Сайгушкін Руслан

Даний матеріал-досліднаробота учня 2 класу МБОУ "Ліцей №3", члена товариства НОУ учнів. У своїй роботі Руслан досліджує найзагадковішу планету Сонячна системаПлутон і намагається розгадати її загадки.

Завантажити:

Попередній перегляд:

Введение……………………………………………..…………………..2

I. Історія відкриття………………………………………….……..…...3

ІІ. Фізичні характеристики………………...……………..…….3 - 4

ІІІ. Загадки Плутона………………………………………………….4 – 7

1. Загадка перша. Розміри та маса.

2. Загадка друга. Внутрішня будова планети

3. Загадка третя. Поверхня Плутона

4. Загадка п'ята. Супутники.

IV. Заключение………………………………………………………………8

Інформаційні ресурси……………………………………………...…...9

I. ВСТУП

З давніх-давен небо притягувало погляд людини. Адже на небі таїться ще стільки нерозгаданих таємниць! Я дуже люблю дивитись на зоряне небо. Особливо, якщо поряд мама чи тато. Тому, коли на уроці навколишнього світу ми почали вивчати планети, я дуже зрадів. Але на сторінці підручника « Навколишній світ»(Автор А.А. Вахрушев) я виявив протиріччя.(Додаток №1 ) У тексті підручника було написано: «Навколо нашого Сонця звертаються дев'ять планет». А поряд на малюнку Сонячної системи було зображено лише вісім планет. Бракувало Плутона. Вчитель запропонувала мені самостійно розібратися у цій суперечності. Виявилося, що Плутон - найзагадковіша планета сонячної системи. Я подумав, що загадки Плутона будуть цікаві не тільки мені, а й багатьом іншим допитливим хлопцям. Я вирішив їх розгадати.

Перед виконанням роботи я поставила перед собоюмета : вивчити загадки, пов'язані з історією відкриття та дослідження Плутона.

Для досягнення поставленої мети необхідно виконати такізавдання:

1. знайти та вивчити матеріал з відкриття та дослідження Плутона;
2. розгадати загадки, пов'язані з історією відкриття та дослідження Плутона;
3. знайти ними відповіді лише на рівні сучасних знань.

ІІ. ІСТОРІЯ ВІДКРИТТЯ

Ще в початку XIXстоліття англійські вчені припустили, що є ще одна планета Сонячної системи. Існування Плутона передбачив американський астрономПерсіваль Ловелл. Вчені кинули всі сили на пошук дев'ятої планети та дали їй назву «Планета Ікс». Але довести існування небесного тілавчені змогли лише через 90 років.(Додаток №2) Американський вчений Клайд Томбо цілий рік робив знімки нічного неба. Він працював по 14 годин на добу і зумів довести, що Ікс існує. Народився Клайд у сім'ї бідного. Коли йому було 12 років, він уперше глянув у телескоп на Місяць. І з цього моменту розпочалося його захоплення астрономією. Коли Клайд закінчив школу, його однокласники записали до книги випускників пророчу фразу: «Він відкриє новий світ». Далі він вчитися не зміг. Батьки не мали грошей. Але він вирішив сам вивчати астрономію та самостійно зробив телескоп.

Після відкриття нової планетипостало питання: як її назвати? Пропозиції почали надходити з усього світу. Але усі вчені проголосували за пропозицію маленької дівчинки Венеції Берні.(Додаток №3) Венеція цікавилася як астрономією, а й міфологією. Вона вирішила, що це ім'я дуже підходить для такого темного і холодного світу, оскільки Плутон у грецької міфології- Це бог підземного світу, бог пекла.

ІІІ. ФІЗИЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПЛАНЕТИ

Виявляється, Плутон справді складається в основному з каменю та льоду. Лід на поверхні Плутона складається з замерлого метану та азоту з домішками вуглеводню.

Загальні відомості:

1. Macca: 1,3 * 1022кг. (0,0022 маси Землі)
2. Діаметр: 2324 км.
3. Щільність: 2 г/см3
4. Температура: -230oC
5. Довжина доби: 6,4 земної доби
6. Відстань від Сонця(середнє): між 29,65 (мінімальна) і 49,28 (максимальна) (39,4 а.е.)а.е.,на сильно витягнутій елептичній орбіті.
7. Період звернення по орбіті (рік): 247,7 років
8. Швидкість обертання орбітою: 4,7 км/c

Іноді на Плутоні теплішає до мінус 170 градусів, проте більшу частину року там тримається температура мінус 230 за Цельсієм. Оборот навколо Сонця тягнеться на Плутоні 248 років. Ще одне унікальна властивістьпланети - атмосфера там з'являється, то раптом повністю зникає.

IV. ЗАГАДКИ ПЛУТОНУ

Плутон - єдина планета, до якої ще не дісталися земні апарати. Занадто складна місія. По прямій – 6 млрд. км. А це десятиліття шляху у крижаному вакуумі.

Плутон досі залишається загадковим об'єктом. Плутон при відкритті мав блиск зірки 15 зіркової величини. Спостерігати його можна лише у сильні телескопи, а досліджувати – лише з космосу. Які ж загадки зберігати планета ікс?

1. Загадка перша. Розміри та маса. (Додаток №4)

Тривалий час вважали, що розміри та маса Плутона близькі до земних.

У 1955 року припустили, що радіус Плутона 7200 км, маса – 0,9 маси Землі. 1965 року підрахунки вчених зупинилися на 0,11 маси Землі. У 1978 році маса Плутона вже становить лише 0,002 маси Землі, тобто в 6 разів менше маси Місяця. Так поступово Плутон перетворився на « карликову планету»

1. Загадка друга. Внутрішня будова планети. (Додаток №5)

Про внутрішній будовіпланети поки що можна судити лише за величиною її середньої щільності, яка становить 1,7 г/см 3 що вдвічі менше, ніж у Місяця, і втричі, ніж у Землі. Така щільність вказує, що Плутон складається на 1/3 із кам'яних гірських порід і на 2/3 із водного льоду. Вчені лише припускають, що Плутон має мати велике кам'яне ядро ​​діаметром 1 600 км, оточене шаром водного льоду товщиною 400 км. На поверхні планети - кора з льодів різного хімічного складу. Припускають, що між кам'яним ядром та його крижаною оболонкою існує шар рідкої води– глибинний океан. Але це лише припущення.

1. Загадка третя. Поверхня Плутона. (Додаток №6)

Знання про поверхню Плутона поки що теж тільки припущення. Вчені вважають, що Плутон відрізняється від інших планет я найсильнішими холодами – на його поверхні завжди дуже низька температура: від -220 до -240°С. У таких умовах твердне навіть азот. На думку вчених, «якщо колись космічний мандрівник ступить на поверхню Плутона, то перед ним має відкритися краєвид, що нагадує Антарктиду під час полярної ночі, освітлену місячним світлом». Тут вдень у 900 разів темніше, ніж на Землі в ясний полудень, але у 600 разів світліше, ніж у повню вночі, тому опівдні на Плутоні набагато темніше, ніж у хмарні дощові сутінки на Землі. Відсутність хмар дозволяє бачити на небі тисячі зірок навіть у денний час, а саме небо завжди є чорним, оскільки атмосфера вкрай розріджена. Вся поверхня планети вкрита льодом, який зовсім не схожий на земну. Це не звичний для нас водний лід, а заморожений азот, який утворює великі прозорі кристали, що мають кілька сантиметрів у поперечнику – таке собі крижане казкове царство. В цілому поверхня планети має жовтувато-рожевий відтінок. Поверхня Плутона дуже яскрава і відображає 60% сонячного, що падає на неї. При цьому на Плутоні зустрічаються найсильніші перепади яскравості. Тут можна зустріти райони темніші, ніж вугілля, і райони біліші за сніг.

1. Загадка четверта. атмосфера.Атмосферу навколо Плутона виявили зовсім недавно – 1988 року. Вона дуже розряджена. Слабке гравітаційне поле планети малюка не в змозі утримувати атмосферу, і вона постійно випаровується в космос, а на місце молекул приходять нові, що випаровуються з крижаної поверхні. Отже, атмосфера Плутона постійно оновлюється. На жодній із планет такого не відбувається.

Нині на Плутоні «літній» період. А в 2020 році на планеті настане льодовиковий період. Атмосфера на тривалий часзникне.

1. Загадка п'ята. Супутники. (Додаток №7)

1978 року був випадково виявлений супутник Плутона Харон. Супутник має блакитний колір. Припускають, що він складається з кам'яних порід і водного льоду. У травні 2005 року на знімках Плутона вчені виявили дві крихітні тьмяні крапки, які не були ні зірками, ні астероїдами. Вони рухалися довкола Плутона, кожна на своїй відстані. Радість дослідників не мала меж - Плутон має ще двох супутників! Але найцікавіше було попереду. Виявилося, що Харон здійснює один оборот, один із супутників – точно два, а другий – три.

1. Загадка шоста. Статус Плутона.

Плутон був офіційно визнаний планетою Міжнародним астрономічним союзом у травні 1930 року. Тоді вважалося, що він значно більший за розміром.

Наприкінці XX століття з'явилися сумніви, чи є сенс відносити Плутон до великих планет. Наводилися три причини:

1. Усі зовнішні планетиє газовими гігантами, а Плутон – ні.
2. Плутон набагато менше за масою будь-якої планети Сонячної системи.
3. Орбіта Плутона дуже витягнута і перетинає орбіту інший планети – Нептуна.(Додаток №8)

У серпні 2006 року було ухвалено рішення надалі називати Плутон не "планетою", а "карликовою планетою".

Тепер за новою класифікацією у Сонячній системі існуватимуть чотири планети земної групи(Меркурій, Венера, Земля та Марс), стільки ж планет-гігантів (Юпітер, Сатурн, Нептун та Уран) та необмежену кількість планет-карликів.

Думки вчених із цього приводу розділилися. Багато хто вважав це рішення несправедливим. Жителі штатуНью-Мексико, наприклад, оголосили, що на честь Клайда Томбо (він багато років жив у цьому штаті і працював в університеті) Плутон завжди вважатиметься планетою і з 13 березня 2006 року щороку в штаті проходить «день планети Плутон».

Деякі російські вчені також не погоджуються з позбавленням Плутона статусу планети.

IV. ВИСНОВОК

Вчені очікували знайти дуже велику планету, а знайшли крихітну кульку із суміші льоду та азоту. Плутон – єдина планета, якої супутники із Землі поки що не досягли. Але незабаром це станеться. Такий вигляд має американська міжпланетна станція «Нові горизонти».(Додаток № 9) Вона стартувала у 2006 році. А максимальне зближення з Плутоном відбудеться 14 липня 2015 року. Я сподіваюся, що вже через 3 роки люди розгадають усі загадки планети Ікс. Я дуже сподіваюся, що вчені повернуть Плутонові статус планети.

ІНТЕРНЕТРЕСУРСИ

1. http://www.cnews.ru/news/top/index.shtml?2005/02/15/174632
2. http://itw66.ru/blog/space/541.html
3. http://vvv2010.livejournal.com/599322.html
4. http://www.scilog.ru/viewtopic.php?pid=9735

Попередній перегляд:

Щоб користуватися попереднім переглядом презентацій, створіть собі обліковий запис Google і увійдіть до нього:

Допустимо, Землі кінець. Сонце готове ось-ось вибухнути, до планети наближається астероїд розміром із Техас. Великі містанаселені зомбі, а сільській місцевості фермери посилено саджають кукурудзу, оскільки інші посіви гинуть. Потрібно терміново залишати планету, але біда - в районі Сатурна ніяких червоточин не виявлено, а надсвітлових двигунів з далекої-далекої галактикине завезли. До найближчої зірки – понад чотири світлові роки. Чи зможе людство досягти її, маючи в своєму розпорядженні сучасними технологіями? Відповідь не така очевидна.

Навряд чи хтось стверджуватиме, що глобальна екологічна катастрофа, яка поставить під загрозу існування всього життя на Землі, може статися лише у кіно. На планеті неодноразово відбувалися масові вимирання, під час яких гинули до 90% існуючих видів. Земля переживала періоди глобального заледеніння, стикалася з астероїдами, проходила через сплески вулканічної активності

Звичайно, навіть під час самих страшних катастрофжиття ніколи не зникало повністю. Але того ж не скажеш про види, що панували на той момент, які вимирали, звільняючи дорогу іншим. А хто зараз панівний вигляд? Ось-ось.

Цілком імовірно, що можливість залишити рідний дімі вирушити до зір у пошуках нового зможе колись врятувати людство. Однак навряд чи варто сподіватися, що якісь космічні благодійники відкриють нам дорогу до зірок. Варто прикинути, якими є наші теоретичні можливості дістатися до зірок самотужки.

Космічний ковчег

Насамперед на думку спадають традиційні двигуни на хімічній тязі. Зараз чотирьом земним апаратам (всі вони були запущені ще в 1970-х) вдалося розвинути третю космічну швидкість, достатню для того, щоб назавжди залишити Сонячну систему

Найбільш швидкий з них, «Вояджер-1», за минулі з моменту запуску 37 років пішов від Землі на відстань у 130 а. ( астрономічних одиниць, тобто 130 відстаней від Землі до Сонця). Щороку апарат долає приблизно 3,5 а. Відстань до Альфи Центавра – 4,36 світлових років, або 275 725 а. З такою швидкістю апарату знадобиться майже 79 тисяч років, щоб дістатися сусідньої зірки. М'яко кажучи, чекати доведеться довго.

Фото Землі (над стрілочкою) з відстані 6 мільярдів кілометрів зроблене «Вояджером-1». Цю відстань космічний апарат пройшов за 13 років.

Можна знайти спосіб летіти швидше, а можна просто змиритись і летіти кілька тисяч років. Тоді кінцевої точки досягнуто лише далекі нащадки тих, хто вирушив у подорож. Саме в цьому полягає ідея так званого корабля поколінь - космічного ковчега, що є розрахованою на тривалу подорож замкненою екосистемою.

У фантастиці є безліч різних сюжетів про кораблі поколінь. Про них писали Гаррі Гаррісон («Полонений Всесвіт»), Кліффорд Саймак («Покоління, що досягло мети»), Браян Олдісс («Без зупинки»), з більш сучасних письменників - Бернард Вербер («Зоряний метелик»). Досить часто далекі нащадки перших мешканців взагалі забувають про те, звідки вони вилетіли й у чому мета їхньої подорожі. Або навіть починають вважати, що весь існуючий світзводиться до корабля, як, наприклад, розповідається у романі Роберта Хайнлайна «Пасинки Всесвіту». Інший цікавий сюжет показаний у восьмому епізоді третього сезону класичного «Зоряного шляху», де екіпаж «Ентерпрайза» намагається запобігти зіткненню корабля поколінь, чиї мешканці забули про свою місію, і планету, до якої він прямував.

Плюс корабля поколінь у тому, що це варіант вимагатиме принципово нових двигунів. Однак потрібно буде розробити самодостатню екосистему, яка зможе існувати без постачання ззовні протягом багатьох тисяч років. І не варто забувати про те, що люди можуть просто повбивати один одного.

Проведений на початку 1990-х під замкнутим куполом експеримент «Біосфера-2» продемонстрував низку небезпек, які можуть чатувати на людей при таких подорожах. Це і швидкий поділ колективу на кілька угруповань, вороже налаштованих один до одного, і неконтрольоване розмноження шкідників, що викликало нестачу кисню в повітрі. Навіть звичайний вітер, як виявилося, грає найважливішу роль - без регулярного розгойдування дерева стають тендітними та ламаються.

Вирішити багато проблем тривалого польотудопоможе технологія, що занурює людей у ​​тривалий анабіоз. Тоді ні конфлікти не страшні, ні нудьга, та й система життєзабезпечення буде потрібна мінімальна. Головне – забезпечити її енергією на тривалий термін. Наприклад, за допомогою ядерного реактора.

З темою корабля поколінь пов'язаний дуже цікавий парадокс під назвою Wait Calculation («Розрахункове очікування»), описаний вченим Ендрю Кеннеді. Згідно з цим парадоксом, протягом деякого часу після відправлення першого корабля поколінь на Землі можуть бути відкриті нові, більше швидкі способипересування, що дозволить кораблям, що стартують пізніше, обігнати початкових поселенців. Тож не виключено, що на момент прибуття пункт призначення вже буде перенаселений далекими нащадками колонізаторів, які вирушили пізніше.

Установки для анабіозу у фільмі "Чужий".

Верхом на ядерній бомбі

Припустимо, що нас не влаштовує, що до зірок долетять нащадки наших нащадків, і ми хочемо самі підставити обличчя променям чужого сонця. В цьому випадку не обійтися без космічного корабля, здатного розігнатися до швидкостей, які доставлять його до сусідньої зірки за час менше одного людського життя. І тут допоможе стара добра ядерна бомба.

Ідея такого корабля з'явилася ще наприкінці 1950-х. Космічний апарат призначався для польотів усередині Сонячної системи, проте його можна було б використовувати і для міжзоряних подорожей. Принцип роботи такий: за кормою встановлюють потужну броньовану плиту. З космічного апарату в напрямку, протилежному до польоту, рівномірно викидаються малопотужні ядерні заряди, які підриваються на невеликій (до 100 метрів) відстані.

Заряди сконструйовані таким чином, щоб більшість продуктів вибуху направлена ​​в хвіст космічного корабля. Плита, що відбиває, приймає на себе імпульс і передає його кораблю через систему амортизаторів (без неї навантаження будуть згубні для екіпажу). Від пошкодження світловим спалахом, потоками гамма-випромінювання і високотемпературною плазмою плиту, що відбиває, захищає покриття з графітового мастила, яке заново розпорошується після кожного підриву.

Проект NERVA – приклад ядерного ракетного двигуна.

На перший погляд подібна схема здається божевільною, але вона цілком життєздатна. Під час одного з ядерних випробувань на атоле Еніветок за 9 метрів від центру вибуху було розміщено покриті графітом сталеві сфери. Після випробування їх знайшли неушкодженими, що доводить ефективність графітового захисту для корабля. Але підписаний 1963 року «Договір про заборону випробувань ядерної зброї в атмосфері, космічному просторіі під водою» поставив хрест на цій ідеї.

Артур Кларк хотів оснастити космічний корабель Discovery One з фільму «Космічна одіссея 2001 року» чимось на кшталт ядерно-вибухового двигуна. Однак Стенлі Кубрик попросив його відмовитися від ідеї, злякавшись, що глядачі вважатимуть це пародією на його фільм «Доктор Стрейнджлав, або Як я перестав боятися і полюбив атомну бомбу».

Яку ж швидкість можна розвинути за допомогою серії ядерних вибухів? Найбільше відомостей існує про проект вибухольоту «Оріон», який розроблявся наприкінці 1950-х у США за участю вчених Теодора Тейлора та Фрімена Дайсона. 400 000-тонний корабель планувалося розігнати до 3,3% швидкості світла – тоді політ до системи Альфи Центавра тривав би 133 роки. Однак, згідно з нинішніми оцінками, подібним способом можна розігнати корабель до 10% швидкості світла. У такому разі політ триватиме приблизно 45 років, що дозволить екіпажу дожити до прибуття до пункту призначення.

Звісно, ​​будівництво такого корабля – дуже недешева справа. За оцінкою Дайсона, на створення «Оріона» знадобилося б приблизно 3 трильйони доларів у сучасних цінах. Але якщо ми дізнаємося, що нашій планеті загрожуватиме глобальна катастрофа, то, ймовірно, саме корабель із ядерно-імпульсним двигуном стане останнім шансом людства на виживання.

Газовий гігант

Подальшим розвитком ідей "Оріона" став проект безпілотного корабля"Дедал", який розроблявся в 1970-х роках групою вчених із Британського міжпланетного товариства. Дослідники поставили за мету спроектувати безпілотний космічний апарат, здатний протягом людського життя досягти однієї з найближчих зірок, провести наукові дослідженнята передати на Землю отриману інформацію. Головною умовою дослідження було використання в проекті або існуючих або передбачуваних найближчим часом технологій.

Метою польоту була обрана від нас на відстані 5,91 світлового рокузірка Барнарда - у 1970-ті роки вважалося, що навколо цієї зірки обертається кілька планет. Нині ми знаємо, що у цій системі немає планет. Розробники "Дедала" націлилися на створення двигуна, який міг би доставити корабель до пункту призначення за час, що не перевищує 50 років. У результаті вони дійшли ідеї двоступеневого апарату.

Необхідне прискорення забезпечувала серія малопотужних ядерних вибухів, що відбуваються усередині спеціальної рухової установки. Як паливо використовувалися мікроскопічні гранули із суміші дейтерію з гелієм-3, опромінені потоком високоенергетичних електронів. Згідно з проектом, у двигуні мало відбуватися до 250 вибухів за секунду. Соплом служило потужне магнітне поле, яке створюється силовими установками корабля.

За планом перший ступінь корабля працював протягом двох років, розганяючи корабель до 7% швидкості світла. Після цього «Дедал» скидав відпрацьовану рухову установку, позбавляючись більшої частини своєї маси, і запускав другий ступінь, який дозволяв йому розігнатися до остаточної швидкості 12,2% світлової. Це дозволило б досягти зірки Барнарда за 49 років після запуску. Ще 6 років пішло на передачу сигналу Землю.

Повна маса "Дедала" становила 54 тисячі тонн, з яких 50 тисяч припадало на термоядерне пальне. Однак передбачуваний гелій-3 надзвичайно рідко трапляється на Землі - зате його повно в атмосферах газових гігантів. Тому автори проекту припускали видобути гелій-3 на Юпітері за допомогою «плаваючого» в його атмосфері автоматизованого заводу; на весь процес видобутку пішло приблизно 20 років. На тій же орбіті Юпітера передбачалося здійснити остаточне складання корабля, який потім стартував би до іншої зоряної системи.

Самим складним елементому всій концепції "Дедала" був саме видобуток гелію-3 з атмосфери Юпітера. Для цього потрібно було долетіти до Юпітера (що теж не так легко і швидко), заснувати базу на одному із супутників, побудувати завод, десь зберігати паливо… І це вже не кажучи про потужні радіаційні пояси навколо газового гіганта, які додатково ускладнили б життя техніці та інженерам.

Ще одна проблема полягала в тому, що Дедал не мав можливості погасити швидкість і вийти на орбіту зірки Барнарда. Корабель і випущені ним зонди просто б пройшли повз зірку пролітною траєкторією, подолавши всю систему за кілька днів.

Наразі міжнародна група з двадцяти вчених та інженерів, що діє під егідою Британської міжпланетної спільноти, працює над проектом корабля «Ікар». "Ікар" - своєрідний "римейк" Дедала, який враховує накопичені за останні 30 років знання та технології. Один із основних напрямів роботи - пошук інших видів палива, яке можна було б видобути і на Землі.

Зі швидкістю світла

Чи можна розігнати космічний корабель до швидкості світла? Це завдання можна вирішити кількома способами. Найбільш перспективний з них – анігіляційний двигун на антиматерії. Принцип його дії полягає в наступному: антиматерія подається в робочу камеру, де вона входить у зіткнення зі звичайною речовиною, породжуючи керований вибух. Іони, що виникли у процесі вибуху, викидаються через сопло двигуна, створюючи тягу. З усіх можливих анігіляційних двигунів теоретично дозволяє досягти найбільших швидкостей. Взаємодія матерії та антиматерії вивільняє колосальну кількість енергії, а швидкість закінчення частинок, що утворюються в ході цього процесу, близька до світлової.

Але тут постає питання видобутку палива. Сама собою антиречовина вже давно перестала бути фантастикою - вченим вперше вдалося синтезувати антиводень ще в 1995 році. Але видобути його в достатній кількості неможливо. Нині антиматерію можна лише з допомогою прискорювачів частинок. У цьому кількість створюваного ними речовини вимірюється мізерними частками грамів, яке вартість становить астрономічні суми. На одну мільярдну грама антиречовини вченим із Європейського центру ядерних досліджень (того самого, де створили Великий адронний колайдер) довелося витратити кілька сотень мільйонів швейцарських франків. З іншого боку, вартість виробництва поступово зменшуватиметься і в майбутньому може досягти куди більш прийнятних значень.

Крім того, доведеться вигадати спосіб, що дозволяє зберігати антиречовину - адже при зіткненні зі звичайною матерією вона миттєво анігілюється. Одне з рішень - охолоджувати антиречовину до наднизьких температур і використовувати магнітні пастки, що не дозволяють йому торкатися стінок бака. на даний моментрекордний час зберігання антиречовини становить 1000 секунд. Не роки, звичайно, але з урахуванням того, що вперше антиречовину вдалося втримати лише на 172 мілісекунди, прогрес є.

І навіть швидше

Численні фантастичні фільми привчили нас до того, що дістатися інших зоряних систем можна куди швидше, ніж за кілька років. Достатньо включити варп-двигун або гіперпросторовий привід, відкинутися зручніше у кріслі – і вже за кілька хвилин опинитися на іншому краю галактики. Теорія відносності забороняє подорожі зі швидкостями, що перевищують швидкість світла, але водночас залишає лазівки, що дозволяють обійти ці обмеження. Якби могли розірвати чи розтягнути простір-час, то змогли б подорожувати швидше світла, не порушуючи жодних законів.

Розрив простору більш відомий як кротова нора, або червоточина. Фізично вона є тунелем, що зв'язує дві віддалені області простору-часу. Чому б не використовувати такий тунель для подорожі у далекий космос? Справа в тому, що створення подібної кротової нори вимагає наявності в різних точках всесвіту двох сингулярностей (це те, що знаходиться за горизонтом подій чорних дірок, - фактично гравітація в чистому вигляді), які зможуть розірвати простір-час, створивши тунель, що дозволяє мандрівникам. зрізати» шлях через гіперпростір.

Крім того, для підтримки подібного тунелю у стійкому стані необхідно, щоб він був заповнений екзотичною матерією негативною енергією, - А існування подібної матерії досі не доведено. У будь-якому випадку, створити кротову норупід силу лише надцивілізації, яка на багато тисяч років випереджатиме нинішню в розвитку і чиї технології на наш погляд будуть схожі на чари.

Другий, доступніший варіант - «розтягування» простору. 1994 року мексиканський фізик-теоретик Мігель Алькуб'єрре припустив, що можна змінити його геометрію, створивши хвилю, що стискає простір попереду корабля і розширює його ззаду. Таким чином зореліт виявиться в «бульбашці» викривленого простору, який сам рухатиметься швидше за світло, завдяки чому корабель не порушить фундаментальних фізичних принципів. За словами самого Алькуб'єрре, .

Щоправда, сам учений вважав, що реалізувати подібну технологію на практиці буде неможливо, тому що для цього буде потрібно колосальну кількість маси-енергії. Перші обчислення давали значення, що перевищують масу всієї існуючого Всесвіту, Наступні уточнення зменшили її до «лише» юпітеріанської.

Але у 2011 році Гарольд Уайт, який очолює дослідницьку групу Eagleworks при NASA, провів розрахунки, які показали, що якщо змінити деякі параметри, то для створення міхура Алькуб'єрре може знадобитися значно менше енергії, ніж вважалося раніше, і переробляти цілу планету вже не потрібно. Зараз гурт Уайта опрацьовує можливість «бульбашки Алькуб'єрре» на практиці.

Якщо в експериментів будуть результати, це стане першим маленьким кроком до того, щоб створити двигун, що дозволяє подорожувати в 10 разів. швидше швидкостісвітла. Зрозуміло, космічний апарат, що використовує міхур Алькуб'єрре, вирушить у подорож через багато десятків, а то й сотень років. Але сама перспектива того, що таке справді можливо, вже захоплює дух.

Політ «Валькірії»

Практично всі пропоновані проекти зорельотів мають одну істотну ваду: вони важать десятки тисяч тонн, і їх створення вимагає величезну кількістьзапусків та складальних операцій на орбіті, що збільшує вартість будівництва на порядок. Але якщо людство все ж навчиться отримувати велика кількістьантиматерії, у нього з'явиться альтернатива цим громіздким конструкціям.

У 1990-х роках письменник Чарльз Пелегріно та фізик Джим Пауелл запропонували проект зорельота, відомий як «Валькірія». Його можна описати як щось на зразок космічного тягача. Корабель є зв'язкою з двох анігіляційних двигунів, з'єднаних між собою надміцним тросом довжиною 20 кілометрів. У центрі зв'язки є кілька відсіків для екіпажу. Корабель використовує перший двигун, щоб набрати швидкість, близьку до світлової, а другий – щоб погасити її при виході на орбіту навколо зірки. Завдяки використанню троса замість жорсткої конструкції маса корабля становить лише 2100 тонн (для порівняння, маса МКС – 400 тонн), з яких 2000 тонн припадають на двигуни. Теоретично такий корабель може розігнатися до швидкості 92% від швидкості світла.

Модифікований варіант даного корабля, названий Venture Star, показаний у фільмі «Аватар» (2011), одним із наукових консультантів якого був саме Чарльз Пелегріно. Venture Star вирушає у подорож, розганяючись за допомогою лазерів та 16-кілометрового сонячного вітрила, після чого гальмує у Альфи Центавра за допомогою двигуна на антиматерії. На зворотному шляху послідовність змінюється. Корабель здатний розігнатися до 70% швидкість світла і долетіти до Альфа Центавра менш як за 7 років.

Без палива

Як існуючі, так і перспективні ракетні двигунимають одну проблему - паливо завжди становить більшу частину їхньої маси на старті. Проте є проекти зорельотів, яким взагалі не треба буде брати із собою паливо.

У 1960 році фізик Роберт Бассард запропонував концепцію двигуна, який використав би водень, що знаходиться в міжзоряному просторі, як пальне для термоядерного двигуна. На жаль, незважаючи на всю привабливість ідеї (водень - найпоширеніший елемент у Всесвіті), у неї є низка теоретичних проблем, починаючи від способу збирання водню і закінчуючи розрахунковою. максимальною швидкістюяка навряд чи перевищить 12% світловий. Отже, до системи Альфа Центавра доведеться летіти мінімум півстоліття.

Інша цікава концепція – застосування сонячного вітрила. Якщо побудувати на земній орбіті або на Місяці величезний надпотужний лазер, його енергію можна було б використати, щоб розігнати оснащений гігантським сонячним вітрилом зореліт до досить великих швидкостей. Щоправда, за розрахунками інженерів, щоб надати пілотованому кораблю масою 78 500 тонн швидкість половини світлової, буде потрібно сонячне вітрило діаметром 1000 кілометрів.

Ще одна очевидна проблема зорельоту із сонячним вітрилом полягає в тому, що його потрібно якось загальмувати. Одне з її рішень - при підльоті до мети випустити за зорельотом друге, менше за розмірами вітрило. Основний же від'єднається від корабля і продовжить самостійну подорож.

***

Міжзоряна подорож – дуже складне та дороге підприємство. Створити корабель, здатний за відносно невеликий термін покрити космічну відстань, - одне з найграндіозніших завдань, що стоять перед людством у майбутньому. Звичайно, це вимагатиме зусиль кількох держав, якщо не всієї планети. Зараз це здається утопією - в урядів дуже багато турбот і дуже багато способів витратити гроші. Політ на Марс у мільйони разів простіше польоту до Альфи Центавра - і проте навряд чи зараз хтось ризикне назвати рік, коли він все ж таки відбудеться.

Пожвавити роботи в цьому напрямку може або глобальна небезпека, що загрожує всій планеті, або створення єдиної планетарної цивілізації, яка зможе подолати внутрішні чвари і захоче покинути свою колиску. Час для цього ще не настав – але це не означає, що він не прийде ніколи.

Нова планета дістала своє ім'я 1 травня 1930 року. З безлічі варіантів астрономи Лоуелівської обсерваторії обрали запропоноване 11-річною англійською дівчинкою з Оксфорда ім'я бога підземного світу, в якому так само темно, як і на найдальшій планеті. У грецькій і римській міфологіях Плутон вважається братом Зевса-Юпітера і Посейдона-Нептуна, сином Кроноса-Сатурна, тож поруч із сусідніми планетами це ім'я виявилося цілком у «своєму колі» (і до того ж перегукується з ініціалами Персіваля Лоуелла). Згодом з'ясувалося, що ще 1919 року французький астроном Рейно пропонував назвати ще не відкриту на той час дев'яту планету Плутоном, але до 1930 року про його пропозицію забули. Незважаючи на гучне ім'я, новачок виглядав у компанії планет-гігантів чужорідним тілом. Розмір Плутона був явно менший, ніж у Землі, і в десятки разів менший, ніж у чотирьох великих газово-крижаних планет, розташованих, як і Плутон, у зовнішній частині Сонячної системи. Зараз діаметр Плутона визначений досить точно, він дорівнює 2390 км, що становить 2/3 діаметра Місяця. Це не тільки найдальша, а й найменша з планет. Навіть серед супутників інших планет Плутон опинився лише на восьмому місці після Ганімеда, Титану, Каллісто, Іо, Місяця, Європи та Тритона. Щоправда, він у 2,5 рази більший за Цереру - найбільший об'єкт з головного поясу астероїдів, розташований між Марсом і Юпітером. Площа поверхні Плутона 17,9 млн. км 2 , що можна порівняти з територією Росії. Незвичайною виявилася і орбіта Плутона - вона дуже витягнута, тому відстань від Плутона до Сонця змінюється майже вдвічі - від 30 до 50 астрономічних одиниць (1 а. е. дорівнює відстані від Землі до Сонця, приблизно 150 млн. км), тоді як у решти восьми планет орбіти майже кругові. З іншого боку, орбіта Плутона розташована під значним кутом (17°) до площині орбіт інших планет. Виходить, що дев'ята планета за жодними параметрами не вписується в досить струнку картину решти Сонячної системи, тому Плутон навіть пропонують вважати не планетою, а астероїдом. Доба на Плутоні в 6,4 рази довша за земну, а сила тяжкості в 15 разів менша, ніж на Землі. Маса цієї планети-крихти в 480 разів менша за масу Землі.

Ландшафти із азотного льоду.

Ч ем Плутон відрізняється з інших планет, то це найсильнішими холодами - з його поверхні завжди надзвичайно низька температура: від –220 до –240°С. У таких умовах твердне навіть азот. Якщо колись космічний мандрівник ступить на поверхню Плутона, перед ним має відкритися пейзаж, що нагадує Антарктиду під час полярної ночі, освітлену місячним світлом. Однак на Плутоні такій мороку відповідає денний час доби. Сонце виглядає на небі як велика зірка з ледь помітним диском, у 20 млн. разів яскравіша за Сіріуса. Тут вдень у 900 разів темніше, ніж на Землі в ясний полудень, проте у 600 разів світліше, ніж у повню вночі, тому опівдні на Плутоні набагато темніше, ніж у хмарні дощові сутінки на Землі. Відсутність хмар дозволяє бачити на небі тисячі зірок навіть у денний час, а саме небо завжди є чорним, оскільки атмосфера вкрай розріджена. Вся поверхня планети вкрита льодом, який зовсім не схожий на земну. Це не звичний нам водний лід, а заморожений азот, який утворює великі прозорі кристали, що мають кілька сантиметрів у поперечнику – таке собі крижане казкове царство. Усередині цих кристалів заморожено у вигляді якогось «твердого розчину» невелика кількість метану (зазвичай його називають природним газом – це той газ, який разом із пропаном та бутаном горить у нас на кухні). У деяких районах Плутона на поверхню виходить водний лід і навіть трохи льоду монооксиду вуглецю ( чадного газу). В цілому поверхня планети має жовтувато-рожевий відтінок, який надають їй частинки складних органічних сполук, що осідають з атмосфери, що утворюються з атомів вуглецю, азоту, водню і кисню під впливом сонячного світла.

Поверхня Плутона дуже яскрава і відображає 60% сонячного світла, що падає на неї, тому перші оцінки його діаметра виявилися завищеними. При цьому на Плутоні зустрічаються найсильніші перепади яскравості. Тут можна зустріти райони темніші, ніж вугілля, і райони біліші за сніг. Про внутрішню будову планети поки що можна судити лише за величиною її середньої щільності, що становить 1,7 г/см 3 , що вдвічі менше, ніж у Місяця, і втричі, ніж у Землі. Така щільність показує, що Плутон складається з 1/3 з кам'яних гірських порід і 2/3 з водного льоду. Якщо матеріал розділений на оболонки (що найімовірніше), то Плутон має мати велике кам'яне ядро ​​діаметром 1 600 км, оточене шаром водного льоду товщиною 400 км. На поверхні планети - кора з льодів різного хімічного складу, головна рольв якій відведено азотному льоду. Не виключено, що між кам'яним ядром і його крижаною оболонкою існує шар рідкої води - глибинний океан, подібний до тих, які найімовірніше є на трьох великих супутниках Юпітера - Європі, Ганімеді і Каллісто.

Питання: розставте пропозиції таким чином, щоб вийшов текст. і визначте до якого стилю мови він відноситься 1. тут же, на найвіддаленішій планеті Сонячної системи, він разом із замороженим азотом та іншими хімічними сполукамиутворює царство льоду та холоду. 2.справа в тому, що ця планета відрізняється від інших планет Сонячної системи тим, що на її поверхні надзвичайно низька температура від -220 до -240 градусів 3. якщо колись космічний мандрівник ступить на поверхню Плутона, то перед ним повинен відкритися пейзаж , що нагадує Антарктиду під час полярної ночі. 4.це той самий газ, який разом із пропаном і бутаном горить у нас на кухні 5.всередині цих кристалів заморожено у вигляді якогось твердого розчину невелика кількість метану 6.у таких умовах атмосферний газ охолоджується і конденсується на поверхні у вигляді інею:затвердіває навіть азот, який утворює великі прозорі кристали, що мають кілька сантиметрів у поперечнику

розставте речення таким чином, щоб вийшов текст. і визначте до якого стилю мови він відноситься 1. тут же, на найвіддаленішій планеті Сонячної системи, він разом із замороженим азотом та іншими хімічними сполуками утворює царство льоду та холоду. 2.справа в тому, що ця планета відрізняється від інших планет Сонячної системи тим, що на її поверхні надзвичайно низька температура від -220 до -240 градусів 3. якщо колись космічний мандрівник ступить на поверхню Плутона, то перед ним повинен відкритися пейзаж , що нагадує Антарктиду під час полярної ночі. 4.це той самий газ, який разом із пропаном і бутаном горить у нас на кухні 5.всередині цих кристалів заморожено у вигляді якогось твердого розчину невелика кількість метану 6.у таких умовах атмосферний газ охолоджується і конденсується на поверхні у вигляді інею:затвердіває навіть азот, який утворює великі прозорі кристали, що мають кілька сантиметрів у поперечнику

Відповіді:

3, 2, 6, 5, 4 1, науковий

Схожі питання

• 1) прямокутної трапеції ABCD (кут D-прямий) утворює з основою AD кут, що дорівнює 45 градусам. Висота трапеції дорівнює її меншому підставі. Знайдіть основу AD, якщо основа BC дорівнює 7 см. 2) У прямокутній трапеції ABCD (кут D-прямий) гострий кутдорівнює 30 градусів. Знайдіть кут AQN, утворений бісектрисами кутів A і C 3) У трапеції ABCD сторони AB, BC, CD рівні. Основа AD вдвічі більша за основу BC. Знайдіть кут CDA
• Який кут між осями атомів вуглецю, якщо вони утворюють: sp^(2) гібридні орбіталі sp гібридні зв'язки sp гібридні і не гібридні p орбіталі
• Чому Одіссея називають богорівним?
• 1)3 наступних натуральних числа за числом b 2)3 попередніх числа до числа a 3)3 наступних непарних числа починаючи з непарного числа a
• Зробіть пліз))) 1.Слообразовательный розбір слова і розбір за складом слів: довгих, очками 2. Морфологічний розбір слова слова: положення

У 1992 році 86-річний професор астрономії Клайд Томбо з неприхованим хвилюванням читав лист, отриманий ним з Національного управлінняСША з аеронавтики та космосу. Цей листок паперу виявився вагомішим за будь-які наукові нагороди. Адже із заданим у ньому питанням не можна було звернутися до жодної іншої людини у світі. NASA питала дозволу на відвідування Плутона планети, яку відкрив Томбо. Це сталося ще в 1930 році, коли він був 24-річним лаборантом у Ловелловській обсерваторії у Флагстаффі, на гірському плато штату Арізона. Читаючи листа, старий астроном виразно відчув, що йдеться, Не просто про одну з планет, а саме про його планету, яка стала відома людям завдяки його працям. Лист був, звичайно, лише даниною поваги до зробленого ним наукового відкриття. Тим не менш, підтримуючи гру, Томбо дав згоду, і NASA приступила до проектування польоту автоматичної станції до найдальшої планети Сонячної системи.

Відкриття лаборанта Томбо

Дев'яту планету Сонячної системи шукали чверть століття та виявили лише у 1930 році. Виникла певна закономірність - кожен вік відкривається по одній планеті: у XVIII столітті був виявлений Уран, в XIX - Нептун, а в XX - Плутон. Цього разу доля виявилася прихильною до молодій людинібез астрономічної освіти, яка встигла опрацювати в обсерваторії лише кілька місяців. Щоправда, це були місяці напруженої праці, щоночі він фотографував небо через телескоп, ділянку за ділянкою, повторюючи зйомку з інтервалом у кілька діб. Вдень він ретельно переглядав сотні зірок на отриманих фотопластинках, намагаючись відшукати серед них нову планету. Ця жахливо одноманітна робота успішно завершилася в другій половині дня 18 лютого 1930 року, коли 24-річний лаборант Клайд Томбо увійшов до кабінету директора Лоуеллівської обсерваторії Весто Слайфера і сказав: «Я думаю, я знайшов вашу планету Ікс». Через багато років Томбо, який став всесвітньо відомим астрономом і професором університету, згадував, що при цьому він страшенно хвилювався і піт прямо-таки стікав з його долонь.

Слайфер та інші досвідчені астрономи відразу почали перевіряти знахідку, зроблену за фотографіями нічного неба. Вони кинулися до млинця-компаратора, за яким в останні місяці працював Томбо, і стали знімати знімки, зроблені ним у різні дні. Цей прилад дозволяв порівнювати два знімки, поперемінно спостерігаючи один, інший. Швидко перекидаючи за допомогою важеля дзеркальну заслінку, астрономи ніби поєднували два кадри, відшукуючи зображення планети, що стрибає через її рух, на тлі нерухомих зірок. Того дня ляскання заслінки та клацання важеля не затихали під куполом обсерваторії до глибокої ночі. Перевірка тривала, нову планету виявили ще на кількох фотопластинках, причому деякі з них були отримані ще в 1915 році! Нарешті, 13 березня було зроблено офіційне оголошення про її відкриття. Дату обрали навмисно день народження Персіваля Лоуелла, який заснував цю обсерваторію на високогірному плато в штаті Арізона поблизу міста Флагстаффа. У 1905 році Лоуелл приступив до систематичних пошуків «планети Ікс», як він називав невідому планету, розташовану далі, ніж Нептун. Сам він не дожив до її виявлення, але його ініціали PL стали назавжди з нею пов'язані, оскільки поєднанням цих букв утворено астрономічний знак для позначення Плутона. За своє відкриття Клайд Томбо у 1931 році був нагороджений лондонським Королівським астрономічним товариством медаллю та премією 25 фунтів стерлінгів (за купівельною спроможністю зараз це приблизно 1 500 доларів). Він також отримав від штату Канзас стипендію для навчання у місцевому університеті. Незадовго до відкриття нової планети Томбо закінчив сільську школу в Канзасі, а потім виїхав до Арізони працювати в обсерваторії. Видно, не дарма назва Канзас на місцевому говірці означає «Велике небо».

Незвичайна орбіта

Нова планета дістала своє ім'я 1 травня 1930 року. З безлічі варіантів астрономи Лоуелівської обсерваторії обрали запропоноване 11-річною англійською дівчинкою з Оксфорда ім'я бога підземного світу, в якому так само темно, як і на найдальшій планеті. У грецькій і римській міфологіях Плутон вважається братом Зевса-Юпітера і Посейдона-Нептуна, сином Кроноса-Сатурна, тож поруч із сусідніми планетами це ім'я виявилося цілком у «своєму колі» (і до того ж перегукується з ініціалами Персіваля Лоуелла). Згодом з'ясувалося, що ще 1919 року французький астроном Рейно пропонував назвати ще не відкриту на той час дев'яту планету Плутоном, але до 1930 року про його пропозицію забули. Незважаючи на гучне ім'я, новачок виглядав у компанії планет-гігантів чужорідним тілом. Розмір Плутона був явно менший, ніж у Землі, і в десятки разів менший, ніж у чотирьох великих газово-крижаних планет, розташованих, як і Плутон, у зовнішній частині Сонячної системи. Зараз діаметр Плутона визначений досить точно, він дорівнює 2390 км, що становить 2/3 діаметра Місяця. Це не тільки найдальша, а й найменша з планет. Навіть серед супутників інших планет Плутон опинився лише на восьмому місці після Ганімеда, Титану, Каллісто, Іо, Місяця, Європи та Тритона. Щоправда, він у 2,5 рази більший за Цереру — самого великого об'єктуз головного поясу астероїдів, розташованого між Марсом та Юпітером. Площа поверхні Плутона 17,9 млн. км 2 , що можна порівняти з територією Росії. Незвичайною виявилася і орбіта Плутона вона дуже сильно витягнута, тому відстань від Плутона до Сонця змінюється майже вдвічі від 30 до 50 астрономічних одиниць (1 а. е. дорівнює відстані від Землі до Сонця, приблизно 150 млн. км), тоді як у решти восьми планет орбіти майже кругові. З іншого боку, орбіта Плутона розташована під значним кутом (17°) до площині орбіт інших планет. Виходить, що дев'ята планета за жодними параметрами не вписується в досить струнку картину решти Сонячної системи, тому Плутон навіть пропонують вважати не планетою, а астероїдом. Доба на Плутоні в 6,4 рази довша за земну, а сила тяжкості в 15 разів менша, ніж на Землі. Маса цієї планети-крихти в 480 разів менша за масу Землі.

Ландшафти із азотного льоду

Чим Плутон відрізняється від інших планет, так це найсильнішими холодами на його поверхні завжди надзвичайно низька температура: від 220 до 240°С. У таких умовах твердне навіть азот. Якщо колись космічний мандрівник ступить на поверхню Плутона, перед ним має відкритися пейзаж, що нагадує Антарктиду під час полярної ночі, освітлену місячним світлом. Однак на Плутоні такій мороку відповідає денний час доби. Сонце виглядає на небі як велика зірказ ледве помітним диском, у 20 млн. разів яскравіша, ніж Сіріус. Тут вдень у 900 разів темніше, ніж на Землі в ясний полудень, проте у 600 разів світліше, ніж у повню вночі, тому опівдні на Плутоні набагато темніше, ніж у хмарні дощові сутінки на Землі. Відсутність хмар дозволяє бачити на небі тисячі зірок навіть у денний час, а саме небо завжди є чорним, оскільки атмосфера вкрай розріджена. Вся поверхня планети вкрита льодом, який зовсім не схожий на земну. Це не звичний нам водний лід, а заморожений азот, який утворює великі прозорі кристали, що мають кілька сантиметрів у поперечнику – таке собі крижане казкове царство. Усередині цих кристалів заморожено у вигляді якогось «твердого розчину» невелика кількість метану (зазвичай його називають природним газом – це той газ, який разом із пропаном та бутаном горить у нас на кухні). У деяких районах Плутона на поверхню виходить водяний лід і навіть трохи льоду монооксиду вуглецю (чадного газу). В цілому поверхня планети має жовтувато-рожевий відтінок, який надають їй частинки складних, що осідають з атмосфери. органічних сполук, що утворюються з атомів вуглецю, азоту, водню та кисню під впливом сонячного світла

Поверхня Плутона дуже яскрава і відображає 60% сонячного світла, що падає на неї, тому перші оцінки його діаметра виявилися завищеними. При цьому на Плутоні зустрічаються найсильніші перепади яскравості. Тут можна зустріти райони темніші, ніж вугілля, і райони біліші за сніг. Про внутрішню будову планети поки що можна судити лише за величиною її середньої щільності, що становить 1,7 г/см 3 , що вдвічі менше, ніж у Місяця, і втричі, ніж у Землі. Така щільність показує, що Плутон складається з 1/3 з кам'яних гірських порід і 2/3 з водного льоду. Якщо матеріал розділений на оболонки (що найімовірніше), то Плутон має мати велике кам'яне ядро ​​діаметром 1 600 км, оточене шаром водного льоду товщиною 400 км. На поверхні планети кора з льодів різного хімічного складу, головна роль в якій відведена азотному льоду. Не виключено, що між кам'яним ядром і його крижаною оболонкою існує шар рідкої води - глибинний океан, подібний до тих, які найімовірніше є на трьох великих супутниках Юпітера - Європі, Ганімеді та Каллісто.

Газова вуаль планети

Атмосферу навколо Плутона виявили порівняно недавно в 1988 році, коли планета в процесі свого руху закрила одну з далеких зірок і заслонила собою світло, що йде від неї. Атмосферний тискна Плутоні нікчемне - 0,3 паскаля, що у три сотні тисяч разів менше, ніж на Землі. Проте навіть у такій розрідженій атмосфері можуть дмухати вітри, виникати серпанки і відбуватися. хімічні реакції. Не виключено, що є й іоносфера - шар електрично заряджених частинок у верхній частині атмосфери. Передбачається, що газова оболонка Плутона складається з азоту з домішкою метану та чадного газу, оскільки льоди цих речовин виявлені на поверхні планети шляхом спектроскопічних спостережень. Слабке гравітаційне поле планети-малютки не в змозі утримувати атмосферу, і вона постійно випаровується в космос, а на місце молекул приходять нові, що випаровуються з крижаної поверхні. Таким чином, атмосфера Плутона нагадує кометну, яка «втікає» від ядра комети. На жодній із планет такого не відбувається, принаймні, в таких значних масштабах, як на Плутоні, де атмосфера, по суті, постійно оновлюється.

На Плутоні дуже холодно, середня температура там 230°С. На нічній стороні планети значно холодніше, ніж на денній, тому атмосферний газ там охолоджується і конденсується на поверхні у вигляді інею. Найбільші ж зміни атмосфери Плутона відбуваються при зміні пір року. Збільшення температури азотного льоду лежить на поверхні планети лише на два градуси призводить до зростання маси атмосфери вдвічі. Зараз на Плутоні якраз «літній» період: планета пройшла найближчу до Сонця точку своєї орбіти у 1989 році і все ще перебуває у «теплій» частині орбіти. Щоправда, через віддаленість і великий коефіцієнт відображення Плутон отримує на одиницю поверхні в 1500 разів менше сонячного тепла, ніж Земля. Коли ж Плутон пересунеться за своєю сильно витягнутою орбітою на більш далеку відстань, то нагрівання Сонцем зменшиться майже втричі, температура суттєво впаде і настане глобальна зима, сезонний льодовиковий період. Гази сконденсуються і випадуть поверхню Плутона як кристалів льоду. Атмосфера тривалий час зникне. Таке не відбувається більше на жодній із планет. У 2015 році під час прольоту автоматичної станції New Horizons на планеті за плутоновими мірками все ще буде тепло. У Південній півкулінастане полярний день, а половина Північної півкуліпорине в темряву полярної ночі. Тому можна очікувати, що атмосфера ще не вимерзне і космічному апарату буде вивчати не тільки на поверхні Плутона, а й у його газовій оболонці.

Дорогі полярні ночі

Сезонні зміни на Плутоні відбуваються за великі проміжки часу. Один оберт навколо Сонця триває 248 земних років - такий плутонів рік. Довгі на цій планеті і доба - один оберт навколо осі відбувається за 6,4 земних діб. Тож у плутоновому році приблизно 14 160 плутонових діб. З часу відкриття планети за її календарем пройшла лише третина року, а за земним рахунком набігло майже 76 років. Кожна з пори року триває на Плутоні по 62 земні роки. На відміну від усіх планет, крім Урана, вісь обертання Плутона відхилена від положення, перпендикулярного площині орбіти, на 60°, тому його рух схожий на перекочування колобка з боку на бік, тоді як усі планети рухаються як дзиги, обертаючись навколо осі, майже перпендикулярної площину руху. Такий сильний нахил Плутона призводить до того, що полярна ніч і полярний день там не обмежуються, як на Землі, лише районами біля полюсів, а простягаються майже наполовину кожної півкулі від полюса до 30-го градуса відповідної широти. На Землі це призвело б до зміщення полярного кола з північних околиць Європи та Азії на Мексику, Флориду, Канарські острови та Єгипет, а полярна ніч охопила всю Європу, Росію, Японію, США і Канаду.

Підказки Харона

За перші 48 років після відкриття Плутона про нього вдалося дізнатися мало. Навіть його розмір і маса були визначені дуже невпевнено - дані про діаметр розрізнялися в п'ять разів. Становище різко змінилося 1978 року, коли виявилося, що Плутон має супутник. Його відкрив астроном Джеймс Крісті, проводячи спостереження на станції Військово-морської обсерваторії США, розташованої у Флагстаффі в тому самому місті, де в 1930 році був відкритий і сам Плутон. Для «компаньйона» дев'ятої планети Крісті запропонував ім'я Харон так у грецькій міфології називали перевізника, який доставляє душі померлих через річку, що тече навколо підземного царства Плутона. З відкриттям супутника з'явилися дані, необхідні точного обчислення маси Плутона.

Діаметр супутника 1 205 км, а його щільність 1,7 г/см 3 така сама, як у Плутона. Якщо розташувати Харон і Плутон поруч пліч-о-пліч, то їх спільний діаметр виявиться практично збігається з діаметром Місяця. Атмосфера у Харона відсутня. Супутник має блакитний колір, чим різко відрізняється від жовтуватого Плутона. Особливості спектру світла, що відображається, приводять до висновку, що Харон покритий водним льодом, а не метаново-азотним, як Плутон. В цілому ж Харон, виходячи з його щільності, повинен складатися на 1/3 кам'яних порід і на 2/3 водного льоду. Ці компоненти можуть бути розподілені двома способами: як досить однорідної суміші(куля з кам'яно-крижаної «каші», покрита тонкою крижаною корою) або ж у вигляді окремих оболонок (кам'яне ядро ​​діаметром 800 км, оточене шаром льоду товщиною 200 км). Маса Харона складає 1/5 маси Плутона, що унікально - у жодної планети немає супутника з настільки великою відносною масою. Плутон і Харон навіть називають подвійною планетою, маси компонентів якої можна порівняти за величиною.

Повна синхронізація

Відстань від Харона до планети невелика | 19 600 км, тому уявний космічний мандрівник побачив би з поверхні Плутона супутник-велетень, який займає в 7 разів більше місця, ніж Місяць на земному небосхилі. А з Харона здаватиметься, що Плутон, що нависає над горизонтом, ось-ось звалиться на свій супутник — адже діаметром Плутон у небі над Хароном у 14 разів більше, ніж Місяць на нашому небі. Однак милуватися такими картинами можна тільки з однієї півкулі як на Плутоні, так і на його супутнику. Справа в тому, що ці два небесні об'єкти знаходяться в повному гравітаційному резонансі Харон завжди розташований у площині екватора Плутона і робить один оберт навколо планети за 6,4 земних діб, точно за такий самий час, як і Плутон навколо своєї осі. Тому Харон видно тільки з однієї півкулі Плутона, причому сам він теж повернутий до планети завжди однією півкулею і постійно розташований в одній і тій же точці на небосхилі, нікуди не зрушуючи. Наш Місяць теж завжди звернений до Землі тільки однією стороною, але на відміну від Харона він рухається по небосхилу: з'являється через обрій, а потім заходить за нього. З точки на екваторі Плутона, що знаходиться строго під Хароном, супутник видно в зеніті і поступово опускається до горизонту, у міру відходу спостерігача в півкулю, позбавлену можливості бачити Харон, а з полюсів він завжди видно біля самого горизонту. За час плутонової доби картина на небі мало змінюється - воно постійно чорне, на відміну від поверхні планети, яка вдень трохи світліша завдяки скупому сонячному освітленню. Найбільш мінлива деталь на небі Плутона - це Харон, який протягом плутонової доби освітлюється з різних сторін, набуваючи вигляду то повного місяця, то півмісяця. Ця мінливість нагадує фази нашого Місяця з тією лише різницею, що «місяць» над Плутоном ніколи не залишає свого місця. Все сказане відноситься і до вигляду Плутона з поверхні Харона: планета постійно маячить в одній точці неба над Хароном і звернена до нього тільки однією півкулею. Меридіан, що проходить через центр цієї півкулі, прийнятий за «плутонів Грінвіч» нульовий меридіан, від якого ведеться відлік довготи. З протилежної півкулі Плутона його супутник ніколи не видно, так само як неможливо побачити і сам Плутон з далекої від нього півкулі Харона.

Супутники-ліліпути

Велике астрономічне відкриття, пов'язане з Плутоном, відбулося наприкінці 2005 року, коли автоматична станція New Horizons вже перебувала на космодромі в очікуванні старту цієї планети. 31 жовтня Міжнародна астрономічна спілка розмістила в мережі Інтернет повідомлення про відкриття, зроблене групою американських астрономів, які виявили у Плутона відразу два нових супутники. Напередодні польоту до Плутона учасники майбутніх досліджень ретельно аналізували всі знімки цієї планети, зроблені космічним телескопом «Хаббл», що знаходиться на орбіті навколо Землі. І сам Плутон, і його великий супутник Харон виглядають на них маленькими точками, проте вченим вдалося розпізнати на одному зі знімків, зробленому ще в травні 2005 року, дві зовсім крихітні тьмяні крапки, які не були ні зірками, ні будь-якими з астероїдів транснептунового поясу Яка була радість дослідників, коли вони виявили ще один знімок, зроблений через три дні після першого, де ці точки були вже в іншому розташуванні. Характер їхнього переміщення показав, що вони рухаються навколо Плутона, кожна на своїй відстані. При ревізії, що відбулася після цього, більш старих знімків було знайдено ще один, зроблений у 2002 році, який підтвердив знахідку. Щоправда, на старому знімку ці супутники помітні як дуже слабкі плями. Щоб остаточно переконатися в тому, що виявлені об'єкти дійсно є супутниками Плутона, намічено провести в лютому 2006 року за допомогою телескопа «Хаббл» серію спостережень, спеціально присвячених цим крихітним супутникам. За нинішніми даними, вони мають в діаметрі від 110 до 160 км і розташовані на відстанях 50 і 65 тис. км від планети набагато далі, ніж Харон. В результаті цієї знахідки Плутон ще раз показав свою унікальність, ставши єдиним серед транснептунових об'єктів володарем більш ніж одного супутника. Можливо, що цією трійцею справа не закінчиться, оскільки програма станції New Horizons передбачає пошук ще менших супутників Плутона діаметром аж до 1 км.

На краю Ойкумени

Плутон розташований від Землі в 40 разів далі, ніж Сонце. Це єдина планета, до якої досі не було спрямовано жодної космічної станції. Підготовка польоту до Плутона почалася ще в 1989 році, але одна за одною п'ять програм було скасовано NASA на ранніх стадіях, коли ще не встигали розробити навіть ескіз космічного апарату. Нарешті 2001 року на черговому проекті таки зупинилися і довели його до втілення. Автоматична станція New Horizons («Нові горизонти») має вирушити до Плутона в середині січня 2006 року. Її назва добре відображає завдання польоту: дослідити найменш вивчену область на околиці Сонячної системи, де знаходиться найдальша планета. Намічено вивчити і три супутники Плутона - великий Харон і пару маленьких, щойно відкритих і поки що безіменних, а також кілька зовсім невеликих об'єктів, розташованих ще далі, ніж Плутон, - у зовнішньому поясі астероїдів (поясі Койпера). Станція має вигляд плоскої трикутної коробки розміром 3х3х2 м, до однієї із сторін якої прикріплена антена-тарілка діаметром 2,1 метра. Посилання радіосигналу на Землю з відстані 5 млрд. км буде здійснювати передавач потужністю 200 Вт, тобто всього в 100 разів більше, ніж у стільникового телефону. Послані зі швидкістю світла радіохвилі досягнуть Землі лише за чотири з половиною години. Щоб уявити, наскільки далеко розташований Плутон, пригадаємо, що світло від Сонця долітає до нашої планети лише за 8 хвилин. Радіосигнали, що приходять зі станції New Horizons на Землю, будуть дуже слабкими, і для їх прийому скористаються трьома високочутливими параболічними антенами - величезними "тарілками" діаметром по 70 метрів кожна, що знаходяться в США (Каліфорнія), Іспанії та Австралії. Пункти далекого космічного зв'язку розташовані рівномірно на поверхні Землі, і це забезпечить цілодобовий радіозв'язок зі станцією.

Запуск автоматичної станції New Horizons з космодрому на мисі Канаверал в американському штаті Флорида планується на січень лютого 2006 року. Ракета-носій Atlas-V ще в серпні 2005 року була доставлена ​​туди із заводу в Денвері вантажним літаком АН-124-100 «Руслан» авіакомпанії «Волга Дніпро», світового лідера перевезень великогабаритних вантажів. При запуску в середині січня траєкторія польоту піде таким чином, що приблизно через рік, у лютому 2007 року, станція наблизиться до планети-гіганта Юпітера і під впливом його гравітаційного поляотримає добавку до швидкості польоту Це допоможе їй досягти Плутона у 2015 році. Якщо ж старт відкладеться на кінець січня, то прибуття до Плутона відсунеться на 1 2 роки, оскільки проліт у Юпітера буде на більшій відстаніі гравітаційний маневр вийде слабше. За найнесприятливішого часу старту в першій половині лютого політ проходитиме без допомоги Юпітера, тому дістатися Плутона станція зможе лише до 2019 року, а то й пізніше. Після 15 лютого стартувати буде безглуздо. взаємне розташуванняЗемлі та Плутона зміниться настільки, що переліт виявиться неможливим.

На борту New Horizons сім наукових приладів, за допомогою яких потрібно дізнатися, з яких газів складається атмосфера Плутона і що за процеси в ній відбуваються, які геологічні структури присутні на Плутоні і Хароні і який хімічний складМатеріал поверхні планети та її супутника, як потік заряджених частинок, викинутих Сонцем (сонячний вітер), взаємодіє з атмосферою Плутона і з якою швидкістю атмосферні гази випаровуються в космос. Прилади сконструйовані таким чином, що дані, які вони отримують, частково дублюються, даючи страховку на випадок відмови будь-якого з них. У ході міжпланетного перельоту намічено раз на рік виконувати перевірку всіх приладів, а потім знову перевести їх у «сплячий» режим. Сонячні батареїзазвичай застосовуються на космічних станціяхУ цьому польоті марні, оскільки в районі Плутона енергії, що надходить від Сонця, буде явно недостатньо для роботи станції. Отримуватиме електроенергію прилади від термоелектричного генератора, що працює на радіоактивному ізотопі плутонію. Цей хімічний елементбув відкритий у США в 1940 році і названий на честь планети Плутон, подібно до того, як раніше імена планет отримали його попередники за таблицею Менделєєва уран і нептуній.

Через три місяці після прольоту поблизу Плутона та Харона станція почне передавати отримані відомості, зафіксовані у її електронній пам'яті. Через велику відстань до Землі радіопередача вестиметься повільно, щоб слабкі сигнали можна було виділити на тлі космічних і земних шумів і розшифрувати. Процес передачі розтягнеться цілих дев'ять місяців. У цей час станція продовжуватиме політ, все далі йдучи від Сонця. Її новою метою буде поглянути зблизька на деякі з нещодавно виявлених малих планет, що знаходяться у зовнішньому поясі астероїдів, так званому поясі Койпера, що лежить за орбітою Плутона. Цей пояс складається з безлічі невеликих космічних тілкрижаних астероїдів, які вважаються залишками найдавнішого матеріалу, що зберігся з часу утворення планет Сонячної системи. Політ через пояс Койпера може тривати ще від трьох до шести років. Отримані зі станції дані будуть оброблятися у двох оперативних наукових центрах¦ імені Томбо в Боулдері (Колорадо) та імені Крісті в Лорелі (Меріленд), названих на честь першовідкривачів Плутона та його супутника Харона. Свідчення про присвоєння імен вручено вдові Клайда Томбо та астроному Джеймсу Крісті. Вартість цього проекту, включаючи ракету-носій та обслуговування далеким космічним зв'язком, ¦ приблизно 650 млн. доларів, що відповідає сумі 20 центів з кожного жителя США щорічно протягом 10 років польоту станції.

Георгій Бурба, кандидат географічних наук