Pianeti, satelliti, asteroidi, comete, sistema solare, dimensioni dei pianeti, Mercurio, Venere, terra, Marte, Giove, Saturno, Urano, Nettuno, Plutone. La missione spaziale Rosetta è giunta al culmine Dimensioni comparative dei pianeti

L'Agenzia spaziale europea ha annunciato il riuscito atterraggio della sonda Philae sulla cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko. La sonda si è separata dall'apparato Rosetta nel pomeriggio del 12 novembre (ora di Mosca). Rosetta lasciò la Terra il 2 marzo 2004 e volò verso la cometa per più di dieci anni. L'obiettivo principale della missione è studiare l'evoluzione del primo Sistema Solare. In caso di successo, il progetto più ambizioso dell'ESA potrebbe diventare una sorta di Stele di Rosetta non solo per l'astronomia, ma anche per la tecnologia.

Ospite tanto atteso

La cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko fu scoperta nel 1969 dall'astronomo sovietico Klim Churyumov mentre studiava le fotografie scattate da Svetlana Gerasimenko. La cometa appartiene al gruppo delle comete di breve periodo: il periodo di rivoluzione attorno al Sole è di 6,6 anni. Il semiasse maggiore dell'orbita misura poco più di 3,5 unità astronomiche, la massa è di circa 10 13 chilogrammi, le dimensioni lineari del nucleo sono di diversi chilometri.

Lo studio di tali corpi cosmici è necessario, in primo luogo, per studiare l'evoluzione della materia cometaria e, in secondo luogo, per comprendere la possibile influenza dei gas che evaporano in una cometa sul movimento dei corpi celesti circostanti. I dati ottenuti con la missione Rosetta aiuteranno a spiegare l'evoluzione del Sistema Solare e la comparsa dell'acqua sulla Terra. Inoltre, gli scienziati sperano di scoprire tracce organiche di forme L (forme “levogire”) di aminoacidi, che sono la base della vita sulla Terra. Se queste sostanze verranno trovate, l'ipotesi sulle fonti extraterrestri di materia organica terrestre riceverà nuova conferma. Tuttavia, ormai, grazie al progetto Rosetta, gli astronomi hanno imparato molte cose interessanti sulla cometa stessa.

La temperatura media della superficie del nucleo della cometa è di meno 70 gradi Celsius. Le misurazioni effettuate nell'ambito della missione Rosetta hanno mostrato che la temperatura della cometa è troppo alta perché il suo nucleo sia completamente coperto da uno strato di ghiaccio. Secondo i ricercatori, la superficie del nucleo è una crosta di polvere scura. Tuttavia, gli scienziati non escludono la possibilità che lì possano esserci zone ghiacciate.

È stato inoltre stabilito che il flusso di gas emanato dalla chioma (nuvole attorno al nucleo della cometa) comprende idrogeno solforato, ammoniaca, formaldeide, acido cianidrico, metanolo, anidride solforosa e disolfuro di carbonio. In precedenza si pensava che quando la superficie ghiacciata di una cometa si avvicina al Sole, si riscalda e rilascia solo i composti più volatili: anidride carbonica e monossido di carbonio.

Anche grazie alla missione Rosetta gli astronomi notarono la forma a manubrio del nucleo. È possibile che questa cometa si sia formata a seguito della collisione di una coppia di protocomete. È probabile che le due parti del corpo del 67P/Churyumov-Gerasimenko si separeranno nel tempo.

Esiste un'altra ipotesi che spiega la formazione della doppia struttura mediante l'intensa evaporazione del vapore acqueo nella parte centrale del nucleo della cometa, un tempo sferico.

Utilizzando Rosetta, gli scienziati hanno stabilito che ogni secondo la cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko rilascia circa due bicchieri di vapore acqueo (150 millilitri ciascuno) nello spazio circostante. Di questo passo, la cometa riempirebbe una piscina olimpionica in 100 giorni. Avvicinandosi al Sole, l'emissione di vapore non fa che aumentare.

L'avvicinamento più vicino al Sole avverrà il 13 agosto 2015, quando la cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko si troverà al punto del perielio. Allora si osserverà l'evaporazione più intensa della sua materia.

Veicolo spaziale Rosetta

La navicella spaziale Rosetta, insieme al lander Philae, è stata lanciata il 2 marzo 2004 su un veicolo di lancio Ariane 5 da Kourou nella Guyana francese.

La navicella spaziale prende il nome dalla Stele di Rosetta. La decifrazione delle iscrizioni su questa antica lastra di pietra, completata nel 1822 dal francese Jean-François Champollion, ha permesso ai linguisti di fare un passo avanti gigantesco nello studio della scrittura geroglifica egiziana. Gli scienziati si aspettano un simile salto di qualità nello studio dell'evoluzione del Sistema Solare dalla missione Rosetta.

Rosetta stessa è una scatola di alluminio di 2,8 x 2,1 x 2,0 metri con due pannelli solari di 14 metri ciascuno. Il costo del progetto è di 1,3 miliardi di dollari e il suo principale organizzatore è l'Agenzia spaziale europea (ESA). La NASA, così come le agenzie spaziali nazionali di altri paesi, vi partecipano meno. Nel progetto sono coinvolte complessivamente 50 aziende provenienti da 14 paesi europei e dagli Stati Uniti. Rosetta ospita undici strumenti scientifici: sistemi speciali di sensori e analizzatori.

Durante il suo viaggio, Rosetta ha completato tre manovre attorno all'orbita terrestre e una attorno a Marte. La navicella spaziale si è avvicinata all'orbita della cometa il 6 agosto 2014. Durante il suo lungo viaggio, il dispositivo è riuscito a effettuare numerosi studi. Così, nel 2007, sorvolando Marte a una distanza di mille chilometri, trasmise alla Terra i dati sul campo magnetico del pianeta.

Nel 2008, per evitare una collisione con l'asteroide Steins, gli specialisti di terra hanno regolato l'orbita della nave, il che non le ha impedito di fotografare la superficie del corpo celeste. Nelle fotografie, gli scienziati hanno scoperto più di 20 crateri con un diametro di 200 metri o più. Nel 2010, Rosetta ha trasmesso alla Terra le fotografie di un altro asteroide, Lutetia. Questo corpo celeste si è rivelato essere un planetesimo, una formazione da cui in passato si sono formati i pianeti. Nel giugno 2011, il dispositivo è stato messo in modalità di sospensione per risparmiare energia e il 20 gennaio 2014 Rosetta si è “svegliata”.

Sonda Philae

La sonda prende il nome dall'isola di Philae sul fiume Nilo in Egitto. Lì c'erano antichi edifici religiosi ed è stata scoperta anche una lastra con documenti geroglifici delle regine Cleopatra II e Cleopatra III. Gli scienziati hanno scelto un sito chiamato Agilika come sito di atterraggio per la cometa. Sulla Terra, questa è anche un'isola sul fiume Nilo, dove furono spostati alcuni degli antichi monumenti, che erano minacciati dalle inondazioni a causa della costruzione della diga di Assuan.

La massa della sonda di discesa Philae è di cento chilogrammi. Le dimensioni lineari non superano il metro. La sonda porta a bordo dieci strumenti necessari per studiare il nucleo della cometa. Utilizzando le onde radio, gli scienziati intendono studiare la struttura interna del nucleo e le microcamere consentiranno di acquisire immagini panoramiche dalla superficie della cometa. Un trapano montato su Philae aiuterà a prelevare campioni di terreno da una profondità fino a 20 centimetri.

Le batterie Philae dureranno 60 ore di autonomia, quindi l'alimentazione passerà ai pannelli solari. Tutti i dati di misurazione online verranno inviati all'apparato Rosetta e da questo alla Terra. Dopo la discesa di Philae, la navicella spaziale Rosetta inizierà ad allontanarsi dalla cometa, trasformandosi nel suo satellite.

1. Esistono satelliti planetari più grandi di Marte? Mercurio? La luna?
   Risposta

   Non esistono satelliti più grandi di Marte. I satelliti superiori a Mercurio sono Ganimede (luna di Giove) e Titano (luna di Saturno). Satelliti più grandi della Luna: Ganimede, Titano, Callisto (asse di Giove) e Tritone (asse di Nettuno).

2. Su quali satelliti planetari è stata scoperta l'atmosfera?
   Risposta

   Titano, la luna di Saturno, ha un'atmosfera composta da metano e ammoniaca. La luna di Nettuno, Tritone, ha un'atmosfera fatta di azoto.

3. Perché è più corretto considerare la Terra e la Luna non come un pianeta con un satellite, ma come un pianeta doppio?
   Risposta

   Perché la Luna, rispetto alla Terra, ha una massa piuttosto significativa, e i satelliti di altri pianeti, rispetto a questi pianeti, sono incomparabilmente meno massicci.

4. “Per la prima volta è stato possibile misurare la velocità della luce osservando le eclissi dei satelliti di Giove. Secondo calcoli precisi, questi minuscoli pianeti stavano già scomparendo dietro il disco di Giove, ma gli astronomi ne vedevano ancora la luce”. È tutto vero in questo passaggio?
   Risposta
5. Calcola le dimensioni angolari di Phobos osservato dalla superficie di Marte e confrontale con le dimensioni angolari della Luna osservata dalla superficie della Terra alla sua distanza media.
   Risposta

   La distanza di Phobos dal centro di Marte è di 9400 km e dalla sua superficie - 6030 km. A questa distanza Phobos è visibile da Marte con un angolo di circa 9", cioè molto meno di quanto la Luna sia visibile dalla Terra.

6. Esistono satelliti di grandi pianeti che a loro volta hanno satelliti, in altre parole, esistono satelliti di secondo ordine nel Sistema Solare?
   Risposta

   I satelliti del secondo ordine non sono ancora stati scoperti nel Sistema Solare.

7. Cosa hanno di speciale gli asteroidi che compongono il gruppo troiano?
   Risposta

   Qualsiasi asteroide incluso nel gruppo di Troia, insieme a Giove e al Sole, forma un triangolo equilatero e, quindi, si muove attorno al Sole allo stesso modo di Giove, ma davanti o dietro di esso.

8. Quale asteroide può essere visto ad occhio nudo?
   Risposta

   In condizioni favorevoli è possibile vedere Vesta.

9. Come è stato stabilito che alcuni asteroidi hanno una forma irregolare e angolare?
   Risposta

   Grazie al cambiamento della loro luminosità in un breve periodo, la forma angolare dell'asteroide Eros è stata rivelata mediante misurazioni dirette.

10. Diciamo che il Sole è appena tramontato da qualche parte su una pianura all'equatore. A quale altezza bisognerebbe salire per poter rivedere il Sole con il suo bordo inferiore situato all'orizzonte? Il diametro del Sole è 32".
    Risposta

    Prendendo la portata dell'orizzonte all'equatore per un'altezza di 1,6 m pari a circa 4,9 km, e la lunghezza dell'arco in G pari a 1855 m (lungo il parallelo), troviamo che nelle misure angolari la portata di l'orizzonte visibile è 2,6. Per semplice costruzione siamo convinti che, affinché il Sole diventi nuovamente visibile, la distanza dell'orizzonte deve aumentare di 32", cioè diventare pari a 34", 6 ovvero 64 km. trovare l'altezza desiderata del nuovo luogo di osservazione: 275 m.

11. La portata dell'orizzonte visibile aumenta quando si osserva l'area attraverso un binocolo?
    Risposta
12. "Le persone esperte hanno detto che con tempo particolarmente sereno, a metà strada tra i promontori, è possibile vedere la Terra da entrambi i lati dalla cima dell'albero." Qui stiamo parlando del punto più stretto del Mar Nero, dove la sua larghezza è di 263 km. Calcola l'altezza dell'albero maestro da cui si potevano vedere entrambe le sponde del Mar Nero. Utilizza la formula che tiene conto della rifrazione.
    Risposta

    L'altezza dell'albero dovrebbe essere ≈1160 m.

13. Immagina la Terra sotto forma di un globo in rilievo con un diametro di 1 m e calcola quanto la levigatezza della sua superficie è disturbata dalla depressione più profonda nell'Oceano Pacifico a 11.613 m e dal monte più alto Chomolungma a 8882 m. l'oblatezza del globo su questo globo, che è 1/298 del suo diametro?
    Risposta

    Supponendo che il diametro del globo sia di 12.800 km, troviamo che un chilometro su questo globo corrisponderebbe a ~ 0,08 mm. Pertanto, la depressione più profonda su questo globo sarebbe di soli 0,9 mm, e Chomolungma di 0,7 mm, che sarebbe invisibile agli occhi. Il globo verrebbe compresso di 3,3 mm lungo il suo diametro polare, cosa che non potrebbe essere rilevata dagli occhi.

14. “11-12 agosto. Durante il giorno eravamo trasportati (sul ghiaccio) verso est fino a otto gradi. E siamo già così vicini al polo che un grado di longitudine equivale a soli due o tre chilometri”. All'ora indicata, il lastrone di ghiaccio alla deriva si trovava a circa 89° N. w. Qual è la lunghezza di 1° di longitudine a questa latitudine?
    Risposta

    Come è noto, R=cosφ, e la lunghezza di 1° di longitudine è uguale a .

15. Come è stato dimostrato che le comete hanno una massa così piccola che un astronomo le ha addirittura chiamate “nulla visibile”?
    Risposta

    Le comete non causano alcuna perturbazione nei movimenti dei pianeti vicino ai quali passano, ma, al contrario, sono soggette a forti perturbazioni da parte loro.

16. Come è stato dimostrato che le comete non hanno un nucleo solido significativo?
    Risposta

    Quando le comete passano in prossimità del Sole (come se attraversassero il disco solare), le comete si fondono completamente con lo sfondo solare generale e su questo sfondo non sono mai state notate macchie scure. Ciò significa che i nuclei delle comete sono così piccoli che non possono essere visti nemmeno con l'aiuto di strumenti ottici.

17. A volte le comete sviluppano due code, una delle quali è diretta verso il Sole e l'altra lontano dal Sole. Come si può spiegare questo?
    Risposta

    La coda diretta verso il Sole è costituita da particelle più grandi per le quali la forza di attrazione del sole è maggiore della forza repulsiva dei suoi raggi.

18. “Se vuoi vedere una cometa che valga la pena vedere, devi uscire dal nostro sistema solare, dove possono girare, sai? Io, amico mio, ho visto lì degli esemplari che non potevano nemmeno adattarsi alle orbite delle nostre comete più famose: le loro code penderebbero sicuramente verso l'esterno. Comprendi la realtà di questa affermazione.
    Risposta

    Al di fuori del Sistema Solare e lontano da altri sistemi simili, le comete non hanno coda e sono di dimensioni trascurabili.

19. Dopo aver ascoltato una conferenza sulle comete, un ascoltatore ha posto al relatore la seguente domanda: "Hai detto che le comete girano sempre la coda lontano dal Sole. Ma quando ho visto una cometa, la sua coda era sempre girata nella stessa direzione, e la Il sole era alle spalle questo periodo si è verificato molte volte nel sud, nell'est e nell'ovest. Perché la cometa non ha oscillato la coda in direzioni diverse?” Come risponderesti a questo ascoltatore?
    Risposta

    Il movimento del Sole sottolineato dall'ascoltatore è evidente. La direzione delle code delle comete cambia costantemente e questo è rilevabile, anche se non immediatamente.

Gli scienziati hanno fornito nuove informazioni aggiornate su detriti, pezzi di grandi dimensioni e particelle di polvere attorno alla cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko. La ricerca ha riguardato il materiale che circonda questo piccolo corpo celeste ed era finalizzata alla ricerca di satelliti nelle sue vicinanze.

Dal suo arrivo sulla cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, la sonda Rosetta ne ha studiato il nucleo e l'ambiente utilizzando vari strumenti e apparecchiature. Una delle aree chiave è lo studio delle particelle di polvere e di altri oggetti circostanti.

L'analisi delle misurazioni effettuate dallo strumento GIADA, che consente l'analisi e lo studio delle particelle di polvere, nonché le immagini riprese dalla telecamera OSIRIS, hanno rivelato centinaia di singoli oggetti di polvere collegati alla cometa per la sua gravità o in allontanamento da essa.

Le immagini hanno rivelato piccoli oggetti, nonché blocchi molto più grandi, di dimensioni variabili da pochi centimetri a due metri. Vale la pena dire che blocchi fino a quattro metri sono stati trovati solo una volta durante una missione della NASA sulla cometa 103P/ Hartley 2 nel 2010.

Il nuovo studio di imaging si basa su studi precedenti sulla polvere di cometa. Gli scienziati, utilizzando metodi speciali per eseguire studi dinamici, hanno determinato per la prima volta le orbite di quattro categorie di detriti, il più grande dei quali misurava fino a un metro e mezzo di diametro.

La ricerca si è basata su diverse immagini della zona, e questo è bastato per confermare che i frammenti di materiale si muovevano lungo un certo percorso. Tuttavia, ci sono volute centinaia di immagini scattate in un lungo periodo di tempo per capire quanto fossero collegate alla cometa.

Per monitorare nei minimi dettagli il movimento dei detriti, gli scienziati hanno osservato un pezzo di cielo con la telecamera OSIRIS, che consente di studiare oggetti su vaste aree. Scattando foto a intervalli di trenta minuti e con una velocità dell'otturatore di 10,2 secondi ciascuna, hanno ottenuto 30 immagini. Le immagini sono state scattate prima del 10 settembre 2014.

A proposito, la fotografia è stata scattata poche ore prima dell'inizio della manovra, che era associata all'entrata della sonda in orbita attorno alla cometa. La distanza in questo momento dal nucleo era di 30 km.

Quando gli scienziati hanno successivamente analizzato le immagini, hanno identificato quattro categorie di detriti, di dimensioni variabili da 15 a 50 centimetri, visibili nel cielo stellato. Si è scoperto che si muovono molto lentamente, ad una velocità di diverse decine di centimetri al secondo, e si trovano tra i quattro e i 17 chilometri dal nucleo.

Possiamo dire che gli scienziati sono stati in grado per la prima volta di determinare le orbite individuali di tali detriti situati vicino alla cometa. Questa informazione è molto importante per studiarne l'origine e ci aiuta a comprendere i processi associati alla perdita di massa di tali corpi celesti.

In effetti, tre di queste categorie sembrano essere legate gravitazionalmente alla cometa e muoversi su orbite ellittiche. Tuttavia, la distanza percorsa dalle piccole particelle in un intervallo di 30 minuti era troppo piccola per determinare le loro orbite, quindi gli scienziati non escludono la possibilità che queste tre categorie di detriti e piccole particelle di polvere possano trovarsi in orbite iperboliche non correlate.

Per quanto riguarda l'origine dei detriti, probabilmente risale a quando la cometa raggiunse per l'ultima volta il suo punto più vicino al Sole, superando il perielio nel 2009, dopodiché si staccò dal nucleo a causa di forti processi di evaporazione. Ma poiché la forza dei getti di gas non era sufficiente a liberarli dalla gravità del nucleo, essi indugiavano nella sua sfera di gravità invece di dissolversi nello spazio. È possibile che alcuni di essi siano rimasti costantemente vicini al nucleo per molto tempo.

Questo studio dimostra che grossi pezzi di materiale possono staccarsi dalle comete e che rimangono attaccati ad esse per lunghi periodi di tempo mentre orbitano attorno al Sole.

D’altra parte, una delle categorie di detriti si sta probabilmente muovendo lungo una traiettoria iperbolica, che permetterà loro di lasciare presto la sfera di gravità della cometa e di andare nello spazio.

Durante la ricerca, nelle fotografie è stato scoperto un grande frammento, che aveva una traiettoria molto interessante che si intersecava con il nucleo. Gli scienziati hanno suggerito che potrebbe essersi staccato poco prima delle osservazioni. Questa ipotesi, sebbene intrigante, è anche sconcertante, poiché a quel tempo la cometa si trovava ancora a una distanza abbastanza grande dal Sole.

Molte altre serie di immagini sono state scattate dopo che Rosetta è entrata in orbita attorno alla cometa lo scorso settembre. Ora vengono analizzati per determinare e studiare le traiettorie di altri detriti. Tuttavia, nelle nuove immagini sarà quasi impossibile ricostruire e identificare gli stessi detriti dalle immagini successive.

Ma cosa si può dire dei pezzi relativamente grandi di polvere di cometa, la cui dimensione raggiunge diverse decine di metri di diametro? Sono satelliti di una cometa? Dopotutto, questi satelliti sono stati scoperti attorno a molti asteroidi e altri piccoli corpi celesti nel Sistema Solare. Esiste qualche prova che 67R/Ch-G abbia tali “compagni”?

Gli scienziati italiani hanno condotto uno studio per trovare satelliti attorno alla cometa. Hanno utilizzato le immagini scattate da OSIRIS nel luglio 2014, prima dell'arrivo di Rosetta, per visualizzare l'ambiente su larga scala della cometa in alta risoluzione.

Dopo aver studiato attentamente queste immagini, gli scienziati non hanno trovato prove dell’esistenza di lune attorno a 67P/CH-G. Questi studi indicano che nessun detrito più grande di sei metri è stato trovato ad una distanza di 20 chilometri, e nessuno più grande di un metro a distanze comprese tra 20 e 110 chilometri dal nucleo.

La scoperta di un satellite così grande attorno alla cometa potrebbe forse fornire ulteriori informazioni sull'origine di questo piccolo corpo celeste. Tuttavia, gli scienziati non escludono che 67P/CH-G possa aver avuto una simile compagna in passato, e che sia andata perduta, date le condizioni sfavorevoli in cui si svolge la vita di questa cometa.

Il sole e i corpi celesti che ruotano attorno ad esso sotto l'influenza della gravità formano il sistema solare. Oltre al Sole stesso, comprende 9 pianeti principali, migliaia di pianeti minori (più spesso chiamati asteroidi), comete, meteoriti e polvere interplanetaria.

I 9 pianeti principali (in ordine di distanza dal Sole): Mercurio, Venere, Terra, Marte, Giove, Saturno, Urano, Nettuno e Plutone. Sono divisi in due gruppi:

Più vicini al Sole sono i pianeti terrestri (Mercurio, Venere, Terra, Marte); sono di medie dimensioni, ma dense, con superficie dura; dalla loro formazione hanno percorso un lungo cammino evolutivo;

piccoli e non hanno una superficie dura; la loro atmosfera è costituita principalmente da idrogeno ed elio.

Spicca Plutone: piccolo e allo stesso tempo di bassa densità, ha un'orbita estremamente allungata. È del tutto possibile che una volta fosse un satellite di Nettuno, ma a seguito di una collisione con qualche corpo celeste "ottenne l'indipendenza".

sistema solare

I pianeti attorno al Sole sono concentrati in un disco con un raggio di circa 6 miliardi di km: la luce percorre questa distanza in meno di 6 ore. Ma le comete, secondo gli scienziati, vengono a trovarci da terre molto più lontane. La stella più vicina al Sistema Solare si trova a una distanza di 4,22 anni luce, cioè quasi 270mila volte più lontano dal Sole che dalla Terra.

Famiglia numerosa

I pianeti danzano la loro danza circolare attorno al Sole, accompagnati dai satelliti. Oggi ci sono 60 satelliti naturali conosciuti nel Sistema Solare: 1 vicino alla Terra (Luna), 2 vicino a Marte, 16 vicino a Giove, 17 vicino a Saturno, 15 vicino a Urano, 8 vicino a Nettuno e 1 vicino a Plutone. 26 di essi sono stati scoperti da fotografie scattate da sonde spaziali. La luna più grande, Ganimede, orbita attorno a Giove e ha un diametro di 5.260 km. I più piccoli, non più grandi di una roccia, misurano circa 10 km di diametro. Il più vicino al suo pianeta è Phobos, che orbita attorno a Marte ad un'altitudine di 9380 km. Il satellite più lontano è Sinope, la cui orbita passa ad una distanza media di 23.725.000 km da Giove.

Dal 1801 sono stati scoperti migliaia di pianeti minori. Il più grande di essi è Cerere, con un diametro di soli 1000 km. La maggior parte degli asteroidi si trovano tra le orbite di Marte e Giove, ad una distanza dal Sole 2,17 - 3,3 volte maggiore di quella della Terra. Tuttavia, alcuni di essi hanno orbite molto allungate e possono passare vicino alla Terra. Così, il 30 ottobre 1937, Hermes, un piccolo pianeta con un diametro di 800 m, passò a soli 800.000 km dal nostro pianeta (che è solo 2 volte la distanza dalla Luna). Più di 4mila asteroidi sono già stati inseriti negli elenchi astronomici, ma ogni anno gli osservatori ne scoprono sempre di più.

Le comete, quando sono lontane dal Sole, hanno un nucleo del diametro di diversi chilometri, costituito da un misto di ghiaccio, rocce e polvere. Quando si avvicina al Sole, si riscalda e da esso fuoriescono i gas, portando con sé particelle di polvere. Il nucleo è avvolto da un alone luminoso, una sorta di “capello”. Il vento solare sventola questi “capelli” e li allontana dal Sole sotto forma di una coda di gas, sottile e diritta, lunga talvolta centinaia di milioni di chilometri, e di una coda di polvere, più larga e ricurva. Fin dall'antichità è stato registrato il passaggio di circa 800 comete diverse. Potrebbero essercene fino a mille miliardi in un ampio anello ai confini del sistema solare.

Infine, corpi rocciosi o metallici - meteoriti e polvere meteoritica - circolano tra i pianeti. Questi sono frammenti di asteroidi o comete. Quando entrano nell'atmosfera terrestre, a volte bruciano, anche se non completamente. E vediamo una stella cadente e ci affrettiamo ad esprimere un desiderio...

Dimensioni comparative dei pianeti

Man mano che si allontanano dal Sole sono: Mercurio (diametro circa 4880 km), Venere (12.100 km), la Terra (12.700 km) con il suo satellite Luna, Marte (6.800 km), Giove (140.000 km), Saturno (120.000 km ), Urano (51.000 km), Nettuno (50.000 km) ed infine Plutone (2.200 km). I pianeti più vicini al Sole sono molto più piccoli di quelli situati oltre la fascia degli asteroidi, ad eccezione di Plutone.

Tre fantastici satelliti

I grandi pianeti sono circondati da numerosi satelliti. Alcuni di essi, fotografati da vicino dalle sonde americane Voyager, hanno una superficie sorprendente. Pertanto, il satellite di Nettuno, Tritone (1), al polo sud, ha una calotta di azoto ghiacciato e metano, da cui eruttano geyser di azoto. Io (2), una delle quattro lune principali di Giove, è ricoperta da numerosi vulcani. Infine, la superficie del satellite Miranda (3) di Urano è un mosaico geologico composto da faglie, pendii, crateri da impatto di meteoriti ed enormi colate di ghiaccio.

A quanto pare, siamo entrati in un’era di nuove scoperte. Molte persone hanno guardato con il fiato sospeso la missione Rosetta l’anno scorso. L'atterraggio su una cometa, il primo della storia, è stata un'operazione complessa, come l'intero programma nel suo complesso. Tuttavia, le difficoltà sorte non tolgono nulla al significato dell'evento in sé e dei dati che la sonda spaziale ha già ottenuto e continua a fornire. Perché è stato necessario l'atterraggio sulla cometa e quali risultati hanno ottenuto gli astrofisici? Questo sarà discusso di seguito.

Segreto principale

Partiamo da lontano. Uno dei compiti principali che l'intero mondo scientifico deve affrontare è capire cosa ha contribuito: fin dall'antichità sono state espresse molte ipotesi su questo argomento. Una delle versioni moderne afferma che le comete, cadute in gran numero sul pianeta durante il periodo della sua formazione, hanno svolto un ruolo importante qui. Si ritiene che potrebbero diventare fornitori di acqua e molecole organiche.

Prova dell'inizio

Tale ipotesi di per sé conferma perfettamente l'interesse degli scienziati, dagli astronomi ai biologi, per le comete. Tuttavia, ci sono alcuni punti più interessanti. Gli animali dalla coda trasportano nello spazio informazioni abbastanza dettagliate su ciò che è accaduto nelle prime fasi della formazione del sistema solare. Questo è il momento in cui si è formata la maggior parte delle comete. Pertanto, l'atterraggio su una cometa consente di studiare letteralmente la materia da cui si è formata la nostra parte di Universo più di quattro miliardi di anni fa (e non è necessaria alcuna macchina del tempo).

Inoltre, lo studio del movimento di una cometa, della sua composizione e del suo comportamento quando si avvicina al Sole rivela moltissime informazioni su tali oggetti spaziali e consente di verificare molte ipotesi e ipotesi scientifiche.

Sfondo

Naturalmente, i “viaggiatori” dalla coda sono già stati studiati utilizzando veicoli spaziali. Sono stati effettuati sette sorvoli di comete, durante i quali sono state scattate fotografie e raccolte alcune informazioni. Si trattava proprio di sorvoli, poiché l'accompagnamento a lungo termine di una cometa è una questione complessa. Negli anni ’80, l’apparato americano-europeo ICE e la sovietica Vega agirono come produttori di tali dati. L’ultimo di questi incontri ha avuto luogo nel 2011. Quindi i dati sull'oggetto spaziale dalla coda sono stati raccolti dall'apparato Stardust.

Studi precedenti hanno fornito agli scienziati molte informazioni, ma queste non sono sufficienti per comprendere le specificità delle comete e rispondere a molte delle domande sopra menzionate. A poco a poco, gli scienziati si sono resi conto della necessità di un passo piuttosto coraggioso: organizzare un volo della navicella spaziale verso la cometa con il successivo atterraggio di una sonda sulla sua superficie.

Unicità della missione

Per capire quanto sia difficile atterrare su una cometa, è necessario capire di cosa si tratta: corre nello spazio a una velocità enorme, raggiungendo a volte diverse centinaia di chilometri al secondo. Allo stesso tempo, la coda di una cometa, che si forma quando il corpo si avvicina al Sole e sembra così bella dalla Terra, è una miscela di gas e polvere. Tutto ciò complica enormemente non solo l'atterraggio, ma anche lo spostamento su una rotta parallela. È necessario equalizzare la velocità del dispositivo con la velocità dell'oggetto e selezionare il momento giusto per l'avvicinamento: più la cometa è vicina al Sole, più forti sono le emissioni dalla sua superficie. E solo allora sarà possibile effettuare l'atterraggio su una cometa, che sarà ulteriormente complicato dalla bassa gravità.

Selezione di un oggetto

Tutte queste circostanze hanno reso necessario adottare un approccio attento nella scelta dell'obiettivo della missione. L'atterraggio sulla cometa Churyumov-Gerasimenko non è la prima opzione. Inizialmente si presumeva che la sonda Rosetta sarebbe stata inviata sulla cometa Wirtanen. Tuttavia, nei piani è intervenuto un incidente: poco prima della partenza prevista, il motore del lanciatore Ariane 5 si è guastato. Era lei che avrebbe dovuto lanciare Rosetta nello spazio. Di conseguenza, il lancio è stato rinviato ed è stato necessario selezionare una nuova struttura. Questa era la cometa Churyumov-Gerasimenko o 67P.

Questo oggetto spaziale è stato scoperto nel 1969 e prende il nome dai suoi scopritori. È una delle comete di breve periodo e compie una rivoluzione attorno al Sole in circa 6,6 anni. 67P non è particolarmente notevole, ma ha una traiettoria di volo ben studiata che non va oltre l'orbita di Giove. È a lei che “Rosetta” è andata il 2 marzo 2004.

"Ripieno" della navicella spaziale

La sonda Rosetta trasportava nello spazio una grande quantità di apparecchiature destinate alla ricerca e alla registrazione dei risultati. Tra questi ci sono telecamere in grado di catturare la radiazione nella parte ultravioletta dello spettro, dispositivi necessari per studiare la struttura della cometa e analizzare il suolo e strumenti per studiare l'atmosfera. In totale Rosetta aveva a sua disposizione 11 strumenti scientifici.

Separatamente, è necessario soffermarsi sul modulo di discesa di Philae: è stato lui ad atterrare sulla cometa. Parte dell'attrezzatura ad alta tecnologia è stata posizionata direttamente su di esso, poiché era necessario studiare l'oggetto spaziale immediatamente dopo l'atterraggio. Inoltre, Philae era equipaggiato con tre arpioni per garantire un fissaggio sicuro sulla superficie dopo essere stato lanciato da Rosetta. L'atterraggio su una cometa, come già accennato, è irto di alcune difficoltà. La gravità qui è così bassa che, in assenza di fissaggi aggiuntivi, il modulo rischia di perdersi nello spazio.

Lungo raggio

L'atterraggio della cometa nel 2014 è stato preceduto da una missione decennale della sonda Rosetta. Durante questo periodo, si ritrovò vicino alla Terra cinque volte, volò vicino a Marte e incontrò due asteroidi. Le magnifiche fotografie scattate dalla sonda in questo periodo ci ricordano ancora una volta la bellezza della natura e dell'Universo nei suoi angoli più diversi.

Tuttavia, potrebbe sorgere una domanda logica: perché Rosetta ha girato intorno al sistema solare per così tanto tempo? È chiaro che le fotografie e gli altri dati raccolti durante il volo non erano il suo scopo, ma piuttosto sono diventati un bonus piacevole e interessante per i ricercatori. Lo scopo di questa manovra è avvicinarsi alla cometa da dietro e pareggiare la velocità. Il risultato del volo decennale doveva essere l'effettiva trasformazione di Rosetta in un satellite della cometa Churyumov-Gerasimenko.

Riavvicinamento

Ora, nell'aprile 2015, possiamo affermare con sicurezza che l'atterraggio della sonda sulla cometa ha avuto generalmente successo. Tuttavia, nell'agosto dello scorso anno, quando il dispositivo era appena entrato nell'orbita di un corpo cosmico, si trattava ancora di un futuro prossimo.

La sonda è atterrata sulla cometa il 12 novembre 2014. Quasi tutto il mondo ha assistito allo sbarco. Lo sganciamento di Philae ha avuto successo. I problemi iniziarono al momento dell'atterraggio: gli arpioni non funzionavano e l'apparecchio non riusciva a prendere piede in superficie. Philae rimbalzò due volte sulla cometa e riuscì ad atterrare solo la terza volta, volando a circa un chilometro di distanza dal punto di atterraggio previsto.

Di conseguenza, il modulo Philae si è trovato in un'area in cui le batterie necessarie per ricostituire la carica energetica quasi non penetravano. Nel caso in cui l'atterraggio sulla cometa non fosse riuscito del tutto, il dispositivo era dotato di una batteria carica progettata per 64 ore. Ha funzionato un po’ meno, 57 ore, ma durante questo tempo “Phila” è riuscita a fare quasi tutto quello per cui è stata creata.

risultati

L'atterraggio sulla cometa Churyumov-Gerasimenko ha permesso agli scienziati di ottenere dati estesi su questo corpo cosmico. Molti di essi non sono ancora stati elaborati o necessitano di analisi, ma i primi risultati sono già stati presentati al grande pubblico.

Il corpo cosmico in esame ha una forma simile a quella (l'atterraggio sulla cometa avrebbe dovuto avvenire nella zona della “testa”): due parti rotonde di dimensioni comparabili sono collegate da uno stretto istmo. Uno dei compiti che gli astrofisici dovevano affrontare era capire il motivo di una sagoma così insolita. Oggi vengono avanzate due ipotesi principali: o questo è il risultato di una collisione di due corpi, oppure i processi di erosione hanno portato alla formazione dell'istmo. Al momento non è arrivata una risposta esatta. Grazie alla ricerca di Philae, si è saputo solo che il livello di gravità sulla cometa non è lo stesso. L'indicatore più alto si osserva nella parte superiore del nucleo e il più basso - proprio nell'area del "collo".

Rilievo e struttura interna

Il modulo Philae ha scoperto varie formazioni sulla superficie della cometa che sembravano montagne e dune. Nella composizione, la maggior parte di essi è una miscela di ghiaccio e polvere. Colline alte fino a 3 metri, chiamate pelle d'oca, sono abbastanza comuni sul 67P. Gli scienziati suggeriscono che si siano formati nelle prime fasi della formazione del Sistema Solare e potrebbero coprire le superfici di altri corpi celesti simili.

Poiché la sonda non è atterrata sulla cometa con il massimo successo, gli scienziati avevano paura di iniziare la perforazione pianificata della superficie. Tuttavia, è stato comunque effettuato. Si è scoperto che sotto lo strato superiore ce n'è un altro, più denso. Molto probabilmente, è costituito da ghiaccio. Questa ipotesi è supportata anche dall'analisi delle vibrazioni registrate dal dispositivo durante l'atterraggio. Allo stesso tempo, le immagini dello spettrografo mostrano un rapporto disuguale tra composti organici e ghiaccio: i primi sono chiaramente più numerosi. Ciò non concorda con le ipotesi degli scienziati e mette in dubbio la versione dell'origine della cometa. Si presumeva che si fosse formato nella regione del sistema solare, vicino a Giove. Uno studio delle immagini, però, smentisce questa ipotesi: a quanto pare, 67P si è formato nella fascia di Kuiper, situata oltre l'orbita di Nettuno.

La missione continua

La navicella spaziale Rosetta, che ha seguito da vicino le attività del modulo Philae fino al momento del sonno, non ha ancora lasciato la cometa Churyumov-Gerasimenko. Continua a osservare l'oggetto e a inviare dati alla Terra. Pertanto, le sue responsabilità includono la registrazione delle emissioni di polvere e gas, che aumentano man mano che la cometa si avvicina al Sole.

È stato precedentemente stabilito che la principale fonte di tali emissioni è il cosiddetto collo della cometa. La ragione di ciò potrebbe essere la bassa gravità di quest'area e l'effetto che qui si verifica dell'accumulo di energia solare riflessa dalle aree vicine. Nel marzo di quest'anno Rosetta ha registrato anche un'emissione di polveri e gas, interessante perché avvenuta sul lato non illuminato (di solito tali fenomeni nascono a causa del riscaldamento della superficie, cioè sulla parte solare della cometa ). Tutti questi processi e caratteristiche di 67P restano da spiegare mentre la raccolta dei dati continua.

Il primo atterraggio su una cometa nella storia dell'umanità è stato il risultato del lavoro di un gran numero di scienziati, tecnici, ingegneri e progettisti nell'arco di quasi quarant'anni. Oggi la missione Rosetta è riconosciuta come uno degli eventi più ambiziosi dell'era spaziale. Naturalmente gli astrofisici non intendono porre fine a questa situazione. I piani ambiziosi per il futuro includono la creazione di un lander che sarà in grado di muoversi lungo la superficie di una cometa, e di un veicolo spaziale che potrà avvicinarsi all'oggetto, raccogliere campioni di terreno e tornare con loro sulla Terra. In generale, il successo del progetto Rosetta ispira gli scienziati a programmi sempre più audaci per padroneggiare i segreti dell'Universo.