Глава I
ЭПОХА ПЕРВЫХ МЕЖПЛАНЕТНЫХ ЭКСПЕДИЦИЙ
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, Re |
6378,160 км. |
| Полярный радиус, Rp |
6356,777 км. |
| Средний радиус, R |
6371,032 км. |
| Сжатие, (Re—Rp)/Re |
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.
