Как узнают химический состав далеких планет, не забирая проб?

Школьная Энциклопедия

Вы здесь: Home Земля во Вселенной Работа астрономов Как определяют химический состав небесных тел

Как определяют химический состав небесных тел

Состав Солнца

Химический состав небесных тел определяют с помощью спектрального анализа.

О спектральном анализе вы можете прочитать на нашем сайте: http://ency.info/index.php/earth/rabota-astrnom/14-rabota-astrnom/29-chto-takoye-spektralni-analiz.
Ученые точно узнали химический состав небесных тел: звезд, туманностей, комет. И что важно: в их состав входят все известные на Земле химические элементы. Открытие спектрального анализа сделало переворот в науке, так как в недалеком прошлом казалось, что человек никогда не сможет узнать состав небесных тел, удаленных от Земли на огромные расстояния. А зная химический состав звезды, можно довольно уверенно судить о времени ее образования.
Физические свойства материи на самых больших масштабах и возникновение Вселенной изучает наука космология.
Физическую природу космических тел (их плотность, температуру, массу, химический состав, возраст, образование и т.д.) изучает наука астрофизика (от греч. слов άστρον — светило и φύσις — природа).
Астрофизика основывается на законах физики и на материалах астрономических наблюдений. Главные методы астрофизики: спектральный анализ, фотография и фотометрия (научная дисциплина, на основании которой производятся количественные измерения энергетических характеристик поля излучения) вместе с обычными астрономическими наблюдениями. О рождении астрофизики говорить стало можно только после того, как во второй половине XIX века появился спектральный анализ. Спектры звезд позволяют определить температуру, плотность и химический состав атмосферы любого небесного тела, узнать расстояние до звезд и их светимость, измерить скорость движения звезд по лучу зрения и скорость их вращения вокруг оси, оценить напряженность магнитного поля звезд, выявить присутствие оболочек горячего газа вокруг звезд.

Как определить хомический состав небемного тела?

Рассмотрим изучение химического состава звезд на примере Солнца.
Химический состав атмосфер можно узнать по темным линиям спектра. Газ поглощает из состава спектра более горячего источника света те самые лучи, которые он сам излучает в раскаленном состоянии. Отсюда ученые сделали вывод, что раскаленные поверхности Солнца и звезд дают спектры в виде радужных полосок, но эти поверхности окружены разреженными и менее раскаленными газами, которые и вызывают появление в спектре темных линий. Эти газы образуют вокруг Солнца и звезд атмосферы, химический состав которых можно узнать по темным линиям спектра. Поверхности Солнца и звезд хотя и дают такой же спектр, как жидкие и твердые раскаленные тела, но состоят из раскаленных наэлектризованных газов, более плотных, чем окружающие их атмосферы.
Первые исследования спектра Солнца были предприняты одним из изобретателей спектрального анализа, Кирхгофом, в 1859 г. Результатом этих исследований был рисунок солнечного спектра, из которого можно было определить уже с большой точностью химический состав солнечной атмосферы. Так, например, известно, что химический состав солнечной фотосферы ( излучающий слой звёздной атмосферы, в котором формируется непрерывный спектр излучения) состоит из

Водорода 73,46 %
Гелия 24,85 %
Кислорода 0,77 %
Углерода 0,29 %
Железа 0,16 %
Неона 0,12 %
Азота 0,09 %
Кремния 0,07 %
Магния 0,05 %
Серы

В солнечной атмосфере установили присутствие множества известных нам на Земле химических элементов. Среди них газы: водород, азот; металлы: натрий, магний, алюминий, кальций, железо и многие другие. В 1942 году было обнаружено присутствие на Солнце в небольшом количестве золота.
Такие химические элементы, как, например, хлор, бор, йод, ртуть и некоторые другие, не были найдены на Солнце по их линиям в спектре. Одной из причин, возможно, является то, что эти элементы находятся не в атмосфере Солнца, а в его недрах. Между тем темные линии в спектре вызывают только те элементы, которые находятся в атмосфере Солнца и поглощают свет, идущий из более глубоких и более плотных раскаленных слоев Солнца.
Можно допустить, что хлор, бор, йод, ртуть и другие элементы на Солнце или в солнечной атмосфере имеются, но мы их обнаружить пока не можем.
Спектры звезд, свет которых, собранный с помощью телескопа, тоже можно направить в спектроскоп, похожи на спектр Солнца. И по их темным линиям можно определить химический состав звездных атмосфер так же, определили химический состав солнечной атмосферы по темным линиям спектра Солнца.
Оказывается, химический состав атмосфер звезд мало отличается от химического состава Солнца и нашей Земли. Во всяком случае, ни на Солнце, ни на звездах не найдено таких химических элементов, которые не были бы известны на Земле. Напомним, что и газ гелий, который сначала был обнаружен на Солнце, потом был найден на Земле.
По четкости, с которой видны темные линии спектров Солнца и звезд, можно определить долю каждого химического вещества в составе их атмосфер.

Спектральный анализ туманности

Определение химического состава небесных тел на основе изучения их спектров — очень сложная задача, требующая знания физических условий в исследуемом теле (особенно температуры) и применения методов теоретической астрофизики.
Ученые в результате исследований установили, что некоторые тела (например, звезды определенных типов) обладают теми или иными особенностями химического состава. Однако большинство остальных объектов состоит примерно из одних и тех же известных химических элементов. Поэтому можно говорить только о среднем космическом содержании элементов, о котором обычно судят по относительному числу атомов, находящихся в каком-либо объеме.

Вопрос — ответ 34

Каждый день мы сталкиваемся с множеством вопросов. Ответы на одни вопросы находятся быстро и их решение происходит незамедлительно. А что делать если для решения вопроса требуется поиск дополнительных источников информации?

Именно для таких целей мы продолжаем новую рубрику «Вопросов и ответов» — каждую субботу и воскресенье вы будете получать ответы на интересующие вас вопросы.

Можно ли из космоса связаться с Землей по телефону?

Да, через Интернет

Обычный сотовый телефон работает только вблизи базовых станций оператора. Он не ловит сеть ни в море, ни в пустыне. На кораблях «Союз» имеются спутниковые телефоны «Иридиум» для связи в случае нештатного приземления. Но на орбите ими не пользуются: станция быстро перемещается по зонам покрытия и часто вообще оказывается за их пределами. Впрочем, обмениваться СМС или небольшими блоками данных, наверно, получится. Только в этом нет надобности: на МКС имеется Wi-Fi с интернет-­подключением через американские геостационарные спутники TDRS. Через Интернет экипаж может совершать и телефонные звонки.

Как не засыпают те, кто работает на плантациях снотворного мака?

Вопрос — ответ 34

Наркотик почти не присутствует в воздухе

Морфин и другие наркотические алкалоиды опийного мака в обычных условиях практически нелетучи. Испаряются они только при сильном нагреве, например в курительных приборах. Так что даже за полный день работы на маковой плантации невозможно получить дозу, способную вызвать сколь-либо заметное наркотическое опьянение.

Как узнают химический состав далеких планет, не забирая проб?

Вопрос — ответ 34

Планеты светят отраженным солнечным светом. Этот свет, проходя сквозь атмосферу и отражаясь от поверхности, меняет свой спектральный (или, проще говоря, цветовой) состав.

Анализируя спектры

Точно определить состав по спектру трудно, но можно сделать ряд предположений. На рисунке — упрощенный вид спектра Марса. Свет Солнца, отразившись от планеты, теряет в синей части спектра больше, чем в красной. То есть красный свет лучше отражается от Марса. Следовательно, на нем имеется вещество красного цвета. Действительно, на планете много оксида железа, придающего ей «ржавый» цвет. В спектре заметны также две полосы поглощения, связанные с углекислотой. Значит, этот газ есть в атмосфере Марса.

Существуют ли солнечные батареи, которые работают от тепла?

Вопрос — ответ 34

Да, но они не называются батареями

Тепло не поступает от Солнца отдельно от света. Предмет нагревается, когда он поглощает энергию света, но обычно нагрев не превышает 60 °C. В южных странах солнечное тепло используют для подогрева воды в накопителях на крышах домов. Вырабатывать из него электричество неэффективно. Но если сфокусировать свет зеркалами, можно получить температуру в сотни градусов и превратить воду в пар, который будет крутить электрогенератор. Правда, такие установки называют солнечными коллекторами. А термин «батарея» закреплен за устройствами, которые напрямую превращают энергию излучения в электричество.

Почему у осьминога голубая кровь?

Вопрос — ответ 34

По случайности

Древние многоклеточные были мелкими и не нуждались в системе распределения кислорода. Когда их размеры стали увеличиваться, у животных возникли жабры и появилась жидкость, циркулирующая по телу. При дальнейшем росте потребовались дыхательные пигменты, повышающие кислородную емкость крови. «Рабочим инструментом» этих пигментов стали атомы металлов, поскольку они легко присоединяют и отдают кислород. А выбор металла, видимо, был делом случайной мутации. У моллюсков и ракообразных это оказались белки, «работающие» с медью (гемоцианин, имеющий голубой цвет), а у позвоночных — с железом (красный гемоглобин).

Какой элемент самый редкий из необходимых для жизни?

Вопрос — ответ 34

Кобальт

96 % массы человеческого тела составляют углерод, кислород, водород и азот. Еще 3,5 % приходится на семь макроэлементов: кальций, фосфор, калий, серу, натрий, хлор и магний. Но есть ряд микроэлементов, которых требуется крайне мало. Из них самый редкий — кобальт, его массовая доля в земной коре составляет 0,004 %. Человеку достаточно 10 микрограммов кобальта в сутки. Организму требуются и более редкие элементы (их называют ультрамикроэлементами): ванадий, кадмий, рубидий, цезий, вольфрам и пр., но детали их биологической активности пока плохо изучены.

Собаки потеют языком, а кошки?

Языком не потеют ни те ни другие

У собак потовые железы имеются только на подушечках лап. Поэтому разгоряченный пес, чтобы остыть, учащает дыхание и уменьшает его глубину. При этом он открывает пасть и высовывает язык для испарения слюны. Кошкам перегрев угрожает редко, поскольку они не преследуют добычу подолгу, а подкрадываются к ней или нападают из засады. Если кошке все-таки стало жарко, она действует подобно собаке, то есть вчетверо учащает дыхание, а при сильном перегреве открывает рот. Язык при этом не высовывается, но ему есть другое применение: в отличие от собак кошки охлаждаются, вылизывая шерсть, что заменяет потоотделение.

Отчего на грунтовых дорогах образуется «стиральная доска»?

Вопрос — ответ 34

Из-за неравномерного уплотнения грунта

В ответ на механическое воздействие сыпучие материалы деформируются и уплотняются. Когда нагруженное колесо катится медленно, песок или гравий меняют форму и колея остается ровной. Но с ростом скорости грунт немного не поспевает за колесом и начинает формировать горку. Колесо перекатывается через нее и, опустившись, формирует новую горку. Этот процесс отдаленно напоминает образование барханов в пустыне. Критическая скорость, с превышением которой начинает возникать «стиральная доска», составляет для автомобилей около 8 км/ч и почти не зависит от дорожного покрытия — главное, чтобы оно было сыпучим, а не твердым.

Почему еда не пригорает на масле?

Вопрос — ответ 34

Масло не нагревается чрезмерно

Пища плохо проводит тепло. При жарке на «голой» сковородке нижний слой продукта нагревается так, что может обуглиться, при этом верхняя часть куска остается сырой. Масло передает тепло от нижних слоев к верхним. Но главное — оно, как и всякая жидкость, не может нагреться выше своей температуры кипения, поскольку поступающее новое тепло уносится с парами. Температура кипения масла достаточна для образования на еде хрустящей корочки. При варке и тушении корочка не образуется: в этих случаях роль стабилизатора играет вода, температура кипения которой относительно низка.

Почему клетки организмов маленькие?

Вопрос — ответ 34

Клетки гладкой мускулатуры человека. Белок (актин) окрашен зеленым, клеточные ядра — синим, микрососуды — красным.

Для быстродействия

Необходимые вещества поступают в клетку извне. И чем она больше, тем дольше молекулы будут достигать места своего назначения. При этом поступление веществ в клетку и удаление продуктов метаболизма пропорциональны площади клетки, а их потребление — ее объему. В большой клетке отношение площади поверхности к объему невелико. Питательных веществ ей не хватит, а метаболиты будут в ней накапливаться.

Вернуться == Сообщить об ошибке? == Просмотров: 1174 == Комментариев: 0 Автор: Бэкки

Как мы узнаем химический состав вещей в космосе?

Астрономическая спектроскопия включает преобразование света от небесных тел в цифровой спектр. Затем цифровой спектр сравнивается со спектральными данными различных химических веществ, известных человечеству. Анализ помогает ученым определить химический состав небесного источника, излучающего этот свет.

В сентябре 2020 года еще одна планета в нашей солнечной системе украла центр внимания с Марса, привлекая внимание как научного сообщества, так и основных средств массовой информации. Это было сделано после захватывающего доклада международной исследовательской группы, которая объявила: «Газ фосфин найден в атмосфере Венеры«. Отчет, опубликованный в журнале «Nature Astronomy», вызвал споры и предположения о признаках жизни на планете, прежде всего потому, что анаэробные экосистемы производят фосфин.

Однако, помимо споров о том, указывает ли фосфин на присутствие инопланетной жизни или нет, эта история порождает несколько других элементарных вопросов. А именно как они поняли химию Венеры отсюда, на Земле?

К счастью для нас, свет, попадающий в наши телескопы с небесного тела, не только создает великолепные изображения, но и несет информацию о том, из чего сделаны эти небесные тела. Инструментом, который помогает нам обрабатывать эту информацию, является астрономическая спектроскопия.

Ранняя астрономия

Любопытство человечества к космосу простирается далеко за пределы записанной истории. Древние люди и их наскальные рисунки дают нам некоторое представление об их интересе к астрономии. Люди провели много лун, делая астрономические наблюдения, такие как предсказание затмений с помощью математики и определение созвездий невооруженным глазом. Проще говоря, звезды всегда очаровывали нас.

Использование нашего невооруженного глаза для наблюдения за небесами было единственным вариантом до 1600-х годов, когда Галилей начал использовать свою подзорную трубу (ранний телескоп) для астрономии. Иоанн Липперсгей, голландский производитель оптического стекла, изобрел рефракторный телескоп, а Галилей был первым, кто использовал его для астрономии. Внезапно он увидел такие вещи, как кратеры на Луне, темные пятна на солнце, кольца Сатурна и спутники Юпитера. Он тогда еще не знал, что когда-нибудь человечество сможет анализировать химию космоса, не выходя за пределы нашей уютной и теплой планеты.

В 1814 году оптик из Мюнхена Йозеф фон Фраунгофер изобрел спектроскоп — телескоп, модифицированный теодолитом (оптический инструмент). Он стал первым астрономом-спектроскопистом, изучившим спектры, полученные от различных небесных тел, таких как луна, солнце, другие планеты и звезды.

Однако первыми, кто связал спектральные линии с химией объекта, были Густав Кирхгоф и Роберт Бунзен (также известные законами Кирхгофа и горелкой Бунзена). Они были отцами-основателями современного спектрального анализа или спектроскопии. Они не только определили предсказательную природу спектров, но также обнаружили два новых элемента — рубидий и цезий — используя свой метод.

Перенесемся в наши дни, где мы объединим возможности телескопов и спектроскопии для анализа химического состава небесных объектов даже за пределами нашей галактики Млечный Путь.

Прежде чем мы перейдем к спектроскопии, возможно, нам нужно быстро освежить в памяти свойства света. Свет — это форма энергии, которая движется волной. Это форма электромагнитного излучения (электромагнитных волн), которое варьируется от радиоволн до гамма-лучей, из которых мы можем видеть только среднюю часть (небольшой видимый диапазон). Эти типы излучения разделяются по длине волны или частоте.

Что такое спектр?

Спектр — это узор, который создается, когда свет (электромагнитные волны) взаимодействует с веществом (например, мы видим радугу, когда солнечный свет взаимодействует с каплями дождя). Спектр своеобразен и зависит от типа электромагнитных волн и свойств взаимодействующей с ними материи. Теперь, если мы знаем информацию о спектрах и типе света, мы можем легко определить тип материи, с которой свет взаимодействовал. Это то, что позволяет нам делать спектроскопия — анализировать спектры и прослеживать их в обратном направлении, чтобы определить, что их породило.

Что создает спектры?

Хотя это и не видно невооруженным глазом, весь мир танцует в своем собственном ритме на атомном уровне. Все, что мы знаем, состоит из атомов, и атомы имеют электроны, которые постоянно вибрируют, как волна (будучи квантовым объектом), и когда на них попадает свет, они взаимодействуют уникальным образом.

Электроны в невозбужденном атоме любят зависать в своем основном состоянии. Когда на них попадает внешняя энергия в виде света (или тепла), они поглощают ее и переходят в возбужденное состояние. Тем не менее они всегда стремятся вернуться в свое основное состояние; для этого они излучают энергию, которую они поглотили в первую очередь. Этот процесс поглощения и излучения приводит к появлению множества спектров.

Что такое спектроскопия?

Эта энергия, поглощаемая или испускаемая в процессе возбуждения и релаксации, уникальна для молекулярного состава вещества. Например, частоты света, поглощаемого электронами атома натрия, будут полностью отличаться от частот, поглощаемых углеродом. Точно так же свет, излучаемый кислородом, будет полностью отличаться от света фосфина.

Видимый спектр излучения углерода

Химические отпечатки или узоры образуются из-за поглощения или излучения света на дискретных частотах, и изучение этих световых узоров формально называется спектроскопией.

Теперь перейдем к астрономической спектроскопии. Свет от источника (небесных тел) попадает в телескопы и через небольшое отверстие попадает в прикрепленный к нему спектрограф. Внутри спектрографа находится коллимирующее зеркало (параболическое зеркало, преобразующее весь свет, попадающий в прибор, в параллельные лучи). Этот свет попадает в зеркало с дифракционной решеткой (мелкие регулярные царапины на поверхности стекла).

Решетка разделяет различные компоненты света и назначает им отдельные полосы на основе их длины волны, в конечном итоге создавая спектр на другом зеркале. Спектр, сформированный на зеркале, затем регистрируется устройством с заряженной связью (светочувствительной поверхностью) и преобразуется в цифровой спектр.

Работа спектроскопической микролинзы.

Затем цифровой спектр сравнивается со спектральными данными различных химических веществ, известных человечеству. Анализ помогает ученым определить химический состав небесного источника, излучающего этот свет.

Спектральные данные дают информацию не только о химическом составе объектов в пространстве, но и об их типе, окружении и характере движения, которое они демонстрируют.

Если свет получается непосредственно от горячего источника, такого как звезда, планета или туманность, мы видим непрерывный спектр. Большинство планет и звезд окружено газовой атмосферой, которая обычно холоднее источника, излучающего свет. Более холодные газы поглощают некоторые частоты света, излучаемого источником, поэтому когда свет от этого источника достигает нас через облака, поглощенные частоты кажутся более темными в генерируемом спектре. Эти типы спектров известны как спектры поглощения или спектры темных линий.

С другой стороны, если мы попытаемся наблюдать за окружающими газами, а не за источником, мы увидим, что эти поглощенные частоты излучаются обратно в виде ярких линий в генерируемом спектре. Эти типы спектров известны как эмиссионные или ярко-линейные спектры.

Все мы слышали, что Вселенная постоянно расширяется. Это означает, что одни объекты удаляются от нас, а другие приближаются. Это движение можно определить, изучая сдвиги, наблюдаемые в спектре. Например, ученые решили, как будут выглядеть спектральные линии излучения водорода звезды, которая считается неподвижной относительно Земли. Затем этот спектр сравнивается со спектрами излучения водорода других небесных объектов.

Если объект удаляется от нас, спектральные линии спектра водорода будут казаться смещенными в сторону более красной области или более длинноволновой области спектра. Это известно как красное смещение. Если бы тело двигалось ближе к нам, линии, по-видимому, сместились бы в сторону более короткой длины волны или более синего конца спектра. Это явление известно как синее смещение. Этот наблюдаемый сдвиг длин волн называется доплеровским сдвигом.

Спектральные линии подобны дарам, которые продолжают дарить. Помимо того, что было рассмотрено выше, они также дают нам информацию о плотности, температуре и магнитных полях различных небесных тел.

Вывод

Человечество всегда было очаровано ночным небом. Мы перешли от удивленного созерцания мерцающих звезд в ночном небе невооруженным глазом к получению 1,5-миллиардного пиксельного изображения галактики Андромеды, находящейся на расстоянии 2,5 миллиона световых лет от нас. Каждый день мы углубляемся в космос, пытаясь понять, из чего состоит Вселенная, и раскрыть тайны, скрытые в тишине за пределами нашей планеты. Как однажды сказал Карл Саган: «где-то нас ждет нечто невероятное«.

Российский космонавт, которого однажды «забыли» на околоземной орбите

КосмосРоссийский космонавт, которого однажды «забыли» на околоземной орбите
Добромир 20.09.2020 0

Одним из самых известных во всём мире российских и советских космонавтов по праву считается Сергей Крикалёв. В его профессиональной карьере нашлось место не только выдающимся достижениям на орбите земли: Сергея Константиновича многие знают, как космонавта, которого «забыли в космосе».

Космонавт, забытый в космосе

Довольно курьезная история, ставшая в после «притчей во языцех», случилась в 1991 году. В мае месяце этого года с космодрома «Байконур» к орбитальной космической станции «МИР» стартовал корабль «Союз ТМ-12», на борту которого находился экипаж из 3 человек: командира Анатолия Арцебарского, бортового инженера Сергея Королёва (для которого это был уже 2 полёт в космос) и первого космонавта Великобритании – Хелен Шармен.

После недельного пребывания на орбите британка успешно была возвращена на Землю с предыдущей командой станции, а Арцебарский с Крикалёвым остались нести «космическую вахту». Всё лето работы на «Мире» шли по установленному графику: космонавты выходили в открытое пространство, проводили плановые эксперименты и занимались обслуживанием станции.

В то время на поверхности планеты СССР стал стремительно приближаться к распаду: после августовского «путча» космические проблемы отодвинулись на задний план. Разваливающейся стране было не до орбитальной станции и её «жителей». Однако международные договора по программе освоения космоса надо было выполнять – согласно плану далее на «Мир» следовало запустить 2 корабля с австрийскими и казахскими экипажами.

Ввиду острой нехватки средств космическое ведомство «наскребло» денег только на 1 запуск. В этом корабле физически не хватало места, чтобы после вернуть на землю всех космонавтов, в том числе и двоих, находящихся на орбите. Таким образом, бортинженеру Сергею Крикалёву пришлось внепланово продлить своё пребывание на борту «Мира» ещё на полгода. До следующей миссии.

Возвращали запущенного из СССР и «забытого» космонавта на Землю уже в Россию. В марте 1992 года герой Советского Союза (награду Крикалёв у получил 27 апреля 1989 года после своего первого космического полёта) вернулся на Землю, где был награждён звездой Героя России, став первым в истории кавалером этой награды.

Как Сергей Крикалёв спас американских астронавтов

Через 2 года, в 1994-м Сергей Крикалёв, как опытный космонавт, стал участником первой в истории совместном американо-российском космическом полёте на шаттле «Дискавери». Корабль стартовал 3 февраля с флоридского космодрома на мысе Канаверал. Экипаж STS-60 состоял из 5 американских астронавтов и одного российского космонавта – Сергея Крикалёва. Полёт длился всего 8 дней, после чего шаттл успешно вернулся в космический центр им. Дж. Кеннеди во Флориде.

Во время этой миссии случился довольно курьезный эпизод, героем в котором опять стал Крикалёв. В космосе на борту Discovery произошла поломка воздухопровода из-за отказа электронной системы жизнеобеспечения (СЖО). Согласно полётным инструкциям, экипажу предписывалось, ничего не предпринимая, сообщить о проблеме «Хьюстону» и ждать прибытие дублирующего челнока.

Крикалёв сам смог отремонтировать электронику и наладить работу СЖО, чем сэкономил миллионы долларов американцам, которые могли бы уйти на запуск шаттла-дублёра и произвёл сильное впечатление на коллег-астронавтов. Многие считают, что именно этот случай вместе с историей о затянувшейся экспедицией космонавта на станции «Мир», стали основой эпизода голливудского фантастического фильма-катастрофы «Армагеддон», главную роль в котором сыграл Брюс Уиллис.

В ленте показан сумасшедший русский космонавт, полковник Лев Андропов, живущий один на советской космической орбитальной станции. Он спас шаттл и весь американский экипаж, летящий к астероиду, истинно «по-русски» – отремонтировав неисправное оборудование несколькими ударами разводного ключа.

Где сейчас «забытый в космосе» Сергей Крикалёв

В настоящее время Сергей Константинович Крикалёв является исполнительным директором российской государственной корпорации «РОСКОСМОС» по пилотируемым космическим программам.

  • Как узнают химический состав далеких планет, не забирая проб?
  • Две по цене одной: как Илон Маск хотел купить российские ракеты для SpaceX

За его плечами 6 полётов в космос, общая протяжённость которых составляет 803 суток 9 часов и 38 минут. В этих миссиях Крикалёв совершил 8 выходов в открытое космическое пространство, где пробыл в общей сложности 41 час и 27 минут.

Российский космонавт, которого однажды «забыли» на околоземной орбите

Одним из самых известных во всём мире российских и советских космонавтов по праву считается Сергей Крикалёв . В его профессиональной карьере нашлось место не только выдающимся достижениям на орбите земли: Сергея Константиновича многие знают, как космонавта, которого «забыли в космосе».

Космонавт, забытый в космосе

Довольно курьезная история, ставшая в после «притчей во языцех», случилась в 1991 году. В мае месяце этого года с космодрома «Байконур» к орбитальной космической станции «МИР» стартовал корабль «Союз ТМ-12», на борту которого находился экипаж из 3 человек: командира Анатолия Арцебарского , бортового инженера Сергея Королёва (для которого это был уже 2 полёт в космос) и первого космонавта Великобритании – Хелен Шармен .

После недельного пребывания на орбите британка успешно была возвращена на Землю с предыдущей командой станции, а Арцебарский с Крикалёвым остались нести «космическую вахту». Всё лето работы на «Мире» шли по установленному графику: космонавты выходили в открытое пространство, проводили плановые эксперименты и занимались обслуживанием станции.

В то время на поверхности планеты СССР стал стремительно приближаться к распаду: после августовского «путча» космические проблемы отодвинулись на задний план. Разваливающейся стране было не до орбитальной станции и её «жителей». Однако международные договора по программе освоения космоса надо было выполнять – согласно плану далее на «Мир» следовало запустить 2 корабля с австрийскими и казахскими экипажами.

Ввиду острой нехватки средств космическое ведомство «наскребло» денег только на 1 запуск. В этом корабле физически не хватало места, чтобы после вернуть на землю всех космонавтов, в том числе и двоих, находящихся на орбите. Таким образом, бортинженеру Сергею Крикалёву пришлось внепланово продлить своё пребывание на борту «Мира» ещё на полгода. До следующей миссии.

Возвращали запущенного из СССР и «забытого» космонавта на Землю уже в Россию . В марте 1992 года герой Советского Союза (награду Крикалёв у получил 27 апреля 1989 года после своего первого космического полёта) вернулся на Землю, где был награждён звездой Героя России, став первым в истории кавалером этой награды.

Как Сергей Крикалёв спас американских астронавтов

Через 2 года, в 1994-м Сергей Крикалёв , как опытный космонавт, стал участником первой в истории совместном американо-российском космическом полёте на шаттле «Дискавери». Корабль стартовал 3 февраля с флоридского космодрома на мысе Канаверал. Экипаж STS-60 состоял из 5 американских астронавтов и одного российского космонавта – Сергея Крикалёва . Полёт длился всего 8 дней, после чего шаттл успешно вернулся в космический центр им. Дж. Кеннеди во Флориде .

Во время этой миссии случился довольно курьезный эпизод, героем в котором опять стал Крикалёв . В космосе на борту Discovery произошла поломка воздухопровода из-за отказа электронной системы жизнеобеспечения (СЖО). Согласно полётным инструкциям, экипажу предписывалось, ничего не предпринимая, сообщить о проблеме «Хьюстону» и ждать прибытие дублирующего челнока.

Крикалёв сам смог отремонтировать электронику и наладить работу СЖО, чем сэкономил миллионы долларов американцам, которые могли бы уйти на запуск шаттла-дублёра и произвёл сильное впечатление на коллег-астронавтов. Многие считают, что именно этот случай вместе с историей о затянувшейся экспедицией космонавта на станции «Мир», стали основой эпизода голливудского фантастического фильма-катастрофы «Армагеддон», главную роль в котором сыграл Брюс Уиллис .

В ленте показан сумасшедший русский космонавт, полковник Лев Андропов , живущий один на советской космической орбитальной станции. Он спас шаттл и весь американский экипаж, летящий к астероиду, истинно «по-русски» – отремонтировав неисправное оборудование несколькими ударами разводного ключа.

Где сейчас «забытый в космосе» Сергей Крикалёв

В настоящее время Сергей Константинович Крикалёв является исполнительным директором российской государственной корпорации «РОСКОСМОС» по пилотируемым космическим программам.

  • Как узнают химический состав далеких планет, не забирая проб?
  • Две по цене одной: как Илон Маск хотел купить российские ракеты для SpaceX

За его плечами 6 полётов в космос, общая протяжённость которых составляет 803 суток 9 часов и 38 минут. В этих миссиях Крикалёв совершил 8 выходов в открытое космическое пространство, где пробыл в общей сложности 41 час и 27 минут.

Как узнают химический состав звезд? Как была доказана однородность Вселенной?

В 1665 году гениальный английский физик и математик Исаак Ньютон, занимаясь усовершенствованием телескопов, обратил внимание на то, что изображение, которое давал объектив, по краям было будто бы окрашено. Это явление настолько заинтересовало 21-летнего ученого, что он решил любой ценой установить природу происхождения таинственных цветных полос.

© aasnova.org

В то время в Англии свирепствовала Великая чума (1665—1666 годы), и Ньютон был вынужден укрыться в родной деревне Вулсторп. Перед отбытием в родной дом, ученый купил стеклянные призмы разного размера, чтобы в итоге совершить революционное открытие.

Кратко об эксперименте

Закрывшись в темной комнате днем, Ньютон проделал крошечное отверстие в ставне окна, а напротив пучка солнечных лучей, рвущихся в помещение, он поочередно помещал стеклянные призмы.

Белый свет, проходя через призму, создавал на стене изображение в виде полосы чередующихся цветов. Полученную цветную полоску солнечного света Ньютон условно разделил на семь цветов радуги – красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый. Это позволило молодому ученому получить первый в истории спектр солнечного света.

© raiscuola.rai.it

Спектр – непрерывный ряд цветных полос, получается путем разложения луча белого света на составные части.

Благодаря открытию Исаака Ньютона появилось такое явление, как спектральный анализ — совокупность методов качественного и количественного определения состава объекта, основанная на изучении спектров взаимодействия материи с излучением.

Свет и химический состав звезд

В 1802 году английский химик Уильям Хайд Волластон проводил спектральный анализ Солнца и заметил странные темные линии, природу которых объяснить ему не удалось.

В 1814 году немецкий физик Йозеф Фраунгофер насчитал в спектре Солнца 574 таинственных темных полосы и пришел к ошеломительному умозаключению: темные полосы — это «знаки препинания» в «предложении» химического состава солнечной атмосферы.

Для простоты понимания: разложили свет, получили сплошную спектральную линию, которая в каком-то месте прерывается фраунгоферовой линией (темная полоса, названная в честь Фраунгофера).

Фраунгоферовы линии (черные) делят спектр на участки, которые указывают на конкретный химический элемент

После фраунгоферовой линии сплошная спектра продолжается до тех пор, пока не появится еще одна полоса и так далее. Например, если длина волны (сплошной, до появления темной полосы) составляет 8987,65 Ангстрем (1 Ангстрем = 0,1 нанометр), то это говорит о наличии кислорода в составе объекта, чье излучение было разложено на спектр. Если длина волны 5270,39 Ангстрем — железо, 5889,95 Ангстрем — натрий и так для всех химических элементов.

Благодаря спектральному анализу в 1868 году в спектре Солнца был обнаружен еще неизвестный на тот момент химический элемент, названный гелием. Кто бы мог подумать, что это второй по распространенности элемент во Вселенной после водорода!

Астрономию ждала революция

Почти столетие спустя, когда появились соответствующие технологии, астрономы смогли разложить свет звезд, удаленных на десятки, сотни и тысячи световых лет от Земли, определив их химический состав с беспрецедентно высокой точностью. Было установлено, что по сути все звезды имеют одинаковый химический состав, что указывало на однородность Вселенной.

Однако судить о всей Вселенной по звездам Млечного Пути было бы слишком опрометчиво. Астрономы хотели заглянуть дальше, узнать о химии в самых дальних уголках космического пространства. Но как такое возможно? Отдельные звезды с расстояния в миллиарды световых лет неразличимы и не поддаются анализу…

На помощь пришли квазары — активные ядра галактик на начальном этапе развития, в которых сверхмассивная черная дыра поглощает окружающее вещество формируя аккреционный диск.

Важно отметить, что квазары являются одними из самых ярких и наиболее удаленных от Земли объектов.

Свет квазаров проходит через галактики, что создает эффект гравитационного линзирования — гравитация галактики искажает идущий свет, выступая в качестве линзы, которая как бы увеличивает далекий объект для наблюдателя / © ESA

Во второй половине XX века, когда были открыты сотни квазаров, часть из которых оказалась удалена почти на 12,5 миллиарда световых лет (возраст Вселенной 13,8) от Земли, астрономы приступили к спектральному анализу этого древнейшего излучения, которое миллиарды лет мчалось через «черный ящик» Вселенной в сторону Земли.

Это позволило установить, что Вселенная наполнена элементами, о существовании которых мы знаем из периодической системы химических элементов. Бесконечное космическое пространство оказалось фантастически однородным.

дата выхода фильма гарри поттер и проклятое

орудия смерти город костей 2 фильм 2017

новые пираты карибского моря 6

Ссылка на основную публикацию
×
×
Adblock
detector