stringtranslate.com

Открытие и исследование Солнечной системы

Плакат Солнечной системы в натуральную величину, созданный Эмануэлем Боуэном в 1747 году. В то время ни Уран, ни Нептун, ни пояса астероидов еще не были открыты.

Открытие и исследование Солнечной системы — это наблюдение, посещение и увеличение знаний и понимания «космического окружения» Земли . [1] Сюда входят Солнце , Земля и Луна , основные 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 сейчас 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 лун и колец вокруг планет , а также новых планет, комет и астероидов ; признанию планет другими мирами, Земли другой планетой и звезд другими солнцами; идентификации Солнечной системы как отдельной сущности и определению расстояний до некоторых близлежащих звезд.

На протяжении тысячелетий то, что сегодня известно как Солнечная система, считалось « вся вселенная », поэтому знание обеих систем в основном развивалось параллельно. Четкое различие не было сделано до середины 17 века. С тех пор постепенно накапливались знания не только о Солнечной системе, но и о внешнем космосе и его объектах глубокого космоса .

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

Автоматизированные космические зонды , программа «Аполлон» по высадке людей на Луну и космические телескопы значительно расширили знания человечества об атмосфере, геологии и электромагнитных свойствах других планет, что привело к появлению новой области планетологии .

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

Дотелескоп

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

Первые люди имели ограниченное понимание небесных тел, которые можно было увидеть на небе. Солнце , однако, представляло непосредственный интерес, так как оно генерирует цикл день-ночь. Более того, рассвет и закат всегда происходят примерно в одних и тех же точках горизонта, что помогло развить основные направления . Луна была еще одним телом, представлявшим непосредственный интерес, из-за ее большего визуального размера. Лунные фазы позволяли измерять время в более длительных периодах, чем дни, и предсказывать продолжительность сезонов . [3]

Доисторические верования о структуре и происхождении вселенной были весьма разнообразны, часто укоренены в религиозной космологии , и многие из них не зафиксированы. Многие связывали 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 «блуждающие звезды», πλάνητες ἀστέρες ( planetes asteres ) на древнегреческом языке, от которого произошло современное слово « планета ». [4]

Систематические астрономические наблюдения проводились во многих регионах мира и начали информировать о космологических знаниях, хотя они в основном были обусловлены астрологическими целями, такими как гадание и/или предзнаменования . Ранние исторические цивилизации в Египте , Леванте , досократовской Греции , Месопотамии и древнем Китае зафиксировали верования в плоскую Землю . Ведические тексты предлагали ряд форм, включая 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 , помещая Землю в центр Вселенной, [6] основанными исключительно на общем опыте наблюдения за медленно движущимися небесами над нашими головами и ощущения земли под нашими ногами, как твердо покоящейся. Некоторые традиции китайской космологии предполагали внешнюю поверхность, к которой прикреплены планеты, Солнце и Луна; другие предполагали, что они свободно парят. Все остальные звезды считались « закрепленными » на заднем плане.

Одним из важных открытий, сделанных в разное время и в разных местах, является то, 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 внутренние гомоцентрические сферы его модели представлены здесь в виде колец, каждое из которых вращается с одинаковым периодом, но в противоположных направлениях, перемещая планету по восьмерке, или гиппопеду
Основные элементы астрономии Птолемея, показывающие планету на эпицикле (маленький пунктирный круг), деференте (большой пунктирный круг), эксцентрике (×) и экванте ( •).

Хотя неясно, мотивирована ли она эмпирическими наблюдениями, концепция сферической Земли , по-видимому, впервые получила интеллектуальное господство в пифагорейской школе в Древней Греции в V веке до нашей эры. [8] Между тем, пифагорейская астрономическая система предполагала, что Земля, Солнце и контр-Земля вращаются вокруг невидимого «Центрального Огня». Под влиянием пифагорейского мышления и Платона философы Евдокс , Каллипп и Аристотель разработали модели солнечной системы, основанные на концентрических сферах . Для них 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 падающие камни и восходящее пламя; предполагалось, что объекты в небе состоят из уникального элемента, называемого эфиром .

Более поздняя геоцентрическая модель, разработанная Птолемеем, прикрепляла меньшие сферы к меньшему числу больших сфер для объяснения сложных движений 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 предсказательной, [9] и стала доминирующей среди образованных людей в различных культурах, распространяясь от Древней Греции до Древнего Рима, христианской Европы, исламского мира, Южной Азии и Китая через наследование и копирование текстов, завоевание, торговлю и миссионеров. Она оставалась широко распространенной до 16-го века. [9]

Различные астрономы, особенно те, кто имел доступ к более точным [ нужна цитата ] наблюдениям, скептически относились к геоцентрической модели и предлагали альтернативы, включая гелиоцентрическую теорию, в которой планеты и Земля вращаются вокруг Солнца. Многие предложения не распространились за пределы местной культуры или не стали локально доминирующими. Аристарх Самосский размышлял о гелиоцентризме в Древней Греции ; Мартиан Капелла учил в раннем Средневековье, что и Меркурий, и Венера вращаются вокруг Солнца, в то время как Луна, Солнце и другие планеты вращаются вокруг Земли; [10] в Аль-Андалусе Арзачель предположил , что Меркурий вращается вокруг Солнца, а гелиоцентрические астрономы работали в школе Марага 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 гелиоцентризмом Коперника , в которой планеты и Земля вращаются вокруг Солнца, а Луна вращается вокруг Земли. Хотя к тому времени покойная теория Коперника была известна датскому астроному Тихо Браге , он не принял ее и предложил свою собственную геогелиоцентрическую систему Тихо . Браге провел 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 был направлен на математический анализ орбиты Марса. После многих неудачных попыток он в конечном итоге сделал новаторское открытие, что планеты движутся вокруг Солнца по эллипсам . С 1609 по 1619 год он сформулировал и опубликовал то, что сейчас известно как законы движения планет Кеплера. Эта модель стала доминирующей среди астрономов, хотя, как и в случае с моделями небесных сфер , физический механизм, посредством которого происходило это движение, был несколько загадочным, и существовало множество теорий.

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

Телескопические наблюдения

Копия телескопа Исаака Ньютона.

Ранние телескопические открытия

Изобретение телескопа произвело революцию в астрономии, дав возможность 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 множество открытий, включая фазы Венеры , которые окончательно опровергли расположение сфер в системе Птолемея. Галилей также обнаружил, что Луна покрыта кратерами, что Солнце отмечено солнечными пятнами , и что у Юпитера на орбите есть четыре спутника . [13] Христиан Гюйгенс продолжил открытия Галилея, открыв спутник Сатурна Титан и форму колец Сатурна . [14] Джованни Доменико Кассини позже открыл еще четыре спутника Сатурна и область Кассини в кольцах Сатурна. [15]

Солнце сфотографировано через телескоп со специальным солнечным фильтром. Солнечные пятна и потемнение края диска хорошо видны . Меркурий проходит по нижней середине солнечного лика.

Около 1677 года Эдмунд Галлей наблюдал прохождение Меркурия через Солнце, что привело его к пониманию того, что наблюдения солнечного параллакса планеты (в идеале с использованием прохождения Венеры ) можно использовать для тригонометрического определения расстояний между Землей, Венерой и Солнцем. [16] В 1705 году Галлей понял, что повторные наблюдения кометы регистрируют один и тот же объект, возвращающийся регулярно каждые 75–76 лет. Это было первое доказательство того, что что-то, кроме планет, вращается вокруг Солнца, [17] хотя это было теоретически высказано о кометах в I веке Сенекой . [18] Около 1704 года термин «Солнечная система» впервые появился в английском языке. [19]

Ньютоновская физика

Английский астроном и математик Исаак Ньютон , между прочим, основываясь на недавних научных исследованиях скорости падения объектов, был вдохновлен утверждениями своего соперника Роберта Гука о доказательстве законов Кеплера. Ньютон смог объяснить движение планет, предположив силу тяготения, действующую между всеми объектами Солнечной системы пропорционально их массе, и закон обратных квадратов для расстояния — закон всемирного тяготения Ньютона . В своей работе Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica 1687 года Ньютон объяснил это вместе с законами движения Ньютона , впервые предоставив единое объяснение астрономическим и земным явлениям. Эти концепции стали основой классической механики , что позволило осуществить будущие достижения во многих областях физики .

Открытие дополнительных планет и лун

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

В 1781 году Уильям Гершель искал двойные звезды в созвездии Тельца , когда он заметил то, что он считал новой кометой. Ее орбита показала, что это была новая планета, Уран , первая когда-либо открытая телескопически. [20]

Джузеппе Пиацци открыл Цереру в 1801 году, небольшой мир между Марсом и Юпитером. Он считался другой планетой, но после последующих открытий других небольших миров в том же регионе, он и другие в конечном итоге были переклассифицированы в астероиды . [21]

К 1846 году расхождения в орбите Урана заставили многих заподозрить, что на него, должно быть, воздействует большая планета, находящаяся дальше. Расчеты Джона Адамса и Урбена Леверье в конечном итоге привели к открытию Нептуна . [22] Избыточная прецессия перигелия орбиты Меркурия привела Леверье к постулированию внутримеркурианской планеты Вулкан в 1859 году, но этого не произошло: избыточная прецессия перигелия была окончательно объяснена общей теорией относительности Эйнштейна , которая вытеснила теорию Ньютона 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 Ласселом [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 было обнаружено, что Плутон слишком мал, чтобы нарушить орбиты внешних планет, и поэтому его открытие было случайным. Как и Церера, он изначально считался планетой, но после открытия многих других объектов схожего размера в его окрестностях он был переклассифицирован в 2006 году Международным астрономическим союзом как карликовая планета . [22]

Дополнительные технические улучшения

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

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

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

Спектроскопия — это метод, позволяющий изучать материалы с помощью испускаемого ими света, [28] разработанный около 1835–1860 годов Чарльзом Уитстоном , [29] Леоном Фуко , [30] Андерсом Йонасом Ангстрёмом [31] и другими. Роберт Бунзен и Густав Кирхгоф продолжили разработку спектроскопа , который они использовали для пионерской идентификации химических элементов на Земле, а также на Солнце. [32] Около 1862 года отец Анджело Секки разработал гелиоспектрограф , что позволило ему изучать как Солнце, так и звезды и идентифицировать их как вещи по своей сути 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 в солнечной фотосфере . [34] На сегодняшний день спектроскопы являются важным инструментом для изучения химического состава небесных тел.

К середине XX века появились новые важные технологии дистанционного зондирования и наблюдения, такие как радиолокация , радиоастрономия и астронавтика .

Открытие Солнечной системы как одной из многих

В древние времена существовало общее убеждение в так называемой «сфере неподвижных звезд », гигантской куполообразной структуре или небосводе с центром на Земле, которая действовала как ограничение всей вселенной , ее края, вращающегося ежедневно вокруг. Со времен эллинистической астрономии и в течение Средних веков предполагаемый радиус такой сферы становился все больше и больше, вплоть до немыслимых расстояний. Но к европейскому Возрождению возможность того, что такая огромная сфера могла бы 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 отказа от многовековой геоцентрической модели.

В шестнадцатом веке ряд авторов, вдохновленных Коперником, такие как Томас Диггес [36] , Джордано Бруно [37] и Уильям Гилберт [35], выступали за бесконечно протяженную или даже бесконечную Вселенную, в которой другие звезды были бы далекими солнцами, прокладывая путь к осуждению аристотелевской сферы неподвижных звезд.

Когда Галилео Галилей исследовал небо и созвездия через телескоп , он пришел к выводу, что «неподвижные звезды», которые были изучены и нанесены на карту, были лишь крошечной частью огромной Вселенной, которая лежала 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, более далекие звезды. [39]

Термин «Солнечная система» вошел в английский язык в 1704 году, когда Джон Локк использовал его для обозначения Солнца, планет и комет в целом. [40] К тому времени было окончательно установлено, что планеты — это другие миры, тогда звезды — это другие далекие солнца, так что вся Солнечная система на самом деле является лишь небольшой частью огромной Вселенной и, безусловно, чем-то отдельным.

Хотя спорно, когда Солнечная система как таковая была действительно «открыта», три наблюдения 19 века определили ее природу и место во Вселенной вне разумных сомнений. Во-первых, к 1835–1838 годам Томас Хендерсон [41] и Фридрих Бессель [42] успешно измерили два звездных параллакса , кажущееся смещение положения близлежащей звезды, созданное движением Земли вокруг Солнца. Это было не только прямым экспериментальным доказательством гелиоцентризма ( Джеймс Брэдли уже сделал это в 1729 году, когда он обнаружил, что причиной аберрации звездного света является движение Земли вокруг Солнца), [43] но и впервые точно показало огромное расстояние между Солнечной системой и ближайшими звездами. Затем, в 1859 году, Роберт Бунзен и Густав Кирхгоф , используя недавно изобретенный спектроскоп , исследовали спектральную сигнатуру Солнца и обнаружили, что она состоит из тех же элементов, что и на Земле, впервые установив физическое сходство между Землей и другими телами, видимыми с Земли. [44] Затем отец Анджело Секки сравнил спектральную сигнатуру Солнца со спектрами других звезд и нашел их практически идентичными. [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 дополнительных наблюдений Харлоу Шепли , которые поместили Галактический центр относительно далеко.

Внесолнечные планеты и пояс Койпера

В 1992 году было обнаружено первое свидетельство существования планетной системы, отличной от нашей, вращающейся вокруг пульсара PSR B1257+12 . Три года спустя была обнаружена 51 Pegasi b , первая экзопланета вокруг звезды, подобной Солнцу. В марте 2022 года НАСА объявило, что число обнаруженных экзопланет достигло 5000, причем разных типов и размеров. [45]

Также в 1992 году астрономы Дэвид С. 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 (KBO). [46] [47]

Команды Майка Брауна , Чада Трухильо и Дэвида Рабиновича открыли транснептуновые объекты (ТНО) Квавар в 2002 году [48] , Седну в 2003 году [49] , Оркус и Хаумеа в 2004 году [50] [51] и Макемаке в 2005 году [52] , часть самых известных объектов пояса Пояса Койпера, некоторые из которых теперь считаются карликовыми планетами . Также в 2005 году они объявили об открытии Эриды , рассеянного дискового объекта, который изначально считался больше Плутона, что сделало бы его крупнейшим объектом, обнаруженным на орбите вокруг Солнца со времен Нептуна. [53] Пролет New Horizons мимо Плутона 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».
Радиолокационное изображение астероида 4179 Toutatis .

Радиолокационная астрономия — это метод наблюдения за близлежащими астрономическими объектами 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 когда они малы, 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 этой техники в 1946 году [54] , в основном путем точных измерений расстояния до нее и шероховатости ее поверхности.

Другие тела, которые были обнаружены таким способом, 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 помощью космических аппаратов

Линии на Европе с космического корабля Галилео
Художественное представление Pioneer 10 , который прошел орбиту Плутона в 1983 году. Последняя передача была получена в январе 2003 года, отправлена ​​примерно с 82 а.е. 51–52-летний космический зонд удаляется от Солнца со скоростью более 43 400 км/ч (27 000 миль/ч), [64]

С начала космической эры большая часть исследовательских работ проводилась с помощью автоматических космических аппаратов, которые организовывались и осуществлялись различными космическими агентствами.

Все планеты Солнечной системы, а также их основные луны , а также некоторые астероиды и кометы , в той или иной степени были посещены космическими аппаратами, 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, стал советский спутник «Спутник-1» , запущенный 4 октября 1957 года и успешно находившийся на орбите Земли до 4 января следующего года. [65] Американский зонд «Эксплорер-6» , запущенный в 1959 году, стал первым спутником, сфотографировавшим Землю из космоса.

Пролеты

Первым успешным зондом, пролетевшим мимо другого тела Солнечной системы, была Луна-1 , которая промчалась мимо Луны в 1959 году. Первоначально предназначавшаяся для столкновения с Луной, она вместо этого промахнулась мимо цели и стала первым искусственным объектом, вышедшим на орбиту вокруг Солнца. Маринер-2 был первым планетарным пролетом , пролетев мимо Венеры в 1962 году. Первый успешный пролет Марса был совершен Маринером-4 в 1965 году. Маринер-10 впервые пролетел мимо Меркурия в 1974 году.

Первым зондом, исследовавшим внешние планеты, был Pioneer 10 , который пролетел мимо Юпитера в 1973 году. Pioneer 11 был первым, кто посетил Сатурн в 1979 году. Зонды Voyager совершили Гранд-тур по внешним планетам после их запуска в 1977 году, при этом оба зонда прошли мимо Юпитера в 1979 году и Сатурна в 1980–1981 годах. Затем Voyager 2 приблизился к Урану в 1986 году и к Нептуну в 1989 году. Два зонда Voyager сейчас находятся далеко за орбитой Нептуна и находятся на пути к поиску и изучению конечной ударной волны , гелиооболочки и гелиопаузы . По данным NASA , оба зонда Voyager столкнулись с конечной ударной волной на расстоянии примерно 93 а. е. от Солнца. [66]

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

Запущенный 19 января 2006 года, зонд New Horizons стал первым созданным человеком космическим аппаратом, исследующим пояс Койпера. Эта беспилотная миссия пролетела мимо Плутона в июле 2015 года. Миссия была расширена для наблюдения за рядом других объектов пояса Койпера, включая близкий пролет 486958 Arrokoth в Новый год 2019 года. [68]

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

Орбитальные аппараты, посадочные модули, марсоходы и летающие зонды

Автопортрет марсохода Curiosity в « Рокнесте » (31 октября 2012 г.) на фоне кратера Гейла и склонов горы Эолис вдалеке.

В 1966 году Луна стала первым телом Солнечной системы за пределами Земли, к которому был выведен искусственный спутник ( Луна-10 ), за ней последовали 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 вращался вокруг астероида-карликовой планеты Церера с 2015 года и все еще находится там по состоянию на 2023 год, но он стал неактивным с 2018 года. В 2014 году космический аппарат Rosetta стал первым орбитальным аппаратом кометы, вращаясь вокруг Чурюмова-Герасименко . [69]

Первым зондом, совершившим посадку на другое тело Солнечной системы, был советский зонд «Луна-2» , который врезался в Луну в 1959 году. С тех пор были достигнуты все более далекие планеты: зонды приземлились или врезались в поверхность Венеры в 1966 году ( Венера-3 ), Марса в 1971 году ( Марс-3 , хотя полностью успешная посадка произошла только у Викинга-1 в 1976 году), астероида Эроса в 2001 году ( NEAR Shoemaker ), спутника Сатурна Титана в 2004 году ( Гюйгенс ), кометы Темпеля-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 должен был опуститься как можно глубже в газовый гигант, прежде чем будет уничтожен теплом и давлением.

По состоянию на 2022 год три тела в Солнечной системе: Луна, Марс и Рюгу [71] были посещены мобильными марсоходами . Первым роботизированным марсоходом, посетившим другое небесное тело, был советский Луноход-1 , который приземлился на Луне в 1970 году. Первым, кто посетил другую планету, был Sojourner , который пролетел 500 метров по поверхности Марса в 1997 году. Первым летающим зондом в Солнечной системе были воздушные шары Vega в 1985 году, в то время как первый полет с двигателем был совершен Ingenuity в 2020 году. Единственным пилотируемым марсоходом, посетившим другой мир, был Lunar Roving Vehicle НАСА , который путешествовал с Apollos 15 , 16 и 17 в период с 1971 по 1972 год.

В 2022 году аппарат DART врезался в Диморфос , малую планету-спутник астероида Дидим , с явной целью преднамеренно (немного) отклонить орбиту тела Солнечной системы впервые в истории, что ему и удалось. [72]

Образец возврата

Лунный камень , возвращенный Аполлоном-17

В некоторых случаях как человеческие, так и роботизированные исследователи брали физические образцы посещенных тел и возвращали их обратно на Землю. Другие внеземные материалы попали на Землю естественным образом, как метеориты , или прилипли к искусственным спутникам ; они являются образцами, которые также позволяют изучать материю Солнечной системы.

Исследование космических аппаратов

Обзор некоторых миссий в Солнечную систему.

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

Исследование с экипажем

Оуэн Гэрриот во время выхода в открытый космос на околоземной орбите, 1973 г.

Первым человеком, достигшим космоса (определяемого как высота более 100 км ) и вышедшим на орбиту Земли, был Юрий Гагарин , советский космонавт , который был запущен на корабле «Восток-1» 12 апреля 1961 года. Первым человеком, ступившим на поверхность другого тела Солнечной системы, был Нил Армстронг , ступивший на Луну 21 июля 1969 года во время миссии «Аполлон-11» ; до 1972 года произошло еще пять высадок на Луну. Многоразовый космический челнок США совершил 135 миссий в период с 1981 по 2011 год. Два из пяти шаттлов были уничтожены в результате аварий.

Первой орбитальной космической станцией, на которой побывало более одного экипажа, была станция Skylab компании NASA , на которой успешно побывали три экипажа с 1973 по 1974 год. Настоящее человеческое поселение в космосе началось с советской космической станции «Мир» , которая непрерывно использовалась в течение почти десяти лет, с 1989 по 1999 год. Ее преемница, Международная космическая станция , поддерживала постоянное присутствие людей в космосе с 2001 года. В 2004 году президент США Джордж Буш-младший объявил о «Видении исследования космоса» , в котором предусматривалась замена устаревшего шаттла, возвращение на Луну и, в конечном итоге, пилотируемая миссия на Марс.

Исследование по странам

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

Примечания:

Разведочное обследование

Тела, изображенные крупным планом:

Объекты, изображенные только в низком разрешении:

См. также радиолокационные изображения в разделе « Околоземные объекты ».

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abc Исследование Солнечной системы
  2. ^ "Наша Солнечная система". NASA . Получено 2021-08-04 .
  3. ↑ Масип, стр. 15–16.
  4. ^ "Planet Etymology". dictionary.com . Получено 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): Cambridge University Press. ISBN 0-521-40340-5.
  7. ^ Подробности см . в разделе История наблюдений и исследований Венеры .
  8. ^ Более подробную информацию см . в разделе История геодезии .
  9. ^ ab Masip, стр. 16–19
  10. ↑ Брюс С. Иствуд, Упорядочение небес: римская астрономия и космология в эпоху Каролингского Возрождения (Лейден: Brill, 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)". Wolfram Research . Получено 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. ^ Джеремайя Хоррокс, Уильям Крэбтри и наблюдения Ланкашира за прохождением Венеры в 1639 году, Аллан Чепмен 2004 Cambridge University Press doi :10.1017/S1743921305001225
  17. ^ "Комета Галлея". Университет Теннесси . Получено 27 декабря 2006 г.
  18. ^ Саган, Карл и Друян, Энн (1997). Комета. Нью-Йорк: Random House. С. 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 2006-05-09 . Получено 2006-11-08 .
  21. ^ "Открытие Цереры: 2-е столетие, 1 января 1801 г. – 1 января 2001 г.". astropa.unipa.it . 2000. Архивировано из оригинала 2006-10-12 . Получено 2006-10-12 .
  22. ^ ab JJ O'Connor & EF Robertson (1996). "Математическое открытие планет". St. Andrews University . Архивировано из оригинала 2015-06-12 . Получено 2006-11-08 .
  23. ^ Гершель, WS (1787). «Отчет об открытии двух спутников, вращающихся вокруг планеты Георгиан». Философские труды Лондонского королевского общества . 77 : 125–129. doi : 10.1098/rstl.1787.0016 . JSTOR  106717.
  24. ^ Лассел, У. (1846). «Открытие предполагаемого кольца и спутника Нептуна». Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 7 (9): 157. Bibcode : 1846MNRAS...7..157L. doi : 10.1093/mnras/7.9.154 .
  25. ^ Холл, Асаф (1877). «Наблюдения спутников Марса». Astronomische Nachrichten . 91 (1): 11–14. Bibcode : 1877AN.....91...11H. doi : 10.1002/asna.18780910103. Архивировано из оригинала 1 октября 2021 г. Получено 1 июля 2021 г.
  26. ^ А. Руперт Холл (1996). Исаак Ньютон: Искатель приключений в мыслях . Cambridge University Press. стр. 67. ISBN 978-0-521-56669-8.
  27. ^ Калфус, Скай (2010). "Across the Spectrum". Журнал Chemical Heritage . 28 (2). Фонд Chemical Heritage . Архивировано из оригинала 24 марта 2018 года . Получено 23 марта 2018 года .
  28. ^ Крауч, Стэнли; Скуг, Дуглас А. (2007). Принципы инструментального анализа . Австралия: Thomson Brooks/Cole. ISBN 978-0-495-01201-6.
  29. ^ Брайан Бауэрс (2001). Сэр Чарльз Уитстон FRS: 1802–1875 (2-е изд.). IET. 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 Untersuchungen» [Оптические исследования]. Annalen der Physik und Chemie (на немецком языке). 94 : 141–165.
  32. ^ "Кирхгоф, Густав Роберт". Энциклопедия Британника (11-е изд.). 1911. [...] ему принадлежит заслуга [...] в том, что он сформулировал полное изложение своей теории и, таким образом, твердо установил ее как средство, с помощью которого химические компоненты небесных тел могут быть обнаружены путем сравнения их спектров со спектрами различных элементов, существующих на этой Земле.
  33. ^ ab Pohle, J. (1913). "Angelo Secchi"  . В Herbermann, Charles (ред.). Catholic Encyclopedia . Нью-Йорк: Robert Appleton Company. [...][его] теория единства мира и тождественности неподвижных звезд и солнца получила глубочайшее научное доказательство и подтверждение.
  34. ^ Томсон, Уильям (3 августа 1871 г.). "Вступительное слово сэра Уильяма Томсона". Nature . 4 (92): 261–278 [268]. Bibcode :1871Natur...4..261.. doi :10.1038/004261a0. PMC 2070380 . Франкленд и Локьер обнаружили, что желтые протуберанцы дают очень определенную яркую линию недалеко от D, но до сих пор не отождествляли ее ни с каким земным пламенем. Кажется, это указывает на новое вещество, которое они предлагают назвать гелием 
  35. ^ ab Gilbert, William (1893). "Книга 6, Глава III". De Magnete. Перевод Mottelay, P. Fleury. (Факсимиле). Нью-Йорк: Dover Publications. ISBN 0-486-26761-X.
  36. ^ Хеллиер, Маркус, ред. (2008). Научная революция: основные чтения. Blackwell Essential Readings in History. Том 7. John Wiley & Sons . стр. 63. ISBN 9780470754771. Пуританин Томас Диггес (1546–1595?) был первым англичанином, выступившим в защиту теории Коперника. ... Отчет Диггеса сопровождается диаграммой вселенной, изображающей гелиоцентрическую систему, окруженную сферой неподвижных звезд, которую Диггес описывает 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 возникновения астрофизики . Cambridge University Press. 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 г. на 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 г. на Wayback Machine.
  40. ^ "solar (adj.)". Онлайн-словарь этимологии . Архивировано из оригинала 18 марта 2022 г. Получено 2 мая 2022 г.
  41. ↑ Хендерсон, Томас (1839). «О параллаксе α Центавра». Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 4 (19): 168–170. Bibcode :1839MNRAS...4..168H. doi : 10.1093/mnras/4.19.168 .
  42. ↑ Бессель, Ф. В. (1838б). «О параллаксе 61 Лебедя». Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 4 (17): 152–161. Bibcode : 1838MNRAS...4..152B. doi : 10.1093/mnras/4.17.152 .
  43. ↑ Брэдли, Джеймс (1727–1728). «Письмо преподобного мистера Джеймса Брэдли Сэвильяна, профессора астрономии в Оксфорде и члена Королевского общества, доктору Эдмонду Галлею, регулирующему астрономию и т. д., с отчетом о новом открытом движении неподвижных звезд». Phil. Trans. R. Soc . 35 (406): 637–661. Bibcode : 1727RSPT...35..637B. doi : 10.1098/rstl.1727.0064 .
  44. ^ "Спектроскопия и рождение астрофизики". Центр истории физики, подразделение Американского института физики . Архивировано из оригинала 2015-09-07 . Получено 2008-04-30 .
  45. ^ "Космическая веха: НАСА подтверждает 5000 экзопланет". НАСА. 21 марта 2022 г. Получено 5 апреля 2022 г.
  46. ^ Джейн X. Лу и Дэвид К. Джуитт (2002). «Объекты пояса Койпера: реликты аккреционного диска Солнца». Annual Review of Astronomy and Astrophysics . 40 : 63–101. Bibcode : 2002ARA&A..40...63L. doi : 10.1146/annurev.astro.40.060401.093818 . Получено 09.11.2006 .
  47. ^ Minor Planet Center . "Список транснептуновых объектов". Архивировано из оригинала 2010-10-27 . Получено 2010-10-27 .
  48. ^ "50000 Quaoar (2002 LM60)". Minor Planet Center . International Astronomical Union . Получено 30 ноября 2017 г.
  49. ^ Майк Браун; Дэвид Рабинович; Чад Трухильо (2004). «Открытие кандидата во внутреннее облако Оорта планетоида». Astrophysical Journal . 617 (1): 645–649. arXiv : astro-ph/0404456 . Bibcode : 2004ApJ...617..645B. doi : 10.1086/422095. S2CID  7738201.
  50. ^ "90482 Orcus (2004 DW)". Minor Planet Center . Получено 3 апреля 2017 г.
  51. ^ Майкл Э. Браун. "Электронный след открытия 2003 EL61". Caltech . Архивировано из оригинала 2006-09-01 . Получено 2006-08-16 .
  52. ^ "JPL Small-Body Database Browser: 136472 Makemake (2005 FY9)". Лаборатория реактивного движения NASA (последнее наблюдение 12.05.2019) . Получено 20.02.2020 .
  53. ^ "Эрис (2003 UB313)". Solstation.com . 2006 . Получено 2010-10-27 .
  54. ↑ Мофенсен, Джек (апрель 1946). «Радарные эхо от луны». Электроника . 19 : 92–98. Архивировано из оригинала 29.10.2008.
  55. ↑ Шапиро, II (28 декабря 1964 г.). «Четвертая проверка общей теории относительности». Physical Review Letters . 13 (26): 789–791. Bibcode : 1964PhRvL..13..789S. doi : 10.1103/PhysRevLett.13.789.
  56. ^ Слейд, Мартин А.; Батлер, Брайан Дж.; Мухлеман, Дуэйн О. (1992). «Радарная съемка Меркурия – доказательства существования полярного льда». Science . 258 (5082): 635–640. Bibcode :1992Sci...258..635S. doi :10.1126/science.258.5082.635. PMID  17748898. S2CID  34009087.
  57. ^ Бутрика, Эндрю Дж. (1996). «Глава 2: Непостоянная Венера». NASA SP-4218: Увидеть невидимое – История планетарной радиолокационной астрономии. NASA. Архивировано из оригинала 2007-08-23 . Получено 2008-05-15 .
  58. ^ "Magellan". NASA / Национальный центр космических научных данных . Получено 21 февраля 2011 г.
  59. ^ "NASA Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) Version 3.0 Global 1 arc second Data Released over Asia and Australia Version 1.0". Архивировано из оригинала 2017-05-13.
  60. ^ R. Orosei et al., «Результаты научных исследований с помощью радаров MARSIS и SHARAD для зондирования подповерхностного слоя Марса и их значение для радиолокационного зондирования ледяных лун в системе Юпитера», EPSC2010-726, Европейский планетарный научный конгресс 2010 г., том 5 (дата обращения: 17 ноября 2014 г.)
  61. ^ Hobley, Daniel EJ; Moore, Jeffrey M.; Howard, Alan D.; Umurhan, Orkan M. (8 октября 2018 г.). «Формирование метрической лезвийной шероховатости на поверхности Европы путем абляции льда» (PDF) . Nature Geoscience . 11 (12): 901–904. Bibcode :2018NatGe..11..901H. doi :10.1038/s41561-018-0235-0. S2CID  134294079. Архивировано (PDF) из оригинала 31 июля 2020 г. . Получено 11 января 2020 г. .
  62. ^ "In Depth | Huygens". NASA . Получено 3 февраля 2022 г.
  63. ^ "Астероиды и кометы, обнаруженные радаром". NASA/JPL Asteroid Radar Research . Получено 25.04.2016 .
  64. ↑ Дональд Сэвидж; Майкл Мьюинни (25.02.2003). «Прощай, Пионер 10». NASA. Архивировано из оригинала 29.01.2012 . Получено 11.07.2007 .
  65. ^ "Спутник 1". NASA . Получено 2009-07-30 .
  66. ^ Рэнди Калп (2002). "Хронология исследования космоса". Архивировано из оригинала 28-08-2006 . Получено 01-07-2006 .
  67. ^ Comet Space Missions, дата обращения 23 октября 2007 г.
  68. ^ "Миссия NASA "Плутон-Койпер" в рамках проекта "Новые горизонты". 2006. Получено 01.07.2006 .
  69. ^ "Часто задаваемые вопросы Rosetta". Европейское космическое агентство . Получено 24 мая 2014 г.
  70. ↑ Битти, Келли (12 ноября 2014 г.). «Philae Lands on Its Comet – Three Times!». Sky & Telescope . Получено 26 ноября 2014 г. .
  71. ^ Лакдавалла, Эмили (5 октября 2018 г.). «MASCOT успешно приземлился на Рюгу». Планетарное общество.
  72. ^ «Миссия NASA DART поражает астероид в ходе первого в истории испытания планетарной обороны». NASA. 27 сентября 2022 г.
  73. ^ В столбце LEO показаны только запуски страны на собственных ракетах-носителях.
  74. ^ В столбце показаны только запуски страны на собственных ракетах-носителях.
  75. ^ Учитываются только станции, имеющие хотя бы один модуль, построенный соответствующей страной.
  76. ^ СССР распался 26 декабря 1991 года. Россия, Украина и некоторые другие постсоветские страны унаследовали часть его технологической базы.
  77. ^ Записи ESA также включают достижения отдельных членов ESA.

Библиография