«вояджер»: самый быстрый космический аппарат во вселенной

Касательные скорости на высоте

Орбита Межцентровое расстояние Высота над поверхностью Земли Скорость Орбитальный период Удельная орбитальная энергия
Собственное вращение Земли у поверхности (для сравнения — не по орбите) 6,378 км 0 км (1674 км / ч или 1040 миль / ч) 23 ч. 56 мин. −62,6 МДж / кг
Теоретическая орбита у поверхности Земли (экватора) 6,378 км 0 км 7,9 км / с (28440 км / ч или 17672 миль / ч) 1 ч 24 мин 18 сек −31,2 МДж / кг
Низкая околоземная орбита 6,600–8,400 км 200–2000 км
  • Круговая орбита: 6,9–7,8 км / с (24 840–28 080 км / ч или 14 430–17 450 миль в час) соответственно
  • Эллиптическая орбита: 6,5–8,2 км / с соответственно
1 ч. 29 мин. — 2 ч. 8 мин. −29,8 МДж / кг
Молния орбита 6 900–46 300 км 500–39 900 км 1,5–10,0 км / с (5 400–36 000 км / ч или 3 335–22 370 миль в час) соответственно 11 ч. 58 мин. −4,7 МДж / кг
Геостационарный 42000 км 35.786 км 3,1 км / с (11600 км / ч или 6935 миль / ч) 23 ч. 56 мин. −4,6 МДж / кг
Орбита Луны 363 000–406 000 км 357 000–399 000 км 0,97–1,08 км / с (3 492–3 888 км / ч или 2 170–2 416 миль / ч) соответственно 27,3 дней −0,5 МДж / кг

С какой скоростью Земля летит сквозь Вселенную

Все планеты нашей системы вращаются вокруг Солнца, но и само светило при этом не стоит на месте. Любой гигантский космический объект обладает большой массой и рождает сильное гравитационное поле, начинающее притягивать к себе соседей. Этим объясняется движение планеты в направлении границ ближайших созвездий Лиры и Геркулеса со скоростью 20 км/с.

Полет Земли через Вселенную. Credit: NASA Solar System Exploration.

Одновременно с этим Солнечная система и соседние с ней объекты притягиваются более крупными звездам. Все вместе они движутся, направляясь к Змееносцу, пересекающему эклиптику большому экваториальному созвездию, в котором вспыхнули последние из наблюдавшихся в нашей Галактике сверхновые звезды. В первом случае скорость перемещения составляет 15 км/с, во втором — 23-25 км/с.

Как часть Млечного Пути, Солнечная система вместе с остальными звездными и планетарными объектами нашей галактики, газовыми облаками, астероидами, кометами, черными дырами, частицами пыли и темной материей движется относительно общего центра масс. Эта условная точка галактики находится на расстоянии около 25 тыс. световых лет от нас. Солнце двигается вокруг нее по эллиптической орбите, 1 полный оборот (галактический год) продолжается 220-250 млн лет. Расчеты показывают, что скорость Солнца составляет около 220 км/с.

Но и сам Млечный Путь нестатичен:

  • он и его соседка по Местной группе галактик Андромеда притягивают друг друга со скоростью примерно 100-150 км/с;
  • находящаяся недалеко от нас крупная галактика М33 тоже движется в нашем направлении примерно с такой же скоростью;
  • большое скопление Девы, находящееся в 15-20 световых годах от нас, настолько массивное, что притягивает Млечный Путь к себе со скоростью 400 км/сек.

Млечный Путь в космосе. Credit: NASA Solar System Exploration.

Но и Андромеда, и М33, и состоящее не менее, чем из 1500 отдельных галактик скопление Девы тоже не являются стационарными объектами. Все они со скоростью 600 км/час движутся по направлению к Великому Аттрактору. Так называют условную точку, расположенную в глубинах Вселенной и состоящую из множества сверхскоплений, притягивающих к себе все окружающее.

Будущее спутников

Virgin Galactic

Другое решение — сокращение размера и сложности спутников. Ученые Калтеха и Стэнфордского университета с 1999 года работают над новым типом спутника CubeSat, в основе которого лежат строительные блоки с гранью в 10 сантиметров. Каждый куб содержит готовые компоненты и может объединиться с другими кубиками, чтобы повысить эффективность и снизить нагрузку. Благодаря стандартизации дизайна и сокращению расходов на создание каждого спутника с нуля, один CubeSat может стоить всего 100 000 долларов.

В апреле 2013 года NASA решила проверить этот простой принцип и запустило три CubeSat на базе коммерческих смартфонов. Цель состояла в том, чтобы вывести микроспутники на орбиту на короткое время и сделать несколько снимков на телефоны. Теперь агентство планирует развернуть обширную сеть таких спутников.

Будучи большими или маленькими, спутники будущего должны быть в состоянии эффективно сообщаться с наземными станциями. Исторически сложилось так, что NASA полагалось на радиочастотную связь, но РЧ достигла своего предела, поскольку возник спрос на большую мощность. Чтобы преодолеть это препятствие, ученые NASA разрабатывают систему двусторонней связи на основе лазеров вместо радиоволн. 18 октября 2013 года ученые впервые запустили лазерный луч для передачи данных с Луны на Землю (на расстоянии 384 633 километра) и получили рекордную скорость передачи в 622 мегабита в секунду.

Виды орбит

Орбиты делят на относительные и абсолютные.

Абсолютная орбита – это путь тела в установленной отсчетной системе, которую считают универсальной. Примером такой системы является Вселенная, взятая как единое целое.

Относительная орбита – это траектория тела в системе отсчета, которая движется по искривленной траектории с переменной скоростью. Например, при описании траектории искусственного спутника указывается его движение относительно планеты. В первом приближении – это эллиптическая траектория, в фокусе которой находится Земля, сама плоскость движения относительно звезд считается неподвижной. При таком варианте измерений, очевидно, что траектория движения – это орбита относительного типа, поскольку она определяется по отношению к Голубой планете, которая сама вращается вокруг Солнца. Если же посмотреть на траекторию движения относительно звезд, то наблюдается винтовая траектория – это абсолютная орбита искусственного спутника.

Какая разница между спутником и космическим мусором?


продолжают находить новые луны

Техногенные объекты, вроде «Спутника» и Explorer, также можно классифицировать как спутники, поскольку они, как и луны, вращаются вокруг планеты. К сожалению, человеческая активность привела к тому, что на орбите Земли оказалось огромное количество мусора. Все эти куски и обломки ведут себя как и крупные ракеты — вращаются вокруг планеты на высокой скорости по круговому или эллиптическому пути. В строгом толковании определения можно каждый такой объект определить как спутник. Но астрономы, как правило, считают спутниками те объекты, которые выполняют полезную функцию. Обломки металла и другой хлам попадают в категорию орбитального мусора.

Орбитальный мусор поступает из многих источников:

  • Взрыв ракеты, который производит больше всего хлама.
  • Астронавт расслабил руку — если астронавт ремонтирует что-то в космосе и упускает гаечный ключ, тот потерян навсегда. Ключ выходит на орбиту и летит со скоростью около 10 км/с. Если он попадет в человека или в спутник, результаты могут быть катастрофическими. Крупные объекты, вроде МКС, представляют собой большую мишень для космического мусора.
  • Выброшенные предметы. Части пусковых контейнеров, шапки объективов камер и так далее.

NASA вывело специальный спутник под названием LDEF для изучения долгосрочных эффектов от столкновения с космическим мусором. За шесть лет инструменты спутника зарегистрировали около 20 000 столкновений, некоторые из которых были вызваны микрометеоритами, а другие орбитальным мусором. Ученые NASA продолжают анализировать данные LDEF. А вот в Японии уже планируют развернуть гигантскую сеть для отлова космического мусора.

Ионные двигатели для космических аппаратов

Известно, что создав специальные установки, в которых можно разогнать мельчайшие частицы – ионы и электроны, человек теоретически смог бы создать аппарат, способный летать 300 тыс. км/с. Такие сооружения очень массивны и пока еще не придуман способ установки их на космолетах или ракетах. В свою очередь установки чуть поменьше и более медленные, соответственно, оборудовать можно. Именно такой вариант покорения далеких планет и берут на вооружение сегодня. Теперь, узнав какую максимальную скорость может развить корабль в космосе, ты сможешь более четко представить себе всю сложность и необычность полетов к другим далеким планетам.

Мгновенная орбитальная скорость

Для мгновенной орбитальной скорости тела в любой заданной точке его траектории учитываются как среднее расстояние, так и мгновенное расстояние:

v знак равно μ ( 2 р — 1 а ) {\ displaystyle v = {\ sqrt {\ mu \ left ({2 \ over r} — {1 \ over a} \ right)}}}

где μ является гравитационный параметр из вращался тела, г это расстояние , на котором скорость должна быть рассчитана, а это длина большой полуоси эллиптической орбите. Это выражение называется уравнением vis-viva .

Для Земли в перигелии это значение составляет:

1,327 × 10 20   м 3 s — 2 ⋅ ( 2 1,471 × 10 11   м — 1 1,496 × 10 11   м ) ≈ 30 , 300   м s {\ displaystyle {\ sqrt {1.327 \ times 10 ^ {20} ~ {\ text {m}} ^ {3} {\ text {s}} ^ {- 2} \ cdot \ left ({2 \ over 1.471 \ раз 10 ^ {11} ~ {\ text {m}}} — {1 \ более 1,496 \ раз 10 ^ {11} ~ {\ text {m}}} \ right)}} \ примерно 30 300 ~ {\ text { м}} / {\ текст {s}}}

что немного выше, чем средняя орбитальная скорость Земли 29 800 м / с (67 000 миль в час), как и ожидалось из .

Меняем направление: центростремительное ускорение

При вращательном движении по окружности линейная скорость мячика постоянно меняет направление, как показано на рис. 7.2. Ускорение, характеризующее такое изменение скорости, называется центростремительным (или центробежным). В любой точке вращательного движения с постоянной величиной и меняющимся направлением вектор линейной скорости перпендикулярен радиусу.

Если в показанных на рис. 7.2 положениях нить, удерживающая мяч, оборвется, то куда полетит мяч? Если в этот момент вектор линейной скорости направлен влево, то мяч полетит влево, а если этот вектор направлен вправо, то мяч полетит вправо, и т.д. Этот, казалось бы, простой и интуитивно понятный момент часто вызывает трудности у тех, кто впервые постигает физику.

Управляем скоростью с помощью центростремительного ускорения

Особенностью равномерного вращательного движения является постоянство величины линейной скорости. Это значит, что вектор ускорения не имеет компоненты, параллельной вектору линейной скорости, поскольку в противном случае величина линейной скорости менялась бы. Однако при равномерном вращательном движении меняется только направление линейной скорости. Такое изменение линейной скорости поддерживается центростремительным ускорением, направленным к центру окружности вращения и перпендикулярно вектору линейной скорости.

В примерах на рис. 7.1 и 7.2 на мяч со стороны нити действует сила натяжения нити, которая поддерживает его движение по окружности. Именно эта сила сообщает мячу центростремительное ускорение ​\( a_ц \)​, вектор которого показан на рис. 7.1. (Попробуйте раскрутить мяч с помощью привязанной к нему нити, и вы сразу же почувствуете действие этой силы со стороны нити.)

Часто возникает вопрос: если вектор ускорения мяча направлен к центру окружности, то почему мяч не движется к центру? Дело в том, что при равномерном вращательном движении это ускорение меняет только направление, а не величину линейной скорости.

Определяем величину центростремительного ускорения

Нам уже известно направление вектора центростремительного ускорения, а чему же равна его величина? Итак, величина центростремительного ускорения объекта, равномерно движущегося с линейной скоростью ​\( v \)​ по окружности с радиусом ​\( r \)​, равна:

Как видите, величина центростремительного ускорения обратно пропорциональна радиусу окружности ​\( r \)​ и прямо пропорциональна квадрату скорости ​\( v \)​. Поэтому не удивительно, что автомобиль на более крутых поворотах испытывает более сильное центростремительное ускорение.

Как быстро вращается Земля вокруг своей оси?

Скорость вращения Земли постоянная, но она зависит от того, на какой широте вы находитесь. Если оценивать скорость вращения Земли, то нужно делить окружность на длину дня (день составляет 24 часа).

Окружность Земли в области экватора составляет примерно 40 070 км. Получается, что скорость на экваторе составляет около 1 670 км/ч.

Однако, в других широтах скорость вращения будет более медленной. Пример. На широте 45 градусов (север или юг), скорость вычисляется с помощью косинуса (тригонометрической функции) широты. Косинус 45 составляет 0,707, поэтому скорость вращения Земли вокруг своей оси на этой широте составит примерно 0,707 × 1 670 = 1 180 км/ч.

Скорость уменьшается по мере того, как мы двигаемся дальше на север или  юг (к полюсу). На полюсе (северном или южном), скорость вращения будет самая медленная, практически нулевая.

Космические агентства любят использовать спин (вращение) Земли. Если они отправляют людей на Международную космическую станцию, то предпочтительнее для запуска место — поближе к экватору. Вот почему грузовые миссии на Международную космическую станцию запускаются из Флориды. Эти запуски производят в том же направлении, что и вращение Земли: ракеты получают ускорение для своей скорости, это помогает им взлетать в космос.

Солнце и галактика тоже движутся

Солнце имеет собственную орбиту в Млечном Пути. Солнце находится на расстоянии примерно 25 000 световых лет от центра галактики, а Млечный путь — по меньшей мере имеет протяжённость на 100 000 световых лет. Солнце и солнечная система движутся со скоростью 200 километров в секунду или со средней скоростью 720 000 км/ч. Даже на этой быстрой скорости солнечной системе понадобится около 230 миллионов лет, чтобы пройти по всему Млечному пути.

Млечный путь тоже движется в пространстве относительно других галактик. Примерно через 4 миллиарда лет Млечный Путь столкнется с ближайшим соседкой — галактикой Андромеда. Эти две галактики спешат навстречу друг другу со скоростью 112 км в секунду.

Таким образом, всё во Вселенной движется.

Устройство

Чтобы уяснить как работает ракета-носитель следует разобраться в её устройстве. Начнем описание узлов сверху к его нижней части.

САС

Аппарат, выводящий на орбиту спутник или грузовой отсек всегда отличает от носителя, который предназначен для транспортировки экипажа его конфигурация. У последнего в самом верху расположена специальная система аварийного спасения, служащая для эвакуации отсека с космонавтов при поломке ракета-носителя. Эта нестандартной формы башенка, размещенная на самом верху, является миниатюрной ракетой, позволяющей «вытянуть” капсулу с людьми вверх при экстраординарных обстоятельствах и сместить её на безопасное расстояние от точки аварии. Это актуально в начальной стадии полета, где ещё есть возможность провести парашютный спуск капсулы. В безвоздушном пространстве роль САС становиться не столь важна. В околоземном пространстве спасти космонавтов позволит функция, дающая возможность отделить от ракета-носителя спускаемый аппарат.

Грузовой отсек

Ниже САС расположен отсек, несущий полезную нагрузку: пилотируемый аппарат, спутник, грузовой отсек. Исходя от типа и класса ракета-носителя, масса выводимого на орбиту груза, может колебаться от 1,95 до 22,4 тонн. Весь транспортируемый кораблем груз защищен головным обтекателем, который сбрасывается после прохождения атмосферных слоёв.

Маршевый двигатель

Далекие от космоса люди думают, что если ракета оказалась в безвоздушном пространстве, на высоте ста километров, где начинается невесомость, то на этом её миссия окончена. На самом деле в зависимости от задачи, целевая орбита, выводимого в космос груза может находиться значительно дальше. Например, телекоммуникационные спутники необходимо транспортировать на орбиту, находящуюся на высоте более 35 тысяч километров. Чтобы достичь необходимого удаления и нужен маршевый двигатель, или как его по-другому называют – разгонный блок. Для выхода на запланированную межпланетную или отлетную траекторию следует не один раз менять скоростной режим полета, осуществляя определенные действия, поэтому этот двигатель должен неоднократно запускаться и выключаться, в этом его несходство с прочими аналогичными узлами ракеты.

Многоступенчатость

У ракета-носителя лишь малую долю его массы занимает транспортируемая полезная нагрузка, всё остальное – двигатели и топливные баки, которые расположены в разных ступенях аппарата. Конструктивной особенностью этих узлов является возможность их отделения после выработки топлива. После чего они сгорают в атмосфере, не достигая земли. Правда в последние годы была разработана технология, позволяющая возвращать в отведенную для этого точку отделившиеся ступеням невредимыми и вновь запускать их в космос. В ракетостроении при создании многоступенчатых кораблей используется две схемы:

  • Первая – продольная, позволяет размещать вокруг корпуса несколько одинаковых двигателей с топливом, одновременно включающихся и синхронно сбрасывающихся после использования.
  • Вторая – поперечная, дает возможность располагать ступени по возрастающей одну выше другой. В этом случае их включение происходит исключительно после сброса нижней, отработанной ступени.

Но часто конструкторы отдают предпочтение сочетанию поперечно-продольной схеме. Ступеней у ракеты может быть много, но увеличение их числа рационально до определенного предела. Их рост влечет за собой увеличение массы двигателей и переходников, работающих только на определенной стадии полета. Поэтому современные ракета-носители не комплектуются более чем четырьмя ступенями. В основном топливные баки ступеней состоят из резервуаров, в которых закачивается разные компоненты: окислитель (жидкий кислород, тетроксид азота) и горючее (жидкий водород, гептил). Только при их взаимодействии можно разогнать ракету до нужной скорости.

Планеты [ править ]

Чем ближе объект к Солнцу, тем быстрее ему нужно двигаться, чтобы поддерживать орбиту. Объекты движутся быстрее всего в перигелии (ближайшем приближении к Солнцу) и медленнее всего в афелии (самом дальнем расстоянии от Солнца). Поскольку планеты Солнечной системы находятся на почти круговых орбитах, их индивидуальные орбитальные скорости не сильно различаются.

Орбитальные скорости планет
Планета Орбитальная скорость
Меркурий 47,9 км / с
Венера 35.0 км / с
земной шар 29,8 км / с
Марс 24,1 км / с
Юпитер 13,1 км / с
Сатурн 9,7 км / с
Уран 6,8 км / с
Нептун 5,4 км / с

Комета Галлея на эксцентричной орбите , которая выходит за пределы Нептун будет двигаться 54,6 км / с при 0,586  AU (87700 тыс  км ) от Солнца, 41,5 км / с , когда 1 а.е. от Солнца (прохождения орбиты Земли), и примерно 1 км / с в афелии в 35 а.е. (5,2 миллиарда км) от Солнца. Объекты, движущиеся по орбите Земли со скоростью выше 42,1 км / с, достигли второй космической скорости и будут выброшены из Солнечной системы, если не будут замедлены гравитационным взаимодействием с планетой.

Скорости наиболее известных пронумерованных объектов, перигелий которых близок к Солнцу
Объект Скорость в перигелии Скорость на 1 а.е. (при пересечении орбиты Земли)
322P / SOHO 181 км / с @ 0,0537 AU 37,7 км / с
96P / Machholz 118 км / с @ 0.124 AU 38,5 км / с
3200 Фаэтон 109 км / с @ 0.140 AU 32,7 км / с
1566 Икар 93,1 км / с @ 0,187 AU 30,9 км / с
66391 Мошуп 86,5 км / с @ 0.200 AU 19,8 км / с
1П / Галлея 54,6 км / с @ 0,586 AU 41,5 км / с

Орбитальные скорости малых тел и космические миссии

Среди малых тел суммируются астероиды (малые планеты), кометы и метеороиды . Большинство астероидов движутся — как обычные объекты Солнечной системы — по круговым эллипсам, как и планеты, хотя и с большим наклонением орбиты . Кроме того, существует множество неправильных объектов на сильно эксцентрических эллипсах и апериодических объектов на гиперболических орбитах . Из-за их небольшого размера большинство из них до сих пор не обнаружено, и точное определение орбиты часто невозможно с помощью одного наблюдения.

Решающим фактором происхождения этих тел является скорость убегания к Солнцу (или общая масса Солнечной системы). На высоте околоземной орбиты она составляет 42 км / с, т.е. около 150 000 км / ч ( третья космическая скорость ), до поверхности Солнца она увеличивается до 620 км / с (2,2 миллиона км / ч). Все объекты, которые быстрее покидают солнечную систему, либо из-за серьезных орбитальных возмущений, либо действительно имеют внесолнечное происхождение. Согласно формулам, упомянутым в начале, скорость убегания уменьшается с расстоянием до Солнца: например, зондам Вояджер , которые сейчас находятся далеко за орбитой Сатурна, требуется скорость меньше орбитальной скорости Земли, чтобы покинуть Солнечную систему. Для этого, однако, необходим отдельный привод или увеличение скорости наружу, что может быть достигнуто за счет маневров с раскачиванием («Вояджеры» разгонялись примерно на 18 км / с за счет поворота на Сатурне). Некоторые маленькие тела также могут покинуть Солнечную систему в результате сильных столкновений.
р{\ displaystyle {\ sqrt {r}}}

В случае крейсеров на околоземной орбите , включая метеоры и метеорные потоки (рои падающих звезд), в отличие от вышеизложенного, указывается не барицентрическая скорость, а более значимая относительная скорость относительно Земли. В зависимости от угла падения на земную орбиту, эти объекты имеют скорость от 11,2 (отставание) до 72 км / с (лобовое столкновение).

Постреляем

Высадимся на идеально шарообразную планету без атмосферы. Поставим там пушку с горизонтальным стволом и будем из неё стрелять, постепенно увеличивая заряд.

Сначала снаряд будет падать на поверхность планеты совсем близко (А), потом дальность полёта увеличится (В) и, наконец, снаряд совершит полный оборот, продолжая лететь на постоянной высоте (С). Скорость полёта в этом случае и есть первая космическая.

Продолжим увеличивать скорость снаряда. Траектория вытягивается, превращаясь в эллипс (D), а с какого-то значения скорости «разрывается» (Е), и снаряд улетает в бесконечность. Скорость полёта в этом случае и есть вторая космическая.

Официальное расстояние от поверхности земли до космоса

Страны не пришли к единому мнению, где заканчивается воздушное пространство. Это связано с проблемой установления высотного предела государственного суверенитета.

В своей практике государства придерживаются нормы, согласно которой объекты в свободном полете на орбите с наиболее низкими перигеями находятся в сфере действия границы свободы исследования и использования космического пространства, то есть в открытом космосе.

ФАИ (Международная авиационная федерация) регистрирует полет как космический, начиная от линии Кармана (100 км). В таком интервале от планеты аппарат может совершить полный орбитальный виток вокруг Земли, после чего начинаются его вход в плотные слои атмосферы, торможение и падение.

Международное космическое право базируется на следующих принципах:

  1. В космосе не существует границ государств.
  2. Исследования космического пространства проводятся в целях всего человечества согласно международному праву, включая устав ООН.
  3. В космосе запрещено размещать оружие массового уничтожения.
  4. Искусственные космические объекты находятся под юрисдикцией государства, запустившего их.
  5. Страны учитывают интересы друг друга, организуют консультации.
  6. Космонавты — посланцы человечества.

Линия Кармана — начало космического полета по мнению ФАИ. Credit: NASA, Galileo.

Данные нормы иногда вступают в противоречие с интересами мировых держав, так как вопрос о государственном суверенитете воздушного пространства тесно связан с лимитированием безвоздушных пространств.

Примерное определение дистанции

Единого научного мнения, на каком расстоянии от Земли начинается космос, не существует. Ученые формируют свои доказательства исходя из различных видов физических параметров.

Есть идея, что космос начинается после исчезновения гравитационного воздействия Земли — на расстоянии 21 млн км.

На высоте 18,9-19,35 км при температуре человеческого тела начинает закипать вода. То есть для организма космос начнется на линии Армстронга. После того как в 1957 году первый искусственный спутник исследовал пространство над Землей, возникло понятие «ближний космос» (от 20 до 100 км).

Американские и канадские ученые, измерив границу влияния ветров атмосферы и начало воздействия космических частиц на высоте 118 км, предложили определять космическое пространство с данного значения.

Гравитационное поле Земли простирается на 21 млн км, после него начинается космос. Credit: pages.uoregon.edu.

Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства Правительства США отмечало расстояние 122 км, на котором шаттлы переключались с маневрирования двигателями на аэродинамику. А военно-воздушные силы своим пределом узаконили отметку 80,45 км.

В 1979 году СССР предложил считать границей космоса величину выше 100-110 км.

География

§ 5. Движения Земли

Вспомните

Что такое орбита планеты? Какую форму она имеет? Какая планета расположена ближе всех к Солнцу? Какое место по удаленности от Солнца занимает Земля? Заметно ли для человека ее движение?

По человеческим меркам Земля огромна. Она весит 6 000 000 000 000 000 000 000 т! Поэтому людям, живущим на Земле, трудно поверить, что такое огромное тело находится в постоянном движении. Два основных вида движения Земли, известных человечеству с давних времен, — вращение вокруг своей оси и вокруг Солнца.

Рис. 15. Вращение Земли вокруг своей оси

Вращение Земли вокруг своей оси. Землю часто сравнивают с огромным волчком, но, в отличие от волчка, ось Земли — воображаемая линия. Кроме того, земная ось наклонена к плоскости орбиты под углом 66,5°. Земная ось строго ориентирована в космическом пространстве. Ее северный конец направлен на Полярную звезду (рис. 15).

Точки пересечения воображаемой земной оси с поверхностью Земли называются географическими полюсами. Таких полюсов два — Северный и Южный.

Все объекты на земной поверхности вращаются вместе с Землей. Если наблюдать за нашей планетой из космоса со стороны Северного полюса, можно увидеть, что она вращается вокруг своей оси против часовой стрелки, т. е. с запада на восток. Полный оборот вокруг своей оси Земля совершает примерно за 24 ч. Этот период называется сутками.

Географические следствия вращения Земли вокруг своей оси:

  1. Вращение Земли влияет на ее форму: она немного сплюснута у полюсов.
  2. Из-за вращения Земли все движущиеся по ее поверхности тела отклоняются в Северном полушарии вправо по ходу своего движения, а в Южном — влево.
  3. Благодаря вращению Земли происходит смена дня и ночи.

Если бы земная ось не была строго ориентирована в пространстве, Земля двигалась бы беспорядочно «кувыркаясь».

Если Земля перестала бы вращаться вокруг своей оси и вокруг Солнца, она была бы обращена к Солнцу всегда одной стороной, на которой был бы вечный день. Температура на этой стороне Земли достигла бы 100°С и более, и вся вода испарилась бы. Неосвещенная сторона планеты превратилась бы в царство вечного холода, где в виде гигантской ледяной шапки скопилась бы земная влага.

Движение Земли вокруг Солнца. Вы уже знаете, что Земля движется вокруг Солнца по орбите со скоростью 30 км/с. Она удалена от Солнца почти на 150 млн км (рис. 16). Это расстояние — огромное по человеческим меркам и незначительное для космоса — оказалось наилучшим для возникновения жизни.

Рис. 16. Вращение Земли вокруг Солнца

Для удобства продолжительность года считают равной 365 суткам. Оставшиеся 6 часов суммируются и каждые 4 года образуют дополнительные сутки. Такие годы называются високосными, в них не 365, а 366 суток. В високосные годы в самом коротком месяце — феврале — не 28, а 29 дней.

Расчеты ученых показывают, что за все время существования Земли — 4,6 млрд лет — расстояние между ней и Солнцем оставалось практически неизменным.

Если бы Солнце перестало притягивать Землю, она бы улетела в космос в 40 раз быстрее пули! Если бы Земля двигалась по орбите медленнее, она не смогла бы противостоять притяжению Солнца и упала бы на него.

Если бы Земля находилась ближе к Солнцу, температура на ней была бы намного выше. На Венере, которая ближе к Солнцу на 42 млн км, температура около 500°С! Если бы Земля находилась дальше от Солнца, температура на ней была бы отрицательной. Марс удален от Солнца на 228 млн км и на его поверхности температура -60°С. Полный оборот вокруг Солнца Земля совершает за 365 сут. и 6 ч. Этот период называется годом.

Вопросы и задания

  1. Назовите два основных вида движения Земли.
  2. В какую сторону происходит вращение Земли вокруг своей оси?
  3. Назовите следствия вращения Земли вокруг своей оси.
  4. Назовите следствия вращения Земли вокруг Солнца.