Хроники познания космоса
Космос всегда был для человечества одной из самых ярких и сложных тайн мироздания и её разгадке посвящали себя самые светлые умы. Мы собрали для вас ключевые события и факты этого пути, чтобы освежить ваши знания
Изучение Солнечной системы учеными-первооткрывателями
С древних времен ночное небо было объектом интереса людей. Сначала они наблюдали за видимыми созвездиями и планетами, затем, движимые научным интересом, стали изобретать всевозможные приборы, с помощью которых было возможно увидеть гораздо больше.
Астрономия, как наука, изучающая устройство и развитие небесных тел, всю нашу Вселенную, зародилась давно и является одной из самых древнейших наук на Земле. Уже в Древней Греции в 4 в. до н.э. ученый Гераклид Понтийский предположил вращение Земли вокруг своей оси, основываясь на своих наблюдениях, сделал выводы о том, что Меркурий и Венера вращаются вокруг Солнца и первым заговорил об астрономическом годе, как периоде обращения нашей планеты вокруг Солнца. Однако, в течение долгого времени считалось, что именно Земля находится в центре Солнечной системы и Солнце вращается вокруг нее. Подобную модель устройства Солнечной системы предложил позднеэллинистический ученый Клавдий Птолемей, живший в Александрии во 2 в. н.э.
Лишь в 16 веке Николай Коперник опроверг существующую веками геоцентрическую концепцию Солнечной системы и в своем трактате «Об обращении небесных сфер» доказал, что Земля и другие планеты вращаются вокруг Солнца. Поскольку его выводы противоречили официальной позиции церкви, польский ученый в течение долгого времени подготавливал научное сообщество к столь важному открытию, которое поистине произвело революцию во всем мире. Труд Коперника был напечатан в Германии спустя 40 лет после начала его исследований незадолго до его смерти в 1543 году. В 17 веке учение Коперника было объявлено ересью и его последователи подвергались преследованиям.
Николай Коперник
Практически одновременно с Коперником свои революционные идеи развивал доминиканский монах Джордано Бруно, который в 1584 году опубликовал работу «О бесконечности Вселенной и миров», в которой, ссылаясь на учение Коперника, говорил о бесконечности Вселенной, о том, что она состоит из различных миров. Также Бруно утверждал, что звезды, видимые на небе, подобны Солнцу, просто находятся намного дальше. Из-за своих смелых высказываний, противоречащих мнениям английских ученых и богословов, Бруно бежал из Англии, опасаясь за свою жизнь, но это ему не помогло – он был арестован инквизицией, отправлен в тюрьму и спустя 7 лет публично сожжен в Риме на костре, как еретик.
Джордано Бруно
Идеи Коперника о гелиоцентрическом строении Солнечной системы развивал и другой итальянский математик и астроном Галилео Галилей. Галилей сам создал оптический телескоп, позволявший достичь 32-кратного увеличения, что дало ему возможность обнаружить рельеф на поверхности Луны, пятна на поверхности Солнца, а также установить, что Солнце, и все другие небесные тела, как и наша планета, вращаются вокруг своей оси.
Телескоп Галилея
За свои идеи Галилей также был осужден и до самой смерти в 1642 году находился под присмотром инквизиции.
Галилео Галилей
XVI век был действительно переломным – после распространения трудов Коперника в разных странах появлялись выдающиеся ученые, чьи взгляды на строение Вселенной были далеки от общепризнанных. Одним из них стал и немецкий исследователь Иоганн Кеплер, впервые зафиксировавший в ночном небе вспышку сверхновой звезды, а также разработавший математические законы движения планет Солнечной системы – ему удалось установить прямую зависимость между расстоянием планеты от Солнца и скоростью ее вращения .
Иоганн Кеплер
Главный труд Кеплера – научный трактат «Рудольфовы таблицы» — астрономические таблицы движения небесных тел, которые нашли широкое практическое применение среди астрономов и моряков при навигации судов.
Открытие закона всемирного тяготения и галактик
На труды Кеплера опирался впоследствии и всемирно известный английский ученый Исаак Ньютон, создатель теории всемирного тяготения и небесной механики. Именно он достаточно четко сформулировал мысль о единстве Вселенной, как строгой системы с взаимозависимыми элементами, подчиненными единым законам. Ньютон в 1668 году создал зеркальный телескоп, который позволил добиться лучшего изображения исследуемых объектов.
Телескоп Ньютона
В целом, именно усилиями всех вышеуказанных ученых были заложены основы изучения Вселенной. Их открытия проходили в непрерывной борьбе с общепринятыми взглядами, а также в условиях слабой технической оснащенности, что, тем не менее, не помешало им сделать важнейшие открытия, которые позволили последующим поколениям осваивать новые космические пространства.
Телескоп Гершеля
На рубеже XVIII-XIX вв. был совершен важнейший прорыв в области астрономии – открытие нашей Галактики. На этот раз вновь отличился англичанин Уильям Гершель, который с помощью 12-метрового телескопа собственной разработки открыл границы нашей Галактики.
Уильям Гершель
Астрономическая наука развивалась следующим образом – было доказано, что Земля не является центром Солнечной системы, затем появились данные о том, что Солнечная система не является центром Галактики, а сама Галактика – одна из множеств существующих Галактик. Вместе с этим пониманием родилось и понятие дальнего космоса, и интерес к нему.
Исследование Луны в XX веке
В XX в. изучение космоса приобрело системный и коллективный характер. Эра гениальных астрономов-одиночек прошла, и исследование космических пространств стало делом государственной важности, успехи которого во многом определяли положение страны на международной арене.
На начальном этапе объектом изучения стали ближайшая к Земле Луна, находящаяся на расстоянии 384 467 км, а также планеты Солнечной системы.
После успешного запуска первого космического спутника СССР в 1957 году Советским Союзом был успешно запущен лунный спутник «Луна-1», вес которого составил 752 кг.
Спутник стал первым в мире аппаратом, достигшим второй космической скорости, он не попал на поверхность Луны, пройдя мимо и став спутником Солнца, однако ему удалось собрать важные данные о магнитном поле Луны, интенсивности космических лучей за пределами магнитосферы Земли, а также об отсутствии радиационных поясов Луны. Следом был запущен и второй спутник «Луна-2», который доставил на поверхность Луны вымпел с гербом СССР, что стало важной политической победой Советского Союза. Спутник «Луна-3», запущенный СССР 4 октября 1959 года впервые в мире произвел фотосъемку обратной стороны Луны, что поистине стало научным прорывом.
Спустя 7 лет на поверхности Луны приземлилась советская станция с автоматизированным управлением «Луна-9», с помощью которой были получены панорамные снимки лунного ландшафта.
Несмотря на достижения советской науки по изучению естественного спутника земли, первым пилотируемым кораблем, приземлившимся на Лун стал американский «Аполлон-11» и первым на ее поверхность 20 июля 1969 года ступил американец Нил Армстронг.
Советский союз продолжил проведение беспилотных полетов на Луну, и в 1970 году автоматическая станция «Луна-16» доставила на Землю образцы лунного грунта.
Изучение ближних планет
В XX веке США активно развивали свою космическую программу по изучению ближних планет. В 1962 году космический зонд «Маринер-2» передал на Землю снимки Венеры. В 1973 году американским зондом «Маринером-10» были переданы на Землю общие виды Меркурия, самой ближней к Солнцу планеты.
Станция «Маринер»
СССР присоединился к программе изучения Венеры чуть позже. В октябре 1975 года было запущено 2 автоматические станции «Венера-9» и «Венера-10», которые приземлились на поверхности Венеры в разных районах, передав на Землю изображения ее поверхности, данные атмосферы, температуры, давления. Станции не обнаружили признаков биологической жизни на Венере. Интерес к планете немного уменьшился, и лишь в 1996 году американский зонд «Магеллан» передал на Землю серию уточняющих фотографий поверхности Венеры.
Снимки зонда «Магеллан»
Изучение Марса, как планеты, потенциально пригодной для жизни, вызывало больший интерес. В 1976 году США запустили космический аппарат «Викинг» с целью обнаружения признаков биологической жизни на Марсе.
«Викинг» на Марсе
«Викинг» приземлился на поверхность Марса и передал на Землю сведения о пустынном характере красной планеты, низкой температуре и отсутствии в марсианском грунте микроорганизмов. До начала XXI века на поверхность Марса было отправлено еще несколько американских и советских аппаратов – марсоходов с целью углубленного изучения загадочной планеты, очень похожей на Землю.
Изучение дальних планет
Главной целью любой космической миссии на планеты Солнечной системы было, конечно, обнаружение форм жизни, похожих на земные. Поскольку они базируются на наличии жидкой воды, ее поискам и были посвящены важнейшие межпланетные миссии.
В 1979 и в 1981 году с этой целью США запустили космические зонды «Вояджер-1» и «Вояджер-2», которые обнаружили на Юпитере и Сатурне полярные сияния, связанные с взаимодействием солнечного ветра и магнитосфер этих планет.
«Вояджер-1»
Солнечный ветер — поток из солнечной короны ионизированных частиц со скоростью более 300 км/с. Данные частицы являются одним из основных компонентов межпланетной среды. Открытие солнечного ветра стало важным для понимания множества природных явлений.
«Вояджер-2» также зафиксировал возможное наличие моря из жидкой воды под поверхностью спутника Юпитера Европы, что дает еще одну надежду на обнаружение внеземной жизни.
Спутник Юпитера Европа
На спутнике Юпитера Ио космическими аппаратами была зафиксирована активная вулканическая деятельность – вулканы извергаются на высоту до 500 км.
Спутник Юпитера Ио
На Сатурне учеными также не была обнаружена органическая жизнь, однако «Вояджером-2», пролетавшим мимо Сатурна были переданы на землю уникальные снимки полярных сияний Сатурна.
Полярные сияния Сатурна
Жизнь также не была обнаружена и на планете Нептун, лишь на ее спутнике Титане был найден жидкий метан в больших объемах.
Изучение галактик
Тщетные попытки обнаружить жизнь на других планетах Солнечной системы вдохновили ученых на ее поиск вне Солнечной системы, входящей в состав Галактики «Млечный путь», которая была отрыта Уильямом Гершелем еще в XIX веке. Солнечная система расположена на самом краю этой галактики, в состав которой входят миллиарды звезд, подобных Солнцу. «Млечный путь» очень красив, если посмотреть на него сверху из космоса, можно увидеть множество спиральных ветвей, состоящих из ярких звезд и межзвездного газа.
Млечный путь
Поразительные масштабы размеров одной только галактики, а вместе с ней и целой Вселенной порождают множество вопросов о ее происхождении. В настоящее время общепризнанной является космологическая теория «Большого взрыва», согласно которой Вселенная появилась из сингулярного состояния в результате взрыва, в ходе которого началось ее расширение. Теория расширения Вселенной была разработана советским ученым Александром Фридманом в 1922 году. Согласно данной теории Вселенная расширяется и охлаждается – это подтверждают полученные с помощью автоматической обсерватории «Хаббл» на околоземной орбите данные о том, что космические галактики в настоящий момент удаляются от нашей галактики.
Телескоп «Хаббл»
Изучение квазаров и черных дыр
Новые технологии дали возможность ученым-астрономам открыть новые объекты – квазары, самые яркие объекты в изученной Вселенной. Квазары представляют собой активные ядра галактик, источники интенсивного радиоизлучения. Квазар впервые был открыт в 1963 году американским исследователем Мартином Шмидтом. По подсчетам ученых, квазары находятся от Солнечной системы на расстоянии миллиардов световых лет. Современные изображения квазаров получены с помощью телескопа «Хаббл», в котором исключено влияние плотной земной атмосферы на изображение космических объектов.
Снимки квазаров
Квазары получили название «маяков Вселенной» и их изучение перспективно в связи с исследованием структуры и эволюции Вселенной.
Не менее удивительно и другое явление Вселенной – черные дыры, которые представляют собой особые области космического пространства-времени с огромным гравитационным притяжением, которое поглощает все объекты, попадающие под его влияние, все межзвездное вещество и все виды излучений. Открытие черных дыр было предсказано еще в 1915 году немецким астрономом Карлом Шварцшильдом, который опирался на теорию относительности Альберта Эйнштейна. По настоящее время феномен черных дыр до конца не раскрыт и его изучение является одним из самых сложных и перспективных направлении астрономической науки.
Черная дыра
Исследования космоса с Земли, начавшиеся с интереса отдельных одаренных людей, постепенно стали перспективным направлением мировой науки, которая обеспечила возможность изучать межпланетное и межзвездное пространство и из космоса. XX век в этом отношении был очень плодотворным, как в плане развития технологий, так и в плане объединения усилий государств для реализации общих исследовательских задач.
Источник