Количество спутников юпитера – все о космосе

Юпитер

Юпитер является пятой планетой по удаленности от Солнца и самой крупной в Солнечной системе. Так же, как и Уран, Нептун и Сатурн, Юпитер относится к газовым гигантам. Про него человечество знало уже давно. Довольно часто встречаются упоминания о Юпитере в религиозных верованиях и мифологии. В современности планета получила свое имя в честь древнеримского бога.

По масштабам на Юпитере атмосферные явления намного превосходят земные. Самым примечательным образованием на планете считается Большое красное пятно, которое является гигантским штормом, известным нам еще с 17 века.

Примерное число спутников – 67, из которых самыми крупными являются: Европа, Ио, Каллисто и Ганимед. Первым их открыл Г. Галилей в 1610 году.

Все исследования планеты проводятся при помощи орбитальных и наземных телескопов. Начиная с 70-х годов к Юпитеру отправили 8 аппаратов НАСА. Во время великих противостояний планета была видна невооруженным глазом. Юпитер относится к самым ярким объектам неба после Венеры и Луны. А спутники и сам диск считаются самыми популярными для наблюдателей.

Наблюдения за Юпитером

Оптический диапазон

Если рассматривать объект в инфракрасной области спектра, можно обратить внимание на молекулы Не и Н2, точно так же становятся заметными линии остальных элементов. Количество Н говорит о происхождении планеты, а про внутреннюю эволюцию можно узнать благодаря качественному и количественному составу других элементов.

Но молекулы гелия и водорода не обладают дипольным моментом, а это означает, что их абсорбционные линии не заметны до момента поглощения ударной ионизацией. Также данные линии появляются в верхних слоях атмосферы, откуда они не способны нести данные про более глубокие слои.

Исходя из этого, самую достоверную информацию о количестве водорода и гелия на Юпитере можно получить, используя аппарат «Галилео».

Касательно остальных элементов, их анализ и интерпретация сильно затруднительны. Полной достоверности о происходящих процессах в атмосфере планеты сказать никак нельзя.

Также под большим вопросом химический состав. Но, по мнению большинства астрономов, все процессы, которые могут влиять на элементы, локальны и ограничены.

Из этого выходит, что они не несут особых изменений в распределение веществ.

Юпитер излучает энергии на 60% больше, чем потребляет от Солнца. Данные процессы влияют на размеры планеты. В год Юпитер уменьшается на 2 см. П. Боденхеймер в 1974 году выдвинул мнение, что в момент формирования планета была в 2 раза больше, нежели сейчас, а температура была значительно выше.

Гамма-диапазон

Изучение планеты в гамма-диапазоне касается полярного сияния и изучения диска. Космическая лаборатория Эйнштейна зарегистрировала это в 1979 году.

С Земли области полярного сияния в ультрафиолете и рентгене совпадают, но к Юпитеру это не относится.

Более ранние наблюдения установили пульсацию излучения с периодичностью в 40 минут, но поздние наблюдения эту зависимость проявили намного хуже.

Астрономы надеялись, что при помощи рентгеновского спектра авроральное сияние на Юпитере будет похоже на сияние комет, но наблюдения с Chandra опровергли эту надежду.

По данным космической обсерватории XMM-Newton, выходит, что излучение диска в спектре гамма – это солнечное рентгеновское отражение излучения. По сравнению с полярным сиянием нет никакой периодичности интенсивности излучения.

Радионаблюдения

Юпитер относится к самым мощным радиоисточникам Солнечной системы в метровом-дециметровом диапазонах. Радиоизлучение обладает спорадическим характером. Подобные всплески происходят в диапазоне от 5 до 43 МГц, со средней шириной – 1 МГц. Продолжительность всплеска сильно мала – 0,1-1 сек. Излучение поляризовано, а по кругу может достигать 100%.

Радиоизлучение планеты в короткосантиметровом-миллиметровом диапазонах обладает чисто тепловым характером, хоть в отличие от равновесной температуры яркостная значительно выше. Эта особенность говорит о потоке тепла из недр Юпитера.

Вычисления гравитационного потенциала

Анализ траекторий космических аппаратов и наблюдения движений естественных спутников показывают гравитационное поле Юпитера. Обладает сильными отличиями в сравнении со сферически симметричным. Как правило, гравитационный потенциал представлен в разложенном виде по полиномам Лежандра.

Аппараты «Пионер-10», «Пионер-11», «Галилео», «Вояджер-1», «Вояджер-2» и «Кассини» использовали для вычисления гравитационного потенциала насколько измерений: 1) передавали изображения, чтобы определить их местоположение; 2) эффект Доплера; 3) радиоинтерферометрия. Некоторым из них при измерениях приходилось учитывать гравитационное присутствие Большого красного пятна.

Помимо этого, обрабатывая данные, приходится постулировать теорию движения спутников Галилея, обращающихся вокруг центра планеты. Огромной проблемой для точных вычислений считается учет ускорения, у которого негравитационный характер.

Юпитер в Солнечной системе

Экваториальный радиус данного газового гиганта составляет 71,4 тыс. км, тем самым в 11,2 раза превышая Земной. Юпитер – это единственная в своем роде планета, у которой центр масс с Солнцем расположен вне Солнца.

Масса Юпитера превышает суммарный вес всех планет в 2,47 раза, Земли – в 317,8 раз. Но меньше от массы Солнца в 1000 раз. По плотности сильно схожа со Светилом и в 4,16 раз меньше, чем у нашей планеты. Зато сила тяжести превышает земную в 2,4 раза.

Планета Юпитер как «неудавшаяся звезда»

Некоторые исследования теоретических моделей показали, что если бы масса Юпитера была немного большей, чем она есть в действительности, то планета начала бы сжиматься.

Хоть небольшие изменения особо не повлияли бы на радиус планеты, при условии если б реальная масса увеличилась в четыре раза, планетарная плотность выросла настолько, что начался б процесс уменьшения размеров из-за действия сильной гравитации.

Исходя из данного исследования, Юпитер обладает максимальным диаметром как для планеты с аналогичной историей и строением. Дальнейшее увеличение массы привело к продолжительности сжатия до тех пор, пока Юпитер в процессе формирования звезды не превратился бы в коричневого карлика с массой, превосходящей его нынешнюю массу в 50 раз.

Астрономы считают, что Юпитер – это «неудавшаяся звезда», хоть до сих пор не ясно, существует ли схожесть между процессом формирования планеты Юпитер и теми планетами, которые формируют двойные звездные системы.

По ранним данным выходит, что Юпитер должен был быть в 75 раз массивнее, чтобы стать звездой, но самый маленький известный красный карлик больший в диаметре всего на 30%.                   

Вращение и орбита Юпитера

Юпитер с Земли имеет видимую величину в 2,94m, что делает планету третьим объектом по яркости, которые видны невооруженным взглядом после Венеры и Луны. Максимально отдалившись от нас, видимый размер планеты равен 1,61m. Минимальное расстояние от Земли к Юпитеру равно 588 миллионов километров, а максимальное – 967 миллионов километров.

Противостояние между планетами происходит каждые 13 месяцев. Нужно отметить, что раз в 12 лет проходит великое противостояние Юпитера, в данный момент планета находится возле перигелия собственной орбиты, при этом угловой размер объекта с Земли равен 50 угловым секундам.

Юпитер удален от Солнца на 778,5 миллионов километров, при этом полный оборот вокруг Солнца планета делает за 11,8 земных года. Наибольшее возмущение на движение Юпитера по собственной орбите делает Сатурн. Существует два вида возмещения:

  • Вековое – оно действует на протяжении 70 тысяч лет. При этом меняется эксцентриситет орбиты планеты.
  • Резонансное – проявляется за счет соотношения близости 2:5.

Особенностью планеты можно назвать то, что она имеет  большую близость между плоскостью орбиты и плоскостью планеты. На планете Юпитер не бывает смены сезонов года, за счет того, что ось вращения планеты наклонена 3,13°, для сравнения можно добавить, что наклон оси Земли равен 23,45°.

Вращение планеты вокруг своей оси является самым быстрым среди всех планет, которые входят в Солнечную систему. Таким образом, в районе экватора Юпитер делает оборот вокруг оси за 9 часов 50 минут и 30 секунд, а средние широты этот оборот делают на 5 минут и 10 дольше. В силу такого вращения радиус планеты на экваторе на 6,5%  больше чем в средних широтах.

Теории о существовании жизни на Юпитере

Огромное количество исследований за все время говорит о том, что условия Юпитера не способствуют зарождению жизни. Прежде всего, это объясняется низким содержанием воды в составе атмосферы планеты и отсутствием твердой основы планеты.

Нужно отметить, что в 70-х годах прошлого века была выдвинута теория о том, что в верхних слоях атмосферы Юпитера возможно существование живых организмов, которые живут на основе аммиака.

В поддержку данной гипотезы можно сказать, что атмосфера планеты даже на небольших глубинах имеет высокую температуру и большую плотность, а это способствует химическим эволюционным процессам. Данная теория была высказана Карлом Саганом, после чего совместно с Э.Э.

Солпитером ученые проделали ряд вычислений, которые позволили вывести три предполагаемых формы жизни на планете:

  • Флотеры – должны были выступать как огромные организмы, размером как большой город на Земле. Они подобны к воздушному шару, поскольку занимаются откачкой с атмосферы гелия и оставляя водород. Живут в верхних слоях атмосферы и вырабатывают молекулы для питания самостоятельно.
  • Синкеры – микроорганизмы, которые способны очень быстро размножаться, что и позволяет выжить виду.
  • Ханнтеры – хищники, которые питаются флотерами.

Но это только гипотезы, которые не подтверждены научными фактами.

Строение планеты

Современные технологии еще не позволяют ученым точно определить химический состав планеты, но все же верхние слои атмосферы Юпитера изучены с высокой точностью.

Изучение атмосферы стало возможным только за счет спуска космического аппарата под названием «Галилео», он вошел в атмосферу планеты в декабре 1995 года.

Это позволило точно говорить, что атмосфера состоит из гелия и водорода, кроме этих элементов, был обнаружен метан, аммиак, вода, фосфин и сероводород. Предполагается, что более глубокий шар атмосферы, а именно тропосфера, состоит из серы, углерода, азота и кислорода.

Читайте также:  Что в центре нашей галактики - все о космосе

Также присутствуют инертные газы, такие как ксенон, аргон и криптон, причем их концентрация больше чем на Солнце. Возможность существования воды, диоксида и моноксидуглеродов возможна в верхних слоях атмосферы планеты за счет столкновения с кометами, как пример приводят комету Шумейкеров-Леви 9.

Красноватый цвет планеты объясняется присутствием соединений красного фосфора, углерода и серы или даже за счет органики, которая зародилась при воздействии электрических разрядов. Нужно отметить, что цвет атмосферы неоднороден, это говорит о том, что разные участки состоят из разных химических компонентов.

Структура Юпитера

Принято считать, что внутренняя структура планеты под облаками состоит со слоя гелия и водорода толщиной в 21 тысячу километров. Здесь вещество имеет плавный переход в своей структуре от газообразного состояния до жидкого, после чего идет слой с металлическим водородом мощностью в 50 тысяч километров. Средняя часть планеты занята твердым ядром с радиусом в 10 тысяч километров.

Наиболее признанная модель строения Юпитера:

  1. Атмосфера:
  2. Внешний водородный слой.
  • Средний слой представлен гелием (10%) и водородом (90%).
  • Нижняя часть состоит из смеси гелия, водорода, аммония и воды. Этот слой подразделяют еще на три:
    • Верхний – аммиак в твердой форме, который имеет температуру в −145 °C с давлением в 1 атм.
    • Посередине находится гидросульфат аммония в кристаллизованном состоянии.
    • Нижнюю позицию занимает  вода в твердом состоянии и возможно даже в жидком. Температура составляет порядка 130 °C, а давление 1 атм.
  1. Слой, состоящий из водорода в металлическом состоянии. Температуры могут меняться от 6,3 тысяч до 21 тысячи кельвинов. При этом давление так же изменчиво – от 200 и до 4 тысяч Гпа.
  2. Каменное ядро.

Создание данной модели стало возможным за счет анализа наблюдений и проведенных исследований с учетом законов экстраполяции и термодинамики. Нужно отметить, что данная структура строения не имеет четких границ и переходов между соседними слоями, а это в свою очередь говорит о том, что каждый слой полностью локализован, и исследовать их можно отдельно.

Атмосфера Юпитера

Температурные показатели роста по всей планете не монотонны. В атмосфере Юпитера, так же как и в атмосфере Земли, можно выделить несколько слоев. Верхние слои атмосферы обладают самыми высокими показателями температуры, а двигаясь к поверхности планеты, данные показатели значительно снижаются, но в свою очередь растет давление.

Термосфера планеты теряет большую часть тепла самой планеты, также здесь формируется так называемое полярное сияние. Верхней границей термосферы принято считать отметку давления в 1 нбар. При изучении были получены данные по температуре в этом слое, она достигает показателя в 1000 К. Ученым еще не удалось объяснить, почему здесь такая высокая температура.

Данные с аппарата «Галилео» показали, что температура верхних облаков составляет −107 °C при давлении в 1 атмосферу, а при спуске на глубину в 146 километров температура возрастает до показателя в +153 °C и давление в 22 атмосферы.

Будущее Юпитера и его спутников

Всем известно, что в итоге Солнце, как и другая звезда, исчерпает весь запас термоядерного топлива, при этом его светимость будет увеличиваться на 11% каждый миллиард лет. За счет этого привычная обитаемая зона значительно сместится за пределы орбиты нашей планеты вплоть до достижения поверхности Юпитера.

Это позволит на спутниках Юпитера растопить всю воду, что позволит положить начало зарождения живых организмов на планете. Известно, что через 7,5 млрд лет Солнце как звезда превратится в красного гиганта, за счет этого Юпитер обретет новый статус и станет горячим Юпитером. При этом температура поверхности планеты будет составлять порядка 1000 К, а это приведет к свечению планеты.

В этом случае спутники будут выглядеть как безжизненные пустыни.

Спутники Юпитера

Современные данные говорят, что Юпитер имеет 67 естественных спутников. Со слов ученых можно сделать вывод, что таких объектов вокруг Юпитера может быть больше сотни.

Спутники планеты названы в основном в честь мифических персонажей, которые в какой-то мере связаны с Зевсом. Все спутники подразделены на две группы: внешние и  внутренние.

К внутренним относятся только 8 спутников, среди которых и галилеевы.

Первые спутники Юпитера были открыты еще в 1610 году известным ученым Галилео Галилеем, это Европа, Ганимед, Ио и Каллисто. Данное открытие стало подтверждением правоты Коперника и его гелиоцентрической системе.

Вторая половина XX века ознаменовалась активным изучением космических объектов, среди которых особого внимания заслуживает Юпитер.

Эту планету исследовали с помощью мощных наземных телескопов и радиотелескопов, но самые большие достижения в этой отрасли были получены за счет применения телескопа «Хаббла» и запуска большого количества зондов к Юпитеру.

Исследования активно продолжаются и на данный момент, поскольку Юпитер хранит еще много тайн и загадок. 

Источник: http://kvant.space/blog/yupiter

Космические проекты по изучению спутников Юпитера

Спутники Юпитера: Ио, Европа, Ганимед, Каллисто

Одобренная миссия к Юпитеру родилась из нескольких проектов — европейские Laplace, названного в честь великого французского астронома и математика Пьера-Симона Лапласа, JUICE (The Jupiter Icy moons Explorer – Исследователь ледяных спутников Юпитера) и американского проекта для изучения Юпитера и его крупнейших лун, у которого никогда не было более поэтичного названия, чем EJSM.

Не удивительно, что и у ЕКА, и у NASA нашлись «европейские» проекты. Их история началась в 1995 году, когда к крупнейшей планете Солнечной системы прибыл космический аппарат Galileo.

Основной его целью было изучение не только самого Юпитера, но и его спутников, в первую очередь — четырёх крупнейших, так называемых галилеевых (они названы не в честь аппарата, а в честь того же Галилео Галилея, в честь которого назван аппарат, и который открыл эти луны 400 лет назад). Очень скоро среди галилеевых спутников появился всеобщий любимец — Европа.

С помощью Galileo учёным удалось убедительно доказать то, на что астробиологии не без оснований надеялись долгие годы, — под мощной коркой яркого водяного льда, покрывающего спутник, должен находиться океан жидкой, богатой солями воды. Европа расположена очень близко к Юпитеру, менее чем в 10 его радиусах, отчего здесь очень сильны приливные эффекты.

Учёные полагают, что именно приливы разогревают внутренности спутника. Вероятно, свою лепту вносит и его движение сквозь мощную магнитосферу планеты, которое должно возбуждать в солёном океане мощный электрический ток.

Сейчас предполагается, что в 2020 году в гости к Юпитеру отправятся два аппарата, американский и европейский — по отдельности, в феврале и марте, на разных ракетах-носителях и с разных космодромов. Все даты пока, разумеется, условные — учёные осторожно говорят о возможности запуска с 2018 по 2022 год.

Исследовательские интересы и возможности двух зондов будут частично перекрываться, а вот всю инфраструктуру — в первую очередь радиосвязи с Землёй, они будут безраздельно делить друг с другом; каждому предстоит поработать ретранслятором для другого.

Основной целью американского зонда JEO (Jupiter Europa Orbiter) станет исследование Европы (юпитерианской), а вот Европе (земной) предстоит создать космический аппарат JGO (Jupiter Ganymede Orbiter) для исследования Ганимеда — другого спутника Юпитера. Он покрупнее и тоже покрыт слоем льда; возможно, под этим льдом, как и на Европе, есть жидкая вода.

Траектории JEO и JGO будут очень похожими. Сначала оба аппарата отправятся к Венере, гравитационное поле которой они используют для первичного ускорения. Потом совершат по два гравитационных манёвра у Земли, которая выкинет их на финишную кривую к Юпитеру.

Первым прибыть к планете-гиганту и в декабре 2025 года выйти на орбиту вокруг Европы высотой 200 км должен «американец» JEO. Через полтора месяца такой же манёвр в окрестностях Ганимеда предстоит провести «европейцу» JGO. На своих орбитах зонды должны проработать по три года.

По истечении срока аппараты врежутся в поверхность двух галилеевых спутников, а астрономы посмотрят, что из этого получится. Заявленная миссия космических аппаратов — выяснить пригодность спутников планет-гигантов для жизни.

Они будут оборудованы и радарами для проникновения под ледовую корку и изучения её структуры, и превосходными фотокамерами для подробного исследования деталей рельефа, и спектроскопическим оборудованием для исследования химического состава и условий на поверхностях спутников.

Кроме того, зонды будут снабжены аппаратурой для исследования магнитного поля Юпитера и спутников и заряженных частиц, которые оно удерживает. Обеспечивать энергией эти летающие лаборатории будут радиоизотопные генераторы — от солнечных батарей на таком расстоянии от Солнца толку не много. «Американцу» придётся тяжелее всего.

Вместе с Европой, вокруг которой он будет крутиться, аппарат будет три года двигаться среди радиационных поясов Юпитера. Это значит бесконечные бомбардировки энергичными заряженными частицами, способными быстро повредить любую электронику. И хотя в JEO учёные надеются применить технологии устойчивой к радиации электроники, большую часть аппаратуры придётся спрятать за мощными экранами из тантала и вольфрама. Эти экраны, кстати, съедят до четверти всего $3-миллиардного на настоящий момент бюджета миссии и составят значительную часть массы; в более комфортных условиях их можно было бы заменить какой-нибудь полезной аппаратурой. Помимо изучения Европы и Ганимеда JEO и JGO будут бросать взгляды и лучи радаров и на другие спутники Юпитера, а также и на саму планету. Возможно, при каком-нибудь особо тесном сближении двух спутников им удастся и обменяться портретами своих хозяйских тел; правда, разглядеть друг друга вряд ли получится — Ганимед и Европа не подходят друг к другу ближе, чем Луна к Земле.

Читайте также:  Звезда росс 248 - все о космосе

Рисунок ЕКА

JUICE (The Jupiter Icy moons Explorer – Исследователь ледяных спутников Юпитера) – именно этому проекту отдала предпочтение ESA, хотя было еще два других проекта: NGO (the New Gravitational wave Observatory) – обсерватория для фиксирования гравитационных волн, и ATHENA (the Advanced Telescope for High-Energy Astrophysics) – улучшенный телескоп для астрофизики высоких энергий. JUICE является первой масштабной миссией общей космической программы ESA на 2015-2025 год. Космический аппарат будет запущен в 2022 году с европейского космодрома в Куру, Французская Гвиана, с помощью ракетоносителя Ariane 5. The Jupiter Icy moons Explorer приблизится к Юпитеру в 2030 году и будет находится на его орбите не менее трех лет, делая детальные наблюдения. Спутники Юпитера, открытые Галилеем, – спутник Ио с его вулканической поверхностью, покрытая льдом Европа и ледяные “булыжники” Ганимед и Каллисто – это как бы в своем роде миниатюрная копия солнечной системы. Европа, Ганимед и Каллисто, как думают многие ученые, имеют внутренние океаны. JUICE изучит эти спутники в качестве потенциальных мест для возникновения жизни и должен при этом ответить на два ключевых вопроса космических исследований: каковы условия формирования планет и возникновения жизни, и как работает Солнечная система? The Jupiter Icy moons Explorer будет постоянно наблюдать за атмосферой и магнитосферой Юпитера, а также изучит взаимодействия галилеевых спутников с газовой планетой-гигантом. Космический аппарат посетит Каллисто, спутник, на котором найдено больше всего кратеров в Солнечной системе, и дважды пролетит около Европы. JUICE сделает первые измерения толщины ледяной корки Европы и определит место для будущих исследований. Космическая обсерватория навестит Ганимед в 2032 году, где он будет изучать ледяную поверхность и внутреннюю структуру этого спутника, в том числе подземные океаны. Ганимед является единственной спутником в Солнечной системе, который генерирует собственное магнитное поле, и JUICE будет наблюдать за ходом уникальных магнитных и плазменных взаимодействий с магнитосферой Юпитера. “Юпитер является архетипом для планет-гигантов Солнечной системы, и для многих планет-гигантов, которые были обнаружены вокруг других звезд”, рассказывает профессор Альваро Хименес Каньете, директор ESA по науке и робототехническим исследованиям. “The Jupiter Icy moons Explorer даст нам лучше понять, каков потенциал газовых гигантов и их спутников для существования жизни”. Данный анонс является кульминацией процесса, начатого в 2004 году, когда ESA консультировалось с широкой научной общественностью для того, чтобы поставить цели для европейской космической программы на ближайшие десятилетия. В результате космическая программа на 2015-2025 имеет четыре основных научных направления: 1.) каковы условия для возникновения жизни и формирования планет; 2.) как работает Солнечная система 3.) каковы основные законы Вселенной; 4.) как возникла Вселенная и из чего она сделана? “Было очень трудно решить, какой именно проект выбрать из трех превосходных миссий-кандидатов. Все три относятся к науке мирового класса и могут выдвинуть Европу в лидеры космических исследований”, поясняет профессор Хименес Каньете. ” JUICE является необходимым шагом для дальнейшего исследования внешней части Солнечной системы”. Так как Консультативный комитет по космическим исследованиям (Space Science Advisory Committee) признал большую научную ценность двух других кандидатов – проектов NGO and ATHENA – то их разработка продолжится и они будут рассматриваться как первостепенные кандидаты на будущие запуски.

В Лаборатории реактивного движения работают над созданием зонда, который в будущем сможет производить исследования океана, предположительно находящегося подо льдами Европы – спутника далекого Юпитера.

В НАСА заявляют, что у них уже готов прототип, получивший название «Плавучий вездеход для подледных исследований». Недавно вездеход сей был опробован подо льдами озер на Аляске. Причем, управление аппаратом производилось не посредствам кабеля, как это делается обычно, а по спутниковой связи.

Местом же действия были выбраны полностью замерзающие озера с экстремальными условиями для существования жизни. Так ученые стараются понять, насколько реально будет обнаружить жизнь в озерах Европы, где условия еще более суровые.

Тем временем, российские учёные начали обсуждать проект отправки совместной с земной Европой миссии к юпитерианской Европе ещё до окончательного решения, кто, куда и когда полетит.

При этом разговоров о совместном исследовании Титана или Энцелада в системе Сатурна не было, так что выбор Юпитера в качестве цели следующей крупной космической миссии России более чем на руку: даже по космическим просторам веселее — и, что очень важно, дешевле — шагать вместе.

Россия может сделать Европе и США предложение, от которого трудно отказаться: посадочный модуль на Европу. Только спускаемый аппарат сможет «лизнуть» и «понюхать» льды Европы и достоверно установить, присутствуют ли на этой поверхности следы органических молекул. Да и вообще, поглядеть вблизи на этот инопланетный «каток», испещрённый провалами и трещинами.

5 марта 2013 года стало известно, что в планы Роскосмоса входит отправка к Ганимеду двух исследовательских зондов — посадочного и орбитального, которые совершат один гравитационный манёвр у Венеры и два — у Земли, и в 2029 году доберутся до системы Юпитера, а еще через полтора-два года выйдут на орбиту вокруг Ганимеда.

Запустить оба зонда планируется с помощью двух отдельных носителей класса «Протон» или «Ангара» вместе с разгонными блоками типа «Бриз». Посадочный аппарат массой около 800 килограммов совершит посадку на Ганимед, а орбитальный аппарат выйдет на орбиту вокруг этого спутника, и будет ретранслировать информацию с него на Землю.

Масса научной аппаратуры на обоих зондах составит около 50 килограммов. Энергию они будут получать за счет радиоизотопных источников питания, для орбитального аппарата также рассматривается вариант с солнечными батареями. Срок жизни аппаратов может составить несколько месяцев[4].

Фотографии поверхности Ганимеда, который передаст европейский зонд JUICE, будут использованы для выбора места посадки российского посадочного зонда. По состоянию на март 2013 года выполнены научно-исследовательские работы по проекту и определены параметры миссии. Финансирование опытно-конструкторских работ начнется в 2014 году и составит от 10 до 30 млн рублей в первый год. К 2016 году может быть готов проект и начнётся изготовление макетов. В настоящее время Европа, по мнению многих ученых, является едва ли не самым вероятным в Солнечной системе местом нахождения внеземной жизни.

Будущее Юпитера и его спутников

Известно, что Солнце в результате постепенного исчерпания своего термоядерного топлива увеличивает свою светимость примерно на 11 % каждые 1,1 млрд лет, и в результате этого его околозвёздная обитаемая зона сместится за пределы современной земной орбиты, пока не достигнет системы Юпитера.

Увеличение яркости Солнца в этот период разогреет спутники Юпитера, позволив высвободиться на их поверхность жидкой воде, а значит, создаст условия для поддержания жизни. Через 7,59 миллиарда лет Солнце станет красным гигантом.

Модель показывает, что расстояние между Солнцем и газовым гигантом сократится с 765 до 500 млн км. В таких условиях Юпитер перейдёт в новый класс планет, называемый «горячие юпитеры». Температура на его поверхности достигнет 1000 К, что вызовет тёмно-красное свечение планеты.

Спутники станут непригодными для поддержания жизни и будут представлять собой иссушенные раскалённые пустыни.

Источник: WWW

Источник: http://scientifically.info/news/2014-07-01-2820

Юпитер

Если вы посмотрите на северо-западную часть неба после захода Солнца (юго-западную в северном полушарии), то вы обнаружите одну яркую точку света, которая легко выделяется по отношению ко всему, что находится вокруг нее. Это и есть планета Юпитер, сияющая интенсивным и ровным светом.

Сегодня люди могут изучить этот газовый гигант как никогда. После путешествия длинной в пять лет и десятилетий проведенных в планировании, космический аппарат NASA под названием Juno наконец-то достиг орбиты Юпитера.

Таким образом, человечество становится свидетелем вступления в новый этап исследования самого большого из газовых гигантов в нашей Солнечной системе. Но что мы знаем о Юпитере и с какой базой должны вступить в эту новую научную веху?

Размер имеет значение

Юпитер — это не только один из самых ярких объектов в ночном небе, но и самая большая планета в Солнечной системе. Именно благодаря размерам Юпитер и является столь ярким. Более того, масса газового гиганта превышает более чем в два раза массу всех других планет, лун, комет и астероидов в нашей системе вместе взятых.

Огромный размер Юпитера позволяет предположить, что он мог быть самой первой планетой, сформировавшейся на орбите Солнца.

Считается, что планеты возникли из обломков, оставшихся после того, как межзвездное облако газа и пыли объединялось во время формирования Солнца.

В начале своей жизни наша, тогда еще молодая звезда, породила ветер, который сдул большую часть оставшегося межзвездного облака, однако Юпитер был в состоянии частично удержать его.

Смотрите видео: Юнона: пролетая мимо Юпитера

Более того, в Юпитере заключен рецепт того, из чего сделана сама Солнечная система — его компоненты соответствуют содержанию других планет и малых тел, а процессы, которые происходят на планете являются основополагающими примерами синтеза материалов для формирования столь удивительных и разнообразных миров, как планеты Солнечной системы.

Царь планет

Учитывая отличную видимость, Юпитер, наряду с Меркурием, Венерой, Марсом и Сатурном, люди наблюдали в ночном небе еще с древнейших времен. Независимо от культуры и вероисповедания, человечество считало эти объекты уникальными.

Читайте также:  Галактики вселенной - все о космосе

Уже тогда наблюдатели отмечали, что они не остаются неподвижными в пределах узоров созвездий, подобно звездам, а движутся по определенным законам и правилам.

 Поэтому древнегреческие астрономы причисляли эти планеты к так называемым «блуждающим звездам», а позже от этого названия появился сам термин «планета».

Примечательно то, насколько точно древние цивилизации обозначили Юпитер. Не зная тогда еще, что он является самой крупной и самой массивной из планет, они назвали эту планету в честь римского царя богов, который также являлся богом неба. В древнегреческой мифологии аналогом Юпитера является Зевс — верховное божество Древней Греции.

Однако Юпитер — не самая яркая из планет, этот рекорд принадлежит Венере. Существуют сильные отличия в траекториях движения Юпитера и Венеры по небу и ученые уже объяснили чем это обусловлено.

Оказывается, Венера, будучи внутренней планетой, расположена близко к Солнцу и появляется как вечерняя звезда после захода Солнца или утренняя звезда до восхода Солнца, тогда как Юпитер, являясь внешней планетой, способен странствовать по всему небосклону.

Именно такое движение, наряду с высокой яркостью планеты, помогло древним астрономам отметить Юпитер как Царя планет.

Спутники Юпитера

В 1610 году, начиная с конца января и до начала марта, астроном Галилео Галилей наблюдал за Юпитером с помощью своего нового телескопа. Он легко идентифицировал и отследил первые три, а затем и четыре яркие точки света на его орбите. Они образовывали прямую линию по обе стороны от Юпитера, но их позиции постоянно и неуклонно менялись по отношению к планете.

В своем труде, который называется Sidereus Nuncius («Толкование Звезд», лат. 1610 г.) Галилей уверенно и совершенно правильно объяснил движение объектов, находящихся на орбите вокруг Юпитера. Позже именно его выводы стали доказательством того, что все объекты на небе вращаются не по орбите Земли, что и привело к конфликту астронома с католической церковью.

Источник: http://mks-onlain.ru/planet/jupiter/

Спутники планет – Спутники Юпитера

(Io) Средний радиус: 1 821,3 км. Период вращения: повернут к Юпитеру одной стороной.

Ио – самый близкий к планете спутник Юпитера, один из четырех галилеевых спутников. Ио является четвертым по величине в Солнечной системе, его диаметр равен 3 642 километрам.

На Ио действуют более 400 вулканов, что делает его наиболее геологически активным во всей Солнечной системе. Это объясняется гравитационным взаимодействием с Юпитером и другими спутниками: Европой и Ганимедом. У некоторых вулканов выбросы серы и ее диоксида достигают 500 километров в высоту.

На поверхности Ио обнаружены более 100 гор, которые образовались в результате обширного сжатия силикатной коры спутника. Некоторые из них превышают гору Эверест на Земле. Спутник состоит в основном из силикатных пород, окружающих расплавленное железное или сернистое железное ядро.

Большую часть его поверхности занимают обширные равнины, покрытые замороженной серой или диоксидом серы.

Первым спутник увидел Галилео Галилей 7 января 1610 с помощью сконструированного им телескопа с увеличением в 20-крат. Ио способствовал принятию модели Солнечной системы Коперника, разработке законов движения планет Кеплера и первому измерению скорости света.

В 1979 году два КА «Вояджер» передали на Землю подробные изображения поверхности Ио. КА «Галилео» в 1990-ых и в начале 2000-ых годов получил данные о внутренней структуре Ио и составе поверхности. В 2000 году КА «Кассини-Гюйгенс» и космическая станция «Новые горизонты» в 2007 году, а также наземные телескопы и космический телескоп Хаббл продолжают исследования Ио.

Европа

(Europa) Средний радиус: 1560,8 км. Период вращения: повернут к Юпитеру одной стороной.

Европа или Юпитер II – шестой и самый маленьким из галилеевых спутников Юпитера. Однако, он один из самых крупных спутников Солнечной системы. Большей частью Европа состоит из силикатных пород, а в ее центре, вероятно, находится железное ядро.

У спутника есть разреженная атмосфера, состоящая в основном из кислорода. На поверхности лежит лед, что делает ее одной из самых гладких в Солнечной системе. Европа испещрена пересекающимися трещинами и полосами, кратеров практически нет.

Существует гипотеза, что под поверхностью Европы находится океан из воды, который, вероятно, может служить пристанищем для внеземной микробиологической жизни.

Такой вывод объясняется тем, что тепловая энергия от приливного ускорения позволяет океану оставаться жидким, а также стимулирует эндогенную геологическую активность, близкую к тектонике плит.

Хотя Европа исследовалась космическими аппаратами эпизодически, ее необычные характеристики заставили ученых сформировать долгосрочную программу исследований спутника. В настоящее время большая часть имеющихся данных о Европе получено КА «Галилео», миссия которого началась в 1989 году.

Начало новой миссии «Europa Jupiter System Mission» (EJSM) по изучению спутника Юпитера, запланировано на 2020 год. Это вызвано высокой вероятностью обнаружения на них внеземной жизни. Предполагается запустить от двух до четырех КА: «Jupiter Europa Orbiter» (NASA), «Jupiter Ganymede Orbiter» (ESA), «Jupiter Magnetospheric Orbiter» (JAXA) и «Jupiter Europa Lander» (Роскосмос).

Последний планируется посадить па поверхность Европы в рамках миссии «Лаплас – Европа П».

Ганимед

(Ganimed) Средний радиус: 2 634,1 км. Период вращения: повернут к Юпитеру одной стороной.

Ганимед – третий из галилеевых спутников Юпитера, крупнейший в Солнечной системе. По размерам он превосходит Меркурий, а его масса в 2 раза превышает массу земной Луны. Он всегда повернут к планете одной и той же стороной, поскольку совершает один оборот вокруг оси за время прохождения по орбите вокруг Юпитера.

Спутник состоит приблизительно из равного количества силикатных пород и водяного льда. Он имеет жидкое ядро богатое железом. Предполагается, что на Ганимеде под поверхностью, толщиной примерно в 200 километров, между слоями льда существует океан.

Сама же поверхность Ганимеда имеет два типа ландшафтов. Темные области с ударными кратерами и светлые области, которые содержат многочисленные углубления и гребни.Ганимед – единственный спутник в Солнечной системе, обладающий собственным магнитным полем.

У него также имеется тонкая кислородная атмосфера, в которую входят атомарный кислород, кислород и, возможно, озон.Ганимед открыл Галилео Галилей, который первым увидел его 7 января 1610 года. Изучение Ганимеда началось с исследования системы Юпитера космическим аппаратом «Пионер-10».

Позднее по программе «Вояджер» были произведены более точные и подробные исследования Ганимеда, в результате которых удалось оценить его размеры. Подземный океан и магнитное поле были обнаружены космическим аппаратом «Галилео».

Новая миссия по исследованию спутников Юпитера «Europa Jupiter System Mission» (EJSM), утвержденная в 2009 году, возьмет старт в 2020 году. В ней примут участие США, ЕС, Япония и Россия.

Каллисто

(Callisto)Средний радиус: 2410,3 км. Период вращения: повернут к Юпитеру одной стороной.Каллисто – четвертый по дальности от Юпитера спутник, открытый в 1610 году Галилео Галилеем. Он является третьим по размерам в Солнечной системе, а в системе спутников Юпитера – вторым после Ганимеда.

Диаметр Каллисто немного меньше Меркурия – приблизительно 99 %, а его масса составляеттреть от массы планеты. Спутник не находится в орбитальном резонансе, которому подвержены три остальные галилеевы луны: Ио, Европа и Ганимед, и, следовательно, не испытывает на себе эффектов приливного разогрева.

Период вращения Каллисто синхронен с орбитальным периодом, поэтому спутник всегда повернут к Юпитеру одной стороной.Каллисто состоит из примерно равного количества горных пород и льдов, со средней плотностью около 1,83 г/см3. Спектроскопические исследования показали, что на поверхности Каллисто присутствует водяной лед, углекислый газ, силикаты и органика.

Существует предположение, что у спутника есть силикатное ядро и, возможно, океан из жидкой воды на глубине свыше 100 км.Поверхность Каллисто испещрена кратерами. На ней видны многокольцевые геоструктуры, ударные кратеры, цепочки из кратеров (катены) и связанные с ними откосы, отложения и гребни.

Также на поверхности заметны небольшие и яркие пятна инея на вершине возвышенностей, окруженные более низким гладким слоем из темного вещества. На Каллисто обнаружена тонкая атмосферы, состоящая из углекислого газа и, возможно, молекулярного кислорода.

Начало изучения Каллисто положили космические аппараты «Пионер-10» и «Пионер-11», а затем продолжили «Галилео» и «Кассини».

Леда

(Leda) Диаметр: 20 км. Период обращения вокруг Юпитера: 240,92 дня.Леда – нерегулярный спутник Юпитера, известный также как Юпитер XIII. Нерегулярными называют спутники планет, характеристики движения которых могут значительно отличаться от общих правил движения большинства спутников.

Например, спутник имеет орбиту с большим эксцентриситетом или движется по орбите в обратном направлении и так далее.Леда, также как и Лиситея, принадлежит к группе Гималии. Поэтому она обладает схожими характеристиками. Ее средний диаметр лишь составляет 20 км, что делает ее самым маленьким объектом группы.

Плотность вещества оценивается в 2,6 г/см3. Предполагается что спутник состоит преимущественно из силикатных пород. Он имеет очень темную поверхность с ал ьбедо 0,04. Звездная величина при наблюдении с Земли равна 19,5″'.Леда совершает один полный оборот вокруг Юпитера за 240 дней и 12 часов.

Расстояние до Юпитера составляет в среднем 11,165 млн. км. Орбита спутника имеет не очень большой эксцентриситет 0,15.

Леда была открыта известным американским астрономом Чарльзом Ковалем, который заметил изображение спутника на фотографических пластинках 14 сентября 1974 года. Сами пластинки были экспонированы в Паломарской обсерватории за три дня до этого.

Поэтому официальной датой откры гия нового космического объекта считается 11 сентября 1974 года, Спутник был назван и честь Леды, возлюбленной Зепса из греческой мифологии.

Коваль предложил название, которое Международный астрономический союз официально утвердил в 1975 году.

Источник: https://symvolik.ru/sputniki?start=1

Ссылка на основную публикацию