stringtranslate.com

Открытие и исследование Солнечной системы

Плакат Солнечной системы в реальном масштабе, сделанный Эмануэлем Боуэном в 1747 году. В то время еще не были открыты Уран, Нептун и пояса астероидов.

Открытие и исследование Солнечной системы — это наблюдение, посещение и расширение знаний и понимания «космического соседства» Земли . [1] Сюда входят Солнце , Земля и Луна , крупные планеты Меркурий , Венера , Марс , Юпитер , Сатурн , Уран и Нептун , их спутники , а также более мелкие тела, включая кометы , астероиды и пыль . [1]

В древние и средневековые времена были известны только объекты, видимые невооруженным глазом — Солнце, Луна, пять классических планет и кометы , а также явления, которые, как теперь известно, происходят в атмосфере Земли , такие как метеоры и полярные сияния . [ сомнительно – обсудить ] Древние астрономы могли проводить геометрические наблюдения с помощью различных инструментов. Сбор точных наблюдений в ранний современный период и изобретение телескопа помогли определить общую структуру Солнечной системы. Телескопические наблюдения привели к открытию спутников и колец вокруг планет , а также новых планет, комет и астероидов ; признание планет другими мирами, Земли другой планетой и звезд другими солнцами; идентификация Солнечной системы как единого целого и определение расстояний до некоторых близлежащих звезд.

На протяжении тысячелетий то, что сегодня известно как Солнечная система, рассматривалось как « вся Вселенная », поэтому знания об обеих системах развивались параллельно. Четкое различие не было проведено примерно до середины 17 века. С тех пор были получены дополнительные знания не только о Солнечной системе, но и о космическом пространстве и его объектах дальнего космоса .

Состав звезд и планет исследовался с помощью спектроскопии . Наблюдения тел Солнечной системы с другими видами электромагнитного излучения стали возможны благодаря радиоастрономии , инфракрасной астрономии , ультрафиолетовой астрономии , рентгеновской астрономии и гамма-астрономии .

Роботизированные космические зонды , высадка людей на Луну в рамках программы «Аполлон» и космические телескопы значительно расширили человеческие знания об атмосфере, геологии и электромагнитных свойствах других планет, дав начало новой области планетологии .

Солнечная система — одна из многих планетных систем в галактике. [1] [2] Планетная система, в которую входит Земля, называется «Солнечной» системой. Слово «солнечный» происходит от латинского слова «Солнце», Sol (родительный падеж Solis ). Все, что связано с Солнцем, называется «солнечным»: например, звездный ветер от Солнца называется солнечным ветром .

Предварительный телескоп

Карта вселенной Анаксимандра (около 560 г. до н. э. )

Первые люди имели ограниченное представление о небесных телах, которые можно было увидеть на небе. Однако Солнце представляло непосредственный интерес, поскольку оно порождает цикл день-ночь. Более того, рассвет и закат происходят всегда примерно в одних и тех же точках горизонта, что помогло разработать стороны света . Луна была еще одним объектом , представляющим непосредственный интерес из-за ее большего визуального размера. Лунные фазы позволяли измерять время в более длительные периоды, чем дни, и предсказывать продолжительность времен года . [3]

Доисторические представления о структуре и происхождении Вселенной были весьма разнообразными, часто укорененными в религиозной космологии , и многие из них не зафиксированы. Многие ассоциировали классические планеты (эти звездообразные точки, видимые невооруженным глазом) с божествами , отчасти из-за их загадочного движения вперед и назад относительно неподвижных звезд , что дало им прозвище «звезды-странники», πλάνητες ἀστέρες ( planētes asteres ) на древнегреческом языке, от которого произошло сегодняшнее слово « планета ». [4]

Систематические астрономические наблюдения проводились во многих регионах мира и начали пополнять космологические знания, хотя в основном они были обусловлены астрологическими целями, такими как гадание и/или предзнаменования . Ранние исторические цивилизации в Египте , Леванте , досократической Греции , Месопотамии и древнем Китае зафиксировали веру в плоскую Землю . Ведические тексты предлагают ряд форм, в том числе колесо (плоское) и мешок (вогнутое), хотя они, вероятно, продвигают сферическую Землю , которую они называют бхугол (или भूगोल на хинди и санскрите), что буквально переводится как «сферическая». земля". [5] Древние модели, как правило, были геоцентрическими , ставя Землю в центр Вселенной, [6] основанными исключительно на обычном опыте наблюдения за медленно движущимся небом над нашими головами и на ощущении твердости земли под ногами. в состоянии покоя. Некоторые традиции китайской космологии предлагали внешнюю поверхность, к которой были прикреплены планеты, Солнце и Луна; другой предположил, что они находятся в свободном плавании. Все остальные звезды считались « неподвижными » на заднем плане.

Одно важное открытие, сделанное в разное время и в разных местах, заключается в том, что яркая планета, иногда видимая вблизи восхода солнца (греки называли ее Фосфором ), и яркая планета, иногда видимая вблизи заката (греки называли ее Геспером ), на самом деле были одной и той же планетой — Венерой . . [7]

Анимация, изображающая модель ретроградного движения планет Евдокса. Две самые внутренние гомоцентрические сферы его модели представлены здесь в виде колец, каждая из которых вращается с одинаковым периодом, но в противоположных направлениях, перемещая планету по восьмерке, или гиппопеду.
Основные элементы астрономии Птолемея, показывающие планету на эпицикле (меньший пунктирный круг), деференте (большой пунктирный круг), эксцентрике (×) и экванте ( •).

Хотя неясно, мотивирована ли она эмпирическими наблюдениями, концепция сферической Земли , по-видимому, впервые получила интеллектуальное доминирование в школе Пифагора в Древней Греции в V веке до нашей эры. [8] Между тем, пифагорейская астрономическая система предполагала, что Земля, Солнце и противоземля вращаются вокруг невидимого «Центрального огня». Под влиянием идей Пифагора и Платона философы Евдокс , Каллипп и Аристотель разработали модели солнечной системы, основанные на концентрических сферах . Им требовалось более одной сферы на планету, чтобы учесть сложные кривые, которые они прочерчивали по небу. Аристотелевская физика использовала место Земли в центре Вселенной вместе с теорией классических элементов для объяснения таких явлений, как падение камней и поднимающееся пламя; Предполагалось, что объекты в небе состоят из уникального элемента, называемого эфиром .

Более поздняя геоцентрическая модель, разработанная Птолемеем, присоединила меньшие сферы к меньшему количеству больших сфер, чтобы объяснить сложные движения планет, устройство, известное как деферент и эпицикл, впервые разработанное Аполлонием Пергским . Опубликованная в «Альмагесте» , эта модель небесных сфер , окружающих сферическую Землю, была достаточно точной и прогнозирующей [9] и стала доминирующей среди образованных людей в различных культурах, распространившись от Древней Греции до Древнего Рима, христианской Европы, исламского мира, Южной Азии. и Китай через наследование и копирование текстов, завоевания, торговлю и миссионерство. Он широко использовался до 16 века. [9]

Различные астрономы, особенно те, кто имел доступ к более точным наблюдениям , скептически относились к геоцентрической модели и предлагали альтернативы, включая гелиоцентрическую теорию, согласно которой планеты и Земля вращаются вокруг Солнца . Многие предложения не распространились за пределы местной культуры и не стали доминирующими на местном уровне. Аристарх Самосский размышлял о гелиоцентризме в Древней Греции ; Марсиан Капелла в раннем средневековье учил , что Меркурий и Венера вращаются вокруг Солнца, а Луна, Солнце и другие планеты вращаются вокруг Земли; [10] в Аль-Андалусе Арзашель предположил , что Меркурий вращается вокруг Солнца, а гелиоцентрические астрономы работали в школе Мараги в Персии. Астроном из Кералы Нилаканта Сомаяджи предложил геогелиоцентрическую систему, в которой планеты вращаются вокруг Солнца, а Солнце, Луна и звезды вращаются вокруг Земли.

Наконец, польский астроном Николай Коперник полностью разработал систему, называемую коперниканским гелиоцентризмом , в которой планеты и Земля вращаются вокруг Солнца, а Луна вращается вокруг Земли. Хотя теория Коперника, поздняя к тому времени, была известна датскому астроному Тихо Браге , он не принял ее и предложил свою собственную геогелиоцентрическую систему Тихона . Браге предпринял значительную серию более точных наблюдений. Немецкий натурфилософ Иоганн Кеплер сначала работал над объединением системы Коперника с платоновыми телами в соответствии со своей интерпретацией христианства и древней теорией музыкального резонанса, известной как Musica Universalis . Став помощником Браге, Кеплер унаследовал наблюдения и получил задание математически проанализировать орбиту Марса. После многих неудачных попыток он в конце концов сделал революционное открытие: планеты движутся вокруг Солнца по эллипсам . Он сформулировал и опубликовал то, что сейчас известно как законы движения планет Кеплера, с 1609 по 1619 год. Это стало доминирующей моделью среди астрономов, хотя, как и в случае с моделями небесных сфер , физический механизм, посредством которого происходило это движение, был несколько загадочным, и теорий было множество.

Потребовалось некоторое время, чтобы новые теории распространились по всему миру. Например, в эпоху Великих географических открытий астрономическая мысль в Америке основывалась на старых греческих теориях, [11] но к 1659 году в письменных источниках начали появляться новые западноевропейские идеи. [12]

Телескопические наблюдения

Копия телескопа Исаака Ньютона.

Ранние телескопические открытия

Изобретение телескопа произвело революцию в астрономии, позволив увидеть детали Солнца, Луны и планет, недоступные невооруженному глазу. Он появился около 1608 года в Нидерландах и был быстро принят европейскими энтузиастами и астрономами для изучения неба.

Итальянский эрудит Галилео Галилей был одним из первых пользователей и сделал плодотворные открытия, в том числе фазы Венеры , которые окончательно опровергли расположение сфер в системе Птолемея. Галилей также обнаружил, что Луна покрыта кратерами, Солнце покрыто солнечными пятнами и что вокруг Юпитера вращаются четыре спутника . [13] Христиан Гюйгенс продолжил открытия Галилея, открыв спутник Сатурна Титан и форму колец Сатурна . [14] Джованни Доменико Кассини позже обнаружил еще четыре спутника Сатурна и деление Кассини в кольцах Сатурна. [15]

Солнце сфотографировано через телескоп со специальным солнечным фильтром. Хорошо видны солнечные пятна и затемнения конечностей . Меркурий проходит транзитом в нижней середине лика Солнца.

Около 1677 года Эдмонд Галлей наблюдал транзит Меркурия через Солнце, что привело его к пониманию того, что наблюдения солнечного параллакса планеты (в идеале с использованием транзита Венеры ) могут быть использованы для тригонометрического определения расстояний между Землей, Венерой и Солнцем. солнце. [16] В 1705 году Галлей понял, что при повторных наблюдениях кометы фиксируется один и тот же объект, регулярно возвращающийся раз в 75–76 лет. Это было первое свидетельство того, что вокруг Солнца вращается что-то кроме планет, [17] хотя это было высказано в теории о кометах в I веке Сенекой . [18] Около 1704 года термин «Солнечная система» впервые появился на английском языке. [19]

Ньютоновская физика

Английский астроном и математик Исаак Ньютон , опираясь, кстати, на недавние научные исследования скорости падения объектов, был вдохновлен заявлениями своего соперника Роберта Гука о доказательстве законов Кеплера. Ньютон смог объяснить движение планет, выдвинув гипотезу о силе гравитации , действующей между всеми объектами Солнечной системы пропорционально их массе, и законе обратных квадратов для расстояний — законе всемирного тяготения Ньютона . В книге «Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica» Ньютона 1687 года это объяснили вместе с законами движения Ньютона , впервые предоставив единое объяснение астрономическим и земным явлениям. Эти концепции стали основой классической механики , которая обеспечила будущие достижения во многих областях физики .

Открытие дополнительных планет и спутников

Телескоп впервые позволил обнаружить объекты, невидимые невооруженным глазом. Это заняло некоторое время из-за различных логистических соображений, таких как низкая мощность увеличения раннего оборудования, небольшая площадь неба, охваченная любым данным наблюдением, а также работа, связанная с сравнением нескольких наблюдений в разные ночи.

В 1781 году Уильям Гершель искал двойные звезды в созвездии Тельца и наблюдал то, что он считал новой кометой. Его орбита показала, что это была новая планета, Уран , первая из когда-либо открытых телескопом. [20]

Джузеппе Пиацци открыл Цереру в 1801 году, маленький мир между Марсом и Юпитером. Ее считали еще одной планетой, но после последующих открытий других небольших миров в том же регионе ее и другие в конечном итоге переклассифицировали как астероиды . [21]

К 1846 году несоответствия в орбите Урана заставили многих заподозрить, что большая планета, должно быть, тянет его издалека. Расчеты Джона Адамса и Урбена Леверье в конечном итоге привели к открытию Нептуна . [22] Избыточная прецессия перигелия орбиты Меркурия побудила Леверье постулировать существование внутримеркурианской планеты Вулкан в 1859 году, но оказалось, что это не существует: избыточная прецессия перигелия была наконец объяснена общей теорией относительности Эйнштейна , которая заменила теорию Ньютона. теория как наиболее точное описание гравитации в больших масштабах.

В конце концов, новые луны были обнаружены также вокруг Урана , начиная с 1787 года Гершелем, [23] вокруг Нептуна, начиная с 1846 года, Уильямом Ласселлом [24] и вокруг Марса в 1877 году Асафом Холлом . [25]

Дальнейшие очевидные расхождения в орбитах внешних планет привели Персиваля Лоуэлла к выводу, что еще одна планета, « Планета X », должна находиться за Нептуном. После его смерти его обсерватория Лоуэлла провела поиск, который в конечном итоге привел к открытию Плутона Клайдом Томбо в 1930 году. Однако Плутон оказался слишком мал, чтобы нарушить орбиты внешних планет, и поэтому его открытие было случайным. . Как и Церера, первоначально она считалась планетой, но после открытия в ее окрестностях множества других объектов аналогичного размера в 2006 году МАС реклассифицировал ее как карликовую планету . [22]

Больше технических улучшений

В 1668 году Исаак Ньютон строит свой собственный телескоп-рефлектор , первый полностью функциональный телескоп такого типа, ставший вехой для будущих разработок, поскольку он уменьшает сферическую аберрацию без хроматической аберрации . [26] Сегодня самые мощные телескопы в мире относятся к этому типу.

Первая фотография солнечного затмения была сделана 28 июля 1851 года дагерротипистом Берковски.

В 1840 году Джон В. Дрейпер делает дагерротип Луны, первую астрономическую фотографию. [27] С тех пор астрофотография стала ключевым инструментом в наблюдательных исследованиях неба.

Спектроскопия — метод, позволяющий изучать материалы с помощью излучаемого ими света, [28] разработанный примерно в 1835–1860 годах Чарльзом Уитстоном , [29] Леоном Фуко , [30] Андерсом Йонасом Ангстремом [31] и другими. Роберт Бунзен и Густав Кирхгоф продолжили разработку спектроскопа , который они использовали для идентификации химических элементов на Земле, а также на Солнце. [32] Примерно в 1862 году отец Анджело Секки разработал гелиоспектрограф , который позволил ему изучать Солнце и звезды и идентифицировать их как вещи одного и того же рода. [33] В 1868 году Жюль Янссен и Норман Локьер открыли на Солнце новый элемент, неизвестный на Земле, гелий , который в настоящее время составляет 23,8% массы солнечной фотосферы . [34] На сегодняшний день спектроскопы являются важным инструментом для изучения химического состава небесных тел.

К середине 20 века возникли новые важные технологии дистанционного зондирования и наблюдения, такие как радиолокация , радиоастрономия и космонавтика .

Открытие Солнечной системы как одной из многих

В древние времена была распространена вера в так называемую «сферу неподвижных звезд », гигантскую куполообразную структуру или небосвод с центром на Земле, который служил ограничением всей Вселенной , ее краем, ежедневно вращающимся вокруг. Со времен эллинистической астрономии и в средние века расчетный радиус такой сферы становился все более большим, вплоть до немыслимых расстояний. Но в эпоху европейского Возрождения возможность того, что такая огромная сфера могла совершить один оборот на 360° вокруг Земли всего за 24 часа, считалась маловероятной [35] , и этот момент был одним из аргументов Николая Коперника в пользу того, чтобы оставить позади многовековая геоцентрическая модель.

В шестнадцатом веке ряд писателей, вдохновленных Коперником, таких как Томас Диггес , [36], Джордано Бруно [37] и Уильям Гилберт [35], приводили доводы в пользу бесконечно протяженной или даже бесконечной Вселенной, в которой другие звезды подобны далеким солнцам, прокладывающим способ осудить аристотелевскую сферу неподвижных звезд.

Когда Галилео Галилей исследовал небо и созвездия в телескоп , он пришел к выводу, что «неподвижные звезды», которые были изучены и нанесены на карту, представляют собой лишь крошечную часть огромной Вселенной, лежащей за пределами досягаемости невооруженного глаза. [38] Он также направил свой телескоп на тусклую полоску Млечного Пути и обнаружил, что она распадается на бесчисленные белые звездообразные пятна, предположительно сами более далекие звезды. [39]

Термин «Солнечная система» вошел в английский язык к 1704 году, когда Джон Локк использовал его для обозначения Солнца, планет и комет в целом. [40] К тому времени было несомненно установлено, что планеты — это другие миры, тогда звезды были бы другими далекими солнцами, так что вся Солнечная система на самом деле является лишь небольшой частью чрезвычайно большой Вселенной и определенно чем-то отдельным.

Хотя вопрос о том, когда действительно была «открыта» Солнечная система как таковая, остается спорным, три наблюдения XIX века определили ее природу и место во Вселенной вне всяких разумных сомнений. Во-первых, к 1835–1838 годам Томас Хендерсон [41] и Фридрих Бессель [42] успешно измерили два звездных параллакса — видимое смещение положения ближайшей звезды, вызванное движением Земли вокруг Солнца. Это было не только прямое, экспериментальное доказательство гелиоцентризма ( Джеймс Брэдли уже сделал это в 1729 году, когда открыл причину аберрации звездного света — движение Земли вокруг Солнца) [43] , но и впервые точно выявило , огромное расстояние между Солнечной системой и ближайшими звездами. Затем, в 1859 году, Роберт Бунзен и Густав Кирхгоф , используя недавно изобретенный спектроскоп , исследовали спектральную подпись Солнца и обнаружили, что оно состоит из тех же элементов, что существовали на Земле, впервые установив физическое сходство между Землей и Землей. другие тела, видимые с Земли. [44] Затем отец Анджело Секки сравнил спектральные характеристики Солнца со спектральными характеристиками других звезд и обнаружил, что они практически идентичны. [33] Осознание того, что Солнце является звездой, привело к научно обновленной гипотезе о том, что другие звезды могут иметь собственные планетные системы, хотя это не было доказано в течение почти 140 лет.

Наблюдательная космология началась с попыток Уильяма Гершеля описать форму известной тогда Вселенной. В 1785 году он предположил, что Млечный Путь представляет собой диск, но предположил, что Солнце находится в центре. Эта гелиоцентрическая теория была опровергнута галактоцентризмом в 1910-х годах, после того как новые наблюдения Харлоу Шепли показали, что Галактический центр находится относительно далеко.

Внесолнечные планеты и пояс Койпера

В 1992 году было обнаружено первое свидетельство существования другой планетной системы , отличной от нашей, на орбите пульсара PSR B1257+12 . Три года спустя была открыта 51 Пегаси b , первая внесолнечная планета вокруг звезды типа Солнца. В марте 2022 года НАСА объявило, что число обнаруженных экзопланет нескольких типов и размеров достигло 5000. [45]

Также в 1992 году астрономы Дэвид К. Джуитт из Гавайского университета и Джейн Луу из Массачусетского технологического института открыли Альбион . Этот объект оказался первым из новой популяции, которая стала известна как пояс Койпера ; ледяной аналог пояса астероидов, частью которого считались такие объекты, как Плутон и Харон , объекты пояса Койпера (КБО). [46] [47]

Команды Майка Брауна , Чада Трухильо и Дэвида Рабиновица открыли транснептуновые объекты (TNO) Квавар в 2002 году, [48] Седну в 2003 году, [49] Оркус и Хаумеа в 2004 году [50] [51] и Макемаке в 2005 году, [ 52] входят в число наиболее известных ОПК, некоторые из которых сейчас считаются карликовыми планетами . Также в 2005 году они объявили об открытии Эриды , объекта в виде рассеянного диска , который первоначально считался больше Плутона, что сделало его крупнейшим объектом, обнаруженным на орбите вокруг Солнца со времен Нептуна. [53] Облет Плутона аппаратом «Новые горизонты » в июле 2015 года привел к более точным измерениям Плутона, который немного больше, хотя и менее массивен, чем Эрида.

Наблюдения с помощью радара

Карта Венеры, созданная на основе данных радара Магеллан.
Радиолокационный снимок астероида 4179 Тутатис .

Радарная астрономия — это метод наблюдения близлежащих астрономических объектов путем отражения радиоволн или микроволн от целевых объектов и анализа их отражений, которые предоставляют информацию о формах и свойствах поверхности твердых тел, недоступную другими способами. Радар также может точно измерять положение и отслеживать движение таких тел, особенно небольших, как кометы и астероиды, а также определять расстояния между объектами в Солнечной системе. В некоторых случаях радиолокационная съемка давала изображения с разрешением до 7,5 метров.

Луна находится сравнительно близко и была изучена с помощью радара вскоре после изобретения этого метода в 1946 году [54] в основном с точными измерениями расстояния до нее и шероховатости ее поверхности.

Другие тела, за которыми наблюдалось таким образом, включают:

К 2018 году были проведены радиолокационные наблюдения 138 астероидов главного пояса , 789 околоземных астероидов и 20 комет, включая 73P/Швассмана-Вахмана . [63]

Наблюдения с космического корабля

Линии на Европе с космического корабля Галилео
Художественная концепция « Пионера-10» , который прошел орбиту Плутона в 1983 году. Последняя передача была получена в январе 2003 года и отправлена ​​с расстояния примерно 82 а.е. Космический зонд возрастом 51–52 года удаляется от Солнца со скоростью более 43 400 км/ч (27 000 миль в час), [64]

С начала космической эры с помощью роботизированных космических кораблей было выполнено большое количество исследований , которые были организованы и выполнены различными космическими агентствами.

Все планеты Солнечной системы, а также их основные спутники , а также некоторые астероиды и кометы в настоящее время в той или иной степени посещаются космическими кораблями, запущенными с Земли. Благодаря этим беспилотным миссиям люди смогли получить фотографии всех планет крупным планом и, в случае с посадочными модулями , провести испытания почв и атмосфер некоторых из них.

Первым искусственным объектом, отправленным в космос, был советский спутник «Спутник-1» , запущенный 4 октября 1957 года, который успешно вращался вокруг Земли до 4 января следующего года. [65] Американский зонд « Эксплорер 6» , запущенный в 1959 году, стал первым спутником, сфотографировавшим Землю из космоса.

Облеты

Первым успешным зондом, пролетевшим мимо другого тела Солнечной системы, была «Луна-1» , которая пролетела мимо Луны в 1959 году. Первоначально предполагалось, что она столкнется с Луной, но вместо этого она не попала в цель и стала первым искусственным объектом, вращающимся вокруг Солнца. «Маринер-2» стал первым планетарным пролетом , пролетевшим мимо Венеры в 1962 году. Первый успешный пролет над Марсом совершил «Маринер-4» в 1965 году. «Маринер-10» впервые пролетел мимо Меркурия в 1974 году.

Первым зондом, исследовавшим внешние планеты, был «Пионер-10» , пролетевший мимо Юпитера в 1973 году. «Пионер-11» первым посетил Сатурн в 1979 году. После запуска в 1977 году зонды «Вояджер» совершили большое путешествие по внешним планетам. зонды, проходящие мимо Юпитера в 1979 году и Сатурна в 1980–1981 годах. Затем «Вояджер-2» приблизился к Урану в 1986 году и к Нептуну в 1989 году. Два зонда «Вояджер» сейчас находятся далеко за пределами орбиты Нептуна и находятся на пути к поиску и изучению терминальной ударной волны , гелиооболочки и гелиопаузы . По данным НАСА , оба зонда "Вояджер" столкнулись с завершающей ударной волной на расстоянии примерно 93 а.е. от Солнца. [66]

Первый пролет кометы произошел в 1985 году, когда Международный исследователь комет (ICE) пролетел мимо кометы Джакобини-Циннера [67] , тогда как первые пролеты астероидов были проведены космическим зондом «Галилео» , который сделал снимки как 951 Гаспра (в 1991 г.) и 243 Ида (в 1993 г.) на пути к Юпитеру .

Запущенный 19 января 2006 года зонд «Новые горизонты» стал первым искусственным космическим кораблем, исследовавшим пояс Койпера. Эта беспилотная миссия пролетела мимо Плутона в июле 2015 года. Миссия была расширена для наблюдения за рядом других объектов пояса Койпера, включая пролет вблизи 486958 Аррокота в первый день Нового 2019 года. [68]

По состоянию на 2011 год американские учёные обеспокоены тем, что исследования за пределами пояса астероидов будут затруднены из-за нехватки плутония-238 . [ нужно обновить ]

Орбитальные аппараты, посадочные аппараты, вездеходы и летающие зонды

Автопортрет марсохода Curiosity в « Рокнесте » (31 октября 2012 г.) с краем кратера Гейла и склонами горы Эолис вдалеке.

В 1966 году Луна стала первым телом Солнечной системы за пределами Земли, вокруг которого вращался искусственный спутник ( «Луна-10 »), за ней следовали Марс в 1971 году ( «Маринер-9 »), Венера в 1975 году ( «Венера-9» ), Юпитер в 1995 году ( «Галилео» ), астероид Эрос в 2000 году ( NEAR Shoemaker ), Сатурн в 2004 году ( Кассини-Гюйгенс ), а также Меркурий и Веста в 2011 году ( MESSENGER и Dawn соответственно). Dawn вращалась вокруг астероида-карлика Цереры с 2015 года и все еще находится там по состоянию на 2023 год, но стала неактивной с 2018 года. В 2014 году космический корабль Rosetta становится первым орбитальным аппаратом кометы вокруг Чурюмова-Герасименко . [69]

Первым зондом, приземлившимся на другое тело Солнечной системы , был советский зонд «Луна-2» , который столкнулся с Луной в 1959 году. С тех пор были достигнуты все более отдаленные планеты, а зонды приземлились или столкнулись с поверхностью Венеры в 1966 году ( «Венера-3 »). , Марс в 1971 году ( Марс-3 , хотя полностью успешная посадка произошла только в Викинге-1 в 1976 году), астероид Эрос в 2001 году ( NEAR Shoemaker ), спутник Сатурна Титан в 2004 году ( Гюйгенс ), кометы Темпель-1 ( Deep Impact). ) в 2005 году и Чурюмова-Герасименко ( «Филы» ) в 2014 году. [70] Орбитальный аппарат «Галилео» также сбросил зонд в атмосферу Юпитера в 1995 году. Он был предназначен для того, чтобы спуститься как можно дальше в газовый гигант, прежде чем он будет разрушен под воздействием тепла и давления. .

По состоянию на 2022 год три тела в Солнечной системе: Луна, Марс и Рюгу [71] были посещены мобильными марсоходами . Первым роботизированным вездеходом, посетившим другое небесное тело, был советский « Луноход-1» , который приземлился на Луне в 1970 году. Первым, кто посетил другую планету, был «Соджорнер» , который пролетел 500 метров по поверхности Марса в 1997 году. Солнечной системой были воздушные шары «Вега» в 1985 году, а первый полет с двигателем был предпринят компанией Ingenuity в 2020 году. Единственным марсоходом с экипажем, посетившим другой мир, был лунный вездеход НАСА , который путешествовал с «Аполлонами -15» , «16» и «17» в период с 1971 по 1972 год.

В 2022 году ударный механизм DART врезался в Диморфос , спутник малой планеты астероида Дидимос , с явной целью намеренно (слегка) отклонить орбиту тела Солнечной системы впервые в истории, что ему и удалось. [72]

Образец возврата

Лунный камень , возвращенный Аполлоном-17

В некоторых случаях как люди, так и роботы-исследователи брали физические образцы посещенных тел и возвращали их обратно на Землю. Другие внеземные материалы попали на Землю естественным путем в виде метеоритов или прилипли к искусственным спутникам ; это образцы, которые также позволяют изучать вещество Солнечной системы.

Исследование космического корабля

Обзор некоторых миссий в Солнечную систему.

См. также категории миссий к кометам , астероидам , Луне и Солнцу .

Разведка с экипажем

Оуэн Гэрриот на околоземной орбите в открытый космос, 1973 год.

Первым человеком, достигшим космоса ( высотой более 100 км ) и вышедшим на орбиту Земли, был Юрий Гагарин , советский космонавт , запущенный на корабле «Восток-1» 12 апреля 1961 года. Телом Солнечной системы был Нил Армстронг , ступивший на Луну 21 июля 1969 года во время миссии «Аполлон-11» ; В 1972 году произошло еще пять высадок на Луну. В период с 1981 по 2011 год американский многоразовый космический корабль совершил 135 полетов. Два из пяти шаттлов были уничтожены в результате аварий.

Первой орбитальной космической станцией , на которой размещалось более одного экипажа, была «Скайлэб » НАСА , на которой с 1973 по 1974 год успешно размещались три экипажа. Настоящее заселение людьми космоса началось с советской космической станции « Мир» , которая постоянно находилась под оккупацией в течение почти десяти лет. с 1989 по 1999 год. Ее преемница, Международная космическая станция , поддерживала постоянное присутствие человека в космосе с 2001 года. В 2004 году президент США Джордж Буш объявил о «Видении исследования космоса» , в котором содержится призыв к замене стареющего корабля «Шаттл», возвращение на Луну и, в конечном итоге, полет экипажа на Марс.

Исследование по странам

Условные обозначения:
☄ - орбита или облет [73]
❏ - Космическая обсерватория
Ѫ - успешная посадка на объект
⚗ - возврат образца
⚘ - пилотируемый полет [74]
ↂ - постоянная обитаемая космическая станция [75]

Примечания:

Разведочные изыскания

Тела, изображенные вблизи:

Объекты, изображенные только в низком разрешении:

См. также радиолокационные изображения в разделе « Объект, сближающийся с Землей ».

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ abc Исследование Солнечной системы
  2. ^ «Наша Солнечная система». НАСА . Проверено 4 августа 2021 г.
  3. ^ Масип, стр. 15–16.
  4. ^ "Этимология планеты". словарь.com . Проверено 29 июня 2015 г.
  5. ^ Кнудсен, Токе Линдегор (2021). «Три пуранических утверждения о форме Земли» (PDF) . История науки в Южной Азии . 9 : 128–166. дои : 10.18732/hssa55.
  6. ^ Педерсен, Олаф (1993). Ранняя физика и астрономия. Историческое введение . Кембридж (Великобритания): Издательство Кембриджского университета. ISBN 0-521-40340-5.
  7. ^ Подробности см. в разделе Венера § История наблюдений и исследований .
  8. ^ Более подробную информацию см. в разделе «История геодезии» .
  9. ^ аб Масип, стр. 16–19.
  10. ^ Брюс С. Иствуд, Упорядочение небес: римская астрономия и космология в эпоху Каролингского Возрождения (Лейден: Брилл, 2007), стр. 238–239.
  11. ^ Браш, Фредерик (октябрь 1931 г.), «Лондонское королевское общество и его влияние на научную мысль в американских колониях», The Scientific Monthly , 33 (4): 338.
  12. ^ Морисон, Сэмюэл Элиот (март 1934 г.), «Гарвардская школа астрономии в семнадцатом веке», The New England Quarterly , 7 (1): 3–24, doi : 10.2307/359264, JSTOR  359264.
  13. ^ Эрик В. Вайсштейн (2006). «Галилео Галилей (1564–1642)». Вольфрам Исследования . Проверено 27 октября 2010 г.
  14. ^ «Первооткрыватель Титана: Христиан Гюйгенс». ЕКА Космическая наука . 2005 . Проверено 27 октября 2010 г.
  15. ^ «Джованни Доменико Кассини (8 июня 1625 г. – 14 сентября 1712 г.)» . SEDS.org . Проверено 8 ноября 2006 г.
  16. ^ Джеремия Хоррокс, Уильям Крэбтри и наблюдения прохождения Венеры в Ланкашире в 1639 году, Аллан Чепмен, 2004 Издательство Кембриджского университета, doi : 10.1017/S1743921305001225
  17. ^ "Комета Галлея". Университет Теннесси . Проверено 27 декабря 2006 г.
  18. ^ Саган, Карл и Друян, Энн (1997). Комета. Нью-Йорк: Рэндом Хаус. стр. 26–27, 37–38. ISBN 978-0-3078-0105-0.
  19. ^ «Этимонлайн: Солнечная система» . Проверено 24 января 2008 г.
  20. ^ «Гершель, сэр Уильям (1738–1822)» . enotes.com . Архивировано из оригинала 9 мая 2006 г. Проверено 8 ноября 2006 г.
  21. ^ «Открытие Цереры: 2-е столетие, 1 января 1801 г. – 1 января 2001 г.» . astropa.unipa.it . 2000. Архивировано из оригинала 12 октября 2006 г. Проверено 12 октября 2006 г.
  22. ^ ab Джей Джей О'Коннор и Э. Ф. Робертсон (1996). «Математическое открытие планет». Университет Сент-Эндрюс . Архивировано из оригинала 12 июня 2015 г. Проверено 8 ноября 2006 г.
  23. ^ Гершель, WS (1787). «Отчет об открытии двух спутников, вращающихся вокруг грузинской планеты». Философские труды Лондонского королевского общества . 77 : 125–129. дои : 10.1098/rstl.1787.0016 . JSTOR  106717.
  24. ^ Ласселл, В. (1846). «Открытие предполагаемого кольца и спутника Нептуна». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 7 (9): 157. Бибкод : 1846MNRAS...7..157L. дои : 10.1093/mnras/7.9.154 .
  25. ^ Холл, Асаф (1877). «Наблюдения спутников Марса». Астрономические Нахрихтен . 91 (1): 11–14. Бибкод : 1877AN.....91...11H. дои : 10.1002/asna.18780910103. Архивировано из оригинала 1 октября 2021 года . Проверено 1 июля 2021 г.
  26. ^ А. Руперт Холл (1996). Исаак Ньютон: авантюрист в мысли . Издательство Кембриджского университета. п. 67. ИСБН 978-0-521-56669-8.
  27. ^ Калфус, Скай (2010). «По всему спектру». Журнал «Химическое наследие» . 28 (2). Фонд химического наследия . Архивировано из оригинала 24 марта 2018 года . Проверено 23 марта 2018 г.
  28. ^ Крауч, Стэнли; Скуг, Дуглас А. (2007). Принципы инструментального анализа . Австралия: Томсон Брукс/Коул. ISBN 978-0-495-01201-6.
  29. ^ Брайан Бауэрс (2001). Сэр Чарльз Уитстон FRS: 1802–1875 (2-е изд.). ИЭПП. стр. 207–208. ISBN 978-0-85296-103-2.
  30. ^ Фуко, Л. (1849). «Lumière électrique» [Электрический свет]. Филоматическое общество Парижа. Extraits des Verbaux de Séances. (на французском языке): 16–20.
  31. ^ Ангстрем, AJ (1855a). «Optische Untersuruchungen» [Оптические исследования]. Annalen der Physik und Chemie (на немецком языке). 94 : 141–165.
  32. ^ «Кирхгоф, Густав Роберт». Британская энциклопедия (11-е изд.). 1911 г. [...] ему принадлежит заслуга [...] изложить полное описание своей теории и, таким образом, прочно утвердить ее как средство, с помощью которого химические составляющие небесных тел могут быть обнаружены с помощью сравнение их спектров со спектрами различных элементов, существующих на этой Земле.
  33. ^ Аб Поле, Дж. (1913). «Анджело Секки»  . В Герберманне, Чарльз (ред.). Католическая энциклопедия . Нью-Йорк: Компания Роберта Эпплтона. [...] [его] теория о единстве мира и тождестве неподвижных звезд и Солнца получила глубочайшую научную демонстрацию и подтверждение.
  34. ^ Томсон, Уильям (3 августа 1871 г.). «Инаугурационная речь сэра Уильяма Томсона». Природа . 4 (92): 261–278 [268]. Бибкод : 1871Natur...4..261.. doi :10.1038/004261a0. ПМК 2070380 . Франкланд и Локьер обнаружили, что желтые протуберанцы образуют очень четкую яркую линию недалеко от D, но до сих пор не отождествляемую ни с каким земным пламенем. Кажется, это указывает на новое вещество, которое они предлагают назвать Гелием. 
  35. ^ аб Гилберт, Уильям (1893). «Книга 6, глава III». Де Магнете. Перевод Мотле, П. Флёри. (Факсимиле). Нью-Йорк: Dover Publications. ISBN 0-486-26761-Х.
  36. ^ Хеллиер, Маркус, изд. (2008). Научная революция: основные материалы для чтения. Блэквелл: Основные материалы по истории. Том. 7. Джон Уайли и сыновья . п. 63. ИСБН 9780470754771. Пуританин Томас Диггес (1546–1595?) был первым англичанином, предложившим защиту теории Коперника. ... К отчету Диггеса прилагается диаграмма Вселенной, изображающая гелиоцентрическую систему, окруженную сферой неподвижных звезд, которую Диггес описал как бесконечно протяженную во всех измерениях.
  37. ^ Бруно, Джордано. «Третий диалог». О бесконечной вселенной и мирах . Архивировано из оригинала 27 апреля 2012 года.
  38. ^ Татон, Рене; Уилсон, Кертис (1989). Планетарная астрономия от эпохи Возрождения до расцвета астрофизики . Издательство Кембриджского университета. ISBN 0-521-24254-1. OCLC  769917781.
  39. ^ Галилео Галилей, Sidereus Nuncius (Венеция, (Италия): Томас Бальони, 1610), страницы 15 и 16. Архивировано 16 марта 2016 года, в Wayback Machine.
    Английский перевод: Галилео Галилей с Эдвардом Стаффордом Карлосом, пер., The Sidereal Messenger. (Лондон: Rivingtons, 1880), страницы 42 и 43. Архивировано 2 декабря 2012 года в Wayback Machine.
  40. ^ «солнечный (прилаг.)» . Интернет-словарь этимологии . Архивировано из оригинала 18 марта 2022 года . Проверено 2 мая 2022 г.
  41. ^ Хендерсон, Томас (1839). «О параллаксе α Центавра». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 4 (19): 168–170. Бибкод : 1839MNRAS...4..168H. дои : 10.1093/mnras/4.19.168 .
  42. ^ Бессель, FW (1838b). «О параллаксе 61 Лебедя». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 4 (17): 152–161. Бибкод : 1838MNRAS...4..152B. дои : 10.1093/mnras/4.17.152 .
  43. ^ Брэдли, Джеймс (1727–1728). «Письмо преподобного г-на Джеймса Брэдли Савилиана, профессора астрономии в Оксфорде и ФРС доктору Эдмонду Галлею, астроному. Рег. и т. д., содержащее отчет о новом обнаруженном движении неподвижных звезд». Фил. Пер. Р. Сок . 35 (406): 637–661. Бибкод : 1727RSPT...35..637B. дои : 10.1098/rstl.1727.0064 .
  44. ^ «Спектроскопия и рождение астрофизики». Центр истории физики, подразделение Американского института физики . Архивировано из оригинала 7 сентября 2015 г. Проверено 30 апреля 2008 г.
  45. ^ «Космическая веха: НАСА подтверждает наличие 5000 экзопланет» . НАСА. 21 марта 2022 г. . Проверено 5 апреля 2022 г.
  46. ^ Джейн X. Луу и Дэвид К. Джуитт (2002). «Объекты пояса Койпера: реликвии аккреционного диска Солнца». Ежегодный обзор астрономии и астрофизики . 40 : 63–101. Бибкод : 2002ARA&A..40...63L. doi :10.1146/annurev.astro.40.060401.093818 . Проверено 9 ноября 2006 г.
  47. ^ Центр малых планет . «Список транснептуновых объектов». Архивировано из оригинала 27 октября 2010 г. Проверено 27 октября 2010 г.
  48. ^ "50000 Квавар (2002 LM60)" . Центр малых планет . Международный астрономический союз . Проверено 30 ноября 2017 г.
  49. ^ Майк Браун; Дэвид Рабиновиц; Чад Трухильо (2004). «Открытие потенциального внутреннего планетоида облака Оорта». Астрофизический журнал . 617 (1): 645–649. arXiv : astro-ph/0404456 . Бибкод : 2004ApJ...617..645B. дои : 10.1086/422095. S2CID  7738201.
  50. ^ "90482 Оркус (2004 DW)" . Центр малых планет . Проверено 3 апреля 2017 г.
  51. ^ Майкл Э. Браун. «Электронный след открытия 2003 EL61». Калтех . Архивировано из оригинала 1 сентября 2006 г. Проверено 16 августа 2006 г.
  52. ^ «Обозреватель базы данных малых тел JPL: 136472 Makemake (2005 финансовый год)» . Лаборатория реактивного движения НАСА (последние наблюдения 12 мая 2019 г.) . Проверено 20 февраля 2020 г.
  53. ^ "Эрис (2003 UB313)" . Solstation.com . 2006 год . Проверено 27 октября 2010 г.
  54. ^ Мофенсен, Джек (апрель 1946 г.). «Радарное эхо от Луны». Электроника . 19 : 92–98. Архивировано из оригинала 29 октября 2008 г.
  55. ^ Шапиро, II (28 декабря 1964 г.). «Четвертый тест общей теории относительности». Письма о физических отзывах . 13 (26): 789–791. Бибкод : 1964PhRvL..13..789S. doi : 10.1103/PhysRevLett.13.789.
  56. ^ Слэйд, Мартин А.; Батлер, Брайан Дж.; Мулеман, Дуэйн О (1992). «Радиолокационная визуализация ртути – свидетельства существования полярных льдов». Наука . 258 (5082): 635–640. Бибкод : 1992Sci...258..635S. дои : 10.1126/science.258.5082.635. PMID  17748898. S2CID  34009087.
  57. ^ Бутрика, Эндрю Дж. (1996). «Глава 2: Непостоянная Венера». НАСА SP-4218: Увидеть невидимое – история планетарной радиолокационной астрономии. НАСА. Архивировано из оригинала 23 августа 2007 г. Проверено 15 мая 2008 г.
  58. ^ "Магеллан". НАСА/Национальный центр данных космических исследований . Проверено 21 февраля 2011 г.
  59. ^ «Миссия по радиолокационной топографии шаттла НАСА (SRTM) Версия 3.0 Глобальные данные за 1 угловую секунду опубликованы над Азией и Австралией, версия 1.0» . Архивировано из оригинала 13 мая 2017 г.
  60. ^ Р. Оросей и др., «Научные результаты радаров подповерхностного зондирования MARSIS и SHARAD на Марсе и их актуальность для радиолокационного зондирования ледяных лун в системе Юпитера», EPSC2010-726, Европейский планетарный научный конгресс 2010, Vol. 5 (по состоянию на 17 ноября 2014 г.)
  61. ^ Хобли, Дэниел Э.Дж.; Мур, Джеффри М.; Ховард, Алан Д.; Умурхан, Оркан М. (8 октября 2018 г.). «Формирование пластинчатых шероховатостей метрового масштаба на поверхности Европы в результате абляции льда» (PDF) . Природа Геонауки . 11 (12): 901–904. Бибкод : 2018NatGe..11..901H. дои : 10.1038/s41561-018-0235-0. S2CID  134294079. Архивировано (PDF) из оригинала 31 июля 2020 года . Проверено 11 января 2020 г.
  62. ^ "Подробно | Гюйгенс" . НАСА . Проверено 3 февраля 2022 г.
  63. ^ «Астероиды и кометы, обнаруженные с помощью радара». Радиолокационное исследование астероидов НАСА/Лаборатории реактивного движения . Проверено 25 апреля 2016 г.
  64. ^ Дональд Сэвидж; Майкл Мьюинни (25 февраля 2003 г.). «Прощай, Пионер 10». НАСА. Архивировано из оригинала 29 января 2012 г. Проверено 11 июля 2007 г.
  65. ^ "Спутник 1". НАСА . Проверено 30 июля 2009 г.
  66. ^ Рэнди Калп (2002). «Временная линия освоения космоса». Архивировано из оригинала 28 августа 2006 г. Проверено 1 июля 2006 г.
  67. ↑ Comet Space Missions, по состоянию на 23 октября 2007 г.
  68. ^ "Миссия NASA New Horizons в поясе Плутона-Койпера" . 2006 год . Проверено 1 июля 2006 г.
  69. ^ «Часто задаваемые вопросы Розетты» . Европейское космическое агентство . Проверено 24 мая 2014 г.
  70. ↑ Битти, Келли (12 ноября 2014 г.). «Фила приземляется на свою комету - три раза!». Небо и телескоп . Проверено 26 ноября 2014 г.
  71. ↑ Лакдавалла, Эмили (5 октября 2018 г.). «Приземление талисмана на Рюгу увенчалось успехом». Планетарное общество.
  72. ^ «Миссия НАСА DART поразила астероид в ходе первого в истории испытания планетарной защиты» . НАСА. 27 сентября 2022 г.
  73. ^ В столбце LEO показаны только запуски страны собственных ракет-носителей.
  74. ^ В столбце показаны только пуски страны на собственных ракетах-носителях.
  75. ^ учитываются только станции, у которых хотя бы один модуль построен в соответствующей стране.
  76. ↑ СССР распался 26 декабря 1991 года. Россия, Украина и некоторые другие постсоветские страны унаследовали часть его технологической базы.
  77. ^ Записи ЕС также включают достижения отдельных членов ЕС.

Библиография