Реферат по астрономии Шульгиной Анны
11б класс, 213 школа Фрунзенского района
г. Санкт-Петербург
1998 г.
Рода Энеева мать, людей и бессмертных услада,
О благая Венера! Под небом скользящих созвездий
Жизнью ты наполняешь и все судоносное море,
И плодородные земли; тобою все сущие твари, родившися,
Жить начинают и свет солнечный видят.
Ветры, богиня, бегут пред тобою; с твоим приближением
Тучи уходят с небес, Земля - искусница- пышный
Стелет цветочный ковер, улыбаются волны морские,
И небосвода лазурь сияет разлившимся светом.
Лукреций "О природе вещей"
Нашу Землю со всех сторон окружает необъятный мир небесных тел - Вселенная или космос. Лишь некоторые из небесных тел, как например, Солнце, Луна, 5 планет и наиболее яркие звезды, можно наблюдать невооруженным глазом. Астрономия - наука, изучающая тела Вселенной, - зародилась в глубокой древности. В настоящее время арсенал направлений и методов астрономических исследований настолько велик, что астрономия состоит из множества разделов таких, как астрометрия, небесная механика, астрофизика, космогония, космология. В зависимости от изучаемых объектов в астрономии различают гелиофизику, планетную, кометную, внегалактическую астрономию, а в зависимости от диапазона излучения, в котором ведутся исследования, выделяют радиоастрономию, инфракрасную, оптическую, ультрафиолетовую, рентгеновскую астрономию и гамма-астрономию. Однако, все эти исследования и измерения, проводимые с поверхности Земли, ограничены сильным влиянием неспокойной и малопрозрачной атмосферы. С запуском в 1957 г. в Советском Союзе первых искусственных спутников Земли стало возможным наблюдать космические объекты непосредственно из космического пространства. Так появился новый раздел астрономии - внеатмосферная астрономия.
2.Автоматические межпланетные станции (АМС) - разведчики Вселенной
Автоматические межпланетные станции (АМС) - беспилотные космические летательные аппараты, предназначенные для полета к другим небесным телам с целью изучения Солнечной системы - межпланетного пространства, Луны, планет, Солнца, комет и др. АМС - разведчики Вселенной. Автоматы всегда предшествуют проникновению человека в космос. Более того, автоматические межпланетные станции могут быть направлены к таким планетам, в такие области солнечной системы, где физические условия слишком сложны, чтобы туда мог проникнуть человек по крайней мере в ближайшие десятилетия, а может быть и века.
АМС запускаются многоступенчатыми ракетами-носителями, которые, как правило, сначала выводят их на промежуточные околоземные орбиты, а затем сообщают им вторую космическую скорость и выводят их на межпланетные орбиты.
Исследования с помощью АМС осуществляются по различным схемам:
пролетный (облетный) вариант - при пролете АМС на близком расстоянии от небесного тела, причем измерения проводятся на участке максимального сближения (например, американские АМС "Маринер" и "Пионер", исследовавшие Венеру);
вариант спутника планеты;
вариант посадки на небесное тело.
В последнее время исследования чаще всего ведутся по смешанным вариантам: АМС совершает облет небесного тела или выводится на орбиту его искусственного спутника, от нее отделяется отсек или спускаемый аппарат, который совершает посадку на планету. По такой смешанной схеме велись исследования Венеры советскими АМС "Венера".
Как правило, в состав служебных систем АМС входят системы астроориентации по звездам, электропитание обеспечивают солнечные батареи или радиоизотопные источники электроэнергии. Поскольку АМС приходится передавать полезную информацию на Земля с огромных расстояний, они имеют крупные параболические антенны, диаметр которых достигает 2-3м. Они оборудованы также двигательными установками для коррекций траекторий на межпланетных участках полета, перехода на орбиту вокруг планеты и маневрирования в околопланетном пространстве. Массы АМС самые различные: от десятков до тысяч килограммов, Например, АМС "Венера-10" имела массу 5033кг.
АМС оснащаются разнообразной научной аппаратурой для исследования самой планеты и ее атмосферы. Состав научной аппаратуры определяется задачами. Если полет к какой- либо планете - первый, то измерения стремятся провести по возможно более широкой программе, основываясь на сведениях о планете из астрономических наблюдений. При последующих полетах ставятся более узкие, более конкретные задачи. На АМС устанавливаются телевизионные камеры для съемок планеты, магнитометры для регистрации магнитных полей, приборы для измерения заряженных частиц, датчики для регистрации микрометеоритов. Для исследования атмосферы планеты добавляются приборы для определения химического состава атмосферы, ее плотности, давления и температуры. Если планируются работы на поверхности планеты, АМС оборудуется аппаратурой для изучения химического состава и физико-механических свойств поверхности, а иногда специальными приборами для обнаружения признаков обитания биологических объектов.
3.Результаты астрономических наблюдений Венеры
В таблице1 приведены основные характеристики планеты Венера, известные из астрономических наблюдений еще до эры исследования планет с помощью космических аппаратов.
Таблица1. Сравнительные данные о Земле и Венере
| Характеристика | Венера | Земля |
| Среднее расстояние от Солнца | 0,72 | 1 |
| Период обращения по орбите | 224,70 суток | 365,26 суток |
| Период вращения | 243,0 суток | 24 часа |
| Наклон плоскости экватора к плоскости орбиты (град.) | 177,4 | 23,45 |
| Максимальный угловой диаметр (сек дуги) | 66 | - |
| Диаметр экваториальный (тыс. км/един. диам. Земли) | 12,1/0,95 | 12,8/1 |
| Масса (един. массы Земли) | 0,815 | 1 |
| Средняя плотность, г/см3 | 5,24 | 5,52 |
| Ускорение силы тяжести | 8,6 | 9,81 |
| Наличие атмосферы | да | да |
| Основной газ атмосферы | СО2 | N2 |
Венера - вторая по расстоянию от Солнца и ближайшая к Земле планета Солнечной системы. Среднее расстояние от Солнца - 108 млн. км. Венера видна на небе либо после Захода Солнца (вечерняя звезда), либо незадолго до его восхода (утренняя звезда). Венера - самое яркое светило на небе после Солнца и Луны, и при благоприятных условиях можно даже наблюдать тень от предметов, создаваемую светом Венеры. Эта планета известна людям с глубокой древности. Уже в 1610 году Галилей произвел первые телескопические наблюдения небесных светил и наблюдал смену фаз у Венеры, т.е. изменение ее видимой формы от диска до узкого серпа.
Существование атмосферы Венеры было обнаружено в 1761 году М.В.Ломоносовым при наблюдениях прохождения ее по диску Солнца.
Вращение любой планеты и ориентирование оси вращения в пространстве обычно изучались по наблюдениям различных деталей, видимых на ее поверхности. Однако поверхность Венеры постоянно скрыта плотной атмосферой и облачным слоем, окутывающим планету, состоящим из капель серной кислоты и вращающимся гораздо быстрее, чем сама планета. Поэтому параметры вращения Венеры были определены только после возникновения в 30-х годах нашего столетия и развития радиолокационных наблюдений. Интересно, что Венера вращается в обратную сторону по сравнению с Землей и другими планетами c наклоном оси вращения к плоскости орбиты почти 900. Из-за такого необычного сочетания направлений и периодов вращения и обращения вокруг Солнца смена дня и ночи на Венере происходит за 117 суток, поэтому день и ночь продолжаются по 58,5 сут.
В ХХ в. с помощью спектральных исследований в атмосфере Венеры найден углекислый газ, который оказался основным газом ее атмосферы (96,5%), в состав которой входит также около 3% азота и небольшие количества инертных газов, кислорода, окиси углерода, хлороводорода и фтороводорода. Кроме того, в ее атмосфере содержится около 0,1% водяного пара. Углекислый пар и водяной пар создают в атмосфере Венеры парниковый эффект (причиной которого является сильное поглощение этими газами теплового излучения), приводящий к сильному разогреванию поверхности планеты. Температура ее поверхности около 5000С.
Заметим, что великолепное представление о дикой "природе" Венеры - планеты бурь, адской жары и ядовитых облаков - дает один из ранних фантастических романов братьев Стругацких "Страна Багровых Туч" об экспедиции землян на Венеру.
Новая эра в астрономии - исследования планет с помощью космических аппаратов - позволила аккумулировать огромный объем новой информации о природе Венеры, уточнить наши представления о ней.
4. Исследования Венеры с помощью АМС
К концу 50-х годов стало ясно, что наземные методы исследования Венеры не могут дать существенно новой информации. Методы оптической, инфракрасной и ультрафиолетовой астрономии оказались непригодными для исследования подоблачной атмосферы планеты. Запуск первых искусственных спутников Земли, а затем посылка первых АМС к Луне показали возможность изучения Венеры с близких расстояний.
Первым исследовательским аппаратом, направленным землянами к другой планете, стала советская автоматическая станция "Венера-1", стартовавшая 12 февраля 1961 года. Через три месяца она прошла на расстоянии около 100 тысяч километров от Венеры и вышла на орбиту спутника Солнца. Радиосвязь с этой станцией продолжалась до тех пор, пока расстояние до Земли не превысило 3млн. км. и затем прекратилась из-за выхода из строя бортовой аппаратуры. Основными задачами станции "Венера-1" являлись проверка методов вывода космических объектов на межпланетную трассу, проверка сверхдальней радиосвязи и управления станцией, проведение физических исследований в космосе.