Slnečná sústava skúmaná zblízka

Transkript

1 Peter Hubinský a Pavol Valko - motivačná fáza projektu Space for Education, Education for Space ESA Contract No /16/NL/NDe

2 Obsah prednášky 1. Pozorovanie Slnka 2. Lety na Mesiac 3. Výskum kamenných planét 4. Skúmanie plynných planét 5. Misie k planétkam, asteroidom a kométam 6. Smer Kuiperov pás a ďalej 2

3 1. Pozorovanie Slnka v Slnečnej sústave je to práve Slnko čo to tu riadi, koncentruje až 99,86% hmoty slnečnej sústavy bežná hviezda hlavnej postupnosti spektrálnej triedy G2 povrchová teplota 5500 C, max. na 500 nm (zelená farba dôvod, prečo sú rastliny zelené a prečo má tu ľudské oko max. citlivosť...) nerovnomerná rotácia Slnka na póloch je perióda rotácie 38 dní a na rovníku len 24,5 dňa svetlo zo Slnka na Zem letí 8 min a 20 sek, ale častice slnečného vetra letia na Zem 2-4 dni Slnko naša hviezda 3

4 1. Pozorovanie Slnka Sondy skúmajúce Slnko SOHO (Solar and Heliospheric Observatory) pozoruje z L1 bodu SDO (Solar Dynamics Observatory) Ulysses jediná sonda výrazne mimo rovinu ekliptiky STEREO (Solar Terrestrial Relations Observatory A,B) pozoruhodné odmlčanie sondy Stereo B Ilustrácia: ESA/NASA Názov prednášky 4

5 1. Pozorovanie Slnka SOHO Sonda SOHO pozoruje aj miniatúrne kométy Slnko v ultrafialovom svetle 5

6 1. Pozorovanie Slnka Solar Dynamics Observatory Družica SDO sleduje hlavne dynamiku procesov na povrchu Slnka 6

7 1. Pozorovanie Slnka STEREO A, B Dvojica sond STEREO pozorujú časti Slnka neviditeľné zo Zeme Názov prednášky 7

8 2. Lety na Mesiac Mesiac so Zemou tvorí dvojplanétu vzhľadom na malý rozdiel medzi ich veľkosťami synchronicita doby rotácie s dobou obehu okolo Zeme spôsobuje, že privracia k Zemi len jednu stranu. Spôsobuje to nerovnomerné rozloženie hmoty Mesiaca. v niektorých kráteroch na póloch, ktorých vnútro je vo večnom tieni sa našiel aj vodný ľad Mesiac Mesiac je málo aktívne teleso bez vlastnej atmosféry 8

9 2. Lety na Mesiac Mesiac Východ Zeme nad mesačným povrchom (LRO) Zem a Mesiac z kozmu (Deep Space Climate Observatory) 9

10 2. Lety na Mesiac Sovietsky program Luna Luna 2: prvé (tvrdé) pristátie na Mesiaci Luna 16, 20 a 24: návrat vzoriek mesačnej horniny na Zem Luna 17 a 21: diaľkovo ovládané mesačné vozidlá Lunochod 1 a 2 Americký program Surveyor Surveyor 3 ako prvý realizoval chemickú analýzu vzoriek horniny Programy Luna a Surveyor Luna lander, Lunochod a Surveyor 3 Foto: Wikipedia, NASA 10

11 2. Lety na Mesiac Americký program Apollo Apollo 8, 10, 13 len jeden prelet okolo Mesiaca a návrat na Zem. Apollo 11, 12, 14, 15, 16 a 17 mäkké pristátie, posledné 3 výpravy aj rover Lety na Mesiac Po dlhšej prestávke znova automaty: Clementine Grail A,B výskum gravitácie Mesiaca LADEE (úmyselný náraz do Mesiaca) Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) Čínske sondy Chang'e, v rámci 3.misie aj diaľkovo ovládané vozidlo Yutu Apollo mission 11

12 2. Lety na Mesiac Projekt Apollo Apollo mission 12

13 2. Lety na Mesiac Topografia a gravitácia Mesiaca Zdroj: NASA 13

14 3. Výskum kamenných planét planéta najbližšie Slnku, nemá atmosféru pomalá rotácia na každé 2 obehy okolo Slnka sa otočí okolo osi len 3-krát veľká hustota, vysoký obsah kovov, železné jadro povrch na strane privrátenej k Slnku sa zahrieva až na +427 C, na odvrátenej je len -173 C Merkúr 14

15 3. Výskum kamenných planét preletové sondy Mariner 10 (3 prelety) orbitálne sondy Messenger pripravované BepiColombo Mercury Planetary Orbiter (MPO) Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO) Sondy na prieskum Merkúra Povrch Merkúra na fotografii zo sondy Messenger 15

16 3. Výskum kamenných planét Sondy na prieskum Merkúra Na póloch sa našiel v kráteroch vodný ľad Kráter Kertész v oblasti Caloris s dutinami 16

17 3. Výskum kamenných planét veľkosťou aj geologickým zložením dvojča Zeme, ale na povrchu je silný skleníkový efekt - teplota dosahuje až 470 C (viac ako Merkúr) hustá CO 2 atmosféra, tlak na povrchu až 90 atmosfér. fúkajú vetry 400 km/h a prší kyselina sírová, atmosféra rotuje rýchlejšie ako planéta na povrchu málo kráterov, o to viac sopiek... zaujímavosťou je retrográdny smer rotácie okolo vlastnej osi oproti obežnému pohybu okolo Slnka. Deň na Venuši je dlhší ako rok (243 vs. 224 pozemských dní). Venuša 17

18 3. Výskum kamenných planét Sondy na prieskum Venuše Mariner 2 (prvý prelet, 1962) Sovietsky projekt Venera: viacnásobné mäkké pristátie a fotografie z povrchu Americký Pioneer-Venus 1 prvé radarové snímky povrchu Sovietsky projekt Vega balón vypustený do atmosféry Americký Magellan: systematické radarové snímkovanie povrchu Európsky Venus Express: dlhodobý prieskum Venuše, čoskoro spácha samovraždu... japonská sonda Akatsuki potýkajúca sa s technickými problémami viacero ďalších sond použilo Venušu pri gravitačnom manévri (ako prvý Mariner 10) Foto: IKI, NASA 18

19 3. Výskum kamenných planét Venuša Radarový obraz Venuše Maat Mons 8 km vysoká sopka 19

20 3. Výskum kamenných planét veľkosťou polovičný ako Zem, ale podmienkami na povrchu Zemi najbližší má riedku atmosféru z CO 2, na póloch CO 2 aj H 2 O zamŕza vo forme polárnych čiapočiek s hrúbkou 1 meter. V pôde sa nachádza veľké množstvo vodného ľadu povrchová teplota -153 C až +20 C, tlak ako na Zemi vo výške 35 km Mars 20

21 3. Výskum kamenných planét Mariner 4 (prvý prelet, 1965) Mars 3 prvé mäkké pristátie (1971) Mariner 9 prvý stály orbiter (1971) úspešné landery Viking 1,2 (1976) prvý funkčný rover: Sojourner v rámci misie Mars Pathfinder (1997) mnoho orbitálnych sond: Mars Odyssey, Mars Global Surveyor (MGS), Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), európsky Mars Express a indická Mangalyaan (MOM). Na ceste je ExoMars (ESA a Roskosmos) veľmi úspešné rovery Spirit a Opportunity (2004), neskôr Curiosity (2012) prieskum polárnej čiapočky pomocou landera Phoenix (2008) aj neúspešné misie: Fobos 1 (ZSSR 1988), Mars Observer (NASA 1992), Mars 96 (Roskosmos 1996), Mars Climate Orbiter (NASA 1998), Mars Polar Lander (NASA 1999), Beagle 2 (ESA 2003), Fobos-Grunt (Roskosmos 2011) Misie k Marsu Marsochod Curiosity - autoportrét 21

22 3. Výskum kamenných planét Fotografie Marsu Olympus Mons 25 km vysoká sopka Polárna čiapočka na severnom póle, ESA 22

23 3. Výskum kamenných planét Fotografie Marsu Panoráma povrchu Marsu z rovera Curiosity 23

24 3. Výskum kamenných planét Fotografie Marsu Zaujímavé útvary v oblasti Cydonia (vpravo hore od stredu tzv. tvár) Marťanský kaňon Valles Marineris Foto: ESA 24

25 3. Výskum kamenných planét Fotografie Marsu Phobos Deimos 25

26 4. Skúmanie plynných planét najväčšia planéta, mnoho satelitov (67 známych, z toho 4 veľké) a aj malý prstenec rýchla rotácia deň trvá len 9 hod 55 min. Aj kvôli tomu nemá presne kruhový tvar... minimálne 350 rokov je viditeľná Veľká červená škvrna vír v atmosfére atmosféra obsahuje plynný aj tekutý vodík s prímesou hélia, jadro planéty obsahuje vodný ľad, skaly a kovy Jupiter 26

27 4. Skúmanie plynných planét Jupiter Detail Veľkej červenej škvrny 27

28 4. Skúmanie plynných planét preletové sondy Pioneer 10 a 11 Voyager 1 a 2 (druhá z nich navštívila aj Saturn, Urán a Neptún) Ulysees, Cassini aj New Horizons orbitálne sondy Galileo: problémy s anténou, ale aj pozorovanie zrážky Jupitera s kométou Shoemaker Levy 9 a modul na prieskum atmosféry Juno: fotovoltaické články miesto rádioizotopových termoelektr. generátorov Sondy k Jupiteru Kozmická sonda Juno Zdroj: NASA 28

29 4. Skúmanie plynných planét Mesiace Jupitera Galileove mesiace Jupitera Io - aktívna vulkanická činnosť Europa - tekutá slaná voda pod vrstvou ľadu, plánuje sa výprava na prieskum (ponorka?) Ganymede - najväčší mesiac v Slnečnej sústave (väčší ako Merkúr) Callisto - mesiac s najmenšou hustotou a najvyšším počtom impaktných kráterov 29

30 4. Skúmanie plynných planét planéta s najvýraznejším systémom prstencov v mnohom podobný Jupiteru, oválny tvar kvôli rýchlej rotácii viac ako 150 známych mesiacov, z toho najväčší je Titan s vlastnou hustou atmosférou, zloženou z dusíka, rôznych uhlovodíkov - najmä metánu (CH 4 ) a vodíka. na povrchu Titanu sú uhlovodíky v kvapalnom stave (uzavretý cyklus - dážď, rieky, jazerá, oblaky...) Saturn 30

31 4. Skúmanie plynných planét preletové sondy - Pioneer 11 (1979) - Voyager 1 a Voyager 2 (ktorá v lete pokračovala k Uránu a Neptúnu) orbitálna sonda - Cassini + pristávací modul Huygens (Titan, 1997) Saturn Odvrátená strana Saturnu Do budúcna je plánovaný podrobný prieskum mesiaca Titan (vzducholoď?) Šesťuholníková štruktúra na póle Saturnu 31

32 4. Skúmanie plynných planét Mesiace Saturnu Mesiac Enceladus a jeho ľadové gejzíry 32

33 4. Skúmanie plynných planét Mesiace Saturnu Mesiac Titan infračervenej oblasti a detail na radarovej snímke 33

34 4. Skúmanie plynných planét Mesiace Saturnu Panoráma a fotografia z povrchu z pristávacieho modulu Huygens Foto: ESA/NASA 34

35 4. Skúmanie plynných planét Urán systém prstencov a 27 známych mesiacov, z toho 5 veľkých s priemerom 500 až 1600 km je to najchladnejšia planéta, atmosféra má len -224 C, na rozdiel od Jupitera a Saturnu obsahuje aj vodu, amoniak ( NH 3 ) a metán (CH 4 ) sklon osi rotácie voči ekliptike až 97,77 stupňa prieskum vykonala zatiaľ len sonda Voyager 2 (1986) 35

36 4. Skúmanie plynných planét Mesiace Uránu Kamenné mesiace Ariel, Miranda, Titania, Oberon a Umbriel 36

37 4. Skúmanie plynných planét podobná veľkosť ako Urán, ale je to dynamickejšia planéta atmosféra obsahuje okrem vodíka a hélia aj prímes metánu, vetry až 600 m/s, množstvo vírov a jedna trvalá Tmavá škvrna 14 známych mesiacov, z toho jediný veľký: Triton s riedkou dusíkovou atmosférou, ktorý na povrchu zamŕza prieskum vykonala zatiaľ jediná preletová sonda - Voyager 2 (1989) Neptún 37

38 4. Skúmanie plynných planét Mesiace Neptúna Najväčší mesiac Triton a jeden z menších mesiacov, Proteus 38

39 5. Misie k planétkam, asteroidom a kométam Pluto radíme už medzi planétky, obieha ho relatívne veľký sprievodca Charon s polovičným priemerom ako má Pluto a niekoľko menších satelitov rovina dráhy sklonená 17 voči ekliptike, doba obehu 248 rokov vzdialenosť od Slnka 29 až 49 astronom. jednotiek prieskum pomocou sondy New Horizons (2015) Pluto 39

40 5. Misie k planétkam, asteroidom a kométam Pluto a Charon Detail oblasti Sputnik Planum Mesiac Charon 40

41 5. Misie k planétkam, asteroidom a kométam Kométy Na kométach a asteroidoch sa uchoval materiál z ktorého vznikla Slnečná sústave skoro v pôvodnej forme. Fotografia Halleyovej kométy zo Zeme a zo sondy Giotto (Foto: ESA) 41

42 5. Misie k planétkam, asteroidom a kométam Misie ku kométam preletové misie Giotto okolo jadra Halleyho kométy (1986) Stardust (prelet Wild 2 a Tempel 1) + návrat vzoriek kozmického prachu na Zem Deep Space 1 (Borelly ) Deep Impact (Tempel 1) + impaktor orbitálne misie Rosetta ku kométe Churyumov-Gerasimenko (+ pristávací modul Philae) Jadro kométy Borelly 42

43 5. Misie k planétkam, asteroidom a kométam Misie ku kométam Fotografie jadra kométy Tempel 1 pred a po zásahu Deep Impact 43

44 5. Misie k planétkam, asteroidom a kométam Misie ku kométam Jadro kométy 67P/Churyumov-Gerasimenko na fotografiách zo sondy Rosetta Foto: ESA 44

45 5. Misie k planétkam, asteroidom a kométam Misie ku kométam Fotografie miesta a z miesta dopadu modulu Philae Foto: ESA 45

46 5. Misie k planétkam, asteroidom a kométam jednorazové prelety sond - Galileo (aster. Gaspra aj Ida + Dactyl) - Rosetta (Lutetia) - NEAR Shoemaker (Mathilde) - Chang'e 2 (Toutatis) - Deep Space 1 (Braille) a ďalšie Misie k asteroidom dlhodobé orbitálne misie - DAWN (výskum planétok Vesta a Ceres), táto sonda má nový iónový pohon! pristávací manéver - NEAR Shoemaker (Eros) - Hayabusa 1 (Itokawa) s návratom vzoriek - OSIRIS-Rex (Bennu) tiež návrat vzoriek v budúcnosti ďalšie výpravy jednak s cieľom spoznať možnosti eliminácie nebezpečných asteroidov resp. aj ťažby nerastných surovín z ich povrchu... Asteroid Itokawa Foto: JAXA 46

47 5. Misie k planétkam, asteroidom a kométam Misie k planétkam Detail Ceres zo sondy Dawn Planétky Ceres a Vesta zo sondy Dawn 47

48 6. Smer Kuiperov pás a ďalej po prelete okolo Pluta bola sonda New Horizons nasmerovaná na objekt 2014 MU69 vo vzdialenosti 44,4 a.j., ktorý má dosiahnuť v roku 2019 Smer Kuiperov pás Zdroj: NASA 48

49 6. Smer Kuiperov pás a ďalej... a ďalej 4 sondy smerujúce von zo slnečnej sústavy. Najďalej je Voyager 1. výkon vysielača 23 W, vzdialenosť cca 20 mld km (135 AU) oneskorenie 2 x 18,7 hod 49

50 6. Smer Kuiperov pás a ďalej... a ďalej Rytina na sonde Pioneer Platňa na sondách Voyager Zdroj: NASA 50

51 6. Smer Kuiperov pás a ďalej... a ďalej Poloha slnečnej sústavy v našej galaxii (Mliečnej dráhe) Najbližší susedia našej galaxie 51

52 Prosíme o vyplnenie elektronického dotazníka na tejto adrese 52