ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.01.2024
Просмотров: 22
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Кроме того, были получены цветные фотографии поверхности и неба Венеры. А в 1983 г. «Венера-15» и «Венера-16» при помощи радиолокационных системам в течение нескольких месяцев картографировали Венеру.
Межпланетные станции «Вега»
Космическая станция «Вега» состояла из двух основных частей — пролетного блока, предназначенного для изучения кометы Галлея, и спускаемого аппарата для исследования Венеры. На пролетном блоке было размещено огромное количество научного оборудования, созданного учеными СССР, Франции, ФРГ, Австрии, Венгрии, Чехословакии и Польши. Землянам впервые предоставилась возможность изучить ядро кометы, для чего на борту «Веги» установили в том числе и телекамеры. Спускаемый аппарат АМС состоял из двух частей: аэростатного атмосферного зонда и посадочного модуля.
Аэростат был оборудован аппаратурой для изучения метеоусловий планеты, посадочный модуль — большим количеством аппаратуры, в том числе и грунтозаборным устройством с буром. В конце 1984 г. АМС «Вега-1» и «Вега- 2» стартовали к Венере. Спустя полгода станции приблизились к планете и, после отделения спускаемых аппаратов, легли на траекторию сближения с кометой Галлея, которое было назначено на 1986 г. При спуске СА «Вега-1» на высоте 17 км сработал сигнализатор посадки, который запустил работы всего научного оборудования, рассчитанного на изучение поверхности планеты. Посадка СА «Вега-2» прошла более успешно. Автоматика работала как часы, и ученым удалось получить результаты анализа пробы грунта в месте посадки.
Оба ПА опустились на ночную поверхность Венеры на равнине Русалки. Главное внимание ученых все же было приковано к аэростатам. После отделения от СА в течение нескольких минут зонд наполнялся гелием, после чего лег в дрейф в атмосфере Венеры. В течение 46 часов он пролетел более 11 тыс. км, передавая на Землю данные о температуре, давлении, скорости ветра и освещенности. Как только зонд «Вега-1» закончил свою работу, на вахту заступил аэростат АМС «Вега-2». Оба СА плыли на высоте около 50 км, в наиболее плотном слое венерианской облачности. Ученые справедливо предполагали, что именно здесь особенно ярко проявляются процессы суперротации атмосферы Венеры — стремительное вращение, в 20 раз превышающее скорость вращения планеты. Из-за этого феномена на венерианской поверхности ни на минуту не затихает ураган огромной силы.
Оба пролетных аппарата после отстыковки СА у Венеры получили дополнительное ускорение и направились на рандеву с кометой. В 1986 г. «Вега-1» и «Вега-2» передали на Землю огромное количество научной информации о комете Галлея, в том числе и снимки ее ядра. Оказалось, что оно состоит из обычного льда и пылевых частиц.
НАСА исследует Меркурий
Поскольку Меркурий является одним из самых труднодостижимых объектов нашей системы, чтобы пролететь к нему с околоземной орбиты, необходимо погасить значительную часть орбитальной скорости Земли при помощи гравитационного маневра у Венеры.
Все эти сложности привели к тому, что за все время космических исследований к казалось бы близкой планете с Земли было отправлено всего две станции, которые в пути исследовали Венеру. В 1973 г. стартовал зонд НАСА «Маринер-10», последний в целой серии одноименных автоматических станций, изучавших планеты Солнечной системы. Выполнив гравитационный маневр у Венеры, АМС в марте 1974 года в первый раз пролетела мимо Меркурия, передав на Землю первые фотографии этой планеты. «Маринер-10» совершал пролет мимо планеты еще дважды, осенью того же года и в 1975 году, проведя фотосъемку 40 % ее поверхности. Так ученые узнали, что внешне Меркурий очень похож на Луну — его поверхность была покрыта глубокими кратерами. «Маринер-10» выяснил, что Меркурий почти лишен атмосферы, днем его поверхность разогревается до 180 °С, а ночью остывает до - 180 оС. Тем не менее, этот мир оставался одним из самых малоизученных среди планет нашей системы.
Спустя 30 лет НАСА отправило к этой планете АМС «Мессенджер», которая после трех пролетов мимо планеты вышла на меркурианскую орбиту в 2011 г. и оставалась там свыше 4 лет. В течение первого года работы станция полностью картографировала Меркурий. «Мессенджер» тщательно изучил химический состав планеты, поверхность которой, как оказалось, днем может разогреваться до 430 оС. Тем не менее, ученые предполагают, что в глубоких кратерах, куда не проникает солнечный свет, может сохраняться лед, т.е. на Меркурии может быть вода.
В 2018 г. к Меркурию отправится совместная европейско-японская станция «Бепи-Коломбо».
Исследования комет и астероидов
В древности люди панически боялись комет, считая их появление в небе предвестником бед и катаклизмов. Но сегодня кометы стали предметом пристального внимания ученых, которые надеются найти в них ответы на загадки формирования Солнечной системы и появления жизни.
В 1985 г. зонд НАСА «Эксплорер-59» впервые в истории приблизился к комете. Он прошел через газовый хвост кометы Джакобини-Циннера.
В следующем году знаменую комету Галлея встретила целая эскадра космических аппаратов, которые всесторонне изучили этот объект и передали данные на Землю. Ученые смогли впервые увидеть твердое ядро кометы и понять, как устроено это небесное тело.
В 2001 г. после встречи с астероидом Брайль космический зонд «Дип спейс 1», запущенный в 1998 г., приблизился к комете Боррелли и передал на Землю ее снимки. Ученые смогли получить четкое изображение ядра кометы и большой объем научных данных. Следом за «Дип спейс 1», в 1999 г. НАСА запустило космическую станцию «Стардаст», перед которой была поставлена амбициозная цель — доставить на землю образцы межзвездной и кометной пыли, чтобы получить более точное представление о том, из чего состоят кометы. Исследователи знали, что кометы, двигающиеся по большим вытянутым орбитам вокруг Солнца, состоят из первичного вещества, из которого 4,5 млрд лет назад была образована наша Солнечная система, поэтому так важно было получить его образец.
В начале 2004 г. аппарат встретился с кометой Вильда 2 и собрал образцы, которые через 2 года прибыли на Землю. В том же 2004 г. ЕКА запустило станцию «Розетта», которая спустя 10 лет высадила спускаемый аппарат «Филы» на поверхность ядра кометы Чурюмова-Герасименко. В течение 3-х дней зонд передавал научные данные о составе вещества кометы, после чего перешел в спящий режим. В 2015 г. он снова вышел на связь и передал пакет новых данных. Благодаря этой уникальной миссии на сегодняшний день комета Чурюмова-Герасименко является наиболее изученной из всех подобных небесных тел.
Исследования Солнца
Атмосфера Земли мешает ученым получить исчерпывающую информацию о Солнце, поэтому, чтобы досконально изучить наше светило, в космос периодически отправляются солнечные исследовательские станции.
Уже первые искусственные спутники Земли проводили наблюдения Солнца, передавая на Землю информацию, получить которую до начала космической эры было невозможно. Затем, большинство межпланетных станций несли инструменты, которые во время полета к цели изучали межпланетное пространство. В 60-е годы НАСА вывело в космос серию спутников «Пионер», которые занимались изучением солнечного ветра — выбросов ионизированного вещества из коронарной области Солнца. В следующем десятилетии эти исследования были продолжены аппаратами «Гелиос». В 1980 г. американские ученые отправили в космос зонд «СоларМакс», который провел наблюдения солнечных вспышек во время периода максимальной активности нашей звезды.
В середине 90-х гг. прошлого века в исследованиях Солнца наступил новый этап, в космос была отправлена совместная станция НАСА и ЕКА — «СОХО» (Солнечно-гелиосферная обсерватория). Этот уникальный аппарат, позволивший получать изображение нашей звезды в различных диапазонах, до сих пор находится на орбите и спустя 20 лет после запуска продолжает исправно работать. Миссия оказалась настолько удачной, что в 2010 г. был запущен следующий аналогичный аппарат — «СВО» (Обсерватория солнечной динамики). Каждые 12 секунд она передает на Землю 12 различных видов изображения Солнца, позволяя следить за звездой фактически в реальном времени.
Все эти аппараты могли вести исследования Солнца только в зоне эклиптики, полярные области звезды оставались вне их зоны досягаемости. Чтобы восполнить этот пробел, в 1990 г. стартовала станция «Улисс», которая, совершив гравитационный маневр у Юпитера, вышла из плоскости эклиптики и встала на орбиту над полярными областями Солнца. В 2006 г. в космос были отправлены 2 идентичных космических аппарата - Обсерватория солнечно-земных связей «СТЕРЕО». Станции вышли на орбиты, на которых одна постоянно отстает от Земли, а другая ее обгоняет, что позволило ученым получать стереоизображения Солнца.
Телескопы на орбите
Плотная земная атмосфера и магнитное поле Земли, защищая нас от воздействия открытого космоса, мешают ученым исследовать не только наше Солнце, но и глубины вселенной. Космическая эра позволила астрономам выйти из-под этого «колпака» и получить уникальные данные.
Развитие ракетной техники позволило ученым создавать и выводить на орбиту космические телескопы, которым не нужно пробиваться через земную атмосферу. Самым известным таким аппаратом является телескоп «Хаббл», отправленный в космос в 1990 г. Из-за отсутствия атмосферы его разрешающая способность в 10 раз выше, чем у аналогичного телескопа на поверхности Земли. Доступ к этому телескопу может получить любой принявший участие в конкурсе заявок, который проводится раз в год. За 26 лет работы на орбите «Хаббл» совершил множество удивительных открытий, в том числе обнаружил несколько планет за пределами нашей Солнечной системы и перевернул многие представления астрономов о вселенной. Он будет работать до 2018 г., когда на орбите его сменит намного более совершенный телескоп «Джеймс Уэбб».
Природа небесных тел вселенной такова, что множество процессов протекают скрыты ми от нас в буквальном смысле этого слова, т.е. в других спектрах, за пределами видимого человеческим глазом. Поэтому наряду с аппаратами, наблюдающими небо в видимом и близком к нему спектрах, оптическими телескопами, каким и является «Хаббл» (также он ведет наблюдения в инфракрасном и ультрафиолетовом диапазонах), ученые создали телескопы, работающие в других диапазонах частот: гамма, рентгеновское, микроволновое и радиоизлучение.
Выведя подобные аппараты в космос, ученые смогли совершить настоящий переворот в науке. Так, микроволновой телескоп «WMAP» позволил построить карту реликтового, т.е. микроволнового фонового излучения вселенной, показывающую, как она выглядела спустя несколько сотен тысяч лет после Большого взрыва. Рентгеновский телескоп «Чандра» смог зафиксировать излучение, идущее от черных дыр.
Космические аппараты «Пионер» и «Вояджер»
Одной из самых амбициозных программ НАСА стало исследование отдаленных районов Солнечной системы, находящихся за поясом астероидов. Именно там проходят орбиты планет-гигантов, о которых к началу 70-х гг. XX в. было известно крайне мало.
Для исследования этих планет было построено две станции, «Пионер-10» и «Пионер-11», которые отправились в космос в 1972 и 1973 гг. «Пионер-10» стал первым аппаратом, который пересек пояс астероидов, пролетел мимо Юпитера и передал на Землю фотографии этой самой большой в нашей системе планеты. В 1973 г. станция приблизилась к Юпитеру на расстояние 132 тыс. км. Она подтвердила, что планета состоит из легких элементов — водорода, гелия — и не имеет твердой поверхности.
К удивлению ученых, измерения показали, что планета отдает тепла в 2,5 раз больше, чем получает от Солнца. В следующем году мимо Юпитера пролетела станция «Пионер-11», которая передала на Землю более четкие снимки его облачного покрова. Но главной целью был Сатурн. Как и Юпитер, это гигантское небесное тело является газовой планетой, не имеющей твердой поверхности.
В 1979 г. «Пионер-11» пролетел на расстоянии 20 тыс. км от планеты, передал на Землю фотографии планеты и продолжил свой путь в дальний космос. Обе станции оставались на связи с Землей до конца XX в. Последний сигнал от «Пионера-10» был получен в 2003 г. Вскоре ученые обнаружили, что после выхода за орбиту Плутона скорость обеих АМС замедляется, а их траектории отклоняются в сторону Солнца. Этот феномен, который был назван «эффектом Пионера», объясняют воздействием собственного теплового излучения аппаратов, которое стало оказывать на них заметное влияние только при большом удалении от Солнца.
«Парад планет» в конце 70-х гг. XX в. создал уникальную возможность облететь все внешние планеты Солнечной системы, за исключением Плутона. С этой целью НАСА построило две одинаковых станции — «Вояджер-1» и «Вояджер-2», стартовавшие в 1977 г. Аппараты передали на Землю уникальные кадры движения облаков в верхнем слое атмосферы Юпитера. Оказалось, что он, как и Сатурн, имеет кольца, а на одном из его спутников — Ио, были обнаружены действующие вулканы. С интервалом в год станции пролетели мимо Сатурна. Они выяснили, что кольца планеты состоят не из нескольких крупных образований, а из тысяч узких колечек. «Вояджер-1» прошел вблизи Титана, единственного спутника в нашей системе с плотной атмосферой. Ученые установили, что атмосфера спутника состоит из азота.