Солнечная система - Владимир Сурдин

Созерцать красоту и гармонию Вселенной, хоть в какой-то степени их постигая, — одна из основных человеческих способностей, доставляющих ему наивысшее удовлетворение.

Ганс Селье, канадский биолог и врач.

Мы живем в эпоху великих открытий в Солнечной системе… Далеко не все жители Земли взволнованы этим фактом. Не станем их за это упрекать. Эпоха великих географических открытий — 500 лет назад — тоже протекала без особого общественного интереса, но, спустя столетия, ее плодами пользуются все.

Второй том из серии «Астрономия и астрофизика» посвящен Солнечной системе — природе ее планет, спутников и малых тел. Хотя эта книга написана астрономами, мы хорошо понимаем, что изучение Солнечной системы уже далеко вышло за рамки классической науки о небесных телах. От разглядывания далеких туманных пятнышек в телескопы, чем занимались астрономы прошлых эпох, ученые перешли к прямому зондированию Луны и планет, астероидов и комет. Авторами новейших открытий на иных планетах теперь являются не только астрономы, но и специалисты по космической технике, а также географы и геологи, которых уже с полным правом можно называть планетологами. И недалеко то время, когда появится новая специальность — экзопланетолог, специалист по планетным системам иных звезд.

Впрочем, на фоне этого «головокружения от успехов» важно понимать, что стремительное расширение географических границ не означает, что наша планета — Земля — уже достаточно исследована. Напротив, ее детальные исследования сейчас в самом разгаре. Фактически лишь недавно, благодаря спутникам, люди увидели всю поверхность Земли. А что лежит под ней? Что скрывается в глубинах океанов? Как выглядят материки под ледяными куполами Гренландии и Антарктиды? Что происходит глубоко в земных недрах? Как ведет себя геомагнитное поле? В чем причина глобальных перемен климата и биосферных катастроф? Наконец, как сформировалась наша уникальная планета и какая роль в этом принадлежит ее гигантскому спутнику — Луне? Многое в отношении планеты Земля для нас до сих пор — загадка. Ответы на многие вопросы могут оказаться жизненно важными для нашей цивилизации.

Приведем характеристики планеты Земля:

Большая полуось орбиты 1 а.е.=1,496×10¹¹ м. Сидерический период обращения 365,2564 сут. Тропический период обращения («год») 365,2422 сут.=3,1557×10⁷ с. Сидерический период вращения («звездные сутки») 0,99727 сут. = 23 ч. 56 мин. 04 с. Средние солнечные сутки («сутки») 24 ч. Эксцентриситет орбиты 0,0167. Средняя орбитальная скорость 29,8 км/с. Наклон экватора к орбите 23°26'. Масса, М 5,9736×10²⁴ кг. Средняя плотность 5,52 г/см³ Экваториальный радиус, R_e 6378,160 км. Полярный радиус, R_p 6356,777 км. Средний радиус, R 6371,032 км. Сжатие, (R_e—R_p)/R_e 1/298. Ускорение притяжения к Земле на экваторе 9,80665 м/с² Ускорение свободного падения на экваторе 9,78033 м/с² Скорость ускользания (2-я космическая) 11,19 км/с. Скорость вращения на экваторе 465,11 м/с Безразмерный момент инерции (в ед. MR²) 0,3308 Радиус внешнего (жидкого) ядра 3480 км. Средняя плотность внешнего ядра 10 г/см³ Радиус внутреннего (твердого) ядра 1270 км. Средняя плотность внутреннего ядра 13 г/см³ Сферическое альбедо (по Бонду) 0,306. Геометрическое альбедо (визуальное) 0,367. Поток солнечного излучения вне атмосферы 1369 Вт/м² Полное поглощаемое излучение 1,2×10¹⁷ Вт. Поток тепла из недр 0,05 Вт/м² Эффективная температура 247 К =—26°С. Средняя температура воздуха у поверхности 287 К = 14°С. Плотность воздуха у поверхности 1,22 кг/м³ Давление у поверхности 1,014 бар.

Масса океана

1,4×1021 кг.

Масса атмосферы

5,2×1018 кг.

Состав атмосферы (% объема)

N2 (78), О2 (21), Аr (0,9), С02 (0,03).

Магнитный момент геоцентрического диполя

0,299 Гс Rе3 (2005 г.).

Наклон оси дипольного компонента к оси вращения

10,3° (2005 г.).

Количество спутников

1 (Луна).

В области исследования планет XX век принес нам скорее спортивно-технические достижения, чем научные: большинство планет было «достигнуто», их эффектные изображения были переданы на Землю и растиражированы, что само по себе замечательно, но систематических детальных исследований не проводилось. Полученные данные в большей степени поставили новые вопросы, чем ответили на старые. Но в последнее десятилетие, фактически — уже XXI века, за планеты взялись всерьез: у Юпитера и Сатурна появились долговременные орбитальные зонды («Галилео» и «Кассини»), начались посадки на спутники планет (пока это лишь Титан, но лиха беда начало), работают аппараты у Венеры, летят к Меркурию и Плутону, а про Марс и говорить нечего — рядом с ним и на его поверхности постоянно действует целая научная армада. Из разряда политико-идеологических межпланетные полеты перешли в разряд чисто научных. О них стали меньше писать и говорить, но они начали приносить значительно больший научный урожай.

При этом исследования космоса и Земли всегда происходили и сейчас происходят параллельно, сопутствуя и способствуя друг другу. Могу напомнить, что XX век начинался с покорения полюсов Земли, что лишь в середине века были достигнуты самая высокая и самая глубокая точки земной поверхности, и что лишь к концу века была более или менее изучена вся толща атмосферы нашей планеты. Можно сказать, что именно в конце XX в. эпоха великих географических открытий начала плавно перетекать в эпоху грандиозных межпланетных экспедиций. Напомню, что научное изучение Антарктиды началось во время Международного геофизического года (1955—1958), тогда же, когда были запущены первые искусственные спутники Земли.