Путешествие в космос - Баллистика и навигация космических аппаратов

Баллистика и навигация космических аппаратов

1.2. Солнечная система

Солнечной системой называют систему, состоящую из центральной звезды — Солнца и обращающихся вокруг нее 9 больших планет со своими спутниками, астероидов (малых планет), комет, метеоритов, метеоритных тел, межпланетной твердой космической пыли и разреженных газов. Пространство, занимаемое Солнечной системой, пронизывается корпускулярным и электромагнитным излучением Солнца. Характерными для Солнечной системы являются также электромагнитные и гравитационные поля. Движение всех достаточно крупных тел Солнечной системы подчиняется закону всемираого тяготения.

Солнечная система является составной частью нашей Галактики. Солнце удалено от ее центра на расстояние около 23 500 световых лет и вместе с планетами движется вокруг центра Галактики со скоростью более 200 км/с, совершая полный оборот за 190 млн лет.

Реальные границы Солнечной системы определяют из условия устойчивого движения ее тел. Все 9 больших планет — Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон — обращаются вокруг Солнца в одном направлении (в направлении осевого вращения Солнца) по почти круговым орбитам, мало наклоненным к плоскости эклиптики.

Плоскостью эклиптики называют плоскость, в которой движется центр масс системы Земля — Луна. Эту плоскость принимают за основу при отсчете наклонений орбит планет и других тел Солнечной системы.

Сидерический период обращения планеты — промежуток времени, в течение которого планета совершает полный оборот вокруг Солнца.

Синодический период обращения планеты — промежуток Времени, по истечении которого планета возвращается в прежнее положение относительно Солнца (при наблюдении с Земли).

Драконический период обращения спутника Земли — промежуток времени между двумя его последовательными прохождениями через плоскость экватора.

Большинство планет вращается вокруг своей оси в прямом направлении (против хода часовой стрелки, если наблюдать с северного полюса Мира). Исключение составляют лишь две планеты: Вевера, вращающаяся в обратном направлении; Урал, ось вращения которого лежит почти в плоскости орбиты движения.

Основные характеристики Солнца и планет Солнечной системы приведены в табл. 1.1. Для планет, имеющих атмосферы, в таблице даются основные параметры атмосфер, используемые при проведении баллистических расчетов.

Размеры Солнечной системы настолько малы в масштабах Вселенной, насколько велики в масштабах человека, живущего в этой системе. Чтобы представить это, рассмотрим некоторую модель, в которой все уменьшено в миллиард раз. В этом случае диаметр Земного шара будет 1,3 см, Луна при этом обращается по орбите вокруг Земли на расстоянии около 30 см. Диаметр Солнца — 1,5 м, а расстояние до Земли — около 50 м. Диаметр самой большой планеты Солнечной системы Юпитера — приблизительно 15 см, а расстояние до Солнца составит почти 750 м. Сатурн, Уран и Нептун имели бы соответственно диаметры 11,5 см, 5,5 см и 5 см, а удаление от Солнца — 1,5; 3 и 4,5 км. Человек в этой модели и принятом масштабе имел бы размер атома. А вот самая близкая звезда была бы удалена от нас на расстояние более чем 40 ООО км. Если внимательно рассмотреть цифры, приведенные в этом примере, то можно обнаружить определенную закономерность удалений планет от Солнца. Действительно, имеет место эмпирическая формула Тициуса-Боде, определяющая радиусы орбит планет: R_n = (0,3 • 2ⁿ + 0,4) а. е., где R_n — радиус орбиты n-й планеты, при этом п = 1 определяет радиус орбиты Меркурия, а n = 5 — радиус пояса малых планет — астероидов, расположенного между орбитами Марса (n = 4) и Юпитера (n = 6).

В течение многих лет ученые пытаются построить четкую систему классификации объектов Солнечной системы. Еще совсем недавно казалось, что в этом вопросе нет особых проблем. Все объекты Солнечной системы подразделяли на планеты (большие тела, движущиеся вокруг Солнца по своим орбитам); их спутники (так называемые луны — различные по размерам объекты, вращающиеся по орбитам вокруг соответствующих планет); астероиды (малые плотные объекты, вращающиеся по орбитам вокруг Солнца) и кометы (малые льдистые объекты с высокоэксцентрическими орбитами вокруг Солнца). Однако дальнейшие успехи в области изучения Солнечной системы выявили ряд новых данных, плохо вписывающихся в представленную выше классификацию. В частности, выяснилось следующее:

► есть несколько спутников, превосходящих по размерам Плутон, и два спутника более крупных, чем Меркурий;

► есть несколько малых спутников, которые, вероятно, являются захваченными астероидами;

► некоторые кометы истощаются и становятся неотличимыми от астероидов.

Отдельные авторитетные ученые аргументированно предлагают рассматривать Землю с ее спутником Луной и особенно Плутон с его спутником Харон как «двойные планеты». Наконец, изучение объектов, находящихся в поясе Купера на краю Солнечной системы, показало, что они плохо вписываются в предложенную схему.

Другие классификации, например на основе химического состава, обычно включают в себя слишком много классов или допускают слишком много исключений. К тому же многие из тел являются уникальными. Современных знаний просто недостаточно для того, чтобы установить точные и четкие категории.

Ниже приведем наиболее распространенную классификацию девяти тел, традиционно называемых планетами. По составу их подразделяют на:

► земные, или каменистые, планеты: Меркурий, Венера, Земля и Марс. Планеты Земной группы состоят прежде всего из горных пород (камня) и металла и имеют сравнительно высокие плотности, замедленное вращение, твердую поверхность, несколько спутников и никаких колец;

► газовые планеты: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Эти планеты состоят прежде всего из водорода и гелия и обычно имеют низкие плотности, быстрое вращение, глубокую атмосферу, кольца и большое количество спутников;

► отдельное место занимает Плутон, не относящийся к предшествующим подгруппам.

По размеру планеты обычно выстраивают в следующие ряды:

► маленькие планеты: Меркурий, Венера, Земля, Марс и Плутон. Их диаметр — не более 13 000 км; это планеты Земной группы;

► гигантские планеты: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун; это планеты Юпитеровой группы. Диаметр гигантских планет — более 48 ООО км.

Меркурий и Плутон иногда называют меньшими планетами (не путать с термином «малые планеты», который является официальным термином для астероидов).

По расположению относительно Солнца планеты делят на:

► внутренние планеты: Меркурий, Венера, Земля и Марс;

► внешние планеты: Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон. Пояс астероидов между Марсом и Юпитером образует границу между внутренней и внешней частью Солнечной системы.

По расположению относительно Земли выделяют:

► нижние планеты, к которым относятся Меркурий и Венера. Они расположены ближе к Солнцу, чем Земля; у этих планет можно наблюдать фазы подобно лунным;

► высшие планеты — от Марса до Плутона. Они расположены дальше от Солнца, чем Земля.

<<<Назад Страница 11 Далее>>>

WalkInSpace.Ru

Правила:

«Путешествие в космос» © 2024

Использование материалов допускается при условии указания авторства WalkInSpace.ru и активной ссылки на www.WalkInSpace.ru.

Используются технологии uCoz