Исследования далеких внешних планет

Сегодня человечество знает 8 планет Солнечной системы, каждая из них движется по своей орбите, вращаясь вокруг Солнца, без которого биологическая жизнь на Земле невозможна. Пытливый ум исследователя задается вопросом, насколько далеко от звездного дома землян расположены другие космические объекты, возможна ли там жизнь и сколько лететь до Нептуна, расположенного на дальней дистанции от главного светила.

Расстояние до Нептуна

Ледяной гигант с массой, в 17 раз превышающей вес Земли, планета Нептун расположена у самого края Солнечной системы. Радиус по экватору составляет 24 764 км — это в 4 раза длиннее земного пояса. По диаметру Нептун находится на 4-м месте среди остальных планет Солнечной системы, уступая в размерах Юпитеру, Сатурну и Урану, а по массе замыкает тройку лидеров вместе с Юпитером и Сатурном.

Основная информация о планете:

  1. Этот газовый малоизученный ледяной гигант имеет чрезвычайно низкую температуру поверхности, по зафиксированным данным, в верхних слоях атмосферы она составляет -220 ֩С.
  2. В атмосфере Нептуна преобладают гелий и водород так же, как у Юпитера и Сатурна.
  3. Ярко-синий цвет небесного тела на фотоснимках объясняется примесью метана в газообразной оболочке.
  4. Один год на Нептуне равен 165 земным годам или 90 000 дней, за это время Нептун облетает главное светило по своей орбите.
  5. День на Нептуне проходит за 16 земных часов.

Восьмая от Солнца планета открыта в сентябре 1846 г. при помощи математических расчетов. Ее невозможно увидеть невооруженным глазом. Расстояние от Земли до Нептуна составляет около 4,5 млрд километров. Это в 30 раз больше, чем от Земли до Солнца.

Если когда-нибудь человеку удастся добраться до Нептуна, то, глядя в иллюминатор космического корабля, он не отличит нашу Землю от других мерцающих огоньков в безграничном Космосе.

Как узнали про Нептун

Еще Галилео Галилей в XVII веке в свой маленький телескоп наблюдал планету, но не понимал, что видит. Поэтому лавры первооткрывателей достались другим ученым. Предшественниками открытия были Алексис Бувар и Т. Хасси, заметившие непонятные отклонения орбиты Урана. Ученые высказали гипотезу, что на Уран воздействует еще не открытая планета. Другие астрономы, также заметившие указанные резонансы, не довели свои исследования до конца.

Лавры первооткрывателя планеты достались французу Урбену Леверье. Открытию предшествовали собственные вычисления на базе идей Бювара и Хасси. Астроном наблюдал Нептун в телескоп Берлинской обсерватории 23.09.1846 года точно в предполагаемом месте.

Время перелета

Чтобы долететь до Нептуна на современной ракете с минимальными затратами топлива, траектория полета космического корабля должна пройти по эллипсу, ближайшая к Солнцу точка которого расположится на орбите Земли, а наиболее удаленная — на траектории Нептуна. Наибольшая полуось такой орбиты составит 15,5 атмосферных единиц. В этом случае продолжительность полета займет половину времени обращения вокруг Солнца по такой орбите — это эквивалент 29 — 30 земных лет.

Расстояние до Нептуна

Сколько свет летит до Марса?

Поскольку планеты непрерывно вращаются вокруг Солнца, расстояние Марса до звезды и Земли постоянно меняется. Соответственно, и свет, отправленный из конкретной точки к планете в разное время, будет добираться разное количество времени.

Сначала разберемся, за сколько долетает свет, отправленный с Земли. Расстояние между планетами меняется в диапазоне от 55 до 400 млн км. На минимальной дистанции свет, имея скорость 299 792 км/с, доходит с Земли до Марса за 3 минуты, при максимальном – за 22 минуты. Расстояние между Марсом и Солнцем составляет 227 990 000 км. Свет от звезды доходит до красной планеты примерно за 12 мин 40 с.

Затраты топлива

Межпланетные миссии, которые человечество отправит к Нептуну, должны учитывать удаленность звезды от Солнца. Сегодня обеспечить энергией аппараты, направляющиеся к дальним рубежам Солнечной системы, возможно только при помощи плутония-238. Без радиоизотопного источника электроэнергии (сокращенно РИТЭГ) подобное путешествие невозможно. На солнечных батареях космический аппарат не доберется дальше Юпитера.

Так, на борту орбитальной станции «Кассини», которая стартовала 15 октября 1997 г. с миссией изучения Сатурна, имелось сразу 3 РИТЭГа, содержащих 33 кг плутония-238. Станция, отправляющаяся к ледяному гиганту, должна иметь как минимум такой же или больший запас изотопного топлива.

Стартовавшая 19 января 2006 г. автоматическая межпланетная станция «Новые горизонты», на борту которой был установлен только 1 РИТЭГ, являлась пролетной, а не орбитальной космической миссией. Информация, которую станция собирала о Нептуне в течение 2 недель, транслировалась на Землю на протяжении 1 года. Такая задержка в передаче сведений недопустима для орбитального зонда. Чтобы ускорить передачу информации, космическая станция должна быть оснащена более мощными источниками энергии.

Сколько летели до Марса?

Несмотря на то, что на Марс не ступала нога человека, ученные давно заинтересовались планетой и с 1964 года стали отправлять различные устройства и аппараты для более детального изучения Красной планеты.

Первая миссия по изучению Марса была осуществлена в 1964 году, когда США отправили аппарат под названием Mariner-4 к орбите далекой планеты. Аппарат летел 228 дней. Он предоставил ученым 21 фотографию.

Mariner-6 был отправлен к Марсу в 1969 году. Полет к орбите Красной планеты длился 155 дней. В результате этой миссии ученые получили данные об атмосфере и температуре на поверхности.

Mariner-7 был отправлен в том же году, выступая как запасной вариант. Путь его занял 128 дней.

Mariner-9 был отправлен в 1971 году, добрался до Марса он за 168 дней. Этот аппарат стал первым искусственным спутником планеты, за свое недолгое существование (до октября 1972 года) он успел создать карту поверхности Марса.

Viking-1 стал первым аппаратом, чьей миссией была посадка на поверхность. Добирался он 304 дня.

Viking-2 добирался 333 дня и главной задачей было — поиск жизни. С помощью аппарата было сделано более 16 тысяч снимков. Фотографии были цветными, что дало абсолютно новый взгляд на Марс.

Mars Pathfinder, запущенный в 1996 году, достиг Красной планеты за 183 дня. Аппарат изучал местный грунт.

Mars Express — космическая станция Европейского космического агенства. Она находилась в пути 201 день.

Mars Reconnaissance Orbiter — первый разведчик, отправленный в 2005 году с целью найти место, где могли бы высадиться первые колонисты. Путь занял 210 дней.

Аппарат Maven, отправленный в 2013 году, занимался изучением атмосферы планеты и добирался до нее 307 дней.

Советскому Союзу не везло с изучением Марса, было много неудачных пусков и поломок в процессе полета. С Венерой получалось гораздо успешнее. Приведем данные: советский аппарат Марс-1 летел до Марса 230 дней.

Такая значительная разница в длительности полетов появляется из-за разного расположения двух планет. А техническое развитие не может серьезно повлиять на время пути — в большей части длительность зависит от сложных математических вычислений, заключающихся в анализе орбит двух небесных тел.

Интересные факты

Галилей, при наблюдениях спутников Юпитера 28 декабря 1612 г. и 28 января 1613 г., обнаружил изменение относительного положения двух звёзд. Только через 366 лет, в 1979 г. выяснилось, что одной из этих «звёзд» был Нептун.

Экваториальный радиус:24 764 ± 15 км
Плотность:1,638 г/см3
Большая полуось (a):30,10366151 а. е.
Сидерический период обращения:60 190 дней
Наклонение (i):1,767975°
Эксцентриситет:0,011214269
Наклонение орбиты к эклиптике:1,767975°
Долгота восходящего узла:131,794310°
Орбитальная скорость (v):5,43 км/с

История открытия

Ночью 23 сентября 1846 Иоганн Галле (Johann Gottfried Galle) и Гейнрих д’Арре (Heinrich Louis d’Arrest), проводя наблюдения на обсерватории в Берлине, обнаружили планету всего в одном градусе от положения, рассчитанного в 1846 году французским астрономом Урбеном Леверье на основании данных о небольших возмущениях в движении Урана. Немного менее точное предсказание английского астронома Джона Адамса (John Couch Adams), сделанное на год раньше, встретило в Англии необоснованный скептицизм, и было опубликовано только после открытия планеты. Несмотря на это, англичане развернули ожесточенные споры о национальном приоритете, и о том, как следует назвать планету. В конечном итоге, планета получила название Нептун по имени бога моря римской мифологии, которое предложил Леверье сразу же после открытия. Интересно, что рассчитанная Леверье и Адамсом орбита Нептуна очень быстро отклонялась от действительной орбиты планеты, и если бы поиски затянулись на несколько лет, то по этим вычислениям найти планету уже было бы нельзя.

Изучение

На самых лучших фотографиях, сделанных с Земли, можно различить отдельные яркие облака и яркую дымку над южным полюсом планеты. Космический аппарат «Вояджер-2» подтвердил эти наблюдения, когда прошёл всего в 5000 км над верхушками облаков планеты 25 августа 1989. Кроме того, он обнаружил много новых деталей, в том числе обширную циклоническую систему в южном полушарии — Большое тёмное пятно. К 1994 г. эта система распалась, а космический телескоп им. Хаббла обнаружил новое Большое тёмное пятно в северном полушарии.

«Вояджер-2» также обнаружил меньшую циклоническую систему с ярким ядром из перистых облаков, хорошо различимую систему полос, и многочисленные тонкие перистые облака. Также было обнаружено маленькое яркое облачко неправильной формы, совершающее один оборот за 16 часов. Оно получило название «Скутер», и может быть верхушкой выброса из нижних слоев атмосферы. Некоторые из этих деталей отбрасывают тени на более глубокие слои облаков, что дало первые данные о вертикальном расслоении атмосферы Нептуна. Высокие облака, находящиеся на 50—100 км выше основного слоя, вероятно, состоят из кристаллов метана, а более низкий и непрерывный уровень образован кристаллами аммиака или сульфида водорода. Перистые облака быстро изменяются, часто образуясь и исчезая всего за несколько часов. Таким образом, погода на Нептуне динамична и изменчива, как и на Земле.

Сколько километров лететь до Марса от Земли?

  • Самое большое расстояние между Землей и Марсом планетами может быть 401 миллион км.
  • Среднее расстояние — около 225 миллионов км.
  • Самое близкое расстояние, на которое Марс может приблизиться к Земле, — 54,6 миллионов км.

Орбита Марса и Земли

Если брать идеальные условия и возможность разогнать космический корабль с людьми на борту со скоростью самого быстрого аппарата из когда-либо запущенных человечеством — “Новые Горизонты”, чья скорость достигала 58 тысяч км/ч, — то по прямой на путь потребуется всего 39 дней.

Сколько по времени лететь на Марс со скоростью самолета?

К примеру, если было бы возможно отправлять в межпланетные путешествия самолеты, то при средней скорости современных лайнеров в 1000 км/ч, путь до Марса занял бы более 22 тысяч дней.

Кольца

До пролёта «Вояджера-2» наличие у Нептуна колец было предметом оживленной дискуссии. Некоторые наземные наблюдения позволяли предположить, что вокруг планеты расположены неправильные дуги. Снимки «Вояджера» показали, что вокруг планеты существуют пять колец: два ярких и узких и три более слабых. Некоторые сектора внешнего яркого кольца значительно ярче, чем другие, и именно они были открыты при наблюдениях с Земли. Протяжённость таких дуг составляет от 1000 до 10000 км. Три самых ярких из них получили названия Свобода, Равенство и Братство. Яркие кольца (1989N2R, Леверье и 1989N1R, Адамс) расположены на расстояниях 53 тыс. км и 63 тыс. км. Внутреннее яркое кольцо имеет ширину всего 15 км. Спутники Галатея и Деспина движутся как раз по внутреннему краю 1989N1R и 1989N2R соответственно, и, возможно, участвуют в их формировании. Одно из широких колец расположено на расстоянии 42 тыс. км (1989N3R, Галле), другое — между яркими кольцами (1989N4R Лассель, Араго), и третье, по-видимому, заполняет пространство между внутренним широким кольцом и планетой. Кольца не отражают радиоволн, что указывает на отсутствие в них частиц размером крупнее сантиметра. То, что кольца лучше видны, если Солнце подсвечивает их сзади, указывает на преобладание пылевидных частиц. Возможно, кольца состоят из метанового льда, потемневшего под действием излучения Солнца.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 4 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: