Природа Венеры и Марса
Общие сведения о планетах Солнечной системы, в частности о Марсе и Венере. Сравнительная таблица характеристик планет по основным параметрам: характеристики, атмосфера, температурный режим, рельеф. Интересные факты о "Планете тайн", "Красной планете".
| Рубрика | Астрономия и космонавтика |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 16.11.2010 |
| Размер файла | 44,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Средняя общеобразовательная школа №364
Реферат
По предмету: Астрономия
На тему: «ПРИРОДА ВЕНЕРЫ И МАРСА»
Выполнила ученица
11 класса «В»
Бродская Валерия
Москва 2007 г.
План работы
Введение
- понятие астрономии
- внеатмосферная астрономия
- общие сведения о планетах солнечной системы
- обоснованный интерес к изучению Марса и Венеры
1. Основная часть
Сравнительная таблица характеристик планет по основным параметрам:
- Общие характеристики
- Атмосфера
- Температурный режим планет
- Рельеф
2. Интересные факты:
- «Планета тайн». Интересные сведения. История
- Исследование Венеры с помощью АМС
- «Красная планета» - Марс. Спутники Марса
- Загадки Марса
- Интересные наблюдения за Марсом
Заключение
Список литературы
Введение
Астрономия - наука, изучающая тела Вселенной, - зародилась в глубокой древности. В настоящее время арсенал направлений и методов астрономических исследований очень велик. Астрономия состоит из множества разделов: астрометрии, небесной механики, астрофизики, космогонии, космологии. В зависимости от изучаемых объектов в астрономии различают гелиофизику; планетную, кометную, внегалактическую астрономию, а в зависимости от диапазона излучения, в котором ведутся исследования, выделяют радиоастрономию, инфракрасную, оптическую, ультрафиолетовую, рентгеновскую астрономию и гамма - астрономию. Однако, все эти исследования и измерения, проводимые с поверхности Земли, ограничены сильным влиянием неспокойной и мало-прозрачной атмосферы. С запуском в 1957 г в Советском Союзе первых искусственных спутников Земли стало возможным наблюдать космические объекты непосредственно из космического пространства. Так появился новый раздел астрономии - внеатмосферная астрономия
Тогда, в начале 60-х, после запуска на орбиту первого космонавта, пилотируемая космонавтика не видела перед собой никаких преград. К тому времени автоматические межпланетные станции уже ушли к Луне и Марсу, а в КБ Королева вели разговор о возможности полета к ним пилотируемых кораблей. Сначала на очереди стояла Венера - «сестра Земли», поверхность которой фантасты давно населили тропическими лесами и даже разумной жизнью. Первая советская автоматическая станция стартовала к Венере еще до полета Гагарина, в феврале 1961 года, за ней устремились другие. Но исследователей, и Королева в частности, ждало жестокое разочарование: давление атмосферы на поверхности планеты оказалось невероятным, непредсказуемо большим - 140 атмосфер, а температура превышала 500 градусов! Откровенно говоря, предварительным результатам даже отказались верить, а в КБ кто-то вывесил шуточную карикатуру: жабообразные венерианцы нагревают приземлившуюся станцию паяльной лампой и при этом приговаривают: "Земляне хотят захватить нашу планету! Надо показать им, что здесь очень жарко!"
Исследования Венеры автоматическими станциями продолжились, а внимание исследователей обратилось к Марсу. Как раз в это время в печати бурно обсуждалась гипотеза члена-корреспондента АН СССР Иосифа Шкловского о том, что спутники Марса Фобос и Деймос пустотелые и потому имеют искусственное происхождение! Эта гипотеза всерьез увлекла Сергея Павловича Королева.
Если раньше изучение Марса было уделом одних астрономов и велось методами наземной оптической астрономии, то теперь ситуация в корне изменилась. Исследование природы этой столь популярной даже в широких кругах неспециалистов планеты ведется с космических аппаратов и автоматических межпланетных станций, работающих вблизи Марса, на орбитах искусственных спутников Марса и на самой поверхности планеты. Собран и проанализирован громадный материал, сделаны важнейшие по своему значению выводы. Большая заслуга в этом принадлежит российским учёным и конструкторам
Нашу Землю со всех сторон окружает необъятный мир небесных тел - Вселенная или космос. Лишь некоторые из небесных тел, как? например, Солнце, Луна, 5 планет и наиболее яркие звезды, можно наблюдать невооруженным глазом. В центре Солнечной системы находится наша дневная звезда - Солнце. Вокруг него вместе со своими спутниками обращаются 9 больших планет : Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон. Возраст Солнечной системы был определён учёными на основании лабораторного изотопного анализа земных скальных пород, а также метеоров и доставленных на Землю космическими аппаратами образцов лунного грунта. Оказалось, что наиболее старые из них имеют возраст около 4,5 млрд. лет. Поэтому считается, что все планеты сформировались приблизительно в одно время - 4,5 - 5 млрд. лет тому назад
В сравнительной таблице дадим краткие характеристики планетам нашей Солнечной системы:
|
Планета |
диаметр, км |
масса |
плотность, кг\м3 |
период вращения, сут. |
расстояние от Солнца |
период обращения |
эксцентриситет |
наклон орбиты |
|
|
Меркурий |
4878 |
0,055 |
5500 |
58,7 |
0,39 |
88 |
0,21 |
7 |
|
|
Земля |
12756 |
1 |
5510 |
4,1 |
1 |
365,26 |
0,017 |
- |
|
|
Венера |
12102 |
0,82 |
5250 |
243 |
0,72 |
224,7 |
0,007 |
3,4 |
|
|
Марс |
6794 |
0,11 |
3930 |
24ч 37мин |
1,52 |
27,3 |
0,093 |
1,85 |
|
|
Юпитер |
142800 |
318 |
1330 |
9ч 55мин 29с |
5,20 |
686,98 |
0,048 |
1,3 |
|
|
Сатурн |
120000 |
95 |
690 |
10ч 40мин 30с |
9,54 |
11,86 года |
0,056 |
2,5 |
|
|
Уран |
51800 |
14,6 |
1710 |
17ч 14мин |
19,18 |
29,46 года |
0,047 |
0,77 |
|
|
Нептун |
48600 |
17,2 |
2300 |
16ч 3мин |
30,06 |
84,01 года |
0,009 |
1,77 |
|
|
Плутон |
2290 |
0,002 |
2100 |
6,38 |
39,53 |
247,7 года |
0,249 |
17,3 |
Какие мы выводы можем сделать на его основании? Мы видим, что по размеру и плотности Марс и Венера более чем другие планеты близки к земным характеристикам. Эти планеты видны на небе невооруженным глазом. Поэтому издавна ученые обращали пристальное внимание именно на эти планеты и прилагали много сил на их изучение. Сейчас исследования продолжаются, и мы узнаем всё больше и больше интересных фактов и делаем потрясающие открытия.
1. Основная часть
В следующей таблице дадим подробное сравнительное описание этих планет по определенным характеристикам:
|
Венера |
Марс |
|
|
Общие характеристики планет |
||
|
Венера - ближайшая соседка Земли, вторая по близости к Солнцу планета, почти такого же размера, как Земля, а её масса более 80% земной массы. Расположенная ближе к Солнцу, чем наша планета, Венера получает от него в два с лишним раза больше света и тепла, чем Земля. Тем не менее с теневой стороны на Венере господствует мороз более 20 0 C ниже нуля, так как сюда не попадают солнечные лучи в течении очень долгого времени. Среднее расстояние от Венеры до Солнца практически постоянно, поскольку орбита Венеры ближе к окружности, чем у любой другой планеты. Временами Венера подходит к Земле на расстояние, меньше 40 млн. км. После Солнца и Луны Венера является самым ярким светилом на земном небе: ее звездная величина в максимуме достигает 4,45 m , и при благоприятных условиях, если на небе нет ни Солнца, ни Луны, можно даже наблюдать тень от предметов, создаваемую светом Венеры. Венера видна на небе либо после захода Солнца (вечерняя звезда), либо незадолго до его восхода (утренняя звезда). Непохожесть Венеры на Землю состоит в том, что Венера вращается в обратную сторону по сравнению с Землей и другими планетами Солнечной системы, и наклон оси вращения к плоскости орбиты составляет почти 900. Однако самое главное и наиболее известное обстоятельство, делающее Венеру непригодной для жизни, состоит в том, что: 1) Средняя температура на поверхности Венеры 485 0С. 2) Давление на поверхности - около 90 атмосфер; 3) Атмосфера Венеры состоит на 97% из CO2; |
Марс бесспорно, является самой “землеподобной” планетой в Солнечной системе. Его ось наклонена под углом в 24.935 градуса к плоскости орбиты его вращения вокруг Солнца (наклон оси Земли составляет 23.5 градуса). Период вращения Марса вокруг своей оси составляет 24 часа 39 минут 36 секунд (Земли-23 часа 56 минут 5 секунд). Как и Земля, он не представляет собой идеальную сферу, а несколько приплюснут с полюсов и несколько взбухает на экваторе. Как и Земля, он имеет четыре сезона, правда их длительность почти вдвое больше: из-за эллиптической орбиты сезоны в северном и южном полушария имеют разную продолжительность: лето в северном полушарии продолжается 177 марсианских суток, а в южном оно на 21 день короче и теплее на 20 градусов, чем лето в северном полушарии. Средняя температура почти -55 0 С (на Земле + 15 0 С). температура всей планеты может упасть до рассвета до -80 0 С. В середине марсианского лета близ экватора температура составила +30 0 С, но, возможно, в некоторых областях поверхность никогда не нагревается до 0 0 С Тем не менее климат Марса, атмосфера отдаленно аналогичны земным. Эта планета свободна от заражения веществами земного происхождения. Поэтому обнаружение жизни на ней наиболее вероятно. |
|
|
Атмосфера |
||
|
Первые прямые измерения давления в атмосфере Венеры были проведены в 1967 году В. С. Авдуевским, М. Я. Маровым и М. К. Рожденственским на спускаемом аппарате АМС << Венера - 4>>. В ходе спуска аппарата давление постоянно увеличивалось от 0,6 до 7,2 атм, после чего прибор зашкалил. С помощью аппаратов АМС << Венера - 7 >> и << Венера - 8 >> 15 декабря 1970 г. и 22 июля 1972 г. удалось произвести прямые измерения температуры и давления на всем участке спуска от высоты 55 км вплоть до поверхности. Давление атмосферы у поверхности оказалось равным 93 атм, т. е. в 90 раз больше, чем на Земле, а температура 740К. По данным АМС серии << Венера >> основным компонентом атмосферы планеты является углекислый газ, поэтому молекулярная масса м = 44. При этих параметрах плотность атмосферы у поверхности будет равна 67 кг * м -3, что лишь в 15 раз меньше плотности воды и в 50 раз больше плотности атмосферы Земли на уровне моря.Поэтому к примеру, пешеход, идущий со скоростью 6 км\ч, должен будет преодолевать в атмосфере Венеры такое же сопротивление воздуха, как мотоциклист, едущий на Земле со скоростью 42 км\ч. Из сказанного выше следует также, что воздействие ветра на какие-либо предметы в атмосфере Венеры гораздо сильнее, чем на Земле. Так, не очень сильный по земным понятиям ветер со скорость 10 м\с в атмосфере Венеры будет подобен земному урагану, имеющему скорость 70 км\ч Большая плотность атмосферы существенно изменяет условия падения тел на поверхность планеты. В атмосфере Венеры можно безопасно прыгнуть с самолета с зонтиком ( S = 0,5 кв. м ), причем скорость приземления будет такой же ( v = 2 м\с ), как при прыжке в земных условиях со стула, конечно, при условии, чтто зонтик не сломается в этом смелом эксперименте. Но даже если зонтик сломается, можно не отчаиваться. Скорость установившегося свободного падения человека в атмосфере Венеры будет в 7 раз меньше, чем в атмосфере Земли и составит около 10 м\с. Это обстоятельство было использовано при посадке спускаемых аппаратов АМС << Венера - 9 >>, << Венера - 10 >>, << Венера - 11>> и << Венера - 12 >>. Наличие в атмосфере Венеры аэрозолей и большие скорости ветрового движения в облачном слое создают условия для электризации и разделения зарядов в облаке, а следовательно, и для возникновения электрических разрядов - молний. Первый радиоприемник изобретателя радио А. С. Попова назывался << грозоотметчиком >>, так как он регистрировал радиоизлучение грозовых разрядов. По такому же пути пошел и Л. В. Ксанфомалити, установив на спускаеиых аппаратах АМС << Венера-11 >> и << Венера-12 >> чувствительные радиоприемники сверхдлинноволнового диапазона ( частоты 8 - 90 кГц ). При спуске были зарегистрированы радиошумы, весьма сходные с земными, возникающими при грозовых разрядах. Световая энергия вспышек на Венере определена равной 3*10 7 Дж. При световом выходе молнии 3*10-3 это соответствует полной энергии вспышки молнии на Венере 1010 Дж, т. е. такой же, как и для земных молний. Место и время обнаружения вспышки на Венере также согласуется с молниями на Земле, наблюдающимися чаще всего в тропиках и во второй половине суток с максимумом на 17h местного времени. Однако в связи со значительно большей длительностью венерианских суток, чем земных, последнее сравнение вряд ли приемлимо. |
В 1947 г. Дж. Койпер впервые применил к изучению планет инфракрасный спектрометр. Уже первые записи инфракрасных спектров Марса показали, что у него значительно усилена полоса СО2 на длине волны 1,6 микрона. Таким образом, удалось установить присутствие этого газа (ранее обнаруженного в спектре Венеры) и в атмосфере Марса. Какую же долю составляет углекислый газ в атмосфере Марса? На Земле эта доля весьма не велика, только 0,03%, на Венере же на долю СО2 приходится 97% массы атмосферы. Что касается Марса, то первоначально углекислому газу отводилась скромная роль второстепенной компоненты марсианской атмосферы. Вокулер в 1954 г. «уделял» ему лишь 2% объёма атмосферы, С. Гесс в 1961 г. - итого меньше, 1,3%. В модели Т. Оуэна и Дж. Койпера (1964 г.) на долю СО2 приходится уже 14% объёма атмосферы Марса. Дело в том, что оценка содержания того или иного газа в атмосфере планеты зависит не только от интенсивности его линий в спектре, но и от принимаемого в расчёте общего давления у поверхности. Фотометрические наблюдения, как мы видели выше, не дают необходимой точности в определении давления и долго давали преувеличенные значения. Причиной этого была пыль и другие аэрозоли, содержащиеся в атмосфере планеты и создававшие дополнительное рассеяние света. Малое количество окиси углерода в атмосфере марса (равно как и атомарного кислорода) объясняется тем, что процесс диссоциации молекул СО2 на атом кислорода О и молекул СО уравновешивается обратным процессом: рекомбинацией СО и О обратно в молекулу Со2. Длительное время основной компонентной марсианской атмосферы считался азот, однако никаких доводов в пользу этого, за исключением аналогии с земной атмосферой, не было. Во всяком случае, о содержании азота в марсианской атмосфере можно сказать только то, что оно невелико (верхний предел). Несомненно, что в состав атмосферы Марса входит инертный газ аргон. Начиная с серидины 20-х годов поисками кислорода в атмосфере Марса занялись астрономы обсерватории Маунт Вилсон в США У. Адамс и Т. Дэнхем. Дэнхем сделал вывод, что количество кислорода в атмосфере марса не может превышать 0,15 от его содержания в атмосфере Земли. Атмосфера на Марсе сильно разрежена, так как Марс не способен долго удерживать возле себя молекулы газов. В отдаленном будущем атмосфера, видимо, совсем растворится в пространстве. А в настоящий момент ее давление у поверхности в лучшем случае составляет лишь один процент от нормального земного атмосферного давления. Однако втрое меньшая сила тяжести на поверхности Марса позволяет даже такому разреженному воздуху поднимать миллионы тонн пыли. Пылевые бури на красной планете - не редкость.Наблюдая полярные шапки, астрономы сделали вывод, что они состоят из воды. Считалось, что они могут состоять из твердой углекислоты (сухого льда). В атмосфере не раз наблюдались облака различных типов, по - видимому, состоящих из ледяных кристаллов (вообще образование облаков на Марсе - редкость. Спектроскопически недавно была обнаружена вода, но влажность там должна быть очень низкой. Это может указывать на смачивание почвы влагой атмосферы, хотя такое явление бывает очень редко. Не видно движения жидкой воды по планете, хотя перемещение воды от полюса к полюсу действительно происходит (по мере таяния южной полярной шапки северная нарастает). |
|
|
Температурный режим планет |
||
|
Средняя температура на поверхности Венеры достигает 490 градусов Цельсия при давлении в 90 раз больше земного. Существование у Венеры массивной атмосферы, состоящей в основном из углекислого газа, позволяет объяснить высокую температуру ее поверхности, значительно превышающую ожидаемую равновесную. Атмосфера Земли, а тем более плотная атмосфера Венеры, поглощает значительную часть проходящего излучения и, что очень важно, это поглощение, т. е. степень непрозрачности, различны в разных участках спектра электромагнитного излучения. Молекулы каждого газа, входящего в состав атмосферы, поглощают излучение на строго опеделенных частотах, являющихся характеристикой данного газа. Поэтому атмосфера каждой планеты пропускает без существенного ослабления излучение лишь в частотных интервалах, отличных от частот поглощения входящих в нее молекул. Эти относительно свободные от поглощения частотные интервалы называются окнами прозрачности. В атмосфере Земли есть окно прозрачности в интервале длин волн примерно от 0,4 до 0,7 мкм. В этом интервале электромагнитное излучение воспринимается глазом в виде света. Вне окон прозрачности излучение значительно ослабляется, причем величина ослабления зависит от числа поглащающих молекул. |
Первые измерения температуры Марса, проводились ещё в начале 20-х годов. Этот метод основан на том, что излучение планеты резко разделяется на две составляющие: отражённое ею излучение Солнца и изучение планеты, определяемое её температурой. Практически разделить их нетрудно, т. к. отражённое излучение сосредоточено в основном в видимом участке спектра, а собственное - в инфракрасном. С помощью фильтров обе составляющие разделяют и по инфракрасной составляющей вычисляют температуру планеты. Измерения В. Кобленца и К. Лампланда в 1922 г. дали среднюю температуру поверхности Марса -28 градусов С, Э. Петтит и С. Никольсон получили в 1924 г. -13 гр. С. Более низкое значение получили в 1960 г. У. Синтон и Дж. Стронг: -43 гр. С. Нужно иметь, однако, в виду, что в 1960 г. Марс был дальше от Солнца, чем в 1922 и 1924 гг. Позднее, в 50-е и 60-е гг. были накоплены и обобщены многочисленные изменения температур в различных точках поверхности Марса, в разные сезоны и времена суток. Из этих измерений следовало, что днём на экваторе температура может доходить (в перигелии) до +27 градусов, но уже к вечеру она падает до нуля, а к утру до -50 градусов. На полюсах температура может колебаться от +10 в период полярного дня до очень низких температур во время полярной ночи. Российские учёные Ю. Н. Ветухновская, А. Д. Кузьмин и Б. Я Лосовский выполнили анализ распределения температуры поверхности Марса с глубиной и нашли, что когда Марс далёк от солнца, температура сначала падает с глубиной (иногда на 15-20 градусов), а потом начинает расти. Минимальная температура соответствует глубине около метра. Во время великого противостояния, когда Марс расположен ближе к Солнцу, слоя с минимальной температурой уже не существует, температура быстро достигает почти постоянного значения, сохраняющегося до глубин в 5-6 метров. |
|
|
Рельеф |
||
|
Составленные по данным глобальной радиолокации карты показывают, что рельеф Венеры,. подобно земному, характеризуется наличием низменностей, горных и равнинных районов. Горные районы занимают 8 %, а низменности 27% поверхности планеты. Горные цепи высотой 1,5 - 2 км, расположенные на расстоянии около 1000 км друг от друга, имеют складчатый характер и различный возраст. В ряде случаев они заметно моложе кратеров ударного происхождения. Выявлены древние складчатые образования, покрытые полуразрушенными кратерами.Молодые складчатые горы, состоящие из множества параллельных горных хребтов, нередко простираются на сотни километров. Встречаются округлые холмы с диаметром основания 6 - 8 км. Среди низменностей выделяется кратерное море лунного типа диаметром 2500 км и глубиной около 2 км. Высочайшие горы, носящие имя Максвелла, возвышаются над уровнем плато, на котором они находятся, на 8 км, а площадь их вдвое превышает площадь Тибета.Эта гора возвышается на 6 км над протяженным плато, которое в свою очередьвыше окружающей равнины на 3 - 5 км. Таким образом, по высоте эта гора равна примерно Эвересту.Протяженность плато составляет около 3000 * 1500 км, что примерно вдвое больше Гималайского плато. Плато пересекают три горных хребта с высотой от 3 до 6 км. Наиболее высокий хребет, на котором на котором находится гора ( Максвелл ), имеет протяженность от 500 до 1000 км. На севере и западе плато окаймлено хребтами несколько меньшей высоты ( 2 - 3 км ).Эти горы, где расположена 100-километровая кальдера, как и половина всех обнаруженных на Венере кольцевых структур, считаются объектами вулканического происхождения. Обнаруженные гравитационные аномалии также связывают с наличием молодых, возможно, даже действующих вулканов. В одной из таких областей, носящей имя Бета, опустились станции << Венера - 9 >> и << Венера - 10>>.Другая большая гора, имеющая двуглавую форму, также совпадает с двумя областями повышенного радиоллокационного отражения, названными Гаусс и Герц. Протяженность горы у основания около 1500 км. По аналогии с земными геологическими образованиями можно предположить, что горы на Венере имеют вулканическое происхождение. Можно ожидать, что в ближайшем будущем будет составлена карта всей поверхности Венеры с разрешением около 10 км. |
С давних пор Марс, в отличие от Земли и Луны, считался гладким, без резко выраженного рельефа, без гор и впадин. Основанием для такого заключения были фотометрические наблюдения, показывавшие, что планета отражает свет Солнца по закону Ламберта, т. е. как гладкий матовый шар. Правда, это относилось лишь к материкам, но ведь они покрывали большую часть планеты. Только у южного полюса была замечена возвышенность, получившая название гор Митчелла. Она проявляла себя тем, что при таянии южной полярной шапки здесь всегда оставался белый островок, отделявшийся от шапки. Первый удар по представлению о «гладком марсе2 нанесли фотографии «Маринера-4», переданные на Землю в июле 1965 г. Учёные воочию увидели на Марсе горы, в том числе кольцевые горы - кратеры, подобные лунным. Значит, планета имела рельеф. Но получить полное представление о нём по 20 снимкам «Маринера-4», охватывавшим едва один процент поверхности Марса, было невозможно. Однако Марс - шарообразный, он движется вокруг Солнца и вращается вокруг своей оси. Такие же движения совершает и наша Земля. Оказалось, что помимо горных хребтов, возвышенностей, долин, Марс имеет макрорельеф, т. е. возвышенности и низменности большого протяжения, в тысячи километров, с перепадом высот между ними в 12-13 км. Светлые области Марса (материки) могут быть и плоскогорьями, и котловинами, тогда как тёмные области чаще всего располагаются в местах, где наблюдается перепад высот, т. е. на склонах. Итак, концепция «гладкого Марса» уступила место представлению о планете, обладающей сложным рельефом. Фотографии с космических кораблей ещё больше убедили нас в этом. |
2. Интересные факты
марс венера атмосфера рельеф
«Планета тайн». Интересные сведения. История
Древние греки дали этой планете имя своей лучшей богини Афродиты, римляне же потом переиначили по-своему и назвали планету Венерой, что, в общем, одно и то же. Однако случилось это не сразу. Одно время считалось, что в небе находится сразу две планеты. Вернее, тогда ещё звезды, одна - ослепительно яркая, была видна утром, другая, такая же - вечером. Их даже называли по-разному, пока халдейские астрономы после долгих наблюдений и ещё более долгих размышлений не пришли к выводу, что звезда то всё-таки одна, что делает им честь как большим специалистам
Начиная с XVII века астрономы не раз пытались «разглядеть» Венеру, однако из-за плотного облачного покрова Венера в видимом диапазоне длин волн представляется однородной. Но уже в 1610 году Галилей произвел первые телескопические наблюдения небесных светил и наблюдал смену фаз у Венеры, т.е. изменение ее видимой формы от диска до узкого серпа. В 1930 году о Венере появилась некоторая информация. Было установлено, что её атмосфера состоит, в основном, из углекислого газа, который способен действовать как своего рода покрывало, задерживая солнечное тепло. Были популярны две картины планеты. Одна рисовала поверхность Венеры почти полностью покрытой водой, в которой могли развиваться примитивные формы жизни, - как это было на Земле миллиарды лет назад. Другая представляла Венеру как раскалённую, сухую и пыльную пустыню Совершенствование техники астрономических наблюдений, использование поляриметрических и стереоскопических измерений, освоение инфракрасного и ультрафиолетового диапазонов длин волн позволили получить некоторую информацию о характеристиках атмосферы Венеры на уровне верхней границы облаков. К концу 50-х годов стало ясно, что наземные методы исследования Венеры не могут дать существенно новой информации. Методы оптической, инфракрасной и ультрафиолетовой астрономии оказались непригодными для исследования подоблачной атмосферы планеты. Запуск первых искусственных спутников Земли, а затем посылка первых АМС(Автоматических Межпланетных Станций) к Луне показали возможность изучения Венеры с близких расстояний
Исследование Венеры с помощью АМС
Рассказывая о Венере, нельзя не рассказать о её исследовании автоматическими станциями.
Эра автоматических космических зондов началась в 1962 году, когда американский аппарат “Маринер-2“ прошёл вблизи Венеры(35000 тыс. км) и передал информацию, которая подтвердила, что её поверхность на стороне обращенной к Солнцу очень горяча. Результаты магнитных измерений показали, что собственное магнитное поле планеты невелико (магнитный момент Венеры не превышает 5-10% магнитного поля Земли). Новая эра в астрономии - исследования планет с помощью космических аппаратов - позволила аккумулировать огромный объем новой информации о природе Венеры, уточнить наши представления о ней. Было установлено также, что период вращения Венеры вокруг оси - длительный, около 243 земных суток, - больше, чем период обращения вокруг Солнца(224,7 суток), поэтому на Венере “сутки“ длиннее года и календарь совершенно необычен. При этом солнечные сутки длятся около 117 дней, поэтому день и ночь продолжаются по 58,5 сут. Средняя скорость движения Венеры по орбите 34,99 км/с., а т.к. орбита планеты круговая на Венере не происходит смены времен года
Теперь известно, что Венера вращается в обратном направлении - с востока на запад, а не с запада на восток, как Земля и большинство других планет. Для наблюдателя на поверхности Венеры Солнце восходит на западе, а заходит на востоке, хотя в действительности облачная атмосфера полностью закрывает небо
Следом за “Маринером-2“ в 1965 году к "прекраснейшей из звезд небесных", так назвал Венеру Гомер, ушла "Венера-2", которая провела так называемые полетные исследования. АМС пролетела на расстоянии 24000 км от поверхности планеты
И вот наступил качественно новый этап: в 1965 году "Венера-3" впервые достигла поверхности планеты, а 1967 году "Венера-4" впервые осуществила плавный спуск в ее атмосфере и провела непосредственные физико-химические исследования. АМС "Венера-4" несла спускаемый аппарат, который отделился перед входом автоматической станции в атмосферу. АМС сгорела в плотных слоях атмосферы, а спускаемый аппарат на парашюте плавно опустился в плотные слои атмосферы. Было установлено, что углекислый газ - основной газ ее атмосферы (96,5%), в состав которой входит также около 3% азота и небольшие количества инертных газов, кислорода, окиси углерода, хлороводорода и фтороводорода. Кроме того, в ее атмосфере содержится около 0,1% водяного пара. Первый в истории человечества сеанс межпланетной радиосвязи продолжался 93 минуты. Спускаемый аппарат новой конструкции был создан и вошел в состав станции "Венера-7", которая достигла окрестностей планеты в декабре 1970 года. Ее аппаратура проводила измерения не только во время спуска во всей толще атмосферы, но и в течение 53 минут на самой поверхности планеты. Условия оказались необыкновенно суровыми: давление достигало 90 атмосфер, а температура - до 500 0 С; в облачном покрове, окутывающем планету, очень много углекислого газа и мало кислорода. Получены данные о характере пород поверхностного слоя Венеры
“Маринер-10“ приблизился к Венере в феврале 1974 года и передал первые снимки верхнего слоя облаков. Этот аппарат только один раз прошёл около Венеры - его основной целью была самая внутренняя планета - Меркурий. Однако снимки были высокого качества и показали полосатую структуру облаков. Они также подтвердили, что период вращения верхнего слоя облаков всего лишь 4 суток, так что строение атмосферы Венеры не похоже на земное
Тем временем американские радиолокационные исследования показали, что на поверхности Венеры имеются большие по размеру, но мелкие кратеры. Происхождение кратеров неизвестно, но, поскольку в такой плотной атмосфере должна быть сильная эрозия, по “геологическим“ стандартам они вряд ли могут быть очень старыми. Причиной возникновения кратеров может быть вулканизм, поэтому гипотезу о том, что на Венере происходят вулканические процессы, пока нельзя исключить. Также на Венере найдено несколько горных областей. Самый большой горный район - Иштар - по площади вдвое превышает Тибет. В центре его на высоту 11 км поднимается гигантский вулканический конус. Было обнаружено, что в облаках содержится большое количество серной кислоты ( возможно, даже фтористо-серной кислоты )
Следующий важный шаг был сделан в октябре 1975 года, когда два советских аппарата - “Венера-9“ и “Венера-10“ - совершили управляемую посадку на поверхность планеты и передали на Землю снимки. Снимки были ретранслированы орбитальными отсеками станций, остававшимися на околопланетной орбите на высоте порядка 1500 км . Это был триумф советских учёных, даже несмотря на то, что и “Венера-9“ и “Венера-10“ вели передачи всего лишь не более часа, пока не перестали раз и навсегда действовать из-за слишком высоких температур и давления. Оказалось, что поверхность Венеры была усыпана гладкими скальными обломками, по составу похожими на земные базальты, многие из которых имели около 1 м в поперечнике. Поверхность была хорошо освещена: по описанию советских учёных, света было столько, сколько бывает в Москве в облачный летний полдень, так что даже не потребовались прожекторы аппаратов. В целом поверхность Венеры - это горячая сухая каменистая пустыня с поверхностными породами, занимающими промежуточное положение между базальтами и гранитами и с температурой поверхности около 500 К. Однако, на Венере обнаружены и кратеры, гряды, возвышенности, крупные разломы, горные хребты, детали рельефа и пыль. Оказалось к тому же, что атмосфера не обладает чрезмерно высокими преломляющими свойствами, как ожидалось и все детали ландшафта были чёткими. Температура на поверхности Венеры равнялась 485 0 С, а давление в 90 раз превышало давление у поверхности Земли. Было обнаружено, кроме того, что слой облаков кончается на высоте около 30 км . Ниже находится область горячего едкого тумана. На высотах 50- 70 км располагаются мощные облачные слои и дуют ураганные ветры со скоростью, возрастающей от 0,5 м/сек у поверхности до 100 м/сек у верхней границы облаков. Молнии с силой, в 25 раз превосходящей земные, пронизывают плотную атмосферу планеты. У поверхности Венеры атмосфера очень плотная: плотность газа в 60 раз больше, чем в земной атмосфере(всего лишь в 10 раз меньше плотности воды). Углекислый пар и водяной пар создают в атмосфере Венеры парниковый эффект (причиной которого является сильное поглощение этими газами теплового излучения), приводящий к сильному разогреванию поверхности планеты. В 1978 году по межпланетной трассе прошли и достигли заданной цели еще два посланца - "Венера-11" и "Венера-12". Обнаружена высокая грозовая активность Венеры : интенсивность электрических разрядов, регистрировавшаяся по частоте следования низкочастотных импульсов на спускаемых аппаратах "Венера-11" и "Венера-12", оказалась во много раз выше, чем на Земле. Очевидно, вблизи поверхности Венеры возникают электрические поля с напряженностью в сотни кВ/м. Высокая грозовая активность предположительно объясняется наличием действующих вулканов на поверхности Венеры Горы Венеры покрыты подобием корки из тяжелых металлов. К такому выводу пришли ученые из университета американского штата Вашингтон. В связи с тем, что температура на поверхности планеты недостаточна для плавления свинца, пары металла поднимаются вверх и конденсируются на более высоких элементах рельефа. Наличие металлической корки на горах Венеры может объяснить высокую отражательную способность поверхности планеты. Согласно тщательным расчетам, основными составляющими металлического покрытия Венеры являются свинец и висмут. Однако доподлинно выяснить, что именно скрывается за непрозрачными облаками состоящей в основном из углекислого газа атмосферы Венеры, пока можно лишь с помощью радаров. Большую часть подобных исследований с 1990 по 1994 годы провел космический зонд "Магеллан". Средняя температура на поверхности Венеры равна 467 градусам. Это дает ученым основания полагать, что большинство находящихся на планете металлов пребывают в виде испарений. По оценкам американских ученых, процесс образования металлической корки на возвышенностях Венеры занимает от нескольких тысяч до нескольких миллионов лет, что дает основания говорить о его активности
«Красная планета» - Марс. Спутники Марса
11 и 17 августа 1877 г. Асаф Холл на Вашингтонской обсерватории открыл два маленьких спутника Марса - Фобос и Деймос. Размеры их дисков были не различимы ни в какой телескоп, а блеск в среднем противостоянии соответствовал 11,6 и 12,8 звёздной величины. Это свидетельствовало об их весьма малых размерах.
Периоды обращения спутников вокруг планеты составляют 7 час. 39 мин. у Фобоса и 30 час. 21 мин. у Деймоса, их расстояния от центра планеты 9400 и 23500 км. Орбиты почти круговые, их наклон к экватору Марса у Фобоса 1 градус, у Деймоса 2,7 градуса.
Таким образом, Фобос совершает обращение вокруг планеты втрое быстрее, Чем сам Марс вращается вокруг оси. За сутки Марса Фобос успевает совершить три полных оборота и пройти ещё дугу в 78 градусов. Для марсианского наблюдателя он восходит на западе и заходит на востоке. Между двумя последовательными верхними кульминациями Фобоса проходит 11 час. 07 мин.
Совсем иначе движется по небу Деймос. Его период обращения больше периода вращения Марса, но ненамного. Поэтому он хотя и «нормально» восходит на востоке и заходит на западе, но движется по небу Марса крайне медленно. От одной кульминации Деймоса до следующей проходит 130 часов - пять с лишним суток!
В 1945 г. американский астроном Б. Шарплесс обнаружил вековое ускорение в движении Фобоса по орбите. Это означало, что Фобос, строго говоря, движется по очень пологой спирали, постепенно приближаясь к поверхности Марса. Если так будет продолжаться и дальше, то через 15 млн. лет - срок с космогонической точки зрения весьма небольшой (1/300 возраста Марса) - Фобос упадёт на Марс.
Все знают о бороздах на поверхности Фобоса. Утверждаем, что при естественных условиях, от удара малого астероида, следы от его осколков не могли бы оставить подобные борозды. Как видно из фотографий, борозды огибают неровности рельефа. Что для летящего по инерции камня проделать невозможно не на Фобосе, не на Земле, и не где бы то ни было. Глубина до 90, ширина до семисот метров, тянутся примерно параллельными линиями от кратера Стикни до противоположного полюса. Отсутствуют только на противоположной северной стороне спутника.
Для объяснения наблюдаемого можно предположить только фантастическую гипотезу воздействия на Фобос с Марса неким лучом энергогенератора, с целью выработки на его поверхности параболической антенны и/или стабилизации его орбиты и вращения. Тогда воздействие луча при выработке кратера касательное к его поверхности в принципе могло бы оставить нечто похожее. Но, это находится, конечно, за пределами физического объяснения.
Загадки Марса
Поскольку Марс, согласно древнеримской мифологоии, бог войны, то и спутники его должны носить соответствующие имена, решили ученые. Назвали их Фобос и Деймос, что в переводе с греческого означает Страх и Ужас
Среди астрономов наблюдавших за Марсом, был сотрудник Брерской обсерватории в Милане Джованни Скиапарелли. Он увидел то, чего не видели ранее: четкие линии, протянувшиеся по поверхности Марса на многие сотни, и даже тысячи километров Многие считали, что каналы - это, несомненно, оросительная сеть, с помощью которой марсиане борются с безводием на своей планете Однако в 1903 году "гипотеза о мнимом существовании геометрической сети получила окончательное подтверждение ибо самые сильные инструменты нашего времени не обнаружили и следа той сети, между тем как детали, гораздо более тонкие, чем прямолинейные каналы, были постоянно видны"
В 1976 году американские аппараты "Викинг" достигли поверхности Марса. Они передали на Землю почти 300 тысяч телеснимков ландшафта Марса, которые фиксировались в памяти компьютеров
В 1980 году специалист НАСА Винсент Ди Пистро, обрабатывая снимки, обнаружил в южной части Ацидалийской равнины скалу, изображение которой напоминало обращенное в небо человеческое лицо. Удивительное образование высотой около 300 метров и поперечником более 1500 метров вызвало сенсационный интерес. Американские ученые продолжили более скрупулезное изучение загадочного снимка. На сооружения отстоящие от сфинкса на 7 километров обратили внимание несколько позже. Даже более того, на схеме проступили 5 больших пирамид и 20 малых, появляются дороги и странная круглая площадка. Размеры и здесь поражают воображение: самая большая пирамида почти в десять раз (!) превосходит пирамиду Хеопса в Египте. Обнаруженный город назвали Кидония
Но не толъко "Викинги" зафиксировали на Марсе нечто удивительное. Автоматическая станция "Марс-3" зафиксировала четкий световой блик, повторяющийся при определенных узлах между Солнцем, поверхностью планеты и направлением оси визирования. Блик напоминал солнечного зайчика на открытом водном пространстве. Но таковых на Марсе нет!
Два года спустя электронный глаз одной из американских станций "Маринер", находящейся возле Марса, зафиксировал некий яркий объект, свет которого нарушил систему навигации межпланетной станции
Затем наступила полоса поразительных неудач. В 1988 году к Марсу были запущены два советских космических аппарата "Фобос-1" и "Фобос-2". Экспедиция закончилась полным крахом. "Фобос-1", как сообщили официальные источники информации, сошел с траектории в результате неправильной команды с Земли, а со вторым аппаратом была потеряна связь. 23 августа 1993 года пропал на марсианской орбите американский "Марс-Обсервер". Странная эта планета... Земляне послали туда 10 космических аппаратов, ни один из них не выполнил программу до конца, примарсианились только два (столько же у американцев), большинство вообще исчезло в бескрайних просторах
Интересные наблюдения за Марсом
Ряд наблюдений за планетой говорит в пользу жизни на Марсе столь убедительно, что нельзя не упомянуть о них. Приведем некоторые из них
Участки марсианской поверхности, которые ученые называют морями, обнаруживают все признаки жизни: во время марсианской зимы они тускнеют или почти исчезают, а с наступлением весны полярные шапки начинают отступать, и тогда “моря” немедленно начинают темнеть; это потемнение продвигается к экватору, тогда как полярная шапка отступает к полюсу. Трудно придумать этому явлению другое объяснение, кроме того, что потемнение вызывается влагой, возникшей при таянии полярной шапки
Постепенное продвижение потемнения от края полярной шапки к экватору совершается с постоянной скоростью, одинаковой из года в год. В среднем фронт потемнения движется к экватору со скоростью 35 км/сутки. Само по себе это невероятно, поскольку скорость ветра на поверхности Марса (движение желтых пылевых облаков) достигает 48 - 200 км/час и для него типична форма гигантских циклонов. Все это выглядит аномалией, если считать, что потемнение почвы обусловлено переносом влаги из полярных шапок атмосферными течениями. Во всяком случае, физические теории, выдвигавшиеся до сих пор для объяснения этого явления, были отвергнуты Иногда марсианские “моря” покрываются слоем желтой пыли, но через несколько дней появляются снова. Если они состоят из марсианских организмов, эти организмы должны или прорасти сквозь пыль, или “стряхнуть” ее с себя. Поразительна “ плотность” марсианских “морей” сравнительно с окружающими их так называемыми “пустынями”. Если “моря” так хорошо фотографируются сквозь красный фильтр, то, значит, они состоят из организмов, покрывающих почву сплошным слоем (аналогично наблюдение наших пустынь с самолета с высоты, такой, чтобы отдельных растений нельзя было различить)
В марсианских “морях” и “пустынях” иногда быстрые, происходящие на протяжении нескольких лет изменения. Так, в 1953 г . появилась темная область величиной с Францию (Лаоконов узел). Она появилась там, где в 1948 г . была пустыня. Если такое нашествие на “пустыню” совершили марсианские растения, то они, очевидно, не просто существуют. Это наблюдение так поразительно, что можно подумать о Марсианском разуме, отвоевавшем для себя часть “пустыни” с помощью агротехники. Сделанные аппаратами “Маринер” снимки показывают, что в областях, называемых астрономами “морями”, кратеры расположены наиболее густо. Так или иначе - вероятно, что жизнь могла зародиться на дне кратеров и затем перейти на возвышенности между ними. В очень хороших условиях видимости марсианские “моря” действительно распадаются на множество мелких деталей, но у нас нет оснований считать, что сейчас жизнь ограничивается дном марсианских кратеров, так как “моря” слишком обширны для такого объяснения
Была выдвинута гипотеза (И. С. Шкловским) о том, что спутники Марса могут быть искусственными. Они двигаются по почти круговым, экваториальным орбита, и в этом смысле они отличаются от естественных спутников любой другой планеты Солнечной системы. Они находятся на близком расстоянии от Марса и по величине очень невелики (около 16 и 8 километров в диаметре). По всей видимости, их отражательная способность больше, чем у Луны. Ускорение при движении одного из спутников происходит таким образом, что есть основание допустить, что спутники представляют полую сферу
На поверхности Марса иногда наблюдаются очень яркие световые вспышки. Иногда они продолжаются по 5 минут, а вслед за этим возникает расширяющееся белое облако. У некоторых ученых сложилось впечатление, что с 1938 года - первого известного такого случая - такое событие повторялось 10 - 12 раз. Яркость вспышки эквивалентна яркости взрыва водородной бомбы. Такой яркий голубовато - белый свет едва ли может быть вулканическим, а взрыв упавшего метеорита не мог бы продолжаться так долго. Но в то же время вряд ли это термоядерный взрыв. Являются ли так называемые вспышки на поверхности Марса феноменов или каким - то продуктом разума? Для ответа на этот вопрос надо будет исследовать Марс непосредственно
Заключение
Венера отнюдь не гостеприимный мир, как это когда-то предполагалось. Со своей атмосферой из углекислого газа, облаков из серной кислоты и страшной жарой она совершенно не пригодна для человека. Под тяжестью этой информации рухнули некоторые надежды: ведь менее чем 20 лет назад многие учёные считали Венеру более обещающим объектом для космических исследований, чем Марс
Марс же всегда притягивал к себе взгляды писателей-фантастов, поэтов, учёных. О нем и про него много писали и, наверное, ещё многое напишут и возможно даже, что когда-нибудь часть его тайн откроется человечеству. Пока еще надежды найти признаки жизни на Марсе принципиально сохраняются, хотя вероятность ее существования там ничтожно мала. Если же вдальнейшем с этими надеждами придется окончательно расстаться, то это лишь с большей остротой поставит вопрос о том, почему жизнь возникла и интенсивно развивалась лишь на третьей от Солнца планете, - вопрос, имеющий не только естественнонаучное, но и громадное философское, мировоззренческое значение.
«Есть ли жизнь на Марсе, нет ли жизни на Марсе - науке неизвестно» - это не просто удачный афоризм из популярной кинокомедии «Карнавальная ночь», который широко вошел в наш разговорный язык и стал ходячей шуткой .Главное здесь в том, что эта фраза очень долгое время отражала наш действительный уровень знаний о существовании жизни на красной планете. И вот только теперь, в последние годы, когда собраны и обработаны новейшие научные наблюдения, исследования, факты, все это позволяет сказать: «Жизнь на Марсе была!
Список литературы
1. Наука и Вселенная; Том 1; Перевод с английского; редакторы: А.Д. Суханова, Г.С. Хромова; Москва; 1983
2. Кондратьев К.Я., Крупенин Н.Н., Селиванов А.С. «Планета Венера», Ленинград: Гидрометеоиздат, 1987
3. Алексеев В.А., Минчин С.П. «Венера раскрывает тайны». Москва, Машиностроение, 1975
4. Шаталов В.А., Ребров М.Ф., Баскевич Э.А., «К Звездам» - To the Stars. Москва: Планета, 1982
5. Кузьмин Р.О., Галкин И.Н. Как устроен Марс. Серия “Космонавтика и астрономия”. Москва, Знание, 1989
6. http://express.kirov.ru/news/?n=41268 - о новых измерениях температур Венеры
7. http://chemexpress.fatal.ru/f_archive/index.pl-1-1-0-00000005-000-0-0-1111011960.htm об изменении климата планеты Венеры
8. http://www.priroda.org/eco/print.asp?mon=1103&name=271103_003
Горы Венеры покрыты подобием корки из тяжелых металлов
9. http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/8515.html - Гипотезы о необычных явлениях природы и неопознанных объектах
10. Day.Az » Это Интересно » На Марсе могла быть жизнь
11. http://x-mars.narod.ru/ - всё о марсе
12. http://benepa.narod.ru/ - всё о венере
13. 14 Апреля 2006 | Пятница | 17:59 http://www.novonews.lv/print/2006/04/14/hotnews/002352.html
14. Левитан Е.П. Астрономия, учебник для 11 класса общеобразовательных учреждений, Москва: Просвещение, 1994, 207 стр.
15. “Астрономический справочник”, А. Виноградова, Л. Сапогов; издат.
Арена; Москва, 1999 год.
16. “Тайны Марса”, Г. Хэнхок, Р. Бьювэл, Дж. Григзби; издат. Вече,
Москва, 1999 год.
17. http://news.hutor.ru/show.php3?id=7572 - 5 тайн Венеры
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Марс: неразгаданная загадка солнечной системы. Начало исследования Марса, непригодность его для существования даже низкой формы жизни. Основные данные о красной планете. Интересные находки на Марсе, исследования современности. Описание спутников Марса.
реферат [36,8 K], добавлен 13.01.2009Общие характеристики Марса. Формирование марсианского рельефа. Историко-научный процесс сбора и изучения данных о четвертой планете Солнечной системы. Создание первого прибора оценки проходимости. Научные цели миссии и конструкции роботов-марсоходов.
курсовая работа [3,7 M], добавлен 07.01.2015Описание Марса как планеты Солнечной системы. Атмосфера и физические свойства планеты. Загадка Марса, его кратеры: гипотезы их образования. Роль углекислого газа в формировании климата и сезонов года. Предположения и факты о возможности жизни на Марсе.
презентация [8,8 M], добавлен 10.01.2015Происхождение небесных тел и определение их возраста. Общие сведения о Солнечной системе и ее планетах. Особенности планет земной группы. Планеты, их спутники и пояс астероидов. Основные источники энергии в недрах планет. Характеристика планет-гигантов.
курсовая работа [75,3 K], добавлен 24.09.2011Построение графика распределения официально известных планет. Определение точных расстояний до Плутона и заплутоновых планет. Формула вычисления скорости усадки Солнца. Зарождение планет Солнечной системы: Земли, Марса, Венеры, Меркурия и Вулкана.
статья [1,5 M], добавлен 23.03.2014Систематизация, накопление и закрепление знаний о Марсе как о планете Солнечной системы. Размер, положение и климатические особенности. Главные составляющие марсианской атмосферы поверхность планеты. Период обращения Марса вокруг Солнца и осевое вращение.
реферат [131,4 K], добавлен 23.02.2009Общие сведения о Плутоне как самой загадочной планете солнечной системы. Карта поверхности Плутона. Плутон - единственная планета, до которой еще не добрались земные аппараты. Причины лишения Плутона звания "планета". Интересные факты о Плутоне.
презентация [1,7 M], добавлен 24.10.2012Строение Солнечной системы, внешние области. Происхождение естественных спутников планет. Общность газовых планет-гигантов. Характеристика поверхности, атмосферы, состава Меркурия, Сатурна, Венеры, Земли, Луна, Марса, Урана, Плутона. Пояса астероидов.
реферат [115,6 K], добавлен 07.05.2012Характеристика Марса - одной из интереснейших и красивейших планет Солнечной системы. Строение планеты и ее естественные спутники - Фобос и Деймос. Исследование Марса космическими аппаратами. Программа "Марс". Марсоход Curiosity и его научные задачи.
презентация [811,4 K], добавлен 03.12.2014Сведения о Марсе - четвёртой по удалённости от Солнца и седьмой по размерам планеты Солнечной системы. Орбитальные и физические характеристики планеты. Геология и внутреннее строение, магнитное поле. Астрономические наблюдения с поверхности Марса.
презентация [26,4 M], добавлен 12.01.2015
