликі ділянки венеріанській поверхні. А чи можна побачити всю Венеру крізь хмари? Можна, можливо! Радіолокатор бачить крізь хмари. До Венері літали два радянських супутника з радіолокаторами бічного огляду і один американський. За їхніми спостереженнями складені радіокарти Венери з вельми високою роздільною здатністю. На загальній карті його важко продемонструвати, але на окремих фрагментах карти воно ясно видно. Кольором на радіо карт показані рівні: блакитний і синій - це низовини; будь на Венері вода, це були б океани. Але рідка вода на Венері існувати не може, та й газоподібної води там практично немає. Зелені і жовті області - це континенти (назвемо їх так). Червоне і біле - найвищі точки на Венері, це венерианский «Тибет» - найвище плато. Найвища вершина на ньому - гора Максвелл - височить на 11 км.

Венера вулканически активна, активніше, ніж сьогоднішня Земля. Це не зовсім зрозуміло. У Новосибірську працює відомий геолог, академік Микола Леонтійович Добрецов, у нього є цікава теорія з приводу еволюції Землі і Венери ( «Венера як можливе майбутнє Землі», «Наука з перших рук» № 3 (69), 2016).

Про надра Венери, про її внутрішню будову надійних фактів немає, оскільки сейсмічні дослідження там до сих пір не проводилися. До того ж повільне обертання планети не дозволяє виміряти її момент інерції, який міг би розповісти про розподіл щільності з глибиною. Поки теоретичні уявлення базуються на схожості Венери з Землею, а видиму відсутність тектоніки плит на Венері пояснюється відсутністю на ній води, яка на Землі служить «змазкою», дозволяючи плитам ковзати і підпірнати один під одного. Укупі з високою температурою поверхні це призводить до уповільнення або навіть повної відсутності конвекції в тілі Венери, знижує швидкість охолодження її надр і може пояснити відсутність у неї магнітного поля. Все це виглядає логічно, але вимагає експериментальної перевірки.

До речі, про землі. Детально обговорювати третю від Сонця планету не буду, оскільки я не геолог. До того ж кожен з нас має загальне уявлення про Землю навіть на основі шкільних знань. Але в зв'язку з вивченням інших планет зауважу, що і надра своєї планети нам зрозумілі не до кінця. Майже щороку відбуваються великі відкриття в геології, часом виявляють навіть нові шари в надрах Землі, проте ми досі неточно знаємо температуру в ядрі своєї планети. Подивіться свіжі огляди: деякі автори вважають, що температура на кордоні внутрішнього ядра близько 5000 K, а інші - що більше 6300 K. Це результати теоретичних розрахунків, в яких фігурують не цілком надійні параметри, що описують властивості речовини при температурі в тисячі кельвінів і тиску в мільйони бар. Поки ці властивості не будуть надійно вивчені в лабораторії, точних знань про надра Землі ми не отримаємо.

Унікальність Землі серед подібних їй планет полягає в наявності магнітного поля та рідкої води на поверхні, причому друге, мабуть, є наслідком першого: магнітосфера Землі захищає від потоків сонячного вітру нашу атмосферу і, опосередковано, гідросферу. Для генерації магнітного поля, як зараз видається, в надрах планети повинні бути рідкий електропровідний шар, охоплений конвективним рухом, і швидке добове обертання, що забезпечує коріолісову силу. Тільки за цих умов включається динамо-механізм, що підсилює магнітне поле. Венера практично не обертається, тому у неї немає магнітного поля. Залізне ядро \u200b\u200bу маленького Марса давно охололо і ствердів, тому він також позбавлений магнітного поля. Меркурій, здавалося б, дуже повільно обертається і мав охолонути раніше Марса, але цілком відчутне дипольне магнітне поле з напруженістю раз в 100 слабше земного у нього є. Парадокс! Відповідальним за підтримання залізного ядра Меркурія в розплавленому стані зараз вважається приливна вплив Сонця. Пройдуть мільярди років, охолоне і затвердіє залізне ядро \u200b\u200bЗемлі, позбавивши нашу планету магнітного захисту від сонячного вітру. І єдиною твердою планетою з магнітним полем залишиться, як це не дивно, Меркурій.

З точки зору земного спостерігача в момент протистояння Марс виявляється по одну сторону від Землі, а Сонце - по іншу. Зрозуміло, що саме в ці моменти Земля і Марс зближуються на мінімальну відстань, Марс видно на небі всю ніч і добре освітлений Сонцем. Земля робить свій оборот навколо Сонця за рік, а Марс - за 1,88 року, тому середній проміжок часу між протистояннями займає трохи більше двох років. Останнє протистояння Марса спостерігалося в 2016 р, правда, воно було не дуже близьким. Орбіта у Марса помітно еліптична, тому максимальні зближення з ним Землі трапляються, коли Марс знаходиться в районі перигелію своєї орбіти. На Землі (в нашу епоху) це кінець серпня. Тому серпневі і вересневі протистояння називають «великими»; в ці моменти, наступаючі раз в 15-17 років, наші планети зближуються менш ніж на 60 млн км. Таке буде в 2018 р А супертесное протистояння відбулося в 2003 р .: тоді до Марса було всього 55,8 млн км. У зв'язку з цим народився новий термін - «найбільші протистояння Марса»: такими тепер вважають зближення менш ніж на 56 млн км. Вони відбуваються 1-2 рази на століття, проте в нинішньому столітті їх буде навіть три - чекайте 2050 і 2082 рр.

Але навіть в моменти великих протистоянь в телескоп з Землі на Марсі мало що видно. Ось (рис. 4.37) малюнок астронома, який дивиться на Марс в телескоп. Людина без спеціальної підготовки подивиться і розчарується - взагалі нічого не побачить, лише маленьку рожеву «крапельку», але досвідчене око астронома в той же самий телескоп бачить більше. Полярну шапку астрономи помітили давно, ще століття тому. А також - темні і світлі області. Темні за традицією назвали морями, а світлі - континентами.

Підвищений інтерес до Марса виник в епоху великого протистояння 1877 р .: на той час уже були побудовані хороші телескопи і астрономи зробили кілька важливих відкриттів. Американський астроном Асаф Холл виявив супутники Марса Фобос і Деймос, а італійський астроном Джованні Скіапареллі замалював загадкові лінії на поверхні планети - марсіанські канали. Звичайно, Скіапареллі не був першим, хто побачив канали: деякі з них помічали і до нього (наприклад, Анджело Секкі). Але після Скіапареллі ця тема на багато років стала домінуючою у вивченні Марса.

Спостереження деталей поверхні Марса, таких як «канали» і «моря», започаткували новий етап у вивченні цієї планети. Скіапареллі вважав, що «моря» Марса дійсно можуть бути водоймами. Оскільки з'єднує їх лініях потрібно було дати назву, Скіапареллі назвав їх «каналами» ( canali), Маючи на увазі під цим морські протоки, а аж ніяк не рукотворні споруди. Він вважав, що по цих каналах в приполярних областях в період танення полярних шапок дійсно тече вода. Після відкриття на Марсі «каналів» деякі вчені висловили припущення про їх штучної природи, що послужило підставою для гіпотез про існування на Марсі розумних істот. Але сам Скіапареллі не рахував цю гіпотезу науково обґрунтованої, хоча і не виключав наявності на Марсі життя, можливо, навіть розумної.

Однак думка про штучну системі зрошувальних каналів на Марсі стала зміцнюватися в інших країнах. Почасти цьому сприяло те, що італійське canali було представлено англійською як canal (Рукотворна водна магістраль), а не як channel (Природний морська протока). Та й російською слово «канал» має на увазі штучна споруда. Ідея про марсіан захопила тоді багатьох, і не тільки письменників (згадаймо Герберта Уеллса з його «Війною світів», 1897), а й дослідників. Найвідомішим з них став Персіваль Ловелл. Цей американець отримав прекрасну освіту в Гарварді, в рівній мірі опанувавши математикою, астрономією і гуманітарними предметами. Але, як син родовитого сімейства, він швидше став би дипломатом, письменником або мандрівником, ніж астрономом. Однак, прочитавши роботи Скіапареллі про каналах, він захопився Марсом і повірив в існування життя і цивілізації на ньому. Загалом, він закинув всі інші справи і зайнявся вивченням Червоної планети.

На гроші свого багатого сімейства Ловелл побудував обсерваторію і почав малювати канали. Зауважимо, що фотографія тоді була в зародковому стані, а око досвідченого спостерігача здатний помітити найдрібніші деталі в умовах атмосферної турбулентності, що спотворює зображення далеких об'єктів. Карти марсіанських каналів, створені в Ловеллівської обсерваторії, були самими детальними. До того ж, будучи хорошим літератором, Ловелл написав кілька найцікавіших книг - Mars and its canals (1906), Mars as the abode of life (1908) та ін. Тільки одна з них була переведена на російську ще до революції: «Марс і життя на ньому» (Одеса: МАТЕЗІС, 1912). Ці книги захопили ціле покоління надією зустріти марсіан. Зима - полярна шапка величезна, а каналів не видно. Літо - шапка розтанула, вода потекла, канали з'явилися. Вони стали видні здалеку, оскільки по берегах каналів зазеленіли рослини. Переконливо?

Слід визнати, що історія з марсіанськими каналами так і не отримала вичерпного пояснення. Є старі малюнки з каналами і сучасні фотографії - без них (рис. 4.44). Де канали?

Що це було? Змова астрономів? Масове божевілля? Самонавіювання? Важко дорікнути в цьому вчених, які віддали своє життя науці. Можливо, розгадка цієї історії чекає нас попереду.

А сьогодні ми вивчаємо Марс, як правило, не в телескоп, а за допомогою міжпланетних зондів (хоча і телескопи до сих пір використовуються для цього і часом приносять важливі результати). Політ зондів до Марсу здійснюється по самій енергетично вигідною напівеліптичними траєкторії (див. Рис. 3.7 на с. 63). За допомогою третього закону Кеплера легко обчислити тривалість такого перельоту. Через велику ексцентриситету марсіанської орбіти час перельоту залежить від сезону запуску. В середньому політ з Землі на Марс триває 8-9 місяців.

Чи можна відправити пілотовану експедицію на Марс? Це велика і цікава тема. Здавалося б, для цього потрібні лише потужна ракета-носій і зручний космічний корабель. Досить потужних носіїв поки ні у кого немає, але над ними працюють американські, російські і китайські інженери. Можна не сумніватися, що така ракета в найближчі роки буде створено державними підприємствами (наприклад, наша нова ракета «Ангара» в своєму найпотужнішому варіанті) або приватними компаніями (Ілон Маск - чому б і ні).

А чи існує корабель, в якому космонавти проведуть кілька місяців по шляху до Марса? Поки такого немає. Всі існуючі ( «Союз», «Шеньчжоу») і навіть проходять випробування ( Dragon V2, CST-100, Orion) - дуже тісні і придатні лише для польоту на Місяць, куди всього три дні шляху. Правда, є ідея після зльоту надувати додаткові приміщення. Восени 2016 р надувний модуль був випробуваний на МКС і непогано себе показав.

Таким чином, технічна можливість перельоту на Марс скоро з'явиться. Так в чому ж проблема? В людині! На рис. 4.45 вказана річна доза опромінення людини фонової радіацією в різних місцях - на рівні моря, в стратосфері, на навколоземній орбіті і в відкритому космосі. Одиниця виміру - бер (біологічний еквівалент рентгена). Ми постійно піддаємося опроміненню природною радіоактивністю земних порід, Потоками космічних частинок або штучно створеної радіоактивністю. У поверхні Землі фон слабкий: нас захищають, прикриваючи нижню півсферу, магнітосфера і атмосфера планети, а також її тіло. На низькій навколоземній орбіті, де працюють космонавти МКС, атмосфера вже не допомагає, тому радіаційний фон зростає в сотні разів. У відкритому космосі він ще в кілька разів вище. Це істотно обмежує тривалість безпечного перебування людини в космосі. Відзначимо, що працівникам атомної промисловості забороняється в рік отримувати більше 5 бер - це майже безпечно для здоров'я. Космонавтам в рік дають змогу одержувати до 10 бер (прийнятний рівень небезпеки), що і обмежує тривалість їх роботи на МКС одним роком. А політ на Марс з поверненням на Землю в кращому випадку (якщо не відбудеться потужних спалахів на Сонці) призведе до дозі в 80 бер, що зумовить більшу ймовірність онкологічного захворювання. Саме це і є головна перешкода для польоту людини на Марс.

Чи можна захистити астронавтів від радіації? Теоретично - можна. На Землі нас захищає атмосфера, товщина якої за кількістю речовини на 1 см 2 еквівалентна 10-метровому шарі води. Легкі атоми краще розсіюють енергію космічних частинок, тому захисний шар космічного корабля може мати товщину 5 метрів. Але навіть в тісному кораблі маса цієї захисту буде вимірюватися сотнями тонн. Надіслати такий корабель до Марса не під силу сучасній і навіть перспективною ракеті.

Ну добре, припустимо, знайшлися добровольці, готові ризикнути своїм здоров'ям і відправитися на Марс в один бік без радіаційного захисту. Чи зможуть вони після посадки там працювати? Чи можна розраховувати, що вони виконають завдання? Згадайте, як космонавти, провівши півроку на МКС, відчувають себе відразу після посадки на землю: їх виносять на руках, кладуть на ноші, і дві-три тижні вони реабілітуються, відновлюючи міцність кісток і силу м'язів. А на Марсі їх ніхто на руках не винесе. Там потрібно буде самостійно виходити і працювати в важких пустотних скафандрах, як на Місяці: адже тиск атмосфери на Марсі практично нульове. Скафандр дуже важкий. На Місяці рухатися в ньому було відносно легко, оскільки сила тяжіння там становить 1/6 земної, а за три дні польоту до Місяця м'язи не встигають ослабнути. На Марс ж космонавти прибудуть, провівши кілька місяців в умовах невагомості і радіації, а сила тяжіння на Марсі в два з половиною рази більше місячної. До того ж і на самій поверхні Марса радіація майже така ж, як у відкритому космосі: магнітного поля у Марса немає, і атмосфера у нього занадто розріджена, щоб служити захистом. Так що фільм «марсіанин» - це фантастика, дуже красива, але нереальна.

Деякі варіанти захисту від радіації в міжпланетний політ

Як ми себе раніше представляли марсіанську базу? Прилетіли, поставили на поверхні лабораторні модулі, живемо в них і працюємо. А тепер ось як: прилетіли, окопалися, спорудили притулку на глибині мінімум 2-3 метра (це досить надійний захист від радіації) і намагаємося менше і ненадовго виходити на поверхню. В основному сидимо під грунтом і управляємо роботою марсоходів. Ну так адже ними і з Землі можна управляти, навіть ще ефективніше, дешевше і без ризику для здоров'я. Що і робиться вже кілька десятиліть.

Про те, що дізналися про Марсі роботи, - в наступній лекції.

Лекція прочитана 12 червня 2009 року на Московському міжнародному відкритому книжковому фестивалі (за підтримки фонду «Династія»).

Анна Піотровська. Добрий день. Спасибо большое, що прийшли. Мене звати Аня Піотровська, я директор фонду «Династія». Оскільки тема фестивалю цього року - про майбутнє, ми подумали, що яке ж майбутнє без науки. А оскільки наука - це те, чим наш фонд займається, - публічні лекції, гранти, стипендії для студентів, аспірантів, для тих людей, які займаються фундаментальними природничими науками; ми також організуємо публічні лекції, видаємо книжки. Дивно приємно, що на стенді магазину «Москва» все книги нон-фікшн, які продаються, - це практично все книги, видані за нашої підтримки. Ми робимо публічні лекції, як я сказала, фестивалі наук, і так далі і тому подібне. Приходьте на наші заходи.

А сьогодні ми починаємо цикл, що складається з трьох лекцій, які - перша, ось, сьогодні, друга буде завтра, і ще одна в неділю, в останній день фестивалю, і я із задоволенням представляю Володимира Георгійовича Сурдина, астронома, кандидата фізико-математичних наук , який розповість нам про відкриття нових планет.

Володимир Георгійович Сурдин. Спасибі, так. Перш за все, прошу вибачення за неадекватну обстановку. Передбачалося все-таки показувати картинки в обстановці, що відповідає цьому процесу. Сонце нам заважає, екран не дуже яскравий, ну ... Вибачте.

Отже, раз тема фестивалю - майбутнє, я вам розповім не про майбутнє в сенсі часу, а про майбутнє в сенсі простору. Які простору відкриваються перед нами?

Ми живемо на планеті, іншого способу існування у нас немає. До цього часу планети відкривалися дуже рідко, і всі були непристосовані для нашого життя. В останні роки ситуація різко змінилася. Планети стали відкриватися десятками і сотнями - і в Сонячній системі, і за межами Сонячної системи. Є де розвернутися фантазії, по крайней мере, підібрати місце для якихось експедицій як мінімум, а може бути, і для експансії нашої цивілізації - і для порятунку нашої цивілізації в разі чого. Загалом, треба наглядати містечко: це майбутні плацдарми для людства, по крайней мере, деякі з них. Ну, мені так здається.

Перша частина розповіді буде, звичайно, про внутрішній частині Сонячної системи, хоча її межі розширюються, і ви побачите, що ми вже дещо іншу область розуміємо під Сонячною системою, і поняття «планета» розширилося. Але давайте подивимося, що ми маємо на цей рахунок.

По-перше, як ми її уявляли - ну, власне, схема Сонячної системи не змінилася, так? Вісім великих ... (Так, лазерна указка на цій штуці не працює, доведеться класикою ...) Вісім великих планет і багато дрібних. У 2006 році номенклатура змінилася - ви пам'ятаєте, було 9 великих планет, тепер їх тільки 8 стало. Чому? Розділили на два класи: класичні великі планети типу Землі і планети-гіганти залишилися під ім'ям «планети» (хоча завжди треба обмовляти - «класичні планети», «більше планети»), і виділилася група «dwarf planets» - карликові планети, планети- карлики, - прототипом яких стала колишня 9-я планета, Плутон, ну, і до неї ще додалося кілька маленьких, я їх потім покажу. Вони дійсно особливі, і правильно зробили, що їх виділили. Але тепер у нас тільки 8 великих планет залишилося. Є підозра, що знайдуться тіла поблизу Сонця, є впевненість, що знайдеться дуже багато тіл далеко від Сонця, і постійно виявляються в проміжках між великими планетами, про це я теж розповім. Вся ця дрібниця називається «малі об'єкти Сонячної системи».

(Голос із залу. Володимир Георгійович, краще мікрофон, можете взяти: там ззаду не дуже добре чутно.) Неприємно слухати, коли люди говорять через мікрофон, але взагалі важко, звичайно, подолати цей фон. Ну добре.

Ось великі планети. Вони різні, і ми з вами живемо на тих, які відносяться до групи землеподобних, схожих на Землю. Ось вони чотири. Всі вони різні, вони не подібні Землі ні в якому сенсі, тільки в сенсі розміру. Про них і будемо говорити, ну, і про деякі інші тілах.

Виявляється, навіть не всі ці планети до сих пір відкриті. В якому сенсі відкриті? Хоча б окинути поглядом. Майже всі планети ми вже бачили з усіх боків, залишилася остання, найближча до Сонця, - Меркурій. Ми її ще не бачили з усіх боків. А ви знаєте, що сюрпризи можуть бути. Скажімо, зворотна сторона Місяця виявилася зовсім не така, як видима. Не виключено, що якісь сюрпризи будуть і на Меркурії. До нього підлітали, вже три рази пролітали повз нього космічні апарати, але так і не змогли його сфотографувати з усіх боків. Залишилося відсотків 25 або 30 поверхні, ще не побаченої жодного разу. Це буде в найближчі роки зроблено, в 2011 році, там уже супутник почне працювати, але поки ще є загадкова зворотна сторона Меркурія. Правда, він так схожий на Місяць, що очікувати якихось сюрпризів надприродних не має сенсу.

І, звичайно, малі тіла Сонячної системи абсолютно ще не вичерпані. В основному вони кучкуються в просторі між Юпітером і Марсом - орбітою Юпітера і орбітою Марса. Це так званий Головний пояс астероїдів. Ще недавно в ньому налічувалося тисячі, а сьогодні сотні тисяч об'єктів.

Завдяки чому це робиться? Перш за все, звичайно, великі інструменти. Самий королівський телескоп, «Хаббл», який працює на орбіті, він самий зірке досі, добре, що його налагодили. Ось недавно була експедиція, він ще років 5 пропрацює, потім йому прийде кінець, але на зміну йому прийдуть нові космічні інструменти. Правда, він рідко використовується для дослідження Сонячної системи: його час роботи дорого, і він, як правило, працює по дуже далеким об'єктів - по галактиках, квазарів і далі. Але, коли треба, його розгортають і на Сонячну систему.

А ось на поверхні Землі дійсно виникло багато астрономічних приладів, вже повністю спрямованих на дослідження Сонячної системи. Ось найбільша обсерваторія в світі на горі Мауна-Кеа - це згаслий вулкан на острові Гаваї, дуже високий, чотири з гаком кілометри. Працювати там важко, але зате там найбільші астрономічні прилади на сьогодні.

Найбільші з них - ось ці два, два телескопа-брата з діаметрами головних дзеркал це провідний параметр ... (Так, не видно цієї указки.) Ведучий параметр телескопа - діаметр його дзеркала, оскільки це площа збирання світла; значить, глибина погляду у Всесвіт визначається цим параметром. Ось ці два телескопа - вони як два ока не в сенсі стереоскопії, а в сенсі чіткості зображення, як бінокулярний телескоп працюють дуже добре, і з їх допомогою відрито вже багато цікавих об'єктів, в тому числі і в Сонячній системі.

Подивіться, що таке сучасний телескоп. Ось це фотоапарат сучасного телескопа. Такого розміру тільки фотокамера. Сам телескоп - це до 1000 тонн вагою, дзеркало десятки тонн важить, а фотоапарати ось такого масштабу. Вони охолоджуються; ПЗС-матриці - це ось та чутлива платівка, яка в камерах у нас сьогодні працює. Там приблизно такого ж типу ПЗС-матриці, але вони охолоджуються майже до абсолютного нуля, і тому чутливість до світла дуже висока.

Ось сучасна ПЗС-матриця. Це набір з приблизно таких же ... Ось як у гарній побутової камері у нас 10-12-мегапіксельні пластинки, але тут з них складають мозаїку, і в цілому виходить набагато більше светособірающая площа. І, що найважливіше, тут же можна в момент спостереження скинути ці дані в комп'ютер і порівняти, скажімо, картинки, отримані зараз і годиною раніше або цілодобово раніше, і ось так ми помічаємо нові об'єкти.

Комп'ютер відразу виділяє ті крапки, що світяться, які перемістилися на тлі нерухомих зірок. Якщо якась точка швидко, протягом десятків хвилин або годин, переміщається, значить вона недалеко від Землі, значить це член Сонячної системи. Відразу ж порівнюється з банком даних: якщо це новий член Сонячної системи, то зроблено відкриття. За весь XIX століття було відкрито приблизно 500 малих планет - астероїдів. За весь - майже за весь - XX століття було відкрито 5000 астероїдів. Сьогодні кожен день (точніше, щоночі) відкривають приблизно по 500 нових астероїдів. Тобто без комп'ютера їх записати навіть в каталоги ми б не встигали, з такою частотою робляться відкриття.

Подивіться на статистику. Ну, XIX століття я, звичайно, не став малювати ... (Я не знаю, видно указка на тлі цього? Погано, звичайно, але видно.) Ось так до 2000 року повільно відбувався кількісний ріст малих тіл в Сонячній системі, астероїдів ( ну, не такі вже вони й маленькі - десятки, сотні кілометрів розміром). Починаючи з 2000 року нові проекти, ось великі телескопи, різко прискорили зростання, і сьогодні ми маємо близько півмільйона астероїдів, відкритих в Сонячній системі. Ну, правда, якщо їх все зібрати в купу і зробити з них одну планету, то це вийде трохи більше нашого Місяця. Загалом, планета невелика. Але кількість їх гігантське, різноманітність рухів величезна, ми завжди можемо знайти астероїди, близькі до Землі, і, відповідно, дослідити.

Ось ситуація навколо Землі, подивіться. Це орбіта Землі, ось сама наша планета, цяточка, і чмихають повз неї астероїди. Ну, це не в реальному часі, звичайно, це на 2005 рік ситуація була розрахована, але подивіться, як близько вони пролітають і як часто зближуються із Землею. Коли говорять про астероїдної небезпеки, Іноді її перебільшують - щоб фінансування отримати або ще в якихось своїх інтересах це роблять астрономи. Але, загалом, ця небезпека реальна, і думати про неї треба, принаймні прогнозувати рух астероїдів і передбачати ситуацію.

Ось так телескопи бачать астероїд, що рухається на тлі зірок. Послідовні знімки: по-перше, протягом експозиції зсувається сам астероїд, він у вигляді такої лінії виходить, по-друге, від однієї експозиції до іншої він явно переміщається. 3-4 знімка, і ви можете (комп'ютер може) вирахувати орбіту і прогнозувати подальший політ астероїда.

Ось цей слайд я вам не дарма показую. Це в минулому році вперше в історії науки вдалося помітити астероїд, що наближається до Землі, розрахувати його орбіту, зрозуміти, що він вріжеться в атмосферу (він невеликий, кілька метрів розміром, страшного нічого не було), вріжеться в атмосферу Землі. Куди саме - ось на цій карті ... власне, це не карта, це знімок, зроблений із супутника. Тут у нас Єгипет, а тут Судан, ось межа між ними. І точно в тому місці, куди очікувалося падіння астероїда, був помічений його вхід в атмосферу, згоряння і політ.

Із Землі це теж спостерігали: ось він зруйнувався в атмосфері, частково було сфотографовано, і навіть приблизно вгадали місце, куди він впаде, і через два тижні пошуків дійсно знайшли там купу уламків, осколків, метеоритів. Вперше вдалося помітити наближення астероїда і точно вгадати місце, куди він впаде.

Тепер такі роботи робляться систематично; ну, правда, другого такого випадку поки не було, але будуть, я впевнений. Тепер уже метеорити можна збирати не випадково блукаючи по Землі і вишукуючи, де б там міг лежати метеорит, а просто цілком свідомо стежити за польотом астероїда і йти до того ... ну, краще почекати, поки він впаде, а потім йти до того місця , де висиплеться метеорит. Дуже важливо знайти свіжі метеорити, які не заражені біологічним матеріалом Землі, щоб подивитися, що у нього там в космосі було.

Ситуація з іншими малими тілами, а саме - з супутниками планет, теж дуже швидко змінюється. Ось на 1980 рік кількість супутників, що належать до кожної з планет. У Землі, звичайно, їх кількість не змінилася, ми як і раніше одну Місяць маємо, Меркурій і Венера взагалі не мають супутників. У Марса і раніше їх два - Фобос і Деймос, а ось у планет-гігантів, і навіть у маленького Плутона, відкрито колосальна кількість нових супутників за минулі два десятиліття.

Останній у Юпітера був відкритий в 2005 році, і сьогодні там 63 супутника. Всі шкільні підручники вже не відповідають дійсності ніяк.

У Сатурна сьогодні виявлено 60 супутників. Звичайно, більшість з них дрібні, розміром від 5 до 100 км. Але є і дуже великі: ось, наприклад, Титан, ось цей ось оранжевий спутнічек, - він більший планети Меркурій, тобто, взагалі кажучи, це самостійна планета, я сьогодні про нього розповім. Але доля так розпорядилася, що він став супутником Сатурна, тому його вважають не за планету, а за супутник.

У Урана сьогодні відомо 27 супутників, у Нептуна - 13, причому найбільші з них дуже цікаві.

Ось тут я фотографію Тритона помістив, це найбільший супутник Нептуна, і подивіться: у нього своя Антарктида, ось ця ось крижана шапка на його південному полюсі. Тут масштаб не дотримано, звичайно, щоб ви побачили деталі, я трошки, рази в чотири, збільшив розмір Тритона, у порівнянні з Нептуном він не такий великий. Але він розміром з нашу Місяць - в загальному, теж цілком велике тіло, а оскільки воно далеко від Сонця, то утримує (далеко від Сонця - значить, холодне) і льоди на своїй поверхні, і навіть розріджену атмосферу у своїй поверхні. Тобто за всіма параметрами невелика, але цікава самостійна планета, але супроводжує в своєму польоті Нептун, в це нічого страшного немає.

І навіть у Плутона, який виявився на сьогоднішній день вже карликовою планетою, теж виявилася своя система супутників. У 1978 році у нього був виявлений перший - ось цей, Харон. Він майже такого ж розміру, як сам Плутон, і тому сьогодні ми називаємо цю пару подвійний планетою. У них за розміром відмінність близько 4 раз всього лише. Така мікро-подвійна планета.

Але за допомогою телескопа «Хаббл» в 2005-му вдалося виявити поряд з Плутоном і Хароном ще два - ось, якщо помітите, тут світлі крапочки - два маленьких об'ектіка. Виявилося, що у Плутона не один, а три - як мінімум, три супутника.

Їм дали такі імена з міфології, пов'язані з пеклом: Гідра і Нікс. Як і раніше ще вистачає імен міфологічних. Насилу, правда; іноді доводиться винаходити щось, але, в загальному, міфологія - грецька, римська - така велика, що, скільки не відкривай, поки вистачає. По крайней мере, для супутників вистачає.

Кожна планета здатна утримати біля себе, в обмеженому просторі, супутники. Ось це, для прикладу, Сонце, Земля, а це та область, яку Земля контролює своєю гравітацією, - зона Роша. Місяць рухається всередині цієї області, і тому вона пов'язана з Землею. Якби була трохи далі її межі, то гуляла б, як самостійна планета. Так ось, у кожної планети, особливо у гігантських - у Юпітера і Сатурна, - ці області, які контролюються її власної гравітацією, дуже великі, і тому там багато супутників, їх доводиться вичерпувати. Але природа їх різна, це факт.

Ось подивіться, як влаштована система супутників Сатурна. Ми винесли з центру картинку, поруч з Сатурном все супутники рухаються в одному напрямку, в одній площині, приблизно так само, як планети в Сонячній системі. Тобто це маленька модель Сонячної системи. Очевидно, що всі вони народилися разом з самою планетою і формувалися в один і той же час - 4,5 мільярда років тому. А решта, зовнішні, супутники рухаються хаотично, їх орбіти під різним кутом нахилені, вони рухаються по орбітах в одному або в іншому (ми говоримо - в прямому або зворотному) напрямку. І зрозуміло, що це набуті супутники, тобто вони захоплені зі складу астероїдів Сонячної системи. Вони сьогодні можуть бути захоплені, завтра втрачені; це таке змінюються населення навколопланетного. А ці, звичайно, вічні, вони давно сформувалися і нікуди ніколи не зникнуть.

Взагалі, процес формування Сонячної системи стає зрозумілим поступово. Це, звичайно, картинка, але ось так ми уявляємо собі перші сотні мільйонів років життя Сонця і околосолнечного речовини. Спочатку сформувалися великі планети, потім навколо них стало наростати речовина, притягнуте гравітацією. З нього супутники формувалися, кільця; у всіх планет-гігантів є і кільця, і супутники. Цей процес нагадував формування самої Сонячної системи.

Тобто всередині Сонячної системи організувалася область - планета і її оточення, - яка в малому масштабі приблизно тим же шляхом йшла в своєму розвитку.

На далеких рубежах Сонячної системи приблизно 15 років - вже більше, близько 20 років тому - виявилася область, населена абсолютно особливими мікропланеткамі. Ми її зараз називають поясом Койпера, тому що 50 років тому американський астроном Койпер передбачив її існування. За орбітою Нептуна лежить орбіта Плутона, і тепер ми розуміємо, що він член великого колективу, літаючого в зовнішніх областях Сонячної системи. Сьогодні вже кілька тисяч об'єктів там виявлено, найбільші з них ви бачите.

Ось для масштабу Земля і Місяць, і Плутон - до речі, це реальне зображення Плутона, нічого кращого ми на сьогоднішній день не маємо, тому що він далеко і деталі побачити складно, але телескоп «Хаббл» зміг дещо там розглянути. Це малюнки; звичайно, поверхні далеких тел ми не бачимо. Але ось подивіться: вже виявлені в поясі Койпера тіла, більші, ніж Плутон. З цієї причини саме і була виділена група карликових планет. Тому що Плутон ніякий не особливий, він член, ймовірно, численного братства планет-карликів. Вони самостійні, цікаві.

Ось це все малюнки. Поруч із зображенням Землі в масштабі, але все це намальовані картинки. Як ми собі уявляємо найбільші об'єкти поясу Койпера? Побачити їх поверхню неможливо: вони, по-перше, далеко, а по-друге, дуже погано освітлені Сонцем, оскільки далеко. Але зверніть увагу: Плутон має три супутника, а Еріда - як мінімум один (уже виявлений), Хаумеа - два великих супутника. Тобто тіла досить самостійні, складні, мають системи супутників ... По всій видимості, вони і з атмосферою, тільки атмосфери ці застиглі, замерзлі, там холодно. А у Плутона, який рухається по витягнутій орбіті і іноді підлітає до Сонця - ось тут це видно: іноді він віддаляється від Сонця, і там, звичайно, все замерзає, лід і сніг лежить на поверхні. Іноді, ось в цій точці орбіти, наближається до Сонця, і тоді його атмосфера, точніше, лід на його поверхні, тане, випаровується, і планета огортається своєї атмосферкой на кілька десятків років, потім знову атмосфера вимерзає і у вигляді снігу лягає на поверхню планети .

Це, між іншим, варіант майбутнього для розвитку Земної цивілізації. Сьогодні тіла холодні, але коли-небудь ситуація зміниться. Ось давайте подивимося, що прогнозують сьогодні астрономи для Землі. Сучасну Землю ми собі уявляємо. У минулому, ймовірно, атмосфера Землі була більш насичена газами, і навіть газовий склад був інший. По крайней мере, вона була більш щільна і масивна, тому що газ втрачається з атмосфери Землі. Кожну секунду приблизно 5 кг газу вилітає з земної атмосфери. Начебто нісенітниця, але за мільярди років це досить багато, і через три мільярди років ми очікуємо побачити Землю майже позбавлену атмосфери, частково ще й тому, що Сонце гріє Землю все сильніше і сильніше - ну, я не маю на увазі сьогоднішній день, взагалі погода змінюється часто, а яскравість Сонця підвищується постійно. Кожен мільярд років приблизно на 8, на 10% потік тепла від Сонця посилюється. Так еволюціонує наша зірка. Через три мільярди років Сонце буде світити на 30% яскравіше, і для атмосфери це стане фатальним. Вона почне дуже швидко випаровуватися, разом з нею підуть і океани, оскільки тиск повітря знизиться, і вода почне швидше випаровуватися. Загалом, Земля висохне. Щодо температури складно сказати; може бути, температура і не сильно зміниться, але ось висохне - це точно, загубить газову оболонку. Тому треба наглядати собі якісь плацдарми для розвитку, і далекі холодні планети сьогодні можуть стати теплими і сприятливими через мільярди років.

Ось малюнок, приблизно так ми бачимо себе еволюцію Сонця через 4,5-5 мільярдів років. Воно роздується і остаточно погубить Землю, воно увійде в завершальну стадію еволюції. Червоний гігант буде на місці Сонця - зірка надто велика, низької температури, але високого потоку тепла, просто з-за великого розміру, і Землі прийде кінець. Навіть неясно, чи збережеться Земля як індивідуальне тіло. Не виключено, що Сонце розшириться аж до орбіти Землі і поглине її, Земля пірне всередину Сонця. Але навіть якщо цього не станеться, біосфері прийде кінець.

Взагалі, та область в Сонячної системи, де можливе життя, - вона переміщається. Її називають зазвичай «зоною життя», і ось подивіться: 4,5 мільярд років тому зона життя захоплювала Венеру, там було не дуже жарко, не так, як сьогодні, ну і захоплювала Землю, звичайно, тому що 4 мільярди років тому на Землі вже було життя. У міру збільшення яскравості Сонця зона життя відсувається від нього, Земля сьогодні в зоні життя, і Марс потрапляє в зону життя. Якби Марс зберіг свою атмосферу до сьогоднішнього дня, температура на ньому була б комфортна, річки б текли, і життя могла б бути. На жаль, ось в той період, поки не добралася до нього зона життя, Марс встиг вже розгубити свою атмосферу, він слабо притягує гази, вони випаровуються, і сьогодні навіть при сприятливій ситуації він такий сухий, що малоймовірно ... Тобто, на його поверхні життя немає, але під поверхнею, ще не виключено, може бути.

Ну а далі зона життя буде все швидше і швидше відсуватися від Сонця, накриє гігантський планети. На самих гігантських планетах, звичайно, малоймовірна життя, але на їх супутниках, як ви зараз побачите, дуже може бути. Про них ми зараз поговоримо.

У Юпітера багато супутників. В основному це дрібниця, але чотири так званих «галілєєвих супутника», відкриті якраз 400 років тому, в 1610 році, Галілеєм, - вони привертають увагу вже давно. Це великі самостійні тіла.

Наприклад, Іо - найближчий великий супутник до Юпітера. На ньому вулкани.

По-перше, це природний колір. Зверніть увагу: абсолютно дивовижне, рідкісне для космосу поєднання кольорів. Ось цей помаранчевий, жовтий - ну, це замерзлі гази, зрозуміло. А ось це все поверхня, покрита сполуками сірки. Звідки її так багато? А тут діючі вулкани. Ось, наприклад, чорний потік розплавленої сірки випливає з кратера вулкана. Це те, що вулкан навколо себе розкидав. Можна ще знайти багато: ось тут ось є вулкан діючий, ось тут ... близько 50 діючих вулканів помічається ще здалеку, з космосу. Я уявляю, скільки їх буде знайдено, коли на поверхні Іо якась автоматична станція почне працювати. Виглядає це просто жахливо.

Ось так виглядає виверження найбільшого вулкана на Іо - вулкана Пеле. Знімок сильно збільшений, ось тут проходить край супутника, горизонт його, і там, за горизонтом, працює вулкан. Бачите, ось те, що він викидає з себе, злітає на висоту приблизно 300-350 км, а деяка частина навіть в космос відлітає.

Звичайно, на поверхні Іо холодно. Ви бачите, що гази тут замерзли і лягли в вигляді снігу на поверхню. Але чим ближче ви до вулкану, тим тепліше. Це як у багаття, знаєте, взимку біля багаття крок в сторону - холодно, крок до багаття - жарко, і завжди можна знайти область, де поруч з багаттям комфортна температура. Ще більш точна аналогія - це чорні курці на дні наших океанів. Ви знаєте: маленькі вулканчики такі, точніше, гейзери, які на дні наших океанів працюють. Навколишнє вода має температуру близько нуля, а виходить з цих чорних курців - приблизно 400 градусів тепла. І ось на кордоні між окропом і морозом життя розквітає поруч з чорними курцями. Не виключено, що в зоні навколо вулканів Іо теж при комфортній температурі якась форма життя існує. Перевірити поки не було можливості, ніхто туди не сідав. Були тільки орбітальні, навіть не орбітальні - прогонові такі дослідження, швидкі.

Другий супутник, більш далекий від Юпітера - Європа. Він, звичайно, прохолодніше, там вулкани не працюють, і вся його поверхня нагадує нашу Антарктиду. Це суцільний крижаний купол - навіть не купол, а просто кора крижана, що покриває супутник, - але, судячи з розрахунків, на глибині кілька десятків кілометрів під цим твердим льодом вода рідка. Ну, така ж ситуація і в Антарктиді у нас: наш антарктичний південний купол крижаний, але на глибині трьох кілометрів там є озера рідкої води; там тепло, яке виходить з надр планети, плавить воду. Те ж саме, ймовірно, на Європі. Дуже б хотілося пірнути в цей океан і подивитися, що там відбувається. Де рідка вода, там зазвичай і життя.

Як пірнути? Ось ці смужки, які ділять крижаний щит, - вони, швидше за все, є тріщинами. Ось тут - це, правда, сильно контрастували кольору, це неприродний колір - тут ми придивляємося до них і бачимо, що свіжий лід, він уздовж смужок йде. Швидше за все, бувають моменти, коли крижаний купол тріскається, і звідти піднімається вода. На жаль, джерел поки не бачили.

Ось так от виглядає в реальних кольорах крижаний купол Європи. Там є свої тороси, айсберги, видно, що зрушення якісь відбуваються у льоду, зрушення видно, розриви. Але нікому ще не вдалося побачити справжню тріщину, щоб можна було зазирнути туди, в океан.

Останні роки, ось коли це відкриття було зроблено, астрономи - точніше, фахівці з космонавтики - стали думати, як би туди пірнути, запустити робота, який, може бути, пошукає там форми життя. Лід товстий, як мінімум кілометрів 30, а може бути, і 100, тут розрахунки не дуже точні. Знайти тріщину поки не вдається. Є проекти, в основному це в рамках НАСА, ну і у нас дехто в наших космічних інститутах цим займається. Думали складні апарати зробити з ядерним джерелом енергії, які проплавити лід і туди проб'ються, в загальному на межі, а може, і за межею технічних можливостей.

Але буквально в минулому році виявилося, що цього робити не треба. Зроблено нове відкриття, яке великі перспективи нам обіцяє. Відкриття не в системі Юпітера, а в системі супутників Сатурна. У Сатурна теж багато супутників, і ось, зверніть увагу: навіть на цій картинці, звичайно, не всі зображені, на один із супутників взагалі не звертали уваги.

Ось це Титан, найбільший, а тут я окремо поруч з Титаном знайшов фотографію, де ось проходить маленький цей спутнічек під ім'ям Енцелад. Він такий маленький, 500 км в діаметрі, що рядовим вважався, малоцікавим. Зараз поруч з Сатурном - на орбіті навколо Сатурна - працює хороший космічний апарат НАСАвських, «Кассіні», і він підлітав кілька разів до Енцелада.

І що виявилося? Абсолютно несподівана річ.

Ось так виглядає Енцелад здалеку. Теж крижана поверхня. Але відразу кидається в очі - геологи на це відразу звертають увагу - що він ніби з двох половинок складається. Північна частина покрита метеоритними кратерами, а це значить, що лід старий, що на нього мільйони років падали метеорити і як слід його побили. Це геологічно стара поверхню. А ось південна частина не містить жодного кратера. Що, туди не потрапляли метеорити? Малоймовірно, вони таки не прицільно падають. Значить, якийсь геологічний процес постійно оновлює південні льоди, І це відразу привернуло увагу. Що значить «оновити лід»? Це означає - рідкою водою його полити і знищити метеоритні кратери.

Стали придивлятися до південній півкулі Енцелада. Дійсно, побачили там потужні тріщини, ось бачите, який глибокий каньйон в крижаній поверхні.

(Ну не можу не пошкодувати, що ця аудиторія не темна, а така ось зовсім пристосована для показу слайдів. Це все дуже красиво насправді. Ну ладно, як-небудь наступного разу зберемося в темній обстановці, і тоді ви побачите більше . Але і тут дещо видно.)

І ось одна область, буквально на південному полюсі Енцелада, виявилася дуже цікавою. Тут ось такі подовжні чотири смуги. По-англійськи їх стали називати «tiger stripes», це stripes не в сенсі смужки, які на пузі у тигра або, де там, на спині, а ось ці ось, які від кігтів залишаються, коли тигр вас погладить. І дійсно, це виявилися ось ті самі сліди кігтів. Тобто розриви на поверхні.

Пролітаючи за супутником з боку, протилежної Сонцю, ось із заднім висвітленні, «Кассіні», апарат «Кассіні», побачив фонтани води, що б'ють саме з цих розломів в льоду. Самі натуральні фонтани. Звичайно, це не рідка вода. Через щілини, через розломи пробивається рідина, вона тут же випаровується і замерзає у вигляді кристаликів льоду, тому що вилітає в вакуум, і, по суті, це потоки снігу вже летять, ну а внизу це відтоки води, звичайно. Абсолютно дивовижна річ.

Це означає, що ми отримуємо речовина прямо з крижаного океану, з океану рідкої води, який існує під поверхнею цього супутника.

У штучних квітах, сильно посилених за яскравістю і за контрастом, це виглядає ось у вигляді такого супер-фонтана, який б'є прямо в космос, який вилітає в космос з поверхні Енцелада. А ось ця фотографія - це орбіта Енцелада навколо Сатурна: ось тут Енцелад, уздовж орбіти він розкидав цей свій сніг, пар і лід. Тобто одне з кілець Сатурна, саме зовнішнє кільце, - це, по суті, речовина, викинуте Енцелад - пар водяний і кристалики льоду, викинуті Енцелад останнім часом.

Ну, це, звичайно, фантастичний малюнок, космонавти навряд чи виявляться скоро на поверхні цього супутника, а ось це справжня інфрачервона фотографія. Ці самі чотири смужки - вони теплі. Інфрачервоний прилад, фотоапарат на борту "Кассіні", він сфотографував смужки, і ви бачите, що вони теплі, тобто знизу під льодом рідка вода. Ось вона прямо підходить до поверхні льоду і крізь тріщини вилітає наверх.

В кінці минулого року орбіта «Кассіні» була змінена так, що він пролетів прямо крізь ці фонтани, ось буквально пройшов у поверхні супутника на висоті 20 км і зачерпнув цієї води. І довів, що це дійсно H 2 O звідти вилітає. На жаль, ніяких біологічних лабораторій на борту "Кассіні" немає, тому проаналізувати цю воду на склад мікроорганізмів він не може. Ніхто не припускав, що взагалі відбудеться така знахідка. Але тепер ніхто вже, майже ніхто, не цікавиться Європою, де 100-кілометровий панцир крижаний, його треба свердлити і бурити незрозуміло чим. Все перенацілити на Енцелад, з якого вода вилітає сама, і просто треба або пролетіти, або посадити на поверхню апарат і проаналізувати на біологічний склад цю речовину.

Дуже цікаво, і зараз просто маса проектів спрямована на дослідження Енцелада.

Ось так ми собі уявляємо походження цих фонтанів: підлідний океан водяний, і крізь розриви в льоду просочується вода і виливається в вакуум, вилітає і слід по орбіті за супутником.

Звичайно, є й інші цікаві супутники у багатьох планет. Ось мені, наприклад, дуже подобається Гіперіон, один з маленьких супутників Сатурна.

Дивіться, він схожий на губку морську. Теж незрозуміла причина, по якій саме така структура у нього виникла. Неначе березневий сніг, проплавлення сонячними променями. За всім не встежиш, на кожен супутник поки не вистачає наукових приладів і апаратів. Ми тільки здалеку їх обстежуємо, але прийде час - сядуть і туди, подивляться.

Все, що було відкрито за останні роки, зробив ось цей чудовий апарат. Це найдорожчий в історії космонавтики автоматичний міжпланетний апарат «Кассіні-Гюйгенс». Зробили його американці, але і Європа доклала ... Вибачте, американці зробили основний апарат, «Кассіні», ну і ракетоносій дали, «Титан», а ось цей додатковий апаратик, «Гюйгенс», зробили європейці.

Цей зонд, вартість всього проекту 3 мільярди доларів, це, дійсно, як на теперішній час раз в 10 більше традиційного космічного апарату. Ця штука давно була запущена, в 1997 році, по дуже складній траєкторії рухалася, тому що важкий апарат, і відразу його не можна було кинути до Сатурну. Він від Землі полетів до Венери, то є всередину Сонячної системи, потім знову до Землі, потім знову до Венери підлетів. І кожен раз, пролітаючи повз планет, він трішечки за рахунок їх тяжіння набирав додаткову швидкість. Зрештою, третій проліт повз Землю кинув його до Юпітера. Юпітер його дуже сильно підштовхнув, і апарат дістався в 2004 році до Сатурна. І зараз він вийшов на орбіту, це перший в історії космонавтики супутник, штучний супутник Сатурна, і він вже працює там чотири, п'ять майже, років, і дуже ефективно.

Одна з головних цілей цього польоту була досліджувати Титан. Титан, звичайно, дивовижний супутник. Я вже говорив: це самостійна планета.

Ось таким ми бачили Титан до того, як до нього добрався «Кассіні». Він покритий атмосферою, атмосфера холодна, непрозора, все це серпанок, і що там на поверхні, не знав ніхто.

Ось так ми його побачили крізь атмосферу за допомогою приладів «Гюйгенса». У нього спеціальні прилади, фотоапарати - телекамери, точніше, - у яких є можливість крізь тонке спектральний вікно, де атмосфера мало поглинає, все-таки побачити поверхню планети. Ось тут Антарктида Титана ... Так, зверніть увагу: атмосфера видно, і яка вона товста! Вона приблизно десь близько 500 км завтовшки, тому що планета невелика - ну, як невелика, більше Меркурія - але все-таки сила тяжіння там невелика, b тому атмосфера дуже далеко тягнеться, вона не притиснута до поверхні планети.

Це знімок південній частині Титана. Ось тут замерзлі льоди, очевидно, лежать, на кшталт нашої Антарктиди. багато було цікавих питань і про склад атмосфери, і про поверхні.

Ось так ми сьогодні бачимо поверхню Титана поблизу Південного полюса. Виявилося, що там є озера - ну, морями їх важко назвати, але озера рідкого CH 4 - метану. Температура низька, приблизно мінус 200, тому там такі гази в рідкому стані. Але головне було, звичайно, сісти на його поверхню.

Ось посадковий апарат "Гюйгенс", який зробили європейці, зробили дуже добротно. Ви здивуєтеся: на фірмі «Mercedes-Benz» його робили, і тому він дійсно надійно ... Ви знаєте, не дуже надійно, насправді, спрацював. Я не в сенсі автомобілів, а ось цей апарат - там було два дубльованих радіоканалу, так ось один радіоканал все-таки вийшов з ладу; добре, що вони були дубльовані. Половина інформації пропала, але половину ми отримали.

Це тепловий екран, тому що спочатку апарат йде без всякого гальмування, просто з другою космічною швидкістю, врізається в атмосферу супутника, а вона дуже товста, протяжна.

Потім викидає парашути - один парашут, другий - і поступово на парашуті опускається на поверхню. Він дві години парашуті йшов вниз, поки торкнувся поверхні. І поки ці дві години він спускався на парашуті, він фотографував, звичайно. Не дуже якісно, \u200b\u200bну, дуже важко було.

Знаєте, про все хочеться розповісти, маса цікавого була в цьому експерименті, в цих подорожах, але часу немає. Почитайте як-небудь. Скільки технічних проблем було вирішено буквально в останній момент, щоб взагалі щось побачити!

Це хмари. Зараз з висоти 8 км ми бачимо поверхню Титана. Ось він пройшов уже крізь хмари; ну, тут ще два хмарки видно, а в основному вже тверду поверхню бачимо. І відразу несподіванка. На твердій поверхні є плоскі ділянки, що нагадують морське дно. І є пересічені ділянки, гористі, причому на них видно меандри явно річок якихось. Що в цих річках тече, яка рідина - може бути, той же метан, швидше за все, або тек колись. Але подивіться: очевидно, дельта, далі морське дно, тут гірська система - дуже нагадує по географії Землю. А вже за атмосферою - взагалі копія Землі. Атмосфера Титана, на відміну від всіх інших планет ...

Ну, візьмемо Венеру: атмосфера там - чистий CO 2, для нас отрута. На Марсі: CO 2, вуглекислий газ, отрута. Беремо Титан: атмосфера складається з молекулярного азоту. А у нас зараз ось тут 2/3 молекулярного азоту. Взагалі, для нас це просто нормальна нейтральне середовище. Кисню там немає, звичайно, але азотна середовище - це все-таки дуже добре. Тиск у поверхні - півтори земних атмосфери, тобто практично як в цій кімнаті. Температура, правда, холоднувата, але нічого страшного. Жарко - це вбивчо для експериментів, холодно - це навіть сприятливо, тому що не треба охолоджувати апарат, він сам буде охолоджуватися.

І ось він сів на поверхню. (Це малюнок, це не фотографія.) Ось така маленька машинка села і передавала нам протягом двох годин дані про Титані.

Це єдиний переданий їй телевізійний кадр. Там горизонт, це прямо у самого апарату, ось булижники - очевидно, це замерзла вода; при температурі мінус 180 вода, як камінь, тверда, і поки ми більше про нього нічого не знаємо.

Чому він цікавий? Тому що газовий його склад і температура поверхні, як думають біологи, дуже близька до того, що ми мали на Землі чотири мільярди років тому. Може бути, досліджуючи Титан, ми зможемо зрозуміти перші процеси, що передували біологічної еволюції на Землі. Тому до нього велику увагу і його ще досліджуватимуть. Це перший супутник планети (крім Місяця), на який здійснено посадку автоматичної станції.

Питання із залу. А що з «Гюйгенсом»?

В. Г. Сурдин. "Гюйгенс" скінчився. Батарейка скінчилася, о другій пропрацював, і все. Але не тільки. Там все було розраховано так, щоб він відлив два години пропрацював. Тому що для зв'язку з Землею у нього недостатня потужність передавача була, а він зв'язувався через орбітальний апарат, а той полетів, і все, зв'язок припинився. Ні, ну добре, зробив свою справу.

Астероїди. До астероїдів уже підлітали космічні апарати, тепер ми вже бачимо, що це за тіла. Великий несподіванки не виявилося, ми дійсно так і уявляли собі астероїди: уламки, великі чи дрібні, допланетного тіла.

Ось так виглядають астероїди, повз яких пролітають космічні апарати, це серія кадрів, просто щоб ви бачили. Ясно, що вони відчувають взаємні зіткнення.

Подивіться, який величезний кратер на астероїді Штерн виявлений. Іноді кратери такі великі, що незрозуміло, що не розламалося саме це тіло при ударі.

Вперше вдалося недавно підлетіти і майже сісти на поверхню астероїда. Ось цього ось астероїда. Як ви думаєте, хто це зробив, яка країна?

В. Г. Сурдин. Ну, ви знаєте ... А ось зовсім несподівано, що це зробили японці. Японці якось дуже скромно про своїх космічних дослідженнях говорять. А точніше, не говорять.

Японський апарат, дійсно перший міжпланетний японський апарат, підлетів ось до цього астероїда з японським же ім'ям Ітокава - але ось, грубо кажучи, вони його спеціально відкрили під цю справу і дали це ім'я. Дуже маленький астероїд, розміром всього уздовж довгої осі 600 метрів - ну, з стадіон Лужники.

До нього підлетів ось такий маленький апаратик, який - ось на цій фотографії видно тінь від нього - він свою тінь сфотографував, падаючу на поверхню астероїда Ітокава.

Поступово він зблизився з ним (ну, це, природно, малюнок ви бачите), не сів на його поверхню, але завис над нею приблизно на відстані 5 або 7 метрів. На жаль, у нього стала барахлити ... - ось японці, а все одно стала барахлити - електроніка, і далі ми не зовсім впевнені, що з ним відбувалося. Він повинен був скинути на поверхню маленького робота - ось він тут намальований - розміром ... ось такого розміру робот, але оскільки сила тяжіння на астероїді майже нульова, то цей робот, відштовхуючись маленькими вусиками ось так от, повинен був стрибати по поверхні. Сигналу від нього не було отримано - мабуть, він не потрапив просто на поверхню.

Але був зроблений набагато більш цікавий експеримент. За допомогою такого пилесосик - ось тут труба стирчить - була взята проба ґрунту з поверхні цього астероїда. Ну, пилосос там, звичайно, не працює, там безповітряний простір. Тому він обстрілював поверхню маленькими металевими кульками, кульки викликали такі мікровибухи, і частина пилу ось цієї астероїдної повинна була потрапити в цю трубу. Потім вона упакувалася (мала упакуватися) в капсулу спеціальну, і апарат рушив до Землі. Цей експеримент був спеціально для доставки речовини астероїда на Землю. Вперше в історії. Але відмовило двигуни, і замість того щоб давно вже прилетіти до Землі, він зараз повільно-повільно намотує обертів навколо Сонця і все-таки потихеньку до Землі наближається. Може бути, через рік-півтора він, якщо буде ще живий, добереться до Землі та вперше привезе зразки грунту з астероїда.

А ось з комет грунт вже отримано. Комети чудові тим, що вони замерзлі протягом мільярдів років. І є надія, що це та сама речовина, з якого формувалася сонячна система. Отримати його зразки мріяли все.

Ось до цього ядра комети Вілд-2 (Wild-2) підлетів у 2006 році апарат "Стардаст" (Stardust). Влаштований він був так, щоб, не сідаючи на поверхню комети, взяти пробу її речовини.

Цей апаратик прилаштувався в хвіст комети, з капсули, яка потім повернулася на Землю, була розгорнута спеціальна пастка, вона розміром приблизно з тенісну ракетку, у вигляді вафельної такої конструкції, і осередки між ребрами заповнені в'язким речовиною зовсім особливого властивості - його називають «аерогель» . Це вспененное скло, дуже дрібно вспененное аргоном скло, і його губчаста така, напівтверда-полугазовая консистенція дозволяє порошинкам застрявати в ньому, не руйнуючись.

А, ось, власне, ця сама матриця. І ось кожна клітинка заповнена найлегшим на світлі штучним речовиною - аерогелем.

Подивіться, як виглядає мікрофотографія польоту порошинки всередині цієї речовини. Ось вона з космічною швидкістю, 5 км в секунду врізається, прошиває цей аерогель і поступово в ньому гальмується, що не випаровуючись. Якби вона про тверде покриття вдарилася, вона б випарувалася моментально, нічого б не залишилося. І застряє, там залишається у вигляді твердої частинки.

Потім, після прольоту повз комети, цю пастку знову сховали в капсулу, і вона повернулася на Землю. Пролітаючи повз Землю, апарат скинув її на парашуті.

Ось в Аризонской пустелі її знайшли, цю капсулу, відкрили, і бачите, як досліджують склад цієї пастки. У ній виявилися мікрочастинки. До речі, їх дуже важко було виявити, там інтернет-проект був, багато людей допомагали - волонтери, ентузіасти - допомагали по мікрофотографій шукати цю справу, це окрема розмова. Знайшли.

І відразу ж було несподіване відкриття зроблено: виявилося, що тверді частинки, які там застрягли, - геологи так стверджують - при дуже високій температурі формувалися. А ми думали, що, навпаки, Сонячна система і речовина комет завжди було при низькій температурі. Ось зараз висить ця проблема: чому в складі комет є тугоплавкі тверді частинки, звідки вони взялися? На жаль, проаналізувати їх не вдалося: вони дуже дрібні. Ну, будуть ще польоти до комет, добрий початок.

До речі, вони і продовжилися. До одного з ядер комет - комета Темпель-1 - підлетів теж американський апарат «Deep Impact» і спробував натиснути і подивитися, що там всередині. З нього була скинута болванка - по-моєму, близько 300 кг ваги, мідна, - яка зі швидкістю польоту супутника врізалася ось сюди; це момент якраз зіткнення. Вона проникла на глибину кілька десятків метрів, ну і там загальмувалася, вибухнула, просто від кінетичної енергії: дуже швидко летіла. І викинуте зсередини речовина була спектрально проаналізовано. Так що, можна сказати, вже попорпалися всередині ядер комет. Це дуже важливо, тому що кора кометний - вона оброблена сонячними променями, сонячним вітром, а ось з глибини захопити речовина вдалося вперше. Так що ядра комет непогано досліджені. Сьогодні ми їх вже представляємо в такому розмаїтті.

Це ядро \u200b\u200bкомети Галлея, пам'ятайте, в 1986 році вона - ну хтось повинен пам'ятати - підлітала до нас, ми її бачили. А це ядра інших комет, до яких вже наближалися космічні апарати.

Я говорив, що недавно ... - власне, давно вже - виникли підозри, що ми чогось не долічуємся в Сонячній системі. Бачите, тут маленький значочек питання.

Чому саме там, поблизу Сонця? Тому що астрономам важко спостерігати області поруч із Сонцем. Сонце сліпить, і телескоп там нічого не бачить. Само-то Сонце видно, звичайно, а що поруч з ним? Навіть Меркурій в телескоп дуже важко розглянути, ми не знаємо, як він виглядає. А що всередині орбіти Меркурія - зовсім загадка.

Нещодавно можливість розглянути ці області з'явилася. З орбітальних апаратів тепер щодня роблять фотографії околиць Сонця, закриваючи сам сонячний диск спеціальною заслінкою, щоб він не зліпив телескоп. Ось вона на ніжці, ця заслінка. І ми тепер бачимо: ну, це корона Сонячна і те, що поруч із Сонцем може виявитися.

Приблизно раз на тиждень зараз відкриваються маленькі комети, які наблизилися до Сонця на відстань одного-двох його власних розмірів. Раніше такі дрібні комети ми не могли відкрити. Це тіла розміром 30-50 метрів, які далеко від Сонця так слабо випаровуються, що ви їх не помітите. Але наближаючись до Сонця, вони починають дуже активно випаровуватися, іноді вдаряються в сонячну поверхню, гинуть, іноді пролітають повз і майже повністю випаровуються, але тепер ми знаємо, що їх дуже багато.

До речі. Ну, раз ви сюди прийшли, значить, астрономією цікавитеся. Можете відкривати комети, не маючи телескопа, а маючи лише комп'ютер, який є у кожного. Ці знімки щодня скидаються в інтернет, їх можна брати звідти і дивитися, чи не підлетіла чи до Сонця комета. Любителі астрономії так роблять. Я знаю, принаймні, двох хлопчиків в Росії, які живуть в селі, у них немає ... - чомусь комп'ютер з інтернетом у них там є. Телескопа немає. Так ось, вони вже відкрили, один, по-моєму, п'ять навіть комет, які його ім'я отримали і, в загальному, все по-чесному. Просто володіючи ось такою наполегливістю і щодня працюючи в цьому напрямку. Ну, і за кордоном багато хто цим займаються. Так що відкрити комету зараз стало легше навіть без телескопа.

Поруч із Сонцем, між орбітами Меркурія і поверхнею Сонця, є область, де дуже може бути, не виключено, що ми виявимо нові невеликі планети. Їм навіть попередню назву вже дали. Колись в XIX столітті там підозрювали існування планети, дали їй ім'я Вулкан, але її там не виявилося. Тепер «Вулканоїди» назвали ось ці от дрібні тіла, які теж ще не відкриті, але, може бути, будуть найближчим часом виявлені.

А тепер несподівана річ. Місяць. Здавалося б, що нового на Місяці? За нею вже люди бродили, 40 років як американці там були, маса всякої автоматики туди літала. А от не все так просто. З Місяцем теж ще відкриття чекають. Ми добре (більш-менш) вивчили видиме півкуля Місяця, звернене до Землі. І дуже мало знаємо про зворотну її боці. Там не було ні одного автоматичного апарату, ні людини, ні однієї проби грунту - в загальному, нічого там не було, тільки здалеку на неї трошки дивилися. У чому була проблема, чому туди не літали? Тому що, перебуваючи на зворотному боці Місяця, ви втрачаєте зв'язок із Землею. Принаймні, не маючи ретрансляторів якихось, радіорелейних ліній, ви не можете по радіо зв'язатися з Землею. Управляти апаратами було неможливо. Тепер така можливість з'явилася.

Два роки тому все ті ж японці запустили навколо Місяця важкий супутник, дуже великий, дуже хороший, три тонни вагою - «Селена» (Selene) він тоді називався, зараз вони йому дали ім'я японське, «Кагуя» (Kaguya). Так цей супутник сам привіз туди радіоретранслятор. Він з себе викинув два маленьких спутнічка, які літають один трошки попереду, інший трошки з відставанням по орбіті, і коли основний апарат знаходиться там, за Місяцем, і досліджує її зворотний бік, Ці ретранслюють його сигнали на Землю.

Сьогодні японці прямо по телебаченню - побутового, на звичайні високоякісні домашні телевізори - щодня показують поверхню Місяця. Кажуть, якість незрівнянне; я не бачив, вони нам цей сигнал не дають. Взагалі, вони досить скупо свої дані публікують, але навіть по тому, що є, видно, що якість прекрасне.

Ці картинки набагато краще, ніж 40 років тому американці поставляли або ми.

Ось японські фотографії - як там Земля з-за обрію місячного з'являється. І це, звичайно, істотно погіршено якість для слайдів, насправді дуже високоякісних. Навіщо це потрібно? Ну, для наукових цілей, звичайно, все це цікаво, але є одна чисто «побутова» проблема, яка хвилює останнім часом людей все більше і більше: чи були американці на Місяці? Якісь ідіотські книги з'являються на цей рахунок. Ну, ніхто з професіоналів не сумнівається, що були. Але народ вимагає: немає, ви покажіть, що вони там були. Ось де залишки їх експедицій, посадочні апарати, ці ровери, місячні автомобілі? До сих пір не було можливості їх сфотографувати. Ну, з Землі - взагалі ніякої, таких дрібних деталей не бачимо. І навіть японський, ось цей, чудовий супутник все одно не бачить їх.

І ось буквально через - зараз скажу, через скільки днів - через три дні ... сьогодні 12-е? 17-го числа, через п'ять днів, до Місяця повинен відправитися американський важкий супутник «Lunar Reconnaissance Orbiter», у якого буде величезна телекамера з ось таким ось об'єктивом, і він буде на поверхні Місяця бачити все, що більші за півметра. Роздільна здатність - 50, а може бути, навіть і 30 см вони зможуть досягти. І вже тоді ось - зараз адже сорокаріччя посадки буде через місяць - вони обіцяють сфотографувати всі ці місця, сліди і так далі, все, що залишили сорок років тому на Місяці. Але це, звичайно, швидше, такий, я не знаю, журналістський інтерес до цього, ніж науковий, але все одно.

Так, знову підроблять все. Хлопці, навчитеся робити такі супутники, і ви зробите фотографії.

Американці серйозно задумали освоювати, другий крок робити по поверхні Місяця. Для цього у них, загалом, і грошей вистачає, і техніки. Зараз вже в процесі ... по-моєму, замовлення навіть розміщені на виготовлення нової системи, схожої на старий «Аполлон», який возив їх на Місяць. Я ось весь час говорив про автоматичні дослідженнях, але все-таки експедиції з людьми теж передбачаються.

Корабель буде типу місячного, типу «Аполлона» - того, що літав, трошки важче.

Ракета нового зразка, але, в общем-то, не сильно відрізняється від старого «Сатурна» - ось те, на чому американці літали в 60-х роках, 70-х - ось нинішня, задумана зараз, ракета приблизно такого ж калібру.

Ну, тепер вже не фон Браун, там нові інженери придумують.

Але, загалом, це друге втілення проекту «Аполлон», трошки більш сучасне. Капсула така ж, екіпаж, може, трохи більше буде.

(Я не можу, скільки крику там. Ви сприймаєте те, що я говорю? Спасибі, тому що я намагаюся почути, про що там говорять.)

Дуже може бути, що ці експедиції відбудуться. Сорок років тому «Аполлон» був виправданий, безумовно. Те, що зробили люди, не зробив би тоді жоден автомат. Наскільки виправдано це сьогодні, я не знаю. Сьогодні автоматичні апарати працюють куди як краще, і за ті гроші, що ось знову кілька людей злітає на Місяць, мені здається, було б цікавіше ... Але престиж, політика там ... Мабуть, буде знову політ людини. Для вчених це вже малий інтерес представляє. Ось знову вони за відомою траєкторії туди полетять.

Так. Вибачте, що я поспішаю, але я розумію: вам тут душно, і треба поспішати. Я розповів вам про дослідження всередині Сонячної системи. Тепер ще хвилин 20 я хочу розповісти про дослідження за межею Сонячної системи. Може бути, хтось вже втомився від цієї розповіді? Ні? Тоді давайте поговоримо про планетах, які за межею Сонячної системи стали виявляти. У них назва поки не утвердилося, їх називають «позасонячні планети», або «екзопланети». Ну, ось, «екзопланети» - короткий термін, мабуть він прийметься.

Де їх шукають? Зірок багато навколо нас, в нашій Галактиці більше ста мільярдів зірок. Ось так сфотографуєш маленький шматочок неба - очі розбігаються. Незрозуміло, у якої зірки шукати планету, а головне - як шукати.

Зверніть увагу на ці знімки, якщо там чогось видно. Чогось видно. Тут знято один шматочок неба з чотирма різними експозиціями. ось яскрава зірка. При низькій експозиції вона видна як точка, але нічого слабенького взагалі не виходить. Коли ми збільшуємо експозицію, з'являються слабкі об'єкти, і в принципі, наші сучасні телескопи могли б помітити планети типу Юпітера, Сатурна у сусідніх зірок. Могли б, вистачає для цього їх яскравості. Але поряд з цими планетами сама зірка дуже яскраво світить, а вона заливає своїм світлом все околиці, всю свою планетну систему. І телескоп сліпне, і ми нічого не бачимо. Це все одно що спробувати поруч з вуличним ліхтарем комарика розгледіти. Так ми на тлі чорного неба, може, і побачили б, а поруч з ліхтарем ми не можемо його розрізнити. В цьому якраз проблема.

Як її намагаються зараз ... власне, не намагаються, а вирішують? Вирішують її наступним чином: давайте стежити не за планетою, яку ми можемо не побачити, а за самою зіркою, яка яскрава, в загальному, легко помітна. Якщо навколо по орбіті рухається планета, то і сама зірка відносно центру мас цієї системи теж трішечки елозіт. Трошки зовсім, але можна спробувати це помітити. По-перше, можна помітити просто регулярні похитування зірки на тлі неба. Намагалися це зробити.

Ось якщо дивитися здалеку на нашу Сонячну систему, то під дією Юпітера сонечко виписує таку хвилеподібну синусоидальную траєкторію, летить ось так, поколихіваясь трошки.

Чи можна це помітити? Від найближчої зірки можна було б, але на межі можливостей. Намагалися у інших зірок такі спостереження провести. Іноді здавалося, що помічали, навіть були публікації, потім це все закривалося, і на сьогоднішній день це не працює.

Тоді зрозуміли, що можна стежити не за погойдуванням зірки вздовж площині неба, а за її погойдуваннями від нас і до нас. Тобто наближенням і її видаленням регулярним від нас. Це простіше, тому що під дією планети зірка обертається навколо центру мас, то наближаючись до нас, то віддаляючись від нас.

Це викликає зміни в її спектрі: за рахунок ефекту Доплера лінії в спектрі зірки трішечки повинні вправо-вліво - до більш довгим, до більш коротким довжинах хвиль - переміщатися. А це помітити порівняно легко ... теж важко, але можна.

Вперше такий експеримент стали ставити два американських дуже хороших астрофізика, Батлер і Марсі. Вони задумали в середині, навіть на початку 90-х ще років велику програму, створили дуже хороше обладнання, тонкі спектрографи і відразу стали спостерігати кілька сотень зірок. Надія була така: ми шукаємо велику планету типу Юпітера. Юпітер обертається навколо Сонця за приблизно 10 років, за 12 років. Значить, треба вести спостереження 10, 20 років, щоб помітити погойдування зірки.

І ось вони величезну програму - великі гроші на це пішли - закрутили.

Через кілька років після початку їх роботи цим же зайнялася маленька група швейцарських ... власне, дві людини. У цих ще співробітників багато - у Марсі і Батлера - було. Двоє людей: дуже відомий швейцарський фахівець з спектрами Мішель Майор і його тоді аспірант був, Квелоц. Вони почали спостереження і через кілька днів відкрили першу планету у сусідній зірки. Пощастило! У них не було ні обладнання важкого, ні часу великого - вони вгадали, на яку зірку треба дивитися. Ось 51-я зірка в сузір'ї Пегаса. У 1995 році було відмічено, що вона похитується. Це положення ліній в спектрі - воно систематично змінюється, причому з періодом всього в чотири доби. Чотири дні потрібно планеті на оборот навколо своєї зірки. Тобто рік на цій планеті всього чотири наших земних дня триває. Це говорить про те, що планета дуже близько до своєї зірки знаходиться.

Ну, це картинка. Але, може бути, схожа на правду. Ось настільки - ну, не настільки, ладно - майже настільки близько може літати планета поруч із зіркою. Це викликає, звичайно, колосальний нагрів планети. Це масивна планета відкрита, більше Юпітера, а температура на її поверхні - вона близько до зірки - приблизно 1,5 тисячі градусів, тому ми називаємо їх «гарячі Юпітери». Але на самій зірці така планета теж викликає припливи величезні, як-то впливає на неї; дуже цікаво.

Причому довго так тривати не може. Рухаючись поруч із зіркою, планета досить швидко повинна впасти на поверхню. Ось на це було б дуже цікаво подивитися. Тоді б ми дізналися щось нове і про зірку, і про планету. Ну, поки таких подій, на жаль, не було.

Життя на таких планетах, близьких до своїх зірок, звичайно, бути не може, а життя цікавить всіх. Але рік у рік ці дослідження дають все більше і більше схожі на Землю планети.

Ось перша. Це наша Сонячна система, так в масштабі намальована. Перша планетна система у зірки 51-я Пегаса була ось така, прямо впрітірочку до зірки планета. Через кілька років відкрили більш далеку планету в сузір'ї Діви. Ще через кілька років - ще більш далеку, і сьогодні вже виявляються планетні системи найближчих зірок, майже точні копії нашої Сонячної. Майже відрізнити.

Якщо - ну, звичайно, це малюнки, ми поки не бачили цих планет і не знаємо, як вони виглядають. Швидше за все, як-то ось так, схоже на наші планети-гіганти. Якщо ви зайдете сьогодні в інтернет, то побачите там каталог позасонячних планет (Extrasolar Planets). Будь-пошук в будь-якому Яндексі його вам дасть.

Сьогодні ми знаємо дуже багато про сотні планетних систем. Ось я буквально вчора ввечері зайшов в цей каталог.

На сьогоднішній день відкрито 355 планет приблизно в 300 планетних системах. Тобто в деяких системах відкрито по 3-4, є навіть одна зірка, у якої ми виявили п'ять ... Ми - це занадто сильно сказано: американці в основному виявили, а ми тільки дивимося на їх каталог, у нас поки такої техніки немає . До речі, Батлер і Марсі все-таки вирвалися вперед, зараз вони ведуть відкривачі позасонячних планет. Але не перші, ось, а перші все-таки швейцарці виявилися.

Бачите, яка розкіш: три з половиною сотні планет, яких ще 15 років тому ніхто не знав; взагалі не знали про існування інших планетних систем. Наскільки вони схожі на сонячні? Ну ось вам, будь ласка, зірка 55-я Рака. Там одна планета-гігант відкрита, і так в масштабі вона прямо нашому Юпітеру відповідає. Ось це Сонячна система. І кілька гігантських планет поруч із зіркою. Тут у нас Земля, там, Марс і Венера, а в цій системі теж планети-гіганти типу Юпітера і Сатурна.

Не дуже схоже, згоден. Хотілося б відкрити планети типу Землі, але це складно. Вони легкі і не так сильно впливають на зірку, а ми-то все-таки на зірку дивимося, по її коливань відкриваємо планетні системи.

Але ось в найближчій до нас планетарна, у зірки Епсілон Ерідана - хто старший, напевно, пам'ятає пісеньку Висоцького про тау Кіта, а хто ще трохи постарше, пам'ятає, що на початку 60-х пошуки позаземних цивілізацій почалися у двох зірок - у тау Кіта і у епсилон Ерідана. Ось виявилося, що не дарма на неї дивилися, у неї є планетна система. Якщо в загальному подивитися, вона схожа: ось Сонячна, ось епсилон Ерідана, вона схожа за будовою. Якщо ближче подивитися, то ми не бачимо маленьких планет у епсилон Ерідана там, де повинні були б бути планети земного типу. Чому не бачимо? Та тому, що важко їх побачити. Може бути, вони там є, але помітити їх складно.

Як все-таки їх можна помітити? А ось метод є.

Якщо дивитися на саму зірку, - це ми на Сонце зараз дивимося, - то іноді на тлі поверхні зірки ми бачимо, як проходить планета. Ось це наша Венера. Ми бачимо на тлі Сонця іноді, як проходять Венера і Меркурій. Проходячи на тлі зірки, планета закриває частину поверхні зоряного диска, і, отже, потік світла, який ми отримуємо, трохи знижується.

Ми не можемо так само детально побачити поверхню далеких зірок, ми їх сприймаємо просто як яскраву крапку на небі. Але якщо стежити за її яскравістю, то в момент проходження планети на тлі диска зірки ми повинні побачити, як яскравість трошки знизиться, потім знову відновиться. Ось цей метод, метод покриття зірки планетами, виявився дуже корисним для виявлення планет маленьких, земного типу.

Вперше поляки виявили таку ситуацію. Вони спостерігали - у них в південній Америці обсерваторія польська - спостерігали за зіркою, і раптом яскравість знизилася, ось трохи знизилася (а це теоретична крива). Виявилося, що на тлі зірки пройшла невідома досі планета. Тепер цей метод щосили експлуатується, і вже не з Землі, а в основному з космосу. Точність спостережень вище, атмосфера не заважає.

Французи вперше два роки тому - півтора роки тому - запустили порівняно невеликий космічний телескоп «Корот» (COROT). Ну, там, французи з європейцями, в кооперації з іншими європейцями. А місяць тому - три тижні тому - американці запустили великий телескоп «Кеплер», який теж такими спостереженнями займається. Вони дивляться на зірку і чекають, коли на її тлі пройде планета; щоб не помилитися, дивляться відразу на мільйони зірок. І ймовірність застати таку подію, звичайно, підвищується.

Причому, коли планета проходить на тлі зірки, зоряний світло проходить через атмосферу планети, і ми можемо, взагалі кажучи, спектр навіть вивчати атмосфери, газовий склад її як мінімум можемо визначити. Добре б отримати взагалі зображення планети. І зараз до цього вже наблизилися, ну, власне, не наблизилися, а навчилися це робити. Як?

Придумали системи поліпшення якості зображення в телескопах. Це називається «адаптивна оптика». Ось подивіться: це схема телескопа, це його головне дзеркало, яке фокусує світло. Я трошки спрощую, але справа в тому, що, проходячи крізь шар атмосфери, світло розмивається, і зображення стають дуже неконтрастними, нечіткими. Але якщо ми зігніть дзеркало так, щоб воно відновило якість зображення, то з плями отримаємо більш контрастне, більш чітке, більш чіткий малюнок. Такий же, як з космосу ви могли б побачити, але на Землі. Так би мовити, виправимо те, що зіпсувала атмосфера.

І ось за допомогою цього методу в кінці минулого року, в листопаді 2008-го, поруч із зображенням зірки - воно ось таке з технічних причин, це не має відношення до самої зірки, просто відблиск такої від неї - знайшли три планети. Саме побачили, розумієте. Не просто дізналися, що вони є поруч із зіркою, а побачили їх.

І тоді ж приблизно, по-моєму, теж в кінці листопада, американський цей самий «Хаббл», який на орбіті літає, поруч із зіркою Фомальгаут, закривши її заслінкою, виявив пиловий диск і, придивившись, ось тут побачив теж планету гігантську. Ось два різних року зйомка велася, вона пересунулася по орбіті, очевидно абсолютно, що це планета.

У чому радість цього відкриття? Тепер ми маємо зображення планети, можемо його аналізувати на спектральний склад і дивитися, які гази у неї в атмосфері.

І ось що нам пропонують біологи - які чотири біомаркери треба шукати в атмосфері планети, щоб зрозуміти, чи є там життя чи ні.

По-перше, наявність кисню, найкраще в формі O 3 - озону (він спектральні лінії хороші залишає). По-друге, в інфрачервоному спектрі можна виявити лінії CO 2 - вуглекислого газу, - який теж якось пов'язаний з життям; по-третє, пари води, і, по-четверте, CH 4 - метан. Він на Землі, по крайней мере, в атмосфері Землі, метан - це продукт життєдіяльності великої рогатої худоби, кажуть. Теж якось він свідчить про наявність життя. Ось ці чотири маркери спектральних, здається, найпростіше буде знайти у планет. Ну а коли-небудь, може, і підльоті до них і побачимо, з чого вони складаються, яка там природа і так далі.

Закінчуючи весь цей розповідь, я хочу згадати, що все-таки це книжковий фестиваль і тим, кого взагалі зацікавила ця тематика, сказати, що ми почали видавати серію книжок.

Дві перші вже вийшли, і як раз в них, особливо в другій, набагато більше, ніж я вам сьогодні розповів, про планети Сонячної системи, про най-най останні відкриття там написано.

І здана зараз в друкарню (вийде через два тижні) детальна книжка про Місяці, тому що по Місяцю насправді багато зроблено і дуже мало розказано. Місяць - надзвичайно цікава планета і для наземних досліджень, і в сенсі експедицій. Якщо вас цікавить, можете продовжити вивчати цю тему.

Дякую. Питання тепер, якщо є ... Будь ласка.

Питання. Таке питання: яка країна сама передова в освоєнні космосу?

В. Г. Сурдин. США.

Питання. Ну а за США?

В. Г. Сурдин. Ні, за можливостями. Ось сьогодні в космос, так би мовити, кожен день на замовлення можуть літати або американці, або ми, інших варіантів немає. Китай підбирається до нас, в сенсі запуску в космос. Вони теж починають возити чужі супутники і так далі. Але мене цікавить все-таки наукове дослідження космічного простору, а в цьому сенсі ми, напевно, зараз входимо в шістку або в сімку провідних країн.

У Місяця, ось зараз, сьогоднішня ситуація. Навколо Місяця зараз літають японський, китайський і індійський супутники. Через 2-3 дні буде американський - ну, американці часто туди літають, і в минулі роки літали, і люди там були. У нас уже 40 років - майже 40 років - до Місяця нічого не літало. До планет ми взагалі давно перестали запускати що-небудь. Американці - ви бачили, скільки я вам показував. Тобто в науковому сенсі американці, звичайно, конкуренції не мають практично ніякої. А в технічному ми ще тримаємося на старих ...

В. Г. Сурдин. Я не знаю, хто чого вирішував, але ось відповідь на питання таке.

Питання. Скажіть, а ось ці фонтани Енцелада - коли планується дослідження?

В. Г. Сурдин. Планується року через чотири, але будуть гроші чи ні ...

Питання. А дані ... тобто спостереження коли будуть?

В. Г. Сурдин. А це залежить від того, яку ракету вдасться купити для польоту. Швидше за все, апарат буде легкий і полетить відразу. Важкий апарат повинен від планети до планети летіти, а якщо невеликий, а у нього мета буде абсолютно певна, то він, напевно, відразу і так роки чотири, та, приблизно чотири.

Питання. Через 10 років, можливо, ми будемо знати, що ...

В. Г. Сурдин. Можливо так.

Питання. Володимир Георгійович, у вас такі цікаві книги. Ось я з величезним інтересом прочитав книгу «Зірки», зараз теж з неменшим інтересом читаю «Сонячну систему», ось яку ви показали. Шкода тільки, тираж всього 100 примірників.

В. Г. Сурдин. Ні, ні, 400 примірників був тираж тому, що РФФД підтримав цей проект, а зараз вона перевидана. І в цій же серії «Зірки» вийшли, і ми її вже друге видання ... Ви ж знаєте, тираж сьогодні - не має ніякого сенсу взагалі про нього думати. Скільки купують, стільки друкують.

Питання. Володимир Георгійович, скажіть, будь ласка, а як визначають розміри - ось які ви показували - дуже віддалених від Землі тел пояса Койпера?

В. Г. Сурдин. Розміри визначають тільки по яскравості об'єкта. За його спектральним характеристикам, за кольором, можна зрозуміти, наскільки добре він відображає світло. А по повному кількості відбитого світла вже розрахувати площа поверхні, ну і, природно, розмір тіла. Тобто поки ми ще не розгледіли жоден з них так, щоб картинку уявити, тільки по яскравості.

Питання. Володимир Георгійович, скажіть, будь ласка, звідки береться енергія для виверження вулканів на Іо?

В. Г. Сурдин. Енергія для виверження вулканів і для того, щоб підтримувати моря під льодом в розплавленому вигляді, береться від самої планети.

Питання. Від радіоактивного розпаду?

В. Г. Сурдин. Ні, не від радіоактивного розпаду. В основному, від гравітаційної взаємодії супутника зі своєю планетою. Точно так же, як і Місяць викликає морські припливи на Землі, не тільки морські, а й в твердому тілі Землі є припливи. Але вони у нас маленькі, всього на півметра океан туди-сюди піднімаються. Земля на Місяці викликає припливи вже кілька метрів заввишки, а Юпітер на Іо викликає припливи з амплітудою 30 км, і ось це-то якраз його і розігріло, ось ці постійні деформації.

Питання. Скажіть, будь ласка, а що робиться нашим урядом, щоб все-таки більше фінансувати розвиток науки?

В. Г. Сурдин. Ой не знаю. Ну, заради бога, я не можу на таке питання відповісти.

Питання. Ні, ну ви все-таки близько ...

В. Г. Сурдин. Далеко. Де уряд, а де ... Давайте більш конкретно.

Питання. Скажіть, будь ласка, є інформація, що все-таки готується експедиція на Марс.

В. Г. Сурдин. Питання про те, чи готують експедицію на Марс. У мене тут дуже особистий і, може бути, нетрадиційний погляд. По-перше, готують.

Ось зверніть увагу на назву ось цих ракет. Де вони у нас, ці самі американські ракети? Які вони нібито готують - ну, не нібито, а насправді - для польотів до Місяця, а ракетоносій називається «Арес-5». Арес - це грецький синонім Марса, так що ракети, взагалі кажучи, зроблені з задумкою - робляться з задумкою - і Марсіанських експедицій. Стверджується, що якщо, там, без особливого комфорту, то 2-3 людини за допомогою таких носіїв можуть долетіти і до Марса. Американці формально начебто готуються до експедицій на Марс десь в районі 2030 року. Наші, як завжди, кажуть: так чого там, дайте грошей - ми і до 2024 року долетимо до Марса. А зараз навіть в інституті медико-біологічних проблем йде такий наземний політ до Марса, хлопці сидять 500 днів в банку, там багато, в загальному, нюансів, це зовсім навіть не схоже на космічний політ. Ну ладно, сидять і чого треба, то і висидять.

Але - питання: чи треба летіти до Марса людині? Експедиція пілотована, з людьми, коштує мінімум в 100 разів дорожче хорошого добротного автоматичного апарату. У 100 разів. На Марсі - я не мав сьогодні можливості взагалі про Марсі розповісти - маса цікавого і несподіваного виявлено. На мій погляд, найцікавіше: на Марсі знайшли колодязі діаметром від 100 до 200 м, глибиною ніхто не знає який, дна не видно. Це найперспективніші місця для пошуків життя на Марсі. Тому що під поверхнею там тепліше, там більше тиск повітря і, головне, вище вологість. І вже якщо в цих колодязі не буде марсіанської ... але жоден астронавт туди ніколи в житті не спуститься, це вище технічних можливостей. У той же час на гроші однієї пілотованої експедиції можна сотню автоматичних запустити. І аеростатів, і всяких там вертольотів, і легких планерів, і марсоходів, які ось у американців вже шостий рік бігають там, два марсохода, через два місяці ще туди важкий летить. Мені здається, посилати експедицію з людьми нераціонально.

Ще один аргумент проти польоту людини на Марс: ми ще не знаємо, яке життя на Марсі, а вже принесемо туди свою. До сих пір всі апарати, садившиеся на Марс, стерилізували, щоб не дай бог не заразити Марс нашими мікробами, інакше взагалі тоді не розберешся, де які. А людей не стерілізуешь. Якщо там вони будуть ... скафандр само не замкнута система, він дихає, він викидає ... в загальному, політ людини на Марс - це заразити Марс нашими мікробами. І що? Кому це треба?

Ще один аргумент. Радіаційна небезпека при польоті на Марс приблизно в 100 разів вище, ніж при польоті до Місяця. Просто розрахунки показують, що людина прилітає від Марса, навіть якщо без посадки, просто туди і назад, без зупинки, сильно ... з променевою хворобою, в загальному, з білокрів'я. Це ... чи треба це теж? Пам'ятається, наші космонавти говорили: дайте нам квиток в одну сторону. Але кому це треба? Герої, загалом, потрібні там, де вони потрібні. А для науки треба, мені здається, досліджувати Марс автоматичними засобами, це дуже добре зараз йде, і у нас зараз готується проект «Марс-Фобос» для польоту на супутник Марса. Може бути, в кінці кінців реалізується. Мені здається, це перспективний шлях.

А згадайте, в 50-60-е все глибоководні дослідження у нас здійснювалися людиною в батискафі, так? В останні 20 років вся океанологічна наука глибше 1 км робиться автоматами. Ніхто вже людей туди не запуляет, тому що забезпечити життя людини важко, апарат повинен бути масивний, дорогий. Автомати роблять все це легко і за менші гроші. Мені здається, та ж ситуація в космонавтиці: польоти людини на орбіту щось зараз не дуже потрібні стали, а вже до планет абсолютно ... Ну, PR, в загальному. Але це тільки моя точка зору. Є люди, які «за» двома руками.

Питання. Питання, попсовий. Є в Сонячної системи якісь незрозумілі з наукової точки зору об'єкти, що-небудь дивне, але схоже на сліди чужої цивілізації?

В. Г. Сурдин. Слідів цивілізації, якщо чесно говорити, поки не виявлено, хоча вони не виключені. Якби ми хотіли якось нашу власну цивілізацію, хоча б пам'ять про неї або досягнення її зберегти, ну, на випадок, я не знаю, на випадок ядерної війни або, там, падання астероїда на Землю, то головне, що треба було б зробити, - це подалі наші бази даних кудись помістити. На Місяць, на супутники планет, в загальному, подалі від Землі. І я думаю, що інші вчинили б так само. Але поки немає нічого, що не знайдено.

Питання. Ось ці ось явні прямокутний об'єкти ...

В. Г. Сурдин. Ну, були фотографії сфінксообразного особи на поверхні Марса. Пам'ятайте, «сфінкс на Марсі»? Сфотографував - зараз навколо Марса літає «Мars reconnaissance orbiter», це американський апарат з чіткістю знімків до 30 см на поверхні Марса - сфотографував: гора звичайна виявилася. Був комплекс пірамід типу пірамід в Гізі, ці самі Хеопсової ось ці, теж на Марсі. Сфотографували: гори виявилися, такі останци старі гірські. Тепер ми Марс знаємо набагато краще, ніж поверхня Землі, тому що у нас 2/3 океаном покрито, ще лісами і т. Д. Марс чистенький, весь перефотографували ось до таких деталей. Коли марсохід ходить по Марсу, за ним стежать і його бачать з орбіти Марса. Просто колію від нього видно і сам марсохід, куди він полізе. Так що там ніяких слідів.

Але ось ці печери спокою не дають мені і іншим людям. Їх виявили недавно, намагалися в них заглянути. Просто колодязь вертикальний розміром з Лужники. Він іде на незрозуміло яку глибину. Ось туди треба заглядати. Там може бути що завгодно. Я не знаю, місто навряд чи, але життя - дуже можливо.

Питання. Скажіть, будь ласка, пару слів про колайдері: що ж з ним сталося?

В. Г. Сурдин. Ну, я не фізик, я не знаю, коли він почне працювати, але гроші витрачені великі, значить, він знову ... Справа ось ще в чому. Його взимку не хочуть запускати. Він з'їдає енергію всього цього округу навколо Женевського озера і влітку-то ще її вистачає, а взимку він просто посадить всі ці їх підстанції. Запустять, звичайно. Напевно восени, він буде працювати прекрасно. Прилад дуже цікавий.

Репліка з залу. Ні, просто дуже багато страхів наганяють з приводу його ...

В. Г. Сурдин. Да ладно. Ну нехай наганяють. Страх добре продається.

Дякую. Якщо більше немає питань - спасибі, до наступної зустрічі.

Сурдин Володимир Георгійович (1 квітня 1953 Міас, Челябінська область) - російський астроном, кандидат фізико-математичних наук, доцент МДУ, старший науковий співробітник Державного астрономічного інституту ім. Штернберга (ГАІШ) МГУ.

Закінчивши Фізичний факультет Московського державного університету, Володимир Георгійович ось уже три десятки років працює в ГАІШ. область наукових інтересів простягається від походження і динамічної еволюції зоряних систем до еволюції міжзоряного середовища і формування зірок і зоряних скупчень.

Володимир Георгійович читає кілька курсів по астрономії і зоряної динаміки в Московському державному університеті і популярні лекції в Політехнічному музеї.

Книги (11)

Астрологія і наука

Чи існує зв'язок між астрологією і наукою? Деякі стверджують, що астрологія сама є наукою, інші ж упевнені, що астрологія - це не більше ніж ворожіння по зірках. У книзі розказано, як вчені ставляться до астрології, як вони перевіряють астрологічні прогнози і хто з великих астрономів і в якій мірі був астрологом.

На обкладинці: На картині голландського художника Яна Вермеєра (1632-1675), нині зберігається в Луврі (Париж), зображений астроном. Або астролог?

галактики

Четверта книга з серії «Астрономія і астрофізика» містить огляд сучасних уявлень про гігантських зоряних системах - галактиках. Розказано про історію відкриття галактик, про їх основні типи та системах класифікації. Дано основи динаміки зоряних систем. Докладно описані найближчі до нас галактичні околиці і роботи по глобальному вивчення Галактики. Наведено дані про різні типи населений галактик - зірках, міжзоряному середовищі і темної матерії. Описано особливості активних галактик і квазарів, а також еволюція поглядів на походження галактик.

Книга орієнтована на студентів молодших курсів природничо-наукових факультетів університетів і фахівців суміжних областей науки. Особливий інтерес книга представляє для любителів астрономії.

Динаміка зоряних систем

Великі астрономічні відкриття Миколи Коперника, Тихо Браге, Йоганна Кеплера, Галілео Галілея поклали початок нової наукової ері, стимулюючи розвиток точних наук.

Астрономії випала велика честь закласти підстави природознавства: зокрема, створення моделі планетної системи призвело до появи математичного аналізу.

З цієї брошури читач дізнається про багато фантастичних досягнення астрономії, зроблених в останні десятиліття.

зірки

Книга «Зірки» з серії «Астрономія і астрофізика» містить огляд сучасних уявлень про зірок.

Розказано про назви сузір'їв і іменах зірок, про можливість їх спостереження вночі і вдень, про основні характеристики зірок і їх класифікації. Основну увагу приділено природі зірок: їх внутрішньою будовою, джерел енергії, походженню й еволюції. Обговорюються пізні стадії зоряної еволюції, що призводять до формування планетарних туманностей, білих карликів, нейтронних зірок, а також до спалахів нових і наднових.

Марс. Велике протистояння

У книзі «Марс. Велике протистояння »розказано про дослідження поверхні Марса в минулому і сьогоденні.

Детально викладені історія спостережень марсіанських каналів і дискусія про можливість життя на Марсі, що відбувалася в період його вивчення засобами наземної астрономії. Наведено результати сучасних досліджень планети, її топографічні карти і фотографії поверхні, отримані в період великого протистояння Марса в серпні 2003 р

невловима планета

Захоплююча розповідь фахівця про те, як шукають і знаходять нові планети у Всесвіті.

Іноді все вирішує щасливий випадок, але частіше - роки наполегливої \u200b\u200bпраці, розрахунків і багатогодинних чувань у телескопа.

НЛО. записки астронома

Феномен НЛО - явище багатогранне. Ним цікавляться і журналісти в пошуку сенсацій, і вчені в пошуку нових природних явищ, І військові, які побоюються підступів ворога, і просто допитливі люди, впевнені, що «диму без вогню не буває».

У цій книзі свій погляд на проблему НЛО висловлює астроном - знавець небесних явищ.

Подорожі до Місяця

Книга розповідає про Місяць: про її спостереженнях за допомогою телескопа, про вивчення її поверхні і надр автоматичними апаратами і про пілотованих експедиціях астронавтів за програмою «Аполлон».

Наведено історичні та наукові дані про Місяць, фотографії та карти її поверхні, опис космічних апаратів і детальну розповідь про експедиції. Обговорюються можливості вивчення Місяця науковими та аматорськими засобами, перспективи її освоєння.

Книга призначена тим, хто цікавиться космічними дослідженнями, Приступає до самостійних астрономічними спостереженнями або захоплений історією техніки і міжпланетних польотів.

Розвідка далеких планет

Завданням передує короткий історичний введення. Видання покликане допомогти у викладанні астрономії у вищих навчальних закладах і в школах. Воно містить оригінальні завдання, пов'язані з розвитком астрономії як науки.

Багато задач носять астрофізичний характер, тому посібник може бути також використано на заняттях з фізики.

сонячна система

Друга книга серії «Астрономія і астрофізика» містить огляд поточного стану вивчення планет і малих тіл Сонячної системи.

Обговорюються основні результати, отримані в наземної і космічної планетної астрономії. Наведено сучасні дані про планети, їх супутники, комети, астероїди і метеорити. Виклад матеріалу в основному орієнтований на студентів молодших курсів природничих факультетів університетів і фахівців суміжних областей науки.

Особливий інтерес книга представляє для любителів астрономії.

Ця енциклопедія буде корисна всім, хто цікавиться будовою Всесвіту і космічною фізикою, хто за родом своєї діяльності пов'язаний з дослідженнями космосу. У ній наведено докладні тлумачення більш ніж 2500 термінів з широкого діапазону космічних наук - від астробіології до ядерної астрофізики, від вивчення чорних дір до пошуку темної матерії і темної енергії. Додатки з картами зоряного неба і останніми даними про найбільших телескопах, планети та їх супутники, сонячні затемнення, метеорних потоках, зірках і галактиках роблять її зручним довідником.
Книга в основному розрахована на школярів, студентів, вчителів, журналістів і перекладачів. Однак багато її статті привернуть увагу просунутих любителів астрономії і навіть професійних астрономів і фізиків, оскільки більшість даних наведено для середини 2012 р

Видатні астрономи-любителі.
У XVII-XVIII ст. нечисленний штат державних обсерваторій в основному був зайнятий прикладними дослідженнями, спрямованими на вдосконалення служби часу і методів визначення географічної довготи. Тому пошуком комет і астероїдів, вивченням змінних зірок і явищ на поверхні Сонця, Місяця і планет в основному займалися астрономи-любителі. У XIX ст. професійні астрономи стали приділяти більше уваги зоряно-астрономічним і астрофізичним дослідженням, але і в цих областях любителі науки нерідко були в перших рядах.

На рубежі XVIII і XIX ст. працював видатний з астрономів-любителів - музикант, диригент і композитор Вільям Гершель, вірною помічницею і продовжувачем справи якого була його сестра Кароліна. З точки зору аматорської астрономії головна заслуга В. Гершеля полягає не у відкритті планети Уран або складанні каталогів тисяч туманностей і зоряних скупчень, А в демонстрації можливості кустарного виготовлення великих телескопів-рефлекторів. Саме це на кілька століть вперед визначило основний напрямок аматорського телескопобудування.

безкоштовно скачати електронну книгу в зручному форматі, дивитися і читати:
Завантажити книгу Велика енциклопедія астрономії, Сурдин В.Г. квiтня, 2012 - fileskachat.com, швидке і безкоштовне скачування.

• Енциклопедія для дітей, астрономія, Аксьонова М., Володін В., Дурлевіч Р., 2013
• Велика ілюстрована енциклопедія, Планети і Сузір'я, дбав С.Ю., 2014

Наступні підручники і книги.