Презентация - Солнечная система - Часть 1 (строение СС, Солнце, Меркурий, Венера, Земля, Луна, Марс)

solar system
Обложка

Солнечная система. Начало.
Солнечная система
solar system
часть 1: строение СС; Солнце; Меркурий; Венера; Земля, Луна; Марс

Солнечная система состоит из Солнца; 9 планет, 136 (известных к 2004 г.) спутников планет, огромного числа  малых тел (комет и астероидов) и межпланетной среды.
Внутренняя Солнечная система состоит из Солнца, Меркурия, Венеры, Земли и Марса
Во внешней Солнечной системе находятся Юпитер, Сатурн, Уран Нептун и Плутон:
Орбиты планет являются эллиптическими с Солнцем в одном из фокусов, хотя все они, кроме орбит Меркурия и Плутона являются почти круговыми. Все орбиты планет находятся более или менее в одной и той же плоскости (называемой  эклиптикой и определяемой по плоскости орбиты Земли). Все планеты вращаются в одном направлении.

Здесь показаны девять планет с приблизительно правильными относительными размерами.
Относительные размеры планет

Расположение планет относительно Солнца

Наша солнечная система - это очень оживленное место. Хотя наибольшее внимание уделяется большим планетам, существует также множество камней, комет и астероидов. На этом рисунке показаны положения известных объектов внутренней солнечной системы на 20 июля 2002 года. Тонкие синие линии - орбиты планет. Зеленые точки -астероиды, Красными точками показаны астероиды, которые приближаются к Солнцу на расстояние, меньшее 1.3 астрономических единиц (AU - расстояние от Солнца до Земли), и таким образом в принципе могут (хотя и с очень малой вероятностью) столкнуться с Землёй. Кометы обозначены темными синими квадратами, а темно-синие точки - это троянцы - астероиды, которые движутся по орбите впереди или позади Юпитера. Отметим, что большая часть астероидов во внутренней солнечной системе находится между орбитами Марса и Юпитера , в главном поясе астероидов. Положения объектов на этом рисунке изменяются каждый день, причем чем ближе объект к Солнцу, тем быстрее он движется.
Наша перенаселённая Солнечная Система

Солнце
Солнце - это звезда спектрального класса G2, одна из более чем 100 миллиардов звезд в нашей галактике.
диаметр: 1,390,000 км. масса: 1.989e30 кг температура: 5800 K (поверхности) 15,600,000 K (ядра)
Солнце - самый большой объект в Солнечной Системе. Оно содержит более чем 99.8% от общей массы Солнечной Системы (Практически все оставшееся содержит Юпитер).
Солнце, в настоящее время, состоит из примерно 75% водорода и 25%гелия по массе (92.1% водорода и 7.8% гелия по числу атомов); все остальные элементы ("металлы") составляют только 0.1%. Этот химический состав очень медленно изменяется со временем, по мере превращения водорода в гелий в ядре Солнца.
Солнце - звезда

Во внешних слоях Солнца наблюдается дифференциальное вращение: на экваторе поверхность совершает один оборот за 25.4 дней; рядом с полюсами период достигает 36 дней. Такое странное поведение вызвано тем, что Солнце не является твердым телом, как Земля. Дифференциальное вращение распространяется глубоко внутрь Солнца, однако его ядро вращается как твердое тело. Условия в Солнечном ядре (приблизительно внутреннние 25% его радиуса) экстремальные. Температура составляет 15.6 миллионов Кельвинов, а давление - 250 миллиардов атмосфер. Газ в ядре сжат до плотности в 150 раз больше плотности воды. Солнце выделяет энергию (3.86e33 эрг/сек или 386 миллиардов мегаватт), которая создается за счет реакции ядерного синтеза. Каждую секунду около 700,000,000 тонн водорода перерабатывается в почти 695,000,000 тонн гелия, а 5,000,000 тонн (=3.86e33 эрг) излучается в виде гамма-излучения. Пока это излучение движется к поверхности, энергия постоянно поглощается и переизлучается при все более и более нихких температурах. Так что к моменту достижения поверхности оно в основном оказывается видимым светом. Поверхность Солнца называется фотосферой, ее температура около 5800 K. Солнечные пятна - это "холодные" области, температура которых около 3800 K (они выглядят темными только по сравнению с окружающими областями). Солнечные пятна могут быть очень большими, до 50,000 км в диаметре. Солнечные пятна вызываются сложным, и до конца не понятным взаимодействием плазмы с магнитным полем Солнца. Над фотосферой расположена небольшая область, известная как хромосфера. Сильно разреженная область над хромосферой называется корона. Она простирается на миллионы километров в космическое пространство, но видна только во время затмения (слева). Температура в короне более 1,000,000 K. У Солнца очень сильное магнитное поле (по Земным стандартам) с очень сложным строением. Его магнитосфера (она же гелиосфера) простирается за орбиту Плутона. Кроме тепла и света, Солнце также испускает поток заряженных частиц (в основном электронов и протонов) низкой плотности, известный как солнечный ветер, который распространяется по Солнечной Системе со скоростью около 450 км/сек. Солнечный ветер и другие высокоэнергетические частицы, выброшенные во время солнечных вспышек, являются причиной радиопомех и красивых Полярных сияний на Земле. Солнечный ветер, истекающий из полярных областей, дует со скоростью примерно вдвое выше, 750 километров в секунду, чем на более низких широтах. Состав Солнечного ветра на разных широтах также различается. Однако, во время максимума солнечной активности солнечный ветер движется с промежуточной скоростью. С момента образования Солнечной Системы мощность излучения Солнца увеличилась почти на 40%. Солнцу около 4.5 миллиардов лет. Со времени своего рождения оно использовало около половины водорода, находящегося в его ядре. Оно будет продолжать "мирно" светить еще 5 миллиардов лет или около того, (хотя его светимость к тому времени приблизительно удвоится). Но, в конце концов, водородное топливо закончится. И тогда в Солнце произойдут радикальные изменения, которые, хотя и достаточно типичны по звездным стандартам, приведут к полнму разрушению Земли (и, вероятно, к образованию планетарной туманности).
Информация о Солнце
Информация о Солнце

Строение Солнца

Вспышка на Солнце

На Солнце часто происходят извержения горячего газа. В результате одного из таких извержений возникло это светящееся волокно. Высота волокна составляет более 100 тысяч км. По сравнению с размером Солнца это немного, однако в "протянутых руках" волокна вполне может поместиться Земля.
Светящееся волокно на Солнце

петли солнечной короны
Петли солнечной короны

Спикулы – потоки на Солнце
спикулы – потоки на Солнце

Меркурий
Меркурий - ближайшая к Солнцу и восьмая по величине планета.
орбита: 57,910,000 км (0.38 АЕ) от Солнца диаметр: 4,880 км масса: 3.30e23 кг
Меркурий

Орбита Меркурия обладает заметным эксцентриситетом; в перигелии она составляет всего лишь 46 миллионов км от Солнца, а в афелии она 70 миллионов. Перигелий орбиты очень медленно прецессирует вокруг Солнца. До 1962 считалось, что длина дня на Меркурии совпадает с длиной его года, так, чтобы одна сторона постоянно была обращена к Солнцу, также как Луна обращена к Земле. Но радарные наблюдения доплеровского сдвига доказали в 1965 году ложность этого утверждения. Сейчас достоверно известно, что Меркурий совершает три оборота вокруг своей оси за два года. Меркурий это единственное тело в солнечной системе, о котором известно, что его орбитально/вращательный резонанс отличается от 1:1. Этот факт и большой эксцентриситет Меркурианской орбиты создают очень странный эффект для наблюдателя на поверхности Меркурия. На некоторых долготах наблюдатель видел бы восход Солнца, которое затем, увеличиваясь в размерах, медленно двигалось бы к зениту. Там Солнце останавливалось бы, и быстро изменяло направление движения по небу на противоположное. Заме Солнце остановилось бы еще раз перед тем как снова начать свое движение к горизонту, сопровождающееся уменьшением его видимого размера. За это время звезды совершили бы три оборота. Наблюдатели в других точках Меркурианской поверхности видели бы другие, но не менее причудливые движения. Изменения температуры на Меркурии самые большие в солнечной системе и находятся в пределах от 90 K до 700 K. Температура на Венере немного больше, но гораздо стабильнее. Меркурий во многом сходен с Луной: его поверхность изрыта кратерами и очень стара; там отсутствуют тектонические плиты. С другой стороны Меркурий значительно плотнее Луны (5.43 г/см3 против 3.34 г/см3 у Луны). Меркурий второе по плотности большое тело в солнечной системе после Земли. Высокая плотность Земли частично объясняется гравитационным сжатием, если бы не это, то Меркурий был бы плотнее Земли. Данный факт указывает на то, что плотное железное ядро у Меркурия больше Земного, и возможно составляет большую часть планеты. Из-за этого Меркурий имеет относительно тонкую силикатную мантию и кору. Основное место внутри Меркурия занимает большое железное ядро радиусом 1800-1900 км. Толщина поверхностных силикатных оболочек (аналогичные Земной мантии и коре) составляет 500-600 км. По крайней мере часть ядра вероятно расплавлена. Меркурий обладает очень тонкой атмосферой, состоящей из атомов выбитых из его поверхности солнечным ветром. Поскольку Меркурий очень горячий, эти атомы быстро уходят в космическое пространство. Таким образом, в отличие от Земли и Венеры, чьи атмосферы устойчивы, атмосфера Меркурия постоянно обновляется. На поверхности Меркурия видны огромные откосы, некоторые до сотен километров длиной и более трех километров высотой. Некоторые из этих обрывов пересекают кратеры и другие детали рельефа таким оьразом, что позволяет сделать вывод о их происхождении в результате сжатия. Можно считать, что площадь поверхности Меркурия сократилась на 0.1% (или, что радиус планеты уменьшилмя на 1 км). Кроме сильно изрытой кратерами поверхности Меркурий имеет также относительно гладкие равнины. Некоторые из них могли образоваться в результате древней вулканической активности. Удивительно, но радарные наблюдения северного полюса Меркурия показывают присутствие водяного льда в тени некоторых кратеров. Меркурий имеет небольшое магнитное поле, напряженность которого составляет около 1% Земного. У Меркурия нет известных спутников.
Информация о Меркурии

Информационная карта Меркурия

поверхность Меркурия
Поверхность Меркурия

Поверхность Меркурия 2

Венера
Венера вторая от Солнца и шестая по величине планета.
орбита: 108,200,000.0 км (0.72 АЕ) от Солнца диаметр: 12,103.6 км масса: 4.869e24 кг
Орбита Венеры больше других планет приближена к круговой. Ее эксцентриситет меньше чем 1%.
Венера

Венера (у греков: Афродита; у вавилонян: Иштар) богиня любви и красоты. Название планеты происходит по-видимому оттого, что Венера самая яркая из планет известных древним. (За небольшим исключением все детали ландшафта на Венере названы женскими именами). Венера была известна науке с доисторических времен. Это ярчайший объект на небе после Солнца и Луны. Подобно Меркурию, различали два небесных тела: Осфор - утренняя звезда и Геспер - вечерняя звезда Так как Венера внутренняя планета, то при изучении ее в телескоп с Земли можно наблюдать изменения фаз. Наблюдение этого феномена Галилеем было важным доказательством известной гелиоцентрической теории солнечной системы Коперника. Необычность вращения Венеры состоит в том, что оно очень медленное (один Венерианский день равен 243 Земным, что немного дольше Венерианского года) и обратное вращение. Кроме того, орбитальные и суточные периоды вращения Венеры синхронизованы таким образом, что она всегда повернута одной и той же стороной к Земле, когда планеты находятся на минимальном расстоянии друг от друга. Мы не знаем является ли это следствием резонанса или случайным совпадением. Венеру еще иногда называют сестрой Земли. По некоторым параметрам они очень похожи,    -- Венера только немного меньше Земли (95% от ее диаметра и 80% от ее массы).    -- На обеих планетах почти нет кратеров, что указывает на относительно недавнее формирование их поверхностей.    -- Их плотность и химический состав также сходны. Но, к сожалению, более детальное изучение Венеры показывает, что во многих аспектах она радикально отличается от Земли. На Венере давление атмосферы на поверхность достигает 90 атмосфер (т.е. такое же как, давление в океанах Земли на глубине 1 км). Атмосфера планеты состоит в основном из углекислого газа, азота и паров воды. Увидеть поверхность Венеры невозможно, так как она покрыта не проницаемой многокилометровой пеленой облаков, состоящих из (серной кислоты). Из-за такой плотной атмосферы на планете действует чрезвычайно мощный парниковый эффект, вследствие чего, температура поверхности Венеры поднимается от ожидаемых 400K до 740K (температура плавления свинца). Таким образом, на Венере жарче, чем на Меркурии, не смотря на то, что она находится почти вдвое дальше от Солнца. В верхних слоях атмосферы этой планеты всегда бушуют сильные ураганы (скорость ветра достигает 350 км/ч), однако на ее поверхности ветры гораздо медленнее, со скоростью не более нескольких километров в час. Вероятно когда-то на Венере были большие запасы воды, как и на Земле, но вся вода испарилась, и Венера теперь абсолютно суха. Землю ждала бы та же участь, если бы она была хотя бы немного ближе к Солнцу. Мы можем многое узнать о Земле пытаясь понять почему похожая на нее по основным параметрам Венера стала совершенно другой. Большая часть поверхности Венеры состоит из невысоких холмистых равнин с нечетко выраженным рельефом. Там есть также несколько резких углублений: Atalanta Planitia, Guinevere Planitia, Lavinia Planitia. На Венере также есть два больших открытых плоскогорья: Ishtar Terra (земля Иштар) в северном полушарии (размером с Австралию) и Aphrodite Terra (земля Афродиты) вдоль экватора (размером с Южную Америку). Иштар состоит, главным образом из высокого плато Lakshmi Planum, Который окружен самыми высокими горами на Венере, включая и огромный Maxwell Montes (Горы Максвелла). Данные, полученные с радара космического аппарата Магеллан (Magellan) показывают, что большая часть поверхности Венеры покрыта потоками лавы. Также обнаружено несколько больших вулканов (подобных Гавайским или марсианскому Olympus Mons) таких как Sif Mons (справа). Недавно получены указания на то, что Венера все еще вулканически активна, но только в нескольких точках поверхности. В других частях она геологически довольно спокойна уже несколько сотен миллионов лет. На Венере нет маленьких метеоритных кратеров. Это говорит о том, что мелкие метеориты сгорают в плотной атмосфере Венеры еще до достижения ее поверхности. Кратеры на Венере расположены группами, это указывает на то, что большие метеориты, достигающие поверхности раскалываются в атмосфере. Самым старым образованиям на поверхности Венеры, по-видимому, около 800 миллионов лет. Сильные вулканические процессы, происходившие в то время, уничтожили предыдущие детали ландшафта, включая и огромные кратеры, образовавшиеся в более раннюю эпоху. Внутреннее строение Венеры вероятно очень схоже с Земным: железное ядро радиусом около 3000 км, расплавленную мантию, входящую в состав большинства планет. Последние данные по исследованию гравитационного поля Венеры с Магеллана показывают, что кора на Венере гораздо тверже и толще, чем предполагалось до этого. Как и на Земле, конвекция в мантии Венеры вызывает сотрясения поверхности, которые происходят во многих небольших областях, а не концентрируются, в основном, к границам тектонических плит, как на Земле. На Венере отсутствует магнитное поле, возможно из-за ее медленного вращения. У Венеры нет спутников и, таким образом, нет приливов. Обычно Венера видна невооружённым глазом. Иногда (неточно) ее называют "утренней" или "вечерней звездой". Она самая яркая "звезда" на небе.
Информация о Венере

Строение Венеры

потоки лавы на Венере
Потоки лавы на Венере

расплавленная поверхность Венеры
Расплавленная поверхность Венеры

корона Атете на Венере
Гора Атете на Венере

общий вид поверхности Венеры в естественных цветах
горы на Венере
горы на Венере

Венера - снимок

Проход Венеры по диску Солнца

Земля
Земля
Земля - третья планета от Солнца, по величине она пятая среди планет Солнечной системы.
орбита: Земли удалена от Солнца на 149,600,000.0 км (1.00 АЕ) диаметр: 12,756.3 км масса: 5.9736e24 кг

Информация о Земле, стр.1
Земля это единственная планета, чье название происходит не от Греческой или Римской мифологии. Она получила свое имя из древнего Английского или Немецкого языка. Конечно же, существует множество разных названий этой планеты в других языках. Например, в Римской мифологии, богиней Земли была Телуза (Tellus) - богиня плодородия (В Греческой Мифологии: Гея (Gaia), terra mater - Мать Земля). Только во времена Коперника ( в шестнадцатом веке) было установлено, что Земля - всего лишь одна из планет. Землю, конечно, исследуют без помощи космических аппаратов. Но хорошо изучить Землю было невозможно вплоть до двадцатого века, потому что у ученых не было полной карты планеты. Изображения планеты, полученные из космоса, необычайно красивы и имеют огромное значение, например, они помогают составлять прогнозы погоды, прослеживать и предсказывать ураганы. Земля состоит из нескольких слоев, имеющих различные химические и сеисмические свойства (глубины в км): 0- 40 Земная кора 40- 400 Верхняя мантия 400- 650 Переходная зона 650-2700 Нижняя мантия 2700-2890 D''-слой 2890-5150 Внешнее ядро 5150-6378 Внутреннее ядро Толщина Земной коры распределяется неравномерно, в океанах, например, она достигает минимальных размеров, зато под материками значительно увеличивается. Внутреннее ядро и земная кора - твердые; а внешнее ядро и мантия - пластичные, полужидкие. Слои отделяются друг от друга, так называемыми границами, которые видны на сейсмограммах. Наиболее известная из них это граница Мохоровичича (Mohorovicic) расположенная между земной корой и верхней мантией. Наибольшую часть массы Земли составляет мантия, вторая по величине часть - ядро. Обитаемая часть Земли составляет лишь малейшую долю всей планеты: атмосфера = 0.0000051 x 1024 кг океаны = 0.0014 x 1024 кг земная кора = 0.026 x 1024 кг мантия = 4.043 x 1024 кг внешнее ядро = 1.835 x 1024 кг внутреннее ядро = 0.09675 x 1024 кг Вероятно, что ядро состоит главным образом из железа (или никеля), хотя возможно, что в нем могут присутствовать и более легкие элементы. В центре ядра температура может превышать 7500 К, оно горячее чем поверхность Солнца! Нижний слой мантии состоит главным образом из кремния, магния, кислорода, железа, кальция, алюминия. Химический состав верхнего слоя мантии: в основном оливин, пироксен (железно/магниевые силикаты), кальций, алюминий. Основную часть этих сведений мы смогли получить только благодаря сейсмическим исследованиям -- некоторые образцы вещества верхней мантии достигают поверхности Земли в виде лавы во время извержения вулканов, но большая часть земных недр недоступна. Кора в основном состоит из кварца (диоксида кремния) и других силикатов подобных полевому шпату.

Информация о Земле, стр.2
Химический состав Земли в целом (по массе) выглядит так: 34.6% Железо 29.5% Кислород 15.2% Кремний 12.7% Магний 2.4% Никель 1.9% Сера 0.05% Титан Земля самое плотное из больших тел Солнечной Системы. Другие планеты Земной группы, вероятно, имеют похожую структуру и состав, конечно с некоторыми отличиями: у Луны самое маленькое ядро; у Меркурия ядро слишком большое (относительно его диаметра); мантии Марса и Луны намного толще земной; возможно у Меркурия и Луны нет химический выделенной коры и, по-видимому, только у Земли выделяется внутреннее ядро. Отметим, однако, что наши знания внутреннего строения планет являются еще более теоретическими, чем знание структуры Земли. В отличие от других планет земной группы, кора Земли разделена на несколько твердых плит, которые достаточно независимо плавают по поверхности горячей мантии. Их поведение описывается теорией тектонических плит. Оно характеризуются двумя главными процессами: раздвижением и субдукцией. Раздвижение происходит, когда две плиты удаляются друг от друга, а поступающая снизу магма образует новую кору. Субдукция имеет место, когда две плиты сталктваются друг с другом, край одной из них подминает под себя край другой, который начинает растворяться в мантии. Существуют также поперечные движение на границах некоторых плит (например, Разлом Сан Андреса в Калифорнии) и столкновения между континентальными плитами (например, Индия и Евразия). Сегодня за Земле существуют восемь больших плит: Северно-Американская плита - Северная Америка, северо-запад Атлантики и Гренландия. Южно-американская плита - Южная Америка и западная часть южной Атлантики. Антарктическая плита - Антарктида и южные оконечности океанов. Евроазиатская плита - восток северной Атлантики, Европа, Азия, за исключением Индии. Африканская плита - Африка, восток южной Атлантики, западная часть Индийского океана. Индо-Австралийская плита - Индия, Австралия, Новая Зеландия, большая часть Индийского океана. Плита Наска (Nazca) - восточная часть Тихого океана прилегающая к Южной Америке Тихоокеанская плита - большая часть Тихого океана (южное побережье Калифорнии). Кроме этого также существует около двадцати более мелких плит, таких как Аравийская, Кокосовая, Филиппинская. На их границах землетрясения являются обычными явлениями. Поверхность Земли очень молодая. За достаточно короткий (по астрономическим стандартам) период порядка 500,000,000 лет эрозия и тектонические процессы разрушили и преобразовали большую часть Земной поверхности, из-за чего были уничтожени почти все следы предыдущей геологической истории земной поверхности (например, следы метеорных кратеров). Более ранняя история Земли была фактически полностью стерта. Земле примерно 4.5-4.6 миллиарда лет, однако самые старые известные породы имеют возраст 4 миллиарда лет, а породы старше 3 миллиардов лет встречаются крайне редко. Самые древние окаменелостей возникли из организмов живших менее 3.9 миллиарда лет назад. И у нас нет никаких сведений о периоде зарождения жизни на Земле.

Информация о Земле, стр.3
71 процент всей поверхности Земли покрыт водой. Земля единственная планета на поверхности которой вода может существовать в жидком состоянии, (хотя может быть удастся найти жидкий этан или метан на поверхности Титана, а вода жидкую воду -- под поверхностью Европы). Вода, безусловно, необходима для существования тех форм жизни на Земле, которые мы знаем. Участие океанов в обмене теплом также очень важно для поддержания на Земле относительно постоянной температуры. Вода, также участвует в большинстве эрозионных процессов и в формировании погоды на континентах Земли. В Солнечной системе сегодня водная эррозия действует только на Земле (не исключено, что подобное происходило в прошлом на Марсе). Атмосфера Земли на 77% состоит из азота, на 21% из кислорода, с небольшим количеством аргона, углекислого газа и воды. Возможно, что во времена формирования Земли в ее атмосфере присутствовало существенно большее количество углекислого газа, но к сегодняшнему дню он почти полностью связан в карбонатных осадочных породах, растворен в океанах или потреблен живыми растениями. Тектонические и биологические процессы создали непрерывный круговорот углекислого газа из атмосферы в различные "ракушки" и обратно. Небольшое количество углекислого газа постоянно присутствующего в атмосфере очень важно для поддержания постоянной температуы земной поверхности посредством парникового эффекта. Парниковый эффект поднимает среднюю температуру на поверхности Земли примерно на 35 градусов C, (от сильного мороза -21 С до приятных +14 С). Без него океаны замерзли бы и жизнь, в той форме в какой она сегодня существует на Земле, былы бы невозмлжна. Наличие в атмосфере свободного кислорода поразительно с химической точки зрения. Кислород - очень химически активный газ и при "нормальных" условиях давно должен был вступить в реакцию с другими элементами. Кислород в атмосфере Земли образуется и постоянно пополнятесяся биологическими процессам. Без жизни на Земле не было бы и кислорода. Взаимодействие Земли с Луной замедляет вращение Земли более чем на две миллисекунды в столетие. Современные исследования показывают, что около 900 миллионов лет в году было 481 18-ти часовых дней. Земля обладает умеренным по величине магнитным полем, создаваемым электрическими токами теущими в ее в ядре. Взаимодействие солнечного ветра с магнитным полем Земли и верхними слоями атмосферы, вызывает появление полярных сияний (смотри межпланетная среда). Переменность этих факторов вызывает движение магнитных полюсов относительно поверхности Земли, и даже смену полярности земного поля. В настоящее время северный магнитный полюс расположен на севере Канады. (Геомагнитный северный полюс это место земной поверхности расположенное над южным полюсом магнитного поля Земли (см. диаграмму). Взаимодействие магнитного поля Земли с солнечным ветром приводит также к образованию радиационных поясов (или поясов Ван Аллена) -- двух захваченых магнитным полем колец ионизированного газа (плазмы) на орбите вокруг Земли. Внешний радиационный пояс располагается на высотах от 19,000 км до 41,000 км; внутренний радиационный пояс -- между 7,600 и 13,000 км. Спутник Земли Земля имеет только один спутник -- Луну. Но: 1) На орбиту вокруг земли были запущены тысячи малых искусственных спутников. 2) Астероид 3753 (1986TO) находится в достаточно сложной связи с орбитальным двидение Земли, это не еще одна "луна", здесь лучше подходит термин "попутчик" ("companion"). Очень похожая ситуация имеет место с Янусом (Janus) и Эпиметеем (Epimetheus) -- спутниками Сатурна. 3) Гипотетический спутник Земли Лилит (Lilith) на самом деле не существует, но это очень интересная история.

Структура Земли
Земля состоит из нескольких слоев, имеющих различные химические и сейсмические свойства (глубины в км): 0- 40 Земная кора 40- 400 Верхняя мантия 400- 650 Переходная зона 650-2700 Нижняя мантия 2700-2890 D''-слой 2890-5150 Внешнее ядро 5150-6378 Внутреннее ядро

Земля из космоса

Полная панорама Земли, составленная из спутниковых изображений

Магнитное поле Земли

Рельефная карта Земли

Южный полюс. Северный полюс.

Земля из космоса
Америка Австралия
Африка Тихий океан

Уникальна ли Земля?
Уникальна ли наша Земля? Попытки астрономов ответить на данный вопрос привели к открытию землеподобной планеты, обращающейся вокруг нормальной звезды. До этого было открыто около 150 планет – газовых гигантов, похожих на Юпитер. Очень маленькие, быстрые, но регулярные колебания близкого красного карлика спектрального класса M – звезды Gliese&nbap;876 – указали на наличие планеты с массой немного больше шести масс Земли, всего лишь. Малая масса планеты указывает, что скорее всего она по природе относится к земной группе, т.е. по составу похожа на внутренние планеты нашей Солнечной системы. Если эта планета состоит в основном из каменных пород, то ее поверхностная гравитация будет на в состоянии удерживать большое количество газов, как у планет подобных Юпитеру. Открытая планета не слишком хорошее место для проведения каникул (для людей), поскольку она обращается настолько близко от звезды, что ее поверхностная температура достигает 200 градусов Цельсия. На рисунке приведен вид данной планетной системы с поверхности гипотетической луны, обращающейся вокруг одного из двух подобных Юпитеру газовых гигантов, открытых ранее. Положение новой планеты отмечено рамкой, а ее увеличенное изображение дано на вставке. Звездная система Gliese 876 лежит всего лишь в 15 световых годах от нас. Ее можно увидеть в бинокль в созвездии Водолея (Aquarius).

Луна – естественный спутник Земли
Луна
Луна - единственный естественный спутник Земли.
орбита: 384,400 км от Земли диаметр: 3476 км масса: 7.35e22

Информация о Луне, стр.1
Сейчас называется Луна у римлян, Селена (Selene) и Артемида (Artemis) у греков, а также множество других различных имен в других мифологиях. Естественно, Луна известна с доисторических времен. Это второй по яркости объект на нашем небе после Солнца. Так как Луна делает один оборот вокруг Земли за один месяц, угол между Землей, Луной и Солнцем меняется; мы видим это, как цикл Лунных фаз. Время между зарождением новой луны 29.5 дней (709 часов), незначительные различия в Лунном орбитальном периоде (измеренном относительно звезд) обусловлены тем, что Земля проходит значительные расстояния по своей орбите вокруг Солнца за это время. Благодаря своему размеру и строению, Луна иногда классифицировалась как "планета" земной группы вместе с Меркурием, Венерой, Землей и Марсом. Впервые Луну посетил Советский космический аппарат Луна 2 в 1959 году. Это единственное внеземное тело, которое посещал человек. Первое прилунение было 20 июля 1969 года (вы помните где вы тогда были?); последнее - в декабре 1972 года. Луна также единственное тело, с которого на Землю были доставлены образцы грунта. Летом 1994 года подробная карта Луны была сделана маленьким космическим аппаратом Клементина (Clementine), а затем еще раз в 1999 году -- Lunar Prospector'ом. Гравитационные силы между Землей и Луной являются причиной некоторых интересных эффектов. Наиболее известные из них приливы (и отливы). Гравитационное притяжение Луны сильнее на той стороне Земли, которая ближе к Луне, и соответственно слабее на противоположной стороне. Поскольку поверхность Земли, и особенно океаны, не являются совершенно твердыми они вытягиваются вдоль линий соединяющей соединяющей центы Земли и Луны. Наблюдатель на поверхности Земли увидит два маленьких горба, один в направлении Луны, а второй - в противоположную стороны. Этот эффект более силен на воде, чем на твердой поверхности Земли, поэтому вода поднимается значительно выше. А так как Земля вращается значительно быстрее, чем Луна движется по своей орбите, эти горбы движутся вслед за ней вокруг Земли, делая примерно один оборот в день, и производят два прилива за день. (Это описание крайне упрощено, на самом деле приливы, особенно вблизи морских берегов, ведут себя гораздо более сложно). Но Земля не полностью состоит из жидкости. Из-за трения и вращения Земли горбы слегка отстают от направления на Луну. Это означает, что сила, действующая между Землей и Луной направлена не точно вдоль линии между их центрами, что приводит к возникновению момента сил, который тормозит вращение Земли и ускоряет движение Луны (что приводит к ее удалению от нас). Этот процесс является причиной передачи энергии вращения от Земли к Луне, замедляя вращение Земли примерно на 1.5 миллисекунды в столетие и увеличивая размер орбиты Луны примерно на 3.8 сантиметров в год. (Противоположные эффекты происходят у спутников с необычными орбитами, с такими как Фобос и Тритон). Асимметричная природа таких гравитационных взаимодействий также отвечает за то, что Луна вращается синхронно с Землей, т.е. так вращается и движется по орбите, что к Земле всегда обращена одна и та же ее сторона. Так же как сейчас вращение Земли становится медленнее под влиянием Луны, в далеком прошлом вращение Луны замедлялось под действием приливных сил Земли, только в этом случае эффект был гораздо сильнее. Когда скорость вращения Луны замедлилась настолько, что сравнялась с ее орбитальным периодом (так, что приливной горб на поверхности Луны всегда обращен к Земле) нецентральные силы действовавшие на нее почти исчезли, т.е. Луна достигла устойчивой ситуации. Подобные вещи происходили с большинством спутников в солнечной системе. В конце концов, вращение Земли замедлится до равенства с периодом обращения Луны, также как это случилось с Плутоном и Хароном.

Информация о Луне, стр.2
На самом деле Луна немножко покачивающейся из-за того, что ее орбита слегка некруговая. Поэтому несколько градусов ее обратной стороны время от времени можно увидеть. Но основная часть обратной стороны (слева) была полностью неизвестна до полета Советского космического аппарата Луна 3, сфотографировавшего ее в 1959 году. (Замечание: не существует "темной стороны" Луны; все ее части освещаются солнечным светом в течение половины оборота -- за исключением некоторых глубоких кратеров вблизи полюсов.) На Луне нет атмосферы. Но данные, полученные с Клементины (Clementine) позволяют предположить, что в некоторых глубоких кратерах, расположенных недалеко от южного полюса Луны, которые постоянно находятся в тени, может быть водяной лед. Эти данные были подтверждены исследованиями Lunar Prospector. Вероятно, лед имеется также и на северном полюсе. Это очень хорошо, так как Цена будущих лунных исследований будет намного меньше! Толщина лунной коры в среднем 68 км и варьируется от 0 под Морем Кризисов (Mare Crisium) до 107 км в кратере Королева на обратной стороне Луны. Под корой находится мантия и, возможно, маленькое ядро (примерно 340 км радиусом и массой около 2% от массы Луны). Однако, в отличии от Земной мантии, лунная только только частично расплавлена. Удивительно, но центр масс Луны сдвинут относительно ее геометрического центра почти на 2 км по направлению к Земле. Кроме того Лунная кора тоньше на обращенной к нам стороне. Существуют две основных типа Лунной поверхности: исппещренные кратерами и очень старые горы (highlands) и относительно гладкие и более молодые моря (maria). Моря (которые занимают примерно 16% поверхности Луны) это огромные ударные кратеры, которые позже были залиты расплавленной лавой. Большая часть поверхности покрыта реголитом -- смесью мелкой пыли и каменных осколков, оставшихся после столкновений с метеорами. По неизвестным причинам большая часть морей находятся на видимой стороне Луны. Большинство пород на поверхности Луны имеют возраст между 4.6 и 3 миллиардами лет. Это случайно совпадает с возрастом самых старых земных камней (среди которых вообще редко встречаются породы старше 3 миллиардов лет). Поэтому на Луне мы находим свидетельства о ранних периодах развития Солнечной Системы, которых нет на Земле. До исследования доставленных Аполлонами образцов грунта у исследователей не было согласия в вопросе о происхождении Луны. Существовали три различные теории: одновременного формирования (co-accretion), которая утверждала, что Луна и Земля сформировались в одно и тоже время из Прото-Солнечной Туманности; теория расщепления (fission), согласно которой Луна отделилась от Земли; и теория захвата (capture), по мнению которой Луна сформировалась где-то еще и была захвачена Землей. Ни одна из этих теорий не объясняет всех известных фактов. Но новая детальная информация, полученная при исследовании образцов пород с Луны, легла в основу новой столкновительной (impact) теории: что Земля столкнулась с очень большим объектом (с Марс или больше) и из выброшенного при этом материала сформировалась Луна. Здесь еще требуется много работы, чтобы объяснить некоторые детали, но столкновительная теория сегодня широко распространена. У Луны нет глобального магнитного поля, но некоторые породы ее поверхности проявляют остаточный магнетизм. Это дает основания предположить, что в более ранние периоды истории Луны такое магнитное поле могло существовать. Без атмосферы и без магнитного поля, поверхность Луны напрямую подвергается воздействию солнечного ветра. За более чем 4 миллиарда лет существования Солнца огромное число ионов водорода, принесенных солнечным ветром, внедрилось в лунный реголит. Таким образом образцы реголита, доставленные Аполлонам, позволили исследовать и солнечный ветер. Этот лунный водород когда-нибуть может быть использован, как ракетное топливо.

Орбита Луны. Фазы Луны.
Орбита Луны
Фазы Луны

Карта поверхности Луны – вид в телескоп
Земля-Луна

Луна - снимок

Лунная поверхность

Нейл Армстронг – первый человек на Луне
Маленький шаг для одного человека - огромный шаг для всего человечества. Нейл Армстронг, первый человек на Луне. 20 июля 1969 года.
Этот след сохранится на Луне миллионы лет.

вид Луны с Земли - вид Земли с Луны

Марс
Марс
Марс - четвертая планета от Солнца и седьмая по величине.
орбита: 227,940,000 км (1.52 ае) от Солнца диаметр: 6,794 км масса: 6.4219e23 кг

Информация о Марсе, стр.1
Марс (У греков: Арес) бог войны. Вероятно, планета получила это имя за свой красный цвет; иногда Марс даже называют красной планетой. (Интересно, что римский бог Марс был богом земледелия до того, как его отждествили с греческим Аресом.) Название месяца Март также произошло от Марса. Марс был известен с доисторических времен. Он также часто упоминается в научной фантастике, как самая удобная планета в Солнечной системе (кроме Земли) для проживания человека. Но известные знаменитые "каналы", которые "увидел" Лоуэлла (Lowell), а за ним и некоторые другие наблюдатели, были такой же игрой воображения как и Барсумианские (Barsoomian) принцессы. Первым космическим аппаратом, который посетил Марс, был Mariner 4 в 1965 году. Потом были другие, включая Марс 2 -- первый космический аппарат приземлившийся на Марс и два Викинга, севшие в 1976 году (на фото слева). И наконец, после 20-летнего перерыва, 4 июля 1997 года на Марс успешно приземлился Марс Патфайндер (Mars Pathfinder) (справа). Орбита у Марса заметно эллиптическая. Одним из последствий чего является перепад температур около 30°C вблизи полюсов между афелием и перигелием. Это сильно влияет на Марсианский климат. В то время как средняя температура на Марсе около 218 K (-55°C, -67°F), температура поверхности Марса широко меняется от 140 K (-133°C, -207°F) на полюсе зимой до почти 300 K (27°C, 80°F) на дневной стороне планеты летом. Несмотря на то, что Марс гораздо меньше Земли, площадь его поверхности примерно равна площади суши на Земле. Рельеф поверхности Марса более разнообразен и богат интересными особенностями, чем поверхность любой из планет земной группы (может быть за исключением самой Земли). Некоторые образования на его поверхности особенно грандиозны: - Гора Олимп (Olympus Mons): самая большая гора в Солнечной Системе высотой 24 км (78,000 футов) от подножия. Ее основание диаметром более чем 500 км обрамлено обрывом скалой 6 км (20,000 футов) высотой (справа). - Тарсис (Tharsis_: огромная возвышенность на поверхности Марса около 4000 км в поперечнике и 10 км высотой. - Долины Маринеров (Valles Marineris): система каньонов протяженностью 4000 км и от 2 до 7 км глубиной (наверху страницы); - Hellas Planitia: огромный кратер в южном полушарии около 6 км глубиной и 2000 км в диаметре. Большая часть Марсианской поверхности очень стара, и изрыта кратерами, но на ней есть много молодых провалов, горные хребтов, холмов и долин. Южное полушарие Марса это в основном старые изрытые кратерами нагорья (слева) подобные Лунным. В противоположность этому, большая часть северного полушария состоит из гораздо более молодых и более низких равнин с более сложной геологической историей. На их границах встречаются резкие перепады высот до нескольких километров величиной. Причины таких глобальных различий и резких границ неизвестны (кое-кто утверждает, что они появились из-за мощнейшего столкновения вскоре после образования Марса). Марс Глобал Сервейор  (Mars Global Surveyor) составил хорошую 3-мерную карту Марсианской поверхности, на которой ясно видно все эти особенности. Внутреннее строение Марса известно только по данным о поверхности и большому количеству статистических данных о планете. Согласно наиболее вероятной модели в центре Марса находится плотное ядро радиусом около 1700 км, вокруг него расплавленная мантия чуть болле плотная, чем на Земле и тонкая кора. Сведения с Mars Global Surveyor показывают, что кора Марса около 80 км толщиной в южном полушарии, и только около 35 км -- в северном. Относительно низкая плотность Марса по сравнению с другими планетами земной группы показала, что его ядро,, вероятно, содержит относительно большую долю сульфидов, в добавление к железу (железо и сульфид железа).

Информация о Марсе, стр.2
Марс (Как Меркурий, и Луна) в настоящее время не проявляет тектонической активности. Нет также признаков недавних горизонтальных движений поверхности таких как образование гор и т.п. на Земле. Из-за отсутствия движения тектонических плит, горячие точки под корой остались в фиксированном положении относительно поверхности. Это, вместе со слабой поверхностной гравитацией, может быть причиной возникновения возвышенности Tharis и ее громадных вулканов. Однако, на сегодняшний день признаков вулканической активности нет. С другой стороны в данных Mars Global Surveyor есть новые указания на то, что Марс мог быть тектонически активным в ранний период своей истории. Это делает сравнение Марса с Землей все более и более интересным! Существует много явных признаков эрозии поверхности во многих местах на Марсе, включая небольшие системы высохших русел рек (справа). В прошлом на поверхности планеты явно была какая-то жидкость. Скорее всего это была вода, но есть и другие возможности. Там могли быть большие озера и даже океаны (на это указывают тонкие детали изображений слоистых образований полученных Mars Global Surveyor), но, по-видимому, это было очень давно и длилось не долго. Возраст эрозивных каналов составляет около 4 миллиардов лет. (Каньоны Valles Marineris были созданы не течением воды. Они сформировались из-за движения и разрушения коры одновременно с формированием возвышенности Tharsis.) В самом начале своей истории, Марс был гораздо больше похож на Землю. Как и на Земле почти весь запас углекислого газа на Марсе был связан в карбонатных породах. Но из-за отсутствия тектонической активности (как на Земле), Марс не способен вернуть часть этой углекислоты в атмосферу и не может вызвать сколь-нибудь заметный парниковый эффект. Из-за этого поверхность Марса поэтому намного холоднее, чем была бы поверхность Земли, если бы она находилась на том же расстоянии от Солнца. Марс обладает очень тонкой атмосферой состоящей в основном из оставшегося несвязанным углекислого газа (95.3%), азота (2.7%), аргона (1.6%) и следов кислорода (0.15%) и воды (0.03%). Среднее давление на поверхности Марса только около 7 миллибар (меньше чем 1% от атмосферного давления на Земле) и оно сильно меняется в зависимости от высоты места -- от почти 9 миллибар в самых глубоких бассейнах до 1 миллибара на вершине горы Олимп (Olympus Mons). Но этого давления хватает, чтобы поддерживать очень сильные ветра и обширные пылевые бури, которые время от времени на долгие месяцы охватывают почти всю планету. Тонкая Марсианская атмосфера создает парниковый эффект, но он повышает температуру поверхности только на 5 градусов (K) (что гораздо меньше, чем на Земле и тем болле на Венере). На обоих полюсах Марса находятся не тающие полностью полярные шапки, состоящие в основном из твердой углекислоты ("сухого льда"). Ледяные шапки имеют слоистую структуру, где чередуются слои льда с различной концентрацией темной пыли. Летом в северном полушарии углекислый газ полностью сублимирует ("испаряется" не превращаясь в жидкость), оставляя после себя слой водяного льда. Не известно существует ли подобный слой водяного льда под южной полярной шапкой (слева), поскольку там углекислый газ никогда полностью не исчезает. Механизм ответственный за слоистую структуру шапок неизвестен, но возможно это происходит из-за изменения климата, связанных с долгопериодическими изменениями наклона оси вращения Макса относительно плоскости его орбиты. Также возможно существование водяного льда скрытого под поверхностью планеты и на более низких широтах. Сезонные изменения размеров полярных шапок меняют давление в его атмосфере Марса почти на 25% (как было измерено на месте посадки Викинга).

Информация о Марсе, стр.3
Последние наблюдения с помощью Хаббловского Космического Телескопа показали, что условия наблюдавшиеся на протяжении миссии Викингов не являются типичными. Сегодня Марсианская атмосфера холоднее и суше, чем во время посадки Викингов (подробнее см. сообщение STScI). Посадочные аппараты Викингов провели эксперимент по установлению существования жизни на Марсе. Эксперимент дал несколько двусмысленные результаты, но большинство ученых сегодня считают, что он не показал присутствия жизни на планете (однако споры на эту тему все еще идут). Поводом для оптимизма служит тот факт, что были исследованы два крошечных образца, да и то не из самых "удобных" для жизни мест. Подобные эксперименты будут проводиться и в последующих миссиях к Марсу. Небольшое число метеоритов (так называемые SNC метеориты) вероятно имеют марсианскую природу. 6 августа 1996 Дэвид Маккей (David McKay) и др. сообщили о первом открытии органических соединений в марсианском метеорите. Кроме того, авторы предполагали, что эти соединения вместе с другими минералогическими особенностями обнаруженными в образцах, могут быть доказательствами существования микроорганизмов на Марсе в древности (слева). Как бы захватывающе это не выглядело, важно отметить, что эти интересные факты доказательством существования внеземной жизни все же не являются. После опубликованной работы Маккея вышел в свет ряд научных работ опровергающих эту теорию. Помните, "необычное предположение требует необычных доказательств." Предстоит сделать еще очень много работы, до того как мы будем уверены в этом предположении. У Марса нет глобального магнитного поля, но в отдельных его областях наблюдают достаточно слабые поля. Это неожиданное открытие было сделано Mars Global Surveyor через несколько дней после выхода на орбиту Марса. Вероятно, эти поля являются остатками глобального поля планеты, исчезнувшего к сегодняшнему дню. Существование этих полей может быть теснейшим образом связано с внутренней структурой Марса, с судьбой его атмосферы и возможностью существования в прошлом жизни на нем. В ночное время Марс можно легко наблюдать невооруженным глазом. Его блеск сильно меняется в зависимости от его положения относительно Земли. Спутники Марса У Марса два спутника, чьи орбиты находятся очень близко к его поверхности: Орбита Размер Масса Кем был Спутники (км) (км) (кг) открыт, когда ----------------------------------------------------------------------------------------- Фобос 9000 11 1.08e16 Холл (Hall) 1877 Деймос 23000 6 1.80e15 Холл (Hall) 1877

Строение Марса

Исследования Марса

Исследования Марса - 2

Кратеры на Марсе
Крутые утёсы на Марсе

Счастливое лицо на Марсе
Даже Марс может улыбаться. Не правда ли - изображенный на сегодняшней картинке марсианский кратер Галла очень похож на улыбающееся лицо? Кратер образовался в результате удара большого метеора о поверхность этой планеты. Конечно же, видимость улыбающегося лица - это всего лишь случайный результат естественных процессов.

Улыбка

Необычный кратер на Марсе: «человеческий мозг»

Olympus Mons caldera на Марсе

Марсианская поверхность

Спутники Марса
Этот спутник Марса обречен. Красная планета названа Марсом в честь римского бога войны. У Марса есть два крошечных спутника, Фобос и Деймос, что по-гречески означает "страх" и "ужас". Эти спутники, возможно, были захвачены Марсом из пояса астероидов между Марсом и Юпитером или даже из более удаленных уголков солнечной системы. Здесь изображён изображен изрытый кратерами Фобос, больший из двух спутников, который действительно похож на астероид. Размером в 17 миль (примерно 27 км), Фобос стремглав проносится по марсианскому небу. Восходя на западе и садясь на востоке, он совершает полный оборот вокруг Марса менее чем за 8 часов. Фобос находится очень близко к поверхности Марса, всего лишь в 5 800 км (сравните с 400 000 км, которые отделяют от нас Луну). Поэтому гравитационные приливные силы все ближе притягивают его к планете. Через 100 миллионов лет он врежется в Марс или будет разорван на куски безжалостными приливными силами. Осколки Фобоса превратятся в кольцо вокруг красной планеты.
Фобос

Марс – Фобос - Земля

Любовь и война в лунном свете (Луна, Венера и Марс – вид с Земли)

Конец первой части, продолжение в частях 2 (Юпитер; Сатурн; Уран; Нептун; Плутон), 3 (малые тела СС; межпланетная среда)
Слайд-шоу подготовлено: nesueta.net Использованы материалы веб-сайта astronet.ru , иллюстрации собраны из многих источников сети