Что изобрел ломоносов: какие открытия и когда сделал, создание теорий и приборов

Знакомство с Солнечной системой

Солнечная система является частью спиралевидной галактики — Млечного пути. В самом ее центре находится Солнце – самый большой обитатель Солнечной системы. Солнце – это горячая звезда, состоящая из газов – водорода и гелия. Оно производит огромное количество тепла и энергии, без которых жизнь на нашей планете была бы просто невозможна. Солнечная система возникла пять млрд. лет назад в результате сжатия газопылевого облака.

Млечный путь

Центральное тело нашей планетной системы — Солнце (по астрономической классификации — желтый карлик), сосредоточило в себе 99,866% всей массы Солнечной системы. Оставшиеся 0,134% вещества представлены девятью большими планетами и несколькими десятками их спутников (в настоящее время их открыто более 100), малыми планетами — астероидами (примерно 100 тысяч), кометами (около 1011 объектов), огромным количеством мелких фрагментов — метеороидов и космической пылью. Все эти объекты объединены в общую систему мощной силой притяжения превосходящей массы Солнца.

Планеты земной группы составляют внутреннюю часть Солнечной системы. Планеты-гиганты образуют ее внешнюю часть. Промежуточное положение занимает пояс астероидов, в котором сосредоточена большая часть малых планет.

Фундаментальной особенностью строения Солнечной системы является то, что все планеты обращаются вокруг Солнца в одном направлении, совпадающем с направлением осевого вращения Солнца, и в том же направлении они обращаются вокруг своей оси. Исключение составляют Венера, Уран и Плутон, осевое вращение которых противоположно солнечному. Существует корреляция между массой планеты и скоростью осевого вращения. В качестве примеров достаточно упомянуть Меркурий, сутки которого составляют около 59 земных суток, и Юпитер, который успевает сделать полный оборот вокруг своей оси менее, чем за 10 часов.

Планеты солнечной системы

Сколько существует планет?

Планеты и их спутники:

Меркурий,
Венера,
Земля (спутник Луна),
Марс (спутники Фобос и Деймос),
Юпитер (63 спутника),
Сатурн (49 спутника и кольца),
Уран (27 спутника),
Нептун (13 спутников).

Астероиды,
Объекты пояса Койпера (Квавар и Иксион),
Карликовые планеты (Церера, Плутон, Эрида),
Объекты облака Орта (Седна, Оркус),
Кометы (комета Галлея),
Метеорные тела.

Чем отличается земная группа?

К планетам земной группы традиционно относят Меркурий, Венеру, Землю и Марс (в порядке удаления от Солнца). Орбиты этих четырёх планет расположены до Главного пояса астероидов. Эти планеты объединяют в одну группу также из-за схожести их физических свойств — они имеют небольшие размеры и массы, средняя плотность их в несколько раз превосходит плотность воды, они медленно вращаются вокруг своих осей, у них мало или совсем нет спутников (у Земли — один, у Марса — два, у Меркурия и Венеры — ни одного).

Планеты земного типа или группы отличаются от планет-гигантов меньшими размерами, меньшей массой, большей плотностью, более медленным вращением, гораздо более разрежёнными атмосферами (на Меркурии атмосфера практически отсутствует, поэтому его дневное полушарие сильно накаляется. Температура у планет земной группы значительно выше чем у гигантов (на Венере до плюс 500 С). Элементные составы планет земной группы и планет-гигантов также резко отличаются друг от друга. Юпитер и Сатурн состоят их водорода и гелия примерно в той же пропорции, что и Солнце. У планет земной группы имеется много тяжелых элементов. Земля в основном состоит из железа (35 %), кислорода (29 %) и кремния (15 %). Наиболее распространенные соединения в коре — окислы алюминия и кремния. Таким образом, элементный состав Земли резко отличается от солнечного.

Какие есть планеты-гиганты?

К планетам-гигантам относятся Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Эти планеты обладают большими размерами, но небольшой плотностью из-за своего газового состава из водорода и гелия. Тем не менее примерно 98 % суммарной массы планет Солнечной системы приходится на массу планет-гигантов! Тепловой поток из центра Юпитера и Сатурна немного превосходит поток энергии, получаемой планетой от Солнца, тогда как тепловой поток из центра Земли пренебрежимо мал по сравнению с потоком энергии, получаемой Землей от Солнца.Эти планеты удалены на большие расстояния от Солнца, поэтому самые дальние из них — Нептун и Уран, содержат большое количество льда и именуются ледяными гигантами.

Размеры планет солнечной системы

Планеты данного типа обладают большим количеством спутников, в отличие от планет земной группы, и обладают высокой скоростью вращения. Спутниками называются небольшие тела, вращающиеся вокруг планет. Область между планетами наполнена небольшими твердыми частицами и разреженными газами.

Предстоящие события

11 сентября: Луна рядом с Венерой

Время соединения: 22:32 мск (19:32 GMT)
Расстояние в момент соединения: 10°49′

11 сентября Луна, освещенная на 12%, встретится с Венерой (зв. вел. -4,7) в созвездии Рака. Планета взойдет утром, примерно за 2-3 часа до восхода Солнца. Ее легко будет заметить невооруженным глазом или в бинокль.

18 сентября: Венера достигает максимальной яркости

18 сентября Венера достигнет максимальной яркости на утреннем небе. Она будет сиять со звездной величиной -4,8 в созвездии Рака. Ищите Венеру над восточным горизонтом до восхода Солнца. Если у вас не будет возможности увидеть Венеру 18 сентября, не расстраивайтесь — планета будет очень яркой в течение нескольких недель до и после этой даты.

9 октября: Венера рядом с Регулом

9 октября в 09:10 по московскому времени (06:10 GMT) Венера пройдет на расстоянии всего 2°18′ от яркой звезды Регул. Оба объекта будут расположены в созвездии Льва. Венера будет сиять со звездной величиной -4,6, а Регул — со звездной величиной 1,4. Вы сможете увидеть Венеру и Регул над восточным горизонтом перед рассветом.

10 октября: Луна рядом с Венерой

10 октября в 18:41 по московскому времени (15:41 GMT) Луна приблизится к Венере в созвездии Льва. Угловое расстояние между планетой и нашим естественным спутником составит 5°54′. Убывающая Луна будет освещена на 11%; Венера будет иметь звездную величину -4,5. “Небесный дуэт” станет виден над восточным горизонтом в предрассветные часы.

24 октября: Венера в наибольшей западной элонгации

24 октября в 03:05 по московскому времени (00:05 GMT) Венера окажется максимально далеко от Солнца на небе, сияя со звездной величиной -4,4. В момент наибольшей элонгации планета будет находиться на расстоянии 46,4° от нашей звезды; ее можно будет найти в созвездии Льва. Это лучшее время для наблюдения Венеры, поскольку планета успеет подняться высоко над горизонтом, прежде чем солнечный свет скроет ее из виду. Ищите Венеру в восточной части неба в предрассветные часы.

9 ноября: Луна рядом с Венерой

Время соединения: 12:28 мск (09:28 GMT)
Расстояние в момент соединения: 1°06′
Время сближения: 13:23 мск (10:23 GMT)
Расстояние в момент сближения: 0°53′

9 ноября Луна, освещенная на 16%, будет около Венеры (зв. вел. -4,4). Планета взойдет утром, за два часа до восхода Солнца. Оба объекта будут видны невооруженным глазом и будут сиять в созвездии Девы.

В тот же день наблюдатели из Европы, Западной России, Гренландии, Африки и Азии увидят, как Луна пройдет перед Венерой. Это событие называется покрытием; его можно наблюдать только в определенных точках земного шара.

9 декабря: Луна рядом с Венерой

Время сближения: 17:24 мск (14:24 GMT)
Расстояние в момент сближения: 3°19′
Время соединения: 17:53 мск (16:53 GMT)
Расстояние в момент соединения: 3°54′

9 декабря Венера (зв. вел. -4,2) будет сиять рядом с Луной, освещенной на 12%. Вы увидите яркую планету рядом с тонким лунным серпом рано утром, перед восходом Солнца, в созвездии Девы. Никакой оптики не требуется, хотя бинокль может пригодиться, чтобы рассмотреть эту пару поближе.

Кто открыл Венеру

: Самая известная картина Николая Коперника. Написана польским художником Яном Матейко в 1871-1873 г.

О планете знали ещё с античности. Модель Коперника дала людям понятие, что планета совершает обороты вокруг Солнца. Галилей, в 1610 году, в телескоп смог рассмотреть её фазы, о которых говорил Коперник. Теории сошлись, дав научное подтверждение.

В 1960-е года изучением планеты стали заниматься СССР. С помощью радиоволн удалось заполучить первые снимки поверхности. Первым аппаратом, который высадился на планету, стал «Маринер-2», подтвердивший высокую температуру планеты, опровергая теорию о возможной жизни на ней.

Атмосферные явления

Облака из серной кислоты

Венера окутана многослойным облачным покрывалом из серной кислоты. Облачный слой располагается на высоте 48-68 км над поверхностью планеты. Выше и ниже плотного облачного слоя пролегают более разреженные, но все равно хорошо различимые облака.

Венерианские облака состоят из капель концентрированной серной кислоты и небольшого количества фосфорной кислоты, сульфокислот и серы. Размер облачных частиц варьируется от 2-3 мкм в плотных областях облачного слоя до 0,5 мкм в разреженных областях. В районе полюсов облачный покров Венеры намного гуще, чем в других частях планеты.

Облака на Венере не белые, как на Земле, а желтые, причем довольно яркие. Они отражают почти 85% солнечных лучей, поэтому на поверхности планеты царит полумрак.

Грозы и молнии

Автоматические космические станции «Венера» и «Мега», наблюдавшие за Венерой, зафиксировали в атмосфере планеты существенную электрическую активность.

Мнение эксперта
Савин Александр Васильевич
Астроном с 20 летним стажем

Мы предполагаем, что эта активность связана грозами и молниями, бушующими на планете.

Интенсивность молний на Венере примерно в два раза ниже земной. Импульсы зарождаются так же, как на нашей планете, за той лишь разницей, что в состав земных облаков входит водяной пар, а в состав венерианских — пары серной кислоты.

Кислотные дожди

На Венере время от времени идут дожди из концентрированной серной кислоты. Их капли зарождаются в верхних слоях атмосферы, но до твердой почвы они так и не долетают. Из-за невероятного жара в нижних слоях атмосферы они испаряются, принимают газообразную форму и снова превращаются в облака.

Но откуда в атмосфере Венеры взялась серная кислота? Оказывается, поверхность планеты покрыта вулканами. Некоторые из них давно потухли, другие продолжают проявлять активность, выбрасывая в воздух огромное количество серы.

Поверхность планеты разогрета до 500 °C, поэтому сера на ней не задерживается, она испаряется и накапливается в атмосфере. Здесь она вступает в реакцию с углекислым газом и под действием тепла, водяного пара и солнечного света превращается серную кислоту.

Ураганные ветра

Атмосфера Венеры движется, но ее движение не поддается логике. В то время, как планета за один земной год совершает всего 1,5 оборота вокруг своей оси, облака умудряются всего за 4 дня облететь по периметру всю планету.

В верхнем облачном слое постоянно дуют ветры. Воздушные массы движутся с востока на запад со скоростью 100 м/с. В нижних слоях атмосферы скорость ветра существенно снижается, а у поверхности она не превышает 1 м/с.

Эту особенность легко объяснить: на Венере температура стабильна, ее перепады отсутствуют, как на Земле, поэтому и ветрам взяться неоткуда.

На поверхности планеты ветер дует с низкой скоростью, но он способен перемещать сыпучие материалы и тем самым формировать ландшафт планеты. На радиолокационных изображениях можно разглядеть песчаные дюны и скальные массивы с признаками выветривания.

Особенности венерианского ландшафта позволяют прийти к выводу, что ветра на планете дуют в направлении экватора. Аналогичное поведение воздушных масс мы наблюдаем и на Земле.

Мнение эксперта
Савин Александр Васильевич
Астроном с 20 летним стажем

Возможно, и здесь, и там они подчиняются одной и той же модели ячеек Хэдли, согласно которой атмосферные газы достигают максимального нагрева на экваторе, затем поднимаются вверх, долетают до максимальной высоты, охлаждаются и стремительно движутся к полюсам планеты, чтобы снова опуститься к поверхности и начать свой путь к экватору.

Парниковый эффект

По температуре на поверхности Венера занимает одно из первых мест в Солнечной системе. А все благодаря чудовищному парниковому эффекту. Казалось бы, Венера находится ближе к Солнцу, поэтому ее атмосфера прогревается сильнее земной.

Мнение эксперта
Савин Александр Васильевич
Астроном с 20 летним стажем

Но на самом деле до поверхности планеты долетает лишь ⅕ солнечного света, остальные ⅘ отражаются облаками обратно в космос. В результате Венера прогревается солнечным светом даже меньше, чем Земля.

Нижние слои облаков и поверхность планеты не только поглощают солнечную энергию, но и отдают ее, переизлучив в инфракрасном спектре. Плотная атмосфера и облачное одеяло не дают излучению улететь в открытый космос и оно снова отражается к поверхности, работая по принципу ватного одеяла. В результате поверхность планеты постепенно раскаляется почти до 500 °C.

Планетарная переработка

Вернувшись на недавно сформированные планеты: шары расплавленной породы с мантией, окружающей плотное ядро, по-немного остывают. Земля, Венера и Марс в эти первые дни испытали активность дегазации, которая сформировала первые молодые, горячие и плотные атмосферы. По мере того, как эти атмосферы также охлаждались, с небес посыпались первые океаны.

Величественный Марс

Однако на каком-то этапе характеристики геологической активности трех планет разошлись. Твердая крышка Земли раскололась на плиты, в некоторых местах ныряя под другую плиту в зонах субдукции, а в других местах сталкиваясь, создавая обширные горные хребты, или раздвигаясь, создавая гигантские трещины или новую кору. Сегодня тектонические плиты Земли продолжают двигаться, вызывая извержения вулканов или землетрясения на их границах.

У Венеры, которая лишь немного меньше Земли, и на сегодня возможна вулканическая активность, а ее поверхность, кажется, была покрыта лавами совсем недавно, полмиллиарда лет назад. Сегодня здесь нет заметной системы тектоники плит; ее вулканы, вероятно, питались тепловыми шлейфами, поднимающимися через мантию, созданными в процессе, который можно сравнить с «лавовой лампой», но в гигантских масштабах.

Марс, будучи намного меньше, остыл быстрее, чем Земля и Венера, и когда его вулканы потухли, он потерял ключевое средство пополнения своей атмосферы. Но он по-прежнему может похвастаться самым большим вулканом во всей Солнечной системе, 25-километровым холмом Олимпа, который, вероятно, тоже является результатом непрерывного вертикального строительства коры из поднимающихся снизу шлейфов. Несмотря на то, что есть свидетельства тектонической активности в течение последних 10 миллионов лет, считается, что у планеты нет тектонической системы земного типа.

Землю особенной делает не только глобальная тектоника плит, но и уникальное сочетание с океанами. Сегодня наши океаны, которые покрывают около двух третей поверхности Земли, поглощают и хранят большую часть тепла нашей планеты, перенося его течениями по всему земному шару. Когда тектоническая плита погружается в мантию, она нагревается и высвобождает воду и газы, захваченные в породах, которые, в свою очередь, просачиваются через гидротермальные каналы на дне океана.

Зонд Магеллан вращался вокруг Венеры в 1990-1994 гг. За это время он сумел получить изображения поверхности сквозь плотный облачный покров и сделать этот снимок от отраженных радаром сигналов. Внизу можно рассмотреть наиболее высокую гору Максвелл. Также на поверхности есть ударные кратеры, горы, хребты и лавовые потоки. По размеру и массе Венера походит на нашу планету, но ее атмосфера представлена двуокисью углерода, поэтому задерживает тепло и создает парниковый эффект.

Более того, тектоника плит помогает изменять нашу атмосферу, регулируя количество углекислого газа на нашей планете в течение длительного времени. Когда атмосферный углекислый газ соединяется с водой, то они могут растворять горные породы. Дождь приносит углекислоту и кальций в океаны — углекислый газ также растворяется непосредственно в океанах — где он возвращается обратно на дно океана. Почти половину истории Земли в атмосфере было очень мало кислорода. Океанические цианобактерии были первыми, кто использовал энергию Солнца для преобразования углекислого газа в кислород, что стало поворотным моментом в создании атмосферы, которая позволила процветать сложной жизни. Без планетарной рециркуляции и регулирования между мантией, океанами и атмосферой, Земля, возможно, больше походила бы на Венеру.

Венеру иногда называют злым близнецом Земли из-за того, что она почти такого же размера, но страдает от густой ядовитой атмосферы и душной поверхности с температурой 470°C. Ее высокое давление и температура достаточно высоки, чтобы расплавить свинец и разрушить космический корабль, который осмелится на нее приземлиться. Благодаря плотной атмосфере она даже горячее, чем Меркурий, который вращается еще ближе к Солнцу. Ее отклонение от земной среды часто используется в качестве примера того, что происходит при неуправляемом парниковом эффекте.

Размер, масса и орбита

Между Венерой и Землей наблюдается много сходства, поэтому соседку часто именуют сестрой Земли. По массе – 4.8866 х 1024 кг (81.5% от земной), поверхностная площадь – 4.60 х 108 км2 (90%), а объем – 9.28 х 1011 км3 (86.6%).

Расстояние от Солнца до Венеры достигает 0.72 а. е. (108 000 000 км), а мир практически лишен эксцентриситета. Ее афелий достигает на 108 939 000 км, а перигелий – 107 477 000 км. Так что можно считать, что это наиболее круговой орбитальный путь среди всех планет. На нижнем фото удачно продемонстрировали сравнение размеров Венеры и Земли.

Сравнение размеров Венеры и Земли

Когда Венера располагается между нами и Солнцем, то подходит к Земле ближе всех планет – 41 млн. км. Подобное случается раз в 584 дней. На орбитальный путь тратит 224.65 дней (61.5% от земного).

Экваториальный радиус	6051,5 км
Средний радиус	6051,8 км
Площадь поверхности	4,60·108 км²
Объём	9,38·1011 км³
Масса	4,86·1024 кг
Средняя плотность	5,24 г/см³
Ускорение свободного падения на экваторе	8,87 м/с² 0,904 g
Первая космическая скорость	7,328 км/с
Вторая космическая скорость	10,363 км/с
Экваториальная скорость вращения	6,52 км/ч
Период вращения	243,02 дней
Наклон оси	177,36°
Прямое восхождение северного полюса	18 ч 11 мин 2 с 272,76°
Склонение северного полюса	67,16°
Альбедо	0,65
Видимая звёздная величина	−4,7
Угловой диаметр	9.7″–66.0″

Венера – не совсем стандартная планета и многим выделяется. Если почти все планеты по порядку в Солнечной системе совершают обороты против часовой стрелки, то Венера делает это по часовой. К тому же процесс происходит медленно и один ее день охватывает 243 земных. Выходит, что сидерический день превосходит по длительности планетарный год.

Перигелий	107 476 259 км 0,71843270 а. е.
Афелий	108 942 109 км 0,72823128 а. е.
Большая полуось	108 208 930 км 0,723332 а. е.
Эксцентриситет орбиты	0,0068
Сидерический периодобращения	224,698 дней
Синодический периодобращения	583,92 дней
Орбитальная скорость	35,02 км/с
Наклонение	3,86° (относительно солнечного экватора); 3,39458° (относительно эклиптики); 2,5° (относительно инвариантной плоскости)
Долгота восходящего узла	76,67069°
Аргумент перицентра	54,85229°

Откуда взялась серная кислота в атмосфере Венеры

В далеком прошлом, Венера обладала очень развитой вулканической активностью (есть свидетельства, что вулканизм Венеры не затух и поныне).

Извержения вулканов на Венере, как и на Земле, без сомнения высвобождали из недр планеты огромное количество серы. Но, в отличие от Земли, на Венере сера не могла задерживаться на поверхность из-за её высокой температуры и вынуждена была постоянно накапливаться в атмосфере.

А дальше – чистая химия: атмосфера здесь чрезвычайно богата углекислым газом, и сера, вступая в реакцию с ним, в совокупности с активным нагревом, присутствием водяного пара и солнечного света, легко образует серную кислоту.

Физические характеристики планеты, размер масса и другие

Размер планеты Венеры приближен к Земле. Она чуть уступает нашей планете. Площадь поверхности равна 460 млн км2. Её объём 928 млрд км2. Ускорение свободного падения равно 8, 88 м/с2.

Масса Венеры составляет 4 866 х 1024 килограмма, что приблизительно равняется 84% показателя от Земли.

Плотность Венеры высокая из-за большого содержания металлов и других твёрдых пород. Существует три теории о составе ядра планеты, согласно двум, являясь представителем земной группы, она имеет железное ядро, вокруг которого находится расплавленная мантия. По одной из версий, ядро находится в твёрдом состоянии, по другой – в жидком.

Исследования планеты с помощью космических аппаратов[]

Файл:Venera 13 color panorama.jpg

Цветная панорама поверхности Венеры, сделанная советским аппаратом Венера-13

Файл:Pioneer program.gif

КА Пионер-Венера-1

Венера довольно интенсивно исследовалась с помощью космических аппаратов. Первым космическим аппаратом, предназначавшимся для изучения Венеры, была советская «Венера-1». После попытки достижения Венеры этим аппаратом, запущенным 12 февраля , к планете направлялись советские аппараты серии «Венера», «Вега», американские «Маринер» и «Пионер-Венера», «Магеллан». В космические аппараты «Венера-9» и «Венера-10» передали на Землю первые фотографии поверхности Венеры; в «Венера-13» и «Венера-14» передали с поверхности Венеры цветные изображения. Впрочем, условия на поверхности Венеры таковы, что ни один из космических аппаратов не проработал здесь более двух часов.

9 ноября состоялся запуск к планете европейского аппарата «Венера Экспресс». 11 апреля года аппарат, включив двигатель на 50 минут и снизив скорость, вышел на промежуточную сильновытянутую орбиту вокруг планеты.

24 октября года мимо Венеры пролетел аппарат NASA — MESSENGER, направляющийся к Меркурию, 5 июня года он снова вернется к Венере для очередного гравитационного маневра.

Отличные панорамы поверхности Венеры, полученные советскими спускаемыми аппаратами и обработанные с помощью современных методов Доном Митчеллом, находятся здесь.

Когда видна Венера?

Поскольку Венера находится ближе к Солнцу, чем Земля, большую часть времени солнечный свет затмевает планету. Тем не менее, в определенные периоды Венера видна для земных наблюдателей. Лучшее время для наблюдения Венеры — это периоды ее наибольшей элонгации или, другими словами, наибольшего удаления от Солнца, если смотреть с Земли.

Наибольшая элонгация Венеры происходит примерно каждые 9 месяцев. Наибольшую западную элонгацию также называют утренней, так как в этот период Венера ярко сияет в предрассветном небе — отсюда и название “утренняя звезда”. И наоборот, наибольшая восточная элонгация называется вечерней, так как Венера появляется на небе после захода Солнца.

Впервые атмосфера Венеры обнаружена великим ученым

Открытие атмосферы на планете Венера стало значимой научной деятельностью, выполненной великим ученым. Он провел ряд экспериментов и наблюдений с помощью телескопов и других научных инструментов. Благодаря своему труду и настойчивости, он смог определить наличие газовой оболочки вокруг Венеры и установить ее состав.

Великий ученый обратил внимание на спектральный анализ света, отраженного от поверхности Венеры, и сравнил его с известными спектральными линиями химических элементов. Он обнаружил наличие таких элементов, как углекислый газ, азот и серный диоксид

Эти результаты говорили о том, что вокруг планеты существует атмосфера, захватывающая эти газы.

Открытие атмосферы Венеры имело огромное значение для науки и позволило предположить о наличии условий для жизни на этой планете. Данное открытие заложило основу для дальнейших исследований Венеры, а также помогло ученым лучше понять процессы, происходящие в атмосферах планет нашей Солнечной системы.

Что и когда изобрел ломоносов, все его открытия и история их создания