Нил Тайсон - Астрофизика с космической скоростью, или Великие тайны Вселенной для тех, кому некогда

Спутники планет принято называть в честь древнегреческих мифологических персонажей в жизни древнегреческого аналога того римского бога, в честь которого названа планета. Светская жизнь у античных богов была очень запутанная, поэтому недостатка в персонажах мы не испытываем. Единственное исключение из этого правила – спутники Урана, названные в честь различных главных героев английской классической литературы. Английский астроном Уильям Гершель первым обнаружил планету, которая находится дальше остальных, видимых невооруженным глазом, и был готов назвать ее в честь тогдашнего короля, которому верно служил. Если бы сэру Уильяму это удалось, список планет выглядел бы так: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн и Георг. К счастью, здравомыслие возобладало, и несколько лет спустя планета получила классическое имя Уран. Однако спутники его Гершель предложил называть в честь героев пьес Шекспира и поэм Поупа, и эта традиция соблюдается до сих пор. Среди 27 спутников Урана есть Ариэль, Корделия, Дездемона, Джульетта, Офелия, Порция, Пак, Умбриэль и Миранда.

Солнце теряет вещество с поверхности со скоростью больше миллиона тонн в секунду. Мы называем это солнечным ветром, который состоит из высокоэнергичных заряженных частиц.

Поток частиц мчится сквозь пространство со скоростью в тысячи километров в секунду и отражается магнитными полями планет. Тогда частицы устремляются по спирали к северному и южному магнитному полюсу, бомбардируют молекулы газа и зажигают в атмосфере многоцветные полярные сияния. Космический телескоп имени Хаббла зарегистрировал полярные сияния у полюсов Сатурна и Юпитера. А на Земле северные и южные сияния – аврора бореалис и аврора аустралис – служат постоянным напоминанием о том, как прекрасна защитная атмосфера.

Принято считать, что земная атмосфера достигает десятков километров от поверхности. Спутники на «низких» околоземных орбитах, как правило, летают на расстоянии от 150 до 600 километров от Земли и проходят полный оборот примерно за 90 минут. Дышать на такой высоте невозможно, однако кое-какие атмосферные молекулы еще встречаются – и их достаточно, чтобы постепенно истощать орбитальную энергию ничего не подозревающих спутников. Чтобы преодолеть сопротивление воздуха, спутнику нужно периодически делать рывки, иначе он упадет на Землю и сгорит в плотных слоях атмосферы.

Солнце теряет вещество с поверхности со скоростью больше миллиона тонн в секунду. Мы называем это солнечным ветром, который состоит из высокоэнергичных заряженных частиц.

Альтернативный способ определить, где проходит граница атмосферы, – задаться вопросом, где плотность молекул атмосферных газов равна плотности молекул газов межпланетного пространства. По такому определению толщина земной атмосферы составляет несколько тысяч километров. Гораздо выше этого уровня, на расстоянии в 40 000 километров от поверхности Земли (одна десятая расстояния до Луны), проходят орбиты спутников связи. Эта высота избрана не только потому, что земная атмосфера перестает оказывать на спутники существенное влияние, но и потому, что на ней скорость спутника такова, что он совершает один оборот вокруг Земли ровно за сутки. Когда орбита идеально согласуется с темпом вращения Земли, спутник словно парит над одной точкой, а значит, служит идеальным передатчиком сигналов между разными областями земной поверхности.

Законы Ньютона особо оговаривают, что, хотя гравитация планеты слабеет, когда от нее удаляешься, нет такого расстояния, на котором она будет равна нулю. Планета Юпитер со своим мощным гравитационным полем благополучно отражает множество комет, которые могли бы натворить бед, попади они во внутреннюю Солнечную систему. Юпитер служит для Земли гравитационным щитом – мускулистым старшим братом, благодаря которому на Земле случаются долгие, по сто миллионов лет, периоды относительного мира и покоя. Без покровительства Юпитера сложной жизни было бы непросто стать такой, какая она есть, поскольку она постоянно находилась бы под угрозой вымирания в результате катастрофического столкновения с каким-нибудь метеоритом.

Когда мы запускаем в космос зонды, то практически всегда эксплуатируем гравитационные поля других планет. Например, зонд «Кассини», побывавший на Сатурне, дважды заручился гравитационной помощью Венеры, один раз – Земли (во время обратного пролета) и один раз – Юпитера. Траектории от планеты к планете, напоминающие путь биллиардного шара, многократно отражающегося от бортиков, встречаются сплошь и рядом. Иначе наши крошечные зонды не смогли бы набрать достаточно скорости и энергии и добраться до цели – одними лишь рукотворными ракетными двигателями здесь не обойтись.