1. Фізичні характеристики Землі
2. форма Землі
3. маса Землі
4. Зміна маси Землі
5. Орбітальні характеристики Землі
6. Перигелій і афелій - точки віддалення від Сонця
7. Період обертання Землі навколо осі
8. наслідки обертання
9. Нахилений осі обертання Землі - причина зміни сезонів
10. склад Землі
11. Залізо
12. Кисень, кремній і магній
13. кисень
14. кремній
15. Топографічна карта Землі
16. Земля і космос
17. Найближче оточення Землі
18. Квазіспутніка.
19. штучні супутники
20. «Корисні» супутники
21. Космічне сміття
22. Роль Землі в астрономії

З давніх-давен наша планета Земля - ​​це початковий пункт для розвитку будь-якої вселенської науки, будь то філософія, астрономія або фізика. І хоча Земля давно вже не вважається центром Всесвіту, вона залишається центром нашого пізнання - все, що вдається знайти на космічних об'єктах, вчені пов'язують зі звичними нам об'єктами і речовинами з нашої планети. Однак так чи багато ми знаємо про наш будинок? У цій статті піде мова про багатогранність Землі, яка служить нам вірним інструментом вивчення космосу.

Фізичні характеристики Землі

Фото «Pale Blue Dot». Крихітна точка посередині коричневої лінії праворуч - це Земля.

Ті, хто хоч раз уявляв собі велетенські масштаби Всесвіту, точно відчували всю крихітну нашої планети. Як тут не згадати знамените фото «Pale Blue Dot» (з англ. «Блідо-блакитна точка»), зняте в 1990 році зондом « Вояджер-1 »З внутрішнього краю Сонячної системи. На знімку наша планета і правда виглядає як мікроскопічна точка - на відстані 6 мільярдів кілометрів вона займає на знімку всього 0,12 пікселя! Так як потужності телескопів ростуть, і Межі осяжній Всесвіту розширюються, Земля здається нам все менше і нікчемні серед порожнього і холодного космосу.

Однак не варто забувати, що Земля - ​​це унікальна за багатьма параметрами планета. Вона є найбільшою серед внутрішніх, «скелястих» планет сонячної системи , Куди входять ще Меркурій, Венера і Марс. На орбіті Землі перебуває один з найбільш масивних супутників Сонячної системи - місяць . А ще на нашій планеті поєднується кілька феноменальних явищ - рідка вода, щільна атмосфера, активні надра і життя. Разом ці компоненти створюють таке хімічне і геологічне різноманітність на Землі, досягти якого не змогло ще жодне відоме планетне тіло.

А ще цілком закономірно, що Земля є і буде найбільш детально вивчених космічним тілом в історії людства. Сміливцям, які прагнули до істини, довелося пройти шлях в тисячі років - від обчислення маси і породи слонів, які підтримують земну диск, до запуску високоорбітальних супутників. На сьогоднішній день відомі наступні характеристики - а саме:

форма Землі

Земля має форму еліпсоїда - сфери, плескатої зі сторін, що призводить до невідповідності лінійних вимірювань планети. Скачайте кульку з пластиліну, притисніть його злегка пальцями зі сторін - і у вас в руках зменшена модель земної кулі! Діаметр Землі від Північного полюса до Південного становить 12 712 кілометрів, коли на екваторі - 12 756 км.

Обриси Землі без води за даними супутника GOCE.

Великі планети набувають сферичну форму завдяки впливу гравітації - вона змушує речовина рівномірно віддалятися від центру маси космічного тіла. Чому ж тоді Земля не є ідеальний куля? Вся справа в відцентрової сили, що виникає через обертання планети навколо власної осі. Через неї Земля ширше в площині обертання і вже по осі, тобто на полюсах.

До слова, істинно-наукове визначення форми Землі - референц-еліпсоїд. Це пов'язано з тим, що поверхня планети відрізняється від поверхні ідеальної геометричної фігури - материки перетинають високі гори і глибокі долини, а самі континенти підносяться над світовим океаном. Таке бачення постаті нашої планети використовується в точних науках - наприклад, в геодезії.

• Цікавий факт: Неправильна форма нашої планети створює забавний феномен. Коли найбільшою горою є Еверест (Джомолунгма), що підноситься над рівнем моря на 8848 метрів, від центру Землі найбільш віддалений 6310-метровий вулкан Чимборасо. Секрет в тому, що він знаходиться ближче до екватора, через що виграє пару десятків кілометрів у Евересту.

Вулкан Чимборасо.

маса Землі

Володіючи лінійними параметрами Землі, неважко вирахувати її обсяг - 1083207000000 км3, більше трильйона кубічних кілометрів! Це неймовірно багато для людини. Наприклад, в світі щорічно вариться близько 200 мільярдів літрів пива, самого популярного алкогольного напою - але щоб створити з пива сферу, рівну за розміром Землі, пивоварам довелося б працювати 541 мільярдів років!

За допомогою спостереження за гравітаційними взаємодіями об'єктів Сонячної системи, знаменитий британський вчений Ісак Ньютон розрахував середню щільність нашої планети. За його здобутків, Земля в 5 з половиною разів густішим води - і має густину в 5,48 г / см3. Підсумкова маса нашої Землі становить приблизно 5,98 × 1024 кілограм.

• Цікавий факт: Наша Земля є самим щільним об'єктом Сонячної системи - навіть сонце має меншу щільність, всього в 1,4 г / см3. А уран , Сама «повітряна» з планет, володіє консистенцією в 0,68 г / см3 - навіть менше, ніж у звичайного картону! Багато феномени нашої планети пояснюються настільки високою концентрацією речовини.

Між Землею і Місяцем поміщаються всі планети Сонячної системи. Однак стань вони так в реальності - і не щільний, але масивний Юпітер поглине їх усіх.

Зміна маси Землі

Масивність Землі постійно змінюється - наприклад, маса планети зменшується за рахунок випаровування водню в космос. Він виходить з води, розщеплюваного ультрафіолетовим випромінюванням. Також масу планети зменшують втрати гелію. А в глибинах постійно йде перетворення матерії в енергію за рахунок ядерних процесів. У сумі, за рік космос «відлітає» близько 98 тисяч тонн речовини! Одночасно Земля нарощує масу - глобальне потепління і поглинання космічного пилу з метеоритами дозволяє увібрати до 40 тисяч тонн щороку.

Підсумковий баланс такий - маса нашої планети зменшується на 50-60 мільйонів кілограм на рік. Однак не варто через це хвилюватися - для того, щоб розтала до небезпечної межі, Землі знадобиться більше трильйона років. Стільки не проживе навіть наше Сонце.

Орбітальні характеристики Землі

Процес руху нашої планети в Сонячній системі визначає багато на Землі - від зміни пір року до інтенсивності нагріву ядра нашої планети. Крім того, вони є відправною точкою багатьох фізичних формул, які дозволили точно обчислити масу нашої планети.

Орбіта Землі навколо Сонця

Перигелій і афелій - точки віддалення від Сонця

Перше, з чого варто почати - це відстань Землі від центру планетної системи, Сонця. В середньому воно складає 149 597 870,7 кілометра. Цю величину ще називають астрономічної одиницею, au (з англійської «astronomical unit») і часто використовують для вираження відстані від Сонця інших планет нашої системи.

Однак треба врахувати, що орбіта Землі навколо Сонця не є правильним колом. Як і у інших космічних тіл , Вона еліптична - значить, в одних місцях Земля підходить до світила ближче, а в інших, навпаки, віддаляється.

• Точка максимального зближення планети з Сонцем називається перигелій (грец. Префікс «peri» - «близько» і кореня «gelios» - «Сонце»). У нашої планети цей показник дорівнює 147 098 290 кілометрів - 0,98 астрономічної одиниці. За земним календарем, цей період настає між 2 і 5 січня.
• Точка максимального віддалення Землі, афелій (грец. Префікс «а» - з, від і «gelios» - Сонце »знаходиться на відстані в 152 098 232 кілометрів від Сонця. Настає він 2-5 липня.

Земля в афелії і перигелії

Таким чином, коливання відстані нашої планети від Сонця становить 5 мільйонів кілометрів - майже 17 світлових секунд! Точки віддалення і наближення в астрономії називають ще апоцентром і перицентра, а конкретно Землі - апогеєм і перигеем.

Період обертання Землі навколо осі

Наша планета обертається не тільки навколо зірки, а й навколо власної осі. Повний оборот (сидеричні добу) відбувається за 23 години 56 хвилин 4,1 секунди. Абсолютна швидкість обертання, яка вимірюється у екватора, становить 1670 кілометрів на годину. Швидкість обертання Землі не є постійною - вона прямо залежить від відстані до Сонця. В афелії добу коротшають на 10 секунд, а в перигелії - подовжуються.

Чому зазначена довжина доби коротше наших, звичайних на 4 хвилини? Справа в тому, що сидерический період обертання визначається за зірками - а точніше, по положенню поверхні планети щодо них. Через те, що далекі зірки нерухомі в порівнянні з Сонцем, останньому потрібно додаткові 4 хвилини для заняття колишньої позиції.

З настанням ночі міста на Землі змінюються до невпізнання

• Цікавий факт - Усім відомо, що Місяць створює на водних поверхнях Землі приливні хвилі. Однак ці хвилі не вдаряються об материки - навпаки, континенти самі вдаряються об них через швидке обертання планети. Це гальмує Землю, що призводить відразу до двох ефектів - Місяць віддаляється, а дні на Землі подовжуються. Так, за часів динозаврів в добі було всього 16 годин!

Важливо пам'ятати про те, що при видаленні від екватора відносна швидкість обертання падає. Так, на середній смузі Росії Земля навколо осі рухається зі швидкістю тисячі двісті сімдесят п'ять км / год - а на полюсах і зовсім варто «нерухомо». Висока швидкість обертання навколо осі використовується в космонавтиці - космодроми будують ближче до екватора для того, щоб використовувати розгін Землі і заощадити паливо.

Обертається Земля проти годинникової стрілки - як і всі інші планети Сонячної системи, за винятком Венери і Урана. Первинною силою, яка змусила планети обертатися, була аккреция - зародки планет набирали речовину з залишків туманності навколо молодого Сонця, розвиваючись все сильніше під впливом зростаючої маси і прибуває речовини. Також на характер обертання впливали масові зіткнення, що відбулися мільярди років тому після первинного планетообразования.

Формування планет з туманності навколо зірки в поданні художника

Вчені вважають, що саме зіткнення здатні розгорнути обертання планет назад. Для того щоб розкрутити Землю в зворотному напрямку, сьогодні знадобиться удар дуже великого астероїда - настільки великого, що під неправильним кутом торкання він може зруйнувати нашу планету на уламки. Необхідна для зміни обертання енергія є однією з головних проблем терраформирования - створення на інших планетах земних умов.

наслідки обертання

У статті вже згадувалося про те, що через відцентрової сили обертання Земля вшир більше, ніж уздовж. Які ще наслідки має обертання Землі навколо осі?

По-перше, сила тяжіння на екваторі менше, ніж де-небудь ще. Прискорення вільного падіння там 9,78 м / с2 - на одну соту частину менше еталонного g, яке становить 9,81 м / с2. Саме через це мореплавцям старовини були такі цінні механічний годинник - митників хронометри починали йти швидше при наближенні до екватора, що сильно заважало навігації.

По-друге, напрямок обертання планети впливає на самостійний рух всіх тіл на Землі. Так як планета обертається із заходу на схід, гарматні снаряди на великій швидкості незмінно відхиляються в Північній півкулі вправо (в Південному - ліворуч). Це явище проявляється повсюдно і в природі: на півночі планети річки розмивають праві береги більше, ніж ліві, а циклони закручуються справа наліво. Сила обертання Землі, яка впливає на рухи рідин і газів на планеті, називають силою Коріоліса - на честь французького фізика Гюстава Коріоліса, вперше опублікував статтю на цю тему.

Циклон з космосу. Вгадайте, на якому він півкулі Землі.

В Інтернеті та пресі часто згадують ще один прояв сили Коріоліса: вода в сливах ванн і раковин на Північній півкулі закручується проти годинникової стрілки, а на Південному - за годинниковою стрілкою. Це, однак, не зовсім так. У лабораторних умовах, де вода була рівномірної температури і щільності, а місце зливу знаходилося по центру врівноваженого судини, сила Коріоліса дійсно закручувала водну воронку «за правилами». Але в побуті на стікає воду діє багато інших чинників - від положення зливу щодо ванній до шорсткості поверхні самою ванною. Тому на практиці воронка води в зливі може обертатися як і справа наліво, так і зліва направо.

Нахилений осі обертання Землі - причина зміни сезонів

Якщо вісь обертання Землі не буде нахилена, по всій планеті восцарят незмінні сезони - бо Сонце рівномірно освітлювало б всю планету. Завдяки витягнутості Землі по екватору, на стику півкуль панувало б вічне і дуже спекотне літо - а на полюсах назавжди б наступили холодні сутінки.

Тому нахил осі Землі - одна з найбільш важливих для живих істот орбітальних характеристик. Вимірюється нахил в градусах і залежить від центрального тіла, від якого кут нахилу будується. Щодо екватора Сонця кут становить 7,15 °, а відносно площини орбіти Землі - 23,5 °.

Нахил орбіти Землі

У підсумку Земля ніколи не освітлюється рівномірно Сонцем: під час руху навколо світила, півкулі планети по черзі нагріваються більше, що і призводить до зміни сезонів. З цієї ж причини літо на Північній півкулі настає одночасно із зимою на Південному. Через особливості кута нахилу земної орбіти на екваторі жарко навіть «взимку», яка технічно там не настає - а на полюсах варто вічна холоднеча, і день і ніч змінюються раз на півроку.

• Цікавий факт. Як читачі вже знають, найближче до Сонця Земля підходить у січні - саме тоді, коли на Південній півкулі настає розпал літа. Тому літо на Півдні завжди спекотніше в порівнянні з літом на аналогічних широтах Півночі - близькість Землі до світила дає на 6-8% більше енергії.

Нахил, подібно до інших орбітальним характеристикам, зазнає змін з часом - як і завдяки гравітаційним взаємодіям з Місяцем, так і можливими великими зіткненнями. Останні будуть катастрофічними для життя на Землі не стільки через зміни нахилу осі обертання, скільки через їх сил. Для того щоб змінити способу планети на 1 градус, знадобиться удар астероїда масою з сотні тонн - він залишить кратер радіусом більше тисячі кілометрів, а імпульс від зіткнення роздрібнить плити літосфери.

склад Землі

Наша планета - один з небагатьох об'єктів в Сонячній системі, геологічна активність якого триває донині. Вода, повітря і сонячне світло вступають в реакцію з речовиною на поверхні, надра нашої планети до сих пір розжарені - все це призводить до створення різноманітних хімічних сполук, які не зустрічаються на сусідніх планетах.

Втім, більшість матеріалу нашої планети приховано під землею. Людству поки доступна тільки тисяча кілометрів нашої атмосфери, а глибина найбільшої свердловини становить 12 262 метрів - з 6371000 метрів відстані до центру Землі! Багато прогнози залишаються чисто теоретичними і зі стрімким розвитком науки змінюються щодня - теорія тектоніки плит, по якій сьогодні розраховують рух континентів, землетрусу і місце розташування ресурсів, була прийнята всього 50 років тому.

Гіпотетичний склад Землі

Сучасний склад Землі вчені розподіляють таким чином:

• Залізо (Fe) - 32,07%
• Кисень (O) - 30,12%
• Кремній (Si) - 15,12%
• Магній (Mg) - 13,90%
• Сірка (S) - 2,92%
• Нікель (Ni) - 1,82%
• Кальцій (Ca) - 1,54%
• Алюміній (Al) - 1,41%

Давайте розглянемо найпоширеніші речовини на планеті і розберемося, звідки вони взялися і де їх знайти.

Залізо

Цей важкий елемент лідирує по концентрації в Землі серед інших речовин - його масова частка в Землі становить 32%, що майже третина загальної маси планети! «Чому тоді, - запитаєте ви, - залізо доводиться добувати з-під землі, раз його так багато?» Вся справа в нерівномірності його розподілу - і в особливостях його хімічного стану.

Перш за все, левова частка заліза на Землі міститься в ядрі планети - за сучасними оцінками, ядро ​​складається з нього не менше ніж на 85%. До цього призвела диференціація надр, що сталася під час рідкого етапу еволюції Землі - під дією гравітації, важкі елементи прагнули до центру планети, а більш легкі виштовхувалися назовні.

Земля в розрізі. Велика вогненна куля в центрі - ядро

Залізо присутній також в мантії і корі Землі - 5,8% і 4,2% маси відповідно. Однак в чистому вигляді воно приноситься тільки метеоритами - а на Землі переважно складається в зв'язку з іншими елементами. Виплавляти метал можливо тільки з декількох видів мінералів, переважно оксидів заліза - таких як гематит (Fe2O3) або магнітний залізняк (Fe3O4). Є й інші відомі мінерали, що містять залізо - наприклад, дорогоцінні камені гранат і нефрит.

При цьому всім, залізо - лідер серед металів за концентрацією в земній корі; його кількість порівняно тільки з кількістю алюмінію. Крім того, залізо важливо в процесі обміну речовин живих організмів - воно входить до складу гемоглобіну в крові, завдяки чому той знаходить здатність переносити кисень. А ще саме залізо надає крові червоний колір. Так як залізо є важливою складовою ДНК, вчені вважають, що без нього життя на Землі могла б і не сформуватися.

Залізна колона в Делі, Індія - унікальний артефакт древніх часів. Вона складається з чистого заліза, стійкого до корозії, аналогічного найсучаснішим сортам стали - і це при тому, що він був зроблений ще на початку столетія1

У Всесвіті освіту заліза є довгим і складним процесом - воно синтезується виключно в ядрах надмасивних зірок на самому кінці їх еволюції. Надлишок заліза є одним з факторів, що перетворюють зірку в чорну діру. Коли масивне світило перетворюється в нейтронну зірку , Залізо мутує в більш важкі речовини, на зразок урану або золота. Присутність таких важких елементів в складі Землі пояснюється тим, що Сонце сформувалося з залишків старого світила зоряного населення I, який вибухнув мільярди років тому.

Кисень, кремній і магній

Ці три елементи є найпоширенішими на Землі: в її масовому складі 30% O (кисню), 15,1% Si (кремнію) і 13,9% Mg (магнію). Більш того, разом вони складають 89% маси мантії планети. Кора Землі майже на половину складається з кисню, і більш ніж на чверть - з кремнію. Кисень є хімічною основою для води і більшості складних органічних сполук.

кисень

Хоча кисень становить 21% обсягу (і 23% маси) атмосфери Землі, найбільше його знаходиться в твердих речовинах - 47% маси земної кори доводиться на його тверді з'єднання, переважно з кремнієм. Майже весь газоподібний кисень був проведений живими організмами. Також кисень, будучи найважчим хімічним елементом в молекулі води, створює 85,8% маси всієї гідросфери.

• Цікавий факт: кисень становить майже 1% Сонця. Його маса в 3329 разів більше всієї маси Землі.

Кругообіг кисню в природі

Цікаво вплив кисню на живі організми - чим його більше, тим більших розмірів досягає жива істота. Тому тварини давніх часів були такими великими - так, концентрація кисню в атмосфері 300 мільйонів років назад доходила до 35% маси повітря. Раптовий контакт з великою кількістю кисню викличе інтоксикацію у сформованого організму, в тому числі у людини. Але істоти простіше, на зразок комах, дійсно відчувають на собі акселеративному ефект.

Личинки жуків, вирощені в герметичних тераріумах з кисневою підживленням, можуть зрости в рази більше власних батьків. Подібний експеримент можна провести і вдома, насичуючи тераріум киснем за допомогою звичайної перекису водню - однак ефект безпосередньо залежить від контролю кисневого режиму.

кремній

З кремнієм ми часто стикаємося в природі: це пісок, граніт і кварц. Також він часто зустрічається в поєднанні з сіркою - а часом і у вигляді самородків. Він формує як і невеликий пустельний пісок, так і величезні гірські кряжі.

Граніт - поширений на Землі камінь на основі кремнію, унікальний в Сонячній системі

Більш того, кремній є основою сучасної промисловості. Він входить до складу складних електроприладів на кшталт мікросхем і сонячних батарей, а також є базою для створення різних побутових і будівельних матеріалів, таких як скло, цегла, фаянс. Важливий він також в природі: сполуки кремнію використовуються в створенні опорно-захисних покриттів і тканин рослин і тварин.

Зрозуміло, частки складу різних сфер Землі різниться - коли частка тих же шляхетних газів в літосфері складає тисячні частки відсотка, в атмосфері один аргон займає цілий відсоток! Детальніше про компонентах нашої планети і історії їх появи читайте нижче.

Топографічна карта Землі

структура Землі

Різноманітність хімічного складу і активні геологічні процеси призвели до того, що Земля має складну багатошарову структуру. Тут космологія тісно переплітається з космогонієй - дізнаючись про те, як влаштована наша планета, люди осягають глибини її історії. На сьогоднішній момент, Земля як астрономічний об'єкт розділяється на наступні компоненти:

• Планетна частина Землі - це тверда складова планети, земля під нашими ногами. Без неї Земля насилу б існувала як космічний об'єкт - в тверді закладена найбільша частина її маси. Крім того, обертання ядра в центрі Землі породжує магнітосферу - магнітне поле навколо планети. Наявність у Землі сильної магнітосфери виділяє її серед всіх внутрішніх планет Сонячної системи.
• На літосферу, верхню частину земної тверді, спираються два поверхневих шару. Гідросфера, вся вода на планеті, займає більше 75% площі Землі, і заповнює величезні западини між континентами, а також становить численні річки, озера і величезні льодовики. атмосфера , Газова оболонка, простягається на сотні кілометрів вгору над землею, і забезпечує захист від метеоритів і випромінювання. Крім того, вода і повітря, що переносяться атмосферою, постійно змінюють вигляд Землі.
• Особливою складовою Землі, поширеною в усіх сферах планети, є біосфера - спільність всіх живих організмів на планеті. До неї належимо і ми з вами. Хоча в масштабах Всесвіту життя здається чимось крихким і недовговічним, вона існує на Землі вже майже 3,8 мільярда років, серйозно змінивши склад і вигляд планети.

У статтях часто зображують Землю в розрізі. Але що буде, якщо планету і правда розрізати навпіл?

Це поділ хоча й очевидне, але зовсім молоде і нестійке - тільки в середині XX століття вчені дійшли до того, що материки рухаються. Оскільки глибина проникнення дослідників в таємниці світу зростає, революція в уявленнях про Землю може статися в будь-яку хвилину.

Земля і космос

Не треба бути вченим, щоб знати основні координати нашої планети - кожен день видна зірка Сонце, навколо якої обертається Земля. У темний час доби можна побачити Місяць, наш єдиний і п'ятий за розміром в Сонячній системі супутник. А в безхмарні літні ночі яскраво сяє Чумацький шлях - видима частина галактики, в рукаві Оріона якої рухається наше Сонце разом з мільйонами інших зірок.

Точні координати нашої планети у Всесвіті такі:

1. Планетарна система: Сонячна
2. Місцеве міжзоряний хмара
3. Галактичний рукав Оріона
4. Галактика: Чумацький Шлях
5. Скупчення галактик: Місцева група
6. Надскупчення галактик: Місцеве надскупчення (Діви)
7. Надскупчення галактик: ланіакея
8. Стіна: Комплекс сверхскоплений Риб-Кита

Що означають ці позначення, і як виглядає наш будинок здалеку, ви можете дізнатися в статті про великомасштабної структурі Всесвіту . Однак в місці розташування нашої планети є дуже багато інших особливостей, які астрономічні оглядачі не поспішають згадувати. І дарма - диявол криється в дрібницях, як то кажуть в одній старій приказці. Тому давайте подивимося разом, що знаходиться зовсім поруч із Землею - так близько, що ми навіть не звертаємо увагу.

Найближче оточення Землі

Найближче до Землі космічне тіло - це наша місяць . Відстань до неї становить «всього» 384 400 кілометрів - в 9,6 рази більше екватора Землі! Для людини це вже немало. Керований політ на Місяць зайняв 3 дні 3 години і 49 міну. У той же час зонд « Нові горизонти »Впорався з підльотом до нашого супутника всього за 8 годин. Але варто пам'ятати і про мету польотів - «Новим обрієм», на відміну від американських астронавтів, не потрібно було гальмувати для «примісячення».

Хоча Місяць і супутник Землі, розташовані вони далеко

Місяць - це незвичайний у всіх відносинах супутник. Його «знайомство» з Землею було тісним і гарячим: планета-батько врізалася в нашу планету, вибивши з неї величезний шматок - так і народилася наша Місяць. Розвиваючись разом з Землею, вона придбала свій неповторний вигляд, яким людина милується вже не одну тисячу років.

Квазіспутніка.

Чи немає у Землі інших природних супутників крім Місяця? Насправді їх тисячі. Безліч пилинок і камінчиків обертаються навколо нашої планети, і їх число з кожним роком зростає. Однак читача напевно цікавлять більші тіла - раз не такі великі, як Місяць, то хоча б розміром з важку скелю.

Але таких, на жаль, більше немає. Виняток становлять квазіспутніка - космічні тіла, орбіти яких на певних секторах руху проходять дуже близько до Землі. Найбільший з них, астероїд Круітні, має в обхваті 5 кілометрів. Орбіта Круітні навколо Сонця витягнута настільки, що в перигелії він наближається до Меркурію , А в афелії долітає до Марса - повноцінним супутником його не назвеш. Тим не менш, він досить близький до Землі, і вона регулярно змінює напрямок його руху.

Траєкторія річного руху Круітні

Проблемою Круітні і багатьох квазіспутніка взагалі є те, що їх орбіти дуже нестабільні. Вплив на такі астероїди надає не тільки Земля, але і інші планети і космічні тіла - в результаті вони можуть як і стати повноцінними супутниками Землі, так і просто врізатися в неї.

Останнє хоч і малоймовірно, але небезпечно. недавній метеорит в Челябінську був розміром всього в 17 метрів - але зумів накоїти справ в місті і нанести мільйонний збиток. А раптом зіткнення станеться з астероїдом на кшталт Круітні? Навіть якщо він впаде в океан, на 600 кілометрів навколо розійдуться хвилі в 500 метрів заввишки. А гул гучністю в 60 децибел - як у завантаженій дороги в ранкову годину пік - буде чути навіть на зворотному боці Землі.

штучні супутники

Однак найбільше в населенні орбіти Землі досяг успіху людина. З початку космічної ери 4 жовтня 1957, коли в СРСР був запущений перший штучний супутник «Супутник-1», пройшло вже чимало років - і вже зараз Земля оповита цілою хмарою з більш ніж 18 тисяч супутників.

Навколоземні супутники використовуються в самих різних цілях - від наукових досліджень і надання послуг зв'язку до розміщення орбітального зброї. Однак варто враховувати, що штучним супутником вважається взагалі будь-який об'єкт, запущений людиною на земну орбіту. За цим критерієм штучні супутники Землі діляться на дві головні категорії: власне супутники і космічне сміття.

супутник 1

Супутником вважається будь-який апарат, який може (або міг в минулому) виконувати будь-які дії на орбіті. Тому в їх число входять і орбітальні станції з космонавтами, оснащені різноманітною науковою апаратурою, і аматорські радіоустановки, які тільки і можуть що повідомляти про своє існування в радіодіапазоні. Тому все супутників налічується близько 6 тисяч - активно же діючих не більш 600. Решта ж бовтаються навколо Землі, залишаючись «умовно-функціонуючими» - по суті, той же космічне сміття.

«Корисні» супутники

Справжні, корисні супутники відомі всім: це апарати зв'язку, метеорологічні супутники і космічні станції - сотні їх. Завдяки супутникам можна отримати телефонний зв'язок і доступ в Інтернет в будь-якій точці земної кулі, відстежувати переміщення повітряних мас і навіть контролювати дозрівання врожаю! Супутники телевізійної ретрансляції і геонавігаціі вже стали невід'ємною частиною життя у всьому світі - навіть у відсталій африканської Ліберії, де немає ліній електропередач, дивляться супутникове телебачення.

З вдосконаленням технологій послуги супутників стають все дешевше і ефективніше - проте залишається одна проблема: повільність. В її корені лежить банальна фізика: для того, щоб залишатися на геостаціонарній орбіті і знаходиться постійно на одній точці земної неба (обов'язкова умова для супутника зв'язку), апарату необхідно вибиратися на висоту близько 37 тисяч кілометрів над поверхнею Землі. Сигналу необхідно досягти супутника, оброблений на ньому - адже більшість протоколів зв'язку мають на увазі шифрування і стиснення - і долетіти назад до планети.

супутник зв'язку

Якщо прирівняти швидкість проходження радіохвилі зі швидкістю світла, середня затримка складе 2-3 секунди - це не критично, якщо ви просто дивіться відео з YouTube, але створює проблеми під час телефонної розмови. Тому коли ваш навігатор довго шукає сигнал GPS , Не поспішайте звинувачувати виробника - швидше за все, проблема в невблаганності законів фізики.

Космічне сміття

Поява великої кількості відпрацьованих своє супутників на орбіті пов'язана з історичними труднощами космонавтики. Спочатку держави і приватні компанії розробляли технології, що дозволяють вивести чим більше супутників за один раз, та дешевше. В результаті з'явилися PocketSat'и, з англ. «Кишенькові супутники», що доставляються на орбіту всього за 10 тисяч доларів - тепер замість покупки нового автомобіля можна організувати свою особисту станцію супутникового зв'язку. І лише потім осваівателі космосу перейнялися проблемою зводу супутників з орбіти. Сьогодні майже всі орбітальні космічні апарати розраховані на схід з орбіти і згоряння в атмосфері після вироблення ресурсу - проте «екологічно-чистих» супутників існує поки не так багато.

ядро PocketSat

Однак куди більшу проблему представляє так званий «класичний» космічне сміття - ступені космічних ракет, уламки космічних апаратів і тверда пил - шлак від твердопаливних розгінних ступенів. На орбіті Землі такого сміття налічується більше 13 тисяч об'єктів. Думаєте, це трохи? Погляньте на карту космічного сміття - він рівномірним шаром покриває простір навколо Землі, створюючи загрозу для інших, що працюють супутників.

Які шанси зіткнутися з космічним сміттям на земній орбіті? Насправді, вони досить високі. Навіть два супутника можуть врізатися один в одного - так, «сплячий» російський супутник військових комунікацій «Космос-2251» в 2009 році був протаранений французьким супутником «Iridium-33», що надає послуги мобільного зв'язку. Швидкість кожного з них становила більше 24000 км / с - удар вийшов таким, що супутники розлетілися на сотні осколків. Навіть шлакопиль від двигунів ракет може бути небезпечною - збираючись в швидкісні хмари, вони потрапляють на сонячні панелі і оптичні прилади апаратів, засмічуючи і пошкоджуючи їх. Тому тієї ж Міжнародної Космічної Станції доводиться регулярно маневрувати, ухиляючись від снарядів.

Роль Землі в астрономії

Волею випадку наша планета є своєрідним атласом побудови інших планет - на Землі були або існують понині більшість планетарних фізичних і хімічних процесів. Це і атмосфера, в якій йде обмін речовиною з рідинної оболонкою і поверхнею; надра, де триває геологічна активність, а ядро ​​створює магнітне поле - ці явища зустрічаються на інших об'єктах Сонячної системи окремо, але ніколи разом. Крім того, Земля містить як і універсальний для всіх планет і астероїдів скельний матеріал, так і свої власні, унікальні мінерали - механізми їх формування дозволяють передбачити виявлення нових речовин на екзопланетах .

Ландшафт і атмосфера Марса сформувалися і функціонують за тими ж законами, що і на Землі

Вивчення Землі не припиняється ні на секунду, дозволяючи нам поглянути на нашу і інші планети по-новому. Так, в жовтні 2015 року фізики висунули гіпотезу про те, що ядро ​​Землі зовсім залізне, як вважалося раніше - виходячи з його щільності і радіоактивності, воно швидше складається з чистого урану. А нові геологічні знахідки змінюють уявлення про те, що на початку своєї історії Земля була розплавленим пеклом - може бути, що континентах і воді на планеті вже більше 4 мільярдів років! Еволюціонують навіть класичні схеми формування гір і долин - виявилося, що звичайні мурахи здатні руйнувати скелі в 170 разів швидше вітру і води.

Тому сказати точно можна лише одне: пізнання нового триватиме, залишаючись все таким же свіжим і насиченим - до тих пір, поки на Землі буде хоч одна істота, здатне пізнавати.

comments powered by HyperComments

Сподобалось Запис? Розкажи про неї друзям!

Переглядів запису: 29277