Зустріч з кометою Галлея
Химия

Зустріч з кометою Галлея


Завантажити реферат: Зустріч з кометою Галлея

Проект »Вега» (»Венера — комета Галлея») був одним із найскладніших в історії досліджень Сонячної системи за допомогою космічних апаратів. Він складався з трьох частин: вивчення атмосфери та поверхні Венери за допомогою посадкових апаратів, вивчення динаміки атмосфери Венери за допомогою аеростатних зондів (аеростати були вперше у світі запущені в атмосферу іншої планети), проліт через газопилову атмосферу (кому) та плазмову оболонку
комети Галлея.

Автоматична міжпланетна станція «Вега — 1″ стартувала з космодрому Байконур 15 грудня 1984р. ,через 6 днів після неї пішла »Вега — 2». Курс узяли на планету Венера. У червні 1985р. вони один за одним пройшли поблизу Венери. Перед прольотом планети від них відокремилися апарати, що спускаються, які увійшли на другій космічній швидкості в атмосферу Венери, і кожен з них розділився на дві частини — посадковий апарат і аеростатний зонд. За допомогою посадкового апарату було проведено серію експериментів з дослідження атмосфери та поверхні планети. Аеростатні зонди дрейфували на висоті близько 54 кілометрів, і протягом двох діб їхнє переміщення фіксувалося мережею наземних радіотелескопів. Успішно було виконано перші дві частини програми, присвячені дослідженням Венери.

Але найцікавішою була все ж таки третина проекту-дослідження комети Галлея. Це небесне тіло залишило глибокий слід у пам’яті людства, протягом двох тисячоліть близько тридцяти разів наблизившись до Сонця. А починаючи зі сміливої ​​гіпотези, висунутої Еге. Галлеєм, було об’єктом систематичних досліджень, у астрономії. Невблаганною логікою космічної ери та комети мали стати об’єктами прямих досліджень. Космічні апарати вперше мали «побачити» ядро ​​комети, невловиме для наземних телескопів. Зустріч »Веги-1» з кометою відбулася 6 березня, а »Веги — 2»- 9 березня 1986р. Вони пройшли на відстані 8900 та 8000 кілометрів від її ядра.

Проект було здійснено за широкої міжнародної кооперації та за участю наукових організацій багатьох країн.

До комете Галлея крім »Веги — 1» і »Веги — 2», до неї попрямували й інші космічні апарати — »Джотто», споряджений Європейським космічним агентством, і два маленькі японські апарати »Суісей» (»Комета ») і »Сакігаке» (»Піонер»).

Зріс інтерес до кометних досліджень. За останні 20 років СРСР та США направили до планет понад 30 міжпланетних автоматичних станцій. Їхні польоти розширювали уявлення про планети та їх супутники. Але настав час згадати і про інших членів сім’ї, зокрема про комети.

Комети – це гості, які прибули з дуже далеких околиць Сонячної системи. Передбачається, що близько 100 млрд. комет постійно » » прописано » » в кометному хмарі, що оточує Сонце з відривом, удесятеро тисяч разів більше, ніж від Сонця до Землі. Доля їх різна. Більшість їх залишається мільярди років, деякі залишають Сонячну систему, а деякі переходять у її внутрішню частину і навіть потрапляють на орбіти з відносно невеликим періодом, подібно до комети Галлея.

Кометна хмара, мабуть, утворилася разом із Сонячною системою. У цьому випадку, досліджуючи речовину комет, ми отримаємо відомості про первинний матеріал, з якого 4,5 мільярда років тому сформувалися планети та супутники.

У властивостях комет багато загадкового. Комети стають добре видимими, коли вона наближається до Сонця з відривом, приблизно втричі більше, ніж радіус земної орбіти. Вона на початку виглядає як кругла світла цятка (голова або кома), потім у бік від Сонця витягується хвіст. У самому центрі голови знаходиться невидиме тіло, яке називається ядром. У ядрі зосереджена вся маса комети. Головною особливістю ядра є те, що воно містить багато »летючого», тобто речовини, що легко випаровується. Це звичайний водний лід із вкрапленням інших молекул. Летючий матеріал перемішаний з тугоплавкими частинками — силікатними, кутистими, металевими. У міру наближення до Сонця випаровування льоду йде все сильніше і сильніше, потоки газу залишають ядро, захоплюючи пил. Начебто багато зрозуміло, але досі не було відповіді на головне питання — яка фізична структура ядра комети, чи це єдине тіло, рій з багатьох тіл, пов’язаних тяжінням або просто летять поруч. Вчені віддавали перевагу першій моделі, але не було підстав рішуче відкидати інші.

Тому найважливішим завданням у проекті “Вега” було дослідження фізичних характеристик ядра комети. Кометні ядра спостерігалися раніше із Землі, але лише як зіркоподібні об’єкти (далеко за орбітою Юпітера, коли активність відсутня), та й таких спостережень дуже мало.

У проекті »Вега» вперше ядро ​​комети досліджувалося як просторово дозволений об’єкт, визначено його будову, розміри, інфрачервона температура, отримано оцінки його складу та характеристик поверхневого шару.

Ми не мали і довго ще не матимемо технічної можливості здійснити посадку апарату на ядро ​​комети. Занадто великі швидкості зустрічі — у разі
комети Галлея це 78 км/с. Небезпечно і пролітати на дуже близькій відстані, оскільки кометна (пил) дуже небезпечна для космічного апарату. Відстань прольоту трохи менше 10000 км) було обрано з урахуванням існуючих раніше уявлень про кількісні характеристики кометного пилу. Використовувалося два підходи: по-перше, дистанційні вимірювання за допомогою оптичних приладів і, по-друге, прямі вимірювання речовини (газу та пилу), що залишає ядро ​​і перетинає траєкторію, по якій рухається апарат.

Оптичні прилади були розміщені на спеціальній платформі, яка поверталася під час польоту та автоматично відстежувала напрямок на ядро. Ця платформа була розроблена спільно з чехословацькими та радянськими фахівцями та виготовлена ​​в ЧССР. Три наукові експерименти виконували за допомогою приладів, встановлених на платформі. Один із них — це телевізійна зйомка ядра.

Інший прилад — це інфрачервоний спектрометр ІКС, за допомогою якого одночасно проводилося два різні експерименти — вимірювалися потік інфрачервоного випромінювання від ядра (тим самим визначалася температура його поверхні) та спектр інфрачервоного випромінювання внутрішніх »колоядерних» частин коми на довжинах хвиль від 2,5 до 12 мікрометрів з метою визначення та її складу.

Підсумки досліджень ядра комети Галлея, проведених з допомогою оптичних приладів, можна сформулювати в такий спосіб . це монолітне тіло, витягнуте, форма не правильна, розміри 14 км великої осі, близько 7 км у поперечнику. Щодобу його залишає кілька мільйонів тонн водяної пари. Обчислення показують, що така «продуктивність» вимагає, щоб випаровування йшло по всій поверхні. Цією властивістю могла б мати поверхню крижаного тіла. Але разом з тим прилади, «Веги» встановили, що вона чорна (відбивна здатність менше 5%) і гаряча (приблизно 100 тис. град. Цельсія).

Важливі дані про склад ядра отримані за допомогою прямих вимірювань хімічного складу пилу, газу та плазми комі вздовж траєкторії польоту. Ці вимірювання показали, що щодо відносного вмісту в потоці газу, що йде від комети, найбільше водяної пари, але є також багато інших компонентів — атомних (водень, кисень, вуглець) і молекулярних (моноокис і двоокис вуглецю, гідроксил, ціан та ін. ). Особливий інтерес представляє питання, які молекули належать до » » батьківських » » , тобто які входять безпосередньо до складу ядра. Очевидно, серед них головні — вода і вуглекислота, але багато вказує і на присутність в ядрі інших молекул, у тому числі органічних.

Речовина ядра швидше за все являє собою так званий «клатрат», тобто звичайний водний лід, в кристалічну решітку якого вкраплені інші молекули. З клатратом перемішані частинки метеоритного складу, кам’янисті та металеві. Хімічний склад твердих частинок, які входили до складу ядра, виявився дуже складним і однорідним. Є частинки з переважанням металів, таких як натрій, магній, кальцій, залізо та інших, з домішкою силікатів. Нарешті, є порошинки, в яких присутня значна кількість вуглецю. Наявність різнорідних порошин вказує на складну теплову історію первинного матеріалу Сонячної системи.

В результаті експедиції «Вега» вчені вперше побачили кометне ядро, отримали великий обсяг даних про його склад і фізичні характеристики. Груба схема замінена картиною реального природного об’єкта, що раніше ніколи не спостерігався. Зовні він дещо нагадує супутники Марса — Фобос і Деймос, але ще ближчим аналогом можуть виявитися деякі малі супутники Сатурна та Урана. Гіпотеза передбачає, що кометні ядра утворилися порівняно від Сонця, приблизно там, де знаходяться планети-гіганти від Юпітера до Нептуна, і були відкинуті на великі відстані при формуванні цих планет. Експерименти із пиловими лічильниками показали, що близько мільйона тонн космічного пилу залишає кометне ядро ​​щодобово.

Газ, що випаровується з ядра комети і розповсюджується в міжпланетне середовище зі швидкістю близько 1км/сек., зрештою, повністю іонізується сонячним випромінюванням.

В результаті виникає гігантська плазмова освіта розміром близько 1 мільйона км. Перед кометою понад звуковому потоці сонячної плазми утворюється своєрідна ударна хвиля, не схожа за своєю структурою на ударні хвилі перед Землею та іншими планетами. Прямі вимірювання плазми та плазмових хвиль у внутрішній частині коми можуть зрозуміти особливості утворення плазми та випромінювання газу не тільки в кометах, а й у ряді інших астрофізичних об’єктів, у яких взаємодія плазм відіграє велику роль.

© Реферат плюс



Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *