Период вращения Марса
Период обращения Красной планеты вдвое больше, чем у Земли.
• Период обращения вокруг Солнца равен 1,88 оборотам Земли.
• Это измерение применимо к положению планеты относительно звезд и называется звездным периодом.
• Сидерический период — 2,135.
Движение планеты вокруг Солнца происходит по эллиптической орбите, которая в 1,5 раза дальше от Солнца, чем орбита Земли.
было установлено, что более миллиона лет назад марсианская орбита была круговой.
• При самом близком приближении Красной планеты к Солнцу, в перигелии, радиус орбиты составляет приблизительно 207 миллионов км.
• На расстоянии от Солнца, в афелии, радиус составляет 250 миллионов км.
• Большие расстояния, пройденные планетой, являются источником широкого диапазона температур каждый год.
• Радиус орбиты Марса превышает радиус Земли из-за удаленности от Солнца.
• Большая полуось орбиты, ее наибольший диаметр составляет 1,5 световых года.
День на Марсе такой же, как и на Земле
Экспедиция на Марс запланирована на 2023 год. На этот раз, в отличие от обычных зондов, исследующих планету, на борту космического корабля будут летать люди.
Эта довольно сложная миссия связана с тем, что условия жизни для людей намного тяжелее, чем на их родной планете, а прогулка в открытом космосе невозможна без средств защиты.
Один из вопросов адаптации новых марсианских обитателей — это реакция организма на продолжительность суток на Марсе в отличие от условий на Земле.
Будет ли полная биологическая адаптация? По словам физиологов, такая небольшая разница в 37 минут будет легко уловлена поселенцами.
Ожидается много трудностей, но, возможно, несмотря на это, день на Марсе, столь похожий на наш, напомнит астронавтам об их доме. Недаром Красную планету называют двойником Земли. Сходства большие, но обитаемость минимальная.
Продолжительность суток на планетах нашей солнечной системы
Продолжительность суток напрямую зависит от расстояния от Солнца и скорости вращения каждой планеты вокруг своей оси. Различают звездные и солнечные дни.
Величина разницы между ними зависит от сочетания двух факторов: это периоды обращения вокруг Солнца и обращения вокруг своей оси.
Рассмотрим продолжительность дня и года на других планетах и сравните ее с продолжительностью дня на Марсе и Земле.
Первая и ближайшая к Солнцу планета — Меркурий. Сидерические дни на этой планете составляют 59 земных дней, а солнечные дни длятся примерно 176.
Что касается Венеры, из-за ее вращения в противоположном направлении продолжительность звездных дней составляет 223 земных дня, а солнечных дней — 117 дней.
Земля же имеет 24 часа в солнечных сутках, а звездные сутки немного короче и составляют 23 часа 56 минут.
Продолжительность дня на Марсе, как звездного, так и солнечного, аналогична продолжительности дня на Земле. И они равны, соответственно, 24 часа 37 минут и 24 часа 40 минут. То есть сутки на Марсе длится 24 часа 40 минут.
Что касается планет-гигантов, то на Юпитере это почти десять часов, на Сатурне — около 10 часов 34 минуты. На Нептуне — около 16 часов, на Уране — 17 часов 15 минут. Разница между солнечными и звездными днями на этих планетах незначительна. Это связано с длительным периодом обращения вокруг Солнца.
Как видим, из всех планет по продолжительности, по сравнению с Землей, Марс наиболее похож.
День на Марсе, как и на нашей планете, длится на четыре минуты дольше звездных суток.
На других планетах разница более существенная, такого большого сходства не наблюдается.
Параметры планеты
Атмосфера
В атмосфере Сатурна бушуют сильные ветра. Их скорость настолько велика, что составляет около 500 км/ч, а порой, достигает и 1500 км/ч. Согласитесь, довольно неприятное явление, но с Земли (если смотреть в телескоп) они выглядят очень красиво. На планете бушуют настоящие циклоны, самым большим из которых является Большой белый овал. Он получил это название за внешний вид, и представляет из себя мощнейший антициклон, систематически появляющийся на поверхности примерно один раз в тридцать лет. Размеры его просто гигантские, и составляют около 17 тысяч километров.
Атмосфера планеты стоит в основном из водорода и гелия, имеется совсем немного немного азота. В верхних слоях наблюдаются аммиачные облака.
Имеются и такие образования, как пятна. Правда они не так заметны, как, например, у Юпитера, но всё — таки, некоторые довольно большие и достигают около 11 тыс. км. То есть, довольно внушительны. Есть и светлые пятна, они намного меньше, всего около 3 тыс. км, а так же, коричневые, размеры которых составляют 10 тыс. км.
Имеются и полосы, которые, как предполагают учёные, появились от перепада температур. Их довольно много и именно в центре полос дуют самые мощнейшие ветра. В верхних слоях атмосферы очень холодно. Температура колеблется от –180 °С до –150 °С. Хоть это и страшный холод, но, если бы внутри планеты не было ядра, обогревающего и дающего тепло, то температура атмосферы была бы заметно ниже, ведь Солнце же далеко.
Поверхность
У Сатурна нет твёрдой поверхности, а то, что мы видим, это только верхушки облаков. Их верхний слой состоит из замёрзшего аммиака, а нижний — из аммония. Чем ближе к планете, тем плотнее и горячее водородная атмосфера.
Внутреннее строение
Внутреннее строение очень схоже с таковым у Юпитера. Ученые предполагают, что в центре планеты находится большое силикатно – металлическое ядро. Так, на глубине около 30 000 км. температура составляет 10000 °С, а давление около 3 млн. атмосфер. В самом ядре, давление ещё более высокое, так же как и температура. В нём и находится источник тепла, согревающий всю планету. Сатурн выделяет больше тепла, чем получает от солнца.
Ядро окружено водородом, находящимся в металлическом состоянии, а над ним, уже ближе к поверхности, слой жидкого молекулярного водорода, переходящего в свою газовую фазу, примыкающую к атмосфере. Магнитное поле планеты имеет уникальную особенность, которая заключается в совпадении с осью вращения планеты. У магнитосферы Сатурна симметричный вид, но радиационные полюса правильной формы и имеют пустоты.
Что такое сол на Марсе
Хотя день на Марсе длится недолго, эта разница создает неудобства в управлении космическими технологиями. Каждый марсианский день несет на себя дополнительные 40 минут, и расхождение с земным календарем быстро увеличивается. Для удобства операторов, управляющих марсоходами и другим оборудованием, введена единая единица измерения: соль. Сразу возникает вопрос, что такое 1 сол на Марсе и сколько он дней.
Это значение является результатом подробных астрономических наблюдений. Марсианское Солнце в 1026 раз длиннее суток на Земле.
Ученые постарались сделать управление космическим кораблем максимально удобным. Для этого каждый соль был разделен на двадцать четыре часа, как в те дни, к которым мы привыкли. Это разделение уже укоренилось в подсознании человека, и менять его было бы неразумно. Хотя альтернативные варианты предлагались. В одном из них к стандартным 24 часам был добавлен еще один усеченный интервал в 39 минут 35 секунд. В другом использовалась десятичная система: они хотели разделить день на 10 частей по 100 минут каждая.
Из-за того, что соль длиннее земных суток, эталонная длина в одну секунду на красной планете увеличилась на 2,7%. Остальные единицы также изменяются соответствующим образом: продолжительность одной минуты больше 1,62 секунды, одного часа больше, чем 1 минута 30 секунд. Постепенно из-за округления накапливается календарная погрешность, и некоторые годы объявляются високосными — количество G в них больше на единицу.
В марсианских солях поселенцы в далеком будущем будут измерять свое время. Сложно сказать, почему концепция золя уже прочно закрепилась в повседневной жизни. Возможно, чтобы избежать путаницы между определениями земного и инопланетного. Согласно устоявшейся терминологии, один день на Земле — это солнечный день, а на Марсе — солнце.
Проблемы, возникшие в связи с миссией на Сатурн
Изучение внешних планет Солнечной системы, таких как Сатурн, представляет много дополнительных проблем по сравнению с более близкими планетами, такими как Марс и Венера, из-за расстояния и более враждебной окружающей среды.
Скорость запуска
Чтобы успешно запустить космический зонд к внешней планете Солнечной системы, такой как Сатурн, стартовая скорость должна быть высокой: действительно, необходимо извлечь что-то более важное из гравитационного колодца Солнечной системы и, учитывая расстояние (Сатурн находится в десять раз дальше от Солнца, чем Земля), вы должны лететь быстрее, чтобы время прохождения между Землей и Сатурном не было слишком большим. Но эта высокая скорость требует более значительного торможения по прибытии на Сатурн, если мы хотим выйти на орбиту вокруг планеты
Все эти параметры влияют на размер ракеты-носителя, отправляющей космический зонд в космос. Чтобы справиться с этими ограничениями, космические агентства могут использовать более мощную пусковую установку, что повлияет на стоимость, уменьшить размер космического зонда, использовать гравитационную помощь других планет для набора скорости (но за счет « удлинения » время прохождения) или выполнить простой пролет, который требует меньше топлива, чем вывод на орбиту.
Энергия
Для работы космическому зонду требуется постоянная энергия. Недавно разработанный космический корабль должен иметь электрическую мощность от 300 до 2500 Вт для питания бортовых компьютеров, радиопередатчиков, двигателей, научных инструментов, обогревателей и многого другого оборудования. Есть только два возможных источника энергии для межпланетного космического корабля: солнечные батареи и РИТЭГи, которые зависят от распада радиоактивного элемента. На орбите Сатурна, в десять раз дальше от Солнца, чем Земля, космический зонд получает в 100 (10х10) раз меньше солнечной энергии, чем на Земле. Также все зонды, побывавшие на Сатурне, оснащены РИТЭГами. Но оборудование стоит дорого и изотоп из плутония, который он использует практически продукт.
Расстояние между Землей и Сатурном
Расстояние между операторами на земле и Сатурном требует как большой автономии программ, работающих на бортовом компьютере, так и системы связи, одновременно мощной (размер антенны, мощность передатчика в ваттах) и точной (высокое усиление). антенна).
Система Сатурна: спутники и кольца.
Из чего состоит Сатурн?
Интересно, что газовый гигант в основном состоит из тех же компонентов, что и Солнце; однако планете не хватает массы, необходимой для того, чтобы запустить термоядерные реакции и стать звездой.
Формирование и возраст Сатурна
Как и остальные планеты Солнечной системы, Сатурн образовался из солнечной туманности. Планета сформировалась около 4,5 миллиардов лет назад, и заняла свое нынешнее положение шестой планеты от Солнца около 4 миллиардов лет назад.
Строение Сатурна
Сатурн — это газовый гигант, почти полностью состоящий из водорода и гелия. В центре планеты находится плотное металлическое ядро. Оно окружено металлическим водородом и слоем жидкого водорода; последний постепенно переходит в газ. Внешний газовый слой Сатурна простирается на 1000 километров.
Поверхность Сатурна
У Сатурна нет твердой поверхности: если бы вы попытались пройти по поверхности планеты, вы бы провалились сквозь ее внешнюю часть, подвергаясь воздействию высоких температур и давления. Поверхность планеты в основном представляет собой газовые вихри.
Атмосфера Сатурна
Атмосфера Сатурна в верхних слоях состоит на 96,3 % (водород) и 3,25 % (гелий) и других примесей. Облака из аммиака крупнее чем на Юпитере. В нижних слоях атмосферы больше присутствует гидросульфид аммония и в частности воды.
По снимкам и спектральному анализу проведенному «Вояджером-1», на планете Сатурн бушуют мощнейшие сверх-ураганы и ветра со скоростью около 500 м/с.
Состав атмосферы Сатурна.
| Водород (H2) | ~96 % |
| Гелий | ~3 % |
| Метан | ~0,4 % |
| Аммиак | ~0,01 % |
| Дейтерид водорода (HD) | ~0,01 % |
| Этан | ~0,000 7 % |
|
Льды: |
|
| Аммиачные | |
| Водяные | |
| Гидросульфид аммония (NH4SH) |
|
Кольцевая система Сатурна |
||||
| Название | Расстояние от центра планеты в радиусах (км) планеты | Ширина (км) | Толщина (км) | |
| D | 1,11-1,24 | 67000-74500 | 7500 | ? |
| C «Креповое кольцо» | 1,24-1,52 | 74500-92000 | 17500 | ? |
| Щель Максвелла | 1,45 | 87500 | 270 | |
| B | 1,52-1,95 | 92000-117500 | 25500 | (0,1-1) |
| Щель Кассини | 1,95-2,02 | 117500-122200 | 4700 | ? |
| A | 2,02-2,27 | 122200-136800 | 14600 | (0,1-1) |
| Щель Энкеa | 2,214 | 133570 | 325 | |
| Щель Киллера | 2,263 | 136530 | 35 | |
| F | 2,324 | 140210 | 30-500 | ? |
| G | 2,75-2,88 | 165800-173800 | 8000 | 100-1000 |
| E | 3-8 | 180000-480000 | 300000 | (1000) |
| История открытий связанных с планетой Сатурн и его спутниками | ||
| Год | Ученый | Открытие |
| 1610г | Г. Галилей | Первое телескопическое наблюдение Сатурна. Зарисовано как три звездочки. |
| 1633г | Первая зарисовка Сатурна. | |
| 1655г | Г.Х. Гюйгенс | 25 марта открывает кольцо Сатурна и первый спутник — Титан. |
| 1671г | Дж. Кассини | Открывает спутник Япет, 23.12.1672г — спутник Рея, 1675г — цель в кольце, в 1684г спутники Тефия и Диона. |
| 1790г | В. Гершель | Определяет период вращения Сатурна. |
| 1837г | И. Ф. Энке | Открывает вторую щель в кольце. |
| 1838г | И. Г. Галле | Открывает внутреннее кольцо Сатурна (кольцо С в кольце В). |
| 1840г | Дж. Ф. Гершель | Дает название первым пяти открытым спутникам. |
| 1857г | Д. К. Максвелл | Доказал теоретически, что кольца должны состоять из множества несвязанных частиц (работа печатается в 1859г). |
| 1876г | Открывается Белое пятно (наблюдается периодически). | |
| 1895г | А.А. Белопольский | Доказывает метеорный состав колец Сатурна. |
| 1932г | В атмосфере планеты открыты метан и аммиак. | |
| 1979г | КА «Пионер — 11» | Пролетая 1 сентября в 21400 км от планеты, обнаружил магнитосферу планеты и показал тонкую структуру колец. Открыты два новых кольца. |
| 1980г | КА «Вояджер — 1» | 12 ноября пролетает мимо планеты в 123000 км, исследует спутник Титан, открывает 5 спутников, новые кольца. |
| 1981г | КА «Вояджер — 2» | 27 августа сближается с планетой. Исследует Титан, радиационные пояса, магнитное поле. |
| 2000г | Бретт Глэдман | В течение года открывает 10 новых спутников у планеты. |
Сутки на Земле и Марсе
Для людей, живущих на Земле, хронологическая система кажется совершенно естественной. Течение времени разделено на определенные интервалы: минуты, дни, месяцы. Это делается в соответствии с естественными суточными и годовыми циклами. Запуск межпланетных аппаратов поставил вопрос о продолжительности дня на Марсе.
Нормальный 24-часовой день — это период времени, в течение которого Солнце возвращается в ту же точку на небосводе, что и вчера. Мы следим за его движением с поверхности планеты, ожидая, когда он снова появится в фиксированной точке.
Принято считать, что продолжительность дня составляет ровно двадцать четыре часа. На самом деле их размеры непостоянны из-за эллиптической формы орбиты, поэтому для точных расчетов используются истинные и средние солнечные дни.
Рассмотрим две оси времени: солнечную и звездную
Звезды также могут служить ориентиром. Но наша планета, вращаясь, одновременно движется по орбите и за один день немного сдвигается относительно изображения звездного неба. Когда созвездия возвращаются в исходное положение, полный оборот относительно Солнца еще не завершен. Планете нужно дальше вращаться вокруг своей оси. Так возникает разница между солнечными и звездными днями.
Сидерические дни короче солнечных. Чтобы вычислить их продолжительность, разделим длину экватора 40 075 017 км на экваториальную скорость вращения, равную 1674,4 км / ч. Поскольку час содержит 60 минут, а не 100, мы пересчитываем дробную десятичную часть в минутах и секундах, и получаем 23 часа 56 минут 4 секунды или 0,997 календарных дней. Это интервал от первичного до повторного прохождения звездой определенного меридиана, обычно нулевого.
Марс — наш ближайший сосед в космосе, у которого много схожих параметров. Зная, что длина его экватора составляет 21 158,52 км, а экваториальная скорость вращения — 868,22 км / ч, можно по аналогии вычислить продолжительность звездных суток. Видно, что скорость вращения вокруг оси примерно в два раза меньше, а экватор намного короче, чем у Земли. Поэтому день на Марсе немного отличается от нашего:
- сидерические сутки 24 ч 37 мин 23 сек;
- солнечный день 24 ч 39 мин 35 сек.
точно сказать, что на Марсе длиннее, день или ночь, невозможно. В зависимости от положения оси на разных участках планеты они могут сильно отличаться.
День на Меркурии
Меркурий – самая близкая к Солнцу планета. Её орбита не строго круговая, а эллиптическая. Меркурий может приближаться к Солнцу до 46 миллионов километров и удаляться на почти 70 миллионов километров.
Полный оборот вокруг Солнца Меркурий делает за 88 земных суток – столько там длится год. А вот оборот вокруг оси он делает за 58.65 земных суток – столько там длятся полные сутки. Но здесь вообще всё интересно, потому что это так, если отмечать полный оборот относительно звёзд. Поэтому такие на Меркурии звёздные сутки.
А вот солнечные сутки там совсем другие – 176 земных. Это время, которое проходит от рассвета до рассвета. Дело в том, что Меркурий находится близко к Солнцу, и движется вокруг него с сумасшедшей скоростью, при этом вращаясь довольно медленно из-за солнечного приливного воздействия. Поэтому от рассвета до рассвета там успевает пройти пара местных лет.
Вообще, день на Меркурии — это уникальное явление для Солнечной системы. И всё из-за близкого расположения к Солнцу. Кроме того, из-за наклона планеты, на его северном полюсе вообще всегда ночь, и там даже предполагается наличие водяного льда в кратерах – Солнце туда не заглядывает и поверхность не нагревается.
