Глава 1. Условия орбитального полета (1245228), страница 3
Текст из файла (страница 3)
У 4 далеких спутников Юпитера, у Фебы(Сатурн) и Тритона (Нептун) движение по орбите происходит против осевоговращения планеты. Орбиты спутников планет, за исключением наиболееблизких к планете, подвергаются заметным гравитационным возмущениям отСолнца. У спутников, особенно далеких от своей планеты (4 внешнихспутника Юпитера, Феба и Нереида (Нептун)), возмущения столь велики, чтоих орбита сильно отличается от кеплеровского эллипса.Спутники планет разделяются на 2 группы: на крупные планетоподобныетела (с радиусом более 1000 км) и сравнительно небольшие (с радиусомменьше 1000 км).
К первой группе относятся: спутник Земли – Луна (1738 км);4 спутника Юпитера – Ио (1820 км), Европа (1565 км), Ганимед (2638 км),Каллисто (2420 км); спутник Сатурна – Титан (2570 км); спутник Нептуна –Тритон (1600 км); спутник Плутона – Харон (≈1000 км).Самыми малыми из известных являются спутники Марса – Фобос(“страх”) (14х11х9 км) и Деймос (“ужас”) (8х6х6 км). Фобос расположен такблизко к планете, что имеет период обращения меньше периода осевоговращения Марса (поэтому он восходит на западе и заходит на востоке).
Этиспутники обращены к планете одной стороной, их форма значительноотличается от сферической, а поверхность покрыта ударными кратерамиразличных размеров.Отклонение от сферической формы, по-видимому,вызваны разрушением наружного слоя наиболее мощными ударами. Наповерхности Фобоса имеются системы параллельных гряд и борозд,происхождение которых не ясно.Четыре крупнейших спутника Юпитера (так называемые галилеевы)обращены к планете одной стороной. Судя по средней плотности, Ио и Европаявляются каменистыми телами, тогда как Ганимед и Каллисто содержатзначительное количество льдов.
У трех внешних спутников атмосферы необнаружены. Вокруг Ио обнаружено протяженное облако, содержащее Na инекоторые другие элементы. Водород и др. элементы образуют облако,тянущееся вдоль орбиты Ио. Своим движением вокруг планеты Ио возмущаетмагнитосферу Юпитера, что проявляется в радиоизлучении последнего.
На Иообнаружены “вулканы” с выбросами SO2.Спутник Сатурна Титан – второй по величине спутник в Солнечнойсистеме (по размерам он превосходит Меркурий) – обладает атмосферой изазота. Его низкая средняя плотность указывает, что он состоит в значительноймере изо льдов. Аналогичный состав имеют, вероятно, большинствоспутников остальных планет-гигантов.Луна является пятой в группе спутников гигантов (после Ганимеда,Титана, Каллисто, Ио). Радиус Луны составляет 1738 км, а масса в 81.3 разаменьше земной. Луна находится от Земли на среднем расстоянии 384400 км(около 60 экваториальных радиусов Земли). Луна оказывает заметное влияниена земные физические явления и процессы. Это, прежде всего, приливы иотливы, происходящие дважды в течении суток.Фигура Луны незначительно отличается от сферы.
На луне обнаруженыгравитационные аномалии, вызываемые концентрацией лунных масс вприповерхностных слоях. Районы нахождения аномалий называютсямасконами. Природа их пока не выяснена.Сидерический период обращения равен 27.3 суток и совпадает спериодом обращения Луны вокруг своей оси, поэтому она всегда обращена кЗемле одной и той же стороной. В каждой точке лунной поверхности день иночь продолжаются приблизительно в течение двух земных недель.Равномерное вращение Луны вокруг оси в сочетании с неравномернымдвижением по эллиптической орбите и наклоном оси вращения приводят ккажущемуся покачиванию лунной сферы, называемому либрацией.Луна не имеет атмосферы.
Температурные контрасты луннойповерхности весьма значительны: разность дневной и ночной температурсоставляет величину порядка 250°С (от +110÷130°С в полдень, до -140÷-150°Сво время лунной ночи). Магнитное поле Луны однородное, радиационныхпоясов не обнаружено. Наиболее распространенные на Луне образования –кратеры (их больше нескольких сотен тысяч).1.6.
Астероиды и метеориты.Малые планеты, или астероиды (т.е. звездоподобные) – космические теларазмером в поперечнике от 1000 км и меньше, обращающиеся вокруг Солнцапо эллиптическим орбитам, расположенным преимущественно междуорбитами Марса и Юпитера. Наименьшие астероиды имеют меньше 1 км впоперечнике.Первый астероид Церера был открыт случайно 01.01.1801. К настоящемувремени определены точные орбиты порядка 2000 астероидов, приближенныеорбиты известны еще для 4000 астероидов. Общее число астероидов,доступных наблюдениям оценивается в 100000. Их суммарная масса меньше1/1000 массы Земли.У подавляющего большинства астероидов большие полуоси их орбитзаключены между 2.2 и 3.6 а.е.
Они образуют так называемое кольцо или поясастероидов. Орбиты астероидов в среднем более вытянуты и более наклоненык эклиптике, чем орбиты больших планет. Известно несколько десятковастероидов, движущихся по орбите Юпитера и образующих две устойчивыегруппы – одну на угловом расстоянии 60° впереди планеты, другие – позадипланеты (так называемые Троянцы Юпитера). У астероида Гидальгоимеющего орбиту с большой полуосьюв 5.8. а.е.
и большимэксцентриситетом, афелий расположен дальше орбиты Сатурна, но благодарябольшому наклону орбиты сближений Гидальго с Сатурном не происходит.Еще дальше от Солнца движется открытый в 1977 г. Хирон. Его орбитапроходит между орбитами Сатурна и Урана, но в перигелии заходит внутрьорбиты Сатурна.Некоторые астероиды имеют не большие вытянутые орбиты,приближающиеся к орбите Земли (группа Амура) или даже заходящие внутрьнее (группа Аполлона). Астероид Икар заходит даже внутрь орбитыМеркурия.
Астероиды группы Аполлона и отчасти Амура могут сближаться сЗемлей и изредка даже сталкиваться с ней, образуя гигантские “метеоритные”кратеры.Рис. 1.1. – Орбиты некоторых малых планет.Орбиты астероидов непрерывно слегка изменяются под действиемпритяжения планет, а при редких сближениях с большими планетамипроисходят значительные изменения орбит. В кольце астероидов изредкапроисходят их столкновения друг с другом, сопровождающиеся дроблением.Астероиды имеют осевое вращение (период от 2.3 до 19 ч.)Радиометрическими и поляриметрическими методами определеныразмеры и отражательные способности крупнейших астероидов. Полученысведения о 187 астероидов размером от 70 км и выше, 14 оказались крупнее250 км и 14 имеют диаметр 200-250 км.
Крупнейшие астероиды: Церера (1003км), Паллада (608 км), Веста (538 км) и Гигея (450 км). Отражательныеспособности астероидов заключены в широких пределах от 2 до 40%.Одно время астероиды считали обломками планеты (“Фаэтон”), якобынекогда существовавшей между Марсом и Юпитером. Однако малаясуммарная масса астероидов и отсутствие причин для распада планетыпривели к отказу от этой гипотезы. Теперь считают, что астероиды никогда несоставляли единого тела.Метеориты – упавшие на Землю остатки (от миллиметровых дометровых размеров) метеорных тел из межпланетного пространства иастероидов. Поверхности Земли в виде метеоритов достигает 0.1 – 0.5начальной массы достаточно прочных метеорных тел, влетевших в атмосферупо крутой траектории со скоростью ≤ 22 км/с. Более быстрые метеоритыразрушаются в атмосфере полностью.
После ударов метеоритов размером внесколько метров на Земле образуется метеоритный кратер. (Аризонскийкратер: диаметр 1.2 км; глубина 175 м).Метеориты делятся на 3 основных класса: каменные (92%), железные(6%), и железокаменные (2%) (по массе соответственно 85, 10, 5 %). Основныеминералогические составляющие метеоритов – железомагнезиальныесиликаты (оливины, пироксены) и никелистое железо. В Метеоритах выявленопорядка 140 минералов, в том числе не встречающихся на Земле.
Метеоритыявляются лучшими образцами первичного вещества планетной системы. Поним был определен возраст всей Солнечной системы, который принимаетсяравным 4.6 млрд. лет. Особый класс метеоритов составляют ледяныеметеориты.1.7. Кометы и межпланетная среда.Кометы (от греч. komḗtēs – звезда с хвостом, буквально – носящийдлинные волосы) – малые тела Солнечной системы, которые движутся повытянутым орбитам и у которых с приближением к Солнцу появляется газопылевой“хвост”. В дали от Солнца комета – твердое тело (ядро).
По своимразмерам ядра кометы занимают промежуточное положение между малымипланетами Солнечной системы и метеорными частицами. Из-за малыхразмеров (несколько десятков км в поперечнике и менее) кометы в дали отсолнца обычно не наблюдаемы. По мере приближения к Солнцу происходитразвитие кометы, состоящее в том, что под воздействием солнечногоизлучения из ее ядра выделяются пяль и газы. Форма кометы претерпеваетпоследовательные изменения: сначала вокруг ядра появляется оболочка-кома,которая составляет вместе с ядром голову кометы, затем образуется газовыйили пылевой хвост, иногда наблюдается тот и другой одновременно. Размерыкометы при этом сильно увеличиваются.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
