Путешествие в космос - Баллистика и навигация космических аппаратов

Баллистика и навигация космических аппаратов

1.10. Малые тела. Астероиды и кометы

В Солнечной системе существуют тысячи известных астероидов и комет и, несомненно, намного больше неизвестных. Большинство астероидов обращаются вокруг Солнца по орбите между Марсом и Юпитером. Орбиты некоторых лежат за орбитой Юпитера, есть также я такие астероиды, чьи орбиты располагаются ближе к Солнцу, чем Земля (например, Икар). Большинство комет имеет высокоэллиптические орбиты и большую часть своего времени обращения они находятся во внешних областях Солнечной системы, подходя близко к Солнцу только на короткое время.

Различие между кометами и астероидами не является однозначно принятым, более того, оно весьма спорно. Все же большинство сходится к тому, что основное различие состоит в том, что кометы имеют более вытянутые орбиты.

Астероиды — это малые планеты (или планетоиды), имеющие диаметры 1...1000 км, и орбиты, расположенные преимущественно между орбитами Марса и Юпитера. Догадка о том, что между орбитами Марса и Юпитера должна существовать планета, была высказана немецким ученым И. Кеплером в 1596 г. В ночь на 1 января 1801 г. сицилийский астроном Джузеппе Пиацци случайно обнаружил звездный объект, координаты которого заметно менялись от ночи к ночи. Расчеты показали, что этот объект движется по эллиптической орбите. Эта первая из малых планет была названа Церерой. Вскоре были открыты еще три астероида — Паллада, Юнона и Веста. К началу 1984 г. число астероидов (этот термин, дословно означающий «звездообразный», ввел В. Гершель) с надежно установленными параметрами орбит, получивших постоянные номера, приблизилось к 3000. Сейчас их известно более 7000. Основные характеристики астероидов связаны как с условиями их образования, так и с дальнейшей эволюцией в течение 4,6 млрд лет существования Солнечной системы.

Крупнейший из астероидов — Церера — имеет диаметр 933 км, диаметр Паллады — 490 км, Весты — 380 км, Юноны — 170 км.

Некоторые астероиды обращаются вокруг Солнца по очень вытянутым орбитам. Дальше всех находится Гидальго — на расстоянии 6,7 а. е. Ближе всех к Солнцу подходит Икар — на расстояние всего 28 млн км.

Астероид, получивший название 2001 YB5, был открыт в декабре 2001 г. Обнаружил его автоматический калифорнийский телескоп Near Earth Asteroid Tracking, специально предназначенный для поиска околоземных астероидов.

Астероид 2001 YBS оказался довольно увесистым — его размеры порядка 300 м в поперечнике. В начале 2002 г. он пролетел довольно близко от Земли — на расстоянии менее двух радиусов лунной орбиты. По космическим меркам это совсем близко. Если бы он не промахнулся, то мог бы стереть с лица Земли какую-нибудь не очень большую страну. Теперь за этим астероидом будут следить очень внимательно: оказалось, что период его обращения вокруг Солнца составляет 1321 день, и его встреча с Землей в будущем не исключена.

Этот случай еще раз доказывает, что опасностей, подстерегающих Землю в космосе, довольно много, и о грозящей катастрофе человечество может узнать слишком поздно.

Кометы (раньше их называли «хвостатыми звездами») — это небольшие, размером в несколько км, глыбы из камня и льда. По закону Кеплера, кометы, подобно прочим телам Солнечной системы, движутся по эллиптическим орбитам. Но их орбиты очень вытянуты, так что самая удаленная от Солнца точка обычно расположена намного дальше орбиты самой далекой планеты — Плутона.

Когда комета из холодной глубины космоса приближается к Солпцу, она становится видна даже невооруженным глазом. По мере приближения к Солнцу его сильное излучение начинает нагревать тело кометы, и замерзшие газы испаряются. Они расширяются, окутывая твердое тело кометы и образуя ее гигантскую газовую «голову*. Солнечное излучение так сильно воздействует на газ, что часть его выдувается из головы кометы и образует кометный «хвост», сопровождающий ее на всем пути вблизи Солнца.

Большинство комет появляется только один раз и затем навсегда исчезает в тех глубинах Солнечной системы, откуда они пришли. Но есть и исключения — периодические кометы.

Размеры орбит большинства комет в тысячи раз больше поперечника планетной системы. Вблизи апоцентров своих орбит кометы находятся большую часть времени, так что на далеких окраинах Солнечной системы существует облако комет — так называемое облако оорта. Его происхождение связано, по-видимому, с гравитационным выбросом ледяных тел из зоны пла-нет-гигантов во время их образования. Облако Оорта содержит миллиарды кометных ядер.

У всех комет при их движении в области, занятой планетами, орбиты изменяются под действием притяжения планет. При этом среди комет, пришедших с периферии облака Оорта, около половины приобретает гиперболические орбиты и теряется в межзвездном пространстве. У других, наоборот, размеры орбит уменьшаются, и они начинают чаще возвращаться к Солнцу. Изменения орбит бывают особенно велики при тесных сближениях комет с планетами-гигантами. Известно около 100 короткопериодических комет, которые приближаются к Солнцу через несколько лет или десятилетий и поэтому сравнительно быстро растрачивают вещество своего ядра.

Орбиты комет скрещиваются с орбитами планет, поэтому изредка должны происходить столкновения комет с планетами. Часть кратеров па Луне, Меркурии, Марсе и других телах образовалась в результате ударов ядер комет.

КОМЕТА ГАЛЛЕЯ. В 1705 г. Эдмонд Галлей, используя ньютоновские законы движения, предсказал, что комета, которую наблюдали в 1531, 1607 и 1682 гг., должна возвратиться в 1758 г. Комета действительно возвратилась, как было предсказано, и позже была названа в его честь.

Средний период обращения кометы Галлея вокруг Солнца равен 76 годам. Последнее ее прохождение через перигелий наблюдалось в феврале 1986 г.

Ядро кометы Галлея имеет размеры приблизительно 16 х 8 ж X 8 км. Вопреки ожиданиям оно очень темное: его альбедо составляет всего лишь 0,03, что делает его еще более темным, чем каменный уголь. Таким образом, ядро кометы Галлея является одним из самых темных объектов в Солнечной системе.

Плотность ядра кометы Галлея очень низкая, всего около 0,1 г/см3, что говорит о том, что оно имеет пористую структуру, поскольку состоит в основном из пыли со льдом.

Комета Галлея вернется во внутреннюю Солнечную систему в следующий раз в 2061 г.

КОМЕТА ШУМАХЕРА—ЛЕВИ. Была открыта Евгейием и Кэро-Лин Шумахерами и Дэвидом Леви в 1993 г. Вскоре после их открытия было определено, что орбита кометы проходит очень близко к Юпитеру. В 1992 г. комета была захвачена Юпитером внутрь области предела Роша. предел роша — это минимальный радиус круговой орбиты, на которой спутник не разрушается под действием притяжения центрального тела (приливных сил). Комета разрушилась на отдельные фрагменты, которые рассредоточились на несколько млн км вдоль ее орбиты. Размер и масса первоначального тела кометы и ее отдельных фрагментов неизвестны. По оценкам ученых, размеры кометы составляли 2...10 км в диаметре.

Между 16 и 22 июля 1994 г. фрагменты кометы вошли в верхние слои атмосферы Юпитера. Это было первым случаем, когда ученые имели возможность наблюдать столкновение двух внеземных тел. Столкновение наблюдалось с помощью больших наземных телескопов, тысяч малых и любительских телескопов и космическим кораблем «Galileo» (США). Последствия столкновения были видны на Юпитере еще почти в течение года после этого события.

<<<Назад Страница 19 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