LINEBURG


<< Пред. стр.

страница 48
(всего 138)

ОГЛАВЛЕНИЕ

След. стр. >>

Кроме гор к положительным (выпуклым) формам лун-
церковных деятелей, почему-либо почитаемых Риччоли.
ного рельефа относятся пики (достаточно изолированные вер-
Подробная для своего времени карта Луны была опуб-
шины на равнинном дне лунных морей) и валы — пологие
ликована в 1830-1837 гг. Бером и Медлером. На ней было
возвышения высотой порядка 1—2 км.
отмечено 7735 деталей. В 1878 г. Ю. Шмидт опубликовал еще
К отрицательным (вогнутым) формам лунного рельефа
более подробную карту, которая многие десятилетия счита-
относятся трещины, борозды и долины. Трещины — как пра-
лась лучшей. На ней отмечено 32 856 деталей.
вило, крупные образования протяженностью от десятков до
Следующим этапом в картографии лунной поверхности
сотен километров и глубиной и шириной от десятков до сотен
стал первый фотоатлас, изданный в 1897 г. Парижской обсер-
метров. Борозды сходны с трещинами, но склоны у них менее
ваторией. В 1904 г. фотоатлас был издан в США. До конца
крутые, а дно более плоское. Долины характеризуются наи-
XX века самым популярным был фотоатлас Койпера (США,
большей шириной и плоскостью дна.
1960 г.), содержащий 280 карт 44 участков Луны, снятых в
8*
212 Астрономия

зеккер, шведский ученый X. Альфвен и американский ученый
Современный облик Луны формировался в течение мил-
Г. Юри независимо друг от друга предложил: теорию, по ко-
лиардов лет, причем эволюция лунной поверхности продол-
торой Луна изначально не являлась спутник' чл Земли, а была
жается в настоящее время. Принята следующая периодизация
самостоятельно движущейся малой планетой. При критичес-
эволюции лунной поверхности (по Хабакову):
ком прохождении вблизи зоны гравитационного воздействия
1. Первоначальный период. Луна покрыта первобытной
Земли Луна изменила траекторию движения и превратилась в
корой с бугристой или гребнистой поверхностью. Кольцевые
элемент системы из двух небесных тел. Но вероятность по-
горы отсутствуют.
добного явления столь невелика, что это противоречит боль-
2. Древнейший период. Активное кратерообразование за
шой частоте наличия спутников у планет. Астрономы давно
счет внутренних процессов.
установили путем наблюдений, что спутник! — не редкое ис-
3. Древний (алтайский) период. Опускание обширных
ключение, а, скорее, правило.
участков лунной коры и лавоизвержение, формирование древ-
Наиболее доказанной считается гипоте:!;!, предложенная
нейших мерей, в настоящее время исчезнувших. Назван по
О. IO. Шмидтом и его последователями в с< редине XX века.
имени Алтайского хребта, который, возможно, является бере-
Она предполагает образование всех планет Солнечной систе-
гом древнего моря.
мы из единого газопылевого облака, в котором благодаря на-
4. Средний (птолемеевский) период. Интенсивное кра-
личию неоднородного распределения веще!! ва образовыва-
терообразование и исчезновение древних морей. Назван по
лись конгломераты, нечто вроде зародышей будущих планет
имени кратера Птолемей, очевидно, возникшего в ту эпоху и
— планетезимали. Меньшая плотность, которую имеет Луна
являющегося одной из немногих сохранившихся с тех пор
по сравнению с Землей, требовала объяснен ia: почему веще-
древнейших кольцевых гор.
ство протопланетного облака разделилось i концентрацией
5. Новый (океанский) период. Произошли новые круп-
тяжелых элементов в Земле. Возникло пре,(положение, что
номасштабные опускания лунной коры. Большинство имею-
первой начала формироваться Земля, окр> хенная мощной
щихся на тот момент кратеров затапливается лавой. Форми-
атмосферой, обогащенной относительно летучими силиката-
руется современный пояс лунных морей с известными нам
ми; при последующем охлаждении вещество ;>той атмосферы
очертаниями.
сконденсировалось в кольцо планетезималей, из которых и
6. Новейший (коперниковский) период. Появление но-
образовалась Луна. В пользу этой гипотезы говорит тот факт,
вых кратеров на поверхности лунных морей. Назван по имени
что у многих планет Солнечной системы имеются не только
кратера Коперник, характерного для данного периода, с от-
спутники, но и кольца, состоящие из более и; и менее мелких
лично сохранившимся резким рельефом.
частиц вещества. Установлено, что такие кольца есть не толь-
ко у Сатурна, но и у Урана, Меркурия, Плутона, хотя и более
разреженные и не такие эффектные, как у Сатурна. В целом
ОБРАЗОВАНИЕ ЛУНЫ
гипотеза холодного образования вписывается в общую тео-
рию об образовании Солнечной системы примерно в одно вре-
Происхождение Луны естественным путем интересовало
мя из единой массы, но и сейчас пет точных фактов, позволя-
астрономов еще со времен Галилея, впервые рассмотревшего
ющих окончательно подтвердить или опровергнуть ее.
рельеф лунной поверхности. Высказывалось много предпо-
ложений о том, как образовался спутник Земли. Наиболее ши-
роко разрабатывались гипотеза первоначального разделения,
гипотеза захвата и гипотеза одновременного формирования ЛУННЫЙ ГРУНТ
Лупы и Земли. Первая теория принадлежит астроному и мате-
матику Дж. Дарвину, который предположил, что первоначально Исследования, проведенные с помощью спускаемых кос-
обе планеты представляли собой единую раскаленную массу. мических аппаратов, показали, что поверхность Луны покрыта
В целом гипотеза Дарвина находилась в струе конкурирую- так называемым реголитом. Он представляет собой обло-
щих теорий о холодном и горячем формировании планет Сол- мочно-пылевой слой толщиной от нескольких метров до
нечной- системы. Согласно первой, они представляли собой нескольких десятков метров, состоящий из частиц разных
первоначально холодное газопылевое облако, разогревающе- размеров. Реголит образовался путем дробления, перемеши-
еся с результате сжатия и выделения большого количества вания и спекания лунных пород при падениях метеоритов и
энергии, согласно второй — изначально находились в разогре- микрометеоритов. Анализы показали, что реголит насыщен
том состоянии, но постепенно остывали, сохраняя лишь горя- нейтральными газами в результате воздействия солнечного
чее ядро. Дарвин склонялся ко второму варианту. По его ветра.
мнению, по мере остывания и ускорения вращения, единая Состав лунных пород отличается от наиболее древних
раскаленная масса разделилась на две неравные части, из боль- метеоритов. Не сходен он и с пиролитом (npc.i полагаемое пер-
шей образовалась Земля, из меньшей — Луна, причем после- вичное вещество мантии Земли). Образцы пород, взятые с
днюю образовали отделявшиеся наружные слои первоначаль- возвышенных областей, имеют возраст 4 млрд лет и более.
ной массы. Это объясняло разницу в плотности Луны и Земли, Образцы, взятые из морей, несколько моложе - 3,1—3,95 млрд
так как внешние слои должны были состоять из более легких лет. И те и другие образцы имеют вулканическое происхожде-
веществ. Однако сторонникам этой теории не удалось убеди- ние, однако часто они были очень раздробленными в резуль-
тельно показать механизм подобного процесса. После того, как тате ударов метеоритов.
были подучены образцы лунного вещества, оказалось, что раз-
По происхождению древнейшие лунные образцы сход-
личия в химическом составе противоречат гипотезе первона-
ны с земными вулканическими породами и, очевидно,- крис-
чального разделения.
таллизовались из расплава. Средний состав коры возвышен-
ных областей содержит очень большое количество окиси алю-
Гипотеза захвата долгое время была популярной как среди
миния (до 25%).
ученых, так и и кругах любителей. Немецкий ученый К. Вейц-
Исследования Венеры космическими аппаратами 213

По сейсмическим данным, лунная кора имеет толщину по- ранения сейсмических волн. По распределению зон скоростей
рядки 50 км. Скорее всего, существовал первичный слой маг- получен следующий профиль структуры Луны.
мы, из которого «выплавилась» современная кора, подстилаю- Наружный слой — кора — имеет неоднородную толщину,
щая мантия и нижняя мантия, состоящая из пиролита. Верхняя в среднем составляющую около 50 км. Несколько сотен мет-
мантия по современным представлениям должна состоять из ров тянется слой коры, сформированный реголитом, а ниже
оливина, а нижняя (первичная) из оливина и пироксена. расположен слой, образовавшийся в результате частичного
плавления мантии.
Моря являются более молодыми образованиями и пред-
Следующий слой — это верхняя мантия Луны. Она прости-
ставляют собой базальтовые равнины. Они содержат около
рается от основания коры вглубь приблизительно на 500 км.
1% массы коры. Моря богаты окисью железа, некоторые —
Средняя мантия — слой, расположенный на глубине от
окисью титана.
500 до 1000 км. Это область наиболее древних слоев Луны, не
В составе лунных пород содержится близкое к земному
подвергавшихся расплавлению. По скоростям сейсмических
количество магния, алюминия, кальция, кремния. Калий, на-
воли средняя мантия должна состоять из оливинов, включаю-
трий и хлор составляют значительно меньшую часть по срав-
щих до 85% форстерита, и небольшого количества пироксенов.
нению с Землей. Железа на Луне содержится около 10%.
Нижняя мантия расположена на глубинах свыше 1000 км.
Наблюдения распространения сейсмических волн позволяют
предположить, что еще глубже расположена область, анало-
ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ ЛУНЫ
гичная земной астеносфере (переход от мантии к ядру). Неко-
торые данные говорят о тем, что Луна может иметь железное
Строение Луны моделируется исходя из данных лунной
ядро радиусом до 360 км.
сейсмологии и учитывает скорость прохождения и распрост-




ИССЛЕДОВАНИЯ ВЕНЕРЫ КОСМИЧЕСКИМИ АППАРАТАМИ

вмещать: АМС совершает облет космического тела или выво-
Наша планета окружена со всех сторон таинственным и
дится на орбиту его искусственного спутника, от нее отделя-
необъятным миром небесных тел. Невооруженным глазом мож-
ется отсек или спускаемый аппарат, который совершает по-
но наблюдать только некоторые из них — Солнце, Луну, 5
садку на планету. По такой смешанной схеме уже проводи-
планет и самые яркие звезды. С развитием внеатмосферной
лись исследования (Венера, Марс).
астрономии стало возможным не только изучение форм даль-
Поскольку АМС приходится передавать важную инфор-
них космических тел по снимкам, полученным с орбитальных
мацию на Землю с огромных расстояний, они снабжаются сол-
лабораторий, но и детальное изучение проб грунта с интересу-
нечными батареями или радиоизотопными источниками элек-
ющих астрономов космических объектов, доставленных с ав-
троэнергии, двигательными установками для коррекции тра-
томатических межпланетных станций (АМС).
ектории на межпланетных участках полета, перехода на орби-
АМС — разведчики Вселенной, беспилотные космичес-
ту вокруг планеты и маневрирования в околопланетном про-
кие летательные аппараты, предназначенные для полета к дру-
странстве, а также крупными параболическими антеннами, ди-
гим небесным телам с целью изучения Солнечной системы.
аметр которых достигает 2—3 м. Масса АМС, в зависимости
Автоматические межпланетные станции позволяют проник-
от оснащенности, варьируется от десятков килограммов до
нуть в сокровенные уголки космоса, не задействуя при этом
тысяч.
непосредственно физическую единицу, то есть человек вкла-
дывает в летательный, полностью компьютеризированный ап- АМС оснащаются разнообразной аппаратурой для ис-
парат программу действий, а сам при этом остается на Земле. следования самой планеты и ее атмосферы. Состав научной
Кроме того, многие области Солнечной системы имеют суро- аппаратуры определяется задачами, которые поставлены пе-
вые атмосферные условия, непереносимые человеческим орга- ред полетом. Если полет к какой-либо планете совершается
низмом, некоторые из них расположены от нашей планеты так впервые, то измерения стремятся провести по обширной про-
далеко, что не хватит одной человеческой жизни, чтобы дос- грамме, основой для которой являются сведения, полученные
тигнуть их поверхности. посредством астрономических наблюдений. При последующих
полетах ставятся более узкие и конкретные задачи.
АМС запускаются многоступенчатыми ракетами-носите-
Венера — вторая по расположению от Солнца (108 млн.
лями, которые, как правило, сначала выводят их на промежу-
км) и ближайшая к Земле планета Солнечной системы. Венера
точные околоземные орбиты, а затем сообщают им вторую кос-
видна на небе после захода солнца (вечерняя звезда) или не-
мическую скорость и выводят их на межпланетные орбиты.
задолго до его восхода (утренняя звезда). Венера — самое
Исследования с помощью АМС осуществляются по раз-
яркое светило на небе после Солнца и Луны.
личным схемам:
Эта планета известна людям с глубокой древности. Уже
— пролетный (облетный) вариант — при пролете АМС
в 1610 г. Галилей с помощью телескопических наблюдений
на близком расстоянии от небесного тела, причем измерения
изучал смену фаз у Венеры, т. с. изменение ее видимой формы
проводятся на участке максимального сближения;
от диска до узкого серпа. А о том, что у Венеры имеется ат-
— вариант спутника планеты; вариант посадки на небес-
мосфера, стало известно в 1761 г., открытие принадлежало
ное тело. Два последних варианта сегодня предпочитают со-
214 Астрономия

исследований было установлено, что углекисгый газ являет-
М. В. Ломоносову, наблюдавшему прохождение планеты по
ся основным компонентом атмосферы, определен ряд других
диску Солнца.
компонентов, была измерена водородная корена Венеры, по-
Исследования Венеры представляли собой определен-
лучено подтверждение о высоких давлении и температуре в
ные трудности, так как ее атмосфера оказалась очень плот-
атмосфере планеты. Интересно и то, что чере i день после по-
ной и мощной, состоящей на 95% из углекислого газа, оку-
садки «Венеры-4» на расстоянии 4 тыс. км ст поверхности
танной к тому же облачным слоем, состоящим из капель
планеты пролетел американский «Маринер-2», задачей кото-
серной кислоты и вращающемся гораздо быстрее, чем сама
рого было измерение водородной короны и ис:ледование про-
планета. В состав атмосферы входит также около 3% азота
хождения радиосигнала через атмосферу и ж иосферу. Путем
и небольшое количество инертных газов, кислорода, окиси
измерений обоими космическими аппаратами было установ-
углерода, хлороводорода и фтороводорода, содержится
лено существование менее плотной, чем земшя, водородной
около 0,1% водяного пара. Углекислый и водяной пары
короны у Венеры. Для верхних областей атм с сферы Венеры
создают в атмосфере Венеры парниковый эффект, вызван-
оказался характерен ряд особенностей, определяемых фото-
ный, в свою очередь, сильным поглощением этими газами
химией СО, с возможным участием в комплекс э реакций воды
теплового излучения. Температура у поверхности планеты
и галогенов, в условиях атомных И молекулярных взаимодей-
достигает 747 К, давление 90 атм. В атмосферном слое бу-
ствий и взаимодействия с солнечным ветром
шуют штормы с большой скоростью ветра. Мощные мол-
нии, превосходящие по силе земные, пронизывают плотную С 1969 г. в атмосферу Венеры был запущен еще ряд
атмосферу планеты. Высокая грозовая активность предпо- космических станций серии «Венера». Советские ученые сде-
ложительно объясняется наличием действующих вулканов лали более прочными корпусы спускаемых аппаратов, что
на поверхности Венеры. Интересно, что Венера вращается позволило аппарату сначала опуститься на уровень 19 км от
в обратную сторону по сравнению с Землей и другими пла- поверхности планеты, а затем и приземлиться на саму поверх-
нетами с наклоном оси вращения к плоскости орбиты почти ность, где он пробыл в течение 53 минут. Условия оказались
90°. Из-за такого необычного сочетания направлений и пе- необыкновенно суровыми: давление достигала 90 атмосфер,
риодов вращения и обращения вокруг Солнца смена дня и температура до 500° С, облачный покров, окутывающий пла-
ночи на Венере происходит за 117 суток, поэтому половина нету, оказался перенасыщенным углекислым газом.
суток на Венере составляет 58,5 земных суток. Первые сведе-
В 1972 г. была создана автоматическая межпланетная
ния о поверхности планеты были получены с Земли в 30-х
станция «Венера-8» нового поколения. Перец АМС стояла
годах XX в. с помощью новейшего изобретения — радиоте-
задача провести новый и более широкий круг исследований
лескопов.
атмосферы и поверхности Венеры. Кроме измерений атмос-
ферного давления, плотности и температуры были измерены
В начале XX в. радиотелескопические наблюдения, инф-
освещенность и вертикальная структура аэрозольной среды, в
ракрасные и ультрафиолетовые методы исследования Венеры
том числе и облачного слоя, определены сюгзости ветра на
не давали полной картины рельефа планеты, а также информа-
различных высотах в атмосфере по доплер> некому сдвигу
ции о ее природе. Предположительно, на поверхности Венеры
частоты радиопередатчика, проведена гамма-спектроскопия
преобладали бури, адская жара и ядовитые облака, но эти ги-
поверхностных пород. Фотометрические измерения показа-
потезы не были точными. Но с началом новой эры в астроно-
ли, что облачный слой простирается до вые jr около 40 км,
мии — изобретением космических аппаратов -г стал поступать
были оценены его оптическая толщина и прозрачность. Осве-
огромной объем информации о природе Венеры. Запуск пер-
щенность на поверхности дневной стороны Вмгеры оказалась
вых искусственных спутников Земли, а затем посылка первых
достаточной для съемки изображения места посадки. Впер-
АМС к Луне позволили изучить Венеру с более близких рас-
вые получен высотный профиль скорости Beifa, который ха-
стояний.
рактеризуется возрастанием скорости от 0,5 М'С у поверхнос-
12 февраля 1961 г. советскими учеными была запущена
ти до 100 м/с у верхней границы облаков. По содержанию
первая автоматическая станция «Венера-1», которая через три
естественных радиоактивных элементов (уран, торий, калий)
месяца прошла на расстоянии около 100 тыс. км от Венеры и
поверхностные породы на Венере занимают промежуточное
вышла на орбиту спутника Солнца. Радиосвязь с этой станци-
положение между базальтами и гранитами.
ей прекратилась из-за выхода из строя бортовой аппаратуры
на расстоянии от Земли более 3 млн км. В декабре 1962 г. В феврале 1974 года на расстоянии 6 тыс км от Венеры
американская сторона послала в космос зонд «Маринер-2», прошел американский пролетный зонд «Маринер-10», осна-
который прошел от Венеры на расстоянии 35 тыс. км. Уста- щенный телевизионной камерой, ультрафиолетовым спектро-
новленная на его борту аппаратура (радиометр, магнитометр и метром и инфракрасным радиометром. Полученные телевизи-
т. п.) показала, что магнитное поле планеты невелико: магнит- онные изображения облачного слоя использо зались для ис-
ный момент Венеры не превышает 5—10% магнитного поля следования динамики атмосферы. С помощые ультрафиоле-
Земли. Также выяснилось, что радиоизлучение формируется тового спектрометра было измерено количество гелия в ат-
в нижней части атмосферы Венеры, а не в ионосфере, как счи- мосфере.
талось раньше. 1975 год стал новым этапом в научных космических ис-
следованиях. Впервые станции нового поколения «Венера-9»
Начиная с 1965 г. на Венеру была послана целая серия
и «Венера-10» стали искусственными спутник;.ми Венеры, на
«Венер», которые «по шагу» приближались к поверхности
которые со спускаемых аппаратов передавала; ь, а затем рет-
планеты, и в 1967 г. «Венера-4» осуществила спуск аппарата,
ранслировалась на Землю информация. Впервые с планеты
который отделился перед входом автоматической станции в
были переданы панорамные телевизионные изображения, из-
атмосферу. Впервые в истории человечества был проведен
мерены плотность, давление, температура атмосферы, количе-
сеанс радиосвязи, продолжавшийся 93 минуты. Был сделан
ство водяного пара, проведены нефелометрические измере-
химический анализ состава атмосферы, на разных уровнях
ния частиц облаков, измерения освещенности в различных
измерены ее плотность, давление и температура. В результате
Исследования Венеры космическими аппаратами 215

участках спектра. Для измерений характеристик грунта поми- ры возникают электрические поля с напряженностью в сотни
мо гамма-спектрометра использовался радиационный плотно- кВ/м. Возможно, что образованию высокой грозовой актив-
мер. Искусственные спутники позволили получить телевизи- ности способствуют действующие на поверхности Венеры вул-
онные изображения облачного слоя, изучить распределение каны.
температуры по верхней границе облаков, спектры ночного Одновременно с советскими АМС проходила работа аме-
свечения планеты, провести исследования водородной коро- риканского проекта «Пионер-Венера», который включал в себя
ны, многократное радиопросвечивание атмосферы и ионосфе- спутник и четыре атмосферных зонда. На поверхность Вене-
ры, измерение магнитных полей и околопланетной плазмы. ры в четырех различных точках совершили посадку один боль-
шой и три малых зонда (большой и один малый на дневную
Большое интерес вызвали грозы и молнии, происходящие в
сторону, 2 других малых — на ночную поверхность). Задачей
слое облачности. Данные оптических измерений показали, что
эксперимента было исследование структуры, химического со-
энергетические характеристики венерианских молний в 25 раз
става, оптических свойств и теплового режима атмосферы,
превосходят параметры земных молний.
свойств облаков. Были также проведены измерения нейтраль-
Поверхность Веиеры оказалась подобной горячей сухой
ного и ионного состава верхней атмосферы, плазменные и маг-
каменистой пустыне, с выходящими наружу коренными поро-
нитные измерения, исследован рельеф значительной части пла-
дами, которые, вероятнее всего, стали результатом смещений
неты.
в коре, что послужило подтверждением тектонической актив-
ности на планете. В 1982 г. с помощью АМС «Венера-13» и «Венера-14»
В 1978 г. с помощью АМС «Венера-11» и «Венера-12» были впервые получены цветные панорамы поверхности пла-
неты. Спускаемые аппараты провели бурение грунта (при тем-
исследовали химический состав нижней атмосферы планеты
5
пературе 4700° С и давлении у поверхности 93,5-10 Па). Рас-
методами масс-спектрометрии, газовой хроматографии, опти-
каленный грунт, добытый буровой установкой, транспорти-
ческой и рентгеновской спектроскопии. Были измерены ко-
ровался по сложной, системе трубопроводов внутрь прочного
личества азота, окиси углерода, двуокиси серы, водяного пара,
корпуса спускаемого аппарата, где был проведен его химичес-
серы, аргона, неона и определены изотопные отношения арго-
кий анализ. Анализ позволил определить содержание в грунте
на, неона, кислорода, углерода, обнаружены хлор и сера в час-
окислов магния, алюминия, кремния, железа, калия, кальция,
тицах облаков, получены детальные данные по поглощению
титана и магния. Впервые измерялись электропроводность и
солнечного излучения на различных высотах в атмосфере,
механическая прочность грунта, а также был выполнен про-
необходимые для изучения теплового режима. Были зарегис-
стейший сейсмический эксперимент. В программу атмосфер-
трированы импульсы электромагнитного излучения, указы-
ных измерений входило измерение содержания инертных га-
вающие на существование электрических зарядов в атмосфе-
зов — аргона, неона, криптона, ксенона — и большинства их
ре наподобие земных молний. В составе верхней атмосферы
изотопов, которое позволило бы понять процесс формирова-
были обнаружены углекислый газ (96% по объему), азот (4%),
ния атмосферы Венеры.
окись углерода, двуокись серы, кислорода практически не ока-
залось, содержание водяного пара колебалось от 0,1—0,4% под В 1983 г. с помощью АМС «Венера-15» и «Венера-16»
облачными слоями до 15—30% выше них. Наземными спект- были впервые получены радиолокационные изображения се-
верной приполярной области Венеры. На изображениях хо-
роскопическими исследованиями найдены также молекулы
рошо видны кратеры, гряды, возвышенности, крупные разло-
НС1. Температура атмосферы у поверхности планеты (на уров-
мы, горные хребты.
не, соответствующем радиусу 6052 км) составила 735 К, дав-
ление 9 МПа, плотность газа оказалась в GO раз больше, чем в В 1984 г. с интервалом в 6 суток в СССР были запущены
идентичные АМС «Вега-1» и «Вега-2», оборудованные спус-
земной атмосфере.
каемыми аппаратами. Целью запуска явилось изучение кометы
Атмосфера Веиеры до 50 км от поверхности сохраняется

<< Пред. стр.

страница 48
(всего 138)

ОГЛАВЛЕНИЕ

След. стр. >>

Copyright © Design by: Sunlight webdesign