Образование

Какое небесное тело крупнее - Луна или Меркурий? Зачем могут пригодится эти небесные тела землянам?

Меркурий - одна из самых небольших по своим размерам планета в Солнечной системе, расположенная к тому же на самом ближайшем расстоянии от Солнца. Луна же является небесным телом, которое находится относительно недалеко от Земли. Всего за всю историю человечества на Луне побывали 12 человек. До Меркурия спутник летит в течение шести месяцев. До Луны сегодня добираются всего лишь за трое суток. Чем же интересны оба этих небесных тела для астрономов и других ученых?

Зачем нужны землянам Луна и Меркурий?

Самый часто задаваемый относительно них вопрос звучит следующим образом: «Какое небесное тело крупнее - Луна или Меркурий?». Отчего это так много значит для ученых? Дело в том, что Меркурий является самым ближайшим кандидатом для того, чтобы его колонизировать. Подобно Луне, Меркурий не окружен атмосферой. Сутки здесь длятся очень долго и составляют целых 59 земных суток.

Планета вращается вокруг своей оси очень медленно. Но не только вопрос о том, какое небесное тело крупнее - Луна или Меркурий - интересует ученых в связи с возможной колонизацией. Дело в том, что освоению Меркурия может помешать его близость к главному светилу нашей системы. Но ученые предполагают, что на полюсах планеты могут иметься ледяные шапки, могущие облегчить процесс колонизации.

Самая близкая к Солнцу планета

С другой стороны, непосредственная близость к звезде может гарантировать постоянные поставки солнечной энергии, в случае если ученым все же удастся колонизировать планету и построить на ней энергетические станции. Исследователи полагают, что по причине небольшого наклона Меркурия на его территории могут существовать участки, называемые «пиками вечного света». Они и представляют главный интерес для ученых. В почве Меркурия находятся большие залежи руды, которые могут быть использованы для создания космических станций. А также его почвы богаты элементом Гелием-3, который также мог бы стать источником неиссякаемой энергии.

Затруднения в изучении Меркурия

Меркурий всегда было очень тяжело изучать астрономам. В первую очередь из-за того, что планету заслоняют яркие лучи главного светила системы. Именно поэтому ученые очень долго не могли определить, какое небесное тело крупнее - Луна или Меркурий. Планета, вращающаяся в окрестностях Солнца, всегда оказывается повернутой к светилу одной и той же стороной. Несмотря на это, в прошлом ученые пытались составлять карту обратной стороны Меркурия. Но она не пользовалась большой популярностью, и к ней относились со скепсисом. Очень долго было крайне тяжело определить, какое небесное тело крупнее - Луна или Меркурий. Фото этих планет позволяли делать вывод, что они примерно одинаковы.

Кратеры на Луне и Меркурии

Одними из первых астрономических открытий были открытия кратеров на Марсе и Луне. Тогда ученые ожидали, что их окажется предостаточно и на Меркурии. Ведь эта планета по своим размерам находится между Луной и Марсом. Луна или Меркурий - что крупнее и какое это может иметь отношение к кратерам? Все это стало известно после того, как Меркурий два раза облетела межпланетная станция под названием «Маринер-10». Она сделала огромное количество фотоснимков, а также были составлены подробнейшие карты Меркурия. Теперь знаний о планете было столько же, сколько и о спутнике Земли.

Оказалось, что кратеров на территории Меркурия столько же, сколько и на Луне. А поверхность подобного рода имела точно такое же происхождение - во всем были виноваты бесчисленные метеоритные потоки и мощные вулканы. Даже ученый не смог бы по фотографиям отличить поверхность Меркурия от поверхности спутника Земли.

Ямки от метеоритов на этих небесных телах образуются по причине отсутствия атмосферы, которая могла бы смягчить удары извне. Раньше ученые считали, что Меркурий все же обладает атмосферой, только очень разреженной. Сила тяжести планеты не может удерживать на ее поверхности атмосферу, которая могла бы быть подобна земной. Но все же приборы станции «Маринер-10» показали, что у поверхности планеты концентрация газов больше, чем в космосе.

Возможна ли колонизация Луны?

Первым препятствием, которое встает на пути мечтающих заселить спутник Земли, является его постоянная подверженность метеоритным бомбардировкам. Атаки метеоритов, как выяснили ученые, происходят в сто раз чаще, чем предполагалось ранее. На поверхности Луны постоянно происходят различные изменения. Кратеры метеоритов могут в своем диаметре составлять от нескольких сантиметров до 40 метров.

Однако в 2014 году Роскосмосом было сделано заявление о том, что уже к 2030 году Россия начнет программу по добыче полезных ископаемых на Луне. В отношении таких программ вопрос о том, какое небесное тело крупнее - Луна или Меркурий - отходит на второй план. Ведь пока что это заявление было сделано только в отношении спутника Земли. Колонизировать Меркурий Россия пока не собирается. Планы насчет добычи полезных ископаемых на Луне были озвучены в День космонавтики в 2014 году. Для этого в РАН уже разрабатывается научная программа.

Луна или Меркурий - что крупнее и какая планета выигрышнее для колонизации?

На Меркурии температура составляет около 430 °С. И она может снижаться до -180 °С. Ночью на поверхности спутника Земли температура также опускается вплоть до -153 °С, а днем может достигать +120 °С. В этом отношении для колонизации эти планеты пока что одинаково непригодны. Какое небесное тело крупнее - Луна или Меркурий? Ответ будет следующим: крупнее все-таки планета. Меркурий больше Луны по своим размерам. Диаметр Луны составляет 3474 км, а диаметр Меркурия - 4879 км. Поэтому пока что мечты расселиться за пределами Земли для человечества остаются фантастикой.

В "окрестностях" Солнца, залитых потоками ослепительно яркого света, движется планета Меркурий. Видимое угловое расстояние планеты от центрального светила никогда не превышает 28 градусов, поэтому наблюдать Меркурий очень трудно. Большую часть времени он буквально утопает в лучах дневного светила и только ненадолго появляется на фоне золотистой утренней зари или в отблеске вечернего заката.

Все наблюдатели, начиная со знаменитого итальянского астронома Джованни Скиапарелли, изучавшего Меркурий в конце XIX столетия, неизменно указывали на одну особенность: планета вращается вокруг оси и обращается по орбите вокруг Солнца за один и тот же промежуток времени, равный 88 земным суткам. Об этом, казалось бы, свидетельствовали зарисовки расположения пятен на планетном диске. Получалось, что Меркурий обращен к Солнцу всегда одной стороной. А если так, то на одном его полушарии должен быть вечный день, а на другом - вечная ночь. Синхронность вращения планеты ученые объясняли приливным торможением Солнца, а в качестве наглядного примера указывали на Луну, повернутую одной стороной к Земле.

Во второй половине XX века представление о характере вращения Меркурия пришлось полностью пересмотреть. Этому способствовало бурное развитие радиофизических методов исследований. Точные данные о вращении планеты были получены в результате анализа сеансов радиолокации.

В 1965 году американские астрономы с помощью гигантского 305-метрового радиотелескопа в Аресибо (остров Пуэрто-Рико) радиолокационным методом определили период осевого вращения Меркурия в 2/3 продолжительности обращения по орбите. В земных солнечных сутках это составляет 58,6457. Таков в действительности период вращения Меркурия вокруг собственной оси по отношению к далеким звездам. Следовательно, на Меркурии не может быть ни вечного дня, ни вечной ночи. При такой скорости вращения одни солнечные сутки там равны без малого 176 (175,9371) земным суткам, или двум меркурианским годам (87,96855·2 = 175,9371). Другими словами, дни и ночи на Меркурии длятся по целому году! В перигелии - точке орбиты, ближайшей к Солнцу, - середина освещенного полушария Меркурия накаляется до 467°С. А на ночной стороне - леденящий холод: температура может опускаться до -183°С.

В семье больших планет Меркурий отличается довольно скромными размерами. Его диаметр в 2,61 раза меньше диаметра Земли. Следовательно, по объему планета меньше земного шара в 17,8 раза (2,61·2,61·2,61 = 17,8). В то же время по массе планета уступает Земле в 18,1 раза. Выходит, что средняя плотность Меркурия почти равна земной - она составляет 5,43 г/см 3 (у Земли - 5,52 г/см 3). И это в то время, когда недра планеты не испытывают сильного сжатия! Таким образом, после нашей Земли Меркурий является самой плотной планетой.

Некоторые исследователи считают, что Меркурий - это уникальная планета-рудник, которая по массе на 60% состоит из железа. Его массивное железное ядро окружено сравнительно тонкой силикатной оболочкой с мощными разветвленными рудоносными жилами, выходящими прямо на поверхность. Вполне возможно, что днем на поверхности Меркурия, испепеленной огненным дыханием близкого Солнца, образуются "озера" из расплавленных металлов (олова, свинца, цинка), похожие на изверженную вулканическую лаву.

Американский КА "Маринер-10" (1974 г.) передал на Землю около 3000 снимков поверхности планеты с разрешением до 50 м.

Сравнение снимков Меркурия с изображениями Луны говорит об их большом сходстве. Поверхность Меркурия тоже покрыта множеством кратеров ударного происхождения, и меркурианский ландшафт легко спутать с лунным. Но при внимательном изучении снимков можно найти отличия: крупные кратеры встречаются на Меркурии реже, чем на Луне. Самый большой кратер на Меркурии носит имя великого немецкого композитора Бетховена. Его диаметр достигает 625 км!

Следующим важным различием гористых ландшафтов Меркурия и Луны является присутствие на Меркурии многочисленных зубчатых откосов, простирающихся на сотни километров. Изучение их структуры показало, что они образовались еще в ранний период развития планеты в результате глобального сжатия коры. Наличие на поверхности Меркурия хорошо сохранившихся больших кратеров говорит о том, что в течение последних 3-4 млрд лет там не происходило в широких масштабах движение участков коры, а также отсутствовала эрозия поверхности. Последнее обстоятельство почти полностью исключает существование в истории Меркурия сколько-нибудь существенной атмосферы.

На фотографиях поверхности Меркурия видно и несколько относительно гладких больших равнин, которые, очевидно, значительно моложе, чем сильно испещренные кратерами территории. Самой обширной равниной является Море Жары, или Море Зноя, достигающее в поперечнике 1300 км; расположено оно в экваториальной зоне планеты. Смотришь на него и невольно вспоминаешь лунное Море Дождей. И то и другое возникли в результате гигантских катастроф - столкновений с астероидными телами.

С помощью чувствительного магнитометра, установленного на "Маринере-10", у Меркурия было обнаружено дипольное магнитное поле, направленное примерно вдоль оси вращения планеты. Но напряженность этого поля на поверхности Меркурия не достигает и 1% от напряженности магнитного поля Земли. Тем не менее магнитное поле Меркурия значительно сильнее, чем поле Венеры или Марса.

По-видимому, для его генерации внутри планеты имеются необходимые условия.

Таким образом, в результате космических исследований было установлено, что Меркурий - это планета-парадокс: внешне и по истории формирования поверхности он похож на Луну, а по своему внутреннему строению обнаруживает удивительное сходство с Землей. Даже магнитное поле Меркурия подобно земному.

Чтобы получить представление о том, насколько большой Меркурий, давайте посмотрим на него в сравнении с нашей планетой.
Диаметр его составляет 4879 км. Это примерно 38% от диаметра нашей планеты. Другими словами, мы могли бы поставить три Меркурия бок о бок, и они будут чуточку больше, чем Земля.

Какова площадь поверхности

Площадь поверхности составляет 75 миллионов квадратных километров, что составляет примерно 10% площади поверхности Земли.

Если бы Вы могли развернуть Меркурий, то он стал бы почти в два раза больше площади Азии (44 миллиона квадратных километров).

А как насчет объема? Объем равен 6,1 х 10*10 км3. Это большое число, но это только 5,4% объема Земли. Другими словами, мы смогли бы поместить 18 объектов размером с Меркурий внутрь Земли.

Масса составляет 3,3 х 10*23 кг. Опять же, это много, но в соотношении это равно только 5,5% массы нашей планеты.

Наконец, давайте посмотрим на силу тяжести на его поверхности. Если бы вы могли стоять на поверхности Меркурия (в хорошем, жаропрочном скафандре), то почувствовали бы 38% силы тяжести, которую чувствуете на Земле. Иначе говоря, если вы весите 100 кг, то на Меркурии всего 38 кг.

В «окрестностях» Солнца, залитых потокам и ослепительно яркого спета, движется планета Меркурий. Видимое угловое расстояние планеты от центрального светила никогда не превышает 28 градусов, поэтому наблюдать Меркурий очень трудно. Большую часть времени он буквально утопает в лучах дневного светила и только ненадолго появляется на фоне золотистой утренней, зари или в блеске вечернего заката.

Все наблюдатели, указывали на одну особенность: планета вращается вокруг оси и обращается но орбите вокруг Солнца за один и тот же промежуток времени, равный 88 земным суткам. Об этом, казалось бы, свидетельствовали зарисовки расположения пятен на планетном диске. Получалось, что Меркурий обращен к Солнцу всегда одной стороной. А если так, то на одном его полушарии должен быть вечный день, а на другом — вечная ночь. Синхронность вращения планеты ученые объясняли приливным торможением Солнца, а и качестве наглядного примера указывали на Луну, повернутую одной стороной к Земле.

Во второй половине XX века представление о характере вращения Меркурия пришлось полностью пересмотреть. Этому способствовало бурное развитие радиофизических методов исследований. Точные данные о вращении планеты были получены в результате анализа сеансов радиолокации.

В 1965 году американские астрономы с помощью гигантского 305-метрового радиотелескопа в Пуэрто-Рико, радиолокационным методом определили период осевого вращения Меркурия в 2/3 продолжительности обращения по орбите. В земных солнечных сутках это составляет 58,6457. Таков в действительности период вращения Меркурия вокруг собственной оси по отношению к далеким звездам. Следовательно, на Меркурии не может быть ни вечного дня, ни вечной ночи. При такой скорости вращения одни солнечные сутки там равны без малого 176 (175,9371) земным суткам, или двум меркурианским годам (87,96855 . 2 = 175,9371). Другими словами, дни и ночи на Меркурии длятся по целому году! В перигелии — точке орбиты, ближайшей к Солнцу, — середина освещенного полушария Меркурия накаляется до 467°С. А па ночной стороне — леденящий холод: температура может опускаться до - 183°С.

В семье больших планет Меркурии отличается скромными размерами. Его диаметр в 2,61 раза меньше диаметра Земли. Следовательно, по объему планета меньше немного шара в 17,8 раза (2,61 . 2,61 . 2,61 = 17,8). В то же время по массе планета уступает Земле в 18,1 раза. Выходит, что средняя плотность Меркурия почти равна земной - она составляет 5,43 г/см3 (у Земли — 5,52 г/см3). И это в то время, когда недра планеты не испытывают сильного сжатия! Таким образом, после нашей Земли Меркурий является самок плотной планетой.

Некоторые исследователи считают, что Меркурий — это уникальная планета-рудник, которая по массе на 60% состоит из железа. Его массивное железное ядро окружено сравнительно тонкой силикатной оболочкой с мощными разветвленными рудоносными жилами, выходящими прямо на поверхность. Вполне возможно, что днем на поверхности Меркурия, испепеленной огненным дыханием близкого Солнца, образуются «озера» из расплавленных металлов (олова, свинца, цинка), похожие на изверженную вулканическую лаву.

Американский КА «Маринер—10» (1974 г.) передал на Землю около 3000 снимков поверхности планеты с разрешением до 50 м.

Сравнение снимков Меркурия с изображениями Луны говорит об их большом сходстве. Поверхность Меркурия тоже покрыта множеством кратеров ударного происхождения, и меркурианский ландшафт легко спутать с лунным. Но при внимательном изучении снимкой можно найти отличия: крупные кратеры встречаются на Меркурии реже, чем на Луне. Самый большой кратер на Меркурии носит имя великого немецкого композиторы Бетховена. Его диаметр достигает 625 км!

Следующим важным различием гористых ландшафтов Меркурия и Луны является присутствие на Меркурии многочисленных откосов, простирающихся на сотни километров. Изучение их структуры показало, что они образовались еще в ранний период развития планеты в результате глобального сжатия коры. Наличие на поверхности Меркурия хорошо сохранившихся больших кратеров говорит о том, что в течение последних 3—4 млрд лет там не происходило в широких масштабах движение участков коры, а также отсутствовала эрозия поверхности. Последнее обстоятельство почти полностью исключает существование в истории Меркурия сколько-нибудь существенной атмосферы.

На фотографиях поверхности Меркурия видно и несколько относительно гладких больших равнин, которые, очевидно, значительно моложе, чем сильно испещренные кратерами территории. Самой обширной равниной является Море Жары, или Море Зноя, достигающее в поперечнике 1300 км; расположено оно в экваториальной зоне планеты. Смотришь па него и невольно вспоминаешь лунное Море Дождей. И то и другое возникли в результате гигантских катастроф — столкновений с астероидными телами.

С помощью чувствительного магнитометра, установленного на «Маринсре-10», у Меркурия было обнаружено дипольное магнитное поле, направленное примерно вдоль оси вращения планеты. Но напряженность этого поля на поверхности Меркурия не достигает и 1% от напряженности магнитного поля Земли. Тем не менее магнитное моле Меркурии значительно сильнее, чем ноле Венеры или Марса.

По-видимому, для его генерации внутри планеты имеются необходимые условия.

Таким образом, в результате космических исследований было установлено, что Меркурий — это планета-парадокс: внешне и по истории формирования поверхности он похож на Луну, а по своему внутреннему строению обнаруживает удивительное сходство с. Землей. Даже магнитное поле Меркурия подобно земному.

Меркурий - ближайшая к Солнцу планета Солнечной системы, наименьшая из планет земной группы. Названа в честь древнеримского бога торговли - быстрого Меркурия, поскольку она движется по небесной сфере быстрее других планет.

Среднее расстояние Меркурия от Солнца чуть меньше 58 млн км (57,91 млн км). Планета обращается вокруг Солнца за 88 земных суток. Видимая звёздная величина Меркурия колеблется от −1,9 до 5,5, но его нелегко заметить из-за близости к Солнцу.

Меркурий относится к планетам земной группы. По своим физическим характеристикам Меркурий напоминает Луну. У него нет естественных спутников, но есть очень разрежённая атмосфера. Планета обладает крупным железным ядром, являющимся источником магнитного поля, напряжённость которого составляет 0,01 от земного магнитного поля. Ядро Меркурия составляет 83% от всего объёма планеты. Температура на поверхности Меркурия колеблется от 80 до 700К (от −190 до +430°C). Солнечная сторона нагревается гораздо больше, чем полярные области и обратная сторона планеты.

Радиус Меркурия составляет всего 2439,7±1,0км, что меньше радиуса спутника Юпитера Ганимеда и спутника Сатурна Титана (двух самых больших спутников планет в солнечной системе). Но несмотря на меньший радиус, Меркурий превосходит Ганимед и Титан по массе. Масса планеты равна 3,3⋅1023 кг. Средняя плотность Меркурия довольно велика - 5,43 г/см³, что лишь незначительно меньше плотности Земли. Учитывая, что Земля намного больше по размерам, значение плотности Меркурия указывает на повышенное содержание в его недрах металлов. Ускорение свободного падения на Меркурии равно 3,70 м/с². Вторая космическая скорость - 4,25 км/с. О планете пока известно сравнительно немного. Только в 2009 году учёные составили первую полную карту Меркурия, используя снимки аппаратов «Маринер-10» и «Мессенджер».

После лишения Плутона в 2006 году статуса планеты к Меркурию перешло звание самой маленькой планеты Солнечной системы.

Астрономические характеристики

Видимая звёздная величина Меркурия колеблется от −1,9m до 5,5m, но его нелегко заметить по причине небольшого углового расстояния от Солнца (максимум 28,3°).

Наиболее благоприятные условия для наблюдения Меркурия - в низких широтах и вблизи экватора: это связано с тем, что продолжительность сумерек там наименьшая. В средних широтах найти Меркурий гораздо труднее и возможно только в период наилучших элонгаций. В высоких широтах планету практически никогда (за исключением затмений) нельзя увидеть на тёмном ночном небе: Меркурий виден в течение очень небольшого промежутка времени после наступления сумерек.

Наиболее благоприятные условия для наблюдения Меркурия в средних широтах обоих полушарий складываются около равноденствий (продолжительность сумерек при этом минимальная). Оптимальным временем для наблюдений планеты являются утренние или вечерние сумерки в периоды его элонгаций (периодов максимального удаления Меркурия от Солнца на небе, наступающих несколько раз в год).

Небесная механика Меркурия

Меркурий обращается по своей орбите вокруг Солнца с периодом около 88 земных суток. Продолжительность одних звёздных суток на Меркурии составляет 58,65 земных, а солнечных - 176 земных. Меркурий движется вокруг Солнца по довольно сильно вытянутой эллиптической орбите (эксцентриситет 0,205) на среднем расстоянии 57,91 млн км (0,387 а.е.). В перигелии Меркурий находится в 45,9 млн км от Солнца (0,3 а.е.), в афелии - в 69,7 млн км (0,46 а.е.), таким образом, в перигелии Меркурий более чем в полтора раза ближе к Солнцу, чем в афелии. Наклон орбиты к плоскости эклиптики равен 7°. На один оборот по орбите Меркурий затрачивает 87,97 земных суток. Средняя скорость движения планеты по орбите - 48 км/с (в афелии - 38,7 км/с, а в перигелии - 56,6 км/с). Расстояние от Меркурия до Земли меняется от 82 до 217 млн км. Поэтому при наблюдении с Земли, Меркурий за несколько дней изменяет своё положение относительно Солнца от запада (утренняя видимость) к востоку (вечерняя видимость).

На Меркурии нет смены времён года, как на Земле. Это происходит из-за того, что ось вращения планеты почти перпендикулярна к плоскости орбиты. Как следствие, рядом с полюсами есть области, которые солнечные лучи не освещают. Исследования, проведённые с помощью радиотелескопа в Аресибо, позволяют предположить, что в этой холодной и тёмной зоне существуют ледники. Слой водяного льда может достигать 2 м; он, вероятно, покрыт слоем пыли.

Атмосфера

При пролёте космического аппарата «Маринер-10» мимо Меркурия было установлено наличие у планеты предельно разреженной атмосферы, давление которой в 5⋅1011 раз меньше давления земной атмосферы. В таких условиях атомы чаще сталкиваются с поверхностью планеты, чем друг с другом. Атмосферу составляют атомы, захваченные из солнечного ветра или выбитые солнечным ветром с поверхности, - гелий, натрий, кислород, калий, аргон, водород. Среднее время жизни отдельного атома в атмосфере - около 200 суток.

Имеющихся у Меркурия магнитного поля и гравитации не достаточно для сохранения атмосферных газов от диссипации и поддержания плотной атмосферы. Близость к Солнцу влечёт мощнейший солнечный ветер и высокие температуры (при сильном нагреве газы активнее покидают атмосферу). В то же время Марс, обладающий почти равной с Меркурием гравитацией, но расположенный в 4-5 раз дальше от Солнца, даже без магнитного поля не растерял атмосферу полностью на диссипацию в космос.