Меркурий Меркурий Расстояние от Меркурия до Солнца составляет 58 млн.км. Межпланетные расстояния принято оценивать в астрономических единицах (а.е.). Расстояние. — презентация


Из всех известных на сегодняшний день планет Солнечной системы Меркурий является объектом, наименее интересующим научное сообщество. Объясняется это в первую очередь тем, что маленькая звездочка, тускло горящая на ночном небосклоне, на деле оказалась самой наименее пригодной в плане прикладной науки. Первая планета от Солнца представляет собой безжизненный космический полигон, на котором потренировалась явно сама природа в процессе формирования Солнечной системы.

В действительности Меркурий можно смело назвать настоящим кладезем информации для астрофизиков, из которого можно почерпнуть массу интереснейших данных о законах физики и термодинамики. Используя полученную информацию об этом интереснейшем небесном объекте, можно получить представление о том влиянии, какое оказывает на всю Солнечную систему наша звезда.

Что представляет собой первая планета Солнечной системы?

На сегодняшний день Меркурий считается самой маленькой планетой, входящей в систему. С тех пор, как Плутон был исключен из списка основных небесных светил нашего ближнего космоса и переведен в разряд карликовых планет, Меркурий занял почетное первое место. Однако это лидерство не прибавило баллов. То место, которое занимает Меркурий в Солнечной системе, оставляет его вне поля зрения современной науки. Всему виной, близкое расположение к Солнцу.

Такое незавидное положение откладывает отпечаток на поведение планеты. Меркурий со скоростью 48 км/с. несется по своей орбите, совершая полный оборот вокруг Солнца за 88 земных суток. Вокруг собственной оси он вращается достаточно медленно — за 58,646 дней, что дало повод астрономам долгое время считать Меркурий повернутым к Солнцу одной стороной.

С большой долей вероятности именно такая прыткость небесного тела и его соседство с центральным светилом нашей Солнечной системы, стали поводами дать планете название в честь древнеримского бога Меркурия, который также отличался своей стремительностью.

К чести первой планеты Солнечной системы, еще древние считали ее самостоятельным небесным телом, которое вращается вокруг нашей звезды. С этого ракурса любопытны академические данные о ближайшем соседе нашего светила.

Положение Меркурия в солнечной системе

После того как Международный астрономический союз изменил статус Плутона, признав его малой планетой относящейся к поясу Койпера, самым малым из основных космических тел в Солнечной системе стал считаться Меркурий.

Занимательные факты:

  • Меркурий в 18 раз меньше Земли по массе и почти в 17,8 раз – по объему. Скорость движения Меркурия 38,7–56,6 км/с (зависимо от положения на орбите).
  • Год на Меркурии — самой маленькой планете солнечной системы длится всего 88 земных суток – за это время она успевает сделать полный оборот вокруг звезды.
  • Одни звездные сутки на планете Меркурий длятся почти 2/3 его года. Солнечные – занимают целых два. Она вращается вокруг своей оси в 59 раз медленнее, чем Земля.

Меркурий относится к планетам земной группы, расположенным во внутренней части Солнечной системы, ограниченной широким поясом астероидов. В нее входят ближайшие соседи Меркурия Земля и Венера, а также Марс. Из всех крупных объектов, вращающихся вокруг «материнской» звезды, он обладает самой большой угловой скоростью.

Расстояние до Солнца

Расстояния между космическими объектами измеряются в астрономических единицах (а. е.). Величина 1 а. е. – 149,6 миллионов километров равна расстоянию от Солнца до Земли.

Дистанция от центра планетарной системы до внутренних планет в астрономических единицах:

  • Меркурий – 0,38 а. е.
  • Венера – 0,72 а. е.
  • Земля – 1,0 а. е.
  • Марс – 1,52 а. е.

Удаленность Меркурия от Солнца – величина непостоянная. В среднем она составляет 57 910 006 км. Орбита его движения эллиптическая. Она сильно вытянута и в ближайшей точке это значение уменьшается до 45,9 млн. км, а в наиболее удаленной – составляет 69,7 млн. км.

Средняя дистанция от центра планетарной системы до ближайших планет:

  • Меркурий – 57,9 млн. км.
  • Венера – 108 млн. км.
  • Земля – 150 млн. км.
  • Марс – 228 млн. км.

Оценить, насколько дальше Земля отстоит от Солнца, чем Меркурий, можно по таблице расстояний:

ПланетаМеркурийВенераЗемляМарс
Расстояние в км57 910 006108 199 995149 599 951227 939 920
Расстояние в св. годах0,00000610,00001140,00001580,0000240

Расстояние до Земли

Все планеты нашей системы вращаются по гелиоцентрическим орбитам с разным эксцентриситетом (степенью отклонения от окружности). Скорость их вращения также различна.

Наибольшее расстояние от Меркурия до Земли – 217 млн. км – достигается на момент противостояния, когда Солнце находится между Землей и Меркурием, находящимся в афелии своей орбиты, где он пребывает в полтора раза дальше от звезды, чем в перигелии.

Несмотря на то, что самой близкой по среднему значению к Земле планетой является Венера, из-за высокой скорости движения, Меркурий чаще других находится от нее на минимальной дистанции. Каждые 116 земных дней он подходит к нашей планете так же близко, как к Солнцу.

Наименьшее расстояние от Меркурия до Земли – всего 82, 2 млн. км – наблюдается во время схождения орбит небесных тел. Это значение непостоянно и постепенно уменьшается из-за движения Земли. Каждые 600 лет интервал сокращается на 100 000 км. По предварительным оценкам, максимальное схождение составит 80 млн. км. Оно наступит не ранее 29 012 года, после чего планеты снова начнут отдаляться.

Расстояние до Венеры

Минимальный промежуток между орбитами Меркурия и Венеры почти равен среднему расстоянию от Земли до Венеры. Если планеты встретятся в афелии, дистанция между ними сократится до 50,3 млн. км. Когда они разойдутся на максимальное расстояние, его значение составит около 166 млн. км.

Атмосфера Меркурия сильно разрежена. Она не защищает поверхность от охлаждения и позволяет ей отражать большую часть инфракрасных лучей. Вот почему более далекая Венера горячее Меркурия, находящегося ближе к источнику тепла. Венерианская атмосфера на 96,5% состоит из углекислого газа. Диоксид серы (0,018%) образует плотный облачный покров над всей планетой, препятствующий рассеиванию инфракрасных лучей. Благодаря парниковому эффекту, температура на всей поверхности планеты примерно одинакова (+464оС). Ее маленький сосед Меркурий остывает на «ночной» стороне до -173оС; на «дневной» – нагревается до +427оС.

Обе планеты слабо наклонены к плоскости эклиптики, не имеют естественных спутников, медленнее остальных вращаются вокруг своей оси, однако движутся по орбите в разных направлениях. Эти факты породили гипотезу о том, что первая планета изначально являлась спутником Венеры, впоследствии утраченным из-за столкновения. Гипотеза до сих пор не подтверждена.

Краткая характеристика и особенности планеты

Среди всех восьми планет Солнечной системы у Меркурия самая необычная орбита. Ввиду незначительного расстояния планеты от Солнца, орбита у нее самая короткая, однако по своей форме это сильно вытянутый эллипс. В сравнении с орбитальным путем других планет, у первой планеты самый высокий эксцентриситет – 0,20 е. Другими словами, движение Меркурия напоминает гигантские космические качели. В перигелий стремительный сосед Солнца приближается к нему на расстояние 46 млн. км, раскаляясь до красна. В афелии Меркурий отдается от нашего светила на расстояние 69,8 млн. км, успевая за это время немного остыть в просторах космоса.

В ночном небе планета имеет светимость в широком диапазоне от −1,9m до 5,5m, однако ее наблюдение весьма ограничено по причине близкого расположения Меркурия к Солнцу.

Такая особенность орбитального полета легко объясняет широкий диапазон перепада температур на планете, который является самым значительным в Солнечной системе. Однако главной отличительной чертой астрофизических параметров маленькой планеты является смещение орбиты относительно положения Солнца. Этот процесс в физике называется прецессия, и чем он вызван, до сих пор остается загадкой. В XIX веке была даже составлена таблица изменений орбитальных характеристики Меркурия, однако объяснить подобное поведение небесного тела до конца не удалось. Уже в середине XX было сделано предположение о существовании вблизи Солнца некой планеты, влияющей на положение орбиты Меркурия. Подтвердить эту теорию в данный момент техническими средствами наблюдения с помощью телескопа не представляется возможным, ввиду близкого расположения исследуемой области к Солнцу.

Самое подходящее объяснение этой особенности орбиты планеты — рассматривать прецессию с точки зрения теории относительности Эйнштейна. Предварительно орбитальный резонанс Меркурия оценивался как 1 к 1. На деле оказалось, что этот параметр имеет значение 3 к 2. Ось планеты располагается под прямым углом к орбитальной плоскости, а комбинация скорости вращения солнечного соседа вокруг собственной оси с орбитальной скоростью приводит к возникновению любопытному явлению. Светило, дойдя до зенита, начинает обратный ход, поэтому на Меркурии восход и закат Солнца происходят в одной части меркурианского горизонта.

Что касается физических параметров планеты, то они следующие и выглядят довольно скромно:

  • средний радиус планеты Меркурий составляет 2439,7 ± 1,0 км;
  • масса планеты составляет 3,33022·1023 кг;
  • плотность Меркурия равна 5,427 г/см³;
  • ускорение свободного падения на меркурианском экваторе 3,7 м/с2.

Диаметр самой маленькой планеты равен 4879 км. Среди планет земной группы Меркурий уступает всем трем. Настоящими гигантами по сравнению с маленьким Меркурием являются Венера и Земля, Марс ненамного превышает размеры первой планеты. Солнечный сосед уступает по размерам даже спутникам Юпитера и Сатурна, Ганимеду (5262 км) и Титану (5150 км).

Относительно Земли первая планета Солнечной системы занимает разное положение. Самое близкое расстояние между двумя планетами составляет8 2 млн. км, тогда как максимальная удаленность равна 217 млн. км. Если лететь с Земли к Меркурию, то космический корабль может достичь планеты быстрее, чем отправившись на Марс или на Венеру. Это происходит ввиду того, что маленькая планета чаще расположена к Земле ближе, чем ее соседи.

У Меркурия очень высокая плотность, и по этому параметру он ближе к нашей планете, превосходя Марс почти в два раза — 5,427 г/см3 против 3,91 г/см2 у Красной планеты. Однако ускорение свободного падения у обеих планет, у Меркурия и у Марса, практически одинаково – 3,7 м/с2. Долгое время ученые считали, что первая планета Солнечной системы была в прошлом спутником Венеры, однако получение точных данных о массе и плотности планеты, развенчало эту гипотезу. Меркурий вполне самостоятельная планета, сформировавшаяся в процессе образования Солнечной системы.

При своих скромных размерах, всего 4879 километров, зато планета тяжелее Луны, а по плотности превосходит такие огромные небесные тела, как Солнце, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун вместе взятые. Однако такая высокая плотность не обеспечила планете других выдающихся физических параметров, ни в плане геологии, ни в плане состояния атмосферы.

Внутреннее и внешнее строение Меркурия

Для всех планет земной группы характерной особенностью является твердая поверхность.

Это объясняется схожестью внутреннего строения этих планет. В плане геологии Меркурий имеет три классических слоя:

  • меркурианская кора, толщина которой варьируется в диапазоне 100-300 км;
  • мантия, толщина которой составляет 600 км;
  • железно-никелевое ядро диаметром 3500-3600 км.

Кора Меркурия представляет собой подобие рыбной чешуи, где слои пород, образованные в результате геологической активности планеты в ранние периоды, наслаивались друг на друга. Эти наслоения образовали своеобразные выпуклости, являющиеся особенностями рельефа. Быстрое остывание поверхностного слоя привело к тому, что кора начала сжиматься подобно шагреневой коже, теряя свою прочность. В дальнейшем, с окончанием геологической активности планеты, меркурианская кора подверглась сильному внешнему воздействию.

Достаточно тонкой по сравнению с толщиной коры, выглядит мантия, всего 600 км. Такая незначительная толщина меркурианской мантии говорит в пользу теории, согласно которой часть планетарного вещества Меркурия была потеряна в результате столкновения планеты с крупным небесным телом.

Что касается ядра планеты, то здесь имеется много спорных моментов. Диаметр ядра составляет ¾ диаметра всей планеты и имеет полужидкое состояние. Причем по концентрации железа в ядре Меркурий — безоговорочный лидер среди планет Солнечной системы. Активность жидкого ядра продолжает оказывать влияние на поверхность планеты, образуя на ней своеобразные геологические образования — вспучивания.

Долгое время астрономы и ученые о поверхности планеты имели скудные представления, основанные на данных визуальных наблюдений. Только в 1974 году с помощью американского космического зонда «Маринер-10» человечеству впервые представилась возможности с близкого расстояния увидеть поверхность солнечного соседа. Из полученных снимков удалось выяснить, как выглядит поверхность планеты Меркурий. Судя по снимкам, которые были получены благодаря «Маринеру-10», первая планета от Солнца покрыта кратерами. Самый большой кратер «Калорис» имеет диаметр 1550 км. Участки между кратерами покрыты меркурианскими равнинами и скалистыми образованиями. В отсутствие эрозии поверхность Меркурия сохранилась практически такой же, какой она была на заре формирования Солнечной системы. Этому способствовало раннее прекращение активной тектонической деятельности на планете. Изменения в меркурианском рельефе происходили только в результате падения метеоритов.

По своей цветовой гамме Меркурий сильно напоминает Луну, такой же серый и безликий. Альбедо обоих небесных светил также практически одинаково, 0,1 и 0, 12 соответственно.

Что касается климатических условий на планете Меркурий, то это суровый и жестокий мир. Несмотря на то, что под воздействием близкого светила планета нагревается до 4500 С, тепло не удерживается на меркурианской поверхности. На теневой стороне планетного диска, температура опускается до отметки -1700С. Причина таких резких температурных колебаний – крайне разреженная атмосфера планеты. По физическим параметрам и по своей плотности меркурианская атмосфера напоминает вакуум, однако даже в такой обстановке воздушная прослойка планеты состоит кислорода (42%), натрия и водорода (29% и 22% соответственно). Только 6% приходится на гелий. Менее 1% приходится на водяные пары, диоксид углерода, азот и инертные газы.

Считается, что плотная воздушная прослойка на поверхности Меркурия исчезла в результате слабого гравитационного поля планеты и постоянного воздействия солнечного ветра. Близкое соседство Солнца способствует наличию на планете слабого магнитного поля. Во многом такое соседство и слабость гравитационного поля способствовали тому, что у Меркурия нет естественных спутников.

Исследования Меркурия

До 1974 года планету в основном наблюдали в оптические приборы. С началом космической эры человечество получило возможность начать более интенсивное изучение первой планеты Солнечной системы. Только два земных космических аппарата сумели достичь орбиты маленькой планеты — американские «Маринер-10» и «Мессенджер». Первый совершил трехкратный пролет мимо планеты в течение 1974-75 годов, приблизившись к Меркурию на максимально возможное расстояние – 320 км.

Ученым пришлось ждать долгие двадцать лет, пока к Меркурию не отправился в 2004 году космический аппарат NASA «Messenger». Через три года, в январе 2008 года автоматическая межпланетная станция совершила первый облет планеты. В 2011 году космический аппарат «Мессенджер» благополучно занял место на орбите планеты и приступил к ее изучению. Через четыре года отработав свой ресурс, зонд упал на поверхность планеты.

Количество космических зондов, отправленных на исследование первой планеты Солнечной системы, в сравнении с количеством автоматических аппаратов, отправленных на исследование Марса, крайне мало. Это связано с тем, что запуск кораблей к Меркурию затруднителен с технической точки зрения. Для попадания на меркурианскую орбиту необходимо совершить массу сложных орбитальных маневров, осуществление которых требует большого запаса топлива.

В ближайшее время планируется запуск сразу двух космических автоматических зондов, европейского и японского космического агентства. Планируется, что первый зонд будет исследовать поверхность Меркурия и его недра, тогда как второй — японский космический аппарат — будет заниматься исследованием атмосферы и магнитного поля планеты.

Как узнать время полёта от Земли до Марса

Факторами, влияющими на длительность пути, считают:

  • расстояние между планетами,
  • скорость космического корабля.

Чтоб измерить сколько времени займёт полет применяются вычисления намного сложнее, чем линейное измерение расстояния, так как траектория полёта будет зависеть от постоянно движущихся по двум разным орбитам тел. Для её определения нужно вычислить точное нахождение каждой из планет в определённый момент времени, расчёты ведутся с опережением.

Расстояние между планетами уменьшается каждые 26 месяцев во время противостояния. Раз в 15-17 лет наступает момент, когда человеку лететь до Марса быстрее всего. На протяжении 1-2 недель расстояние между Марсом и Землёй достигает минимального значения. Этот период обычно используется для исследовательских полётов, который составляет от 130 до 300 дней.

Что общего между Землёй и Марсом и чем они отличаются

Диаметр Марса в 2 раза меньше диаметра Земли, а масса в 10 раз меньше. Площадь Марса равняется площади земной суши.

характеристики красной планеты

Климат на северном и южном полушариях значительно отличаются. Температура на Марсе колеблется от -150 до +20. На Марсе расположен потухший вулкан, периодически наблюдается гейзерная активность.

Одной из опасностей Марса считаются мощные пылевые бури, которые могут также быть источником сильной радиации.

Хотя воды в жидком виде на планете нет, зафиксировано выпадение снега, который испаряется, не достигая поверхности. Имеются запасы воды в виде ледников.

Марсианские сутки длятся 24 часа 40 минут, что позволяет говорить о возможности выращивать там растения. Цикл года составляет 687 земных дней или 669 марсианских. Весна и лето на Марсе длятся более половины года.

Атмосферное давление чуть более 6 мбар, что в 160 раз меньше земного. Сама атмосфера разрежена, и на 95% состоит из углекислого газа. Отсутствие магнитосферы вкупе с космическим излучением в результате даёт сильную радиацию на поверхности Марса, в 100 раз сильнее, чем на Земле.

Вас также заинтересует Какое расстояние от планеты Земля до Солнца?

сравнение планет

История полетов к красной планете

Больше 50 лет назад были сделаны первые снимки с Марса. С тех пор было совершено около 20 полётов на Марс. В 1971 году были изучены состав атмосферы и её температура, получены первые карты поверхности.

В 1975 произошло первое приземление станции Викинг-1.

В 2001 году на планете был найден лёд. Многие миссии были неудачными, среди успешных полёты американских и российских аппаратов, таких как Маринер 4, Маринер 6, Викинг 2. Посадочный модуль Феникс успешно получил данные о среде, почве и условиях для жизнедеятельности организмов на «красной планете» в 2008 году.

Действуют целые исследовательские станции как на орбите, так и на поверхности Марса:

  • Автоматическая Межпланетная Станция НАСА,
  • Марс-Экспресс;
  • Марс Одиссей;
  • Марс Глобал Сервейер,

и 2 марсохода.

Время полёта до Марса от Земли у каждого корабля было разным, в среднем 225 дней.

Современные программы полётов на Марс:

  • «Аврора» – разрабатывается ЕС, лететь на Марс намечено в 2033 году.
  • «Созвездие» – совместный проект ЕС и НАСА, планирует полёт в 2037 году.

Чтоб минимизировать затраты топлива используется траектория движения, которая пересекается одновременно с Солнечной орбитой, и орбитой Марса, называемая Гомановской траекторией.

Чтобы ускорить полёт корабля и уменьшить время его нахождения в пути, необходимо увеличить его скорость, для чего понадобится большое количество дорогостоящего топлива. Поэтому учёные ищут альтернативные источники энергии, которая будет разогревать топливо и увеличивать его эффективность:

  • сжиженное топливо, например, водород, разогретое с помощью ядерной энергии;
  • плазма, полученная при нагреве топлива электромагнитным излучателем;
  • энергия, образующаяся при столкновении частиц в ускорителе, так называемая антиматерия.

В контексте постоянно меняющихся реалий, сложно однозначно ответить на вопрос, сколько времени лететь до Марса от Земли человеку.

Учёные, ищущие способы сократить длительность полёта, движимы:

  • желанием минимизировать контакт космонавтов с космической радиацией,
  • необходимостью в экономии продуктовых запасов, потребляемых в пути;
  • реализацией плана по транспортировке грузов;
  • осуществлением космических путешествий.

Освоение и программы по переселению людей

В 2011 был запущен проект колонизации Марса под руководством Баса Лансдорпа (Mars One). Высадка первых «поселенцев» намечена на 2027 год. Время в пути должно составить около 7 месяцев. При постепенном заселении группами по 4 человека раз в два года к 2035 году численность колонии на Марсе должна вырасти до 20 человек.

колонизация людей на далекую планету

Илон Маск – руководитель компании SpaceX, планирует совершить высадку на Марс ещё раньше – в 2024 году. Его проект отличается масштабностью задумки: строительством корабля, который сможет вмещать до 200 человек и перевозить 450 тонн груза одновременно.

Ещё одна особенность проекта — это производство топлива на Марсе. В ближайшие 100 лет Маск планирует отправить на Марс миллион человек и обеспечить их жизнедеятельность.

можно ли жить на Марсе

Инженер Роберт Зубрин – основатель проекта Mars Direct тоже разработал свою теорию освоения Марса, он считает, что главная цель полётов на Марс – это изучение «теории химической эволюции», то есть происхождения жизни во Вселенной.

Марс подходит для этой цели лучше всего, так как он больше других планет похож на Землю. Такая научная деятельность, по его мнению, должна вдохновить новое поколение на «множество открытий», в том числе на создание сверхскоростных ракет, которые позволят путешествовать на Марс в ближайшие десятилетия.

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