Сатурн и спутники сатурна — шестой планеты

Таблица основных характеристик планет Солнечной системы

возникли примерно в одно время ~ 4,5-4,55 млрд. лет назад, приблизительно через 100 млн. лет после Солнца.

Выделяя диаметр и плотность, астрономы разделили 8 планет на газовых гигантов и земную группу. К отличиям земной группы можно отнести более медленную скорость вращения вокруг собственной оси (венерианские сутки и вовсе длятся 243 земных дня). Зато они быстрее совершают оборот вокруг Солнца – из-за близости к светилу. Газовые гиганты имеют значительно большие размеры и, как правило, не имеют твёрдой поверхности.

Планетарные радиусы и массы лишь частично передают габариты планет. Поэтому в таблицу внесены удалённость от Солнца и показатель плотности. На первый взгляд показатель плотности не влияет на размеры планет, но на самом деле – это одна из важнейших планетарных характеристик.

Ниже приведены планеты Солнечной системы по размеру в порядке возрастания.

Ио

Ио – третий по величине спутник Юпитера и четвертый в Солнечной системе. Его диаметр равен 3 643 км. Первым спутник обнаружил Галилео Галилей в 1610 году. Это самое вулканически активное космическое тело наряду с Землей. Его поверхность в основном состоит из пойм жидких пород и лавовых озер. Ио расположен примерно в 422 000 км от Юпитера, и делает полный оборот вокруг планеты за 1,77 земных дня. Спутник имеет пятнистый вид с доминированием белого, красного, желтого, черного и оранжевого цветов. В атмосфере Ио преобладает двуокись серы. Спутник был назван в честь нимфы из древнегреческой мифологии, которая была соблазнена Зевсом. Под поверхностью Ио находится железное ядро и внешний слой из силикатов.

В фотографии

Нередко используются и портретные изображения в фотосъемке. После того как был изобретен бертильонаж, полицейские разных стран стали искать преступников по фотографиям их лиц: анфас и в профиль. Такая фотокартотека и сейчас хранится в базе данных полиции. Существуют даже определенные правила съемки пойманных преступников. Лицо, направленное вбок, должно находиться четко под углом в 90 градусов. Поворот головы в три четверти в данном случае недопустим. Обязательно фотографируют именно правый профиль преступника.

Профессиональные фотографы видят различие между профилем «уходящим» и «приходящим». Первое определение означает, что анфас и профиль головы уже практически не видны, на портрете остается лишь часть щеки, ухо. Иногда различим кончик носа модели. В случае с «приходящим» ситуация иная: видны обе брови человека, второй глаз – частично. Нос полностью виден и визуально кажется длиннее.

Первые попытки

Как хорошо известно, первые большие ракеты на жидком топливе научились делать в Третьем рейхе. И уже там зашла речь о применении их для запуска спутников.

Сохранилось свидетельство, что при обсуждении будущих разработок в немецком ракетном центре Пенемюнде было предложено для воздаяния почести первым путешественникам в космос помещать их набальзамированные тела в стеклянные шары, запускаемые по орбитам вокруг Земли.

Появление тяжелых ракет «Фау-2» предопределило развитие космонавтики.

В марте 1946 года эксперты ВВС США подготовили «Предварительный проект экспериментального космического корабля для полетов вокруг Земли». В этом документе была предпринята первая серьезная попытка оценить возможности создания космического аппарата, который будет вращаться вокруг Земли как ее спутник.

Уже во введении к проекту подчеркивается, что, несмотря на неясность перспективы, касающейся начала космической деятельности, два момента не вызывают сомнения: «1) Космический аппарат, оснащенный соответствующим приборным оборудованием, по всей вероятности, станет одним из наиболее эффективных средств научных исследований 20 века. 2) Запуск спутника Соединенными Штатами возбудит воображение человечества и наверняка окажет влияние на события в мире, сравнимое со взрывом атомной бомбы».

4 октября 1950 года, ровно за семь лет до старта первого ИСЗ, американский ученый Кечкемети представил исследовательский доклад «Ракетный аппарат — спутник Земли: политические и психологические проблемы». В меморандуме анализировались «вероятные политические последствия, которые вызовет запуск искусственного спутника Земли в США и его успешное использование в интересах военной разведки». Из доклада видно, что военные эксперты еще в начале 1950-х годов прекрасно понимали, какое значение в политической и военной сфере будет иметь запуск спутника. Речь уже не шла о стеклянных шарах с телами покорителей космоса — воображению конструкторов рисовались целые орбитальные группировки, осуществляющие слежение за территорией потенциального противника.

«Фау-2» на полигоне Уайт Сандс. Так начиналась американская космонавтика.

На 4 Международном конгрессе по астронавтике, проходившем в 1953 году в Цюрихе, Фрэд Зингер из Университета штата Мериленд открыто заявил, что в США имеются предпосылки для создания искусственного спутника Земли, сокращенно названного «МАУЗ» («Minimum Orbital Unmanned Satellite of Earth»). Гипотетический спутник Зингера представлял собой автономную приборно-измерительную систему, помещенную в прочный шар, которая по достижении заданной высоты отделялась от третьей ступени составной ракеты-носителя. Орбита спутника высотой 300 км должна была проходить через оба полюса Земли.

Ракета Вернера фон Брауна на старте

25 июня 1954 года в здании Научно-исследовательского управления Военно-морских сил в Вашингтоне состоялась встреча, на которой присутствовали ведущие американские ракетчики: Вернер фон Браун, профессор Зингер, профессор Уиппл из Гарварда, Дэвид Янг из фирмы «Аэроджет» и другие. На повестке стоял вопрос, можно ли в ближайшее время произвести запуск ИСЗ крупных размеров на орбиту высотой 320 км. Под «ближайшим временем» подразумевался период в 2—3 года.

Вернер фон Браун заявил, что исторический запуск можно осуществить намного раньше, и изложил свои соображения относительно использования для этой цели ракеты «Редстоун» в качестве первой ступени и нескольких связок ракет «Локи» в качестве последующих ступеней. Основное преимущество состояло в том, что в нем могли быть использованы уже существующие ракеты. Так на свет появился проект «Орбитер». Запуск спутника был намечен на лето 1957 года.

Американский спутник «Эксплорер-1». Вернер фон Браун все-таки сумел запустить его.

Однако к тому времени серьезное развитие получили и другие проекты.

29 июля 1955 года Белый дом официально объявил о предстоящем запуске спутника по программе Военно-морских сил «Авангард».

Для запуска предлагался трехступенчатый носитель, состоящий из модифицированной ракеты «Викинг» в качестве первой ступени, модифицированной ракеты «Аэроби» в качестве второй ступени и твердотопливной третьей ступени. Первоначально планировалось, что спутник «Авангард» будет весить 9,75 кг. Его хотели оборудовать измерительными приборами. Имея на борту небольшой источник питания и фотокамеру, спутник мог бы даже передавать цветные изображения на Землю.

Однако запуск первого советского спутника спутал американцам планы. В конечном виде шарообразный «Авангард-1» весил всего 1,59 кг и имел на борту только два примитивных радиопередатчика, питаемых от ртутных и солнечных батарей.

Система спутников и кольца Сатурна

У Сатурна 62 спутника, причем большая часть из них имеет твердую поверхность и даже обладает собственной атмосферой. По своим размерам некоторые из них могут претендовать на звание планеты. Чего только стоят размеры Титана, который является одним из самых крупных спутников Солнечной системы и больше чем планета Меркурий. Это небесное тело, вращающееся вокруг Сатурна, имеет диаметр 5150 км. Спутник обладает собственной атмосферой, которая по своему составу сильно напоминает воздушную оболочку нашей планеты на ранней стадии формирования.

Ученые считают, что во всей Солнечной системе у Сатурна самая развитая система спутников. По информации, полученной с борта автоматической межпланетной станции «Кассини», Сатурн представляет собой едва ли не единственное в Солнечной системе место, где на его спутниках может быть существовать вода в жидком состоянии. На сегодняшний день исследованы только некоторые из спутников окольцованного гиганта, однако даже та информация, которая имеется, дает все основания считать эту наиболее отдаленную часть ближнего космоса пригодной для существования определенных форм жизни. В этом плане очень большой интерес для ученых-астрофизиков представляет пятый спутник — Энцелад Главным украшением планеты, безусловно, являются его кольца. В системе принято выделять четыре главных кольца, имеющие соответствующие названия А, В, С и D. Ширина самого большого кольца В составляет 25500 км. Кольца разделяются щелями, среди которых самая большая — это деление Кассини, разграничивающая кольца А и В. По своему составу сатурнианские кольца представляют собой скопления мелких и крупных частиц водяного льда. Благодаря ледяной структуре нимбы Сатурна имеют высокое альбедо, и поэтому хорошо видны в телескоп.

Параметры колец

Всего насчитывается 7 основных колец Сатурна, названных буквами латинского алфавита(A,B,C,D,E,F,G). Каждое такое большое кольцо состоит из тысяч тонких, расположенных на минимальном отдалении друг от друга. Основные же элементы кольцевой системы разделены щелями и делениями шириной от 3 до 4700 км.Самым близким к хозяину является кольцо D. Он отдаленно от планеты на расстоянии 70 тыс. км.  Самыми яркими в системе являются образования А, В, С. Увидеть эти кольца Сатурна на ночном небе можно в телескоп диаметром не менее 15 мм.

Снимок колец Сатурна

Из чего же состоят кольца Сатурна? Основным их компонентом является водяной лед и всего 1% приходится на пыль из смеси силикатов. Общая масса материала составляет 3*1019 кг.

Звуки колец

Сатурн поглощает свои кольца благодаря гравитационному взаимодействию. При их контакте с ионосферой и другими объектами орбиты возникает удивительная «мелодия». Ее сумел записать и передать на Землю зонд Кассини.

Кольца Сатурна «звучат» многогранно. Можно отчетливо расслышать тихое шипение и шуршание пылевых и ледяных частиц, сменяющиеся скрипами и коротким свистом. Этот звук имеет достаточно приятные вибрации.

Исчезновение колец

В начале 20 века умы людей взбудоражила новость об исчезновении сатурнианских колец. Прошел слух, что они начали разрушаться и гигантские обломки стремительно летят к Земле. Но новость оказалась вымыслом, связанным с ошибочной интерпретацией данных. На самом деле, кольца Сатурна были повернуты ребром к Земле, что не позволило их разглядеть в слабые телескопы того времени.

В наше время Сатурн «терял» свои кольца уже дважды. Наблюдалось это в 1995 и 2009 годах.

Общие сведения

Естественные спутники планет Солнечной системы с давних времен вызывали живой интерес у астрономов. По сегодняшний день ученые занимаются их изучением. Что же представляют собой эти космические объекты?

Естественные спутники планет – это космические тела естественного происхождения, которые вращаются вокруг планет. Наиболее интересными для нас представляются естественные спутники планет Солнечной системы, так как они находятся в непосредственной близости от нас.

Сравнительные размеры крупнейших спутников Солнечной системы и планет Земной группы.

В Солнечной системе всего две планеты не имеют естественных спутников. Это Венера и Меркурий. Хотя предполагается, что ранее у Меркурия естественные спутники были, однако данная планета в процессе своей эволюции их лишилась. Что касается остальных планет Солнечной системы, то каждая из них имеет как минимум один естественный спутник. Самый известный из них – Луна, которая является верным космическим попутчиком нашей планеты. Марс имеет 2 спутника, Юпитер – , Сатурн – , Уран – , Нептун – . В числе этих спутников мы можем обнаружить, как весьма непримечательные объекты, состоящие в основном из камня, так и весьма интересные экземпляры, которые заслуживают отдельного внимания, и о которых мы будем говорить ниже.

Интересные факты о планете Сатурн

Сатурн – вполне необычная планета.

Она имеет множество интересных фактов:

• среди всех его спутников, в глубине шестого по размеру — Энцелада, под его поверхностью из льда, вероятно, имеется возможность для жизни;
• самая приплюснутая планета, полярный диаметр практически в 1,2 раза меньше экваториального;
• плотность на 44% меньше плотности воды. В теории, несмотря на огромные размеры и массу, Сатурн не может утонуть в воде;
• согласно легендам древних римлян, Юпитер был сыном Сатурна;
• толщина колец меньше километра, а ширина – в десятки тысяч раз больше;
• общая масса Юпитера и Сатурна составляет более 90% всей массы тел Солнечной системы;
• когда на планете наступает зима, одна часть полушария планеты меняет цвет на голубоватый оттенок.

Watch this video on YouTube

12 занимательных фактов о Сатурне

• Ветер в атмосфере достигает 1800 км/ч.
• Присутствует магнитное поле.
• Вторая по величине планета после Юпитера.
• Сутки длятся около 10–11 земных часов.
• Один год на Сатурне равен 29 годам на Земле.
• Твердой поверхности нет (на планете невозможно высадиться).
• По плотности аналогичен газовому шару.
• Кольца вокруг планеты отражают свет сильнее, чем вся планета.
• Облака ледяные, с примесями аммиака.
• Вращается вокруг своей оси быстрее других планет.
• Космические корабли 4 раза приближались к Сатурну.
• У небесного тела сплюснутая форма.

Будущее спутников

Virgin Galactic

Другое решение — сокращение размера и сложности спутников. Ученые Калтеха и Стэнфордского университета с 1999 года работают над новым типом спутника CubeSat, в основе которого лежат строительные блоки с гранью в 10 сантиметров. Каждый куб содержит готовые компоненты и может объединиться с другими кубиками, чтобы повысить эффективность и снизить нагрузку. Благодаря стандартизации дизайна и сокращению расходов на создание каждого спутника с нуля, один CubeSat может стоить всего 100 000 долларов.

В апреле 2013 года NASA решила проверить этот простой принцип и запустило три CubeSat на базе коммерческих смартфонов. Цель состояла в том, чтобы вывести микроспутники на орбиту на короткое время и сделать несколько снимков на телефоны. Теперь агентство планирует развернуть обширную сеть таких спутников.

Будучи большими или маленькими, спутники будущего должны быть в состоянии эффективно сообщаться с наземными станциями. Исторически сложилось так, что NASA полагалось на радиочастотную связь, но РЧ достигла своего предела, поскольку возник спрос на большую мощность. Чтобы преодолеть это препятствие, ученые NASA разрабатывают систему двусторонней связи на основе лазеров вместо радиоволн. 18 октября 2013 года ученые впервые запустили лазерный луч для передачи данных с Луны на Землю (на расстоянии 384 633 километра) и получили рекордную скорость передачи в 622 мегабита в секунду.

Научно-исследовательские ИСЗ.

Аппаратура, устанавливаемая на борту ИСЗ, а также наблюдения ИСЗ с наземных станций позволяют проводить разнообразные геофизические, астрономические, геодезические и др. исследования. Орбиты таких ИСЗ разнообразны — от почти круговых на высоте 200—300 км до вытянутых эллиптических с высотой апогея до 500 тыс. км. К научно-исследовательским ИСЗ относятся первые советские спутники, советские ИСЗ серий «Электрон», «Протон», «Космос», американские спутники серий «Авангард», «Эксплорер», «ОГО», «ОСО», «ОАО» (орбитальные геофизические, солнечные, астрономические обсерватории); английский ИСЗ «Ариель», французский ИСЗ «Диадем» и др. Научно-исследовательские ИСЗ составляют около половины всех запущенных ИСЗ.

С помощью научных приборов, установленных на ИСЗ, изучаются нейтральный и ионный состав верхней атмосферы, её давление и температура, а также изменения этих параметров. Концентрация электронов в ионосфере и её вариации исследуются как с помощью бортовой аппаратуры, так и по наблюдениям прохождения сквозь ионосферу радиосигналов бортовых радиомаяков. С помощью ионозондов детально изучены структура верхней части ионосферы (выше главного максимума электронной концентрации) и изменения электронной концентрации в зависимости от геомагнитной широты, времени суток и т. п. Все результаты исследований атмосферы, полученные с помощью ИСЗ, являются важным и надёжным экспериментальным материалом для понимания механизмов атмосферных процессов и для решения таких практических вопросов, как прогноз радиосвязи, прогноз состояния верхней атмосферы и т. п.

С помощью ИСЗ обнаружены и исследуются радиационные пояса Земли. Наряду с космическими зондами ИСЗ позволили исследовать структуру магнитосферы Земли и характер её обтекания солнечным ветром, а также характеристики самого солнечного ветра (плотность потока и энергию частиц, величину и характер «вмороженного» магнитного поля) и др. недоступные для наземных наблюдений излучения Солнца — ультрафиолетовое и рентгеновское, что представляет большой интерес с точки зрения понимания солнечно-земных связей. Ценные для научных исследований данные доставляют также и некоторые прикладные ИСЗ. Так, результаты наблюдений, выполняемых на метеорологических ИСЗ, широко используются для различных геофизических исследований.

Результаты наблюдений ИСЗ дают возможность с высокой точностью определять возмущения орбит ИСЗ, изменения плотности верхней атмосферы (в связи с различными проявлениями солнечной активности), законы циркуляции атмосферы, структуру гравитационного поля Земли и др. Специально организуемые позиционные и дальномерные синхронные наблюдения спутников (одновременно с нескольких станций) методами спутниковой геодезии позволяют осуществлять геодезическую привязку пунктов, удалённых на тысячи км друг от друга, изучать движение материков и т. п.

Некоторые известные портреты в профиль

Знакомство с известными шедеврами живописи поможет понять, что это такое: анфас и профиль – и как их правильно изображать. Среди работ знаменитых художников встречаются портреты разного рода. Например, «Большая одалиска» Энгра написана в профиль. Изображенная на постели женщина обернулась к зрителю, свет падает на правую половину ее лица. Выразительный взгляд создает ощущение присутствия живого человека, смотрящего с полотна. Изящные изображения женских голов в профиль и анфас можно увидеть также на картине Боттичелли «Весна». Попытка скопировать портреты людей с известных полотен послужит уроком для начинающего художника, поможет осознать правильность построения черт лица и частей тела.

В профиль изображали и государственных деятелей ушедших эпох. Образцом послужит портрет Екатерины II кисти Рокотова, где императрица не смотрит на зрителя. Ее умный взгляд направлен в сторону, на невидимого собеседника. Голова чуть приподнята, взгляд направлен немного вверх, – такое изображение неслучайно, ощущается властность, уверенность и жизненная сила царской особы.

Типы спутников

Полярно-орбитальные спутники также проходят через полюсы с каждым оборотом, хотя их орбиты менее эллиптические. Полярные орбиты остаются фиксированными в космосе, в то время как вращается Земля. В результате, большая часть Земли проходит под спутником на полярной орбите. Поскольку полярные орбиты дают прекрасный охват планеты, они используются для картографирования и фотографии. Синоптики также полагаются на глобальную сеть полярных спутников, которые облетают наш шар за 12 часов.

Можно также классифицировать спутники по их высоте над земной поверхностью. Исходя из этой схемы, есть три категории:

• Низкая околоземная орбита (НОО) — НОО-спутники занимают область пространства от 180 до 2000 километров над Землей. Спутники, которые движутся близко к поверхности Земли, идеально подходят для проведения наблюдений, в военных целях и для сбора информации о погоде.
• Средняя околоземная орбита (СОО) — эти спутники летают от 2000 до 36 000 км над Землей. На этой высоте хорошо работают навигационные спутники GPS. Примерная орбитальная скорость — 13 900 км/ч.
• Геостационарная (геосинхронная) орбита — геостационарные спутники двигаются вокруг Земли на высоте, превышающей 36 000 км и на той же скорости вращения, что и планета. Поэтому спутники на этой орбите всегда позиционируются к одному и тому же месту на Земле. Многие геостационарные спутники летают по экватору, что породило множество «пробок» в этом регионе космоса. Несколько сотен телевизионных, коммуникационных и погодных спутников используют геостационарную орбиту.

И наконец, можно подумать о спутниках в том смысле, где они «ищут». Большинство объектов, отправленных в космос за последние несколько десятилетий, смотрят на Землю. У этих спутников есть камеры и оборудование, которое способно видеть наш мир в разных длинах волн света, что позволяет насладиться захватывающим зрелищем в ультрафиолетовых и инфракрасных тонах нашей планеты. Меньше спутников обращают свой взгляд к пространству, где наблюдают за звездами, планетами и галактиками, а также сканируют объекты вроде астероидов и комет, которые могут столкнуться с Землей.