Игра-онлайн

среда, 8 февраля 2012 г.

УРАН - ГОЛУБОЙ МИР


Диаметр: 51 120 км;
Площадь пов-ти: 8 116 000 000  км²;
Объем: 6,83×1013 км³ ;
Масса: 8,68×1025 кг ;
Плотность: 1270  кг/ м³;
Период вращения: 0,718 суток;
Период обращения: 84,32 лет;
Расстояние от Солнца: 2 870 млн. км;
Мин. расстояние от Земли: 2 700 млн. км;
Орбитальная скорость: 6,81  км/с;
Экваториальная скорость: 2,59  км/с;
Длина по экватору: 160 517  км;
Наклон орбиты: 97,77°;
Ускор. свободного падения: 8,86 м/с²;
Спутники: 27 (Оберон, Титания, Умбриэль, Ариэль, Миранда и т.д) 

  

 
       Гигантская планета, расположенная на расстоянии 2,7 млрд. километров от Земли, была обнаружена 13 марта 1781 года учителем, музыки из Англии Уильямом Гершелем. До этого времени орбита, последней из обнаруженной Галилеем планеты Сатурн, считалась границей Солнечной системе. Но Гершель, наблюдая в свой телескоп заметил светлый диск, движущийся по небу. Будущий астроном принял его за комету, однако позже профессиональными учеными было установлено, что это новая планета. Именно благодаря своему открытию Уильям Гершель стал знаменитой личностью на весь мир. Он был избран членом Лондонского королевского общества и получил должность придворного астронома. В дальнейшем он сделал множество замечательных открытий - обнаружил два крупнейших спутника Урана - Титанию и Оберон, а также два спутника Сатурна - Энцелад и Мимас. Первоначально "Голубая планета" называлась Боде, позже ее переименовали в греческого бога неба Урана - отца Кроноса и деда Зевса. 
      Уран - седьмая планета от Солнца. Она так далеко находится от звезды, что получает в 400 раз меньше света и тепла, чем наша планета. Уран вращается вокруг звезды по сильно вытянутой эллипсоидной орбите, большая полуось которого равна около 19,19 а.е (2,87 млрд. км). Один года на планете длиться 84 земных год, а вокруг собственной оси Уран оборачивается за 17 часов и 9 минут со средней скоростью 9 324 км/ч, что в 2,63 раза меньше  орбитальной  скорости обращения вокруг Солнца (для сравнения Земля движется вокруг Солнца в 65 быстрее, чем вращается вокруг собственной оси). В отличии от других планет, Уран наклонен к плоскости своей орбиты на 97,86°, т.е можно сказать он вращается "лежа на боку" - наподобие катящегося огромного шара, вокруг Солнца. Уран относится к планетам группы Газовых гигантов, а вместе с Нептуном они образовывают дополнительную подгруппу - Холодные гиганты. Уран в 2 раза плотнее, чем Сатурн, по размерам это третья планета в Солнечной системе, после Юпитера и Сатурна, а по массе четвертая, после Юпитера, Сатурна и Нептуна.  За счет приливных сил, Уран, как и Земля, немного сплюснутый в полярных точках, и вытянутый - в экваториальных. Радиус экватора составляет 25 560 км - в 4 раза меньше радиуса Земли (6 378), вертикальный радиус (полярный) на 627 км меньше - т.е 24 973 км.

Планеты-Гиганты, справа налево:  Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Это крупнейшие
планеты Солнечной системы. Планеты-Гиганты превосходят планет земной группы
почти по всем физическим и геометрическим характеристикам: по размеру, массе,
объему, площади, силы тяжести; уступают лишь по плотности



Путешествие к недрам Урана
      С близкого расстояния Уран похож на планету голубого цвета с аквамариновым оттенком. Вероятнее всего такой внешний вид ему придают сконденсировавшиеся при низкой температуре (-218 °C) метановые облака в верхних слоя атмосферы. Атмосфера Урана, как и на Земле, делиться на нижние слои - тропосферу и тропопаузу толщиной 350 км, стратосферу, толщиной около 4000 км и самой верхней части - термосферы (так называемой атмосферной короны), которая простирается примерно на 45 000 км. Однако верхние слои стратосферы и вся термосфера расположены настолько далеко от планеты, что почти сливаются с космическим пространством и имеют низкую газовую составляющую. Как и все планеты "группы Юпитера" Уран не имеет твердой поверхности в привычном понимании. Под действием высоких давлений и температур водородно-гелиевая атмосфера уплотняется и переходит в более жидкое состояния. В науке, за  условную поверхность планет, не имеющих твердого основания, принимают то место, где давление равно 1 бару или 1 земной атмосфере. Ниже этой нулевой отметки Урана, на глубине 350 км, расположена граница тропосферы и всей атмосферы планеты. Давление в таких областях повышается до 20-30 МПа (в 200 раз больше давления на поверхности Земли). В самых нижних частях тропосферы Урана, конденсируются различные облака: водяные облака в диапазоне давлений 50-100 атм, облака из гидросульфида аммония - на глубине 100-150 км от условной поверхности и при диапазоне давлений 20-40 атм, а также облака из аммиака и сероводорода - в диапазоне давлений 5-10 атм. Чуть ниже условной поверхности Урана, где давление равно 140 кПа (1,5 атм) образуются также метановые облака. Здесь же зафиксирована самая низкая температура на планете 49 К (-224 °C). При подъеме, температура повышается в стратосфере до 850 К (+573 °C) за счет поглощения солнечной, инфракрасной и ультрафиолетовой радиации метаном и другими углеводородами. Что бы добраться до настоящей границы газовой оболочки Урана и космического пространства, необходимо подняться еще как минимум на 40 000-50 000 км, тем не менее не будем вдаваться в подробности, можно лишь указать, что именно на  такое расстояние простирается довольно мощное магнитное поле планеты.

 График показывает зависимость давления и температуры атмосферы Урана. 
Красная линия — условная поверхность планеты, где давление равно 1 атм, 
а температура около +47 °C. Ниже этой лини находится тропосфера 
глубиной 300 км. В верхних слоях тропосферы образуются облака из
жидкого метана, а в самых нижних ее слоях - водяные облака
Для справки: 1 бар = 1 атм

     Начнем погружение вглубь планеты, там где заканчивается ее атмосфера - на глубине 300 км от отметки условной поверхности. Здесь, под плотными водяными облаками, давление составляет около 200 земных атмосфер, а температура порядка 320 К (+47 °C). Воздух, кроме водорода и гелия, содержит еще метан, этан и другие углеводородные соединения. При погружении на несколько тысяч километров давление и температура растет, а вместе с этим и уменьшаются содержание водорода и гелия. Именно поэтому увидеть океаны из жидкого водорода, а затем и слой водорода в металлическом состоянии, как на Сатурне и Юпитере, не удастся. Вместо этого, на глубине около 5000 км, начинается обширная мантия, состоящая из частиц водяного, аммиачного и метанового льда. В данном случае лед не является таким, каким его привыкли понимать, это скорее горячий слой жидкости из воды, метана и аммиака.  Такая жидкость обладает высокой электропроводностью, которую иногда называют "океаном водного аммиака". Возможно именно в таком "океане", как в металлическом водороде Юпитера и Сатурна,  генерируется магнитосфера вокруг Урана.
      Погружаемся еще на 15 000 км до границы жидкой мантии и твердого ядра. Приборы показывают, что давление здесь примерно 800 ГПа (8 млн. земных атмосфер), а температура свыше 5000 градусов по Цельсию.  Ядро твердое, состоит из каменных силикатных пород. Его плотность более 9000 кг/м³ - это почти в 9 раз больше, чем средняя плотность всей планеты. От внешней границы ядра до центральной точки планеты остается примерно 5110 км (20 % от радиуса Урана), тем не менее пробурить ход в плотной каменной сердцевине планеты, чтобы спуститься еще ниже, нам не удается и поэтому здесь мы заканчиваем наше путешествие.

 Внутренняя структура Урана
Атмосфера (тропосфера) из водорода, гелия и аммиака, толщиной 300 км;
Жидкий водород, толщиной 5 000 км;
"Ледяная" мантия из жидкой воды, аммиака и метана, толщиной 15 150 км;
Твердое ядро из каменных пород и металлов, радиус 5 110 км

Исследование Урана 
       Единственный, до сегодняшнего времени космический аппарат, достигший окрестностей "голубой планеты" стал межпланетный зонд НАСА "Вояджер-2". Аппарат стартовал с поверхности Земли 20 августа 1977 года, с целью отправления к отдаленным планетам, вплоть до самой границы Солнечной системы. Крупнейшими местами для остановки "Вояджер-2" были гиганты Юпитер и Сатурн, а также их спутники. 24 января 1986 года аппарат добрался до внешних окрестностей Урана и сблизился на 81 500 км от планеты. Аппарат провёл изучение структуры и состава атмосферы Урана, обнаружил 10 новых спутников, изучил уникальные погодные условия, вызванные наклоном планеты к плоскости орбиты на 97,77°. Также "Вояджером" было обнаружено слабая система колец вокруг планеты, состоящая  из ледяных пород диаметром от одного миллиметра до нескольких метров.
      В нестоящее время, Европейское космическое агентство разрабатывает новый проект под названием "Uranus Pathfinder". Миссия будет заключаться в путешествии к внешней границы Солнечной системы и конечной остановкой будет именно Уран. Космическая станция будет изучать уникальный химический состав Урана, его кольца и спутники, а также раскроет несколько самых важных тайн планеты. Пока ученые не могут ответить точно, когда произойдет запуск такого зонда, предположительно проект намечен на 2021 год.

 Снимок Урана аппаратом "Вояджер-2" при максимальном сближении с планетой на 81 500 км

Комментариев нет:

Отправить комментарий