Сучасний період досліджень Сонячної системи

Лекція 5

Історія вивчення, склад і будова Сонячної системи. Планети земної групи.

План

1.Розвиток уявлень людства про Сонце та планети

2. Будова Сонячної системи

3. Подорож до планет земної групи: Меркурій, Венера, Марс, Земля

4. Особливості планети земної групи

Розвиток уявлень людства про Сонце та планети

З давніх часів люди спостерігали за небом і намагалися скласти собі уявлення про те, що вони на ньому бачили. Найпомітніші об’єкти на небі - це, звичайно ж, Сонце і Місяць. Зорі і планети видаються всього лише маленькими точками. Проте, спостерігаючи за зміною їх положення, стародавні спостерігачі звернули увагу на те, що в той час, як більша частина зір не змінюють свого положення на небі одна відносно другої, беручи участь лише у круговому русі, яке зумовлено обертанням Землі навколо своєї осі, деякі світні тіла переміщаються по небу дуже складним чином. Так, ще в давнину люди почали розрізняти планети і зорі.

Астрономічні спостереження мали дуже велике значення в давнину. Саме на основі спостережень за небом, вивчення закономірностей руху Сонця і Місяця люди змогли створити перші календарі, навчитися відлічувати час і передбачати різні природні явища, до наших часів дійшли споруди, які побудували стародавні для того, щоб з їх допомогою визначати точне положення світил.

Важливим етапом в історії розвитку уявлень про Сонячну систему стали досягнення давньогрецької астрономії. Стародавні греки не тільки встановили факт кулястості Землі, обчисливши и приблизні розміри, але і зайнялися створенням теорії планетного руху. Серед давньогрецьких астрономів були не лише ті, що виступали за геоцентричну модель світу, але й ті, що правильно вважали, що в центрі Сонячної системи знаходиться Сонце, а Земля та інші пла­нети обертаються навколо Сонця. Найбільш значною працею, де було підсумовано всі досягнення давньогрецької астрономії, став «Альмагест». Автором його був давньогрецький астроном Птолемей, який розробив власну досить складну модель світу, яка, незважаючи на те, що була геоцентричною, дозволяла розраховувати положення планет з великою точністю.

Теорія Птолемея була панівною в уявленнях людства на багато століть, аж до епохи Відродження, при цьому геоцентричну систему світу підтримувала і захищала католицька церква, яка боролася з усіма, хто сумнівався в її правильності. У XV ст. Європі починається пробудження науки, яке торкнулося в тому числі і астрономії. Коперник висуває теорію, згідно з якою Земля й інші планети обертаються навколо Сонця. Ця теорія натрапила на жорстку протидію католицької церкви, яка звинувачувала її прихильників у єресі, а одного з її чільних послідовників - Джордано Бруно - інквізиція спалила на вогнищі. Однак вороги науки так і не змогли зупинити прогрес. На початку ХУІІ ст. Кеплер, що спирався на спостереження Тихо Браге, встановив закони руху планет. Він відкрив, зокрема, що планети обертаються навколо Сонця не по колових, а по еліптичних орбітах. Висока точність, з якою теорія Кеплера могла передбачати руху планет, не залишала сумнівів у справедливості геліоцентричної моделі. Закони Кеплера, у свою чергу, стали одним із джерел, які призвели Ньютона до створення механіки - першої наукової теорії Нового часу, яка описувала закономірності руху тіл. Зі створенням теорії Ньютона закони руху планет отримали чітке наукове обґрунтування.

З давніх часів людству було відомо 5 планет, які можна побачити неозброєним оком. Це - Меркурій, Венера, Марс, Юпітер і Сатурн. Про інші планети Сонячної системи і супутники планет не було відомо нічого, поки Галілео Галілей не винайшов телескоп. Поява телескопа відразу призвела до збільшення кількості астрономічних відкриттів. Сам Галілей за допомогою свого телескопа відкрив гори на Місяці, плями на Сонці і чотири найбільших супутники Юпітера - Іо, Ганімед, Європу і Каліето. Це сталося 1610 року. Протягом XVII ст. були відкриті ще декілька великих супутників, наприклад супутник Сатурна Титан. Перша нова планета - Уран - була випадково відкрита 1781 р. Вільямом Гершелем. 1846 р. було відкрито Нептун, причому вже не випадково, а на підставі розрахунків вчених, які передбачили існування ще однієї планети Сонячної системи з огляду на той вплив, який вона своєю гравітацією чинила на рух Урана. Протягом XVII, XIX і на початку XX ст. за допомогою дедалі більш потужних наземних телескопів продовжували відкривати супутники планет. У XIX ст. були відкриті, наприклад, два супутники Марса - Фобос і Деймос, а крім цього, було покладено початок відкриттю безлічі малих планет - астероїдів, які, хоча і не були супутниками інших планет і самостійно оберталися навколо Сонця, але були занадто малі, щоб вважати їх справжніми планетами.

Новий старт астрономічним відкриттям дала космічна ера.

Сучасний період досліджень Сонячної системи

1957 р. СРСР запустив перший супутник. І майже відразу космічні аларатирушили для дослідження інших планет Сонячної ситеми. Тривалі роки люди могли спостерігати за небесними тілами лише з поверхні Землі, але навіть найкращі наземні телескопи не дозволяли зробити будь-яких висновків про те, які умови на інших планетах, як відбуваються на них природні процеси, чи є на них життя тощо. Дізнатися про це стало можливим лише після досліджень космосу за допомогою космічних апаратів.

Перші апарати були спрямовані до Місяця. 1959 р. «Місяць-2» вперше досяг поверхні Місяця, а «Місяць-3» сфотографував зворотний бік Місяця, який до тих пір ніхто не бачив. Потім були спрямовані апарати до Венери і Марса. Американські «Марінери» отримали фотографії цих планет з близької відстані, радянська станція «Венера-7» вперше отримала достовірні дані про клімат Венери, а «Венера-9» 1975 р. стала першим космічним апаратом, який зміг здійснити посадку на поверхню іншої планети і передати на Землю зображення її поверхні.

Хоча після запуску першого супутника дехто сподівався на початок швидкого освоєння інших планет, досі єдиною спробою людей дістатися поверхні іншого небесного тіла є програма «Аполлон», здійснена на рубежі 70-х, у ході якої американці кілька разів злітали до Місяця і висадилися на її поверхню. СРСР використовував автоматичні станції для дослідження поверхні Місяця - вони доставили з Місяця на Землю проби ґрунту, а «Місяцехід» став першим апаратом, здатним пересуватися по поверхні (за час своєї місії він зміг дослідити досить велику ділянку місячної поверхні). Наприкінці 90-х маленькі апарати, подібні до «місяцеходів», були відправлені американцями на Марс і використовувалися для дослідження його поверхні. Розширенню знань про дальні планети Сонячної системи сприяли місії космічних апаратів «Піонер-10», «Піонер-11» і особливо «Вояджер». Вдало пролетівши поблизу всіх великих планет - Юпітера, Сатурна, Урана і Нептуна, вони змогли передати на Землю фотографії крупним планом цих планет і деяких їхніх супутників, а також відкрили безліч нових невеликих супутників цих планет.