Освоение космоса

«Человеческий мир Марса, вероятно, значительно опередил нас во всем и достиг большого совершенства… они построили города и научились всяким искусствам», – говорилось в посвященной Марсу главе книги знаменитого французского популяризатора науки К. Фламмариона «Живописная астрономия». Начиная с античных времен у ученых, не было более популярной идеи, чем поиск жизни в других мирах. И не только у ученых. «В других краях, в других мирах такое ль небо, как у нас?» – пела Марфа из оперы Н.А. Римского Корсакова «Царская невеста». С определенной натяжкой можно сказать, что похожее небо есть только у Марса. Но та единственная аминонуклеинокислотная форма жизни, которую мы знаем, без воды существовать не может. Поэтому поиск жизни на Марсе начинается с поиска воды. Установленная на спутнике Марса Mars Global Surveyor (MGS) камера высокого разрешения, способная различить образования размером в 1 м, позволила сделать важное открытие. Обнаруженные на поверхности планеты узкие, длинные склоновые овраги испещрены следами недавних водных потоков, что радикально изменяет представления о Марсе как сухой, гидрологически мертвой планете. До сих пор принято было считать, что темные следы на склонах долин и кратеров оставлены осыпями мелкого песка или камнепадами, но только не водой. Наличие воды в жидком состоянии на Марсе считалось невозможным из-за низкого атмосферного давления и температуры. Однако изучение снимков, полученных с новых аппаратов, в том числе и с нового аппарата  Mars Odyssey, позволяет выделить ряд объектов, по-видимому, связанных с обильными источниками грунтовой воды, на склонах на глубине 200–500 м под уровнем прилегающих равнин. Атмосферное давление и температура на Марсе действительно настолько низкие, что вода там должна одновременно и испаряться, и замерзать. Все ее запасы сосредоточены главным образом в виде залегающего глубоко под поверхностью льда («вечной мерзлоты»). На планете можно найти низменности, где давление выше критического для существования жидкой воды, но температура и там остается предельно низкой: среднегодовая температура на экваторе близка к –60°С, а в полярных районах —  к –120°С. Однако столь суровым Марс был не всегда. На ранних этапах истории (более 2 млрд. лет назад) на Красной планете существовали большие открытые водоемы»

 

Космос, Альманах. Леонид Ксанфомалити,, 2006, 151 стр.

 

 «Отличие Марса от Земли – удивительное разнообразие погодных и климатических циклов. Марсианский год составляет 687 земных суток. Угол наклона оси вращения Марса определяющий смену времен года, очень близок к наклону земной оси. На Красной планете нет атмосферных осадков и океанов, столь важных для формирования погоды на Земле. В зависимости от времени года атмосферное давление (составляющее меньше 1% земного) изменяется в пределах 25%, что обусловлено конденсацией и сублимацией CO2 у полюсов. Разреженная атмосфера не в состоянии сгладить суточные колебания температуры, которые на поверхности Марса достигают 100°С. Термические свойства атмосферы зависят от наличия в ней частиц пыли и льда, поэтому динамика процессов, происходящих в атмосфере Марса, достаточно сложная. Погода характеризуется сильными ветрами, высокими ледяными облаками туманами, заморозками, пылевыми смерчами и бурями».

 

Космос, Альманах, Арден Олби,, 2006, 155 стр.

 

О спутниках Марса  начали говорить задолго до их открытия. 400 лет назад Галилей, впервые  наблюдая небо в телескоп, обнаружил  возле Юпитера четыре спутника. И хотя близ Марса он ничего не увидел, его современник Иоганн Кеплер рассудил, что если у Земли один спутник, а у Юпитера четыре, то «небесная гармония» требует, чтобы у расположенного между ними Марса их было два. Увидеть спутники Марса, путём наблюдений в телескоп, первым попытался в 1783 году британский астроном Уильям Гершель, незадолго до этого Открывший планету Уран. Но ему не повезло. Полвека спустя, в 1830 году, неудачей закончилась и попытка его сына Джона. Тщательные поиски спутников Марса предпринял в 1862 году в Копенгагенской обсерватории опытный немецкий астроном Генрих дАрре, но и он ничего не обнаружил. Однако когда в 1873 году на Морской обсерватории США в Вашингтоне появился Большой рефрактор – новый телескоп фирмы Кларка с крупнейшим в мире линзовым объективом диаметром 66 см, - астроном Асаф Холл всё же решил вновь поискать спутники Марса.

После ряда неудач, 16 августа  Холл увидел слабую светлую точку  и убедился, что это спутник  Марса. На следующую ночь Холл обнаружил  второй спутник.

 

2.2. Сатурн.

 

    Шестая планета от Солнца и вторая по величине в Солнечной системе. Расположен примерно вдвое дальше от Солнца, чем Юпитер. На 99% планета состоит из водорода и гелия. Сатурн — единственное тело Солнечной системы, которое легче воды. По внутреннему строению Сатурн похож на Юпитер. Он имеет очень красивую систему колец и 17 спутников.

Сатурн представляется невооруженному глазу звездой первой звездной величины, он значительно слабее по блеску, чем Венера, Юпитер и Марс. Его тусклый свет, имеющий матово-белый оттенок, а также очень медленное движение по небу создали планете дурную славу, и рождение под знаком Сатурна считалось недобрым предзнаменованием.

 

В июле 1610 года Галилео Галилей опубликовал  зашифрованное сообщение такого содержания: «Отдалённейшую из планет наблюдал тройною» «Отдалённейшей из планет» в то время считали Сатурн, а его кольца в телескопе Галилея выглядели двумя туманными пятнами по краям планеты. Предположение о том, что планета окружена кольцом, высказал в 1655 году голландец Христиан Гюйгенс, и поначалу его гипотез вызвала ожесточённую критику со стороны ортодоксов.

Если приблизиться  к кольцам вплотную, то они потеряют для нас свою монолитность и превратятся  в огромное число отдельных «спутничков» Сатурна – частиц из обычного водяного льда самой разной величины: от мелких пылинок до глыб с поперечником 10-15 метров. Основная масса колец Сатурна заключена в частицах метровых размеров. Но это не цельные куски льда, а снежные комья, такие, же рыхлые, как свежевыпавший снег. Эти снежные тела вращаются вокруг Сатурна со скоростью около 10 км/с. Их скорости так хорошо уравнены, что соседние частицы кажутся неподвижными по отношению друг к другу. На самом деле они очень медленно перемещаются в разных направлениях – со скоростью 1-2 м/с. Примерно с такой скоростью ползают земные улитки. Время от времени можно наблюдать эффектное зрелище – столкновение двух крупных частиц. Две глыбы размером с садовый домик начинают медленно соприкасаться друг с другом, сдвигая с поверхности целые сугробы рыхлого снега. Им не повезло: они не выдержали взаимного давления при ударе и медленно развалились на части. Типичная для колец «катастрофа» при скорости один миллиметр в секунду! Два больших остатка первоначальных тел продолжают движение, а сброшенные с них сугробы снега, комки и снежная пыль неспешно разлетаются в разные стороны, сверкая в лучах далёкого Солнца. Через несколько дней «пострадавшие» частицы снова врастут, поймав и поглотив огромное количеств более мелких снежков в кольцах.

Сами кольца чрезвычайно тонки: около 10-20 метров толщиной. По отношению ширины к толщине листок папиросной бумаги гораздо толще планетных колец. Если уменьшить кольца Сатурна до метрового размера, то их толщина составит тысячную долю миллиметра.

 

Титан – один из самых больших спутников в солнечной системе и самый горячий спутник Сатурна. «Он больше Меркурия, его атмосфера более плотная, чем у Земли. Температура на поверхности 179°C говорит о том, что жизнь там вряд ли возможна. Но тепло, исходящее из недр спутника или от падающих на его поверхность крупных комет, может порождать километровые озера жидкой воды, способной сохраняться под коркой льда сотни лет, если растворенный в ней аммиак сыграет роль антифриза. В озерах из простых углеводородов и нитритов могут формироваться аминокислоты, пурины, сахара и другие компоненты живого вещества. На поверхности Титана следы этих процессов могли сохраниться в виде различных органических отложений».

 

Космос, Альманах, Джонатан Лунин, 2006, 190-191 стр.

 

Вывод: Мною рассмотрено только две планеты, но я могу с уверенностью сказать, что все планеты солнечной системы  совершенно непохожие друг на друга планеты, каждая из которых "живет" по своим законам во взаимодействии с другими.

Понятно, что  планеты Солнечной системы скрывают ещё много тайн. Сейчас в связи  с развитием космонавтики они изучаются очень активно. И если раньше преобладала теория, то сейчас практика выходит на первый план. В ближайшее время планируются полеты на спутник Марса Фобос, образцы первых горных пород будут доставлены в 2014 году, экспедиции на Плутон, запуски спутников и зондов на Юпитер, Уран.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Чёрные дыры.

 

     В последнее  время внимание астрономов привлекло  одно из самых странных в  мире открытий. В соответствии  с общей теорией относительности  в космосе должны существовать объекты, которые обладают столь сильными гравитационными полями, что планеты, звезды, астероиды и другие любые тела, затянутые в них, просто разрушаются. Еще более странно то, что, попав в такое поле, никто и ничто не может оттуда выбраться, и перестает существовать в нашей Вселенной, даже свет, чья скорость 300 тыс. км/с, и он не в силах преодолеть мощнейшее гравитационное поле. Такие объекты называют черными дырами.

Они образуются в результате коллапса гигантских звёзд массой более трёх масс Солнца.

 

«В 1783 г. Кембриджский преподаватель Джон Мичелл написал статью для журнала «Философские труды Лондонского Королевского общества», в которой указывал: достаточно массивные и плотные звёзды могут обладать настолько мощным гравитационным полем, что удерживают испускаемый ими свет. Любой свет, изучаемый поверхностью звезды, будет притянут назад гравитацией и не сможет удалиться на сколько-нибудь значительное расстояние. Мичелл предположил, что таких звёзд во Вселенной немало. Хотя мы не можем их видеть (ведь их свет никогда не достигнет нас), мы способны регистрировать их гравитационное воздействие. Именно подобные объекты мы и называем чёрными дырами, потому что таковы они есть – чёрные пустоты в космосе».

 

Стивен Хокинг, Теория всего. Происхождение и судьба Вселенной, 2009, 39-40 стр.

 

Черные дыры должны играть значительную роль во Вселенной. Так, по предварительным подсчетам, только в нашей Галактике насчитывается  около миллиарда черных дыр. Предполагают, что в центрах шаровых скоплений  звезд, а также в центре Галактики находятся черные дыры. Есть гипотезы, согласно которым необычно высокое излучение квазаров и так называемый парадокс масс объясняются влиянием черных дыр. И вообще астрофизики все чаще начинают объяснять различные загадочные космические явления действием черных дыр.

     Не исключено,  что черные дыры могут активно влиять и на дела земные, так же как, например Луна. Эти экзотические космические тела могут «подсказать» людям принципиально новые источники энергии. Так, например, при падении вещества в черную дыру на единицу массы выделяется энергия, имеющая величину на порядок большую, чем в ядерных реакциях. Или другой пример, связанный с эффектом испарения черных дыр. Этот эффект имеет существенное значение для микрочерных дыр, характеризующихся мизерными размерами (порядка размеров элементарных частиц и меньше), но довольно ощутимой по земным масштабам массой (около 1 млрд. т.). На последней стадии испарения, когда масса черной дыры становится равной примерно 1 тыс. т., за одну десятую доли секунды выделяется энергия, равная энергии взрыва миллиона мегатонных термоядерных бомб!

Пока еще трудно конкретно  что-либо сказать о практических путях использования энергии  черных дыр. Не исключено, что в будущем  черные дыры смогут послужить человечеству не только как самые мощные и компактные источники энергии, но и как наиболее экологически чистые, поглощающие отработанное вещество.

     Физика  и астрофизика черных дыр получили  широкое признание научной общественности. Им посвящено множество статей, десятки монографий, проблемы черных дыр активно обсуждаются на научных конференциях. Фактом признания важности этих проблем для науки в целом было присуждение в 1983 г. Нобелевской премии американскому ученому  С. Чандрасекару за цикл работ по эволюции звезд.

 

Поиски чёрных дыр. Объект, который по определению нельзя видеть, естественно, нелегко обнаружить. Как же астрономы собираются искать черные дыры?

     Конечно,  черную дыру нельзя увидеть  с помощью любого доступного  астрономам телескопа, начиная  от радиотелескопов и кончая g-детекторами. Тем не менее, можно использовать косвенные методы, связанные с теми гравитационными эффектами, которые черная дыра вызывает в окружающем веществе.

     В 1972 году  детекторы, установленные на искусственном  спутнике Земли «Ухуру» (США), зарегистрировали рентгеновское излучение примерно десяти источников с указанными потоками энергии. «Самый популярный»  среди них источник Лебедь Х-1. Он оказался двойной звездой, причем период обращения системы, вокруг центра масс равен 5,6 суток. Как показывает анализ, основная часть рентгеновского излучения генерируется во внутренней части диска, радиус которого не превышает 200 км (радиус черной дыры 30 км). В соответствии с теоретическим предположением интенсивность упомянутого излучения измеряется с характерным масштабом в тысячные доли секунды. Расстояние до объекта Лебедь Х1 составляет примерно 6 тыс. световых лет (один световой год составляет 1,5 млн. км.).

     Сходный  источник (Циркуль Х1) в созвездии Циркуля также привлекает внимание астрономов. Это спектрально-двойная система с периодом обращения 16,6 дня. В отличие от источника Лебедь Х1, его излучение временами пропадает, причиной чего может служить покрытие источника рентгеновского излучения основной звездой. Временные измерения  сигналы столь же краткие, как и у Лебедя Х1, что указывает на схожесть размеров. Основной в системе является слабая красная звезда; некоторые астрономы считают, что ее цвет и низкая светимость объясняется тем, что она окружена пылевым облаком, которое и задерживает свет. Главная трудность, связанная с Циркулем Х1, заключается в том, что его масса неизвестна.

Но, тем не менее, многие учёные склонны к тому, что когда происходит всплеск гамма-излучения, рождается чёрная дыра.

«Еще 10 лет назад никто не знал, чем вызваны гамма-всплески – вспышки излучения высокой энергии, наблюдаемые на небе. Сейчас астрономы считают их лебединой песней умирающих звезд. Черная дыра, возникающая при коллапсе гигантской звезды, частично засасывает ее остатки, но некоторое вещество выбрасывается наружу. При этом в ударных волнах рождается излучение. Утром 23 января 1999 г. автоматический телескоп в Нью-Мексико зафиксировал в созвездии Северной Короны самый грандиозный взрыв, когда-либо замеченный человечеством. Вспышка была едва различима с расстояния в 9 млрд. световых лет (что составляет более половины размера наблюдаемой Вселенной). Если бы это произошло на расстоянии нескольких тысяч световых лет, то вспышка была бы яркой, как полуденное Солнце, а Земля получила бы такую дозу облучения, что на ней погибло бы все живое. Взрыв  стал одной из наиболее захватывающих загадок астрономии: первый такой всплеск был обнаружен 2 июля 1967 г.»

 

Космос, Альманах. Нейл Герелс, Луиджи Пиро, Питер Леонаиро и Питер Леонард, 2006, 142 стр.