Исследование вариантов безопасности Земли от столкновения с астероидами. Открытие, исследование и характеристика астероидов. Варианты решения проблемы обеспечения комето-астероидной безопасности. Изменение траектории движения космического объекта.
Наблюдательные данные и теоретические оценки малых телах Солнечной системы, новые факты о катастрофических столкновениях в - все это произвело существенный сдвиг в восприятии научными кругами и общественностью той реальной опасности, которую представляют собой столкновения крупных космических тел с Землей. Все больше возрастает понимание того, что падения крупных космических тел на Землю играли очень важную роль в развитии жизни на Земле в прошлом и могут оказать решающее влияние на нее в будущем. Кеплер, наблюдая за Марсом пришел к выводу, что совершенству Солнечной системы мешает непомерно большой пустой промежуток между орбитами Марса и Юпитера и решил, что там должна находиться планета. Ученые, исследующие Солнечную систему, искали планету, находящуюся между орбитами Марса и Юпитера. Постепенно это правило обрело популярность, и убедило многих астрономов в правильности поисков пятой планеты, чья орбита расположена между орбитами Марса и Юпитера.Вероятно число малых планет доступных наблюдению с Земли, около 100 000, а их общее число должно составить сотни миллионов. 98% всех астероидов находится между орбитами Марса и Юпитера на расстоянии от Солнца (2,6-3,6) а.е. и образуют так называемый первый пояс астероидов. Имеются три группы астероидов, сближающихся с земной орбитой: группа Амура - астероиды, лишь приближающиеся к земной орбите с внешней стороны, группа Аполлона астероиды, небольшая часть орбиты которых лежит внутри орбиты Земли, и группа Атона - астероиды, большая часть орбиты которых лежит внутри земной. С Земли астероиды наблюдать очень трудно, т. к. в телескоп их диски не видны, и только с появлением космических аппаратов и орбитальных телескопов стал доступен внешний вид астероидов. Почти 3/4 века не подозревали, что не все астероиды движутся между орбитами Марса и Юпитера. Через несколько лет после Эроса, в 1904 г., был открыт астероид 588 Ахилл, движущийся по орбите больших размеров, далеко за пределами кольца астероидов, почти точно по орбите Юпитера.Прежде чем решить, какой вариант окажется самым действенным в каждом конкретном случае, к опасному астероиду следует направить исследовательский посадочный зонд. Американцы предлагают послать к Апофису небольшой аппарат, заодно выполняющий и научную задачу. По плану стартовать в космос Foresight мог бы в мае 2012 года на борту ракеты-носителя Minotaur IV и встреча с Апофисом состоялась бы в марте 2013-года, масса аппарата 1,5 тонны. После 10 дней предварительного изучения астероида аппарат начал бы медленно дрейфовать по орбите вокруг Апофиса.
Введение
В последние годы наряду с другими проблемами выживания человечества очень серьезно заявила о себе проблема кометно-астероидной опасности. Наблюдательные данные и теоретические оценки малых телах Солнечной системы, новые факты о катастрофических столкновениях в - все это произвело существенный сдвиг в восприятии научными кругами и общественностью той реальной опасности, которую представляют собой столкновения крупных космических тел с Землей. Все больше возрастает понимание того, что падения крупных космических тел на Землю играли очень важную роль в развитии жизни на Земле в прошлом и могут оказать решающее влияние на нее в будущем.
Цель работы - Анализ результатов по данной проблеме и создание возможного проекта по проблеме защиты Земли от опасных космических объектов.
Задачи работы: - Аналитическое изучение литературы о структуре Солнечной системы и проблемах космических полетов к небесным телам;
- Исследование вариантов безопасности Земли от столкновения с астероидами;
- Авторский проект возможного проекта по безопасности Земли от космических объектов;
- Создания презентации по выбранной теме и теста по проблеме.
1. Астероидная опасность
1.1 История, открытие, исследование и характеристика астероидов
О том, что в Солнечной системе между орбитами Марса и Юпитера движутся многочисленные малые тела, было известно около 200 лет назад. И. Кеплер, наблюдая за Марсом пришел к выводу, что совершенству Солнечной системы мешает непомерно большой пустой промежуток между орбитами Марса и Юпитера и решил, что там должна находиться планета. Ученые, исследующие Солнечную систему, искали планету, находящуюся между орбитами Марса и Юпитера. В1766 г мало известный профессор физики Иоганн Даниель Тициус впервые сформулировал найденный им правило планетных расстояний. В 1772 г. 25-летний немецкий астроном Иоганн Боде поместил формулировку правила Тициуса в своей книге "Руководство по изучению звездного неба". Боде предсказывал на расстоянии 2,8 а. е. от Солнца существование не спутников Марса, а "большой планеты", которая должна совершать полный оборот вокруг Солнца за 4,5 года. Было сформулировано "Правило Тициуса-Боде". Постепенно это правило обрело популярность, и убедило многих астрономов в правильности поисков пятой планеты, чья орбита расположена между орбитами Марса и Юпитера.
Было создано специальное общество, которое занималось поисками этой планеты и называло себя "небесной полицией". Сообщество состояло из двадцати четырех астрономов, каждому из которых надлежало исследовать один час зодиака для отыскания неизвестной планеты. В Палермо итальянский астроном директор обсерватории Джузеппе Пиацци уже много лет вел наблюдения положений звезд для составления звездного каталога. Работа близилась к концу. В первый вечер XIX в., 1 января 1801 г., Пиацци обнаружил в созвездии Близнецов слабую звездочку, с блеском около 7m, которой почему-то не оказалось ни в его собственном каталоге, ни в каталоге Христиана Майера, имевшегося в распоряжении Пиацци. На следующий вечер оказалось, что звездочка имеет не те координаты, что накануне: она сместилась на 4" по прямому восхождению и на 3",5 по склонению. На третью ночь выяснилось, что ошибки нет и что звездочка медленно перемещается по небу. Шесть недель следил Пиацци за странной звездой. Но наблюдения прервала болезнь. Поправившись, Пиацци уже не смог найти ее. Непрерывно перемещаясь, объект затерялся среди слабых звезд.
В это время 23-летний, еще никому не известный, Карл Фридрих Гаусс увлекся созданием методов обработки астрономических наблюдений. Он решил попытаться определить эллиптическую орбиту новой планеты по имеющимся данным. Для этого ему пришлось разработать новый метод, который прославил Гаусса и известен теперь в небесной механике как метод определения эллиптической орбиты по трем наблюдениям. Объединив результаты всех наблюдений с помощью созданного им же несколько раньше метода наименьших квадратов, Гаусс определил, что орбита объекта лежит между орбитами Марса и Юпитера и что большая полуось ее (2,8 а. е.) точно совпадает со значением, предсказанным законом Тициуса-Боде. Сомнений не осталось: это была искомая планета.
Пиацци назвал ее Церерой, в честь богини - покровительницы острова Сицилия. Новая планета заняла, как будто, равноправное положение среди остальных, к радости астрономов, заполнив брешь между Марсом и Юпитером. Церера, как и остальные планеты, была холодной и светилась отраженным солнечным светом, но очень слабым. В Берлине Генрих Вильгельм Ольберс, немецкий врач и астроном, член Парижской Академии наук, член Лондонского королевского общества и руководитель Берлинской обсерваторией, внимательно следил за движением Цереры. 28 марта 1802 г. он неожиданно неподалеку от нее обнаружил еще одну, но более слабую планетку (около 9m). Ольберс дал ей название Паллада, в честь Афины Паллады. Мало того, что Паллада двигалась тоже на расстоянии 2,8 а. е. от Солнца, уже занятом Церерой, ее орбита к тому же сильно отклонялась от плоскости эклиптики (на 35°). Позднее была открыта Юнона, Веста. Несмотря на малые размеры, Церера, Паллада, Юнона и Веста стали включаться в общий список планет. Пиацци предложил именовать новые члены Солнечной системы планетоидами (т.е. планетоподобными), а Гершель - астероидами (звездоподобными).
Вывод
Доказано, в любой момент, какой - либо астероид или комета может столкнуться с нашей планетой. Прежде чем решить, какой вариант окажется самым действенным в каждом конкретном случае, к опасному астероиду следует направить исследовательский посадочный зонд. Американцы предлагают послать к Апофису небольшой аппарат, заодно выполняющий и научную задачу. На борту он будет нести камеру, лазерный альтиметр, систему связи и, едва ли не главное, - радиомаяк. По плану стартовать в космос Foresight мог бы в мае 2012 года на борту ракеты-носителя Minotaur IV и встреча с Апофисом состоялась бы в марте 2013-года, масса аппарата 1,5 тонны. После 10 дней предварительного изучения астероида аппарат начал бы медленно дрейфовать по орбите вокруг Апофиса. Такой облет должен продолжаться 30 дней, во время которых Foresight выполнит множество снимков "камушка" в разных диапазонах спектра. Далее зонд уйдет с круговой орбиты вокруг скалы и просто полетит рядом с ней по общей околосолнечной орбите, на расстоянии в 2 километра от астероида. Дистанцию эту аппарат должен непрерывно измерять лазером. Через 10 месяцев такого совместного полета люди смогут с высокой точностью определить орбиту Апофиса, поскольку все это время за самим зондом ученые легко проследят по радиомаяку.
Конкретные меры защиты будут определяться в зависимости от имеющегося запаса времени до столкновения и характеристик, как самого астероида, так и элементов его орбиты.
Проблема космической защиты может эффективно решаться только параллельно с изучением и освоение космоса. Чтобы применить тот или иной способ защиты, необходимо исследовать особенности движения малых тел Солнечной системы. Поэтому создана Всемирная служба космической безопасности.
Список литературы
астероид столкновение космический
1. Энциклопедия для детей. (Том 8). Астрономия. - М.: Мир энциклопедий, 2006 - 688 с.
2. Жаков А.М. Как управляют спутниками. - Лениздат, 1988.
3. Космос. Полная энциклопедия / Ил.Н. Красновой. - М.: Эксмо, 2007. - 248 с.
4. Марленский А.Д. Основы космонавтики. Факультативный курс. - М.: Просвещение, 1985.
5. Рябов Ю.А. Движение небесных тел. - М.: Наука, 1988.
6. Что? Зачем? Почему? Большая книга вопросов и ответов / Пер. К Мишиной, А. Зыковой. - М.: Изд. Эксмо, 2006.
