Эксцентриситет орбиты – все о космосе

Орбиты планет

Эксцентриситет орбиты – все о космосе

Эксцентриситет орбиты – все о космосе

Несколько веков назад, люди полагали, что Земля центр Солнечной системы. Постепенно это представление было заменено гелиоцентрическим представлением. С учетом этого пришло и осознание того, что планеты вращаются вокруг Солнца.

Когда Плутон был расклассифицирован в Карликовую планету, Меркурий стал планетой с самой эксцентричной орбитой. Эксцентриситет орбиты это то, насколько планета отклоняется от круглой форма. Если орбита идеальный круг, то она имеет эксцентриситет равный нулю, и это число увеличивается с увеличением эксцентриситета.

Эксцентриситет Меркурия – 0,205. Его орбита находится в диапазоне от 46 миллионов км в самой ближайшей точке к Солнцу и 70 миллионов км в самой дальней точке. Самая ближайшая точка к Солнцу на орбите, называется перигелий, а самая дальняя точка – афелий.

Меркурий – самая быстрая планета, ему требуется всего 88 земных дней, чтобы сделать оборот вокруг Солнца.

Эксцентриситет Венеры самый маленький в нашей Солнечной системе, составляет 0,007, т.е орбита Венеры почти идеальный круг. Орбита Венеры колеблется от 107 миллионов км в перигелии до 109 миллионов км в афелии.

Венере требуется 224,7 земных дней, чтобы сделать оборот вокруг Солнца. Фактически день на Венере длиннее, чем год, потому что планета очень медленно вращается.

Если смотреть из Северного полюса мира, все планеты вращаются против часовой стрелки, но Венера вращается по часовой стрелке, это единственная планета имеющая такое вращение.

У Земли тоже очень маленький эксцентриситет – 0,017. В среднем планета находится в 150 миллионах км от Солнца, но расстояние может варьироваться от 147 до 150 миллионов км. Нашей планете необходимо примерно 365,256 дня, чтобы сделать оборот вокруг Солнца, это и есть  причина високосных годов.

Эксцентриситет Марса  — 0,093, что делает его орбиту одной из самых эксцентричных в Солнечной системе. Перигелий Марса составляет 207 миллионов км, и его афелий 249 миллионов км от Солнца. В течение долгого времени орбита Марса становилась более эксцентричной. Красной планете требуется 687 земных суток, чтобы обернуться вокруг Солнца.

Юпитер имеет эксцентриситет 0,048, с перигелием 741 миллионов км и афелием 778 миллионов км. Ему необходимо 4331 земных дня, т.е 11,86 наших лет, чтобы облететь Солнце.

Эксцентриситет Сатурна – 0,056. Ближайшая точка к Солнцу на орбите Сатурна расположена в 1,35 миллиардов км, а самая дальняя точка удалена от Солнца на 1,51 миллиард км.

В зависимости от того, какую позицию Сатурн занимает на своей орбите, его кольца либо видны, либо почти незаметны. Один оборот вокруг Солнца занимает 29,7 земных лет.

Фактически, с момента обнаружения Сатурна в 1610 году, немногим более чем за 400 лет, он сделал всего 13 оборотов вокруг Солнца.

Перигелий Урана 2,27 миллиардов км, а афелий 3 миллиарда км от Солнца. Его эксцентриситет 0,047. Урану необходимо 84,3 земных лет, чтобы обернуться вокруг Солнца. Уран уникален, потому что он фактически вращается на боку с осевым наклоном почти в 99°.

Эксцентриситет Нептуна, почти настолько же низок как у Венеры. Перигелий планеты составляет 4,45 миллиардов км и афелий 4,55 миллиардов км. Так как Плутон был реклассифицирован как Карликовая планета, Нептун – планета с орбитой, самой дальней от Солнца.

«АНТИ-ПЛУТОН» часть 1

Эксцентриситет орбиты – все о космосе

На страницах этого очерка мы затронем тему «плутино» – одного из интереснейших классов малых транснептуновых планет. Именно к этому классу малых планет и принадлежит далекий Плутон.

Очевидно, что не только мифы и мифологические архетипы, но и астрономические характеристики играют важную роль в астрологическом портрете планет. Астрономическим характеристикам малых планет класса плутино и будет посвящен этот очерк. Среди таких характеристик, прежде всего, выделяются параметры орбиты небесного тела.

В этом отношении малая планета Плутон весьма интересна и вызывает определенные вопросы, на которые пока трудно найти ответы.

Поясним, что в астрономии плути́но называется транснептуновый объект, чья орбита создаёт орбитальный резонанс с орбитой Нептуна в соотношении 2:3. Каждый раз, когда плутино делает два оборота вокруг Солнца, Нептун делает три оборота. Эти объекты получили название плутино (т.е.

«плутончики») по названию карликовой планеты Плутон, который движется по орбите, попавшей в этот резонанс. Термин имеет отношение только к орбитальному резонансу и не относится к обычным физическим характеристикам. Термин применим к описанию небесных тел размером менее Плутона, двигающихся по аналогичным орбитам.

В данный класс плутино включён сам Плутон и его спутники.

Схема пояса Койпера

Красный цвет орбит — класс плутино, синий цвет- орбиты классических объектов пояса Койпера.

Плутино образуют внутреннюю часть пояса Койпера (область Солнечной системы от орбиты Нептуна (30 а. е. от Солнца) до расстояния около 55 а. е. от Солнца) и насчитывают около четверти из известных объектов пояса Койпера.

Плутино образуют крупнейший класс резонансных транснептуновых объектов (то есть объектов, чья орбита находится в резонансе с Нептуном).

Орбитальный резонанс с Нептуном означает, что периоды обращения плутино вокруг Солнца составляют около полутора периодов обращения Нептуна, т.е. 1,5 × 164,79 года ≈ 247 лет.

Из третьего закона Кеплера, связывающего большую полуось орбиты и период обращения тела соотношением a ~ T 2/3, следует, что большие полуоси орбит плутино тоже фиксированы (около 39 а.е.).

Помимо самого Плутона и его спутника Харона, первый плутино, 1993 RO, был открыт 16 сентября 1993 года. В настоящее время обнаружено уже несколько десятков объектов класса плутино.

На сегодняшний день самые крупные плутино: Плутон, Орк, Иксион и Уйа. Предполагается, что число таких объектов размером более 100 км может превышать 25000.

Как уже говорилось, все орбиты плутино характеризируются большой полуосью, приблизительно равной 39 а.е.

Однако эксцентриситеты и наклоны орбит сильно различаются: эксцентриситеты лежат в пределах от 0,11 до 0,35, а наклоны от 0 до 20 градусов. При этом перигелийное расстояние достигает 26 а.е., а афелийное — 53 а.е.

Возможно, резонанс 3/2 действует стабилизирующим образом для орбит этих объектов. Резонансные объекты на эллиптических орбитах могут пересечь орбиту Нептуна, однако никогда не приближаются к планете, так же, как и Плутон. Поэтому возмущение их орбит притяжением Нептуна мало.

Мы не будем останавливаться на истории открытия Клайдом Томбо Плутона, которое произошло 18.02.1930 года. Этому событию посвящено множество доступных научных работ и популярных статей. Интересно, что официально в астрономических кругах объект получил имя 24 марта 1930 года, а имя новой планеты было опубликовано в печати 1 мая 1930 года.

Наша же задача рассмотреть эту малую планету с астрономической, эзотерической и астрологической точек зрения и на основании этого попытаться ответить на ряд возникающих при этом вопросов.

По сравнению с остальными планетами нашей Солнечной системы орбита Плутона имеет целый ряд отличительных особенностей.

Прежде всего, это угол наклона к плоскости эклиптики (17 градусов) и весьма значительный эксцентриситет (0,249).

Иными словами, орбита Плутона вокруг Солнца сильно вытянута и наклонена к плоскости эклиптики. На представленных ниже схемах графически отображены эти особенности орбиты.

Схема орбиты Плутона

Наклон орбиты Плутона относительно эклиптики

Большой эксцентриситет орбиты приводит к тому, что часть её проходит от Солнца ближе, чем Нептун. Последний раз такое положение Плутон занимал с 7 февраля 1979 по 11 февраля 1999 года.

Детальные вычисления показывают, что до этого Плутон занимал такое положение с 11 июля 1735 по 15 сентября 1749 года, причём всего 14 лет, тогда как с 30 апреля 1483 по 23 июля 1503 года он находился в таком положении 20 лет.

Из-за большого наклона орбиты Плутона к плоскости эклиптики, орбиты Плутона и Нептуна не пересекаются. Проходя перигелий, Плутон находится на 10 а. е. над плоскостью эклиптики. Угол наклона оси вращения Плутона составляет 119, 6 градуса.

То есть, вокруг Солнца Плутон вращается еще более «на боку» чем Уран. Однако его полярная ось не направлена на какие-либо значимые для нашей Солнечной системы космические объекты.

Орбиты Нептуна и Плутона. Красный цвет- Плутон, синий — Нептун.

Орбитальный резонанс между Плутоном и Нептуном очень стабилен и сохраняется миллионы лет. Даже если бы орбита Плутона лежала в плоскости эклиптики, столкновение было бы невозможно. Стабильная взаимозависимость орбит свидетельствует против гипотезы, что Плутон был спутником Нептуна и покинул его систему.

Однако возникает вопрос: если Плутон никогда не проходил близко от Нептуна, то откуда мог возникнуть резонанс у карликовой планеты, гораздо менее массивной, чем, например, Луна? Одна из гипотез предполагает, что если Плутон изначально не был в резонансе с Нептуном, то он, вероятно, время от времени сближался с ним гораздо сильнее, и эти сближения за миллиарды лет воздействовали на Плутон, изменив его орбиту и превратив её в наблюдаемую ныне.

Плутон иногда оказывается ближе к Урану. Причина этого — всё тот же резонанс.

В каждом цикле, когда Плутон первый раз проходит перигелий, Нептун оказывается в 50° позади Плутона; когда Плутон второй раз будет проходить перигелий, Нептун сделает полтора оборота вокруг Солнца и окажется примерно на том же расстоянии что и в прошлый раз, но впереди Плутона; в то время, когда Нептун и Плутон оказываются на одной линии с Солнцем и по одну от него сторону, Плутон уходит в афелий. Таким образом, Плутон не бывает ближе 17 а. е. к Нептуну, а с Ураном возможны сближения до 11 а. е.

Как определили астрономы орбиту Плутона можно предсказать на несколько миллионов лет как назад, так и вперёд, но не больше. Механическое движение Плутона хаотично и описывается нелинейными уравнениями. Но чтобы заметить этот хаос, необходимо наблюдать за ним достаточно долго.

Есть характерное время его развития, так называемое время Ляпунова, которое для Плутона составляет 10—20 млн. лет. Если производить наблюдения в течение малых промежутков времени, будет казаться, что движение регулярное (периодическое по эллиптической орбите).

На самом же деле орбита с каждым периодом чуть сдвигается, и за время Ляпунова сдвигается настолько сильно, что следов от первоначальной орбиты уже не остаётся. Поэтому и моделировать движение очень сложно.

Относительные размеры малых планет класса плутино.

Со времени своего открытия, размеры и масса Плутона корректировалась в меньшую сторону несколько раз. Сейчас считается, что средний диаметр этой малой планеты равен 2300 км, а его масса в 5 раз меньше массы Луны.

Данные, полученные с помощью космического телескопа «Хаббл», позволяют предположить, что плотность Плутона составляет 1,8—2,1 г/см³. Вероятно, внутреннюю структуру Плутона составляют 50—70 % горных пород и 50—30 % льда.

В условиях системы Плутона может существовать водяной лёд различных разновидностей, а также замёрзшие азот, монооксид углерода и метан.

Со дня своего открытия в 1930 и до 2006 года Плутон считался девятой планетой Солнечной системы. Однако в конце XX и начале XXI века во внешней части Солнечной системы было открыто множество объектов подобных Плутону.

Среди них примечательны Квавар, Седна, Иксион, Орк и особенно Эрида, которая на 27 % массивнее Плутона. 24 августа 2006 года МАС (Международный Астрономический Совет) впервые дал определение термину «планета». Плутон не попадал под это определение, и МАС причислил его к новой категории карликовых планет вместе с Эридой и Церерой.

Однако некоторые учёные и астрологи продолжают считать, что Плутон должен быть переклассифицирован обратно в полноценную планету.

Оркус

Одним из самых интересных представителей класса плутино является малая планета Орк или Оркус. Это небесное тело было открыто 17 февраля 2004 г. Диаметр Орка около 946 км, что составляет почти 40 % диаметра Плутона. Орбита весьма напоминает по параметрам орбиту Плутона.

Наклон орбиты к плоскости эклиптики составляет 20,57 градуса. Интересно, что Орк всегда находится на противоположной стороне орбиты по отношению к Плутону, то есть, если Орк находится в перигелии, то Плутон в это время проходит афелий и наоборот.

В связи с этим, Орк иногда называют «Анти-Плутон».

В соответствии с конвенцией имён, изданной МАС, объекты, похожие на Плутон по размерам и параметрам орбиты, должны называться именами божеств подземного царства.Этот факт послужил отправной точкой в выборе имени этого небесного тела. Так же, как Плутон является аналогией Орка в мифологии, так же Орк (со своим спутником) похож на Плутон с Хароном.

Назван Анти-Плутон в честь Орка — бога смерти и подземного царства в этрусской мифологии. В феврале 2007 года у Орка был обнаружен спутник, размеры которого оцениваются примерно 350 – 400 км. Интересно, что система Орка и его спутника является уменьшенной копией системы Плутона со спутником Хароном.

В обеих системах основные тела примерно в два раза больше своих спутников.

Орк — это крупный плутино. Его орбита очень напоминает орбиту Плутона (примерно равный период обращения и у обоих перигелий находится над эклиптикой). Единственное заметное различие — это почти противофазный разворот орбиты (см. схему).

Орбиты Орка (синяя), Плутона (красная) и Нептуна (серая). Местонахождения Орка и Плутона показаны на апрель 2006 года

Схема орбитальных резонансов Плутона и Орка относительно орбиты Нептуна.

Несмотря на то, что орбита Орка подходит довольно близко к орбите Нептуна, резонанс между двумя объектами и большой угол наклона орбиты Орка не позволяет им приблизиться друг к другу.

За последние 14 000 лет расстояние между Орком и Нептуном ни разу не было меньше 18 а. е.

Как уже указывалось выше, в связи с тем, что орбита Орка похожа на орбиту Плутона, но они всегда находится в противоположной фазе (из-за их взаимного резонанса с Нептуном), Орк часто называют Анти-Плутоном.

В таблице приведены основные параметры орбит наиболее крупных плутино: Плутон, Орк, Иксион, Уйа.

Параметр                        Плутон                    Оркус                 Уйа            Иксион

Афелий (а.е.)                           49,305                   48,07                 50,02              49,07

Перигелий (а.е.)                     29,66                      30,27                  28,52              30,0

Большая полуось (а.е.)      39,4817                    39,173                39,27               39,34

Эксцентриситет                    0,2488                    0,2272               0,27367            0,244

Период обращения (год)   248,09                     245,18                246,14            249,95

Наклон орбиты (град)        17,14                       20,57                   15,48              19,68

Долгота восх. узла (град)  110,3                       268,606              169,39            71,08

Средний диаметр (км)          2300                     950х850              440            650 -1100

Очевидно, что параметры орбит, приведенные в таблице, имеют весьма близкие значения за исключением долготы восходящего узла орбиты и размеров этих объектов.

Долгота восходящего узла — определяет точку, в которой орбита пересекает основную плоскость в направлении с юга на север.

Для тел, обращающихся вокруг Солнца, основная плоскость — эклиптика, а нулевая точка — точка весеннего равноденствия.

Иными словами, этот параметр определяет ориентацию орбиты небесного тела относительно точки весеннего равноденствия, а значит и взаимную ориентацию орбит в пространстве. Таким образом, угол между восходящими узлами Плутона и Орка составляет примерно 160 градусов (268,6 – 110,3 = 158,3 град.).

Угол между большими полуосями орбит Плутона и Орка в плоскости эклиптики составит 21,7 градуса. В октябре 1989 г. Плутон прошел свой перигелий, будучи в зодиакальном знаке Скорпиона, и на данный момент находится в Козероге. Орк же, в июне 2019 г. достигнет своего афелия (см.

схему орбит Орка и Плутона).

Действительно Плутон является типичным представителем класса плутино, который в настоящее время насчитывает уже не менее нескольких десятков крупных объектов.

Если не учитывать специфику плането-физических параметров, то основные отличия между ними это различная пространственная ориентация больших полуосей орбит относительно плоскости эклиптики, размеры самих небесных тел и количество спутников.

Остальные основные орбитальные характеристики таких объектов близки между собой, что обусловлено орбитальным резонансом с Нептуном.

Вероятно, Плутон был открыт первым вследствие его самых больших размеров и, наверное, не без помощи его величества случая, хотя случайным событие такого рода назвать трудно. Ведь обнаружение этой загадочной планеты произошло почти на пределе возможностей наблюдательной техники того времени.

С того времени технические возможности астрономов значительно изменились, однако обнаружить большую планету в поясе Койпера пока так и не удалось. Более того, анализ данных, собранных телескопом, WISE показал, что на расстоянии до 10 тысяч а.е.

нет никаких неизвестных объектов с массой Сатурна или больше, и с массой Юпитера на расстоянии до 26 тысяч а.е. Во внешних районах Солнечной системы, видимо, нет большой планеты-газового гиганта или небольшой звезды — компаньона Солнца (см.

сообщение Телескоп WISE не увидел «планету X», раздел «Новости»). Однако, несмотря на это, поиски малых планет в поясе Койпера успешно продолжаются.

Согласно современным научным теориям пояс Койпера состоит в основном из малых тел, то есть из материала, оставшегося после формирования Солнечной системы (строительный мусор).

В отличие от объектов главного пояса астероидов, которые в основном состоят из горных пород и металлов, объекты пояса Койпера состоят главным образом из летучих веществ (называемых льдами), таких как метан, аммиак и вода.

Таковы вкратце основные астрономические данные о малых планетах класса плутино.

Продолжение темы следует

Чем вызваны высота и наклонение орбиты МКС

Эксцентриситет орбиты – все о космосе

Выбор некоторых параметров орбиты Международной космической станции не всегда очевиден. К примеру, станция может находиться на высоте от 280 до 460 километров, и из-за этого она постоянно испытывает затормаживающее воздействие верхних слоёв атмосферы нашей планеты. Каждые сутки МКС теряет примерно по 5 см/с скорости и 100 метров высоты.

Поэтому периодически приходится поднимать станцию, сжигая топливо грузовиков ATV и «Прогресс». Почему же нельзя поднять станцию выше, чтобы избежать этих затрат?

Заложенный при проектировании диапазон и текущее реальное положение диктуются сразу несколькими причинами.

Каждый день астронавты и космонавты получают высокие дозы радиации, и за отметкой 500 км её уровень резко повышается. А предел за полугодовое пребывание установлен всего на ползиверта, на всю карьеру отведён всего лишь зиверт. Каждый зиверт увеличивает риск онкологических заболеваний на 5,5 процента.

На Земле от космических лучей мы защищены радиационным поясом магнитосферы нашей планеты и атмосферой, но они работают слабее в ближнем космосе. В некоторых частях орбиты (Южно-атлантическая аномалия является таким пятном повышенной радиации) и за её пределами иногда могут проявляться странные эффекты: в закрытых глазах появляются вспышки.

Это космические частицы проходят через глазные яблоки, другие толкования утверждают, что частицы возбуждают ответственные за зрение части мозга. Подобное может не только мешать спать, но и в лишний раз неприятно напоминает о высоком уровне радиации на МКС.

Кроме того, «Союзы» и «Прогрессы», которые сейчас являются основными кораблями смены экипажа и снабжения, сертифицированы на работу на высоте до 460 км. Чем выше находится МКС, тем меньше груза можно будет доставить. Меньше смогут принести и ракеты, которые отправляют новые модули для станции.

С другой стороны, чем ниже МКС, тем сильнее она тормозится, то есть больше доставляемого груза должно быть топливом для последующей коррекции орбиты. Научные задачи могут быть выполнены на высоте в 400—460 километров.

Наконец, на положение станции влияет космический мусор — вышедшие из строя спутники и их обломки, которые имеют огромную скорость относительно МКС, что делает столкновение с ними фатальным.

В Сети есть ресурсы, позволяющие следить за параметрами орбиты Международной космической станции.

Можно получить относительно точные текущие данные, либо отследить их динамику. На момент написания этого текста МКС находилась на высоте примерно в 400 километров.

Разгонять МКС могут элементы, расположенные в задней части станции: это грузовики «Прогресс» (чаще всего) и ATV, при необходимости — служебный модуль «Звезда» (крайне редко). На иллюстрации до ката работает европейский ATV.

Станцию поднимают часто и понемногу: коррекция происходит примерно раз в месяц маленькими порциями порядка 900 секунд работы двигателя, у «Прогрессов» используют двигатели поменьше, чтобы не сильно влиять на ход экспериментов.

Двигатели могут включить единожды, таким образом увеличится высота полёта на другой стороне планеты. Такие операции используют для маленьких подъёмов, поскольку меняется эксцентриситет орбиты.

Также возможна коррекция с двумя включениями, при которой второе включение сглаживает орбиту станции до окружности.

Некоторые параметры диктуются не только научными данными, но и политикой.

Космическому аппарату возможно придать любую ориентацию, но при запуске более экономичным будет использовать скорость, которую даёт вращение Земли.

Таким образом, дешевле запускать аппарат на орбиту с наклоном, равным широте, а манёвры потребуют дополнительного расхода топлива: больше для движения к экватору, меньше при движении к полюсам. Наклон орбиты МКС в 51,6 градуса может показаться странным: аппараты НАСА, запускаемые с мыса Канаверал, традиционно имеют наклонение примерно в 28 градусов.

Когда обсуждалось местоположение будущей станции МКС, то решили, что будет более экономичным отдать предпочтение российской стороне. Также такие параметры орбиты позволяют видеть больше поверхности Земли.

Но Байконур находится на широте в приблизительно 46 градусов, почему же тогда обычным для российских запусков является наклонение в 51,6 °? Дело в том, что к востоку есть сосед, который не слишком обрадуется, если на него что-то будет падать.

Поэтому орбиту наклоняют к 51,6 °, чтобы при запуске никакие части космического аппарата ни при каких обстоятельствах не могли упасть на Китай и Монголию.

Планета Уран

Эксцентриситет орбиты – все о космосе

Главная / Солнечная система / Уран

Седьмую планету солнечной системы – Уран – открыли лишь в 1781 году и назвали в честь древнегреческого бога, который был отцом Кроноса. Эту планету классифицируют, как одну из газообразных планет-гигантов, наряду с Юпитером, Сатурном и Нептуном.

Ульям Гершель, открывший Уран, сначала принял его за комету. Он наблюдал за созвездием Тельца, и обратил внимание на небесное тело, находившееся в том месте, которое должно было пустовать, судя по звездным картам того времени.

Объект был достаточно четким и медленно двигался относительно звезд.

Он рассказал о своем наблюдении коллегам астрономам, математикам и другим ученым. Европейские астрономы принялись изучать объект, его расстояние, массу, орбиту и прочие характеристики. Российский ученый Андрей Лексель, определил расстояние между Солнцем и Ураном, оно составляло, целых 18 а. е. (2,8 млрд. км).

Так, через 2 месяца, после ежедневных многочасовых наблюдений, ученые были убеждены, что Гершель открыл не комету, а далекую седьмую планету. За свое открытие, он был удостоен пожизненной денежной королевской выплаты в 200 фунтов стерлингов и награжден орденом. Эта была первая планета, открытая в Новое время.

Уран расширил границы солнечной системы в глазах человека, со времен Античности.

Строение Урана

Как показывают наблюдения со спутников, железно-каменное ядро с температурой около 7000 K, на Уране присутствует, а вот рек и океанов, наблюдать не приходится. Отсутствие металлического водорода, уменьшает количество тепла, выделяемое планетой до 30%, поэтому 70% тепловой энергии Уран получает от Солнца.

За ядром сразу начинается плотная очень плотная атмосфера, толщиной около 8 тыс. км. Химический состав атмосферы Урана таков: 83% водорода (H2), 15% гелия (Не) и около 2% метан (CH4). Метан, так же как и водород, принимают активное участие в поглощении солнечной радиации, и, следовательно, инфракрасного и красного спектров. Этим объясняется сине-зеленый цвет планеты.

Ветры в средних слоях, движутся со скоростью 250м/с.

Наклон оси Урана

Уран – уникальная планета солнечной системы. Наклон оси вращения составляет около 98°, это значит, что планета практически завалена набок. Для наглядности: если все планеты похожи на вращающуюся юлу, то Уран, скорее похож, на катящийся шар для боулинга.

Из-за такого необычного положения, смены дня и ночи и времен года на планете, протекают, мягко говоря, нестандартно. Получается, что 42 года, один полюс находится в темноте, на другой светит Солнце, а потом они меняются.

Ученые объясняют такое странное положение планеты, столкновением с другим небесным телом (возможно с другой планетой), которое произошло миллионы лет назад.

Спутники Урана

В начале третьего тысячелетия открыто и исследовано 27 спутников планеты Уран. Основными, являются 5 самых крупных спутников. Самый большой спутник – Титания – имеет диаметр всего 1570 км, это очень немного, по сравнению со спутниками остальных планет.

Оберон – второй по величине спутник Урана. Он и Титания, были открыты все тем же Гершелем, обнаружившим саму планету. Далее идут еще меньшие по размерам спутники: Умбриэль, Ариель и Миранда.

Интересен тот факт, что имена всем спутникам Урана, давали в честь героев бессмертных произведений Уильяма Шекспира.

Характеристики Урана

• Масса: 8,69*1025 кг (в 14 раз больше Земли) • Диаметр на экваторе: 51118 км (в 4 раз больше Земли) • Диаметр на полюсе: 49946 км • Наклон оси: 98° • Плотность: 1,27 г/см³ • Температура верхних слоев: около –220 °C • Период обращения вокруг оси (сутки): 17 часов 15 минут • Расстояние от Солнца (среднее): 19 а. е. или 2,87 млрд. км • Период обращения вокруг Солнца по орбите (год): 84,5 года • Скорость вращения по орбите: 6,8 км/с • Эксцентриситет орбиты: e = 0,044 • Наклон орбиты к эклиптике: i = 0,773° • Ускорение свободного падения: около 9 м/с²

• Спутники: есть 27 шт.

Орбиты космических аппаратов

Эксцентриситет орбиты – все о космосе

Расчеты траекторий полетов космических аппаратов связаны с использованием законов небесной механики.

Следует заметить, что движение космических аппаратов описывается по законам небесной механики только после выключения реактивных двигателей. На пассивном участке траектории (т. е.

после выключения двигателей) космические аппараты движутся под действием притяжения Земли и других тел Солнечной системы.

Элементы орбиты искусственных спутников Земли взаимосвязаны между собой формулой [v_{0}^{2} = GMleft(frac{2}{r_{0}} – frac{1}{a}
ight),] где (v_{0}) – начальная скорость спутника, (M) – масса Земли, (r_{0}) – расстояние точки выхода спутника на орбиту от центра Земли, (a) – большая полуось орбиты спутника.

Эксцентриситет орбиты (е) при горизонтальном запуске спутника равен: [e = 1 – frac{q}{a},] где (q) – расстояние перигея (ближайшей точки орбиты от центра Земли).

В случае эллиптической орбиты: (q = a(1 − e) = R + h_{П}), где (h_{П}) – линейная высота перигея над поверхностью Земли. Расстояние апогея (наиболее удаленной точки орбиты от центра Земли): (Q = a(1 + e) = R + h_{А}), где (h_{А}) – высота апогея над земной поверхностью, (R) – радиус Земли.

Когда космический аппарат удалится от Земли на значительное расстояние, то на дальнейшее его движение будет оказывать влияние, прежде всего, притяжение Солнца.

Радиус сферы действия Земли принимают равным примерно 930 тыс. км; на границе этой сферы влияние Солнца и Земли на космический аппарат одинаково.

Момент достижения границы сферы действия Земли считается моментом выхода космического аппарата на орбиту относительно Солнца.

При запуске космических аппаратов к другим планетам исходят из следующих основных соображений:

  • геоцентрическая скорость космического аппарата при выходе на орбиту относительно Земли должна превышать вторую космическую скорость;
  • гелиоцентрическая орбита космического аппарата должна пересекаться с орбитой данной планеты;
  • момент запуска необходимо выбрать так, чтобы орбита была наиболее оптимальной с точки зрения сроков полета, затрат топлива и ряда других требований.
  • Одним из классов межпланетных траекторий являются энергетически оптимальные орбиты, которые соответствуют наименьшей геоцентрической скорости космических аппаратов в момент достижения границы сферы действия Земли.

    Траектория перелета на Марс, построенная на предположении, что орбиты Земли и Марса круговые, носит название гомановской, так как названа в честь немецкого астронома Вальтера Гомана, занимавшегося теорией межпланетных полетов.

    Расчеты показывают, что время полета с Земли до Марса по такой траектории составит 259 суток (не считая сравнительно короткого времени полета до границы сферы действия Земли).

    Читать далее

    Кометы Archives – Космос

    Эксцентриситет орбиты – все о космосе

    Первооткрывателями 67-ой периодической кометы (67P/Чурюмова-Герасименко) являются Клим Чурюмов и Светлана Герасименко. Изображение этого объекта отмечено осенью 1969 года при анализе фотопластинки кометы 32P/Комас Сола, полученной в алма-атинской обсерватории.

    Комета Чурюмова-Герасименко является небесным телом короткопериодической группы. Эксцентриситет орбиты-0,6315, орбита кометы вытянутая, величина большой полуоси кометной орбиты чуть выше 3,5 астрономических единиц. Комета 67P с массой примерно в 3.

    14·10 триллионов кг огибает Солнце, пересекает орбиты Юпитера и Марса, приближается к орбите Земли, период ее обращения равен 6,568 лет.

    Полагают, что она появилась, как и вся совокупность комет Юпитера, из Пояса Эджворта Койпера, начинающегося примерно за орбитой Нептуна, сила гравитации которого вытянуло их орбиты.

    Проведенный анализ эволюции орбиты кометы свидетельствует, что перигелий 67P/Чурюмова-Герасименко находился до середины девятнадцатого столетия примерно в 600 миллионов километров (4. 0 а. е.). Комету с Земли заметить невозможно, она не обладает комом, который не вырос по причине ее удаленности от Солнца.

    Обращает внимание тот факт, что в 1840 году данное небесное тело находилось близко от Юпитера, в результате гравитационного толчка планеты она оказалась ближе к Солнцу, вплоть до 450 миллионов километров (3. 0 а. е.).

    Почти сто лет комета Чурюмов-Герасименко имела близкий к этому перигелий, но в 1959 году она получает гравитационный удар Юпитера, который привел к коррекции ее орбиты, ближайшее расстояние ее от Солнца измеряется в 43 миллиона километров (1.

    3 а. е.). Читать далее »

    На фотоснимках кометы ISON, которые были получены учеными Института Макса Планка и Обсерватории  Wendelstein, можно увидеть чуть заметные «крылья» по бокам идущие от ядра.

    Невооруженным глазом заметить их невозможно. Рассмотреть их можно лишь применяя специальную аппаратуру и программы для обработки снимков.

    Детальное наблюдение за изменениями, происходящими с кометой, ученые производят, сканируя газовое облако находящееся вокруг кометы ISON.

    По данным полученным с компьютера от кометы уже отвалился один фрагмент, или несколько небольших – слова Бенхарда.

    28 Ноября комета ISON приблизится к Солнцу на максимально близкое расстояние, почти 1 000 000 километров.

    Это в 150 раз ближе того расстояния на которое подошла комета Хейла-Боппа, и которая считается одной из ярчайших комет прошлого столетия. Разогревшись от Солнца ее  можно было видеть невооруженным глазом еще 18 месяцев.

    Читать далее »

    Терри Лавджой астроном-любитель из Австралии является первооткрывателем уже трех новых комет. Одна из них знаменитая C/2011 W3(Lovejoy). Теперь же он в  этом году открыл еще одну комету C/2013 R1(Lovejoy).

    О появлении новой кометы C/2013 R1(Lovejoy), Терри Лавджой объявил 9 сентября, когда вел за ней наблюдение в течении двух дней в 20 см телескоп (8-дюймовый).

    Читать далее »

    Комета Макнота, ее еще называют как Большая комета 2007. Комета долгопериодическая открыта Робертом Макнотом 7 августа 2006 года. Эта комета стала самой яркой из всех комет за последние сорок лет. В южном полушарии Земли люди могли наблюдать ее в январе и феврале 2007 года даже невооруженным глазом.

    Комета Макнота в январе 2007 года достигла -6,0 звездной величины, ее можно было увидеть и при свете дня. Длина хвоста кометы составила 35 градусов.

    Обнаружил комету Макнот на ПЗС- снимке, когда она была еще +17 величины в августе 2006 года. Комета проделала путь через созвездия Змееносец и Скорпион с августа  по ноябрь 2006. На всем пути ее фотографировали, за это время ее яркость увеличилась лишь до +9. В декабре ее невозможно было увидеть из-за того, что комета приблизилась к Солнцу.

    Читать далее »

    Ученые из Массачусетсского технологического института сделали исследование известного астероида Апофис (Apophis), который по расчетам должен в 2029 году пройти на максимально близком расстоянии от Земли, то есть 35 тысяч километров. Для сравнения Луна находится чуть более чем в десять раз дальше от нас.

    По расчетам произойдет это событие 13 апреля 2029 года, пролетит астероид так близко, что будут сбиты спутники находящиеся тоже на этой высоте. Следующее появление астероида будет уже в 2036 году, и на этот раз расстояние будет равно нулю, то есть он столкнется с Землей (это 1 из 45 тысяч, что он столкнется).

    Ученые астрономы начали изучение строения астероида и выяснили, что состоит он в основном из минералов пироксена и оливина. Астероид можно отнести к типу метеоритов «хондриты», которые имеют очень низкое содержание железа — зернистые метеориты. Размером астероид по разным оценкам от 270 до 415 метров.

    Читать далее »

    Астрономы составили хит-парад космических аномалий | Астрономия в школе

    Эксцентриситет орбиты – все о космосе

    Астрономы из Лаборатории реактивного движения (JPL) NASA и национальной лаборатории Лос-Аламоса составили список астрономических явлений, до сих пор не нашедших объяснения с точки зрения современной физики. Космические “странности” перечислены в статье, которая появится в журнале Proceedings of the IAU Syjmposium. Препринт работы доступен на сайте arXiv.org.

         В представленном авторами списке четыре позиции. Под первым пунктом идет аномальное ускорение космических аппаратов при полетах вблизи Земли. Вторым в списке следует постепенное увеличение длины астрономической единицы – расстояния от Земли до Солнца. На третье место ученые поместили аномалию “Пионеров”.

    Ускорение космических аппаратов “Пионер-10” и “Пионер-11” во внешней части Солнечной системы отличалось от расчетного. Замыкает список явление увеличения эксцентриситета лунной орбиты. Эксцентриситет – это величина, характеризующая степень вытянутости эллиптической орбиты.

         Все перечисленные явления были многократно подтверждены разными группами исследователей. Лента.Ру представляет краткое описание каждой из них.

    Аномальное ускорение космических аппаратов при полетах вблизи Земли В 1989 году с шаттла “Атлантис” стартовал аппарат для исследования Юпитера под названием “Галилео” (Galileo). Чтобы набрать необходимую для выполнения миссии скорость, “Галилео” один раз пролетел рядом с Венерой и два – рядом с Землей.

    Гравитационное воздействие планет разогнало аппарат несравнимо сильнее, чем позволяли его собственные двигатели. Анализируя данные первого гравитационного маневра вокруг Земли, астрономы обнаружили, что скорость “Галилео” возросла несколько больше, чем предсказывали расчеты. Разница была не очень велика и вполне могла быть вызвана ошибкой в расчетах или каким-то случайным сбоем.

    Проверить, не ускорился ли “Галилео” выше нормы во время второго пролета возле Земли, астрономы не могли. Орбита аппарата пролегала на высоте всего 303 километров, и земная атмосфера смазывала результаты наблюдений.

    Спустя несколько лет необычную “прыткость” показал другой космический аппарат – NEAR (Near Earth Asteroid Rendezvous – “встреча с околоземным астероидом”), который отправился изучать астероид Эрос. Еще через год лишнюю скорость набрала “Розетта” (Rosetta), летящая к комете 67P/Чурюмова – Герасименко.

    Странности в движении всех аппаратов были замечены при выполнении гравитационных маневров рядом с Землей. Одна из теорий предполагает, что космические корабли разгоняет темная материя. Загадочная субстанция, ответственная за большую часть массы Вселенной (ее еще называют скрытой массой), участвует в гравитационном взаимодействии, но не участвует в электромагнитном.

    Темная материя пока экспериментально не обнаружена, но многие астрономы сообщали о косвенных свидетельствах ее существования. Однако в случае с аномальным ускорением кораблей требуется не только наличие темной материи, но также выполнение ряда сложных условий. Некоторые из них противоречат современным взглядам на природу темной материи.

    Постепенное увеличение длины астрономической единицы

    Астрономическая единица (а.е.) – одна из единиц измерения длины для космических расстояний. А.е. соответствует среднему расстоянию между центрами масс Земли и Солнца, которое примерно равно большой полуоси земной орбиты. В километрах а.е. составляет 149597870. Современные методы позволили установить это значение с точностью до трех метров, или до 2х10-9 процента.
    Авторы работы проанализировали данные измерений значения а.е. и заключили, что ежегодно этот параметр увеличивается приблизительно на 15 сантиметров. Наблюдаемый эффект можно было бы объяснить увеличением массы Солнца (значение а.е. связано с солнечной массой). Однако такое объяснение противоречит всем нашим знаниям о звездах. С течением времени светила могут только терять массу, выжигая свое водородное “топливо”. Значит, каждый год Солнце должно поглощать около 1х1018 килограммов, что эквивалентно одной Луне или 40 тысячам средних комет. Маловероятно, чтобы ученые не замечали такую обильную трапезу прямо у себя под носом.
    Аномалия “Пионеров”

    Красное смещение возникает, когда объект удаляется от наблюдателя. Фиолетовое – когда приближается. Изображение Ales Tosovsky с сайта wikipedia.org

    Космические аппараты “Пионер-10” и “Пионер-11” были запущены в 1972 году. Их целью было изучение Юпитера и Сатурна. “Пионеры” не были предназначены для выхода на орбиты планет-гигантов. Их путь пролегал за пределы Солнечной системы, в далекий космос.

    Когда аппараты добрались до Урана, астрономы заметили, что посылаемые ими радиосигналы стали смещаться в коротковолновую область спектра. Подобный эффект, получивший название фиолетового смещения, наблюдается относительно редко (в отличие от противоположного эффекта красного смещения). В случае “Пионеров” фиолетовое смещение означает, что они начали замедляться.

    Одним из объяснений падения скорости аппаратов может служить наличие некой силы, которая “тянет” их назад. Исследователи не исключают существования других возможных причин аномалии “Пионеров”.

    В числе прочих рассматриваются торможение за счет трения о космическую пыль и газ, гравитационное воздействие объектов из пояса Койпера (область за орбитой Нептуна, заполненная небольшими объектами вроде астероидов и ядер комет), ошибки в расчетах и даже утечка топлива из баков аппаратов.

    Увеличения эксцентриситета лунной орбиты

    Луна обращается вокруг Земли по эллиптической орбите. Степень вытянутости этого эллипса характеризуется параметром, получившим название эксцентриситет. Из-за приливных сил, действующих между Землей и ее спутником, эксцентриситет лунной орбиты постепенно увеличивается. Расхождение перигея и апогея (самой ближней и самой дальней точек лунной орбиты по отношению к Земле) составляет около 3,5 миллиметра в год. Авторы работы утверждают, что “вытягивание” орбиты Луны чуть-чуть превышает теоретически ожидаемое. Приемлемых гипотез, которые бы объясняли это явление, пока не существует.

    Adblock
    detector