Реферат: Исследование Венеры и Марса

/>/>/>/>/>/>РЕФЕРАТ ПО АСТРОНОМИИ

 

«ПриродаВенеры и Марса»

ПЛАН

Введение.

«Планета тайн». Общиесведения.

Исследование Венеры спомощью АМС

«Красная планета» — Марс.

Загадки Марса

Интересные наблюденияза Марсом.

Заключение

Список литературы/>

Введение.

Астрономия- наука, изучающая тела Вселенной, — зародилась в глубокой древности. Внастоящее время арсенал направлений и методов астрономических исследованийочень велик. Астрономия состоит из множества разделов: астрометрии, небесноймеханики, астрофизики, космогонии, космологии. В зависимости от изучаемыхобъектов в астрономии различают гелиофизику; планетную, кометную, внегала­ктическуюастрономию, а в зависимости от диапазона излучения, в котором ведутсяисследования, 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 малопрозрачной атмосферы. С запускомв 1957 г. в Советском Союзе первых искусственных спутников Земли сталовозможным наблюдать космические объекты непосредственно из космическогопространства. Так появился новый раздел астрономии — внеатмосферная астрономия.

Нашу Землюсо всех сторон окружает необъятный мир небесных тел — Вселенная или космос.Лишь некоторые из небесных тел, как например, Солнце, Луна, 5 планет и наиболееяркие звезды, можно наблюдать невооруженным глазом. В центре Солнечной системынаходится наша дневная звезда — Солнце. Вокруг него вместе со своими спутникамиобращаются 9 больших планет: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн,Уран, Нептун и Плутон. Возраст Солнечной системы был определён учёными наосновании лабораторного изотопного анализа земных скальных пород, а такжеметеоров и доставленных на Землю космическими аппаратами образцов лунногогрунта. Оказалось, что наиболее старые из них имеют возраст около 4,5 млрд.лет. Поэтому считается, что все планеты сформировались приблизительно в одновремя — 4,5 — 5 млрд. лет тому назад.

«Планета тайн». Общие сведения.

Венера- ближайшая соседка Земли, вторая по близости к Солнцу планета, почти такого жеразмера, как Земля (радиус у Венеры 6051 км — 6378 км у Земли), а её массаболее 80% земной массы. Расположенная ближе к Солнцу(»108,2 млн.км), чем наша планета, Венера получает от него в два с лишним раза больше светаи тепла, чем Земля. Тем не менее с теневой стороны на Венере господствует морозболее 200C ниже нуля, так как сюда непопадают солнечные лучи в течении очень долгого времени. Среднее расстояние отВенеры до Солнца практически постоянно, поскольку орбита Венеры ближе кокружности, чем у любой другой планеты. Планета имеет очень плотную, глубокую иоблачную атмосферу, не позволяющую увидеть поверхность планеты. Эту атмосферуоткрыл М.В. Ломоносов в 1761 году, что так же показало сходство Венеры сЗемлёй. Временами Венера подходит к Земле на расстояние, меньше 40 млн. км.После Солнца и Луны Венера является самым ярким светилом на земном небе: еезвездная 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). Однако привзгляде в телескоп, Венера разочаровывает, и не удивительно, что до последнихлет её считали “планетой тайн“.

Древниегреки дали этой планете имя своей лучшей богини Афродиты, римляне же потом переиначилипо-своему и назвали планету Венерой, что, в общем, одно и то же. Однакослучилось это не сразу. Одно время считалось, что в небе находится сразу двепланеты. Вернее, тогда ещё звезды, одна — ослепительно яркая, была видна утром,другая, такая же — вечером. Их даже называли по-разному, пока халдейскиеастрономы после долгих наблюдений и ещё более долгих размышлений не пришли квыводу, что звезда то всё-таки одна, что делает им честь как большимспециалистам.

Начинаяс XVII века астрономы не раз пытались «разглядеть» Венеру, однако из-заплотного облачного покрова Венера в видимом диапазоне длин волн представляетсяоднородной. Но уже в 1610 году Галилей произвел первые телескопическиенаблюдения небесных светил и наблюдал смену фаз у Венеры, т.е. изменение еевидимой формы от диска до узкого серпа. В 1930 году о Венере появиласьнекоторая 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 рисовалаповерхность Венеры почти полностью покрытой водой, в которой могли развиватьсяпримитивные формы жизни, — как это было на Земле миллиарды лет назад. Другаяпредставляла Венеру как раскалённую, сухую и пыльную пустыню.

Совершенствованиетехники астрономических наблюдений, использование поляриметрических истереоскопических измерений, освоение инфракрасного и ультрафиолетовогодиапазонов длин волн позволили получить некоторую информацию о характеристикахатмосферы Венеры на уровне верхней границы облаков. К концу 50-х годов сталоясно, что наземные методы исследования Венеры не могут дать существенно новойинформации. Методы оптической, инфракрасной и ультрафио­летовой астрономииоказались непригодными для исследования подоблачной атмосферы планеты. Запускпервых искусственных спутников Земли, а затем посылка первых АМС(АвтоматическихМежпланетных Станций) к Луне показали возможность изучения Венеры с близкихрасстояний.

Исследование Венеры с помощью АМС

Эра автоматических космических зондов началась в1962 году, когда американский аппарат “Маринер-2“ прошёл вблизи Венеры(35000 тыс.км) и передал информацию, которая подтвердила, что её поверхность на сторонеобращенной к Солнцу очень горяча. Результаты магнитных измерений показали, чтособственное магнитное поле планеты невелико (магнитный момент Венеры непревышает 5-10% магнитного поля Земли). Новая эра в астрономии — исследованияпланет с помощью космических аппаратов — позволила аккумулировать огромныйобъем 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(224,7суток), поэтому на Венере “сутки“ длиннее года и календарь совершенно необычен.При этом солнечные сутки длятся около 117 дней, поэтому день и ночьпродолжаются по 58,5 сут. Средняя скорость движения Венеры по орбите 34,99км/с., а т.к. орбита планеты круговая на Венере не происходит смены временгода.

Теперьизвестно, что Венера вращается в обратном направлении — с востока на запад, ане с запада на восток, как Земля и большинство других планет. Для наблюдателяна поверхности Венеры Солнце восходит на западе, а заходит на востоке, хотя вдействительности облачная атмосфера полностью закрывает небо.

Следомза “Маринером-2“ в 1965 году к «прекраснейшей из звезд небесных», такназвал Венеру Гомер, ушла «Венера-2», которая провела так называемыеполетные исследования. АМС пролетела на расстоянии 24000 км от поверхностипланеты.

Ивот наступил качественно новый этап: в 1965 году «Венера-3» впервыедостигла поверхности планеты, а 1967 году «Венера-4» впервыеосуществила плавный спуск в ее атмосфере и провела непосредственныефизико-химические исследования. АМС «Венера-4» несла спускаемыйаппарат, который отделился перед входом автоматической станции в атмосферу. АМСсгорела в плотных слоях атмосферы, а спускаемый аппарат на парашюте плавноопустился в плотные слои атмосферы. Было установлено, что углекислый газ — основной газ ее атмосферы (96,5%), в состав которой входит также около 3% азотаи небольшие количества инертных газов, кислорода, окиси углерода, хлороводородаи фтороводорода. Кроме того, в ее атмосфере содержится около 0,1% водяногопара. Первый в истории человечества сеанс межпланетной радиосвязи продолжался93 минуты. Спускаемый аппарат новой конструкции был создан и вошел в составстанции «Венера-7», которая достигла окрестностей планеты в декабре1970 года. Ее аппаратура проводила измерения не только во время спуска во всейтолще атмосферы, но и в течение 53 минут на самой поверхности планеты. Условияоказались необыкновенно суровыми: давление достигало 90 атмосфер, а температура- до 5000 С; в облачном покрове, окутывающем планету, оченьмного углекислого газа и мало кислорода. Получены данные о характере породповерхностного слоя Венеры.

“Маринер-10“приблизился к Венере в феврале 1974 года и передал первые снимки верхнего слояоблаков. Этот аппарат только один раз прошёл около Венеры — его основной цельюбыла самая внутренняя планета — Меркурий. Однако снимки были высокого качестваи показали полосатую структуру облаков. Они также подтвердили, что периодвращения верхнего слоя облаков всего лишь 4 суток, так что строение атмосферыВенеры не похоже на земное.

Темвременем американские радиолокационные исследования показали, что наповерхности Венеры имеются большие по размеру, но мелкие кратеры. Происхождениекратеров неизвестно, но, поскольку в такой плотной атмосфере должна бытьсильная эрозия, по “геологическим“ стандартам они вряд ли могут быть оченьстарыми. Причиной возникновения кратеров может быть вулканизм, поэтому гипотезуо 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 кмподнимается гигантский вулканический конус. Было обнаружено, что в облакахсодержится большое количество серной кислоты ( возможно, даже фтористо-сернойкислоты ).

Следующий важный шаг был сделан в октябре 1975 года,когда два советских аппарата — “Венера-9“ и “Венера-10“ — совершили управляемуюпосадку на поверхность планеты и передали на Землю снимки. Снимки былиретранслированы орбитальными отсеками станций, остававшимися на околопланетнойорбите на высоте порядка 1500 км. Это был триумф советских учёных, даженесмотря на то, что и “Венера-9“ и “Венера-10“ вели передачи всего лишь неболее часа, пока не перестали раз и навсегда действовать из-за слишком высокихтемператур и давления. Оказалось что поверхность Венеры была усыпана гладкимискальными обломками, по составу похожими на земные базальты, многие из которыхимели около 1 м в поперечнике. Поверхность была хорошо освещена: по описаниюсоветских учёных, света было столько, сколько бывает в Москве в облачный летнийполдень, так что даже не потребовались прожекторы аппаратов. В целомповерхность Венеры — это горячая сухая каменистая пустыня с поверхностнымипородами, занимающими промежуточное положение между базальтами и гранитами и стемпературой поверхности около 500 К. Однако, на Венере обнаружены икратеры, гряды, возвышенности, крупные разломы, горные хребты, детали рельефа ипыль. Оказалось к тому же, что атмосфера не обладает чрезмерно высокимипреломляющими свойствами, как ожидалось и все детали ландшафта были чёткими.Температура на поверхности Венеры равнялась 4850С, а давление в 90раз превышало давление у поверхности Земли. Было обнаружено, кроме того, чтослой облаков кончается на высоте около 30 км. Ниже находится область горячегоедкого тумана. На высотах 50-70 км располагаются мощные облачные слои и дуютураганные ветры со скоростью, возрастающей от 0,5 м/сек у поверхности до 100 м/секу верхней границы облаков. Молнии с силой, в 25 раз превосходящей земные,пронизывают плотную атмосферу планеты. У поверхности Венеры атмосфера оченьплотная: плотность газа в 60 раз больше, чем в земной атмосфере(всего лишь в 10раз меньше плотности воды). Углекислый пар и водяной пар создают в атмосфереВенеры парниковый эффект (причиной которого является сильное поглощение этимигазами теплового излучения), приводящий к сильному разогреванию поверхностипланеты. В 1978 году по межпланетной трассе прошли и достигли заданной цели ещедва посланца — «Венера-11» и «Венера-12». Обнаруженавысокая грозовая активность Венеры: интенсивность электрических разрядов,регистрировавшаяся по частоте следования низкочастотных импульсов на спускаемыхаппаратах «Венера-11» и «Венера-12», оказалась во много развыше, чем на Земле. Очевидно вблизи поверхности Венеры возникают электрическиеполя с напряженностью в сотни кВ/м. Высокая грозовая активностьпредположительно объясняется наличием действующих вулканов на поверхностиВенеры.

«Красная планета» — Марс.

Самаяисследуемая сейчас планета — Марс.

Средняятемпература почти -550С (на Земле + 150С). температуравсей планеты может упасть до рассвета до -800С. В серединемарсианского лета близ экватора температура составила +300С, но,возможно, в некоторых областях поверхность никогда не нагревается до 00С.

Какпоказали полеты “Маринеров”, общее давление лежит в области 3 — 7 мб (на Земле1000 мб). При этом давлении вода будет быстро испаряться при низкихтемпературах. Атмосфера содержит небольшое количество азота и аргона, ноглавная масса — углекислота, что должно благоприятствовать фотосинтезу; но ещеменьше в марсианской атмосфере кислорода.

Наблюдаяполярные шапки, астрономы сделали вывод, что они состоят из воды. Считалось,что они могут состоять из твердой углекислоты (сухого льда). В атмосфере не разнаблюдались облака различных типов, по — видимому, состоящих из ледяныхкристаллов (вообще образование облаков на Марсе — редкость. Спектроскопическинедавно была обнаружена вода, но влажность там должна быть очень низкой. Этоможет указывать на смачивание почвы влагой атмосферы, хотя такое явление бываеточень редко. Не видно движения жидкой воды по планете, хотя перемещение воды отполюса к полюсу действительно происходит (по мере таяния южной полярной шапкисеверная нарастает). 

Практическивсе ультрафиолетовое излучение Солнца проникает сквозь разреженную атмосферу доповерхности планеты, что пагубно влияет на все живое (на земное, по крайнеймере). Уровень космического излучения выше, чем на Земле, но по большинствурасчетов он не опасен для жизни.

Темне менее климат Марса, атмосфера отдаленно аналогичны земным. Эта планетасвободна от заражения веществами земного происхождения. Поэтому обнаружениежизни на ней наиболее вероятно.    

Загадки Марса

11августа 1877 года Асаф Холл, сотрудник  Морской обсерватории США, обнаружилпервый спутник Марса. А еще спустя несколько дней, 17 августа, он же открыл ещёодин спутник.

Поскольку Марс, согласно древнеримской мифологоии, бог войны, то и спутники его должныносить соответствующие имена, решили ученые. Назвали их Фобос и Деймос, что впереводе с греческого означает Страх и Ужас.

Средиастрономов наблюдавших за Марсом, был сотрудник Брерской обсерватории в МиланеДжованни Скиапарелли. Он увидел то, чего не видели ранее: четкие линии,протянувшиеся по поверхности Марса на многие сотни, и даже тысячи километров.

Многиесчитали, что каналы — это, несомненно, оросителъная сетъ, с помощью котороймарсиане борются с безводием на своей планете.

Однаков 1903 году «гипотеза о мнимом существовании геометрической сети получилаокончателъное подтверждение ибо самые сильные инструменты нашего времени необнаружили и следа той сети, между тем как детали, гораздо более тонкие, чемпрямолинейные каналы, были постоянно видны».

В1976 году американские аппараты «Викинг» достигли поверхности Марса.Они передали на Землю почти 300 тысяч телеснимков ландшафта Марса, которыефиксировалисъ в памяти компъютеров.

В1980 году специалист НАСА Винсент Ди Пистро, обрабатывая снимки, обнаружил вюжной части Ацидалийской равнины скалу, изображение которой напоминало обращенноев небо человеческое лицо. Удивителъное образование высотой около 300 метров ипоперечником более 1500 метров вызвало сенсационный интерес. Американскиеученые продолжили более скурпулезное изучение загадочного снимка. На сооруженияотстоящие от сфинкса на 7 километров обратили внимание несколько позже. Дажеболее того, на схеме проступили 5 болъших пирамид и 20 малых, появляются дорогии странная круглая площадка. Размеры и здесъ поражают воображение: самаябольшая пирамида почти в десять раз (!) превосходит пирамиду Хеопса в Египте.Обнаруженный город назвали Кидония.

Ноне толъко «Викинги» зафиксировали на Марсе нечто удивительное.Автоматическая станция «Марс-3» зафиксировала четко отчеченныйсветовой блик, повторяющийся при определенных узлах между Солнцем, поверхностьюпрланеты и направлением оси визирования. Блик напоминал солнечного зайчика наоткрытом водном пространстве. Но таковых на Марсе  нет!

Двагода спустя электронный глаз одной из американских станций «Маринер»,находящейся возле Марса, зафиксировал некий яркий обьект, свет которого нарушилсистему навига межпланетной станции.

Затемнаступила полоса поразительных неудач. В 1988 году к Марсу были запущены двасоветских космических аппарата «Фобос-1» и «Фобос-2».Экспедиция закончилась полным крахом. «Фобос-1», как сообщилиофициальные источники информации, сошел с траектории в результате неправельнойкоманды с Земли, а со вторым аппаратом была потеряна связь. 23 августа 1993года пропал на марсианской орбите американский «Марс-Обсервер».Странная эта планета… Земляне послали туда 10 космических  аппаратов, ни одиниз них не выполнил программу до конца, примарсианились толко два (столько же уамериканцев), большинство вообще исчезло в бескрайних просторах.

/>/>/>/>/>/> Интересныенаблюдения за Марсом.

Ряднаблюдений за планетой говорит в пользу жизни на Марсе столь убедительно, чтонельзя не упомянуть о них. Приведем некоторые из них.

Участкимарсианской поверхности, которые ученые называют морями, обнаруживают всепризнаки жизни: во время марсианской зимы они тускнеют или почти исчезают, а с наступлениемвесны полярные шапки начинают отступать, и тогда “моря” немедленно начинаюттемнеть; это потемнение продвигается к экватору, тогда как полярная шапкаотступает к полюсу. Трудно придумать этому явлению другое объяснение, крометого, что потемнение вызывается влагой, возникшей при таянии полярной шапки.

Постепенноепродвижение потемнения от края полярной шапки к экватору совершается спостоянной скоростью, одинаковой из года в год. В среднем фронт потемнениядвижется 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 этовыглядит аномалией, если считать, что потемнение почвы обусловлено переносомвлаги из полярных шапок атмосферными течениями. Во всяком случае, физическиетеории, выдвигавшиеся до сих пор для объяснения этого явления, были отвергнуты.

Иногдамарсианские “моря” покрываются слоем желтой пыли, но через несколько дней появляютсяснова. Если они состоят из марсианских организмов, эти организмы должны илипрорасти  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, онисостоят из организмов, покрывающих почву сплошным слоем (аналогично наблюдениенаших пустынь с самолета с высоты, такой, чтобы отдельных растений нельзя былоразличить).

Вмарсианских “морях” и “пустынях” иногда быстрые, происходящие на протяжениинескольких лет изменения. Так, в 1953 г. появилась темная область величиной сФранцию (Лаоконов узел). Она появилась там, где в 1948 г. была пустыня. Еслитакое нашествие на “пустыню” совершили марсианские растения, то они, очевидно,не просто существуют. Это наблюдение так поразительно, что можно подумать оМарсианском разуме, отвоевавшем для себя часть “пустыни” с помощью агротехники.Сделанные аппаратами “Маринер” снимки показывают, что в областях, называемыхастрономами “морями”, кратеры расположены наиболее густо. Так или иначе — вероятно, что жизнь могла зародиться на дне кратеров и затем перейти навозвышенности между ними. В очень хороших условиях видимости марсианские “моря”действительно распадаются на множество мелких деталей, но у нас нет основанийсчитать, что сейчас жизнь ограничивается дном марсианских кратеров, так как“моря” слишком обширны для такого объяснения.

Былавыдвинута гипотеза (И. С. Шкловским) о том, что спутники Марса могут бытьискусственными. Они двигаются по почти круговым, экваториальным орбита, и вэтом смысле они отличаются от естественных спутников любой другой планетыСолнечной системы. Они находятся на близком расстоянии от Марса и по величинеочень невелики (около 16 и 8 километров в диаметре). По всей видимости, ихотражательная способность больше, чем у Луны. Ускорение при движении одного изспутников происходит таким образом, что есть основание допустить, что спутникипредставляют полую сферу.

Наповерхности Марса иногда наблюдаются очень яркие световые вспышки. Иногда онипродолжаются по 5 минут, а вслед за этим возникает расширяющееся белое облако.У некоторых ученых сложилось впечатление, что с 1938 года — первого известноготакого случая — такое событие повторялось 10 — 12 раз. Яркость вспышкиэквивалентна яркости взрыва водородной бомбы. Такой яркий голубовато — белыйсвет едва ли может быть вулканическим, а взрыв упавшего метеорита не мог быпродолжаться 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 Марснепосредственно.

Заключение

Венераотнюдь не гостеприимный мир, как это когда — то предполагалось. Со своейатмосферой из углекислого газа, облаков из серной кислоты и страшной жарой онасовершенно не пригодна для человека. Под тяжестью этой информации рухнулинекоторые надежды: ведь менее чем 20 лет назад многие учёные считали Венеруболее обещающим объектом для космических исследований, чем Марс.

Марсже всегда притягивал к себе взгляды   писателей-фантастов, поэтов, учёных. Онем и про него много писали и, наверное, ещё многое напишут и возможно даже,что когда-нибудь часть его тайн откроется человечеству.

 Список литературы

1.Наука и Вселенная; Том 1; Перевод санглийского; 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. Венерараскрывает тайны. Москва, Машиностроение, 1975.

4.Шаталов В.А., Ребров М.Ф., Баскевич Э.А.,
К Звездам — To the Stars. Москва: Планета, 1982.

5.КузьминР.О., Галкин И.Н. Как устроен Марс. Серия “Космонавтика и астрономия”. Москва,Знание, 1989.