в ожидании полета человека – Наука
Новый шаг человека в дальний космос связан и с шагом в пилотируемой космонавтике — освоением принципиально нового типа орбит. Для полетов людей эти орбиты никогда не использовались. Но они оказались наиболее подходящими для одновременного решения целого ряда ключевых задач. И полет человека по ним готовится сегодня практически.
Ракета-носитель SLS с кораблем «Орион» за несколько минут до первого запуска к Луне. 16 ноября 2022 года
Фото: NASA / Bill Ingalls
Ракета-носитель SLS с кораблем «Орион» за несколько минут до первого запуска к Луне. 16 ноября 2022 года
Фото: NASA / Bill Ingalls
Гравитация планеты изгибает своим полем путь объекта, пролетающего рядом мимо нее. Эту кривую Иоганн Кеплер назвал орбитой (от латинского слова orbita — «колея», «путь»). Поле тяготения — это распределенные в пространстве вокруг планеты гравитационные ускорения, направленные к центру поля, растущие ближе к нему и слабеющие с удалением.
Основа космической баллистики
Эллипсы орбит легко вычислить; и скорость спутника в любой их точке, и его положение на орбите в момент времени. Два кеплеровых элемента орбиты (большая полуось и эксцентриситет) определяют геометрию: размер и форму. Три других (наклонение, аргумент перицентра, долгота восходящего узла) — ориентацию: положение плоскости в пространстве и эллипса на ней. И шестой (средняя аномалия) — время, хоть и в форме угла: он дает текущую спутниковую точку, место спутника на эллипсе.
Эллипсы устойчивы. Без других сил, кроме поля обращения, форма и размеры кеплерова эллипса не меняются, как и его положение в пространстве, и полет по нему. Спутник проходит за оборот все те же точки орбиты с теми же скоростями в них.
По эллипсам движутся спутники Солнца — планеты, астероиды, кометы, метеорные тела и потоки. По кеплеровым орбитам летят спутники планет в местных гравитационных полях. Человек рассчитал, а затем освоил эллиптические орбиты. Иоганн Кеплер определил эллипсы (1609), Вальтер Гоман дал переход с одного эллипса на другой (1925), Сергей Королев запустил аппарат (1957). Околоземный космос населяют более 5 тыс. искусственных спутников на эллиптических (круговых) орбитах, решая десятки тысяч задач. Их число стремительно растет. По эллипсам спутника Солнца аппараты летят, покинув Землю, в ходе перелетов к другим телам и полетным целям. Можно уверенно сказать, что кеплеровы эллипсы — основа сегодняшней орбитальной баллистики.
Вариации эллиптических кеплеровых орбит вокруг центрального тела
Удаляясь от Земли, аппарат может оказаться в гравитационно другой ситуации. Вместо одного тяготения на него существенно действуют сразу два — разных и из разных точек. Вместо гравитационной системы двух тел — одной планеты с центральным полем тяготения и аппарата — он попадает в систему трех тел: себя и двух больших масс, создающих свою гравитационную систему. Например, Солнце и Земля, Земля и Луна.
Жозеф Луи Лагранж ровно 250 лет назад в математических решениях упрощенной задачи трех тел нашел у такой системы пять особых точек, названных точками Лагранжа, или L. Их смысл — неизменность положения относительно тел. Это угловая неподвижность. У системы двух тел, Земли и аппарата, таких точек бесконечно много — вся геостационарная орбита. А в системе трех тел (двух тяготеющих и аппарата) нет такой стационарной орбиты.
Три из этих точек — L5, L4 и L3 — лежат вдали от тяжелых тел, почти на орбите меньшего тела (но не близко к нему). Точка L3 системы Солнце—Земля расположена напротив Земли за Солнцем. Точки L4 и L5 отходят от нее вправо и влево на треть орбиты Земли. Они лежат вблизи орбиты, в 150 млн км от Солнца и Земли, образуя с ними равнобедренный треугольник. Первые точки, L1 и L2, лежат близко к меньшему телу — они ценнее практически. Далее мы будем говорить именно об этих двух точках Лагранжа.
В системе Солнце—Земля L1 лежит в 1,5 млн км от Земли прямо к Солнцу. Это 1% расстояния от Земли до Солнца. Ближе к Солнцу — там на 2% сильнее ускорение тяготения Солнца, и тела бегут быстрее, чем на земной орбите. Но в L1 Земля тоже тянет к себе, вверх, уменьшая действие солнечной хватки ровно на те же 2%.
Итоговое гравитационное ускорение здесь выходит как на орбите Земли. Тогда будет и такое же обращение — тело в L1 идет синхронно с Землей, весь год неподвижно для Земли.
Схема: wikipedia.org
В обратном Солнцу направлении, в 1,5 млн км от Земли лежит точка L2. Здесь гравитация Солнца слабее, чем на орбите Земли, на те же 2%. А родная планета добавляет ровно столько же своей гравитации. В итоге тяготение в L2 такое же, как на земной орбите, а значит, и период обращения — ровно год, и неподвижность относительно Земли.
В точки L системы Солнце—Земля запущены аппараты. Ближе к Солнцу в L1 разместились солнечные обсерватории SOHO, ASE, DISCOVER, исследовательские WIND и Genesis. В точку L2 дальше от Солнца отправлены телескопы Gaia, «Гершель», «Планк», знаменитый «Джеймс Уэбб», российский «Спектр-РГ» и другие аппараты.
У точек L1 и L2 (и у L3 тоже) есть еще особенность: пребывание в них неустойчиво.
При мелком сдвиге из этих точек нет автоматической силы, возвращающей обратно. Наоборот, объект будет медленно удаляться. Поэтому ни один аппарат не находится точно в точках Лагранжа. Ведь в реальности и сами точки немного сдвигаются за один оборот Земли. Орбита Земли не круговая, а эллиптическая. Расстояние до Солнца «гуляет» за год на 5 млн км (или 3,3%, не так и мало!), меняя и удаление точек Лагранжа. В итоге аппараты не стоят в самих L, а движутся вокруг. Причем особым образом.
Система координат с неподвижными точками L вместе с Землей вращается вокруг Солнца. Это рождает в ней две силы инерционной природы — центробежную и силу Кориолиса. Они добавляются к тяготениям тел во всем пространстве. Силовой квартет тянет и аппарат, летящий около точки Лагранжа. В ряде сочетаний скорости, направления и положения аппарата четверка сил гнет его путь в петлю вокруг точки Лагранжа. Она может менять форму, ложась в пространстве с каждым оборотом иначе, оставаясь в окрестностях точки L. Аппарат чертит вокруг L кривую — орбиту.
Медленное танго гала-орбиты
Гало-орбиты космических телескопов в окрестностях точки L2 системы Солнце—Луна: голубого цвета — «Джеймс Уэбб», желтого — Gaia
Фото: ESA / Gaia / DPAC
Гало-орбиты космических телескопов в окрестностях точки L2 системы Солнце—Луна: голубого цвета — «Джеймс Уэбб», желтого — Gaia
Фото: ESA / Gaia / DPAC
«Кривулины» вокруг точки Лагранжа отличаются от эллипсов всем. Часто не полностью замкнутые, они ложатся в пространство со смещением и изменением формы. Трехмерные, они не лежат в строгой плоскости, напоминая кривое велосипедное колесо. Движутся по ним не вокруг центра гравитационного поля, как на эллипсе. И нет простой формулы, которая задаст их с абсолютной точностью эллипса.
Другая и ориентация этих петель в пространстве. Представьте себе гигантский зонт с ручкой длиной 1,5 млн км, который держит Земля, направив верхушкой на Солнце.
Скорость аппарата здесь невелика, а в размерах кривой не удивит миллион километров. Например, аппарат Genesis сделал четыре оборота вокруг точки L1 системы Солнце—Земля за три года. Наибольший размер петель достигал 1,7 млн км. Скорость полета — примерно 200 м/с — скорее авиационная, чем космическая. Так идет транспортный Ил-76 с полной загрузкой; на пассажирском авиалайнере вы летите чуть быстрее. В то же время аппараты на гало-орбитах летят синхронно с Землей вокруг Солнца по околосолнечным орбитам. Скорость полета по ним близка к 30 км/с — орбитальной скорости Земли. А путь аппаратов по гало-орбитам видится с Земли как полет относительно планеты.
Расположение точек Лагранжа L системы Земля—Луна
Схема: www.epizodsspace.airbase.ru
Роднит гало-орбиты с эллипсами множественность: их можно построить бесконечно много вокруг и центра поля, и точки Лагранжа. Меняя мелким шагом параметры движения, можно получить плотное семейство таких орбит, ореолом окружающих точку Лагранжа, как яркий круг метеорологического гало вокруг Солнца на высокослоистых облаках. Их так и назвали — гало-орбиты (от древнегреческого «галос» — «круг»).
Именно по гало-орбитам движутся космические аппараты, находящиеся, как пишут про них, в точках Лагранжа. При детальном взгляде гало-орбиты оказываются разных типов. Существенно меняющие форму гало-орбиты описывают непериодические фигуры Лиссажу и поэтому называются орбитами Лиссажу. При малых изменениях формы, близкой к круговой/эллиптической, это периодические гало-орбиты. Есть плоские орбиты Ляпунова, лежащие вокруг точек Лагранжа в орбитальной плоскости двух тяжелых тел, в отличие от остальных гало-орбит.
Из-за тяготения планет движение аппаратов по гало-орбитам нужно время от времени подправлять работой реактивных двигателей. Коррекции невелики; для аппаратов ACE, SOHO и WIND в точке L1 системы Солнце—Земля за год нужно изменение скорости в 1–2 м/с. Телескоп «Джеймс Уэбб» — в противоположной точке L2 — требует годового изменения скорости 2,5 м/с. Это очень немного. Для поддержания геостационарного спутника только для коррекции плоскости его орбиты (уходящей от экваториальной на 0,85° в год из-за гравитации Солнца и Луны) нужно порядка 45 м/с в год, в 18 раз больше, чем для «Джеймса Уэбба».
Человек никогда не бывал на гало-орбите. Это далеко и сложно в сравнении с кеплеровыми эллипсами, по которым выполняются и поныне все пилотируемые полеты.
Семейство дальних ретроградных орбит вокруг точек Лагранжа L1 и L2 системы Земля—Луна
Ворота в дальний космос
Но в скором времени ситуация может измениться — по крайней мере, так планируется в американской программе возвращения людей на Луну Artemis («Артемида»).
Высадка у полюса Луны и создание обитаемой базы предваряется другой базой, первой — на орбите возле Луны. Она станет промежуточной площадкой для экипажей высадки. С Земли они прибудут на орбитальную станцию Lunar Gateway («Ворота», «Шлюз») и уже с нее отправятся на Луну. Возвращение с Луны на Землю тоже через «Шлюз». Орбитальная станция будет и центром связи Земля—Луна, и научной станцией, и лабораторией новых технологий, и запасной площадкой в случае критических проблем на лунной базе. База орбитальной поддержки лунного форпоста.
Выбор орбиты для Gateway — вопрос первостепенной важности. Это баллистическое обеспечение задач, дающее эффективность всей программы «Артемида» сразу по нескольким направлениям. Для непрерывной связи с Землей станция должна видеть ее всегда, не заслоняясь диском Луны. Для перехода на орбиту станции с орбит прибытия от Земли и Луны и схода с нее хорошо уменьшить необходимое изменение скорости. Изменить ее нужно для «переключения», перехода, перевода с орбиты на орбиту, из состояния одного движения в состояние другого движения.
Это работа двигателей и расход топлива. Минимум расхода нужно и для поддержки орбиты, компенсации разных возмущений, изменяющих путь станции.
Выбирать пришлось из многих орбит. Кандидатами шли четыре типа кеплеровых окололунных орбит. Две круговые: низкая полярная с высотой около 100 км и средневысотные варианты от 3000 до 5000 км с высокоширотным наклонением 75°. И две вытянутые эллиптические орбиты: с высотой нижней (периселений) и верхней (апоселений) 880–8800 км и среднеширотным наклонением 40° и экваториальная с высотой 100–10000 км.
Кеплеровы орбиты оказались не лучшим выбором. Их достоинство — близость к Луне (в нижней точке) и доступность поверхности при перелете со станции на лунную базу. Обратной стороной медали вышли большие затраты скорости (и топлива) для выхода на них при полете с Земли и отправка с них на Землю. Кроме того, близкая к Луне станция периодически заслоняется Луной с потерей связи с Землей. И еще добавочно разогревается отраженным от близкой Луны солнечным теплом, требуя бортовых решений (со своей массой и расходом энергии).
Поэтому выбор расширили до гало-орбит вокруг точек L1 и L2 гравитационной системы Земля—Луна. Неплохо «смотрелись» по ключевым факторам гало-орбиты вокруг точки L2, лежащей за Луной в 64000 км от ее центра. Был рассчитан плотный ряд классических гало-орбит с удалением точки L2 от 0 до 60000 км разного размера, наклонения (с ростом размера будет меняться и наклонение к плоскости орбиты Луны) и формы. Их главным минусом стала удаленность от Луны и энергозатраты при высадке на нее.
Этот же недостаток у дальних ретроградных гало-орбит. Они лежат в плоскости лунной орбиты (и тем самым в экваториальной плоскости Луны), обходя обе точки L1 и L2. Поэтому вариант ретроградной орбиты найден на удалении 70000 км от Луны. Станция летит напротив обращению Луны вокруг Земли, это называется ретроградно. Минусы те же, что и у гало-орбиты возле одной L: далеко до Луны плюс затраты перехода на полярную орбиту высадки.
В ходе поиска обсчитывались варианты гало-орбит, проходящих ближе к Луне.
И такие варианты возможны. Семейство гало-орбит начинается с устойчивых плоских ляпуновских орбит в форме боба, лежащих в плоскости лунной орбиты. С изменением параметров гало-орбиты двумя симметричными группами отходят в пространстве от плоскости орбиты Луны в районе точек L1 и L2 к югу и северу, постепенно разворачиваясь своей плоскостью и смещаясь одним краем в сторону Луны. В этом нет нарушений физики, ведь точка Лагранжа — не центр гравитационного поля, формирующего орбиту, и это не кеплерова орбита. Отходя от L и приближаясь к Луне, расчетные гало-орбиты меняют форму, становясь все более растянутыми. Среди них и выбрали наиболее подходящую по комплексу баллистических решений. Расчеты привели к очень вытянутой гало-орбите точки L2, одним «концом» огибающей Луну всего лишь в 1500 км от ее поверхности.
Длинная тропа орбитальной базы
Гало-орбита NRHO
Схема: NASA
Орбиту из-за особенностей формы назвали Near Rectilinear Halo Orbit (NRHO) — «почти прямолинейная гало-орбита».
Точная форма NRHO отличается от такого же размерами сильно вытянутого кеплерова эллипса большей прямизной ее длинных сторон и большей кривизной на концах. Она словно стремится к очень длинному узкому прямоугольнику с ровными сторонами, к длинной полоске, в реальности имея сглаженные углы и кривизну сторон. Почти полярная, она в ближней к Луне точке проходит рядом с ее северным полюсом на высоте 1500–1600 км, делая легким переход на полярную орбиту прилунения (на базе на другом полюсе Луны). Своей дальней точкой она уходит на 70000 км от Луны над южным полюсом, располагая свою плоскость поперек лунной орбиты и линии Земля—Луна. Это баллистически обеспечивает видимость Земли во всех точках орбиты, а значит, прямую непрерывную связь.
Быстро огибая северный полюс Луны, станция поднимется над южным полушарием и уйдет по «почти прямой» высоко вверх над полюсом, у которого планируются высадки людей и база. Она проведет над ним основную часть своего периода обращения в семь дней, в прямой видимости с места высадки, и ответно наблюдая его.
Такой период накладывает ограничение по времени баллистического доступа к Луне: спуск на нее, как и взлет оттуда на NRHO, возможен из зоны наибольшего сближения раз в семь дней.
NRHO весьма похожа на высокоэллиптическую окололунную орбиту. Почему бы не взять такого же размера окололунный кеплеров эллипс? Между ними при схожести формы есть принципиальное отличие. Кеплеровы орбиты сохраняют неизменной свою плоскость относительно звезд и небесной сферы (хотя и отклоняются со временем другими силами: тяготением Солнца, планет и лунных гравитационных аномалий). Спутник в центральном поле тяготения как гироскоп: раскрутили — и держит плоскость вращения. Поэтому через часть оборота Луны кеплеровы орбиты будут видны с Земли «с ребра». Что означает заходы станции за диск Луны и потерю прямой связи с Землей.
Варианты гало-орбит системы Земля—Луна и их пространственное расположение: L1N NRHO — орбита NRHO от точки Лагранжа L1, располагающаяся в основном в северной части окололунного пространства; L2S NRHO — орбита NRHO от точки Лагранжа L2, расположенная в основном в южной части пространства; FLAT L2 HALO — плоская устойчивая ляпуновская гало-орбита вокруг точки L2, лежащая в плоскости орбиты Луны; 70k DRO — дальняя ретроградная гало-орбита на расстоянии 70000 км от Луны, лежащая в плоскости орбиты Луны
Схема: NASA
А задать нужную прецессию (поворот) плоскости окололунной орбиты для поддержания ориентации орбиты к Земле не получается.
Луна не так сплюснута на полюсах и растянута экватором, как Земля. Гравитационное поле круглой Луны более сферическое, поэтому не создает нужной скорости прецессии плоскости орбиты подобно «мощной» прецессии возле экваториально растянутой Земли в ее сплюснутом поле. Такая несферичность поля медленно вращает плоскости орбит в нем, понемногу за каждый оборот спутника. У Луны сплюснутость поля мала, она не разгонит прецессию до полного оборота плоскости орбиты за месяц (синхронно обороту Луны вокруг Земли).
Гало-орбита строится в системе Земля—Луна, поворачиваясь в пространстве синхронно с оборотом Луны вокруг Земли. Поэтому NRHO, в отличие от кеплеровых орбит, неизменно ориентирована к линии Земля—Луна — перпендикулярно, значит, всегда перпендикулярно, всегда в прямой видимости с Земли. Не строго перпендикулярно: сложные кривые, флуктуации, биения, эллиптическое «дыхание» гравитационной системы (колебание ее размера), кривые поверхности. Разумеется, в системе координат, где Луна чертит орбиту вокруг Земли, станция Gateway тоже будет описывать сложную кривую вокруг Земли, подобно наброшенной на орбиту Луны витой, обвисающей местами проволоке.
Впрочем, так для всех спутников Луны, на любых окололунных орбитах.
NRHO близка к стабильным орбитам и почти устойчива. Что значит «почти»? Менее стабильные орбиты, если пропущен маневр удержания на орбите или возникло (накопилось) возмущение, станция покинет за несколько недель или быстрее. На NRHO пропуск маневра или возмущение влияют на станцию не так сильно и не так быстро, больше запас времени для коррекции.
NRHO удобна для прибытия с Земли и отлета на Землю. Ракета SLS выводит корабль Orion на траекторию полета в окрестности Луны. Для перехода с нее на нужную окололунную орбиту Orion должен сделать орбитальные маневры двигательной установкой, приводящие к изменению его скорости. Поэтому ограничивающим фактором выступает топливная загрузка «Ориона», обеспечивающая суммарное изменение скорости (за все маневры) 1250 м/с. Это затрудняет доступ к низким лунным орбитам, требующим большого изменения скорости для прилета и отлета на Землю. К тому же они не всегда доступны — иногда занимают неудобные положения для перехода на них с прилетной траектории.
Это свело выбор к гало-орбитам: обычная гало-орбита вокруг L1 или L2 (суммарное изменение скорости аппарата — прибытие + покидание орбиты — лежит в пределах 637–811 м/с), почти прямолинейная гало-орбита NRHO (изменение скорости 751–840 м/с) и дальняя ретроградная гало-орбита (изменение скорости — 841–957 м/с). Из которых близость к Луне обеспечила только NRHO, в итоге одобренная по совокупности параметров для орбитальной окололунной станции Gateway. Первые два ее модуля, служебный и жилой, планируется запустить на NRHO в 2024 году.
Проверка на орбите
Космический аппарат CAPSTONE
Фото: NASA / Advanced Space
Космический аппарат CAPSTONE
Фото: NASA / Advanced Space
Столь серьезные баллистические решения для долгих полетов экипажей вдали от Земли нужно сначала проверить опытом. Эту задачу выполняет сейчас аппарат CAPSTONE (Cislunar Autonomous Positioning System Technology Operations and Navigation Experiment).
Он запущен 28 июня 2022 года новейшей легкой ракетой Electron компании Rocket Lab со стартовой площадки полуострова Махия в Новой Зеландии. С небольшой массой в 25 кг CAPSTONE стал первым спутником, работающим на NRHO. В течение полугода он проверит стабильность орбиты, на которую прибыл 14 ноября. Высота ее нижней точки — 1600 км над северным полюсом Луны, верхней — 70000 км над южным полюсом; орбита полярная (наклонение 90°).
А 16 ноября NASA наконец запустило с площадки 39B Космического центра имени Кеннеди во Флориде сверхтяжелую ракету SLS (Space Launch System) с пилотируемым кораблем Orion (пока с экипажем манекенов) в рамках лунной миссии Artemis 1. Запуск стал не только стартом реальных полетов программы «Артемида». Через девять дней полета «Орион» провел маневр выхода на дальнюю ретроградную орбиту вокруг Луны — гало-орбиту. Впервые аппарат для пилотируемых полетов вышел на гало-орбиту. На ней он прошел за неделю пол-оборота и покинул 105-секундным запуском двигателя. 11 декабря «Орион» успешно вернулся на Землю с опытом полета по окололунной гало-орбите (хотя и не по NRHO, а по дальней ретроградной).
В дальнейшем «Орион» будет летать на NRHO, доставляя экипажи на станцию Gateway и обратно с NRHO на Землю.
Уже два космических аппарата осваивают в реальных полетах окололунные гало-орбиты для пилотируемых миссий. В случае успеха люди вскоре впервые полетят по гало-орбитам, выйдя за рамки системы двух тел. Насколько это существенно? Гало-орбиты имеют еще ряд плюсов, рассмотреть которые не позволяет объем статьи. Освоение новых баллистических путей всегда интересно; это движение вперед, выход человека в новый формат гравитационных систем и орбит в них. Какие практические возможности откроются перед человечеством — покажут дальнейшие шаги и грядущие полеты по новым орбитам.
Николай Цыгикало
3DNews Технологии и рынок IT. Новости космос Orion вышел на ретроградную орбиту Луны … Самое интересное в обзорах 26. Несколько часов назад космический корабль Orion в рамках миссии Artemis I совершил манёвр и вышел на так называемую дальнюю ретроградную орбиту вокруг Луны (DRO). Капсула без экипажа поднялась на высоту 54 тыс. км над поверхностью нашего естественного спутника. Тем самым Orion сегодня установил рекорд для кораблей, способных перевозить людей, по наиболее удалённому расстоянию от Земли. Правда, сделал он это без экипажа, но всё ещё впереди. Источник изображения: NASA Дальняя ретроградная орбита — это стабильная орбита за пределами точек Лагранжа устойчивой гравитационной системы Земля-Луна. Эту стабильность обеспечивает гравитационный баланс между нашей планетой, Луной и точками Лагранжа L1 и L2. Космический корабль впервые в истории земной космонавтики использовал эту орбиту. Для выхода на новый курс потребовалась работа двигателей корабля в течение 88 с. За всю следующую неделю «Орион» преодолеет только половину новой орбиты, настолько она длинная. Успех всего мероприятия обеспечит почву для миссии Artemis II в 2024 году, в ходе которой сегодняшний маршрут беспилотного «Ориона» повторит капсула с астронавтами. В 2026 году может состояться миссия Artemis III, в ходе которой будет сделана попытка седьмой высадки человека на Луну. Источник: Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER. Материалы по теме Постоянный URL: https://3dnews.ru/1077961/kosmicheskiy-korabl-orion-otoshyol-ot-zemli-na-rekordnoe-rasstoyanie-dlya-pilotiruemoy-kapsuli Рубрики: Новости Hardware, космос, Теги: artemis, orion, nasa, луна, космический корабль ← В прошлое В будущее → |
11.2022 [10:31],
Геннадий Детинич
Но всю её проходить не будет. На заданном участке корабль совершит новый гравитационный манёвр и пойдёт на снижение, чтобы гравитация Луны бросила его назад к Земле. Согласно расчётам, приводнение корабля в Тихом океане ожидается 11 декабря. При входе в атмосферу корабль испытает усиленный тепловой экран, который не использовался со времён миссий «Аполлон». После облёта Луны Orion войдёт в атмосферу на более высокой скорости, чем при обычном снижении с орбиты, поэтому тепловая нагрузка на корабль будет намного-намного выше.
орбита
Орбита – это регулярный повторяющийся путь, по которому один объект движется вокруг другого объекта или центра тяжести. Орбитальные объекты, называемые спутниками, включают в себя планеты, луны, астероиды и искусственные устройства.
Объекты вращаются вокруг друг друга из-за гравитации. Гравитация — это сила, которая существует между любыми двумя объектами, имеющими массу. Каждый объект, от мельчайшей субатомной частицы до самой большой звезды, имеет массу. Чем массивнее объект, тем сильнее его гравитационное притяжение.
Гравитационное притяжение — это сила, с которой один объект действует на другой объект.
Солнце — самый массивный объект в нашей Солнечной системе. Все остальные объекты Солнечной системы подвержены гравитационному притяжению Солнца.
Многие спутники вращаются по орбитальным плоскостям. Орбитальная плоскость представляет собой плоское дискообразное пространство, соединяющее центр объекта, находящегося на орбите, с центром объектов, находящихся на орбите. Поскольку все планеты в нашей Солнечной системе имеют одинаковую орбитальную плоскость, планеты не пересекаются друг с другом.
Все планеты в нашей Солнечной системе выстраиваются относительно друг друга в одной общей орбитальной плоскости. Однако иногда орбитальные пути других объектов Солнечной системы пересекаются, и объекты могут столкнуться. Комета Темпеля-Туттля, например, проходит по орбите Земли. Обломки хвоста этой кометы проходят через атмосферу Земли в виде метеоров или падающих звезд каждый год в определенное время.
Обломки с орбиты кометы называют метеорным потоком Леониды.
Время, необходимое объекту для обращения вокруг другого объекта, называется периодом обращения. Земля завершает свой орбитальный период вокруг Солнца каждые 365 дней. Чем дальше планета от Солнца, тем больше период ее обращения. Планете Нептун, например, требуется почти 165 лет, чтобы совершить оборот вокруг Солнца.
Каждая орбита имеет свой собственный эксцентриситет. Эксцентриситет — это величина, на которую траектория орбиты отличается от идеального круга. У идеального круга эксцентриситет равен нулю. Эксцентриситет Земли составляет 0,017. Меркурий имеет самый большой эксцентриситет среди всех планет Солнечной системы — 0,206.
Типы орбит
Луны вращаются вокруг планет, а планеты вращаются вокруг Солнца. Вся наша солнечная система вращается вокруг черной дыры в центре нашей галактики, Млечного Пути. Существует три основных типа орбит: галактоцентрические орбиты, гелиоцентрические орбиты и геоцентрические орбиты.
Объекты с геоцентрическими орбитами имеют свои типы.
Галактоцентрическая орбита — это орбита, огибающая центр галактики. Наша Солнечная система движется по такой орбите вокруг Млечного Пути.
Гелиоцентрическая орбита вращается вокруг Солнца. Все планеты в нашей Солнечной системе, а также все астероиды в Поясе астероидов и все кометы следуют такой орбите. Орбита каждой планеты регулярна: они следуют определенным путям, и им требуется определенное время, чтобы совершить один полный оборот. Планета Меркурий проходит свою короткую гелиоцентрическую орбиту каждые 88 дней. Комете Кохоутека может потребоваться 100 000 лет, чтобы завершить свою длинную гелиоцентрическую орбиту.
Геоцентрическая орбита вращается вокруг Земли. Наша Луна движется по геоцентрической орбите, как и большинство искусственных спутников. Луна — единственный естественный спутник Земли. Луне требуется около 27 дней, чтобы завершить свой орбитальный период вокруг Земли. Существует три основных типа геоцентрических орбит: низкая околоземная орбита (НОО), средняя околоземная орбита (СОО) и геостационарная орбита.
Низкая околоземная орбита находится на высоте от 160 километров (100 миль) до 2000 километров (1240 миль) над поверхностью Земли. Большинство искусственных спутников с человеческим экипажем находится на низкой околоземной орбите. Период обращения объектов на НОО составляет около 90 минут.
Средняя околоземная орбита находится на высоте от 2 000 километров (1 243 мили) до 36 000 километров (23 000 миль) над поверхностью Земли. Спутники на СОО подвергаются большему риску повреждения, потому что они подвергаются мощному солнечному излучению. Спутники на СОО включают глобальную систему позиционирования (GPS) и спутники связи. Спутники MEO могут облетать Землю примерно за два часа.
Спутники на геостационарной орбите вращаются вокруг Земли прямо над экватором. Эти спутники имеют геосинхронные орбиты или движутся с одинаковым вращением Земли. Следовательно, период обращения геосинхронных спутников составляет 24 часа.
Геостационарные спутники полезны, потому что они появляются в виде фиксированной точки на небе.
Антенны, направленные в сторону геостационарного спутника, будут иметь четкий сигнал, если только объекты в атмосфере (например, грозовые облака) между Землей и спутником не мешают. Большинство метеорологических спутников являются геостационарными и обеспечивают изображения атмосферы Земли.
Спутниковые орбиты
Искусственные спутники отправляются на орбиту Земли для сбора информации, которую мы можем собрать только из атмосферы. Первый спутник Sputnik был запущен Советским Союзом в 1957 году. Сегодня тысячи спутников вращаются вокруг Земли. Метеорологические спутники предоставляют изображения погодных условий для изучения метеорологами. Спутники связи соединяют пользователей сотовых телефонов и приемники GPS. Военные спутники отслеживают передвижение оружия и войск из разных стран.
Иногда на искусственных спутниках есть люди. Самый известный искусственный спутник — Международная космическая станция (МКС). Астронавты со всего мира остаются на МКС месяцами, пока она вращается вокруг Земли.
Астрономы и наблюдатели за звездами могут видеть МКС и другие спутники на их орбитах через телескопы и даже мощные бинокли.
Не все искусственные спутники вращаются вокруг Земли. Некоторые вращаются вокруг других планет. Миссия Кассини-Гюйгенс, например, изучает планету Сатурн. В проекте есть космический корабль «Кассини» на орбите вокруг Сатурна.
Вывести спутники на орбиту сложно и дорого. Немногие правительства могут позволить себе большие космические программы. Искусственные спутники из Соединенных Штатов отправляются на орбиту Национальным управлением по аэронавтике и исследованию космического пространства, или НАСА. Европейское космическое агентство (ESA) отправляет спутники из стран Европейского Союза. Федеральное космическое агентство России (Роскосмос), Японское космическое агентство (JSA) и Иранское космическое агентство (ISA) успешно вывели спутники на орбиту.
Спутники выводятся на орбиту с космодромов, специально сконструированных для этой цели. Космодром Байконур в Казахстане и Космический центр Кеннеди в американском штате Флорида являются хорошо известными космодромами.
Быстрый факт
Орбита Кларка
Идея геостационарной орбиты была изложена в статье 1945 года ученого и писателя-фантаста Артура Кларка. По этой причине геостационарную орбиту иногда называют «орбитой Кларка».
Краткие сведения
Край орбиты
«Вояджер-2» — космический корабль, запущенный Соединенными Штатами в 1977 году. 7. «Вояджер-2» находится почти за пределами орбиты Солнца.
Краткий факт
Плутон
Плутон, карликовая планета на краю нашей Солнечной системы, движется по странной орбите вокруг Солнца. Эксцентриситет Плутона также намного выше, чем у любой планеты Солнечной системы, и составляет 0,249. Отчасти поэтому Плутон, официальный статус планеты до 2006 года, был понижен до карликовой планеты.
Краткий факт
Космический мусор
На орбите Земли больше кусков космического мусора, чем полезных спутников. Космический мусор — это материалы со спутников, ракет или других космических аппаратов, которые больше не работают.
Аудио и видео
НАСА: Мюзикл космической школы — Орбитальная механика
National Geographic Science: Orbital Objects
Веб-сайт
НАСА: Mars Reconnaissance Orbiter National Geographic Science: Moons — Orbital PartnersNASA: Near Программа «Объект Земли» — диаграммы орбит
20 самых удивительных спутников Солнечной системы
В настоящее время в нашей Солнечной системе насчитывается 174 названных спутника, вращающихся вокруг шести самых удаленных планет, и каждый день открываются и обсуждаются новые. Некоторые более увлекательны, чем другие, будь то их ландшафты, особенности, орбиты или окружающая среда — поэтому мы составили наш топ-20 самых интересных спутников, потому что, ну, почему бы и нет…
1
Дактиль — Альтернативная Луна
Дактиль © NASA/JPL/USGS
Орбиты : Астероид 243 Ида
Открыт в 1995 году зондом Галилео. Луна меньше мили в диаметре и является естественный спутник астероида Ида, астероид Коронис, расположенный в поясе между Марсом и Юпитером.
До этого у ученых не было доказательств того, что у астероидов могут быть спутники, но с момента его открытия было обнаружено, что вокруг них вращаются еще 24 астероида.
Происхождение неортодоксальной луны обсуждается и может быть связано либо с самим астероидом, либо с захваченным объектом.
2
Харон — другая половина Плутона
Харон © NASA/Лаборатория прикладной физики Университета Джонса Хопкинса/Юго-западный исследовательский институт
Орбиты : Плутон
бывшая планета, но интересная луна все таки!
В два раза меньше Плутона, пара часто упоминается как система двойных карликовых планет, особенно потому, что они вращаются вокруг центральной точки в космосе, в отличие от Плутона, являющегося центром орбиты.
Луна была обнаружена, когда космический телескоп Хаббл сделал снимки Плутона, который выглядит более вытянутым, чем его обычная сферическая форма.
Его название происходит от мифологического перевозчика, который перевозил души в царство мертвых, требуя монету, чтобы мертвые могли отправиться в подземный мир.
Космический корабль «Новые горизонты» символически нес четверть штата Флорида, чтобы заплатить паромщику, когда он пролетел мимо Харона и Плутона в 2015 году.
3
Атлас — НЛО
Atlas © NASA/JPL-Caltech/Институт космических наук
Орбиты : Сатурн
Подобно Пану, другому внутреннему спутнику Сатурна, Атлас имеет экваториальный гребень, придающий спутнику характерную форму летающей тарелки. Небольшая луна Атлас со средним радиусом 15 км была открыта в 1980 году с использованием изображений, полученных зондом «Вояджер-1» во время его пролета мимо Сатурна.
Больше похожего на это
Его близость к Сатурну означает, что он совершает один оборот вокруг своей родной планеты всего за 14,4 часа.
Послушайте подкаст Science Focus Podcast :- Что NASA InSight расскажет нам о Марсе – Брюс Банердт
- Самые загадочные объекты во Вселенной — Колин Стюарт
4
Гиперион — космическая губка
Гиперион © НАСА/Лаборатория реактивного движения/Институт космических наук
Орбиты : Сатурн
Гиперион — луна неправильной формы, поскольку она не сферическая и, вероятно, является фрагментом из гораздо более крупная древняя луна, разрушенная в результате удара в ранней Солнечной системе.
Луна имеет очень низкую плотность, почти в два раза меньше плотности воды, и наряду с ее покрытой глубокими кратерами поверхностью придает Гипериону пористый губчатый вид. Кратеры остаются, поскольку это один из самых удаленных спутников Сатурна, почти не испытывающий приливных сил, которые медленно заполняли бы эти глубоко вырытые ударные кратеры.
5
Мимас — это не Луна…
Мимас © NASA/JPL/Институт космических наук вымышленная космическая станция во многом виновата гигантского ударного кратера, покрывающего треть его диаметра.
Кратер размером 130 км в поперечнике с 5-километровыми окружающими стенами известен как кратер Гершеля в честь Уильяма Гершеля, который заметил Луну в 1789 году. Тело, ударившее Луну, почти разорвало ее на части, о чем свидетельствуют трещины на противоположной стороне. лицо Мимаса. Луна усеяна кратерами, что свидетельствует об отсутствии пополнения поверхности, несмотря на ее непосредственную близость к Сатурну и эллиптическую орбиту, которая должна обеспечивать достаточное количество тепла за счет гравитационной приливной активности.
Мимас также находится в приливно-отливной зоне, одной и той же стороной к Сатурну на протяжении всей своей 22,5-часовой орбиты вокруг планеты. Мимас также нарушает орбиты гораздо меньших спутников и ускоряется при прохождении больших спутников Энцелада и Дионы.
О, и если вы еще не поняли, луна выглядит как Звезда Смерти из «Звездных войн».
Подробнее:- Что, если бы у Земли было две луны?
- Могут ли луны иметь луны?
6
Япет — История о двух лицах
Япет © NASA/JPL/Институт космических наук к планете всегда обращена одна и та же сторона), несмотря расстояние от своей материнской планеты. Это затрудняло обнаружение Япета, поскольку он таинственным образом становился все ярче и слабее по мере того, как завершал свою орбиту вокруг Сатурна. В 1671 году Кассини заметил эту разницу и правильно предсказал, что у Луны два лица, одно яркое, а другое невероятно темное.
Существует несколько объяснений темной стороны Луны, включая вулканические извержения углеводородов, потемневших в результате химических реакций, инициированных солнечным излучением, или то, что Луна собирает частицы с ближайшей темной луны, Фиби.
Наиболее вероятный ответственный процесс был постулирован после пролета зонда «Кассини» в 2007 году, тепловая сегрегация, когда более темные частицы поглощают больше солнечного тепла, поэтому любые более яркие летучие вещества в этой области сублимируются и перемещаются в более холодную и яркую сторону. а темная сторона становится еще темнее.
Луна инь и ян также имеет экваториальный гребень, возвышающийся на 13 км над поверхностью, как грецкий орех.
7
Пан — Кольцо Скульптор
Пан © NASA/JPL-Caltech/Институт космических наук
Орбиты : Сатурн
Этот маленький спутник был впервые обнаружен зондом «Вояджер-2» в 1999 году. 0 после захвата изображения самые внутренние кольца с крошечным пятнышком Пана (диаметром 14 км) в промежутке Энке шириной 325 км.
Луна в форме блюдца влияет на частицы в системе колец, создавая изломы, известные как следы. Когда быстро движущиеся частицы проходят мимо Пана, Луна дает им гравитационный «толчок», и они собираются вместе, образуя волны, которые могут распространяться на многие сотни миль в кольца.
8
Нереида — Странник
Нереида © NASA/JPL
Орбиты : Нептун
Нереида Нептуна обладает самой эксцентричной орбитой среди всех спутников Солнечной системы. совершая оборот вокруг планеты за 360 земных дней. Как один из самых удаленных спутников, Нереида может находиться на расстоянии от 841 100 км до 5 980 200 км во время своей чрезвычайно вытянутой эллиптической орбиты.
Эта странная орбита натолкнула астрономов на мысль, что Луна является захваченным объектом из пояса Койпера, области ледяных тел за пределами Нептуна, начиная от объектов размером с триллион комет и заканчивая объектами диаметром более 100 км (включая Плутон).
9
Каллисто — подушечка для булавок Солнечной системы
Каллисто © NASA/JPL/DLR
Орбиты : Юпитер
1610 Галилей, Каллисто предоставил понимание работы Солнечной системы и того, как Солнце находится в ее центре, а не Земля.
Это самый дальний спутник Юпитера, который постоянно подвергается ударам астероидов, что делает его самым покрытым кратерами телом в нашей Солнечной системе.
Из-за отсутствия геологической активности Луна не может пополнить свою поверхность, на ней видны кратеры возрастом 4 миллиарда лет, что делает Каллисто древнейшим ландшафтом Солнечной системы.
10
Фобос – на пути к неприятностям
Фобос © NASA/JPL-Caltech/Институт космических наук неправильный, несферический размером 27х22х18 км. Луна вращается так близко к своей родительской планете, что совершает три оборота за один день!
Его наиболее заметной особенностью является кратер Стикни диаметром 9,7 км, оставшийся после удара, который чуть не разрушил луну. Постоянная бомбардировка метеорами оставила поверхность покрытой мелкой пылью.
На первый взгляд Фобос кажется неинтересным объектом в небе над Марсом, но его ждет катастрофическое будущее, и именно эта возможная гибель помещает Фобос в наш список 20 самых интересных спутников.
Луна постепенно приближается к Красной планете со скоростью 1,8 м каждые сто лет, и в конечном итоге они столкнутся через 50 миллионов лет.
В качестве альтернативы Луна будет разрушена ударами, образуя тонкое пыльное кольцо вокруг своей родительской планеты.
- Что астероиды могут рассказать нам о нашей Солнечной системе – Натали Старки
- Там кто-нибудь есть? – Майк Гарретт
11
Ганимед — царь лун
Ганимед © NASA/JPL
Орбиты : Юпитер
Луна Юпитера — самая большая в Солнечной системе, и даже больше, чем первая планета в нашей системе, Меркурий — ему определенно был бы присвоен статус планеты, если бы он вращался вокруг Солнца напрямую. Поверхность ледяной скалы имеет как кратеры и канавки, так и расплавленное ядро, что позволяет ей обладать собственной магнитосферой в пределах Юпитера.
В 1996 году телескоп Хаббл обнаружил вокруг Луны тонкую атмосферу, содержащую кислород. Однако он слишком тонкий, чтобы поддерживать жизнь — по крайней мере, насколько нам известно.
12
Миранда — Луна Франкенштейна
Миранда © NASA/JPL-Caltech
Орбиты : Уран
Маленькая луна диаметром 500 км вряд ли будет иметь какие-либо t эктонической активности, но поверхность Миранды усеяна каньоны, в 12 раз более глубокие, чем Большой Каньон Земли. Поверхность Миранды можно разделить на отдельные области с разным уровнем особенностей, от гладкой до покрытой кратерами, и она была впервые запечатлена во время пролета Урана «Вояджером-2» в 1919 году.86 — ближайший объект на траектории зонда.
Возможно, несоответствие поверхности Луны состоит в том, что Луна ранее была разрушена в результате удара в ранней системе Урана, а затем вновь объединилась из-за гравитационного притяжения крупных фрагментов.
13
Эпиметей и Янус — Близнецы
Эпиметей проходит перед Янусом © NASA/JPL/Институт космических наук луны, но эти неправильные скалистые тела изначально были объединены в одну луну в более ранней системе Сатурна, а когда были обнаружены, считались одним и тем же объектом.
Интересной особенностью этой пары является их коорбитальное состояние, поскольку они следуют по одному и тому же пути вокруг Сатурна, но один находится на 50 км дальше от планеты. Это означает, что внутренняя луна движется вокруг планеты немного быстрее и догоняет внешнюю луну каждые четыре года. В этот момент гравитационное влияние друг на друга приводит к тому, что спутники существенно меняются местами, так что внешний становится внутренним и наоборот.
Они расположены в слабом пыльном кольце Сатурна, которое, вероятно, было образовано материалом, выброшенным после падения метеорита на Янус и Эпиметей.
14
Тритон — вулканическая космическая дыня
Тритон © NASA/JPL/USGS
Орбиты : Нептун
Тритон, вероятно, является захваченным объектом пояса Койпера, удерживаемым на орбите сильной гравитацией притяжение Нептуна. Луна обладает тонкой атмосферой с обилием азота и метана, образующихся в результате вулканической активности на ее поверхности.
Когда «Вояджер-2″ прошел мимо Тритона в 1989 году, извергающиеся гейзеры были неожиданным явлением на холодной, чешуйчатой »мускусной» луне. Удивительная особенность была обнаружена на изображениях южной розовой шапки, на которых видны темные полосы, оставшиеся на поверхности от углеродистых шлейфов. Это одно из немногих вулканически активных тел в нашей Солнечной системе, несмотря на то, что оно находится на расстоянии 4,5 миллиарда километров от Солнца.
Он по-прежнему остается одним из самых холодных мест, где большая часть азота существует в виде инея, который придает поверхности Луны высокую отражающую способность.
15
Титан – местность, подходящая для Толкина
Титан © NASA/JPL/Институт космических наук наш солнечный Система. Это единственная известная луна с толстой атмосферой, достаточно плотной, чтобы твердое ядро планеты было полностью закрыто облаками азота и метана. Ультрафиолетовое излучение Солнца также инициирует реакции, происходящие между этими газами, в результате которых образуется множество различных органических молекул, присутствующих в виде следов в атмосфере Титана.
Зонд «Кассини» обнаружил озера и реки из этана и метана, которые наполняются дождями из оранжевых облаков, а также темные песчаные дюны, состоящие из зерен углеводорода. Любая вулканическая активность, скорее всего, приведет к образованию воды вместо расплавленной породы, которую мы знаем здесь, на Земле. Горы на поверхности Титана названы в честь тех, что были найдены в Средиземье Дж. Р. Р. Толкина.
Подробнее:- Почему у Сатурна есть кольца?
- Действительно ли Юпитер защищает нас от космических ударов?
16
Ио — Луна с огненным настроем
Ио © NASA/JPL/Университет Аризоны
Орбиты : Юпитер
Как самое вулканическое тело на нашей Система Ио — третий по величине спутник Юпитера. Поступление тепла вызвано его эллиптической орбитой, вынужденной следовать по этому пути более крупными спутниками Ганимедом и Европой, и тем, что одна и та же сторона Луны всегда обращена к планете. Это создает невероятные приливные силы из-за изменяющегося гравитационного притяжения на Ио, в результате чего его твердая поверхность выпячивается на целых 100 метров.
В результате недра Луны почти полностью расплавлены, а ее вулканы извергают материю на высоту до 190 миль в атмосферу, заполняя любые ударные кратеры, образуя лавовые озера и поймы из жидких камней. Ио постоянно пополняет свою поверхность, состав которой в настоящее время обсуждается между термостойким кремнием и изменяющейся по цвету серой.
17
Рея — наденьте кольцо
Рея © NASA/JPL/Институт космических наук
Орбиты : Сатурн
Пустынный пейзаж, температура в тени падает до -220 градусов по Цельсию, серые и покрытые кратерами. Ожидалось, что Рея будет просто еще одним спутником, состоящим из камня и льда, но это было до тех пор, пока не прибыли космические зонды «Вояджер» и «Кассини».
В 1980 году снимки зонда «Вояджер» показали кратеры Реи и более яркие каньоны обнаженного льда. Затем, в 2008 году, прибыл Кассини, обнаружив доказательства наличия кольцевых структур, вращающихся вокруг Реи, что впервые наблюдалось у спутника. Открытия продолжились в 2010 году, когда «Кассини» обнаружил тонкую атмосферу, содержащую кислород и углекислый газ, окружающую Луну — первый раз, когда кислород был непосредственно собран космическим зондом. Кислород возникает из-за энергичных частиц на поверхности льда, которые реагируют и разлагаются, высвобождая газ в атмосферу — процесс, который происходит, когда Рея проходит через магнитосферу Сатурна. В отдаленном будущем Реи повышенный уровень кислорода в атмосфере может привести к возникновению более сложных химических процессов на поверхности Луны.
- Лунная орбитальная платформа-шлюз: следующая космическая станция выйдет на орбиту Луны
- Кровавая луна: мифы о лунном затмении со всего мира
18
Европа — биток Солнечной системы
Европа © NASA/JPL-Caltech/Институт SETI 43 Обновлено: не планета Земля, как мы изначально заявили ), ледяной спутник Юпитера имеет много любопытных интересных особенностей, которые стимулируют планы будущих миссий космических зондов.
Почти полностью лишенная кратеров Луна, возможно, является самым гладким объектом в Солнечной системе, более гладким, чем бильярдный мяч.
Поверхность толщиной 62 мили изрезана пересекающимися красно-коричневыми отложениями неизвестного материала, что скрывает возможное присутствие океана внизу. Существование воды в сочетании с теплом и приливами, вызванными гравитационным притяжением Юпитера, натолкнуло на мысли, что эти океаны могли стать местом зарождения жизни. В 2013 году НАСА объявило, что Европа может извергать воду в космос после просмотра изображений с телескопа Хаббл. Это указывает на то, что ядро может быть геологически активным, а также иметь отверстия под водой, которые будут обеспечивать жизненно важные питательные вещества для организмов, которые могут здесь процветать.
19
Луна — единственная и неповторимая
Луна © NASA/JPL/USG
Орбиты : Земля
Список интересных лун не был бы полным без оригинального чуда ночного неба, нашей Луны .
Часто говорят, что мы знаем о ее поверхности больше, чем об океанах нашей планеты.
Наша Луна является пятым по величине естественным спутником в Солнечной системе и остается единственным местом за пределами Земли, где ступала нога человека. За которой на протяжении тысячелетий наблюдала вся жизнь на нашей планете, Луна представляла собой загадочный объект с кратерами, породивший множество мифов и легенд, и имеет большое значение для многих культур, а солнечные и лунные затмения являются символами их верований.
Луна также необходима нашей планете для поддержания жизни. Он смягчает колебания оси нашей планеты, делая климат более стабильным, и создает естественный ритм Земли, приливы и отливы наших океанов.
На поверхности нашей Луны видны как светлые, так и темные области (известные как нагорья и море соответственно) с разным составом и возрастом, что позволяет предположить, что ранняя Луна имела расплавленную кору, которая кристаллизовалась, чтобы сформировать лунный ландшафт, который мы наблюдаем сегодня.
Кратеры, как и следы космонавтов, сохранятся на миллиарды лет, поскольку Луна не пополняет свою поверхность, как это делают другие во всей Солнечной системе. У Луны действительно очень тонкая атмосфера, известная как экзосфера, но этого недостаточно, чтобы защитить ее от солнечной радиации или ударов метеоритов, в отличие от нашей собственной защитной атмосферы. Общепринятая теория образования Луны состоит в том, что тело размером с Марс (названное Тейя) столкнулось с нашей планетой примерно 4,5 миллиарда лет назад. Без этого катастрофического события, часто называемого Гипотезой Гигантского Столкновения или Столкновением Тейи, наша планета, вероятно, была бы непригодной для жизни.
С тех пор, как мы и роботы посетили Луну, на Луне не было обнаружено никаких свидетельств того, что на ней может существовать жизнь, но ее всегда представляли как место будущей колонизации людьми и как стартовую площадку для выхода за пределы звезд.
20
Энцелад — захватывающая возможность
Энцелад © NASA/JPL/Институт космических наук Солнечной системы, так как поверхность ее водяного льда отражает почти 100 процентов солнечного света, но не эта физическая характеристика делает его одним из самых захватывающих мест в нашей Солнечной системе.