Любительские наблюдения Марса.

↑

▷ Содержание

Стр 1 из 5Следующая ⇒

«АСТРОБИБЛИОТЕКА»

Новичонок А.О.

Руководство наблюдателя.

(под редакцией Козловского А.Н.)

«АстроКА»

Предназначена для любителей астрономии, преподавателей школ, членов астрономических кружков, школьников, студентов.

При подготовке пособия использована следующая литература, программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

· Сайт «Галактика» www.moscowaleks.narod.ru

· www.astrolab.ru

· Планетный симулятор NASA http://space.jpl.nasa.gov/

· Использована карта Марса с http://www.lpl.arizona.edu/~rhill/alpo/marstuff/B&WMarsmap.jpg

· Бронштэн В.А. "Планеты и их наблюдение", М. "Наука", 1979.

· АК 4,0 (Автор – Кузнецов А.В.)

· Mars Previewer II (Автор – Rios L.)

· Star Calc 5.72 (Автор – Завалишин А.Е.)

Автор выражает благодарность за помощь в подготовке издания любителю астрономии Козловскому А.Н.

Книга свёрстана самим автором в марте-апреле 2005.

Предисловие.

Уважаемые любители астрономии! Среди всех объектов звездного неба, планеты занимают особое место. Известные с древних времен, они были немногими из движущихся на небосводе светил. Именно поэтому, вероятно, им присваивали имена богов. Самой загадочной из известных тогда планет был Марс. Он, то увеличивал блеск настолько, что становился ярче Юпитера, сияя пугающим красноватым светом, то уменьшал его настолько, что становился не отличим от обычных звезд. Именно наблюдения Марса в средние века, позволили Кеплеру открыть знаменитые законы движения планет. А с открытием на Марсе каналов в позапрошлом веке, эта планета и вовсе стала самой популярной на небосводе. Но Марс не спешил раскрывать свои тайны, отчасти из-за того, что полноценные наблюдения его можно было проводить лишь в периоды Великих противостояний (когда и были открыты каналы и спутники Марса), когда планета наиболее близко подходила к Земле. В другие годы Марс оставался видимым небольшой оранжевой горошиной почти без деталей, даже в крупные телескопы. Эпоха космических полетов заставила совсем по-другому взглянуть на природу Марса, которая оказалась неприветливой для землян. В один миг рухнули легенды о каналах и разумной жизни на Марсе. Люди, далекие от астрономии, стали равнодушны к марсианской теме.

Но любители астрономии всегда будут смотреть на эту планету, как на наиболее интересный небесный объект. Действительно, наблюдения Марса уникальны в своем роде. Это единственная планета, за исключением Меркурия, на которой можно наблюдать постоянство деталей, делать зарисовки и сравнивать с картой Марса, наблюдая сезонные изменения, изучать рельеф планеты, самостоятельно вычислять период ее обращения вокруг оси и т.п. Но, как уже отмечалось, лучше всего наблюдать Марс в периоды Великих противостояний. Последнее великое противостояние было в августе 2003 года, и тогда видимый диаметр Марса достигал 25 угловых секунд. Очередное противостояние Марса состоится в нынешнем 2005 году. Хотя на этот раз планета будет находиться в противостоянии дальше от Земли, чем в 2003 году, но ее видимый диаметр достигнет 20 угловых секунд, что позволит проводить интересные и плодотворные наблюдения этой по-прежнему загадочной планеты.

К этому наиболее благоприятному за 12-14 последующих лет периоду видимости Марса и приурочен выход предлагаемой читателям книги, автором которой является любитель астрономии Артем Олегович Новичонок. Книга написана доступном изложении и с большим количеством иллюстраций, помогающим легко оценивать предстоящие события в системе Марса, наблюдать его спутники Фобос и Деймос. Цель данной книги - помочь любителям в организации и проведении наблюдений Марса. По сути, данная книга послужит руководством к наблюдениям Красной Планеты. Читая ее, Вы сможете узнать сведения о планете, задачах любительских наблюдений, правилах наблюдений, подготовке к наблюдениям и их проведении. Начинающие любители смогут использовать эту книгу при наблюдениях внешнего вида Марса, полярной шапки планеты и его спутников. Они узнают, как правильно делать зарисовки планеты и определять период вращения планеты. В этом им поможет хорошая карта Марса, которую с успехом можно использовать для идентификации зарисованных объектов. Кроме этого, в книге приводятся сведения о двух следующих противостояниях Марса, которые, увы, не будут уже такими благоприятными, как нынешнее. Поэтому необходимо, как можно тщательнее подготовиться к наблюдениям, т.к. данное противостояние - последняя возможность в течение ближайших 14 лет увидеть многие объекты на Марсе, включая и «каналы», которые уже не будут доступны до следующего Великого противостояния даже в период обычных противостояний. В этом Вам поможет эта книга.

Это первый опыт в написании книги по астрономии Артема Олеговича. Тем не менее, хочется отметить, что книга получилась интересной, и, конечно, нужной для любителей астрономии, которые занимаются наблюдением планет. Уважаемые читатели! Присылайте Ваши отзывы и предложения по написанию новых книг, которые, по Вашему мнению, необходимы любителям астрономии. А пока хочется поблагодарить Артема Олеговича за труд, который позволил выйти в свет этому небольшому, но нужному изданию.

                                                                        Козловский Александр

Часть I.

СВЕДЕНИЯ О ПЛАНЕТЕ МАРС.

Общие сведения. Марс – это четвёртая от Солнца большая планета солнечной системы. Она обладает красноватым цветом, и поэтому её часто называют красной планетой. Красноватый цвет Марса объясняется тем, что его грунт содержит множество глин, богатых железом. Именно благодаря этому цвету Марс получил своё название, в честь бога войны.

Марс делает полный оборот вокруг Солнца за 687 земных суток, т.е. почти за два земных года. Марс и Земля движутся по орбите в одну и ту же сторону, поэтому примерно каждые два года Земля обгоняет Марс. При этом две планеты и Солнце находятся как бы на одной линии. Такое отношение Марса относительно Земли имеет название противостояние.

Планеты движутся вокруг солнца по эллипсам. Степень вытянутости эллипса орбиты называется эксцентриситетом. Эксцентриситет Марса довольно велик по сравнению с другими планетами Солнечной системы. И именно из-за этого не каждой противостояние Марса одинаково благоприятно для его наблюдений. Наиболее хорошие для наблюдения противостояния называют великими. Они случаются раз в 15 или 17 лет. Во время Великих противостояний Марс становится ярче Юпитера и сияет на небе немерцающей звездой, имеющей красноватый оттенок.

Марс бывает от Земли сравнительно недалеко и поэтому его с успехом можно наблюдать в телескопы даже небольшой апертуры. При этом уже при достаточно небольшом увеличении диск Марса выглядит так же, как и диск Луны, наблюдаемый невооружённым глазом. Конечно, качество изображения для Марса при этом заметно хуже, чем для Луны, но у этого есть свои причины. Д Экваториальный диаметр Марса чуть больше половины земного (6796 км).

Даже в небольшой телескоп Марс в Великом противостоянии – великолепное зрелище. На его диске обнаруживаются пятна жёлтого или красноватого цвета. Также на диске, на фоне материков, наблюдатель видит тёмные пятна, которые получили название морей. Моря, как и на Луне, не содержат в себе ни капли воды.

Продолжительность суток на Марсе почти такая же, как и на Земля = 24 часа 37 минут. Наклон оси Марса также примерно равен земному. Следовательно, на Марсе, как и на Земле, происходит смена времён года. Только длятся они на красной планете в два раза дольше земных. В зимнем полушарии Марса наблюдатель чётко видит полярную шапку, которая состоит в основном из сухого льда. С наступлением весны эта шапка начинает таять и заметно теряет в размерах. Наблюдение таяние полярной шапки является интересной задачей любительской планетной астрономии.

Температура на поверхности Марса ниже, чем на Земле. Большему перепаду температур способствует также и атмосфера, плотность которой невелика (её давление всего лишь 0,01 % от земного у поверхности планеты). Днём температура на экваторе планеты может подниматься до +10 … +20 градусов Цельсия, ночью опускается до минус 80 градусов.

Но полярная шапка состоит не только из сухого льда, но и из водяного, который знают все люди Земли. Правда, воды на Марсе очень мало: вся марсианская вода уместилась бы в нашем Ладожском озере.

Марс имеет два спутника – Фобос и Деймос, что в переводе с греческого означает «страх» и «ужас».

Внутренний состав.Химический состав Марса схож с составом других планет земной группы, но, конечно, имеются и специфические отличия. Ядро Марса имеет относительно низкую температуру (около 1300К) и плотность, богато железом и серой и невелико по размерам.

Мантия Марса обогащена сернистым железом, заметные количества которого обнаружены и в исследованных поверхностных породах, тогда как содержание металлического железа заметно меньше, чем на других планетах Земной группы. Толщина литосферы Марса - несколько сотен км, включая примерно 100 км ее коры.

Рельеф.Значительно большая часть поверхности Марса представляет собой более светлые участки, и имеют красновато-оранжевую окраску (это объясняется обилием на планете глин, богатых железом). Перепады высот в экваториальной области составляют 14-16 км. Наиболее высокие пики Марса – Арсия (27 км) и Олимп (26 км), находятся в северном полушарии планеты.

Наблюдения Марса со спутников обнаруживают отчетливые следы вулканизма и тектонической деятельности - разломы, ущелья с ветвящимися каньонами, некоторые из них имеют сотни километров в длину, десятки - в ширину и несколько километров в глубину. Обширнейший из разломов - "Долина Маринера" - вблизи экватора протянулся на 4000 км при ширине до 120 км и глубине в 4-5км.
Ударные кратеры на Марсе мельче, чем на Луне и Меркурии, но глубже, чем на Венере. Однако вулканические кратеры достигают огромных размеров. Крупнейшие из них - Арсия, Акреус, Павонис и Олимп - достигают 500-600 км в основании и более двух десятков километров по высоте. Диаметр кратера у Арсии - 100, а у Олимпа - 60 км (для сравнения - у величайшего на Земле вулкана Мауна-Лоа на Гавайских островах диаметр кратера 6,5 км). Исследователи пришли к выводу, что вулканы были действующими еще сравнительно недавно, а именно: несколько сотен миллионов лет назад.

Атмосфера.Как уже упоминалось, марсианская атмосфера является очень разреженной. Состоит она в основном из углекислого газа, совсем небольшой процент в ней составляют кислород и водяные пары. Сила тяжести на поверхности марса в три раза меньше земной и это способствует образованию пылевых бурь. Пылевые бури случаются на планете часто, и могут длиться довольно долго.

Небо на Марсе имеет красноватый оттенок, что связано с частицами пыли, взвешенными в атмосфере.

Магнитосфера.Марс имеет магнитное поле, в 800 раз более слабое, чем земное.

Фобос.Больший из двух спутников Марса. Находится очень близко к поверхности планеты, на расстоянии всего около 6000 км.

Открыт 12 августа 1877 г. А.Холлом.

Из-за близкого расположения к планете приливные силы понижают орбиту спутника (примерно на 1,8 м в столетие). Примерно через 50 миллионов лет Фобос столкнётся с поверхностью Марса или, что более вероятно, распадётся в кольцо.

Деймос.Открыт 10 августа 1877 г. А.Холлом.

Состоит, как и Фобос, из богатой углеродом горной породы.

Фобос и Деймос, вероятно, являются захваченными Марсом астероидами.

Проблема жизни на Марсе.На Земле повсюду есть жизнь. Возникает вопрос: раз жизнь есть на Земле, почему бы ей не быть и на других планетах?

Из планет Солнечной системы для жизни, кроме Земли, наиболее подходит именно Марс. Как будто бы там имеются все условия для существования жизни (особенно уверенно учёные могли заявлять это до исследования Марса космическими станциями): атмосфера, вода, подходящая температура (не слишком жарко и не слишком холодно). Правда, наиболее развитые земные жители жить на Марсе не смогли бы: атмосфера на красной планете совершенно не подходит для дыхания (она слишком разреженная, к тому же в ней подавляюще преобладает углекислый газ). Но это ещё ничего не значит, потому что земные существа в процессе эволюции вполне могли бы приспособиться к подобным условиям.  

Цвет и внешний вид тёмных областей поверхности Марса значительно меняется в зависимости от времени года. Весной они темнеют и из серо-коричневых становятся зеленоватыми или голубыми. Осенью они опять выцветают: светлеют, сереют. Это явление некоторые учёные объясняли влиянием на окраску марсианской растительности. Особенно за эту идею выступал российский учёный Г.А.Тихов, который считал, что: «Прежде всего, это должна быть растительность низкорослая, жмущаяся к почве. В основном это должны быть травы и стелющиеся кустарники зеленого или голубого цвета».

Во время великого противостояния Марса 1877 года итальянский учёный Джованни Скиапарелли в 24см телескоп открыл на Марсе образования, которые представляли собой узкие длинные тёмные линии. Эти линии были названы каналами.

Открытие каналов на Марсе сразу же привлекло к этой планете внимание всех астрономов мира. Было сделано предположение, что марсианские каналы могут быть искусственными сооружениями, которые построены марсианами для орошения планеты. Наиболее ярым, деятельным сторонником этой гипотезы был американский предприниматель, после открытия каналов ставший астрономом, Ловелл. Наблюдение каналов Марса имеет некоторые проблемы: они видны в сравнительно небольшие телескопы, а в большие пропадают, распадаясь на мелкие детали. Именно это обстоятельство ещё тогда поставило под сомнение вообще существование каналов. Но Ловелл и тут нашёл выход: он предложил проводить наблюдения Марса с помощью светофильтров, и каналы появились и в поле зрения больших телескопов!

Однако существование марсианских каналов всё же не подтвердилось. Сейчас уже абсолютно ясно: никаких каналов на поверхности Марса не существует, это лишь иллюзия.

На данный момент наука не обнаружила жизни на Марсе ни в каких её проявлениях, но интенсивно ведутся научные работы в этом направлении.

На рисунке приведены сравнительные размеры Марса в период наихудшей и наилучшей видимости при наблюдениях с Земли.

Часть II.

Правила наблюдений.

Наблюдения Марса в близких противостояниях можно с успехом проводить даже в небольшой, 5-6 сантиметровый телескоп, но, конечно, гораздо лучше, если Вы имеете в распоряжении телескоп покрупнее, от 15 см и выше.

Наблюдения планет не так просты, как кажется на первый взгляд. Во-первых, наблюдатель должен иметь внимательность и терпение, чтобы увидеть максимально возможное для своего инструмента. Но этого мало. Даже если показатели зрения и инструмента одинаковы, наблюдатель без опыта сможет различить на диске планеты гораздо меньше деталей, чем более опытный астроном. Отсюда вывод: как можно больше практикуйтесь в наблюдении планет и, самое главное, старайтесь аккуратно зарисовывать всё, что видите. О методах зарисовки планетных деталей я скажу чуть ниже. Кроме того, наблюдение усложняют всё-таки небольшие видимые размеры планетного диска, неспокойствие атмосферы, дрожание инструмента.

Теперь я дам несколько советов начинающим любителям астрономии о том, как лучше организовывать астрономические наблюдения.

Во-первых, наблюдения противостояния Марса должны быть систематическими. Вы должны начинать наблюдение планеты не за день или за 2 до противостояния, а задолго. Я советую начать, когда диск планеты достигнет размеров 12"-14". При каждом наблюдении вы должны зарисовывать детали планеты, которые вы видите в свой инструмент на специально подготовленной заранее для этой цели окружности.

Наблюдения группой человек более продуктивны. Но и тут есть свои правила. Каждый человек должен составлять свой рисунок планеты самостоятельно, ни с кем не советуясь и не сравнивая свои рисунок с рисунками других наблюдателей. Преимущество коллективных наблюдений состоит в том, что они дают более объективные данные о планете, а заодно позволяют учесть и исключить при обработке некоторые личные ошибки наблюдателей.

Степень дрожания изображения зависит, прежде всего, от высоты планеты над горизонтом. У самого горизонта диск Марса настолько искажается турбуленцией, что детальные наблюдения невозможны. Следовательно, надо стараться наблюдать Марс в момент его верхней кульминации (наибольшая высота над горизонтом) или рядом с ним. Следует учитывать также сезонные и местные условия, влияющие на спокойствие атмосферы. Проводя визуальные наблюдения надо отмечать время и качество изображения. При их анализе можно будет установить в какое время в данном месте изображение наилучшее.

Подготовка к наблюдениям и их проведение.

Как же готовиться и проводить наблюдения противостояния? В этом разделе я отвечу на этот вопрос.

Для начала я советуюсь обзавестись небольшим раскладным стульчиком, чтобы сделать наблюдения гораздо более удобными.

У каждого астронома-любителя должен быть дневник астрономических наблюдений. Если его у Вас нет, то его необходимо завести. Лучше всего для дневника подходит толстая тетрадь в клеточку, гораздо лучше, если она будет на пружине (удобнее проводить зарисовки на месте наблюдений). Также неплохо, если у этой тетради непромокаемый переплёт.

Перед каждым наблюдением надо отметить следующее: дата наблюдений, погодные условия, название рабочего инструмента, задачи на наблюдения. Когда вы сделали все эти записи, можно переходить собственно к наблюдениям. При наблюдении планет, детали, видимые на диске, надо аккуратно зарисовывать в дневник на диск, приготовленный заранее для этой планеты. Для Марса, на мой взгляд, уместно применять следующую зависимость диаметров дисков на рисунке от апертуры:

Познавательные статьи:



Техника прыжка в длину с разбега

Тактические действия в защите

История Олимпийских игр

История развития права интеллектуальной собственности