История открытия и исследования планет Солнечной системы

Планеты Солнечной системы

Большинство планет Солнечной системы было открыто в глубокой древности. С тех пор их регулярно наблюдали. Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн видны невооруженным глазом, поэтому нельзя с точностью сказать, кто и когда впервые их обнаружил.

Подробнее о планетах Солнечной системы можно прочитать на нашем сайте: http://ency.info/index.php/3-planeti-solnechnoy-sistemi .
Ближайшей к Солнцу планетой является маленький Меркурий. Его орбита близка к Солнцу (в астрономических масштабах) – среднее расстояние между Меркурием и Солнцем «всего лишь» 57 900 000 км.

Меркурий

Меркурий

Трудно установить дату открытия этой планеты, но самое раннее известное наблюдение Меркурия было зафиксировано в сборнике вавилонских астрономических таблиц ассирийскими астрономами примерно в XIV веке до н. э. Шумерское название может быть прочитано как «прыгающая планета». Первоначально планету ассоциировали с богом Нинуртой (бог счастливой войны), а в более поздних записях её называют «Набу» в честь бога мудрости и писцового искусства.
В Древней Греции во времена Гесиода планету знали под именами Στίλβων («Стилбон») и Ἑρμάων («Гермаон») - форма имени бога Гермеса. Позже греки стали называть планету «Аполлон».
Существует предположение, что название «Аполлон» соответствовало видимости на утреннем небе, а «Гермес» («Гермаон») на вечернем. Римляне назвали планету в честь бога торговли Меркурия, который эквивалентен греческому богу Гермесу, за то, что он перемещается по небу быстрее остальных планет. Клавдий Птолемей в своей работе «Гипотезы о планетах» написал о возможности перемещения планеты через диск Солнца. Но такое прохождение никогда не наблюдалось потому, что такая планета, как Меркурий, слишком мала для наблюдения или потому, что момент прохождения наступает нечасто.
Наблюдали Меркурий и в Древнем Китае, там его называли Чэнь-син (辰星), «Утренняя звезда». Синодический период Меркурия китайскими учёными признавался равным 115,91 дней. В современной китайской, корейской, японской и вьетнамской культурах планета стала называться «Водяная звезда» (水星).
В индийской мифологии Меркурий называли Будха. Этот бог, сын Сомы, был главенствующим по средам. В германском язычестве бог Один также ассоциировался с планетой Меркурий и со средой. Индейцы майя представляли Меркурий как сову (или, возможно, как четыре совы: две соответствовали утреннему появлению Меркурия, а две — вечернему), которая была посланником загробного мира. На иврите Меркурий был назван «Коха́в Хама́» («Солнечная планета»).
Средневековые наблюдения Меркурия в северных частях Европы затруднялись тем, что планета всегда наблюдается в заре — утренней или вечерней — на фоне сумеречного неба и довольно низко над горизонтом (особенно в северных широтах). Период его наилучшей видимости наступает несколько раз в году (продолжаясь около 10 дней). Даже в эти периоды увидеть Меркурий невооружённым глазом непросто (относительно неяркая звёздочка на довольно светлом фоне неба).
Известна легенда о том, что Николай Коперник сожалел, что за всю жизнь так и не увидел Меркурий. И действительно, в работе Коперника «О вращениях небесных сфер» не приводится ни одного примера наблюдений Меркурия. Но он описал планету, используя результаты наблюдений других астрономов. Как он сам сказал, Меркурий всё-таки можно «изловить» с северных широт, проявив терпение и хитрость.
Впервые в телескоп Меркурий увидел Галилео Галилей в начале XVII века, но его телескоп не был достаточно мощным, чтобы наблюдать фазы Меркурия. В 1631 г. Пьер Гассенди сделал первое телескопическое наблюдение прохождения планеты по диску Солнца, но момент прохождения был вычислен до этого Иоганном Кеплером. В 1639 г. Джованни Зупи с помощью телескопа открыл, что орбитальные фазы Меркурия подобны фазам Луны и Венеры – это окончательно подтвердило, что Меркурий обращается вокруг Солнца.
Очень редким астрономическим событием является перекрытие одной планетой диска другой, наблюдаемое с Земли. Венера перекрывает Меркурий раз в несколько столетий, и это событие наблюдалось только один раз в истории — 28 мая 1737 года Джоном Бевисом в Королевской Гринвичской обсерватории. Следующее перекрытие Венерой Меркурия будет 3 декабря 2133 года.
Трудности, сопровождающие наблюдение Меркурия, привели к тому, что он долгое время был изучен менее остальных планет.
Близость Солнца создаёт некоторые проблемы и для телескопического изучения Меркурия. Так, например, телескоп «Хаббл» никогда не использовался и не будет использоваться для наблюдения этой планеты. Его устройство не позволяет проводить наблюдения близких к Солнцу объектов — при попытке сделать это аппаратура получит необратимые повреждения.
Меркурий — наименее изученная планета земной группы. К телескопическим методам его изучения в XX веке добавились радиоастрономические, радиолокационные и исследования с помощью космических аппаратов.
Последние исследовательские данные о Меркурии:
• Температура поверхности Меркурия: 600 К в подсолнечной точке и 150 К на неосвещенной стороне.
• Отражательные свойства Меркурия и Луны сходны.
• Период вращения Меркурия: 59 дней.
На картинке вы видите «Маринер-10» — первый космический аппарат, достигший Меркурия.
Два космических аппарата были направлены для исследования Меркурия: «Маринер-10» в 1974—1975 годах трижды пролетел мимо Меркурия; максимальное сближение составляло 320 км. Было получено несколько тысяч снимков. Дальнейшие исследования с Земли показали возможность существования водяного льда в полярных кратерах.
Из всех планет, видных невооружённым глазом, только Меркурий никогда не имел собственного искусственного спутника. В настоящее время НАСА осуществляет вторую миссию к Меркурию под названием «Мессенджер». Аппарат был запущен 3 августа 2004 г., а в январе 2008 г. впервые совершил облёт Меркурия. Для выхода на орбиту вокруг планеты в 2011 году аппарат совершил ещё два гравитационных манёвра вблизи Меркурия.
Европейским космическим агентством (ESA) совместно с японским агентством аэрокосмическим исследований (JAXA) разрабатывается миссия «Бепи Коломбо» для исследования поверхности Меркурия и его глубины, а также наблюдения за магнитным полем и магнитосферой планеты. Запуск аппарата планируется на 2013 год.
Больше появилось возможностей и для наземных наблюдений Меркурия с помощью приёмников излучения ПЗС и последующую компьютерную обработку снимков. 17 марта 2011 года межпланетный зонд «Мессенджер» вышел на орбиту Меркурия. По данным первых исследований, магнитное поле планеты не симметрично относительно полюсов; таким образом, северного и южного полюса Меркурия достигает различное количество частиц солнечного ветра. Также был проведён анализ распространённости химических элементов на планете. Исследования продолжаются.
Россия планирует отправить на планету первую посадочную станцию «Меркурий-П». Реализация проекта планировалась на 2019 год, но была значительно отодвинута.

Венера

Венера

Венеру также наблюдали уже в глубокой древности – ее легко увидеть на небосклоне, т.к. по блеску она намного превосходит самые яркие звёзды. Тысячелетия она приковывает взгляды человека к себе. Планета носит имя богини любви. У нее ровный белый цвет. Как и у Меркурия, у Венеры существуют периоды утренней и вечерней видимости, поэтому в древности считали, что утренняя и вечерняя Венеры — разные звёзды. В телескоп можно без труда наблюдать изменение видимой фазы диска планеты. Его впервые наблюдал в 1610 г. Галилей.
На Земле можно наблюдать прохождение Венеры по диску Солнца, когда с Земли в телескоп эта планета видна в виде маленького чёрного диска на фоне огромного Солнца. Впервые прохождение Венеры по диску Солнца 4 декабря 1639 года наблюдал английский астроном Иеремия Хоррокс, но вначале он вычислил это явление.
«Явление Венеры на Солнце» наблюдал и М. В. Ломоносов 6 июня 1761 года. Это явление наблюдали во всём мире, но только М. В. Ломоносов обратил внимание на то, что при соприкосновении Венеры с диском Солнца вокруг планеты возникло «тонкое, как волос, сияние». Такой же светлый ореол наблюдался и при схождении Венеры с солнечного диска. Таким образом было открыто наличие атмосферы на Венере, и это за сто лет до открытия спектрального анализа!
Венера интенсивно исследовалась с помощью космических аппаратов. Первым космическим аппаратом, предназначавшимся для изучения Венеры, была советская «Венера-1» (12 февраля 1961г.), к планете направлялись советские аппараты серии «Венера», «Вега», американские «Маринер», «Пионер-Венера-1», «Пионер-Венера-2», «Магеллан», европейский «Венера-экспресс», японский «Акацуки». В 1975 г. космические аппараты «Венера-9» и «Венера-10» передали на Землю первые фотографии поверхности Венеры Но условия на поверхности Венеры таковы, что ни один из космических аппаратов не проработал на планете более двух часов. Роскосмос планирует отправку станции «Венера-Д» со спутником планеты и более живучим зондом, который должен проработать на поверхности планеты не менее месяца.

Марс

Марс

Исследование Марса началось тоже очень давно – более 3,5 тыс. лет назад в Древнем Египте. Планету назвали в честь Марса— древнеримского бога войны (соответствующего древнегреческому Аресу). Иногда Марс называют «красной планетой» из-за красноватого оттенка поверхности, придаваемого ей оксидом железа. У Марса есть спутники Фобос и Деймос.
Сохранились описания положения Марса, составленные вавилонскими астрономами, которые разработали ряд математических методов для предсказания положения планеты. Пользуясь данными египтян и вавилонян, древнегреческие философы и астрономы разработали подробную геоцентрическую модель для объяснения движения планет. Спустя несколько веков индийские и исламские астрономы вычислили размер Марса и расстояние до него от Земли. Иоганн Кеплер ввел более точную эллиптическую орбиту Марса, совпадающую с наблюдаемой.
В 1659 г. Франческо Фонтана, рассматривая Марс в телескоп, сделал первый рисунок планеты – в виде черного пятна.
В 1660 году к чёрному пятну прибавились две полярные шапки, добавленные Жаном Домиником Кассини.
В 1888 году Джованни Скиапарелли дал первые имена отдельным деталям поверхности: моря Афродиты, Эритрейское, Адриатическое, Киммерийское; озёра Солнца, Лунное и Феникс.
Расцвет телескопических наблюдений Марса пришёлся на конец XIX — середину XX века.
Начиная с 1960-х годов, исследованием Марса занимались АМС СССР (программы «Марс» и «Фобос»), ЕКА и США (программы «Маринер», «Викинг», «Mars Global Surveyor» и другие).
В настоящее время Марс активно исследуется. На орбите Марса находятся три активно работающие АМС:
• «Марсианский разведывательный спутник»
• «Марс-экспресс» с радаром Marsis
• «Марс Одиссей»
На поверхности планеты работают марсоходы:
• «Оппортьюнити» (с 25 января 2004 года) в рамках программы «Mars Exploration Rover»
• «Кьюриосити» (с 6 августа 2012 года) в рамках программы «Mars Science Laboratory».
Хоть Марс изучен гораздо лучше других планет, он до сих пор является для нас загадкой.

Юпитер

История открытия и исследования планет Солнечной системы

Вместе с Сатурном, Ураном и Нептуном Юпитер относится к газовым гигантам. Эта планета была известна людям с глубокой древности, что нашло своё отражение в мифологии и религиозных верованиях различных культур: месопотамской, вавилонской, греческой и других. Современное название Юпитера происходит от имени древнеримского верховного бога-громовержца. У Юпитера есть естественные спутники. На сегодняшний день учёным известны 67 спутников Юпитера.
В начале XVII века Галилео Галилей изучал Юпитер с помощью изобретённого им телескопа и открыл четыре крупнейших спутника планеты. В 1660-х годах Джованни Кассини наблюдал пятна и полосы на «поверхности» гиганта. В 1671 г., наблюдая за затмениями спутников Юпитера, датский астроном Оле Рёмер обнаружил, что истинное положение спутников не совпадает с вычисленными параметрами, причём величина отклонения зависела от расстояния до Земли. На основании этих наблюдений Рёмер сделал вывод о конечности скорости света и установил её величину — 215 000 км/с (современное значение — 299 792,458 км/с).
Со второй половины XX века активно проводятся исследования Юпитера как с помощью наземных телескопов (в том числе и радиотелескопов), так и с помощью космических аппаратов — телескопа «Хаббл» и ряда зондов. С 1970-х годов к планете было отправлено 8 межпланетных аппаратов НАСА: «Пионеры», «Вояджеры», «Галилео» и другие.
Юпитер изучался исключительно аппаратами НАСА США.
Невооруженному глазу Юпитер представляется яркой звездой. Из-за его огромных размеров даже в небольшие телескопы можно увидеть слегка окрашенные ленты облаков и большое красно пятно на его диске.

Сатурн

Сатурн

Газовый гигант. Назван в честь римского бога земледелия. Сатурн обладает заметной системой колец, состоящей главным образом из частичек льда, меньшего количества тяжёлых элементов и пыли. Впервые наблюдая Сатурн через телескоп в 1609-1610 годах, Галилео Галилей заметил, что Сатурн выглядит не как единое небесное тело, а как три тела, почти касающихся друг друга, и высказал предположение, что это два крупных «компаньона» (спутника) Сатурна. В 1633 г. Гассенди нарисовал яркое кольцо вокруг Сатурна. В 1656 г. Гюйгенс подтверждает, что вокруг Сатурна есть тонкое плоское кольцо, не касающееся планеты. В 1675 г. Кассини обнаруживает в кольцах щель, которую впоследствии называют щелью Кассини, а Энке в 1837 г. находит вторую щель. В 1852 г. Ласселл устанавливает, что кольцо Сатурна почти прозрачно, а это значит, что оно не может быть твердым. К тому же он предположил, что это кольцо состоит из отдельных частиц, расположенных очень близко друг к другу, поэтому они кажутся сплошной лентой. В 1895 г. Килер обнаруживает, что отдельные части колец вращаются с разными скоростями, и это тоже подтверждает предположение Ласселла о том, что кольца не могут быть твердыми.
У Сатурна известно 62 естественных спутника с подтверждённой орбитой, 53 из которых имеют собственные названия. Большая часть спутников имеет небольшие размеры и состоит из горных пород и льда.
Гюйгенс также открыл самый крупный спутник Сатурна — Титан. В дальнейшем значительных открытий не было до 1789 года, когда У. Гершель открыл ещё два спутника — Мимас и Энцелад. Затем группой британских астрономов был открыт спутник Гиперион, с формой, сильно отличающейся от сферической. В 1899 году Уильям Пикеринг открыл Фебу, которая относится к классу нерегулярных спутников и не вращается синхронно с Сатурном как большинство спутников. Период её обращения вокруг планеты — более 500 дней, при этом обращение идёт в обратном направлении. В 1944 году Джерардом Койпером было открыто наличие мощной атмосферы на другом спутнике — Титане. Данное явление для спутника уникально в Солнечной системе. В 1990-х годах Сатурн, его спутники и кольца неоднократно исследовались космическим телескопом «Хаббл».
Сатурн исследуется автоматическими межпланетными станциями (АМС) «Кассини-Гюйгенс», «Вояджер» (программа), «Пионер-11». В 2009 году появился совместный американско-европейский проект НАСА и ЕКА по запуску АМС Titan Saturn System Mission для изучения Сатурна и его спутников Титана и Энцелада. В ходе него станция 7-8 лет будет лететь к системе Сатурна, а затем станет спутником Титана на два года. Также с неё будут спущены воздушный шар-зонд в атмосферу Титана и посадочный модуль (возможно, плавающий).
Планета видна с Земли невооруженным глазом.

Уран

Уран

Уран был обнаружен 13 марта 1781 года английским астрономом Уильямом Гершелем. Изучая звездное небо в свой телескоп, он заметил, что Уран движется относительно звезд. Другие люди видели Уран раньше, даже отмечали его на звездных картах, но они не понимали, что это не звезда.
За пределами орбиты Сатурна находятся две планеты, имеющие много общего между собой – Уран и Нептун. У Урана известно 27 естественных спутников.
Планета названа в честь греческого бога неба. Уран в 19 раз дальше от Солнца, чем Земля. Путешествие Урана по орбите длится больше 84 лет. Когда блеск Урана достигает максимума, его можно увидеть невооруженным глазом, как звезду. Уран выделяется среди других планет тем, что свой путь по орбите вокруг Солнца он совершает на боку. Может быть, он столкнулся с каким-нибудь небесным телом и опрокинулся? У Урана также есть кольца, они обнаружены в 1977 г. Правда, они слабо видны.
Исследуют Уран космический аппарат НАСА «Вояджер-2» и космический телескоп «Хаббл».

Нептун

Нептун

Нептун - восьмая и самая дальняя планета Солнечной системы. Планета была названа в честь римского бога морей.
На основании малых отклонений в орбите Урана, Джон Адамс и Урбен Леверье предсказали существование другой, более далекой планеты. 23 сентября 1846 г. по просьбе Леверье Иоганн Галле отыскал новую планету - Нептун.
Многие люди видели Нептун раньше, в том числе Галилео Галилей, который во время наблюдения за Юпитером заметил "звезду", которая, как сейчас считается, была Нептуном. Нептун стал первой планетой, открытой благодаря математическим расчётам, а не путём регулярных наблюдений.
У Нептуна есть естественные спутники, а также фрагментированная кольцевая система, обнаруженная ещё в 1960-е годы, но достоверно подтверждённая «Вояджером-2» лишь в 1989 году. Тритон – удивительный спутник Нептуна, он движется по орбите в обратную по отношению к Нептуну сторону.
Исследует Нептун «Вояджер-2». Ближе всего к Нептуну «Вояджер-2» подошёл 25 августа 1989 года. Оказалось, что Нептун – одна из самых красивых планет Солнечной системы.

Плутон

Плутон

Самая отдаленная планета в нашей Солнечной системе – Плутон. Она была обнаружена 18 февраля 1930 года американским астрономом Клайдом Томбо. Он фотографировал одну и ту же часть ночного неба в разные дни, в результате чего обнаружил движущийся относительно звезд объект. Дальнейшие наблюдения показали, что этот объект является планетой.
Однако существуют серьезные разногласия по этому поводу. Ведет себя Плутон не как планета. Вытянутая орбита Плутона больше напоминает кометную. Из-за того, что Плутон очень далеко, его разглядеть трудно. Даже в самые мощные телескопы он виден как крошечный кружочек. Но наблюдения, выполненные с помощью передовых технологий, дают возможность предположить, что Плутон похож на спутник Нептуна – Тритон. Сначала Плутон классифицировали как планету, но сейчас он считается одним из крупнейших объектов (возможно, самым крупным) в поясе Койпера.