Заказ работы

Заказать
Каталог тем

Самые новые

Значок файла Пределы: Метод. указ./ Составители: С.Ф. Гаврикова, И.В. Касымова.–Новокузнецк: ГОУ ВПО «СибГИУ», 2003 (0)
(Методические материалы)

Значок файла Салихов В.А. Основы научных исследований в экономике минерального сырья: Учеб. пособие / СибГИУ. – Новокузнецк, 2004. – 124 с. (0)
(Методические материалы)

Значок файла Дмитрин В.П., Маринченко В.И. Механизированные комплексы для очистных работ. Учебное посо-бие/СибГИУ - Новокузнецк, 2003. – 112 с. (3)
(Методические материалы)

Значок файла Шпайхер Е. Д., Салихов В. А. Месторождения полезных ископаемых и их разведка: Учебное пособие. –2-е изд., перераб. и доп. / СибГИУ. - Новокузнецк, 2003. - 239 с. (2)
(Методические материалы)

Значок файла МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЧАСТИ ДИПЛОМНЫХ ПРОЕКТОВ Для студентов специальности "Металлургия цветных металлов" (0)
(Методические материалы)

Значок файла Учебное пособие по выполнению курсовой работы по дисциплине «Управление производством» Специальность «Металлургия черных металлов» (110100), специализация «Электрометаллургия» (110103) (0)
(Методические материалы)

Значок файла Контрольные задания по математике для студентов заочного факультета. 1 семестр. Контрольные работы №1, №2, №3/Сост.: С.А.Лактионов, С.Ф.Гаврикова, М.С.Волошина, М.И.Журавлева, Н.Д.Калюкина : СибГИУ. –Новокузнецк, 2004.-31с. (4)
(Методические материалы)

Каталог бесплатных ресурсов

"МИР ЛЕДЯНЫХ ЛУН"

ОГЛАВЛЕНИЕ

стр.
1.ВВЕДЕНИЕ.............................................. 1

2.АТМОСФЕРА И ОБЛАЧНЫЙ СЛОЙ.............................2-3

3.МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА САТУРНА............................4-5

4.КОЛЬЦА................................................6-9

5.СПУТНИКИ..............................................10-12

6.СПУТНИКИ САТУРНА......................................13-15

7.ЗАКЛЮЧЕНИЕ............................................16

8.ЛИТЕРАТУРА............................................16


В 1979-1981 годах космические
аппараты "Пионер-11", "Вояд-
жер-1" и "Вояджер-2" прошли
близ Сатурна. Удалось исследо-
вать планету, ее кольца и
спутники с расстояний в тысячи
раз более близких, чем при
наблюдении с Земли.


ВВЕДЕНИЕ

"МИР ЛЕДЯНЫХ ЛУН"

Космическая геодезия - одна из наиболее молодых наук. так как
она напрямую связана с космонавтикой и технологией, она получила
бурное развитие. Если вначале использовали космические методы для
исследования Земли, то со временем появилась возможность исследо-
вать и другие небесные объекты.
Первым небесным телом, которое было изучено методами косми-
ческой геодезии, явилась Луна. В изучении Луны преуспели как советс-
кие, так и американские ученые.
Затем был предпринят "штурм" Венеры и Марса.
Однако, в исследовании внешних планет приоритет получили аме-
риканцы. Одним из ярчайших примеров этого успеха явились программы
"Пионер" и "Вояджер". В программу этих проектов входило исследова-
ние планеты Сатурн. Полеты АМС позволили уточнить основные характе-
ристики планеты и ее спутников.
Данный реферат основан на информации, полученной с помощью этих
космических аппаратов.

АТМОСФЕРА И ОБЛАЧНЫЙ СЛОЙ.
--------------------------
Всякий, кто наблюдал планеты в телескоп, знает, что на поверх-
ности Сатурна, то есть на верхней границе его облачного покрова, за-
метно мало деталей и контраст их с окружающим фоном невелик. Этим
Сатурн отличается от Юпитера, где присутствует множество контрастных
деталей в виде темных и светлых полос, волн, узелков, свидетельству-
ющих о значительной активности его атмосферы.
Возникает вопрос, действительно ли атмосферная активность Сатурна
(например скорость ветра) ниже, чем у Юпитера, или же детали его об-
лачного покрова просто хуже видны с Земли из-за большего расстояния
(около 1,5 млрд. км.) и более скудного освещения Солнцем (почти в
3,5 раза слабее освещения Юпитера)?
"Вояджерам" удалось получить снимки облачного покрова Сатурна,
на которых отчетливо запечатлена картина атмосферной циркуляции: де-
сятки облачных поясов, простирающихся вдоль параллелей, а также от-
дельные вихри. Обнаружен, в частности, аналог Большого Красного Пят-
на Юпитера, хотя и меньших размеров. Установлено, что скорости
ветров на Сатурне даже выше, чем на Юпитере: на экваторе 480 м/с,
или 1700 км/ч. Число облачных поясов больше, чем на юпитере, и дос-
тигают они более высоких широт. Таким образом, снимки облачности де-
монстрируют своеобразие атмосферы Сатурна, которая даже активнее
юпитерианской.
Метерологические явления на Сатурне происходят при более низкой
температуре, нежели в земной атмосфере. Поскольку Сатурн в 9,5 раз
дальше от Солнца, чем Земля, он получает в 9,5 =90 раз меньше тепла.
Температура планеты на уровне верхней границы облачного покрова, где
давление равно 0,1 атм, составляет всего 85 К, или -188 С. Интерес-
но, что за счет нагревания одним Солнцем даже такой температуры по-
лучить нельзя. Рассчет показывает: в недрах Сатурна имеется свой соб-
ственный источник тепла, поток от которого в 2,5 раза больше, чем от
Солнца. Сумма этих двух потоков и дает наблюдаемую температуру пла-
неты.
Космические аппараты подробно исследовали химический состав на-
доблачной атмосферы Сатурна. В основной она состоит почти на 89% из
водорода. На втором месте гелий (около 11% по массе). Отметим, что в
атмосфере Юпитера его 19%. Дефицит гелия на Сатурне объясняют грави-
тационным разделением гелия и водорода в недрах планеты: гелий, ко-
торый тяжелее, постепенно оседает на большие глубины (что, кстати
говоря, высвобождает часть энергии, "подогревающей" Сатурн). Другие
газы в атмосфере - метан, аммиак, этан, ацетилен, фосфин - присутст-
вуют в малых количествах. Метан при столь низкой температуре ( около
-188 С)находится в основном в капельно-жидком состоянии. Он образует
облачный покров Сатурна.
Что касается малого контраста деталей, видимых в атмосфере Са-
турна, о чем говорилось выше, то причины этого явления пока еще не
вполне ясны. Было высказано предположение, что в атмосфере взвешена
ослабляющая контраст дымка из мельчайших твердых частиц. Но наблюде-
ния "Вояджера-2" опровергают это: темные полосы на поверхности пла-
неты оставались резкими и ясными до самого края диска Сатурна, тогда
как при наличии дымки они бы к краям замутнялись из-за большого ко-
личества частиц перед ними. Вопрос, таким образом, не может считать-
ся решенным и требует дальнейшего расследования.
Данные, полученные с "Вояджера-1", помогли с большой точностью
определить экваториальный радиус Сатурна. На уровне вершины облач-
ного покрова экваториальный радиус составляет 60330 км. или в 9,46
раза больше земного. Уточнен также период обращения Сатурна вокруг
оси: один оборот он совершает за 10 ч. 39,4 мин - в 2,25 раза быст-
рее Земли. Столь быстрое вращение привело к тому, что сжатие сатурна
значительно больше, чем у Земли. Экваториальный радиус сатурна на 10%
больше полярного (у Земли - только на 0,3%).

МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА САТУРНА.
---------------------------
До тех пор, пока первые космические аппараты не достигли Сатур-
на, наблюдательных данных о его магнитном поле не было вообще. но из
наземных радиоастрономических наблюдений явствовало, что Юпитер об-
ладает мощным магнитным полем. Об этом свидетельствовало нетепловое
радиоизлучение на дециметровых волнах, источник которого оказался
больше видимого диска планеты, причем он вытянут вдоль экватора Юпи-
тера симметрично по отношению к диску. Такая геометрия, а также по-
ляризованность излучения свидетельствовали о том, что наблюдаемое
излучение магнитно-тормозное и источник его - электроны, захваченные
магнитным полем Юпитера и населяющие его радиационные пояса, анало-
гичные радиационным поясам Земли. Полеты к Юпитеры подтвердили эти
выводы.
Поскольку Сатурн весьма сходен с Юпитером по своим физическим
свойствам, астрономы предположили, что достаточно заметное магнитное
поле есть и у него. Отсутствие же у Сатурна наблюдаемого с Земли
магнитно-тормозного радиоизлучения объясняли влиянием колец.
Эти предложения подтвердились. Еще при подлете "Пионера-11" к
Сатурну его приборы зарегистрировали в около планетном пространстве
образования, типичные для планеты,обладающей ярко выраженным магнит-
ным полем: головную ударную волну, границу магнитосферы (магнитопау-
зу), радиационные пояса (Земля и Вселенная, 1980, N2, с.22-25 -
Ред.). В целом магнитосфера Сатурна весьма сходна с земной, но, ко-
нечно, значительно больше по размерам. Внешний радиус магнитосферы
Сатурна в подсолнечной точке составляет 23 экваториальных радиуса
планеты, а расстояние до ударной волны - 26 радиусов. Для сравнения
можно напомнить, что внешний радиус земной магнитосферы в подсолнеч-
ной точке - около 10 земных радиусов. Так что даже по относительным
размерам магнитосфера Сатурна превосходит земную более чем вдвое.
Радиационные пояса Сатурна настолько обширны, что охватывают не
только кольца, но и орбиты некоторых внутренних спутников планеты.
Как и ожидалось, во внутренней части радиационных поясов, которая
"перегорожена" кольцами Сатурна, концентрация заряженных частиц зна-
чительно меньше. Причину этого легко понять, если вспомнить, что в
радиационных поясах частицы совершают колебательные движения пример-
но в меридиональном направлении, каждый раз пересекая экватор. Но у
Сатурна в плоскости экватора располагаются кольца: они поглощают
почти все частицы, стремящиеся пройти сквозь них. В результате внут-
ренняя часть радиационных поясов, которая в отсутствие колец была бы
в системе Сатурна наиболее интенсивным источником радиоизлучения,
оказывается ослабленной. Тем не менее "Вояджер-1", приблизившись к
Сатурну, все же обнаружил нетепловое радиоизлучение его радиационных
поясов.
В отличие от Юпитера Сатурн излучает в километровом диапазоне
длин волн. Заметив, что интенсивность излучения модулирована с пери-
одом 10ч. 39,4 мин., предположили, что это и есть период осевого
вращения радиационных поясов, или, другими словами, период вращения
магнитного поля Сатурна. Но тогда это и период вращения Сатурна. В
самом деле, магнитное поле Сатурна порождается электрическими токами
в недрах планеты, - по-видимому, в слое, где под влиянием колоссаль-
ных давлений водород перешел в металлическое состояние. При вращении
этого слоя с той угловой скоростью вращается и магнитное поле.
Вследствие большой вязкости вещества внутренних частиц планеты все
они вращаются с одинаковым периодом. Таким образом, период вращения
магнитного поля - это в то же время период вращения большей части
массы Сатурна (кроме атмосферы, которая вращается не как твердое те-
ло).

КОЛЬЦА
------
С Земли в телескоп хорошо видны три кольца: внешнее, средней
яркости кольцо А; среднее, наиболее яркое кольцо В и внутреннее, не-
яркое полупрозрачное кольцо С, которое иногда называется креповым.
Кольца чуть белее желтоватого диска Сатурна. Расположены они в плос-
кости экватора планеты и очень тонки: при общей ширине в радиальном
направлении примерно 60 тыс.км. они имеют толщину менее 3 км. Спект-
роскопически было установлено, что кольца вращаются не так, как
твердое тело, - с расстоянием от Сатурна скорость убывает. Более то-
го, каждая точка колец имеет такую скорость, какую имел бы на этом
расстоянии спутник, свободно движущийся вокруг Сатурна по круговой
орбите. Отсюда ясно: кольца Сатурна по существу представляют собой
колоссальное скопление мелких твердых частиц, самостоятельно обраща-
ющихся вокруг планеты. Размеры частиц столь малы, что их не видно не
только в земные телескопы, но и с борта космических аппаратов.
Характерная особенность строения колец - темные кольцевые про-
межутки (деления), где вещества очень мало. Самое широкое из них
(3500 км) отделяет кольцо В от кольца А и называется "делением Кас-
сини" в честь астронома, впервые увидевшего его в 1675 году. При ис-
ключительно хороших атмосферных условиях таких делений с Земли видно
свыше десяти.Природа их, по-видимому, резонансная. Так, деление Кас-
сини - это область орбит, в которой период обращения каждой частицы
вокруг Сатурна ровно вдвое меньше, чем у ближайшего крупного спутника
Сатурна - Мимаса. Из-за такого совпадения Мимас своим притяжением
как бы раскачивает частицы, движущиеся внутри деления, и и в конце
концов выбрасывает их оттуда.
Бортовые камеры "Вояджеров" показали, что с близкого расстояния
кольца Сатурна похожи на граммофонную пластинку: они как бы расслое-
ны на тысячи отдельных узких колечек с темными прогалинами между ни-
ми. Прогалин так много, что объяснить их резонансами с периодами об-
ращения спутников Сатурна уже невозможно.
Чем же объясняется эта тонкая структура? Вероятно, равномер-
ное распределение частиц по плоскости колец механически неустойчиво.
Вследствие этого возникают круговые волны плотности - это и есть
наблюдаемая тонкая структура.
Помимо колец А,В и С "Вояджеры" обнаружили еще четыре: D,E,F и
G. Все они очень разрежены и потому неярки. Кольца D и E с трудом
видны с Земли при особо благоприятных условиях; кольца F и G обнару-
жены впервые.
Порядок обозначения колец объясняется историческими причинами,
поэтому он не совпадает с алфавитным. Если расположить кольца по ме-
ре их удаления от Сатурна, то мы получим ряд: D,C,B,A,F,G,E.
Особый интерес и большую дискуссию вызвало кольцо F. К сожале-
нию, вывести окончательное суждение об этом объекте пока не уда-
лось, так как наблюдения двух "Вояджеров" не согласуются между со-
бой. Бортовые камеры "Вояджера-1" показали, что кольцо F состоит из
нескольких колечек общей шириной 60 км., причем два из них перевиты
друг с другом, как шнурок. Некоторое время господствовало мнение,
что ответственность за эту необычную конфигурацию несут два неболь-
ших новооткрытых спутника, движущихся непосредственно вблизи кольца
F, - один из внутреннего края, другой - у внешнего (чуть медленнее
первого, так как он дальше от Сатурна). Притяжение этих спутников не
дает крайним частицам уходить далеко от его середины, то есть спут-
ники как бы "пасут" частицы, за что и получили название "пастухов".
Они же, как показали расчеты, вызывают движение частиц по волнистой
линии, что и создает наблюдаемые переплетения компонентов кольца. Но
"Вояджер-2", прошедший близ Сатурна девятью месяцами позже, не обна-
ружил в кольце F ни переплетений, ни каких-либо других искажений фор-
мы, - в частности, и в непосредственной близости от "пастухов". Та-


Размер файла: 31.3 Кбайт
Тип файла: txt (Mime Type: text/plain)
Заказ курсовой диплома или диссертации.

Горячая Линия


Вход для партнеров