Вторая книга серии "Астрономия и астрофизика" содержит обзор текущего состояния изучения планет и малых тел Солнечной системы. Обсуждаются основные результаты, полученные в наземной и космической планетной астрономии. Приведены современные данные о планетах, их спутниках, кометах, астероидах и метеоритах. Изложение материала в основном ориентировано на студентов младших курсов естественно-научных факультетов университетов и специалистов смежных областей науки. Особый интерес книга представляет для любителей астрономии.
Содержание:
Глава I - ЭПОХА ПЕРВЫХ МЕЖПЛАНЕТНЫХ ЭКСПЕДИЦИЙ 1
Глава II - НЕБЕСНАЯ МЕХАНИКА 3
Глава III - ЛУНА 15
Глава IV - МЕРКУРИЙ 22
Глава V - ВЕНЕРА 27
Глава VI - МАРС 35
Глава VII - ЮПИТЕР 43
Глава VIII - САТУРН 48
Глава IX - УРАН 51
Глава X - НЕПТУН 54
Глава XI - ПЛУТОН И ХАРОН 57
Глава XII - СПУТНИКИ ПЛАНЕТ 59
Глава XIII - ПЫЛЕВЫЕ ОКОЛОПЛАНЕТНЫЕ КОМПЛЕКСЫ 65
Глава XIV - МАЛЫЕ ТЕЛА СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ 67
Глава I
ЭПОХА ПЕРВЫХ МЕЖПЛАНЕТНЫХ ЭКСПЕДИЦИЙ
Созерцать красоту и гармонию Вселенной, хоть в какой-то степени их постигая, - одна из основных человеческих способностей, доставляющих ему наивысшее удовлетворение.
Ганс Селье, канадский биолог и врач.
Мы живем в эпоху великих открытий в Солнечной системе… Далеко не все жители Земли взволнованы этим фактом. Не станем их за это упрекать. Эпоха великих географических открытий - 500 лет назад - тоже протекала без особого общественного интереса, но, спустя столетия, ее плодами пользуются все.
Второй том из серии "Астрономия и астрофизика" посвящен Солнечной системе - природе ее планет, спутников и малых тел. Хотя эта книга написана астрономами, мы хорошо понимаем, что изучение Солнечной системы уже далеко вышло за рамки классической науки о небесных телах. От разглядывания далеких туманных пятнышек в телескопы, чем занимались астрономы прошлых эпох, ученые перешли к прямому зондированию Луны и планет, астероидов и комет. Авторами новейших открытий на иных планетах теперь являются не только астрономы, но и специалисты по космической технике, а также географы и геологи, которых уже с полным правом можно называть планетологами. И недалеко то время, когда появится новая специальность - экзопланетолог, специалист по планетным системам иных звезд.
Впрочем, на фоне этого "головокружения от успехов" важно понимать, что стремительное расширение географических границ не означает, что наша планета - Земля - уже достаточно исследована. Напротив, ее детальные исследования сейчас в самом разгаре. Фактически лишь недавно, благодаря спутникам, люди увидели всю поверхность Земли. А что лежит под ней? Что скрывается в глубинах океанов? Как выглядят материки под ледяными куполами Гренландии и Антарктиды? Что происходит глубоко в земных недрах? Как ведет себя геомагнитное поле? В чем причина глобальных перемен климата и биосферных катастроф? Наконец, как сформировалась наша уникальная планета и какая роль в этом принадлежит ее гигантскому спутнику - Луне? Многое в отношении планеты Земля для нас до сих пор - загадка. Ответы на многие вопросы могут оказаться жизненно важными для нашей цивилизации.
Приведем характеристики планеты Земля:
| Большая полуось орбиты | 1 а.е.=1,496×10 м. |
| Сидерический период обращения | 365,2564 сут. |
| Тропический период обращения ("год") | 365,2422 сут.=3,1557×10 с. |
| Сидерический период вращения ("звездные сутки") | 0,99727 сут. = 23 ч. 56 мин. 04 с. |
| Средние солнечные сутки ("сутки") | 24 ч. |
| Эксцентриситет орбиты | 0,0167. |
| Средняя орбитальная скорость | 29,8 км/с. |
| Наклон экватора к орбите | 23°26'. |
| Масса, М | 5,9736×10 кг. |
| Средняя плотность | 5,52 г/см |
| Экваториальный радиус, R e | 6378,160 км. |
| Полярный радиус, R p | 6356,777 км. |
| Средний радиус, R | 6371,032 км. |
| Сжатие, (R e -R p )/R e | 1/298. |
| Ускорение притяжения к Земле на экваторе | 9,80665 м/с |
| Ускорение свободного падения на экваторе | 9,78033 м/с |
| Скорость ускользания (2-я космическая) | 11,19 км/с. |
| Скорость вращения на экваторе | 465,11 м/с |
| Безразмерный момент инерции (в ед. MR ) | 0,3308 |
| Радиус внешнего (жидкого) ядра | 3480 км. |
| Средняя плотность внешнего ядра | 10 г/см |
| Радиус внутреннего (твердого) ядра | 1270 км. |
| Средняя плотность внутреннего ядра | 13 г/см |
| Сферическое альбедо (по Бонду) | 0,306. |
| Геометрическое альбедо (визуальное) | 0,367. |
| Поток солнечного излучения вне атмосферы | 1369 Вт/м |
| Полное поглощаемое излучение | 1,2×10 Вт. |
| Поток тепла из недр | 0,05 Вт/м |
| Эффективная температура | 247 К =-26°С. |
| Средняя температура воздуха у поверхности | 287 К = 14°С. |
| Плотность воздуха у поверхности | 1,22 кг/м |
| Давление у поверхности | 1,014 бар. |
| Масса океана | 1,4×10 кг. |
| Масса атмосферы | 5,2×10 кг. |
| Состав атмосферы (% объема) | N 2 (78), О 2 (21), Аr (0,9), С0 2 (0,03). |
| Магнитный момент геоцентрического диполя | 0,299 Г с R е (2005 г.). |
| Наклон оси дипольного компонента к оси вращения | 10,3° (2005 г.). |
| Количество спутников | 1 (Луна). |
В области исследования планет XX век принес нам скорее спортивно-технические достижения, чем научные: большинство планет было "достигнуто", их эффектные изображения были переданы на Землю и растиражированы, что само по себе замечательно, но систематических детальных исследований не проводилось. Полученные данные в большей степени поставили новые вопросы, чем ответили на старые. Но в последнее десятилетие, фактически - уже XXI века, за планеты взялись всерьез: у Юпитера и Сатурна появились долговременные орбитальные зонды ("Галилео" и "Кассини"), начались посадки на спутники планет (пока это лишь Титан, но лиха беда начало), работают аппараты у Венеры, летят к Меркурию и Плутону, а про Марс и говорить нечего - рядом с ним и на его поверхности постоянно действует целая научная армада. Из разряда политико-идеологических межпланетные полеты перешли в разряд чисто научных. О них стали меньше писать и говорить, но они начали приносить значительно больший научный урожай.
При этом исследования космоса и Земли всегда происходили и сейчас происходят параллельно, сопутствуя и способствуя друг другу. Могу напомнить, что XX век начинался с покорения полюсов Земли, что лишь в середине века были достигнуты самая высокая и самая глубокая точки земной поверхности, и что лишь к концу века была более или менее изучена вся толща атмосферы нашей планеты. Можно сказать, что именно в конце XX в. эпоха великих географических открытий начала плавно перетекать в эпоху грандиозных межпланетных экспедиций. Напомню, что научное изучение Антарктиды началось во время Международного геофизического года (1955-1958), тогда же, когда были запущены первые искусственные спутники Земли.