Николай Кондратьев - Ориентировка по звездам
Самые мелкие — неправильной формы глыбы диаметром около 1 км.
Космическая ракета, запущенная в Советском Союзе в январе 1959 г. на орбиту вокруг Солнца, стала первой искусственной планетой солнечной системы. Ее иногда называют «десятой планетой», хотя по размерам она несравненно меньше естественных планет. Орбита космической ракеты проходит между орбитой Земли и орбитой Марса.
Планеты различны по размерам, плотности, количеству спутников и другим данным. Примерно такими же по размеру, как Земля, являются Меркурий, Венера, Марс. У этих планет плотность значительно больше, чем плотность воды. Предполагают, что такого же типа планета Плутон. Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун — планеты значительно больших размеров. Все они имеют среднюю плотность, близкую к плотности воды.
Сравнительные размеры Солнца и планет показаны на рис. 5.
Так как размеры орбит планет различны, различны и их периоды обращения вокруг Солнца. Если Земля делает полный оборот вокруг Солнца за год, то Меркурий примерно за 1/4 года, Юпитер — за 12, а Плутон — почти за 250 земных лет.
Невооруженным глазом на небе можно увидеть шесть планет: Уран, Меркурий, Венеру, Марс, Юпитер и Сатурн; для воздушной навигации применяются последние четыре. От звезд планеты отличаются яркостью. Хотя света они не излучают, но, как и Земля, освещаются Солнцем и отражают солнечные лучи, почему и становятся видимыми.
В отличие от звезд, непрестанно мерцающих и меняющих яркость, особенно морозной ночью, в ветреную погоду и после дождя, планеты всегда сияют ровным светом. Это объясняется тем, что лучи света от звезд, воспринимаемых глазом, как светящиеся точки, проходя через слои атмосферы различной плотности, претерпевают множество отклонений от прямого пути, в результате чего они приходят к нам то ослабленными, то усиленными, и свет звезд как бы вспыхивает, дрожит. Планеты же находятся к нам значительно ближе звезд и представляются нам не светящимися точками, а небольшими дисками, различные точки которых мерцают в разное время, и общая сумма света, отраженного ими, остается почти постоянной. Поэтому их свет воспринимается глазом как ровный и спокойный.
Рис. 5. Сравнительные размеры Солнца и планет
Видимое положение планет относительно звезд непостоянно. Планеты как бы «блуждают» среди звезд. Собственно, и слово планета в переводе с греческого языка означает «блуждаю». В результате сочетания обращения планет вокруг Солнца и движения Земли с движением каждой планеты это перемещение планет относительно звезд происходит то быстрее, то медленнее, то оно направлено в сторону суточного вращения небесной сферы, то в противоположную сторону. Движение планет среди звезд может казаться нам и петлеобразным, так как мы наблюдаем его с Земли, которая сама обращается вокруг Солнца.
Все планеты совершают свой видимый путь вблизи эклиптики, в области так называемого пояса Зодиака. Видимое перемещение планет, как и Солнца, среди звезд происходит в направлении с запада на восток.
На рис. 6 показана схема перемещений по звездному небу планеты Венеры с начала января до 15 августа 1961 г. Как видно из этой схемы, Венера в первой половине января проходит созвездие Водолей, затем в феврале проходит южнее созвездия Пегас и с начала марта до 15 мая совершает петлеобразный путь между созвездиями Андромеды и Кита. В середине июля Венера видна южнее созвездия Овен, в июле проходит через созвездие Тельца, а в августе— через созвездие Близнецы.
Рис. 6. Схема перемещения по звездному небу планеты Венеры с 1.1 по 15.8 1961 г.
В истории развития познаний о планетах большое значение имело открытие немецким ученым Иоганном Кеплером в начале XVII века трех законов движения планет, ставших основой теоретической астрономии. Путем вычислений он доказал, что, во-первых, каждая планета движется по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце. Отсюда следует, что расстояние между планетой и Солнцем меняется. Ближайшую к Солнцу точку орбиты называют перигелием, а самую отдаленную — афелием.
Во-вторых, Кеплер нашел, что скорость движения планеты вокруг Солнца не всегда одинакова: подходя ближе к Солнцу, планета движется быстрее, а отходя дальше от него — медленнее.
В-третьих, Кеплер установил зависимость между временем обращения планет и их расстоянием от Солнца: квадраты периодов обращения любых двух планет относятся между собой, как кубы их средних расстояний от Солнца. Следовательно, зная из наблюдений периоды обращения планет, можно определить большие полуоси орбит планет и расстояния планет от Солнца.
При движении планет их взаимное расположение все время меняется. Например, внутренняя по отношению к Земле планета, т. е. более близкая к Солнцу, чем Земля, может быть между Землей и Солнцем или за Солнцем. Планеты, находящиеся за Солнцем и между Землей и Солнцем на одной линии, с Земли не видны, так как они скрываются в лучах Солнца.
Условия наблюдения планет зависят от угла между направлением на Солнце и на планету: чем больше угол, тем лучше условия для наблюдения. Для внешних планет этот угол может быть от 0 до 180° в обе стороны от Солнца. У внутренних планет — Меркурий, Венера — эти углы не превышают 28° для Меркурия и 48° для Венеры.
Внутренние планеты имеют относительно небольшие угловые расстояния от Солнца, поэтому они и наблюдаются или перед восходом Солнца, или вскоре после его захода в зависимости от того, с какой стороны от Солнца находится планета. Вид таких планет меняется в зависимости от освещения Солнцем, подобно тому как меняется вид Луны.
Для наблюдения за внешней планетой (Марс, Юпитер и др.) наилучшим является время, когда она находится в стороне, противоположной Солнцу. В это время планета ближе всего к Земле и видна в течение почти всей ночи. Такое положение планеты называется противостоянием. Из-за вытянутости орбит планет в периоды противостояний они бывают то ближе, то дальше от Земли. Противостояние планет с наиболее близким расстоянием от Земли называют великим.
Когда Земля и один из ближайших наших космических соседей Марс расположены с разных сторон от Солнца, расстояние между ними около 400 млн. км, когда же Марс находится в противостоянии, он приближается к Земле на расстояние от 56 до 101 млн. км. Противостояния Марса повторяются через каждые два года и пятьдесят дней, но великие противостояния Марса, когда он находится от Земли на расстоянии 56 млн. км, повторяются только через 15—17 лет. Большинство открытий на Марсе было сделано в годы его великих противостояний.
Наиболее яркие и хорошо видимые планеты — Венера, Марс, Юпитер и Сатурн.
Венера светит серебристо-беловатым светом, она ярче всех планет и тем более звезд. Венера никогда не уходит далеко от Солнца. В ясную погоду ее можно наблюдать либо на западе вскоре после захода Солнца, либо на востоке незадолго до его восхода. Поэтому Венеру иногда называют «зарницей», «вечерней и утренней звездой». 19—20 мая 1961 г. на расстоянии менее 100 000 км от Венеры, по расчетам, должна пройти межпланетная автоматическая станция, запущенная в нашей стране 12 февраля 1961 г.
Марс — следующая за Венерой по яркости планета красноватого цвета, во время наибольшего блеска гораздо ярче Звезд первой величины. Юпитер — планета желтоватого цвета, примерно такой же яркости, как Марс. Сатурн — желтовато-сероватого цвета, по яркости примерно такой же, как звезды первой величины. Интересно отметить, что при наблюдении в хороший телескоп Сатурн представляет собой волшебное зрелище. Это единственная планета солнечной системы, украшенная кольцом. Кольцо это плоское, очень широкое, его внутренний край удален от планеты на несколько десятков тысяч километров. Кольцо Сатурна не сплошное, оно состоит из отдельных мелких обломков, вращающихся вокруг планеты.
Марс, Юпитер и Сатурн можно наблюдать в различное время ночи.
Луна — единственный естественный спутник Земли, ближайшее к ней небесное светило. Луна так же, как и планеты, светит отраженным светом Солнца.
По отношению к звездам Луна непрерывно перемещается, смещаясь за сутки к востоку примерно на 13°.
Полный оборот по орбите вокруг Земли Луна совершает в течение 27 1/3 суток. Этот промежуток времени называется сидерическим или звездным месяцем. За это время Луна, описав по небесной сфере полный круг, возвращается к первоначальному положению относительно звезд.
Промежуток времени между двумя последовательными новолуниями называется синодическим месяцем. Продолжительность синодического месяца — 2972 суток. То, что продолжительность синодического месяца больше, чем продолжительность звездного месяца более чем на двое суток, объясняется запаздыванием каждого последующего новолуния из-за движения Земли по своей орбите вокруг Солнца. Луна за время между новолуниями проходит больше чем полный оборот (360°) вокруг Земли на величину перемещения Земли вокруг Солнца за это же время. Это перемещение Земли составляет примерно 27°. Таким образом, Луна проходит по своей орбите за синодический месяц 360° + 27° = 387°.
