Плутон – наукові відомості

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат

На тему: «Плутон - наукові відомості»

Виконав: Погужельський Денис

Учень 11-А класу

м. Хмельницький

ПЛАН

Вступ

1 Таємниця Плутона: під льодом океани і, можливо, життя

2 Атмосфера Плутона здивувала вчених своїм збільшенням

3 Астрономи вважають, що навколо Плутона може існувати кільце

4 «Хаббл» виявив у Плутона четвертий супутник

5 В атмосфері Плутона виявлено окис вуглецю

6 Плутону можуть повернути статус планети

7 Американці будують унікальний плазмо двигун для польотів до Плутона

8 Під крижаною оболонкою Плутона може ховатися рідкий океан

9 Сестра-близнюк Плутона Еріда володіє «морганням» атмосферою

ВСТУП

Плутон, на відміну від інших планет, виявляє більше подібності до комет. Це найвіддаленіша і найменш вивчена планета Сонячної системи. Офіційно вона була відкрита в березні 1930 року американським астрономом К. Томбо, хоча вже в 1914 р. цю планету обчислив астроном Персиваль Лоуелл (1855-1916).

Персиваль Лоуелл із 1905 р. був зацікавлений у виявленні ще більш віддаленої планети, ніж Нептун. Він заново досліджував орбіту Урана. Висновок Лоуелла був такий: припустимі помилки спостережень можуть істотно зменшитися, якщо врахувати збурювання Урана невідомою планетою. Лоуелл обчислив орбіту й положення цієї планети, але дані не опублікував.

У 1929 р. в обсерваторії Лоуелла молодому асистентові Клайду Томбо було доручено систематичне фотографування області неба уздовж екліптики. К. Томбо робив для кожної області дві фотографії з тривалими експозиціями, розділеними за часом на 2-3 дні. У пошуках очікуваної планети він ретельно порівнював отримані фотографічні пластинки. Порівняння здійснювалося за допомогою блінк-компаратора - приладу, обладнаного подвійним мікроскопом, що дозволяє спостерігачеві поперемінно бачити ту саму ділянку неба на двох пластинках. Будь-який об'єкт, який переміщався б на небі протягом інтервалу між двома експозиціями, був би зображений як такий, що стрибає «туди-сюди», тоді, як зорі залишаються нерухомими.

Менше ніж через рік з моменту початку спостережень Клайдом Томбо обсерваторія Лоуелла видала астрономічним обсерваторіям таке повідомлення: «Систематично розпочаті багато років тому пошуки в зв'язку з дослідженнями Лоуеллом планети за орбітою Нептуна призвели до відкриття об'єкта, швидкість руху й траєкторія якого протягом семи тижнів послідовно відповідали тілу, що знаходиться за орбітою Нептуна приблизно на тій відстані, яку йому приписував Лоуелл. П'ятнадцята зоряна величина. Положення на 3 години всесвітнього часу 12 березня було 7» на захід від d Близнюків, що погоджується з передбаченою Лоуеллом довготою». Вчені одностайно прийняли для нової планети назву Плутон, яка включала в собі ініціали Персиваля Лоуелла, який не дожив до моменту, що підтвердив його припущення й розрахунки.

Через те, що Плутон рухається в зовнішніх не освітлених Сонцем областях Сонячної системи і належить до її периферійних планет, вивчати його вкрай складно, тому більшість даних щодо планети отримана порівняльним методом з іншими планетами й у результаті складних розрахунків. Так, Плутон виглядає як зоря 15-ої зоряної величини, тобто, якщо Марс віднести на відстань Плутона, то він матиме майже такий самий розмір, як і Плутон. Перша оцінка діаметра планети була зроблена Дж. Койпером у 1950 р. - близько 5900 км. Але вже у 80-х роках XX століття чимало астрономів вважали, що діаметр Плутона дорівнює 2200-3200 км. Ще важче визначити масу Плутона.

До 1978 р. супутників у планети не спостерігалося, але зображення Плутона мають витягнуту форму, що дозволило припустити наявність у нього супутника, названого вченими Хароном.

Плутон являє собою скупчення кометної речовини (суміш льоду й пилу). Середня густина речовини Плутона - близько 700 кг/м3

На відміну від інших планет, Плутон рухається по орбіті, що не лежить у площині екліптики, а перетинає її під кутом 17°. Тому, якщо розглядати схему будови Сонячної системи, то може виникнути враження, що орбіти Нептуна й Плутона мають точку перетину. Але це враження насправді неправильне і виникає воно через такий нахил орбіти Плутона до площини екліптики й орбіти Нептуна. Насправді ж лінія площин орбіт розташована так, що саме в місці помилкового їх «перетину» Плутон знаходиться на 10 а. о. на північ від екліптики. Більше того, через сумірність періодів обертання Нептуна й Плутона (три періоди Нептуна майже дорівнюють двом періодам Плутона) відстань між обома планетами ніколи не може бути меншою за 18 а. о. Як не дивно, але ближче до Плутона може підходити Уран, і відстань між ними може скорочуватися до 14 а. о.

У 1978 р. американський астроном Дж. Крісті підтвердив припущення вчених про те, що Плутон має супутник, і справді знайшов його. Діаметр супутника склав близько 500 км. За обертанням супутника навколо планети вдалося, нарешті, визначити масу Плутона - 1,1 1025 г (приблизно 1/500 маси Землі). Діаметр Плутона, за підрахунками Крісті, дорівнює 2600 км, що вказує на те, що Плутон є найменшою планетою серед великих планет. За діаметром і блиском , планети легко визначається її альбедо, воно дорівнює 0,5. Скельні породи, наприклад Місяця й Меркурія, не мають високого альбедо, отже, можна припустити, що значна частина поверхні Плутона вкрита льодом або інеєм. Через те що встановлена на поверхні Плутона температура складає - 220°С, що всього лише на яких-небудь 50-60° С вище за температуру абсолютного нуля, то більшість звичайних газів на його поверхні мала б перейти в рідкий стан або замерзнути.

За розрахунками, Плутон містить близько 21% залізокам'яної речовини і складається в основному з водяного льоду (74%) із домішкою метану (5%), що встановлюється за інфрачервоними спектрами на поверхні планети, температура якої повинна складати приблизно 40 К. Це значення нижче за температуру конденсації метану при дуже низьких тисках (50 К).

У 1955 р. американські астрономи М. Уокер і Р. Харді знайшли період обертання Плутона навколо осі, що склав 6 діб 9 годин 16,9 хвилини. Сьогодні уже відомо, що цей період є разом із тим періодом обертання супутника Плутона навколо планети.

Подальші пошуки планет за орбітою Плутона вимагають величезних затрат праці, часу й фінансів. Пошуки можуть закінчитися вдало, якщо в обсерваторіях для спостережень будуть використовуватися нові методи спостережень і «фортуна повернеться до телескопів обличчям».

1 ТАЄМНИЦЯ ПЛУТОНА: ПІД ЛЬОДОМ ОКЕАНИ І, МОЖЛИВО, ЖИТТЯ

плутон атмосфера життя еріда

Зовні холодний Плутон може виявитися дуже навіть теплим і «кипучим». Під холодної і темної поверхнею Плутона, самої маленької і далекої планети Сонячної системи, можуть ховатися захоплюючі таємниці: теплі океани і можливо - навіть життя.

До такого висновку прийшли двоє вчених з Каліфорнійського Університету, Джуілаум Робучон і Френсіс Ниммо, описавши дослідження в Нью сайентіст (New Scientist). Плутон, безумовно, не міг би користуватися великим попитом у туристів: температура біля поверхні коливається близько 230 градусів нижче нуля, і знаходиться він в 6 мільярдів кілометрів від Сонця. Проте вчені переконані, що під корою багаторічних льодів, що огортає планету, хлюпоче вода при помірних температурах. Це пов'язано з ядром Плутона, яке, по всій видимості, містить калій в концентрації 75 частин на мільярд. Це мінімальний поріг для того, щоб виробляти досить тепла, розтопити покриває зверху лід, який створений з суміші азоту та води. За словами Вільяма Маккіннона з Вашингтонського університету Сент-Луїса, штат Міссурі, ця частка може бути навіть перевищена: сама Земля, яка повинна була б мати калію поменше, оскільки ближче до Сонця, насправді має його в десять разів більше.

Однак плутонічні тепла, як вважають вчені, не вистачає: інакше лід зверху міг би вже розплавитися, а вода - випаруватися в космосі. Отже, формування океанів під льодом залежить від інших факторів, зокрема - від опору і в'язкості самого льоду. Умови, які мають підтримуватися на Плутоні, такі: крижана оболонка витримує тепло від ядра, утворюючи природний контейнер для внутрішнього океану і запобігаючи втрату тепла. Це явище підтверджують спостереження Плутона, який має деякі припухлості на поверхні. Але для повної впевненості слід почекати до 2015 року, коли зонд NASA пролетить над маленькою планетою. Якщо це станеться, то ми вперше отримаємо докази того, що теплі океани можуть існувати навіть на далеких і крижаних планетах, і всередині цих океанів могла б навіть розвиватися (або, як знати, може - вже розвинена мільйони років) життя. Однак для виявлення життя в морях Плутона може бути недостатньо зонда, і агентству NASA для масштабних досліджень буде потрібно вже перевезення морської техніки - апаратів, подібних російським глибоководний батискаф «Мир», але тільки вже повністю автоматичних.

2 АТМОСФЕРА ПЛУТОНА ЗДИВУВАЛА ВЧЕНИХ СВОЇМ ЗБІЛЬШЕННЯМ

В атмосфері «бога підземного царства» вперше зафіксовано монооксид вуглецю. Одночасно дослідування показало, що газова оболонка Плутона за останнє десятиліття несподівано збільшилася в багато разів. Таке явище спостерігається вперше ... Плутон виявився більш динамічним світом, ніж передбачалося раніше. Тим цінніше виглядає місія New Horizons - американський апарат повинен прибути до Плутона в липні 2015 року.

Оскільки орбіта цієї карликової планети витягнута, на різних її ділянках обмерзлому світу дістається різну кількість сонячного тепла. Але Плутон був відкритий всього 81 рік тому, у той час як один оборот навколо Сонця він робить за 248 років. Так що повний цикл зміни сезонів на Плутоні ніхто ще не спостерігав.

З часу відкриття (у лютому 1930 р.) Плутон не закінчив і половини повного обороту. З 1979 по 1999 рік Плутон знаходився ближче до Сонця, ніж

Нептун. Наступне занурення Плутона всередину орбіти Нептуна буде в 2227-2247 рр. Плутон і Харон, також як і Земля з Місяцем, завжди повернені один до одного однією і тією ж стороною.

Найближче до Сонця Плутон знаходився в 1989 році. Під променями

світила деякі з його поверхневих льодів (в 1990-х роках фахівці ідентифікували в них азот, метан і монооксид вуглецю) сублімувати.

Астрономи чекали, що з тих пір атмосфера буде лише скорочуватися. Однак набір свіжих вимірювань (за 2009 / 2010 рік) і порівняння їх з даними 2000 року показав, що всього за десять років повітряна оболонка Плутона сильно зросла. На рубежі XXI століття вона простягалася на 100-135 кілометрів над поверхнею планети крихітної, а зараз - тягнеться більш ніж на 3000 кілометрів. Атмосфера Плутона була виявлена ?в 1988 році при спостереженні покриття їм фонових зірок.

Термодинамічні моделі дають наступний склад цієї атмосфери: 99% азоту, трохи менше 1% моноокиси вуглецю, 0,1% метану. Коли Плутон віддаляється від Сонця, його атмосфера поступово заморожується і осідає на поверхні. При наближенні Плутона до Сонця, температура біля його поверхні змушує льоди сублімувати і перетворюватися на гази. Це створює антіпарніковий ефект: подібно поту, охолодніющему тіло при випаровуванні з поверхні шкіри, сублімація виробляє охолоджуючий ефект на поверхню Плутона. Вчені, завдяки субміліметровому масиву, нещодавно вирахували, що температура на поверхні Плутона 43 С (-230,1° C), що на 10 K менше, ніж очікувалося. Сильно розріджена атмосфера Плутона зараз розширена і тягнеться майже на чверть відстані до Харона, його найбільшого супутника (ілюстрація PAS Cruickshank).

Спектральні зйомки за допомогою гавайського телескопа Джеймса Максвелла (JCMT) принесли і ще одне відкриття - чадний газ в атмосфері Плутона. І нехай у процентному відношенні його там небагато, розрахунки показали, що з 2000 року рівень CO в газовому ковдрі Плутона подвоївся.

Це свідчить про драматичні зміни в складі і щільності атмосфери. До речі, в ній до цих пір вдавалося визначити лише метан. При цьому вчені вважають, що левову частку атмосфери Плутона становить азот, але він ще не спійманий.

Поки планетологи тільки припускають, які процеси могли викликати настільки швидкі зміни в атмосфері. Можливо, щось змінило відображає здатність частини льодів, які нагрілися і дали викид газу. Крім того, вчені говорять про потенційну зв'язку подій на Плутоні з 11-річним циклом сонячної активності і великими коливаннями в ультрафіолетовому випромінюванні світила. Також можливо, що гази в атмосферу надходять з надр Плутона. Все це ще належить вивчити. Своє відкриття дослідники представили на конференції Королівського астрономічного товариства.

3 АСТРОНОМИ ВВАЖАЮТЬ, ЩО НАВКОЛО ПЛУТОНА МОЖЕ ІСНУВАТИ КІЛЬЦЕ

МОСКВА, 8 серпня - РІА Новини. Навколо Плутона може існувати кільце з пилових частинок, подібне сатурніанского, хоча далеко не таке вражаюче, вважають бразильські астрономи. До 1960-х років єдиною «окільцьований» планетою в Сонячній системі вважався Сатурн, чиї кільця виявив у 17-му столітті ще Галілео Галілей. Уже в 20 столітті на знімках з «Вояджер» астрономи виявили кільця навколо Юпітера, Урана і Нептуна.

На початку 2000-х років, після відкриття другого і третього супутників Плутона - ніхто і Гідри - астрономи вперше висунули гіпотезу, що навколо цієї карликової планети може бути тонке кільце. На думку вчених, воно могло сформуватися з пилу, викинутої на орбіту в результаті зіткнень малих тіл пояса Койпера з цими супутниками. Космічний телескоп «Хаббл» не «побачив» кільце Плутона, однак вчені вважають, що воно може бути дуже тонким, щоб він міг його знайти. Прісцилла Пірес душ Сантуш (Pryscilla Pires dos Santos) і її колеги з бразильського університету Сан-Паулу описали в статті, прийнятій до публікації журналом Astronomy & Astrophysics, результати комп'ютерного моделювання еволюції пилу, вибитою з поверхні Ніхто і Гідри ударами мікро метеоритів. Вчені врахували вплив на частинки гравітації сусідніх тіл, сонячного вітру та інших факторів, «вимітаючих» пил з околиць Плутона.

Розрахунки показали, що навколо Плутона може існувати кільце радіусом близько 16 тисяч кілометрів - всередині орбіт Ніхто і Гідри. Сонячний вітер і гравітація ведуть до того, що близько 50% часток розміром близько 1 мікрона покидають це кільце за рік. Проте, за розрахунками астрономів, обсяг «нових надходжень» з поверхні супутників Плутона достатній, щоб кільце не руйнувалося.

«Існування тонкого кільця з оптичною товщиною 6 * 10 ^ -11 може підтримуватися за рахунок пилу, вибитою з поверхні Ніхто і Гідри», - йдеться в статті. Кільце з такою оптичною товщиною (ця величина означає ступінь непрозорості того чи іншого об'єкта) не може знайти «Хаббл» - його рівень чутливості обмежений значенням 1,3 * 10 ^ -5. Проте вчені розраховують, що зонд New Horizons («Нові горизонти»), який буде досліджувати систему Плутона в 2015 році, зможе виявити його кільце.

На борту апарата встановлений лічильник пилових частинок, який зможе фіксувати частинки з масою до 10 ^ -12 грама, що дозволить уточнити теоретичні моделі, використані авторами статті.

4 «ХАББЛ» ВИЯВИВ У ПЛУТОНА ЧЕТВЕРТИЙ СУПУТНИК

Четвертий сателіт другого за величиною (після Еріду) тіла в поясі Койпера, у 2006 році «розжалуваного» з планет в «плутоїди», має від 13 до 34 км у діаметрі. Решта «місяця» не в приклад більше: діаметри Харона, Нікс і Гідрастановлять відповідно 1 043, 32-113 і 32-113 км.

Керівник програми спостереження за Плутоном Марк Шоуолтера з інститутуSETI здивований тим, як телескоп зміг засікти настільки дрібний об'єкт з відстані 5 млрд. км. А «Хаббл», до речі, зробив це тричі - 28 червня, 3 липня і 18 липня;тільки після трьох спостережень вчені заявили про відкриття. Розглядання Плутона і його околиць з допомогою «Хаббла» здійснюється в рамках підтримки проекту New Horizons, центральним елементом якого є однойменний зонд, запущений до поясу Койпера в 2006 році. New Horizonsприбуде до Плутона в 2015-му, до того часу четвертий супутник придбає милозвучне ім'я з античної міфології замість поточного позначення P4.

5 В АТМОСФЕРІ ПЛУТОНА ВИЯВЛЕНО ОКИС ВУГЛЕЦЮ

Група астрономів з Великобританії та США виявила в атмосфері Плутона окис вуглецю. Результати своєї роботи вчені представили на що проходить в Уельсі зборах Королівського астрономічного товариства. Підготовлений ними розгорнутий звіт незабаром буде опубліковано в журналі Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters.

Плутон вважається єдиним об'єктом з атмосферою з тих, що знаходяться за орбітою Нептуна. Газова оболонка була зареєстрована в 1988-му, коли карликова планета пройшла між Землею та дистанційної зіркою, блокувавши частина її випромінювання. Азот, метан і монооксид вуглецю вже знаходили на поверхні Плутона, але в атмосфері до теперішнього моменту спостерігалася тільки одна молекула - метан.

Виявити газоподібну окис вуглецю допомогли спостереження на великому телескопі Джеймса Кларка Максвелла, встановленому на вершині вулкана Мауна-Кеа на Гаваях. Телескоп з діаметром головного дзеркала в 15 метрів призначений для роботи в субміліметровому діапазоні; в нашому випадку вчених цікавила довжина хвилі 1,3 мм, яка відповідає обертальному переходу молекули СО. Виконавши вимірювання в серпні 2009-го і навесні 2010-го, автори відшукали в спектрах шукану атмосферну лінію, відповідну газу з температурою близько 50 К. Цікаво, що сигнал виявився набагато сильнішим, ніж у 2000 році, коли абсолютно такі ж спостереження, що вказали на ймовірне присутність СО, були виконані на іспанському 30-метровому радіотелескопі IRAM.

Плутон з його величезною атмосферою (ліворуч), Сонце (зверху) і найбільший супутник карликової планети - Харон (ілюстрація PAS Cruickshank).

Основна - азотна - частина газової оболонки Плутона поки переховується від спектроскопічних досліджень. «Відомостей про 97% атмосфери у нас, на жаль, немає», - визнає керівник робіт Джейн Грівс (Jane Greaves) з Сент-Ендрюського університету.

Дані з телескопа Джеймса Кларка Максвелла також говорять про те, що товщина шару молекул моноксиду вуглецю перевищує 3 000 км. Оскільки радіус карликової планети оцінюється в 1 153 км, можна сказати, що верхня межа СО знаходиться приблизно в чотирьох радіусах Плутона від його центру. Ця величина на порядок перевершує запропоновані раніше оцінки товщини атмосфери.

Взагалі кажучи, значні та швидкі зміни параметрів атмосфери астрономів не дивують, тому що гази надходять в неї при сублімації льодів, а поверхня Плутона є досить динамічну систему. Проте надійно пророкувати характер змін фахівці ще не навчилися: у 1989 році карликова планета пройшла поблизу від Сонця, і багато хто вважав, що за цим піде стискання її атмосфери. Тепер стає зрозуміло, що віддаляється від джерела тепла Плутон поводиться зовсім не так.

Зареєструвати N2 і ретельніше оцінити параметри атмосфери повинна автоматична станція New Horizons, яка прибуде до Плутона в 2015 році.

6 ПЛУТОНУ МОЖУТЬ ПОВЕРНУТИ СТАТУС ПЛАНЕТИ

Плутон може відновити свої права вважатися найбільшим об'єктом у поясі Койпера - області, де знаходяться астероїди і карликові планети. У 2006 році Плутон був позбавлений статусу планети, тому що в поясі Койпера були знайдені більш великі тіла. Нові спостереження віддалених об'єктів Сонячної системи були проведені на початку листопада трьома групами астрономів, що працюють на телескопах в чилійських Андах. Коротко про результати спостережень пише New Scientist.

Вчені стежили за карликовою планетою під назвою Еріда. Виявлення цього об'єкта, а також карликових планет Макемаке і Хаумеа призвело до того, що Плутон позбувся планетного статусу, тому що спостереження виявили, що діаметр нововідкритих об'єктів більше або порівняємо з діаметром Плутона.

Визначити розміри карликових планет Сонячної системи безпосередньо надзвичайно складно, оскільки вони віддалені від Землі на дуже велику відстань (висота орбіти Еріди становить близько 14 мільярдів кілометрів, а Плутон віддаляється від Сонця на 7,4 мільярда кілометрів), тому вчені використовують непрямі методи. В даному випадку астрономи спостерігали, як Еріда затьмарює одну з далеких зірок. Вчені, що спостерігали цей процес з різних точок, змогли точно оцінити розмір утворюється тіні і з цих даних обчислити діаметр карликової планети.

Згідно з новими даними, Еріда «практично напевно» менше 2340 кілометрів. До цих пір вважалося, за різними оцінками, що її діаметр перебуває в межах від 2600 до 2400 кілометрів. Діаметр Плутона оцінюється в 2400 кілометрів.

Якщо нові дані підтвердяться, то Плутон поверне собі статус найбільшого об'єкта в поясі Койпера, проте Еріда залишиться найбільш масивним небесним тілом з цієї області космічного простору. На даний момент астрономи не можуть пояснити, чому два дуже близьких по діаметру об'єкта можуть так сильно відрізнятися за масою.

7 АМЕРИКАНЦІ БУДУЮТЬ УНІКАЛЬНИЙ ПЛАЗМО ДВИГУН ДЛЯ ПОЛЬОТІВ ДО ПЛУТОНА

У НАСА оголосили переможця конкурсу на розробку нового типу двигуна для космічних апаратів.

В рамках першої фази конкурсу на розробку рухової установки прямого перетворення ядерної енергії призом у 100 тис. дол. нагороджений професор Вашингтонського університету Джон Слау, який розробив проект електромагнітного плазмоідного двигуна або як його називають у НАСА - безелектродні двигуна на силі Лоренца (ELF).

Електромагнітний плазмоідний двигун (ЕПД) є революційним типом електричної рухової установки і дозволяє різко скоротити масу космічного апарату, а також збільшити ефективність двигунів в порівнянні з традиційними системами потужністю 500-1000 Вт ЕПД має високу питому потужність (понад 700 Вт / кг) і економічність. Він дозволить здійснювати безпілотні польоти до самих околиць Сонячної системи: Нептуну, Плутона і Хмари Оорта. Крім того, новий двигун може харчуватися від сонячних панелей, що дає можливість швидко подолати відстань до ближчих об'єктів, наприклад супутників Марса або астероїдів.

Принцип роботи ЕПД наступний: за допомогою обертового магнітного поля всередині конічної камери двигуна створюється потужне напруга струмів всередині потоку плазми, що призводить до утворення плазмоїд, ізольованого від стінок камери магнітним полем. Зміна градієнта магнітного поля в потужних плазмових токах призводить до того, що плазмоїд залишає конічну камеру з величезною швидкістю - відповідно з'являється реактивна тяга. За задумом фахівців НАСА, новий тип двигуна повинен являти собою імпульсний пристрій, яке споживає 1 КВт і видає розряд з енергією 1 Дж при частоті 1 кГц. У НАСА розробили теорію і дизайн нового двигуна, а також продемонстрували роботу фізичних принципів його роботи в лабораторії. Фахівцям вдалося створити невеликий, всього 10 см в діаметрі, двигун кіловатного класу, який продемонстрував надійну роботу в імпульсному режимі з енергією від 0,5 до 5 Дж. ЕПД мають масу переваг, навіть порівняно з високоефективними іонними двигунами. Перш за все, ЕПД може використовувати як паливо великий спектр робочих тіл: кисень, аргон, гідразин або суміш газів. Це дозволяє проводити дозаправку апаратів у космосі, а також, теоретично, користуватися «місцевим» паливом, наприклад газами з атмосфери Марса. ЕПД не тільки збільшить швидкість і енергетичні можливості космічних апаратів, він також може стати другим двигуном гіперзвукових літаків. Вони могли б виходити на навколоземну орбіту на прямоточних повітряно-реактивних двигунах, а вже в космосі - пересуватися за допомогою легких і компактних ЕПД.

В ході другої фази конкурсу американське космічне агентство планує випробувати реальний прототип ЕПД з наступними характеристиками: вага 1,5 кг, потужність від 200-1000 Вт при 50-80 мН тяги і 1,5-4 тис. секундах питомої імпульсу (в сучасних іонних двигунах близько 3 тис.).

Треба зазначити, що Джон Слау в рамках проекту Helion Energy по комерціалізації енергії термоядерного синтезу розробив індуктивний прискорювач плазми, який дозволяє прискорювати плазмоїд до швидкості 600 км / с, що набагато більше, ніж швидкість їхнього внутрішнього теплового руху.

8 ПІД КРИЖАНОЮ ОБОЛОНКОЮ ПЛУТОНА МОЖЕ ХОВАТИСЯ РІДКИЙ ОКЕАН

Температура на поверхні Плутона коливається в районі -230? C. Питання в тому, чи може карликова планета похвалитися достатньою кількістю внутрішнього тепла.

Гійом Робушон і Франсіс Ниммо з Каліфорнійського університету в Санта-Крус (США) дійшли висновку, що так воно і є. За їхніми словами, існування океану залежить від двох речей - кількості радіоактивного калію в кам'яному ядрі Плутона і теплопровідності льоду.

Судячи з даних про щільність Плутона, його ядро займає 40% від обсягу малої планети. Якщо калію в ядрі налічується 75 частин на мільярд, його розпад може призвести досить тепла для того, щоб частина льоду, що складається з азоту та води, розтанула. Вільям Маккіннон з Університету штату Вашингтон (США) вважає, що на Плутоні цілком може бути стільки льоду, а то й більше. Справа в тому, що навіть Земля, яка, ймовірно, формувалася з меншою кількістю летючих елементів через близькість до Сонця, містить у своєму ядрі таку кількість калію, що перевищує названу концентрацію в десять разів.

Зрозуміло, одного лише джерела тепла недостатньо. Тепло, яке надходить з ядра, призводить до конвекції у крижаній оболонці, і якщо лід проводить тепло занадто швидко, то воно піде в космос, не встигнувши розтопити його. Якщо лід на Плутоні перемішується повільніше, ніж течуть антарктичні льодовики на Землі, тоді верхній 165-кілометровий шар льоду може забезпечити достатню ізоляцію для рідкого океану тієї ж глибини.

В'язкість льоду залежить від розмірів окремих частинок: чим менше гранули, тим легше тече тепло. Виміряти це із Землі неможливо. Залишається сподіватися на натяки, які надасть американський зонд «Нові горизонти» в 2015 році.

9 СЕСТРА-БЛИЗНЮК ПЛУТОНА ЕРІДА ВОЛОДІЄ «МОРГАННЯМ» АТМОСФЕРОЮ

Карликова планета Еріда виявилася значно більше схожа на Плутон ніж вважалося раніше, але на відміну від колишньої дев'ятої планети її атмосфера з'являється і зникає в міру зміни відстані від Сонця, пишуть астрономи в статті, опублікованій в журналі Nature.

Еріда (136199 Eris) - самий далекий відомий об'єкт Сонячної системи - була відкрита в 2005 році американським астрономом Майком Брауном (Mike Brown) та його колегами Чадом Трухильо (Chad Trujillo) і Девідом Рабиновичем (David Rabinowitz) в поясі Койпера - поясі крижаних астероїдів, знаходиться від нас на відстані в 30-50 разів більше відстані від Землі до Сонця. Перші оцінки показали, що цей об'єкт може бути на 5% більше Плутона, що дало вченим привід говорити про відкриття десятої планети.

Астрономи невдовзі зрозуміли, що в поясі Койпера можуть ховатися десятки таких «десятих планет». Тому в 2006 році Міжнародний астрономічний союз ухвалив рішення ввести проміжний ранг карликових планет, Плутон був «знижений» на одне звання і зведений на щабель з іншими транснептунових об'єктами - Хаумеа, Макемаке і Еріда і одним колишнім астероїдом, Церерою. Це рішення викликало бурю протестів, а Брауну - дало привід говорити про себе, як про «людину, яка вбила Плутон».

Первісна оцінка радіуса Еріду, зроблена на основі прямих спостережень, давала значення 1,2 тисячі кілометрів (радіус Плутона становить 1,15 тисячі кілометрів). Однак вимірювання в інфрачервоному діапазоні показували, що це значення може становити і 1,5 тисячі кілометрів.

Група астрономів з Франції, Бельгії, Іспанії та Бразилії під керівництвом Бруно Сікарді (Bruno Sicardy) з Паризької обсерваторії вперше провели точні вимірювання радіуса Еріди за допомогою спостереження покриттів зірок - так вчені називають ситуації, коли небесне тіло затьмарює далекі зірки.

Автори дослідження 6 листопада 2010 провели спостереження покриття Еріда однієї із зірок - досить рідкісної події, що відбувається лише раз на кілька років. До спостереженнями були підготовлені 26 різних обсерваторій, однак лише у двох точках в Чилі вдалося зафіксувати затемнення - в обсерваторії Сан-Педро де Атакама (на двох телескопах) і на телескопі в обсерваторії Ла TRAPPIST Силья.

Отримані вимірювання часу «затемнення» показали, що Еріда має радіус 1,163 тисячі кілометрів (помилка вимірювання становлять 6 кілометрів). Це майже точно відповідає радіусу Плутона, який досить важко виміряти через присутність атмосфери - згідно з останніми даними, він становить від 1,15 до 1,2 тисячі кілометрів.

У той же час, вимірювання групи Сікарді показали, що у Еріди атмосфери немає - принаймні з тиском вище однієї 1 мільярдної частки земного.

Маса карликової планети була відома завдяки колишнім вимірам параметрів орбіти її супутника - Дісноміі, що дозволило вченим уточнити значення щільності - 2,52 грама на кубічний сантиметр. Це дуже близько до значення щільності іншого занептунового карлика - Хаумеа (2,6), яка на 85% складається із скельних порід, а на 15% - з льоду.

«Це означає, що Еріда являє собою кам'янисте тіло, покрите тонкою крижаною оболонкою», - йдеться в статті.

Крім того, нове значення радіуса дозволило уточнити альбедо - відбивну здатність карликової планети, воно виявилося одно 0,94, тобто поверхня Еріди близька до абсолютно білої і відображає майже все випромінювання, а її температура становить близько 30 коливань.

Цей факт разом з відсутністю коливань яскравості при обертанні планети змусив учених припустити, що Еріда покрита шаром білого азотно-метанового льоду, який може бути відносно недавно замерзлої атмосферою планети.

«Існує можливість, що схожа на атмосферу Плутона атмосфера Еріди переходить в газоподібний стан при наближенні до Сонця. Зараз Еріда може бути сплячим близнюком Плутона, чия яскрава крижана поверхня виникла із замерзлої атмосфери», - йдеться в статті.

Орбіта Еріди дуже сильно витягнута - найбільш віддалена від Сонця точка її траєкторії розташована на відстані 97 астрономічних одиниць (середніх відстаней Землі від Сонця), а найближча - майже в три рази ближче: 37,8 астрономічних одиниць.

Еріда зараз знаходиться в самій віддаленій точці орбіти, але приблизно через 250 років вона підійде близько до Сонця і знову обзаведеться атмосферою.

Размещено на Allbest.ru