Радиоисследования планет с космических аппаратов - [15]
Исследования Марса
Радиофизические исследования Марса, выполненные с помощью аппаратуры, установленной на космических аппаратах, можно разделить на три группы. К первой группе относятся радиорефракционные эксперименты, позволившие получить данные об атмосфере и ионосфере планеты, а также сделать оценку рельефа поверхности по величине приповерхностного давления.
К второй группе относятся радиоастрономические измерения, позволившие получить информацию о локальных значениях эффективной диэлектрической проницаемости вещества верхнего покрова планеты и о температурном режиме поверхностного слоя.
К третьей группе относятся эксперименты по радиолокации.
При пролете АМС «Маринер-4» около Марса на длине волны 13 см были проведены радиорефракционные измерения. Анализ зависимостей коэффициента преломления радиоволн от времени (при заходе и выходе космического аппарата в тень планеты) позволил получить высотные зависимости (профили) температуры и давления в нижней части атмосферы, а также высотную зависимость концентрации электронов и температуры плазмы в верхней атмосфере.
Атмосфера Марса довольно разрежена — приповерхностное давление в атмосфере составляет величину в среднем около 6 мбар, что соответствует давлению в земной атмосфере на высоте около 35 км.
В отличие от Венеры, радиоволны в атмосфере Марса не испытывают сверхрефракции в нижней атмосфере. Поэтому радиорефракционные эксперименты позволяют изучать высотные зависимости температуры и давления почти до самой поверхности.
«Маринер-4» осуществил радиозаход над дневной атмосферой, а радиовыход над ночной. Построенные и результате обработки измерений температурные профили показали, что летняя ночь на Марсе в районе 60° с. ш. значительно теплее, чем зимний день в районе 50° ю. ш. Такое явление наблюдается и в земной атмосфере.
Приповерхностное давление соответственно для районов радиозахода и радиовыхода КА «Маринер-4» имело значение 4,5 и 8 мбар. Такая разница давлений могла быть получена только за счет разности высот в 7 км между двумя этими районами. Этот перепад высот был подтвержден результатами определения радиуса планеты в местах радиозахода и радиовыхода из измерений дифракции радиоволн. Перепад высот в 7 км не явился неожиданным, так как по данным наземной радиолокации перепады высот на Марсе превышают 10 км.
Использование при радиорефракционных измерениях одночастотного метода позволило получить информацию только о дневной ионосфере планеты. По данным этих измерений ионизованная область (ионосфера) располагается днем на высотах от 90 до 250 км над поверхностью Марса. Максимум ионизации находится на высоте 120 км (10>5 электронов в 1 см>3). Это соответствовало температуре околомарсианской плазмы около 250 К на высотах 100–160 км.
Радиорефракционные измерения, выполненные в 1969 т. во время пролета АМС «Маринер-6 и -7» около Марса, позволили определить для дня и ночи высотные зависимости температуры и давления нижней атмосферы планеты, а также исследовать дневную ионосферу Марса. Эти эксперименты проводились на одной длине волны — 13 см.
В четырех районах планеты измеренное давление колебалось от 4,2 до 7,3 мбар, что соответствовало перепаду высот между этими участками поверхности до 4 км. Дневная приповерхностная температура атмосферы в точке радиозахода «Маринера-6» по радиорефракционным измерениям оказалась на 20° ниже температуры того же участка поверхности, определенной с помощью инфракрасного радиометра, который был установлен на этом же космическом аппарате. Подобное изменение температуры в приповерхностной атмосфере согласуется с расчетами.
Пролетные траектории позволяют выполнить только два сеанса радиорефракционных измерений — один при заходе КА за диск планеты и второй — при выходе КА из-за диска, и, соответственно, дают информацию об атмосфере только для двух районов планеты (районов радиозахода и радиовыхода КА). Вывод космических аппаратов на орбиту искусственных спутников планеты позволяет проводить радиорефракционные измерения многократно.
Такие многократные измерения характеристик атмосферы были выполнены радиорефракционным методом с помощью первого искусственного спутника Марса «Марс-2». По данным этих измерений самое высокое значение приповерхностного давления в одном из районов планеты равно 10 мбар.
Космические аппараты «Марс-2, -4 и -6» позволили исследовать ионосферу планеты при различной высоте Солнца. При проведении этих измерений было замечено, что интенсивность ионизации, высотная структура ионосферы и высота максимумов ионизации сильно зависят от высоты Солнца. Было отмечено, что ионосфера имеет два максимума ионизации, расположенных на разных высотах. Уменьшение высоты Солнца приводило к повышению высоты верхнего (главного) максимума ионизации и к уменьшению в нем концентрации электронов. При этом высота нижнего максимума ионизации практически оставалась постоянной (~ 110 км). Концентрация электронов в нижнем максимуме падала с уменьшением высоты Солнца.
В главном максимуме ионизации концентрация электронов днем составила 1,7 · 10>5 в 1 см>3. Дневная ионосфера значительно протяженнее ночной и прослеживалась в диапазоне высот от 90 до 500 км.
О рождении Вселенной, ее истории, происхождении, образовании и эволюции звезд и галактик, изучении Вселенной, новых открытиях астрономов рассказывает эта книга.
Краткая история развития космонавтики в СССР, США и Китае, интересные факты, перечень целей, размышления о будущем.
Еще двадцать лет назад поиски планет — и жизни — за пределами Солнечной системы были уделом писателей-фантастов. Сегодня это одна из самых динамично развивающихся областей астрономической науки, а количество открытых экзопланет исчисляется уже тысячами. Обнаружение этих миров стало возможным лишь в последнем десятилетии. Особенно «урожайным» был 2016 год, чему в немалой степени способствовала активная работа космического телескопа «Кеплер». Эти новые миры совсем не похожи на фантазии писателей — планеты крупнее Юпитера, где год длится всего одну неделю, планеты, обращающиеся вокруг останков мертвых звезд, планеты с двумя солнцами в небе и планеты вовсе без солнца.
Сергей Павлович Королёв – это человек, непосредственно формировавший облик будущего. Благодаря ему космонавтика стала модным трендом, подкреплявшим советскую пропаганду. В этой книге известного исследователя А. И. Первушина подробно описывается, как С. П. Королёв создал маленькую «империю», преобразившую многие уголки страны.
«Однажды люди научатся жить на Титане, самом крупном спутнике Сатурна» – этими словами начинается книга «За пределами Земли», написанная планетологом Амандой Хендрикс и научным журналистом Чарльзом Уолфортом. Не на Марсе, как считалось долгие годы, а именно на Титане, с его плотной атмосферой, щадящим климатом и неисчерпаемыми запасами топлива и воды, возможно создание автономной колонии. Аргументируя свою точку зрения, ученый и журналист показывают не только неизбежность и заманчивые перспективы освоения планет и спутников Солнечной системы, но и болевые точки государственного и коммерческого освоения космоса, политические, бюрократические и научные проблемы, которые препятствуют покорению иных миров.
Невероятно компактный рассказ геофизика Дэвида Берковичи о том, как все везде появилось: звезды и галактики, атмосфера Земли, океаны, клетка и, наконец, человеческие цивилизации, написан трепетно и талантливо. Сочетая юмор и безупречную научную канву, Берковичи с головокружительной скоростью проводит нас сквозь пространство и время – почти 14 млрд лет, показывая при этом связи между теориями, помогающие понимать такие темы, как физика частиц, тектоника плит и фотосинтез. Уникальный эксперимент Берковичи в равной мере впечатляет научной убедительностью и литературным мастерством и станет незабываемым опытом знакомства с вопросами космологии, геологии, климатологии, человеческой эволюции как для искушенного читателя, так и для новичка.
Брошюра посвящена 20-летию выдающегося события в истории человечества — запуску в январе 1959 г. в СССР автоматической станции «Луна-1», которая впервые в мире достигла окрестностей другого небесного тела. Приводится описание первых «разведчиков космоса» — советских автоматических станций «Луна», показано, какую эволюцию претерпела сейчас советская «лунная» космическая техника, даны краткие научные итоги космических исследований Луны.Брошюра рассчитана на инженеров, преподавателей и студентов вузов, учащихся старших классов, а также на более широкий круг читателей, интересующихся вопросами космонавтики.
12 января 1977 г. исполняется 70 лет со дня рождения выдающегося ученого нашей страны, основоположника практической космонавтики, академика Сергея Павловича Королева. В статьях, помещенных в этом сборнике, рассказывается о жизни и деятельности прославленного конструктора, об истории создания первых искусственных спутников Земли и космических кораблей.Брошюра рассчитана на широкий круг читателей.
Брошюра посвящена созданию и использованию космических твердотопливных двигателей. Рассматриваются некоторые типы таких двигателей, а также возможные перспективы их использования в космонавтике.Брошюра рассчитана на всех тех, кто интересуется современными проблемами космической техники.
В брошюре популярно излагаются физические основы космической технологии и рассматриваются перспективные направления космического производства — космическая металлургия, получение полупроводниковых материалов, стекла, биологически активных препаратов и т. д., — имеющие большое народнохозяйственное значение. Рассказывается о результатах экспериментов по космическому производству во время полетов советских космических кораблей «Союз» и орбитальных научных станций «Салют», а также на американских космических аппаратах.Брошюра рассчитана на широкий круг читателей.