Как рассчитать расстояние от солнца до сатурна

Какое расстояние от Солнца до планеты Сатурн — минимальное, максимальное и среднее

Сатурн – это планета Солнечной системы, которая славится своими кольцами. Как далеко она находится от Солнца?

Прежде надо отметить, что орбита Сатурна имеет форму не окружности, а эллипса. Поэтому в разные моменты времени дистанция между планетой и Солнцем различна. Расстояние колеблется в диапазоне от 1,354 до 1,513 млрд км, или от 9,05 до 10,12 а.е. Среднее же его значение составляет 1,433 млрд км (9,58 а. е.). Таким образом, Сатурн занимает положение между Юпитером и Ураном.

Сатурн является классическим газовым гигантом. Это значит, что он имеет большие размеры (радиус Сатурна оценивается в 57 тыс. км), состоит из газов и не имеет твердой поверхности, на которую можно было бы высадиться. Также у каждого газового гиганта есть система колец, и у Сатурна она наиболее яркая, ее можно увидеть в любительский телескоп. Наконец, все газовые гиганты обладают множеством спутников, а Сатурн как раз является рекордсменом Солнечной системы по их количеству – их у него 82.

При этом 95% всей массы спутников приходится на один из них – Титан. Это небесное тело привлекает даже большее внимание астрономов, чем сам Сатурн. Дело в том, что этот крупный спутник (а он больше Меркурия) обладает атмосферой, плотность которой в 1,5 раза больше, чем у Земли. На его поверхности есть жидкость – это озера, моря и реки, в которых, однако, течет не вода, а углеводороды (метан и этан). Ни на каких других объектах Солнечной системы, кроме как на Земле, жидкости на поверхности нет. Более того, у Титана должен быть и подземный океан. Есть основания полагать, что на Титане есть примитивная жизнь.

В 2004 г. на спутник приземлился (точнее говоря, прититанился) зонд «Гюйгенс», который измерил температуру у поверхности (она оказалась равна – 179° С), сделал несколько фотографий и даже записал звук ветра. Титан – это единственный спутник в Солнечной системе (кроме Луны), и вообще единственное тело за орбитой Марса, на поверхность которого опустился рукотворный аппарат. Уже готовятся следующие зонды, которые будут плавать по морям Титана.

Список использованных источников

Источник

Как определить расстояние до планет и измерить размер Солнечной системы

Какого размера наша Солнечная система и где она кончается?

Как измерить расстояние до планеты?

В прошлом единственным методом измерения космических расстояний был метод горизонтального параллакса. Хотя этот метод достаточно точен и до сих пор применяется при расчете расстояния до очень далеких космических объектов, для измерения расстояний до планет-соседей по Солнечной системе, с середины 20-го века применяется более простой и ещё более точный способ – метод радиолокации.

В основе методики космической радиолокации лежит идея заимствованная у самой природы: достаточно просто найти на небесной сфере нужный объект (например, планету Венера), “прицелится” в неё и затем “выстрелить” радиоволнами сверхкороткого диапазона. Теперь нам остается только дождаться когда сигнал достигнет поверхности Венеры, отразится от неё и устремится обратно.

Скорость распространения радиоволн точно известна, а время между посылкой волн и их приемом также может быть измерено очень точно. Расстояние, покрытое радиоволнами за время путешествия туда и обратно, а следовательно, и расстояние до Венеры в заданный момент можно определить с несравненно большей точностью, чем методом параллаксов.

Начиная с 1961 г. года этот способ измерения близких космических расстояний стал основным. С помощью полученных данных было вычислено, что среднее расстояние от Земли до Солнца составляет 149 573 000 км.

Радиотелескопы без перерыва «сканируют» космос и ловят «эхо» своих сигналов отраженное от космических объектов

Световая секунда, световой год и другие космические единицы измерения

Используя кеплеровскую схему строения солнечной системы (Солнце в центре, планеты вращаются вокруг него), удобнее всего рассчитывать расстояния в пределах солнечной системы не от Земли, а от центра, то есть от Солнца. Но вот в каких единицах его отсчитывать?

• Во-первых, его можно выражать в миллионах километров. Километр — это наиболее распространенная единица для измерения больших расстояний.
• Во-вторых, чтобы избежать таких чисел, как миллионы километров, можно принять, что среднее расстояние от Земли до Солнца равно одной астрономической единице (сокращенно «а, е.») Тогда можно будет выражать расстояния в а, е., причем 1 а е. равна 149 500 000 км. С вполне достаточной точностью можно считать, что 1 а, е. равна 150 000 000 км.
• В-третьих, расстояние можно выразить через время, которое потребуется для того, чтобы его преодолел свет (или любое аналогичное излучение, например радиоволны). Скорость света в пустоте равна 299 776 км/сек. Число это можно для удобства округлить до 300 000 км/сек.

Таким образом, расстояние примерно в 300 000 км можно считать равным одной световой секунде (ибо это расстояние, преодолеваемое светом за одну секунду). Расстояние, в 60 раз большее, или 18 000 000 км, — это одна световая минута, а расстояние, еще в 60 раз большее, т.е. 1 080 000 000 км, — это один световой час.

Мы не слишком ошибемся, если будем считать, что световой час равен одному миллиарду километров.

Запомнив это, рассмотрим те планеты, которые были известны древним, и приведем таблицу их средних расстояний от Солнца, выраженных в каждой из трех указанных единиц.

Уильям Гершель – в свое время раздвинул горизонты познания, открыв Уран и буквально удвоив границы Солнечной системы

Размеры Солнечной системы

В 17-м веке, когда был открыт Сатурн, астрономы считали его орбиту “границей” Солнечной системы, соответственно вся “система” умещалась в круг диаметром 3 миллиардов км.

Однако в 1781 г., когда английский астроном, немец по происхождению, Уильям Гершель (1738—1822) открыл планету Уран, диаметр Солнечной системы внезапно… удвоился!

А потом снова удвоился, когда сначала французский астроном Урбан Жозсф Леверье (1811 — 1877) открыл в 1846 г. Нептун, затем американский астроном Клайд Уильям Томбо (род. в 1906 г.) — Плутон в 1930 г.

Если мы рассмотрим орбиту Плутона, как ранее орбиту Сатурна, то увидим, что диаметр солнечной системы равен не 3, а 12 миллиардам километров. Лучу света, который преодолевает расстояние, равное окружности Земли, за 1 /₇ сек и пробегает от Земли до Луны за 1 1 /₄ сек, понадобится полдня для того, чтобы пересечь солнечную систему.

Кроме того, есть все основания считать, что вовсе не орбита Плутона отмечает границу владений Солнца. Это не значит, что мы должны предполагать существование еще не открытых более далеких планет (за исключением карликовых планет). Имеются уже известные небесные тела, которые время от времени очень легко увидеть и которые, без сомнения, уходят от Солнца гораздо дальше, чем Плутон на самой удаленной точке своей орбиты.

Где находятся границы Солнечной системы

В 1684 г. английский ученый Исаак Ньютон (1642—1727) открыл закон всемирного тяготения. Этот закон строго математически обосновал кеплеровскую схему строения солнечной системы и позволил вычислить орбиту тела, обращающегося вокруг Солнца, даже если тело наблюдалось лишь на части своей орбиты.

Это в свою очередь дало возможность приняться за кометы — небесные тела, которые время от времени появлялись на небе. В древности и в эпоху Средневековья астрономы считали, что кометы появляются без всякой правильности и что движение их не подчинено никаким естественным законам, широкие же массы были убеждены, что единственное назначение комет — предвещать несчастье.

Однако современник и друг Ньютона, английский ученый Эдмунд Галлей (1656—1742) попробовал применить к кометам закон тяготения. Он заметил, что некоторые особенно яркие кометы появлялись в небе через каждые 75—76 лет.

И вот в 1704 г. он предположил, что все эти кометы на самом деле были одним и тем же небесным телом, которое двигалось вокруг Солнца по постоянной эллиптической орбите, причем орбите настолько вытянутой, что значительная ее часть лежала на колоссальном расстоянии от Земли. Когда комета находилась вдали от Земли, она была невидима.

Но через каждые 75 или 76 лет она оказывалась на той части своей орбиты, которая расположена ближе всего к Солнцу (и к Земле), и вот тогда-то она становилась видимой.

Попытка запечатлеть реальные размеры и расстояния планет Солнечной системы от Солнца и друг от друга

Галлей вычислил орбиту этой кометы и предсказал, что она вновь вернется в 1758 г. И действительно, комета появилась в тот год (через 16 лет после смерти Галлея) и с тех пор получила название кометы Галлея.

В ближайшей к Солнцу точке своей орбиты комета Галлея оказывается от него всего лишь примерно в 90 000 000 км, заходя таким образом немного внутрь орбиты Венеры В наиболее же удаленной от Солнца части своей орбиты комета Галлея уходит от него приблизительно в 3 1 /₂ раза дальше, чем Сатурн.

Таким образом, к 1760 г. астрономы прекрасно знали, что солнечная система не очерчена орбитой “последней” планеты.

Более того, комета Галлея — одна из комет, относительно близких к Солнцу. Существуют кометы, которые движутся вокруг него по таким невероятно вытянутым орбитам, что возвращаются к нему только раз в несколько столетий, а то и тысячелетий. Они уходят от Солнца не на миллиарды километров, а скорее всего на сотни миллиардов.

Голландский астроном Ян Хендрик Оорт (род. в 1900 г) в 1950 г. высказал предположение, что, возможно, существует целое огромное облако комет (известное как “Облако Оорта”), которые на протяжении всей своей орбиты находятся так далеко от Солнца, что никогда не бывают видимы.

Отсюда следует, что максимальный диаметр солнечной системы может достигать 1000 миллиардов, т. е триллиона (1 000 000 000 000) километров или даже больше. Световому лучу требуется 40 суток, чтобы покрыть такое расстояние. Таким образом, можно сказать, что диаметр солнечной системы превосходит один световой месяц.

Источник

Расстояние от Солнца до Сатурна

Сатурн — газовая планета-гигант, вторая по величине и шестая по порядку планета Солнечной системы. Расположена в 2 раза дальше от светила, чем соседний Юпитер. Своё название получила в честь древнеримского бога земли и посевов. Имеет необычный внешний вид за счёт больших разноцветных колец. Чтобы иметь полное представление об этом небесном теле следует узнать расстояние от Солнца до Сатурна.

Общие сведения

Основными элементами в составе этого небесного тела, являются водород гелий, а также имеются примеси метана, ацетилена и этана. По этому её средняя плотность составляет всего 0,7 г/см3, что даже ниже, чем у воды (1 г/см3).

Сатурн имеет самое большое количество спутников — 62. Из них 24 регулярные, а 38 нерегулярные, т.е. их движение отличается от общих правил. Главной чертой всех лун планеты является то, что они состоят преимущественно изо льда и каменных пород, а также имеют высокую отражательную способность. Особое внимание учёных привлекают Титан и Энцелад, так как на них есть пригодные условия для проживания или образования жизни.

Расстояние от Солнца до Сатурна

Удаленность от Солнца

Среднее расстояние от Солнца до Сатурна составляет 1,4 млрд км или, если переводить в астрономические единицы, 9,3 а. е. Максимально удалённая точка эллиптической орбиты этой планеты (афелий) находится на расстоянии 1,51 млрд км (10,1 а. е.), а минимально удаленная (перигелий) на 1,35 млрд км (9 а. е.).

Титан и Энцелад

Энцелад покрыт ледяной коркой, на поверхности которой температура доходит до -200 °C, под ней скрывается целый океан воды, в котором может образоваться жизнь, за счёт внутреннего тепла луны Сатурна.

Титан же имеет очень схожие условия с Землёй, когда та только формировалась. Поэтому у человечества есть шанс колонизовать этот космический объект и искусственно создать нужные на ней условия. Но знать расстояние от Солнца до Сатурна важно не только ради этих спутников, но и для исследования самой планеты и её огромных красивых колец.

Источник

Время перелета от Земли до Сатурна

Скоростные межпланетные перелеты пока возможны только в умах писателей-фантастов. А ученые собирают космические спутники для раскрытия тайн самых далеких планет Солнечной системы и одной из наиболее красивых из них — Сатурна. Они вычислили, сколько лететь до Сатурна от Земли и при каких условиях это осуществимо.

Расположение Сатурна в Солнечной системе

Шестая планета от Солнца занимает умы астрономов уже 400 лет. Первым через телескоп на нее взглянул сам Галилео Галилей. Он обнаружил, что у планеты есть «ручки», объяснить природу которых так и не смог.

В 1655 г. телескоп с уже более мощными линзами на планету направил Кристиан Гюйгенс. Выяснилось, что Сатурн окружает большое кольцо, которое с Земли видно лишь частично, а каждые 15 лет оно полностью исчезает из поля зрения. Тогда же был найден самый большой спутник Сатурна — Титан. Сегодня открыто, что это космическое тело обладает атмосферой, и на него даже высадили зонд.

В Солнечной системе между Юпитером и Ураном находится Сатурн, окруженный кольцами, состоящими из глыб льда и камней.

Расстояние до планеты

Расстояние от Солнца до других планет в Солнечной системе принято исчислять астрономическими единицами (а. е.), равными 150 млн км. От Солнца до Сатурна — 9,5 а. е., а от Земли — 8,01. И это среднее значение, т. к. далекие планеты имеют сильно вытянутую эллиптическую орбиту и в точке максимального удаления от Земли расстояние до Сатурна увеличивается до 1,67 млрд км, или 11,1 а. е.

Время перелета

Единственными, кто смог оторваться от поверхности планеты Земля и достичь орбиты Сатурна, стали небольшие космические станции и вояджеры, миссией которых было отправлять снимки планеты и ее спутников на Землю. Их полет длился от 6 до 7 лет.

Способен ли человек проделать путь туда и обратно

Отправить к Сатурну большой космический корабль с людьми пока невозможно. На это есть несколько причин:

• большая масса корабля;
• невозможность разогнаться до космической скорости;
• нехватка топлива на обратный путь;
• слабые двигатели.

Высадка на Сатурне невозможна из-за отсутствия на нем твердого грунта, но в 2005 г. «Кассини» выпустил зонд на Титане. Это оставляет человечеству надежду на то, что когда-нибудь приблизиться к этой красивой планете все же удастся.

Аппараты для перелета

Первым космическим аппаратом, выпущенным к Сатурну, был «Пионер-11», двигавшийся к газовому гиганту с апреля 1973 до 1 сентября 1979 г. и пролетевший мимо него всего в 21000 километров.

Последующие миссии «Вояджер-1» и «Вояджер-2» обнаружили у Сатурна существование новых спутников, помимо двух основных — Титана и Энцелада. В наше время установлено точное количество спутников Сатурна — 153.

Космические миссии выпускают в момент, когда Земля и Сатурн находятся по одну сторону от Солнца и, желательно, в точке противостояния или в наименьшей удаленности друг от друга.

Самой длительной в истории оказалась миссия аппарата «Кассини», названного в честь астронома Джованни Кассини, открывшего существование промежутков между кольцами Сатурна. Его путь не был прямым, а скорость равномерной, т. к. он исследовал космические объекты по пути следования.

Длительность полета «Кассини» составила чуть более 6 лет — с 15 октября 1997 г. по 30 июня 2004 г., когда аппарат вошел в гравитационное поле планеты, став ее искусственным спутником.

Миссия «Кассини» завершилась в апреле 2017 г., когда, совершая полеты между кольцами Сатурна и планетой, вояджер сгорел в газовом облаке.

Последним и наиболее скоростным аппаратом, отправленным в далекий космос, стал американский вояджер «Новые Горизонты», уже покинувший пределы Солнечной системы и находящийся в 29 млрд км от Земли. Ему удалось достигнуть Сатурна за 2 года и 4 месяца за счет оснащения обновленным типом двигателя.

Если гипотетически представить, что на Земле изобрели космолет, способный разогнаться до скорости света, равной 300000 км/с, то добраться до шестой планеты от Солнца удалось бы только за 1,5 часа, но ввиду физических причин это остается фантастикой.

Источник