Исследование планет и их спутников с помощью космических аппаратов кратко

Обновлено: 30.06.2024

Перелеты к Марсу, в зависимости от его положения на орбите, занимают от 6 до 10 месяцев.

Применение космических аппаратов намного расширило возможность исследования планет. Основными методами научных исследований при этом являются следующие:

Кроме прямых измерений, параметры атмосферы планеты и их изменение но высоте могут быть вычислены по скорости снижения аппарата, поскольку аэродинамические характеристики его известны. Опыт показал, что этот метод дает хорошее согласие с предыдущим.

3. Измерение химического состава атмосферы. Производится с помощью газоанализаторов различных типов. Обычно каждый газоанализатор предназначен для определения содержания какого-то определенного газа.

4. Изучение верхних слоев атмосферы по методу радиопросвечивания. Этот метод, состоит в том, что космический аппарат, заходя (для земного наблюдателя) за диск планеты или выходя из-за него, посылает радиоволну определенной длины (используются волны от 8 см до 6 м). Проходя сквозь атмосферу планеты, радиоволна испытывает преломление (рефракцию) и дефокусировку, связанную с тем, что показатель преломления атмосферы убывает с высотой. Поэтому волна, прошедшая сквозь более высокие слои атмосферы, преломляется меньше, чем проходящая через более низкие слои (рис. 18).

В результате весь пучок радиоволн расширяется и интенсивность сигнала ослабевает. В зависимости от показателя преломления меняется и частота сигнала.

Если планета имеет ионосферу, то в ионосферных слоях происходит, наоборот, фокусировка радиолуча и усиление сигнала.

Рис. 18. Метод радиопросвечивания (схема).

Поскольку космический аппарат движется, посланный им радиолуч, пересекая последовательно верхние и нижние слои атмосферы планеты (или в обратном порядке — при выходе из-за планеты), испытывает то усиления, то ослабления, что позволяет построить модель верхних слоев атмосферы, включая ионосферу (в нижних слоях луч ослабевает настолько, что принимать сигнал уже нельзя).

5. Спектральные наблюдения свечения газов атмосферы в ультрафиолетовых лучах позволяют регистрировать самые интенсивные,— так называемые резонансные спектральные линии. К ним относится знаменитая линия водорода (Лайман-альфа) на длине волны 1216 А, кислородный триплет с длиной волны 1302— 1305 А и ряд других. Исследование свечения этих линий Дает сведения о составе и плотности атмосферы до самых больших высот. Напомним, что ультрафиолетовый участок спектра совершенно недоступен для наблюдений с Земли.

6. Измерения содержания заряженных частиц в атмосфере и в околопланетном пространстве с помощью ионных ловушек; измерения скорости и потока заряженных частиц в магнитосфере планеты.

7. Измерения напряженности магнитного поля планеты и изучение структуры ее магнитосферы с помощью чувствительных магнитометров.

8. Различные методы изучения физических свойств и состава грунта планеты; определение содержания радиоактивных элементов с помощью гамма-спектрометров, определение диэлектрической проницаемости грунта с помощью бортового радиолокатора, химический анализ забираемых проб грунта приборами спускаемых аппаратов, измерение плотности грунта плотномером и т. д.

9. Изучение рельефа Марса по интенсивности полос поглощения главного компонента его атмосферы — углекислого газа.

10. Изучение гравитационного поля планеты по движению ее искусственных спутников или пролетающих мимо нее космических аппаратов.

11. Исследование собственного теплового и радиоизлучения планеты с близких расстояний в широком диапазоне длин волн — от микронных до дециметровых.

Этот перечень далеко не полон. Некоторые методы будут описаны или упомянуты ниже, при изложении результатов исследований планет. Однако уже из этого перечня можно видеть, насколько разнообразны методы космических исследований планет, какие богатые возможности они представляют ученым. Неудивительно, что за какие-нибудь 15 лет эти исследования дали нам колоссальный объем информации о природе планет.

Солнечная система, в которой мы живем, постепенно всё больше и больше изучается земными исследователями.

Мы рассмотрим этапы и результаты исследований:

Меркурия,
Венеры,
Луны,
Марса,
Юпитера,
Сатурна,
Урана,
Нептуна.

Планеты земной группы и спутник Земли

Рисунок 1. Планеты земной группы. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Меркурий.

Меркурий является ближайшей планетой к Солнцу.

Однако, Меркурий остаётся на момент 2018 года самой малоизученной планетой земной группы – Венерой, Землёй и Марсом. Меркурий отличается малым размером, непропорционально крупным расплавленным ядром и имеет в наличии менее окисленный материал, чем его соседи.

В октябре 2018 года ожидается запуск к Меркурию миссии Bepi Colombo, совместного проекта Европейского и Японского космического агентства. Итогом семилетнего путешествия должно стать изучение всех особенностей Меркурия и анализ причин появления таких особенностей.

Венера.

Готовые работы на аналогичную тему

Из последних исследований Венеры отметим миссию Европейского Космического Агентства Venus Express по исследованию планеты и особенностей её атмосферы. Наблюдение за Венерой проходило с 2006 по 2015 год, в 2015 году аппарат сгорел в атмосфере. Благодаря этим исследованиям была получена картина южного полушария Венеры, а также получена информация о недавней вулканической активности гигантского вулкана Идунн, имеющего диаметр 200 километров.

Луна.

Первым объектом пристального внимания со стороны землян стала Луна.

Впоследствии, из-за гигантских затрат на лунную программу, пилотируемые человеком полёты на Луну прекратились. Исследования Луны стали проводиться с помощью автоматических и управляемых с Земли космических аппаратов.

Марс.

Планеты-гиганты

Рисунок 2. Планеты-гиганты. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Юпитер.

Из современных исследований отметим такой факт. В 2017 году команда американских астрономов, во главе с Скоттом С. Шеппардом, занимаясь поисками потенциальной девятой планеты за пределами орбиты Плутона случайно обнаружили новые луны у Юпитера. Таких лун оказалось 12. В итоге количество спутников Юпитера увеличилось до 79.

Сатурн.

Уран.

Планета Уран была открыта в 1781 году астрономом В. Гершелем. Уран является ледяным гигантом.

В 1977 году удалось обнаружить, что у Урана также есть свои кольца.

Нептун.

Нептун является планетой-гигантом и первой планетой, открытой с помощью математических вычислений.

Планеты-карлики

К планетам-карликам относятся те небесные тела, которые обращаются вокруг Солнца и имеют достаточную массу для поддержания собственной сферической формы. Такие планеты не являются спутниками иных планет, но и не могут в отличие от планет расчистить свою орбиту от прочих космических объектов.

К карликовым планетам относятся такие объекты как Плутон, исключенный из списка планет, Макемаке, Церера, Хаумеа и Эрида.

Отметим, что по поводу Плутона все еще ведутся споры, считать его планетой или планетой-карликом.

Рисунок 3. Планеты-карлики. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Планета Девять

20 января 2016 года астрономы, работающие в Калифорнийском технологическом институте, Константин Батыгин и Майкл Браун выдвинули гипотезу о предполагаемом существовании массивной транснептуновой планеты находящейся за пределами орбиты Плутона. Однако, до настоящего момента планету Девять обнаружить не удалось.

С тех пор, как 4 октября 1957 года советский спутник впервые вышел на земную орбиту, тысячи космических аппаратов, включая спутники Земли и космические зонды, были запущены в космос. За последние шесть десятилетий в исследованиях космического пространства действительно произошли скачкообразные изменения. С развитием жидкого и твердого топлива, а также с использованием солнечных панелей и радиоактивных источников энергии предпринимаются всё более амбициозные проекты, которые когда-то считались невозможными. Здесь представлена 10-ка самых успешных миссий по изучению Солнечной системы, которые подняли сферу космических путешествий на совершенно новый уровень.

Не согласны с выбором номера 1? Оставьте комментарий и напишите, какой космический аппарат выбрали бы Вы.

1972 – 2003 гг.

2003 – Настоящее время

1961 – 1984 гг.

1989 – 2003 гг.

2011 – Настоящее время

2006 – Настоящее время

Пролетев мимо Юпитера для гравитационного ускорения в своем долгом путешествии, он провел наблюдения Юпитера и его спутников. Космический зонд изучил крупное извержение вулкана на луне Ио, обнаружил глобальные изменения погоды на Юпитере, наблюдал образование облаков аммиака в атмосфере и впервые обнаружил молнии в полярных регионах планеты.

1977 – Настоящее время

2. Марсоходы НАСА

1997 – Настоящее время

Современный этап исследований Солнечной системы предполагает изучение не только планет, но и наиболее отдаленных объектов в пределах влияния Солнца. Исследования касаются не только самой системы, но и ее взаимодействия с галактикой и другими вселенскими структурами. Освоение Солнечной системы в настоящее время невозможно без использования мощнейших оптических приборов наземного и орбитального расположения, а также высокотехнологичных космических аппаратов, передающих на Землю самую последнюю информацию о небесных телах.

В статье мы расскажем о самых интересных исследованиях Солнечной системы, проведенных за последнее десятилетие.

Аппарат имеет размеры 2,2×2,7×3,2 и массу в полтонны. Он оснащен жидкостным ракетным двигателем и резервуаром для топлива на 77 кг. На станции установлены ультрафиолетовый спектрометр, камеры высокого разрешения, радиоспектрометр, анализатор солнечного ветра и детектор пыли. Максимальная скорость передачи данных 38 кбит/с, максимальная скорость полета — 58*10 3 км/ч.

Исследования Луны

Казалось бы, естественный спутник Земли уже давно изучен. На нем даже побывали американские астронавты. Однако, даже у ближайшей земной соседки остается еще много тайн, разгадка которых поможет дополнить современное представление о Солнечной системе.

Данные полученные станцией, были очень интересны. Доля воды в подповерхностном слое лунного грунта оказалось равной 8%. Кроме того, в больших количествах были найдены ртуть и серебро. По мнению ученых, вода и металлы были занесены на Луну кометами и метеоритами. Ранее эти вещества находились в грунте спутника лишь в следовых количествах. LCROSS же помог исследователям изучить прошлое Луны и ее взаимодействие с другими космическими телами.

Изучение астероидов

Изучение астероидов является значимой частью современных исследований Солнечной системы. Анализируя состав и строение этих объектов можно изучить прошлое нашей системы, а также других уголков галактики. Кроме того, астероиды гипотетически могут стать сырьевой базой для Земли. Ведь они богаты различными минералами и другими полезными ископаемыми.

Японская межпланетная станция Хаябуса-2 была запущена 3 декабря 2014 года. Ее целью является изучение околоземного астероида (162173) Рюгу. На данный момент зонд уже достиг поверхности небесного тела и проводит изучение его грунта. Возвращение Хаябуса-2 на Землю планируется в 2020 году.

Другой космический аппарат OSIRIS-REx, созданный НАСА, на данный момент изучает поверхность околоземного астероида (101955) Бенну. Этот объект входит в список астероидов, представляющих наибольшую опасность для Земли.

На пути к Солнцу

Изучение Солнца – задача крайне непростая. Любой аппарат, приближаясь к нему, попадает под действие экстремально высоких температур и зашкаливающих доз излучения. Поэтому большинство миссий по изучению небесного светила оканчивались провалом.

Солнечный зонд Паркер, созданный НАСА, был запущен для изучения верхних слоев солнечной атмосферы. На данный момент он приблизился к звезде на рекордные 15 млн. км. Телескопы и анализаторы, которыми оснащен Паркер, будут передавать на Землю информацию о гелиосфере, солнечном ветре и магнитных полях звезды. Кроме того, на пути к Солнцу зонд совершил 7 пролет вокруг Венеры, попутно делая снимки этой планеты.

Все проведенные исследования помогли ученым составить наиболее современное представление о Солнечной системе. Все больше утверждается правдивость небулярной теории происхождения Солнца и объектов, вращающихся вокруг него. Обнаруживаются новые тела и даже целые карликовые планеты на значительном удалении от небесного светила. Изучено взаимодействие планет и их спутников. Но вся информация о космосе, которой мы владеем на данный момент, составляет миллионные доли процента от того, что нам еще предстоит узнать.

Читайте также: