Солнечная система.
Солнечная система сформировалась из газопылевого облака приблизительно 4,57 миллиарда лет назад. Центром солнечной системы является звезда - Солнце, в солнце сосредоточена основная часть ее массы.
Звезда - Солнце занимает центральное положение в солнечной системе, в нем сосредоточена основная часть ее массы 99,866%, остальная масса приходится на восемь планет. Орбиты планет почти круговые и расположены на относительно удалении от солнца.
Планеты солнечной системы делятся на две основные группы. Планеты земной группы, Меркурий, Венера, Земля и Марс, состоят в основном из силикатов и железа. За ними следуют газовые планеты, Юпитер, Сатурн, Уран, и Нептун, которые состоят в основном из водорода и гели и значительно тяжелее планет земной группы.
По классификации звезд, Солнце типичный "Желтый карлик", его масса в 332 900 раз масс земли, его основные составляющие элементы, это водород 73% и гелий 25%, по массе. За время своей жизни, Солнце исчерпало около половины запасов водорода, служащего его ядерным горючим.
Солнце сыграло решающую роль в зарождении планет солнечной системы, его гравитация перевела материю газопылевого облака на постоянные круговые орбиты, благодаря чему частицы облака собрались в планеты под действием собственной гравитации. Позже давление света и солнечного ветра (Разреженного потока плазмы) очистили планетную систему от остатков газа и пыли, вытеснив их к периферии.
Солнечную, планетную систему начинает "Меркурий", планета ближайшая к солнцу.
Период полного оборота меркурия вокруг солнца, год, составляет 88 земных суток. Меркурий очень медленно вращается вокруг своей оси, поэтому солнечные сутки на этой планете равны 177 земным дням. Меркурий самая меленькая планета земной группы, его радиус 2439 километров, примерно на пятьсот километров меньше чем у луны. Но у меркурия довольно высокая средняя плотность 5, 43 грамм на кубический сантиметр, что вероятно вызвано относительно высокой концентрацией тяжелых элементов в ближайших к солнцу участках "Протопланетного облака". Без учета сжатия вещества под действием гравитации, "Ненагруженная плотность" меркурия заметно выше земной, 5,3 грамма на сантиметр, против 4 грамм у земли. 70% массы меркурия приходится на металлы, главным образом железо, радиус железного ядра меркурия, составляет три четверти радиуса этой планеты. Для сравнения у земли относительный радиус ядра 54% от радиуса планеты, для Венеры и Марса, эти соотношения еще меньше.
Масса меркурия составляет 0,06 (0,6 процента) от веса земли. Но несмотря на малую массу, из за высокой плотности этой планеты, ускорение свободного падения у ее поверхности 3,7 метров в секунду, мало отличается от марсианского.
Венера, вторая от солнца планета в солнечной системе.
Период обращения Венеры, 224,7 земных суток. Период обращения Венеры вокруг своей оси очень мал, 243 земных суток и в отличие от остальных планет направлен в другую сторону. Солнечные сутки на Венере составляют 116,8 земных.
Венера довольно близка к земле, по размеру, химическому составу и многим другим характеристикам. Радиус этой планеты составляет 6051,8 километров, 95% земного, ее масса 81% от земной, средняя плотность 5,24 грамм на сантиметр. Ускорение свободного падения равно 8,87 метров в секунду, вторая космическая скорость 10, 46 километров в секунду.
У Венеры есть плотная атмосфера, давление которой у поверхности 93 земных атмосфер. В отличие от земной, атмосфера Венеры состоит в основном из углекислого газа 96%, с примесями азота 3,5%, сернистого газа, аргона, водяного пара, угарного газа, гелия, неона, гидридов хлора и фтора.
Атмосфера Венеры находится в состоянии постоянной циркуляции, из за ветра дующего в одном направлении вдоль экватора со скоростью до 100 метров в секунду, хотя у поверхности, скорость ветра ниже, около километров в час, 3,6 метров в секунду.
Углекислый газ парниковый газ и плотная завеса, практически чистого углекислого газа, почти не выпускает тепло с поверхности Венеры. Температура у поверхности составляет около 467 градусов Цельсия, что выше температуры плавления свинца, олова и цинка. На планете нет сильных колебаний температуры. Циркуляция атмосферы способствует тому, что температура на теневой стороне и полюсах, мало отличается от экватора освещенной стороны.
Поверхность Венеры постоянна скрыта толстым слоем облаков состоящих из микроскопических капелек серной кислоты. Облачный слой, пропускает к поверхности, не более 10% солнечного излучения, из за чего освещенность на Венере похожа на пасмурную погоду на земле. Изучение рельефа планеты ведется при помощи радаров. Поверхность Венеры большей частью состоит из низменных равнин, покрытых застывшими потоками лавы, но так же имеет ряд крупных горных массивов, вулканы и метеоритные кратеры.
Земля, третья планета от солнца. Самая крупная и массивная планета земной группы, земля обладает так же наибольшей средней плотностью в этой группе.
Радиус земли - 6 371 километров, ускорение свободного падения 9,8 метров в секунду, скорость выхода на орбиту земли 7,91 километров в секунду, вторая космическая скорость 11,2 километра в секунду.
Расстояние от земли до Солнца принято за астрономическую единицу - "АЕ", в которых измеряют расстояния в солнечной системе.
Один оборот вокруг солнца земля делает за 365,26 суток, один оборот вокруг своей оси за 24 часа.
Ось вращения земли наклонена на 23,44 градуса, относительно плоскости ее солнечной орбите, что вызывает сезонные колебания температуры с периодом в один год.
Земля имеет атмосферу, состоящую из 78% азота, и 20% кислорода и примесей аргона, водного пара, углекислого газа, неона, гелия, метана, криптона, водорода, ксенона, и закиси азота.
Давление земной атмосферы на уровне моря, составляет одну стандартную единицу измерения давления - "Атмосферу", которая равна давлению в десять тонн на квадратный метр, один килограмм на квадратный сантиметр, или 98 066,5 паскалей (Девяносто восемь "Килопаскалей»).
Земля, единственная из планет земной группы, которая имеет жидкую "Гидросферу". Две трети земной поверхности занимают океаны, цикл испарения и конденсации в атмосфере воды, сглаживает перепады температуры и играет значительную роль в поддержании климатического равновесия на планете. Водный туман в атмосфере формирует облака, облачный покров земли, не сплошной, не постоянный и зависит от колебаний температуры и влажности. Во время сезонных колебаний, в холодных областях, вода выпадает в виде твердых осадков, покрывая поверхность снегом, состоящим из разветвленных ледяных кристаллов. На полюсах и высокогорных участках, водный лед не тает, образуя массивные ледники.
Земля, единственная из планет земной группы, на которой сохранилась высокая тектоническая активность и подвижность планетарной коры. Конвекционные потоки в жидком железном ядре планеты, создают магнитное поле, защищающее атмосферу от действия солнечного ветра.
Земля, так же единственная планета из земной группы на которой есть органическая жизнь. Ученые не исключают возможность наличия жизни на Марсе и Венере, но достоверных научных данных, подтверждающих или опровергающих наличие жизни на Марсе или Венере нет. Если земля не единственная планета обладающая жизнью в солнечной системе, то в любом случае масштабы и уровень развития жизни на земле не имеют аналогов.
Земная биосфера покрывает всю поверхность планеты и оказывает большое влияние на состав атмосферы, химический состав океанов, климатические и геологические процессы.
Земля, единственная планета земной группы имеющая спутник планету, спутники Марса, это захваченные его гравитационным полем астероиды.
Спутник земли - Луна.
Радиус луны - 1737 километров, ускорение свободного падения на этой планете - 1,62 метра в секунду, скорость выхода ее на орбиту - 1,680 километров в секунду, вторая космическая скорость 2 375 километров в секунду, период обращения вокруг земли 27 суток, период обращения вокруг своей оси 27 суток.
Периоды обращения луны вокруг земли и вокруг своей оси совпадают, из за чего планета постоянно повернута к земле одной стороной. Среднее расстояние между центрами земли и луны -384 тысячи километров.
Из за близости луны, ее гравитационное поле вызывает приливную волну в земном мировом океане, приливная волна постепенно раскручивает луну повышая ее орбиту вокруг земли. На луне, приливная волна полностью остановила вращение планеты относительно земли. Луна стабилизирует орбиту земли, не позволяя смещаться земной оси, что делает земной климат более ровным и устойчивым.
На луне нет атмосферы, из за чего поверхность испытывает суточные перепады температуры от - 160, до + 120 градусов Цельсия, в низменных участках полярных зон, куда не попадают лучи солнца, температура опускается практически до абсолютного ноля. Из-за отсутствия атмосферы поверхность луны не защищена от космической радиации и действия метеорных тел разного веса, от метеорной пыли до обломков астероидов и комет. Поверхность луны в равнинных областях состоит из раздробленных и перемешанных обломков основной породы и остатков метеоритов, засыпанных с верху слоем мелкой пыли, так называемым "Лунным реголитом".
Равнинные области луны - "Лунные моря", состоят из застывшей магмы, вышедшей на поверхность от ударов крупных астероидов, миллиарды лет назад, когда кора луны еще была тонкой. Лунные горы состоят в основном из крупных метеоритных кратеров.
К появлению луны, по признанной теории привело столкновение земли с планетой - "Тейа", похожей размером и массой на Марс. Столкновение прошло по касательной, в результате удара тяжелое, железное ядро планеты Тейа ушло в землю и слилось с ядром земли. Множество обломков поверхностных пород выброшенных на орбиту в последствие сформировали луну. Эта теория объясняет почему на луне мало железа и практически не встречаются летучие вещества, такие как вода и относительно легкокипящие соединения щелочных металлов.
По данным последних исследований на луне, в полярных районах могут быть месторождения водного льда, оставшегося после ударов комет или появившегося в результате химической реакции солнечного водорода с основной породой, и накопившегося в поверхностных слоях грунта за миллиарды лет.
Луна самая ближайшая к земле из планет солнечной системы, близость луны делает ее самым доступным объектом для создания первой инопланетной базы. В лунном грунте есть многие ценные металлы, такие как, таких как железо, титан, алюминий, магний, бериллий, и их содержание в несколько раз выше чем на земле. Эти металлы могут служить сырьем для получения высококачественных сплавов, которые могут использоваться во многих областях, в том числе для производства деталей космических кораблей, различных конструкций и механизмов. В лунном грунте сравнительно высокое содержание редкоземельных элементов, которые широко используются в производстве электроники. Что может служить дополнительным стимулом к созданию постоянных лунных баз.
Марс, четвертая планета от солнца и последняя из планет земной группы.
Марс, меньше земли и Венеры, масса Марса 10,7 процентов от веса земли, радиус - 3 390 километров, средняя плотность - 3,9 грамм на сантиметр, ускорение свободного падения - 3,7 метра в секунду почти в три раза меньше чем на земле.
Период обращения Марса вокруг своей оси 24,62 часа, годовой цикл - 687 земных дней.
Средняя температура на этой планете, минус 23 градуса Цельсия, на экваторе около ноля, на полюсах, опускается до минус 150.
Атмосфера Марса состоит преимущественно из углекислого газа 95,32%, с примесями азота 2,7%, аргона 1,6%, кислорода 0,13%, угарного газа 0,07% и водяного пара 0,3%. по сравнению с земной марсианская атмосфера сильно разрежена, давление у поверхности - 0,7 - 1,155 килопаскалей, что в среднем в 160 раз меньше чем у поверхности земли, хотя, марсианская атмосфера по протяженности мало отличается от земной. Из-за низкого давления на Марсе практически не встречается вода в жидком виде, она или испаряется, или замерзает.
На Марсе, практически остановились тектонические процессы. Хотя, на поверхности планеты есть вулкан - "Олимпус", рекордной высоты во всей солнечной системе, но это показатель не интенсивного вулканизма, а остановки движения планетарной коры, из за которой магма длительное время извергалась в одном и том же месте.
Видимо, с падением температуры в ядре Марса связано и истончение его атмосферы. Падение температуры в ядре планеты практически остановило конвекционные потоки жидкого железа, что вызвало резкий спад интенсивности планетарного магнитного поля. Ослабленное магнитное поле не защищает атмосферу планеты от солнечного ветра, который постепенно уносит ее в космос.
Остывание планетарного ядра Марса началось сравнительно недавно по геологическим меркам. Это дает основание предполагать, что в прошлом на Марсе была плотная атмосфера, океаны и возможно развитая жизнь, похожая на земную.
Условия на Марсе максимально близки к земным из всех планет солнечной системы. Марс, считается потенциально пригодным для заселения людьми в некоторой перспективе, когда прогресс космического транспорта сделает межпланетные полеты более доступными, Марс вероятно начнет заселяться людьми и станет второй обитаемой планетой в солнечной системе.
Марс заканчивает ряд планет земной группы, за ним следует пояс астероидов, космических камней разного размера, от булыжника, до карликовой планеты имеющие общее название - "Малые планеты". По классификации, астероидами считаются тела диаметром, начиная от 30 метров, более мелкие объекты считаются "Метеороидами". Астероиды диаметром сотни километров классифицируются как - "Карликовые планеты".
Сейчас насчитываются сотни тысяч астероидов по базе данных 2013 года, зарегистрировано - 97 853 768 астероидов. Суммарная масса астероидов занимает около 4% от массы луны, около 51% массы приходится на четыре крупнейших астероида, Церера - 32%, Веста - 9%, Паллада - 7% и Гигея - 3%.
Пояс астероидов находится между орбитами Марса и Юпитера. В период формирования планет, мощное гравитационное поле Юпитера не позволило астероидам собраться в одну планету, из-за чего, на орбите где потенциально должна была появится планета, протопланетный материал остался в форме разбросанных по орбите обломков.
Астероиды делятся на три основных класса по химическому составу. "Углеродистые" астероиды, класса - С, на которые приходится 75% известных астероидов, "Силикатные" класса - S, на долю которых приходится - 17% и "Металлические астероиды", класса - М, занимающие - 10% от общего количества.
Астероиды богаты различными минеральными ресурсами и в то же время, посадка на их поверхность и старт в космическое пространство не требует больших затрат топлива из за низкой гравитации, что делает астероиды считаются одними из первоочередных объектов для промышленного освоения.
Углеродистые астероиды могут содержать до 20% воды, вода, это потенциальное рабочее тело для электро ракетных двигателей, ее компоненты, водород - кислород, это топливная пара химических двигателей. Доступные источники воды облегчают задачу транспортного сообщения, позволяя использовать дешевые "Местные" топливные ресурсы.
Большинство астероидов в процессе своего формирования не подверглись "Сегрегации", тяжелых элементов к ядру, свойственной для крупных планет, благодаря чему в астероидах высокое содержание металлов, в том числе ценных тяжелых, драгоценных металлов и редкоземельных элементов. В свое время, земная кора обогатилась водой и металлами в результате бомбардировки астероидами, так что земные металлы тоже по сути являются частью астероидной минеральной кладовой.
Обилие ценных минеральных ресурсов на астероидах и их относительная доступность, делают астероиды одним из главных объектов промышленного освоения космоса. Сейчас проекты освоения астероидных ресурсов выходят из стадии футуристических концепций. Компания "Планетарные ресурсы", "Planetary Resources", главные инвесторы которой крупные производители электроники, жизненно заинтересованные в новых источниках редкоземельных элементов и платиновых металлов, начала подготовку к проекту добычи этих элементов на астероидов, рассчитывая на достижение практических результатов в течении ближайшего десятилетия.
Википедия, астероиды:
Одним из потенциальных объектов освоения так же считается астероид "Церера", сочетающий в себе основные черты астероида и планеты.
Церера, по классификации астрономических тел - "Карликовая планета", ее орбита находится в главном поясе астероидов. Ее диаметр - 950 километров, площадь примерно равнозначна - 1,9% площади суши земли, период обращения вокруг Солнца - 4,6 года, ускорение свободного падения - 0,028 от земного, средняя температура колеблется, от минус - 106, до минус - 33, по Цельсию.
По данным наблюдений, Церера содержит большое количество водного льда, сравнимое с общим количеством воды в мировом океане земли. Обильные источники воды на Церере, могут служить сырьем для производства ракетного топлива и расходных материалов систем жизнеобеспечения космических кораблей. Из за низкой гравитации, транспортировка грузов с Цереры, не требует больших энергетических затрат.
Благодаря своему расположению, Церера может представлять собой удобную промежуточную базу, для полетов к спутникам планет гигантов и промышленного освоения малых астероидов.
