для чего нужны естественные спутники
В широком смысле спутник – это попутчик или товарищ, тот, кто сопровождает кого-то в пути. Но спутники есть не только у людей. Планеты тоже имеют своих «попутчиков». Какие они бывают? Когда впервые появился искусственный спутник?
Возникновение спутников
В астрономии понятие «спутник» впервые появилось благодаря ученому Иоганну Кеплеру. Он употребил его ещё в 1611 году в своей работе Narratio de Iovis Satellitibus. В обычном понимании планетные спутники – это космические тела, которые вращаются вокруг планет. Они обращаются по собственной орбите под действием гравитационных сил своего «старшего компаньона».
Естественные спутники – это тела, которые появились природным путем, без участия человека. Они могут образоваться из газа и пыли или же из осколка какого-либо небесного тела, захваченные силами притяжения планеты. Попадая под влияние гравитационных сил, они преобразовываются, например, сжимаются и уплотняются, приобретают шарообразную форму (не всегда) и т. д.
Предполагается, что большинство современных спутников планет – их осколки, отколовшиеся в результате столкновения, или бывшие астероиды. Как правило, они состоят изо льда и минералов, в отличие от планет, не имеют металлического ядра, усеяны кратерами и разломами.
При открытии спутника ему присваивают номер. Затем первооткрыватель имеет право его назвать по собственному усмотрению. Традиционно их имена связывают с мифологией. Лишь у Урана они названы в честь литературных персонажей.
Спутники планет
У планет может быть самое разнообразное количество «компаньонов». У Земли он всего один – Луна, а вот у Юпитера их насчитывается 69. У Венеры и Меркурия спутников нет. Периодически появляются заявления об их обнаружении, однако все они вскоре опровергаются.
Спутник Юпитера, Ганимед, считается самым большим в Солнечной системе. Он состоит из силикатов и льда, а в диаметре достигает 5 268 километров. Полный оборот вокруг Юпитера занимает у него 7 дней и 3 часа.
У Марса два «попутчика» с впечатляющими названиями Деймос и Фобос, что с греческого языка переводится как «ужас» и «страх». Они обладают формой приближенной к трехосному эллипсоиду (длина полуосей неодинакова). Ученые утверждают, что скорость Фобоса постепенно снижается, а сам он приближается к планете. Однажды он просто упадет на Марс или же разрушится, образовав планетное кольцо.
Единственный естественный земной спутник – Луна. Это самое близкое и наиболее изученное нами небесное тело за пределами планеты Земля. Она обладает ядром, нижней, средней, верхней мантиями и корой. Также на Луне есть атмосфера.
Кора спутника состоит из реголита – остаточного грунта из пыли и каменистых обломков метеоритов. Поверхность Луны покрыта горами, бороздами, хребтами, а также морями (крупные низменности, покрытые застывшей лавой). Её атмосфера сильно разрежена, из-за чего небо над ней всегда черное и звездное.
Движение Луны вокруг Земли сложное. На него влияет не только гравитация нашей планеты, но и её сплюснутая форма, а также притяжение Солнца, которое притягивает Луну сильнее. Её полное обращение занимает 27,3 суток. Её орбита находится в плоскости эклиптики, в то время как у большинства других спутников она расположена в зоне экватора.
Луна вращается и вокруг своей оси. Однако это движение синхронизировано так, что к Земле она повернута всегда одной и той же стороной. Такое же явление наблюдается и у Плутона с его спутником Хароном.
Искусственные спутники
Искусственные спутники – это аппараты, созданные человеком и отправленные на околопланетную орбиту. Внутри них находятся различные приборы, необходимые для исследований.
Как правило, они беспилотные и управляются с земных космических станций. Чтобы запустить их в космос, используют специальные пилотируемые аппараты. Спутники бывают:
Первый искусственный спутник Земли был выпущен в период Холодной войны в 1957 году. Он был отправлен от СССР и назывался «Спутник-1». Годом позже США выпустили «Эксплорер-1». Только через несколько лет за ними последовали Великобритания, Канада, Италия, Франция, Австралия и многие другие страны.
Назначение естественных спутников планет
По мнению ученых, большая часть естественных спутников не оказывает значительного влияния на планеты, а потому их присутствие нельзя назвать важным.
В результате проведения ряда исследований, учеными были сделаны выводы относительно важности естественных спутников. Как утверждают астрономы, если бы рассматриваемые спутники отсутствовали, планета все равно бы жила и развивалась. Стоит отметить, что данный вывод стал не более чем пока предположением. Ученые не могут полностью пренебречь ранними выводами, соответственно которым спутникам отводится выполнение важных задач. Прежде всего, нужно вспомнить о стабилизации климата, которая им подвластна. Помимо этого спутники принимают на себя огонь во время метеоритных дождей и прочих подобных явлений, которые, не будь Луны, уже давно бы разрушили нашу планету. Вообще, даже сложно представить, какой была бы сейчас Земля без Луны. Луна вся покрыта кратерами, что подтверждает выполнение ею функции защиты от астероидов. Кроме этого, наш спутник оказывает влияние на такие параметры, как гравитация, период вращения, в виду чего мы знаем о приливах и отливах, и т.д.
В то же время астроном Джек Лиссойер из NASA отстаивает мнение, по которому естественные спутники совершенно не важная составляющая всех сфер жизни на планете, причем функции стабилизации, которые выполняют эти небесные тела, ученый не считает веским аргументом.
Стоит отметить, что ученые астрономы получили небольшой подарок от барака Обамы, который своим приказом решил продлить время работы МКС, что весьма воодушевило специалистов данной сферы. В последнее время часто обговаривался вопрос о прекращении работы станции, однако президент позволил ей функционировать еще десять лет, а потому мир науки празднует небольшой праздник. Прекращение деятельности МКС привело бы к прекращению проведения ряда важных опытов, для которых требуется микрогравитация, чего нельзя достичь в других условиях, кроме данной станции. А предоставление еще некоторого времени для работы в этом направлении дает возможность решения некоторых важных вопросов и, возможно, получения удивительных открытий. Продолжение начатых работ позволят более тщательно подготовиться к возможным в будущем космическим путешествиям и знакомству с новыми планетами, а так же создание жизни на некоторых их них, например, на Марсе, который планируется осваивать в первую очередь. Так как МКС обладает необходимым потенциалом для продления работы, данное решение становится важным не только для американцев, но и для всего человечества.
Природные спутники: характеристики, формирование, функции, примеры
Содержание:
В естественные спутники Это скалистые тела, связанные с планетами силой тяжести. Обычно они меньше планеты, вокруг которой они вращаются. Естественные спутники также называют «лунами», потому что Луна является естественным спутником Земли. Присутствие этих звезд довольно распространено, потому что, за исключением Меркурия, Венеры и Цереры, у других планет Солнечной системы есть спутники, вращающиеся вокруг них.
Общее количество лун в Солнечной системе неизвестно, так как считается, что их еще предстоит открыть. До сих пор документально подтверждено существование 181, из которых на планете Сатурн находится самое большое число: 82.
С тех пор каждому новому обнаруженному спутнику было присвоено мифологическое название, за исключением спутников Урана, названных в честь персонажей Уильяма Шекспира.
Обучение
Происхождение естественных спутников восходит к самому формированию Солнечной системы. В настоящее время наиболее широко принятая гипотеза: небулярная гипотеза: Из остатков сверхновой звезды образовалась туманность из космического газа и пыли, которая благодаря силе тяжести скопила достаточно вещества, чтобы создать Солнце.
После создания Солнца вокруг него остался вращающийся диск из газа и пыли, как это наблюдалось у молодых звезд, у которых эти диски встречаются часто.
Вещество в диске, окружающем звезду, конденсируется при охлаждении и при столкновении составляющих его частиц. Со временем планетезимали, зародыши будущих планет, и таким же образом могли образоваться спутники.
Таким образом, космологи считают, что все тела Солнечной системы были сформированы, включая само Солнце, планеты, спутники, астероиды и кометы. Процесс агломерации и уплотнения вещества называется нарастание.
Но газообразные внешние планеты считают свои луны десятками. Итак, есть несколько теорий, которые пытаются это объяснить:
-Спутники оторвались от планеты и остались на ее орбите
-Планета захватила спутник
-И планета, и спутник с самого начала сформировали систему.
Движение естественных спутников
Гравитационные взаимодействия между телами в Солнечной системе приводят к сложным сценариям движения спутников. Эти взаимодействия изменяют орбиты, а к хорошо известным движениям перемещения и вращения добавляются другие, такие как парит.
Взаимодействие также изменяет внешний вид спутников, а они, в свою очередь, планеты, вокруг которой они вращаются. Подробнее об этом будет сказано позже.
Типы естественных спутников
Что касается типов, то естественными спутниками могут быть, например:
Обычные спутники
Обычные спутники вращаются вокруг Солнца в том же направлении, что и их родительская планета, поэтому они, скорее всего, возникли в одно и то же время или являются результатом какого-то катастрофического события, пережитого планетой в отдаленные времена.
Нерегулярные спутники
Они почти всегда вращаются в направлении, противоположном направлению материнской планеты (они ретроградны), а их орбита имеет тенденцию иметь больший эксцентриситет и более удаленные, поэтому попадают в категорию вероятных захваченных спутников.
Временные спутники
Обычно это небольшие астероиды, захваченные планетой на время, которые затем продолжают проникать в космос. Небольшой RH120 2006 года длиной около 10 футов, как полагают, достигает околоземной орбиты каждые 20 лет и фиксируется там, хотя, возможно, это не единственный временный спутник Земли.
Есть также другие названия естественных спутников в зависимости от воздействия, которое они оказывают на планету, или в соответствии с конфигурацией ее орбиты.
Функция
Естественные спутники планет не были созданы для выполнения каких-либо конкретных функций, в отличие от искусственных спутников. Они существуют из-за множественных взаимодействий гравитационного типа и других физических процессов, которые пока частично неизвестны.
Орбита
Однако спутники оказывают заметное влияние на планеты, вокруг которых они вращаются. Достаточно подумать о влиянии приливов, чтобы понять огромное влияние Луны на Землю.
И не только это, Луна также способствует формированию орбиты Земли, так что, если бы она отсутствовала, климат и условия жизни здесь значительно пострадали бы.
Точно так же луны других планет помогают установить орбиты своих родительских планет и настроить их характеристики.
Конфигурация кольца
Стоит упомянуть случай спутники пастуха на внешних планетах, так называемые, потому что их сила тяжести помогает поддерживать конфигурацию колец на таких планетах, как Сатурн, планета с наиболее известными кольцами.
Вокруг Сатурна находится тонкий диск материала, состоящий из очень мелких частиц. Орбита некоторых его спутников, таких как Мимас, проходит через диск, разделяя его на кольца. Затем говорится, что спутники гравитационно «задевают» эти кольца, сохраняя свободным пространство, окружающее их орбиту.
Приливные силы
Приливные силы присутствуют между планетой и ее спутниками, например, между Землей и Луной. Они связаны с тем, что оба представляют собой вытянутые тела, то есть с измеримыми размерами.
Таким образом, гравитационное взаимодействие между ними не является полностью однородным, потому что есть точки, расположенные ближе друг к другу, где величина силы тяжести больше.
Помните, что гравитационное притяжение зависит от расстояния между объектами. Если мы хотим вычислить их значение между Землей и Луной с помощью уравнения Ньютона, мы обычно делаем это, подставляя соответствующие массы и расстояние между их центрами.
Делая это таким образом, мы предполагаем, что массы обоих сосредоточены прямо в центре.
Но все меняется, если принять во внимание точку на Земле, расположенную на определенном расстоянии от центра. Например, на следующем рисунке гравитационное притяжение Луны (слева) немного отличается в точках A, B, C и D. По крайней мере, мы ожидаем, что оно будет сильнее в точке A, которая находится ближе, и меньше в точке B, которая находится дальше.
На самом деле разница не слишком велика, но ее достаточно, чтобы вызвать земные приливы, поскольку океанические массы, будучи текучими, легче деформируются небольшим гравитационным притяжением, создаваемым Луной.
Аналогичное взаимодействие происходит между Землей и Солнцем, несмотря на то, что Солнце находится намного дальше, но нужно учитывать, что оно более массивное.
Приливы и отливы
Периодически эффекты Луны и Солнца складываются, и тогда приливы становятся выше. Это происходит в новолуние или полнолуние, когда три звезды выровнены. Напротив, когда они расположены под прямым углом, приливные эффекты противодействуют друг другу.
Приливные силы не уникальны для системы Земля-Луна, но также присутствуют во всей Солнечной системе.
Естественные спутники Земли
Хотя его поверхность негостеприимна, его влияние необычайно для жизни на Земле: сила его гравитации изменила орбиту Земли, увеличив период света, чтобы дать растениям время для фотосинтеза.
На Луне нет пригодной для дыхания атмосферы, отсутствует жидкая вода и есть резкие перепады температур. Но благодаря ему возникают сезоны и приливы, а также он преобразовал атмосферу Земли, чтобы она стала пригодной для дыхания.
Как будто этого было недостаточно, он служит руководством для сельского хозяйства и вечным источником вдохновения для ученых, философов, поэтов и любителей.
Естественные спутники Марса
Это два небольших (около 10 км в диаметре) спутника неправильной формы, обнаруженных в конце 19 века американским астрономом Асафом Холлом: Фобос и Деймос.
Вероятно, они пришли из пояса астероидов, разделяющего внутренние и внешние планеты, и были притянуты марсианской гравитацией.
Естественные спутники Юпитера
4 крупнейших спутника Юпитера были открыты благодаря недавно выпущенному телескопу Галилео, поэтому их и называют Галилеевы спутники. Но пока у газового гиганта не менее 79 спутников, хотя галилеевы спутники являются самыми большими, сопоставимыми по размеру с планетой Меркурий.
У одного из них, Ио, есть атмосфера, он совершает полный оборот вокруг Юпитера менее чем за 2 дня и имеет среднюю плотность, аналогичную плотности Луны.
Со своей стороны, Европа каменистая и с разреженной атмосферой. Чтобы обойти планету, требуется менее 4 дней, и ученые считают, что она, как и Земля, обладает тектонической активностью.
У Юпитера также есть большое количество других спутников, как регулярных, так и неправильных, некоторые из которых, возможно, образованы частью той же туманности, которая образовала Юпитер в результате аккреции. Другие, особенно необычные, наверняка были захвачены гравитацией Юпитера, когда им довелось пройти достаточно близко к планете.
Естественные спутники Сатурна
Самым важным из-за своего размера и атмосферы является Титан. Эта луна является второй по размеру во всей Солнечной системе после Ганимеда и видна с Земли в телескоп.
С другой стороны, у Япета одна сторона заметно темнее другой, хотя причина неизвестна. У него также есть собственный гигантский ударный кратер диаметром 500 км, он расположен на большом расстоянии от Сатурна, намного дальше, чем другие известные спутники, а орбита очень наклонена.
Естественные спутники Урана
На сегодняшний день подсчитано 27 спутников планеты Уран, и все они лишены атмосферы. Среди них есть спутники-пастухи, как и на Сатурне.
На Уране выделяют две большие группы спутников: внутренние и внешние. Первые сделаны из льда и камня, а состав вторых до сих пор неизвестен.
Также возможно, что на него сильно повлияли приливные силы, вызванные родительской планетой Уран, и поэтому он имеет такой тревожно потрескавшийся вид.
Естественные спутники Нептуна
Азот и другие замороженные газы, такие как окись углерода и двуокись углерода, изобилуют на полюсах. Если смотреть из космоса, Тритон имеет красивую, почти идеально сферическую форму, что отличает его от других, более неправильных спутников Нептуна.
Что касается других спутников Нептуна, они попадают в категорию нерегулярных спутников, поэтому весьма вероятно, что планета в какой-то момент захватила их.
Естественные спутники Плутона
Харон был открыт в 1975 году, что исключило возможность того, что Плутон когда-то был спутником Нептуна. Помимо бинома Плутон-Харон, есть еще четыре спутника меньшего размера, которые называются: Никс, Гидра, Цербер и Стикс.
Плутон и Харон находятся на синхронных орбитах, то есть время, которое им требуется для вращения вокруг своей оси, совпадает с временем их движения по орбите.
Ссылки
Химические функции: неорганические и органические, примеры
15 важнейших документальных фильмов по психологии
Естественные спутники планет
Спутники и планеты Солнечной системы
Естественные спутники планет играют колоссальную роль в жизни этих космических объектов. Более того, даже мы люди способны на своей шкуре ощутить влияние единственного естественного спутника нашей планеты – Луны.
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 – 79, Сатурн – 62, Уран – 27, Нептун – 14. 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.
Классификация спутников
Ученые разделяют спутники планет на два вида: спутники искусственного происхождения и естественного. Спутники искусственного происхождения или, как их еще называют, искусственные спутники – это космические аппараты, созданные людьми, которые позволяют наблюдать за планетой, около которой они вращаются, а также другими астрономическими объектами из космоса. Обычно искусственные спутники используются для наблюдения за погодой, радиотрансляции, изменениями рельефа поверхности планеты, а также в военных целях.
МКС — самый крупный искуственный спутник Земли
Следует отметить, что спутники искусственного происхождения есть не только у Земли, как считают многие люди. Более десятка искусственных спутников, созданных человечеством, вращается вокруг двух ближайших к нам планет – Венеры и Марса. Они позволяют наблюдать за климатическими условиями, изменением рельефа, а также получать прочую актуальную информацию касательно наших космических соседей.
Ганимед — крупнейший спутник в Солнечной системе
Вторая категория спутников – естественные спутники планет, представляет для нас огромный интерес в этой статье. Естественные спутники отличаются от искусственных тем, что они были созданы не человеком, а самой природой. Считается, что большинство спутников Солнечной системы – это астероиды, которые были захвачены гравитационными силами планет этой системы. Впоследствии астероиды приняли шарообразную форму и в результате стали вращаться вокруг планеты, которая их захватила, в качестве постоянного компаньона. Существует также теория, которая говорит о том, что естественные спутники планет – это осколки самих этих планет, которые по тем или иным причинам откололись от самой планеты в процессе ее формирования. Кстати, согласно этой теории так возник естественный спутник Земли – Луна. Данную теорию подтверждает химический анализ состава Луны. Он показал, что химический состав спутника практически не отличается от химического состава нашей планеты, где присутствуют те же химические соединения, что и на Луне.
Интересные факты о самых интересных спутниках
Харон, снимок зонда Новые Горизонты
Одним из интереснейших естественных спутников планет Солнечной системы является Харон – естественный спутник Плутона. Харон, в сравнении с Плутоном, настолько огромен, что многие астрономы называют эти два космических объекта не иначе, как двойной карликовой планетой. Планета Плутон всего в два раза больше своего естественного спутника.
Титан спутник Сатурна
Живой интерес астрономов вызывает естественный спутник Сатурна – Титан. Большинство естественных спутников планет Солнечной системы состоят в основном изо льда, камня или обеих этих составляющих, в результате чего у них отсутствует атмосфера. Однако у Титана эта атмосфера есть, причем достаточно плотная, а также озера из жидких углеводородов.
Изображение спутника Юпитера Европа
Еще один естественный спутник, который дает надежду ученым на обнаружение внеземных форм жизни, является спутник Юпитера – Европа. Считается, что под толстым слоем льда, который покрывает спутник, находится океан, внутри которого действуют термальные источники – точно такие же, как и на Земле. Поскольку некоторые глубоководные формы жизни на Земле существуют благодаря этим источникам, то считается, что схожие формы жизни могут существовать и на Титане.
Ио спутник Юпитера
У планеты Юпитер есть еще один интересный естественный спутник – Ио. Ио – это единственный спутник планеты Солнечной системы, на котором ученые-астрофизики впервые обнаружили действующие вулканы. Именно по этой причине он представляет особый интерес для исследователей космоса.
Исследования естественных спутников
Вид на Землю с орбиты Луны, снимок астронавтов Аполлона-11 от 20 июля 1969 года.
Исследования естественных спутников планет Солнечной системы интересовали умы ученых-астрономов с давних времен. С момента изобретения первого телескопа люди активно изучали эти небесные объекты. Прорыв развития цивилизации позволили не только открыть колоссальное количество спутников различных планет Солнечной системы, но и ступить человеку на главный, ближайший к нам, спутник Земли – Луну. 21 июля 1969 года американский астронавт Нил Армстронг вместе с командой космического корабля «Аполлон-11» впервые ступил на поверхность Луны, что вызвало ликование в сердцах тогдашнего человечества и до сих пор считается одним из самых важных и значительных событий в освоении космоса.
Ганимед, Каллисто, Ио и Европа
Помимо Луны, ученые активно занимаются исследованием других естественных спутников планет Солнечной системы. Для этого астрономы используют не только методы визуального и радиолокационного наблюдения, но и задействуют современные космические аппараты, а также искусственные спутники. К примеру, космический аппарат «Вояджер» впервые передал на Землю снимки нескольких крупнейших спутников Юпитера: Каллисто, Ио, Ганимеда, Европы. В частности, именно благодаря этим снимкам ученые смогли зафиксировать наличие вулканов на спутнике Ио, и океана на Европе.
На сегодняшний день всемирное сообщество исследователей космоса продолжает активно заниматься исследованием естественных спутников планет Солнечной системы. Помимо различных государственных программ существуют также частные проекты, направленные на изучение этих космических объектов. В частности всемирно известная американская компания «Google» сейчас ведет разработку туристического лунохода, на котором многие желающие могли бы совершить прогулку по Луне.