ΗΛΙΑΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ. 1 ο Τετράμηνο Σχολικού Έτους

Transcript

1 ΗΛΙΑΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ 1 ο Τετράμηνο Σχολικού Έτους

2 ΗΛΙΑΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΕΣΩΤΕΡΚΟΙ ΠΛΑΝΗΤΕΣ

3 ΠΕΡΙΛΗΨΗ Σε αυτή την εργασία θα γνωρίσουμε τους εσωτερικούς πλανήτες του ηλιακού μας συστήματος (Ερμής, Αφροδίτη, Γη, Άρης) και θα μάθουμε κάποια στοιχεία για τον καθένα από αυτούς.επιπλέον θα αναφερθούμε και στο «Έτος Φωτός» αναλυτικά, θα μάθουμε για την απόσταση, τις υποδιαιρέσεις και τις ισοδυναμίες. Επίσης θα συναντήσουμε και θα μελετήσουμε τις μονάδες μέτρησης (όπως για παράδειγμα την Αστρονομική Μονάδα, το Παρσέκ και τις αποστάσεις των ουράνιων σωμάτων.

4 ΗΛΙΑΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ Σύντομη περιγραφή Το Ηλιακό Σύστημα χοντρικά χωρίζεται σε τέσσερις περιοχές: σ' αυτή των Εσωτερικών (ή Γήινων) Πλανητών, με τέσσερις πλανήτες που έχουν στέρεα επιφάνεια και σύσταση παρόμοια με αυτή της Γης (πυρίτιο και σίδηρο),στη Ζώνη των Αστεροειδών, που περιέχει μικρά σώματα, στους Εξωτερικούς Πλανήτες ή Γίγαντες Αερίων, με τέσσερις πλανήτες που αποτελούνται κυρίως από αέρια και είναι πολύ μεγαλύτεροι απ' τη Γη και στην εξωτερική περιοχή του Συστήματος, που περιλαμβάνει τον Πλούτωνα, τη Ζώνη του Kuiper και το Νέφος του Oort.

5 Οι τέσσερις εσώτεροι, ο Ερμής, η Αφροδίτη, η Γη και ο Άρης αποτελούν τους λεγόμενους γήινους πλανήτες και αποτελούνται κυρίως από πετρώματα και μέταλλα.

6 Ερμής Αρχίζοντας ένα ταξίδι απ' τον Ήλιο προς τα έξω για να γνωρίσουμε το Ηλιακό Σύστημα, σε απόσταση 0,39 Αστρονομικών Μονάδων (AU) θα συναντήσουμε τον Ερμή, τον μικρότερο πλανήτη του ηλιακού μας συστήματος. Ο Ερμής είναι γεμάτος κρατήρες, δεν έχει ατμόσφαιρα και, καθώς είναι πολύ κοντά στον Ήλιο, έχει στην επιφάνειά του θερμοκρασίες που αγγίζουν τους 400 C.Ο Ερμής κινείται πολύ γρήγορα στο διάστημα (37-56 χλμ. το δευτερόλεπτο). Εξαιτίας της μεγάλης ταχύτητας και της μικρής απόστασης από τον Ήλιο, ο πλανήτης αυτός έχει το μικρότερο σε διάρκεια έτος από όλους τους άλλους.

7 Βασικά στοιχεία Ο Ερμής βρίσκεται τόσο κοντά στον Ήλιο ώστε είναι πολύ δύσκολο να τον διακρίνουμε καθαρά από τη Γη. Επί πλέον είναι και μικρός, ελάχιστα μόνο πιο μεγάλος από τη Σελήνη. Η ηλιακή του ημέρα (από ανατολή σε ανατολή) διαρκεί διπλάσιο χρόνο (176 γήινες ημέρες) απ ότι το έτος του, αν και μια πλήρης περιστροφή γύρω από τον άξονά του διαρκεί 59 γήινες ημέρες ενώ μια πλήρης περιφορά του γύρω από τον Ήλιο (με μέση ταχύτητα 48 χιλιομέτρων το δευτερόλεπτο) διαρκεί μόνο 88 γήινες ημέρες. Σε απόσταση μικρότερη των 70 εκατομμυρίων χιλιομέτρων ο πλησιέστερος αυτός πλανήτης στον Ήλιο καψαλίζεται συνεχώς από τις ακτίνες του. Είναι ένας χτυπημένος κατ επανάληψη μικρός κόσμος του οποίου οι κρατήρες οφείλονται κυρίως στη γειτνίασή του με τον Ήλιο, η τεράστια βαρύτητα του οποίου προσελκύει μικρούς και μεγάλους διαστημικούς βράχους με αποτέλεσμα ο Ερμής να βρίσκεται συνεχώς στο στόχαστρο των επερχόμενων εισβολέων. Η επιφάνειά του καλύπτεται από κρατήρες ανοιγμένους από μετεωρίτες που έπεσαν πάνω του πριν από αμνημόνευτους χρόνους. Ατμόσφαιρα Ο Ερμής περιβάλλεται από ένα λεπτό στρώμα ηλίου, οξυγόνου και υδρογόνου, ενώ οποιοδήποτε άλλο είδος ατμόσφαιρας κι αν είχε χάθηκε πριν από δισεκατομμύρια χρόνια, αφού η βαρύτητά του, η οποία δεν υπερβαίνει το 1/3 της γήινης, δεν κατόρθωσε να την συγκρατήσει. Το ήλιο προέρχεται από τον ηλιακό άνεμο και φυλακίζεται από το μαγνητικό του πεδίο, ενώ η ποσότητα που υπάρχει είναι τόσο μικρή ώστε για να γεμίσουμε ένα απλό παιδικό μπαλόνι θα έπρεπε να συγκεντρώναμε όλο το αέριο που περιλαμβάνεται σε μια σφαίρα με διάμετρο 6,5 χιλιομέτρων. Σε σύγκριση, η ατμόσφαιρα της Γης είναι ένα τρισεκατομμύριο φορές πιο πυκνή από αυτήν του Ερμή.

8 Θερμοκρασία Χωρίς ουσιαστική ατμόσφαιρα γύρω από τον Ερμή δεν υπάρχουν ούτε άνεμοι ούτε βροχές, δεν υπάρχει όμως ούτε προστασία από τη ζέστη ή από το κρύο. Στοαφήλιο του οι μεσημεριανές θερμοκρασίες στην επιφάνεια φτάνουν τους 285 βαθμούς Κελσίου, ενώ στο περιήλιο η θερμοκρασία ξεπερνάει τους 430 βαθμούς Κελσίου, 7,5 δηλαδή φορές την μέγιστη θερμοκρασία που έχει καταγραφεί ποτέ στην επιφάνεια της Γης (57,7 βαθμοί Κελσίου, στη Λιβύη τον Σεπτέμβριο του1922). Στη θερμοκρασία αυτή, το ατσάλι χρειάζεται μερικά μόνο λεπτά για να κοκκινίσει ή να λιώσει ένα κομμάτι μολύβδου. Αντίθετα, οι μακρύτατες νύχτες του Ερμή είναι ιδιαίτερα παγερές και φτάνουν τους -180 βαθμούς Κελσίου, 7 δηλαδή φορές πιο κρύες από την κανονική θερμοκρασία που επικρατεί στην κατάψυξη ενός οικιακού ψυγείου. Θα αρκούσαν δηλαδή μερικά μόνο λεπτά στην επιφάνεια του Ερμή για να μετατραπεί κάποιος σε παγοκολόνα. Αυτή η διαφορά θερμοκρασίας που επικρατεί στον Ερμή (610 βαθμοί Κελσίου) είναι η μεγαλύτερη απ ότι σε όλους τους άλλους πλανήτες. Η τελική κατάληξη του Ερμή Το πεπρωμένο του Ερμή είναι διαγεγραμμένο από τώρα. Αφού αυτός είναι ο πλησιέστερος πλανήτης στον Ήλιο, θα είναι επίσης και ο πρώτος πλανήτης που θα καταστραφεί όταν ο Ήλιος μας φτάσει στο στάδιο της μετατροπής του σε κόκκινο γίγαντα. Σε πέντε δισεκατομμύρια χρόνια από σήμερα, ο Ήλιος θα αρχίσει να διογκώνεται και η επιφάνειά του θα φτάσει τον Ερμή και θα τον εξαερώσει. Η ίδια άλλωστε κατάληξη επιφυλάσσεται και για όλους τους άλλους εσωτερικούς πλανήτες του Ήλιου μας, ο οποίος θα μετατραπεί τότε σ έναν πατέρα ο οποίος, σαν τον αρχαίο θεό Κρόνο, θα καταπιεί τα ίδια του τα παιδιά.

9 Χαρακτηριστικά Σύγκριση μεγέθους των πλανητών (από αριστερά προς τα δεξιά): Ερμής, Αφροδίτη, Γη, και Άρης. Η επιφάνεια του Ερμή μοιάζει πάρα πολύ με την επιφάνεια της Σελήνης, ενώ αντίθετα το εσωτερικό του μοιάζει περισσότερο μ αυτό της Γης παρ όλο που ο πυρήνας του, που αποτελείται κυρίως από σίδηρο και νικέλιο, είναι αναλογικά μεγαλύτερος απ αυτόν της Γης. Ο πυρήνας αυτός αποτελεί το 80% της μάζας του Ερμή και έχει διάμετρο χιλιομέτρων. Ο πυρήνας δηλαδή του Ερμή είναι μεγαλύτερος από ολόκληρη τη Σελήνη, ενώ πάνω απ αυτόν βρίσκεται ο μανδύας του που έχει πάχος 600 χιλιομέτρων. Ανάμεσα στα διάφορα χαρακτηριστικά της επιφάνειας που εντόπισε η διαστημική συσκευή Μάρινερ 10 ήταν και ένα τεράστιο λεκανοπέδιο που ονομάστηκε Λεκανοπέδιο των Θερμίδων (Caloris). Τo λεκανοπέδιο αυτό έχει διάμετρο χιλιομέτρων, αποτέλεσμα μιας τεράστιας σύγκρουσης του Ερμή με έναν αστεροειδή που πρέπει να είχε διάμετρο 100 χιλιομέτρων. Ο αστεροειδής αυτός έπεσε στην επιφάνεια με ταχύτητα χιλιομέτρων την ώρα, αφού δεν υπήρχε κανένα είδος ατμόσφαιρας για να ελαττώσει την ταχύτητά του η οποία οφείλονταν, κατά ένα μεγάλο μέρος, στην μεγάλη βαρυτική δύναμη που εξασκούσε πάνω στον επερχόμενο αστεροειδή ο Ήλιος. Ολόκληρη η επιφάνεια του Ερμή συγκλονίστηκε τότε από την σύγκρουση αυτή, ενώ τεράστιες ποσότητες λάβας διασκορπίστηκαν στην επιφάνεια. Εκτός όμως από το λεκανοπέδιο των Θερμίδων, η ένταση της σύγκρουσης σχημάτισε και μια λοφώδη περιοχή στην εκ διαμέτρου αντίθετη επιφάνεια. Η τεράστια ενέργεια που απελευθερώθηκε κατά την σύγκρουση υπολογίζεται ότι πρέπει να έφτασε τα 1,2 τρισεκατομμύρια τρισεκατομμυρίων θερμίδες, που σημαίνει ότι μ αυτή την ποσότητα θερμίδων (σε τρόφιμα φυσικά) ολόκληρος ο πληθυσμός της Γης μας θα μπορούσε να επιζήσει επί 350 εκατομμύρια χρόνια. Ενώ αν οι θερμίδες αυτές περιλαμβάνονταν σε μία μόνο τούρτα τότε το ύψος της θα ξεπερνούσε τα χιλιόμετρα και το κερασάκι στην κορυφή της θα είχε διάμετρο 120 χιλιομέτρων! Η επιφάνεια του Ερμή καλύπτεται επίσης και από τεράστιες χαράδρες με μήκη που ξεπερνούν τα 500 χιλιόμετρα και ύψη που ξεπερνούν τα μέτρα. Οι ειδικοί επιστήμονες υπολογίζουν ότι οι χαράδρες αυτές είναι ρήγματα που δημιουργήθηκαν καθώς ο τεράστιος σιδερένιος πυρήνας του Ερμή συρρικνώνονταν. Η συρρίκνωση αυτή επήλθε με την αργή στερεοποίησή του, που σημαίνει ότι ο Ερμής είναι σήμερα μικρότερος απ ότι ήταν πριν από μερικά δισεκατομμύρια χρόνια. Ένα τέτοιο ρήγμα ονομάζεται Santa Maria Rupes με βάθος μέτρων. Αν ρίχνατε μια πέτρα από την κορυφή του ρήγματος αυτού θα χρειαζόταν 130 δευτερόλεπτα για να φτάσει στη βάση του, αφού η βαρύτητα του Ερμή είναι τρεις φορές μικρότερη από την βαρύτητα στη Γη. Ένας άνθρωπος δηλαδή με βάρος 75 κιλών στη Γη, στον Ερμή θα είχε βάρος 25 μόνο κιλών.

10 Εξερεύνηση Η πρώτη διαστημική συσκευή που πέρασε από τον Ερμή ήταν ο Μάρινερ 10 ο οποίος τον επισκέφτηκε τρεις φορές σε περίοδο ενός έτους, από τον Μάρτιο του 1974 έως τον Μάρτιο του Ο Μάρινερ 10, φωτογράφησε σχεδόν την μισή επιφάνεια του Ερμή, στέλνοντάς μας φωτογραφίες που μας αποκάλυψαν μία επιφάνεια βλογιοκομμένη πραγματικά από μετεωρικούς κρατήρες. Μια επιφάνεια όπου την ημέρα τσουρουφλίζεται κυριολεκτικά από ένα τεράστιο Ήλιο και σε θερμοκρασίες που λιώνουν ακόμη και μέταλλα, ενώ την νύχτα παγώνει από το κρύο λόγω της έλλειψης οποιασδήποτε ατμόσφαιρας. Παρ όλα αυτά υπάρχουν ορισμένα σημεία στις πολικές περιοχές του Ερμή που θα μπορούσαν να είναι τα κύρια σημεία προσεδάφισης μελλοντικών διαστημικών αποστολών. Στα σημεία αυτά, που είναι προστατευμένα από τις καυτερές ακτίνες του Ήλιου, πρέπει να υπάρχει ακόμη και σήμερα πάγος και παγωμένο διοξείδιο του άνθρακα, υπολείμματα της αρχέγονης εποχής πριν από 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια όταν πάγωσαν για πρώτη φορά τα υλικά αυτά μετά την γέννηση του πλανήτη. Η ανάλυση παρόμοιων υλικών από κάποιο μελλοντικό διαστημόπλοιο θα μας έδινε σίγουρα πολλές πληροφορίες για την κατάσταση που επικρατούσε τότε. Το δεύτερο διαστημόπλοιο που τον επισκέπτεται είναι το MESSENGER, το οποίο έχει πραγματοποιήσει τρεις διελεύσεις χαρτογραφώντας το 98% της επιφάνειας του πλανήτη. Η χαρτογράφηση ολοκληρώθηκε το 2011, οπότε και μπήκε σε τροχιά γύρω από τον πλανήτη.

11 Άρης Στις 1,52 AU βρίσκεται ο Άρης. Έχει την μισή διάμετρο από τη Γη και έχει μια αραιή ατμόσφαιρα από διοξείδιο του άνθρακα. Στην επιφάνειά του έχουν παρατηρηθεί γεωλογικοί σχηματισμοί όπως φαράγγια και κοιλάδες, που σημαίνουν ότι ο πλανήτης ήταν γεωλογικά ενεργός κι ότι κάποτε ήταν θερμότερος και στην επιφάνειά του υπήρχε νερό σε υγρή μορφή (κάτι που επιβεβαιώθηκε τον Μάρτιο του 2007 από τον Ευρωπαϊκό δορυφόρο Mars Express). Θεωρείται ο πλανήτης που μοιάζει πιο πολύ με τη Γη και υπάρχει η περίπτωση να βρεθεί κάποτε ζωή εκεί, ή τουλάχιστον απολιθώματα. Ο Άρης έχει δύο μικρούς φυσικούς δορυφόρους, τον Φόβο και τονδείμο.

12 Ιστορία Ο Άρης δημιουργήθηκε πριν από 4,2 δισ. έτη από τον πλανητικό δίσκο οποίο δημιουργήθηκαν και οι υπόλοιποι πλανήτες. Σήμερα είναι σχεδόν σίγουρο ότι ο Άρης, στα αρχικά στάδια εξέλιξής του, καλυπτόταν σε ορισμένα σημεία του από υγρό νερό βάθους τουλάχιστον μερικών μέτρων, ενώ υπάρχουν και ενδείξεις για την ύπαρξη ενός τουλάχιστον ωκεανού. Έτσι, υπάρχει το ενδεχόμενο ο Άρης να φιλοξενούσε ζωή σε μορφή μικροβίων (που όμως είναι σίγουρο ότι δεν εξελίχτηκε παραπάνω) και υποστηρίζεται η άποψη ότι σε μια τέτοια περίπτωση η ζωή στη Γη θα μπορούσε να έχει προέλθει από τον Άρη. Το μικρό μέγεθος του Άρη, που συνεπάγεται μικρή βαρύτητα, δεν του επέτρεψε να διατηρήσει ολόκληρη την ατμόσφαιρά του. Καθώς το μεγαλύτερο μέρος της ατμόσφαιρας διέφυγε στο διάστημα, έπεσε η ατμοσφαιρική πίεση και το υγρό νερό εν μέρει εξατμίστηκε και εν μέρει διέρρευσε στο υπέδαφος και στους πόλους του πλανήτη, υπό την μορφή παγετώνων. Έτσι ο Άρης έγινε ένας ερημικός και άνυδρος πλανήτης με μία αραιή ατμόσφαιρα, όπως τον γνωρίζουμε σήμερα. Ο Άρης βρίσκεται σε αυτή την κατάσταση εδώ και τουλάχιστον 500 εκατομμύρια έτη. Σύμφωνα με ορισμένες ενδείξεις, η «υγρή» περίοδος του Άρη αφορά μονάχα το αρχικό τμήμα της ιστορίας του.

13 Ατμόσφαιρα Ο Άρης έχασε τη μαγνητόσφαιρά του πριν από 4 δις έτη, [21] και έτσι ο ηλιακός άνεμος αλληλεπιδρά απευθείας με την ιονόσφαιρα του πλανήτη, απομακρύνοντας άτομα από αυτήν. [22] Η ατμόσφαιρα του Άρη αποτελείται κατά 95,32% από διοξείδιο του άνθρακα, 2,7% άζωτοκαι 1,6% αργό.[23] Είναι πολύ αραιή και η πίεση στην επιφάνεια του πλανήτη φτάνει κατά μέσο όρο τα 0,60 kpa,[24] δηλαδή λιγότερο από το ένα εκατοστό αυτής στην επιφάνεια της Γης (101,3 kpa). Πρακτικώς, είναι ίση με την ατμοσφαιρική πίεση στα 35 χιλιόμετρα υψόμετρο από την επιφάνεια της Γης. Κατά συνέπεια, ένας αστροναύτης θα χρειαστεί οπωσδήποτε διαστημική στολή, προκειμένου να περπατήσει στην επιφάνειά του. Λόγω της αραιής ατμόσφαιρας, η ταχύτητα του ήχου είναι μικρή, και οι ήχοι δεν διαδίδονται πολύ μακριά, παρά μόνο μερικές δεκάδες μέτρα. Έτσι ο Άρης, εκτός από άνυδρος και έρημος, είναι και σιωπηλός πλανήτης. Η χαμηλή πυκνότητα της ατμόσφαιρας έχει και άλλες συνέπειες: οι άνεμοι δεν είναι ιδιαίτερα ισχυροί, όμως καθώς η σκόνη που καλύπτει την επιφάνεια του πλανήτη είναι αρκετά ψιλή, οι αμμοθύελλες δεν είναι σπάνιο φαινόμενο. Σε ακραίες περιπτώσεις, μπορούν να καλύψουν ένα πολύ μεγάλο μέρος του πλανήτη μια τέτοια αμμοθύελλα σημειώθηκε το 2001 και ξανά το Συχνή επίσης είναι και η εμφάνιση μικρών ανεμοστρόβιλων (dust devils) που μεταφέρουν τη σκόνη πάνω στην επιφάνεια του πλανήτη. Καθώς δεν πρόκειται για μια πολύ δυναμική ατμόσφαιρα, το κλίμα του Άρη είναι αρκετά προβλέψιμο και επαναλαμβάνεται σε κύκλους διάρκειας σχεδόν δυο Γήινων ετών, όσο δηλαδή διαρκεί και η περιφορά του γύρω από τον Ήλιο. Στην ατμόσφαιρα του Άρη παρατηρούνται επίσης αραιά σύννεφα διοξειδίου του άνθρακα, που εμφανίζονται πιο συχνά τη νύχτα και την αυγή, καθώς και αραιά σύννεφα από κρυστάλλους νερού όταν ο πλανήτης βρίσκεται πιο κοντά στον ήλιο και εξαερώνεται ο πάγος των πόλων του. Φωτογραφία του ορίζοντα του Άρη, από τη διαστημική συσκευή Viking 2, στις 3 Σεπτεμβρίου 1976, την ημέρα της προσεδάφισής του. Λόγω της διαφορετικής σύστασης της ατμόσφαιρας σε σχέση με αυτή τη Γης και της ελάχιστης πυκνότητάς της, σε συνδυασμό με την αιωρούμενη σκόνη, το χρώμα του ουρανού στον Άρη δεν είναι μπλε είναι ένα κοκκινωπό ροζ που πλησιάζει κάπως σε απόχρωση το ροζ του σολωμού.[25] Όταν η διαστημοσυσκευή Viking προσεδαφίστηκε στον Άρη και έστειλε την πρώτη εικόνα από την επιφάνειά του, οι τεχνικοί που χειρίζονταν το σύστημα απεικόνισης μιξάρισαν την εικόνα σύμφωνα με την μέχρι τότε εμπειρία τους, εμφανίζοντας τον ουρανό μπλε και προκαλώντας κατάπληξη στους επιστήμονες. Αν και η φωτογραφία αυτή κυκλοφόρησε στον τύπο, το λάθος διορθώθηκε αργότερα.

14 Δορυφόροι Ο Άρης έχει δυο μικρούς δορυφόρους, το Φόβο και τον Δείμο. Οι δορυφόροι αυτοί υποθέτουμε ότι είναι αστεροειδείς που μπήκαν σε τροχιά γύρω του λόγω της βαρυτικής έλξης του πλανήτη, όμως απομένει να εξερευνηθούν από κοντά προκειμένου να διαπιστωθεί αυτό (το 2011 θα εκτοξευτεί η ρωσο-κινεζική αποστολή Phobos-Grunt που θα μελετήσει το Φόβο από κοντά). Ο Φόβος περιφέρεται γύρω από τον Άρη σε 7 ώρες και 39 λεπτά, σε μέση απόσταση από τον πλανήτη μόλις χιλιόμετρα, εγγύτερα στο μητρικό του πλανήτη από κάθε άλλο δορυφόρο του ηλιακού συστήματος. Εικάζεται ότι, κάποια στιγμή στο μέλλον ο Φόβος θα πλησιάσει αρκετά κοντά στον Άρη ώστε να διασπαστεί από τις παλιρροϊκές δυνάμεις και να σχηματίσει έναν δακτύλιο γύρω από τον πλανήτη. Ο άλλος δορυφόρος, ο Δείμος, είναι αρκετά μικρότερος από το Φόβο και περιφέρεται αρκετά μακρύτερα, σε απόσταση χιλιομέτρων από τον Άρη, συμπληρώνοντας μια περιφορά κάθε 1,2 μέρες.

15 Γη Ο τρίτος πλανήτης είναι η Γη. Είναι ο μοναδικός πλανήτης στο σύστημα που έχει θάλασσες (κάτι που υποστηριζόταν παλιότερα για την Αφροδίτη και μέχρι πρόσφατα για το δορυφόρο του Κρόνου Τιτάνα), ο μόνος με έντονη γεωλογική δραστηριότητα και ο μοναδικός (απ' όσο ξέρουμε μέχρι σήμερα) που φιλοξενεί ζωή. Η ατμόσφαιρά του αποτελείται από άζωτο και οξυγόνο, και είναι ο μεγαλύτερος απ' τους εσωτερικούς πλανήτες. Είναι ο πρώτος, από τον Ήλιο, πλανήτης ο οποίος έχει φυσικό δορυφόρο, την Σελήνη. Ο αστρονομικός συμβολισμός της γης αποτελείται από έναν περικυκλωμένο σταυρό, αναπαριστώντας έναν μεσημβρινό και έναν παράλληλο μία παραλλαγή, τοποθετεί τον σταυρό πάνω από τον κύκλο (Unicode: ή ).

16 Δομή Το εσωτερικό της Γης είναι διαχωρισμένο σε ένα πυριτικό εξωτερικό φλοιό, ο οποίος είναι συμπαγής, έναν ημίρρευστο μανδύα, έναν ρευστό εξωτερικό πυρήνα ο οποίος είναι αρκετά πιο ιξώδης από τον μανδύα, καθώς και έναν στερεό εσωτερικό πυρήνα. Ο ρευστός εξωτερικός πυρήνας δημιουργεί ένα ασθενές μαγνητικό πεδίο λόγω της θερμικής μεταφοράς του ηλεκτρικά αγώγιμου υλικού του. Οι θερμοκρασίες στο εσωτερικό της Γης φθάνουν ως τους ± 600 βαθμούς K. Η εσωτερική θέρμανση του πλανήτη είχε ως έναρξη την διαδικασία της συσσωμάτωσής του, έπειτα συνεχίστηκε μέσω της διάσπασης των ραδιενεργών στοιχείων όπως του ουρανίου, θορίου και κάλιου. Η ροή θερμότητας από το εσωτερικό του πλανήτη προς την επιφάνεια είναι μόνο το 1/ (0,005%) της ενέργειας που λαμβάνεται από τον Ήλιο. Παρόλ' αυτά αυτή η εσωτερική θερμότητα είναι αρκετή ώστε να λιώσει το υλικό το οποίο αναβλύζει συνεχώς στην επιφάνεια της Γης από το εσωτερικό, με την βοήθεια των ηφαιστείων και των ρωγμών στις μεσοωκεάνειες ράχες με τη μορφή μάγματος. Το μεγαλύτερο μέρος του γήινου φλοιού δεν είναι γηραιότερο από 100 εκατομμύρια (1 108) έτη τα αρχαιότερα τμήματα του φλοιού είναι περί τα 4,4 δισεκατομμύρια (4,4 109) έτη.[3] Η δομή του πλανήτη στο εσωτερικό κατά βάθος είναι: 0 60 km - Λιθόσφαιρα (τοπικά κυμάινεται από 5 έως 200 km) 0-30/35 km - Φλοιός (τοπικά κυμάινεται από 5 έως 70 km) km - Άνω τμήμα του μανδύα km - Μανδύας km - Ασθενόσφαιρα km - Εξωτερικός πυρήνας km - Εσωτερικός πυρήνας

17 Πυρήνας Η μέση πυκνότητα της Γης είναι kg/m3, κατατάσσοντάς την ως τον πυκνότερο πλανήτη του ηλιακού συστήματος. Αφού η μέση πυκνότητα των επιφανειακών υλικών είναι περί τα kg/m3, συμπεραίνεται πως η πυκνότητα πρέπει να είναι ιδιαίτερα αυξημένη στον πυρήνα. Στα πρώτα στάδια της δημιουργίας του πλανήτη, πριν 4,5 δισεκατομμύρια (4,5 109) χρόνια, η Γη ήταν ολοσχερώς σε ρευστή κατάσταση, λόγω δε της βαρύτητας, πυκνότερα υλικά έρρευσαν προς το κέντρο κατά τη διάρκεια μίας διαδικασίας που καλείται πλανητική διαφοροποίηση, ενώ τα λιγότερο πυκνά υλικά έμειναν στην επιφάνεια. Ως αποτέλεσμα, ο πυρήνας αποτελείται κυρίως από σίδηρο (80%) καθώς και νικέλιο και πυρίτιο ωστόσο άλλα πυκνά (πυκνότερα μάλιστα) υλικά όπως το ουράνιο και ο μόλυβδος, είναι είτε σπάνια για να αποτελούν σημαντικό ποσοστό του πυρήνα, είτε έχουν την ιδιότητα να προσκολλώνται σε ελαφρύτερα υλικά και γι' αυτό απαντώνται κυρίως στον φλοιό. Ο πυρήνας χωρίζεται σε δύο μέρη, έναν στερεό εσωτερικό πυρήνα με μία ακτίνα γύρω στα χλμ. και έναν ρευστό εξωτερικό πυρήνα με μία ακτίνα γύρω στα χλμ. Ο εσωτερικός πυρήνας πιστεύεται πως είναι στερεός και πως αποτελείται κυρίως από σίδηρο και νικέλιο. Ορισμένοι συμφωνούν πως ο εσωτερικός πυρήνας είναι στην μορφή του μονοκρυσταλλικού σιδήρου. Ο εξωτερικός πυρήνας που περιβάλλει τον εσωτερικό και εκτιμάται πως αποτελείται από ρευστό σίδηρο αναμεμειγμένο με ρευστό νικέλιο και ίχνη ελαφρύτερων στοιχείων. Είναι γενικά παραδεκτό πως η θερμική μεταφορά στον εξωτερικό πυρήνα σε συνδυασμό με την διέγερση από την περιστροφή της Γης (βλ. Δύναμη Coriolis), προκαλεί το γήινο μαγνητικό πεδίο μέσω μίας διεργασίας γνωστή ως Θεωρία του Δυναμό. Ο στερεός εσωτερικός πυρήνας είναι αρκετά θερμός ώστε να διατηρεί ένα μόνιμο μαγνητικό πεδίο (βλ. Θερμοκρασία Curie), πιθανό είναι όμως να δρα ως σταθεροποιητής προς το μαγνητικό πεδίο που γεννάται από τον εξωτερικό πυρήνα. Κατά μία άλλη θεωρία, ο γήινος πυρήνας αποτελείται από υδρογόνο και ήλιο, τα οποία βρίσκονται στην ίδια κατάσταση με αυτήν του Ηλίου. Στον πυρήνα συμβαίνουν παρόμοιες πυρηνικές αντιδράσεις, όπως στον Ήλιο, γι' αυτό και παραμένει σε ρευστή κατάσταση, χωρίς να έχει ψυχθεί. Σύμφωνα με πρόσφατες ενδείξεις εικάζεται πως ο εσωτερικός πυρήνας της Γης, ίσως περιστρέφεται ελαφρώς ταχύτερα από τον υπόλοιπο πλανήτη, πιθανώς κατά 2 ανά έτος. Είναι εμφανές ότι και οι δύο πιο πάνω θεωρίες προσπαθούν να εξηγήσουν τα φαινόμενα που παρατηρούνται στην γήινη επιφάνεια, ωστόσο παραμένουν στο επίπεδο της θεωρίας, χωρίς να έχει υπάρξει απτή απόδειξη για καμία από αυτές.

18 Μανδύας Κύριο λήμμα: Μανδύας (γεωλογία) Ο μανδύας της Γης εκτείνεται σε ένα βάθος χλμ.. Η πίεση στην βάση του μανδύα είναι ~ 1,4 εκατομμύρια φορές μεγαλύτερη της ατμοσφαιρικής πίεσης (~140 GPa). Αποτελείται κατά μεγάλο μέρος από υλικά πλούσια σε σίδηρο και μαγνήσιο. Το σημείο τήξεως ενός υλικού εξαρτάται από την πίεση. Εφόσον η πίεση αυξάνει αρκετά κατά βάθος του μανδύα, το χαμηλότερο τμήμα είναι σχεδόν στερεό ενώ το ανώτερο τμήμα είναι πλαστικό (ημιτηγμένο). Το ιξώδες του ανώτερου μανδύα κυμαίνεται μεταξύ 1021 και 1024 Pa s, ανάλογα με το βάθος [1]. Έτσι ο ανώτερος μανδύας μπορεί να ρεύσει αρκετά αργά. Η εξήγηση του γεγονότος πως ενώ ο εξωτερικός πυρήνας είναι ρευστός, ο κατώτερος μανδύας είναι στερεός/πλαστικός, βρίσκεται στο ανώτερο σημείο τήξεως των πλούσιων σε σίδηρο κραμάτων του μανδύα από τον σχεδόν καθαρό σίδηρο του πυρήνα. Ο δε εσωτερικός πυρήνας είναι στερεός λόγω της εξαιρετικά μεγάλης πίεσης κοντά στο κέντρο του πλανήτη. Ο μανδύας αντιπροσωπεύει το μεγαλύτερο μέρος του όγκου της Γης {83%} Αποτελείται από πολύ θερμά πυκνόρευστα υλικά..

19 Φλοιός Κύριο λήμμα: Γήινος φλοιός Ο φλοιός κυμαίνεται μεταξύ 5 και 70 km σε βάθος. Τα λεπτά τμήματα του φλοιού είναι κάτω από τους ωκεανούς (ωκεάνιος φλοιός) και αποτελούνται από πυκνά πετρώματα μαγνησίου, σιδήρου και πυριτίου. Τα παχύτερα τμήματα του φλοιού είναι τα ηπειρωτικά τα οποία είναι λιγότερο πυκνά από τα ωκεάνια και αποτελούνται από πετρώματα πλούσια σε νάτριο, αλουμίνιο και πυρίτιο. Το όριο μεταξύ του φλοιού και του μανδύα παρουσιάζεται σε δύο διαφορετικές φάσεις: Αρχικά, μέσω μίας ασυνέχειας στην ταχύτητα των σεισμικών κυμάτων γνωστή ως ασυνέχεια του Mohorovicic ή απλά Moho. Η αιτία του Moho φαίνεται να οφείλεται στην αλλαγή της σύστασης των πετρωμάτων. Η δεύτερη φάση είναι μία χημική ασυνέχεια η οποία έχει παρατηρηθεί σε βαθιά τμήματα του ωκεάνιου φλοιού τα οποία έχουν εισχωρήσει στον ηπειρωτικό φλοιό και παρατηρούνται ως οφιολιθικές ακολουθίες. Ο φλοιός της Γης είναι πλούσιος σε φυσικούς πόρους. Περιέχει μεγάλες ποσότητες καυσίμων (κοιτάσματα): (Άνθρακας, Πετρέλαιο, Φυσικό Αέριο, Μεθάνιο). Αυτά τα κοιτάσματα χρησιμοποιούνται για την παραγωγή ενέργειας καθώς και για την δημιουργία συνθετικών υλικών. Κατά τις τεκτονικές διαδικασίες στον γήινο φλοιό, σχηματίστηκαν μεταλλευτικά κοιτάσματα. Τα κοιτάσματα αυτά μας παρέχουν μέταλλα καθώς και άλλα χρήσιμα χημικά στοιχεία (όπως το ορυκτό αλάτι). Σε αυτά μπορεί να συνυπολογιστεί και η βιομάζα η οποία παρέχει ξυλεία και τροφή. Για κάποιους από τους παραπάνω πόρους, όπως τα καύσιμα, η διαδικασία αποδέσμευσής τους σε μικρή χρονική κλίμακα είναι δύσκολη, ονομάζονται δε μη ανανεώσιμοι πόροι. Η χρήση των μη ανανεώσιμων πόρων εν γένει (όπως οι μη ανανεώσιμες πηγές ενέργειας) αποτελεί ένα από τα μείζονα περιβαλλοντικά θέματα στο οποίο αναφέρονται όλες οι οικολογικές οργανώσεις

20 Υδρόσφαιρα Κύριο λήμμα: Ωκεανός Ορθογωνική προβολή του Plate μίας συνθετικής - δορυφορικής εικόνας της Γης Η Γη είναι ο μόνος πλανήτης του Ηλιακού μας Συστήματος όπου στην επιφάνειά της κυριαρχεί το υγρό στοιχείο. Το νερό καλύπτει το 71% της γήινης επιφάνειας (από το οποίο 97% είναι θαλάσσιο νερό και 3% γλυκό νερό [2] (πιθανολογείται το 1,8%) και την χωρίζει σε πέντε ωκεανούς και επτάηπείρους. Η τροχιά της Γης σε συνδυασμό με την ηφαιστειακή δραστηριότητα, τη βαρύτητα, το φαινόμενο του θερμοκηπίου, το μαγνητικό πεδίο και την ατμόσφαιρα πλούσια σε οξυγόνο είναι οι βασικές αιτίες που κάνουν τη Γη τον πλανήτη του νερού. Αν και η τροχιά της Γης είναι αρκετά απομακρυσμένη ώστε να διατηρεί υγρό νερό, το φαινόμενο του θερμοκηπίου αποτρέπει το νερό από το να παγώσει, διατηρώντας την μέση θερμοκρασία της Γης στους 15 βαθμούς Κελσίου πάνω από το σημείο πήξης. Παλαιοντολογικές ενδείξεις δείχνουν πως κάποια στιγμή μετά την αποίκηση των ωκεανών από τα μπλε-πράσινα βακτήρια, πριν 600 εκατομμύρια χρόνια, το φαινόμενο του θερμοκηπίου κατέρρευσε, με αποτέλεσμα την ολική ψύξη της Γης και την πιθανή πήξη όλων των ωκεανών για μία περίοδο από εκατομμύρια χρόνια, σε ένα γεγονός που καλείται «Γη - Χιονόμπαλα» («Snowball Earth»). Σε άλλους πλανήτες, όπως στην Αφροδίτη, ο ατμός καταστρέφεται από την ηλιακή υπεριώδη ακτινοβολία και το υδρογόνο ιονίζεται και απομακρύνεται από τον πλανήτη μέσω του ηλιακού ανέμου. Αυτή είναι μία υπόθεση για την έλλειψη νερού στην Αφροδίτη, χωρίς υδρογόνο, το νερό αντιδρά με τα στερεά της επιφάνειας δημιουργώντας οξείδια. Στην ατμόσφαιρα της Γης, ένα στρώμα όζοντος στην στρατόσφαιρα, απορροφά το μεγαλύτερο μέρος της ηλιακής υπεριώδους ακτινοβολίας, αποτρέποντας την αποσύνθεση του νερού. Επιπλέον, ημαγνητόσφαιρα, αποτρέπει την αλληλεπίδραση μεταξύ των στοιχείων της ατμόσφαιρας και του ηλιακού ανέμου. Τέλος, τα ηφαίστεια εκπέμπουν συνεχώς ατμούς από το εσωτερικό. Η τεκτονική των πλακών της Γης ανακυκλώνουν τον άνθρακα και το νερό, καθώς οι ασβεστόλιθοι εισέρχονται στον μανδύα και εξέρχονται μέσω των ηφαιστείων ως ατμός και διοξείδιο του άνθρακα. Εκτιμάται πως τα συστατικά του μανδύα περιέχουν τουλάχιστον 10 φορές την ποσότητα του νερού των ωκεανών, αν και το μεγαλύτερο μέρος είναι παγιδευμένο και ποτέ δεν απελευθερώνεται στην ατμόσφαιρα.

21 Ατμόσφαιρα Κύριο λήμμα: Ατμόσφαιρα της Γης Η Γη έχει μία σχετικά πυκνή ατμόσφαιρα η οποία αποτελείται από 78% άζωτο, 21% οξυγόνο και 1% αργό, με ίχνη από άλλα αέρια, συμπεριλαμβανομένων διοξείδιο του άνθρακα και υδρατμούς. Η ατμόσφαιρα δρα ως ένα παρέμβλημα μεταξύ της Γης και του Ηλίου. Η σύσταση της ατμόσφαιρας της γης είναι ασταθής, η δε ισορροπία διατηρείται από την βιόσφαιρα. Τα στρώματα της ατμόσφαιρας, δηλαδή η τροπόσφαιρα, η στρατόσφαιρα, η μεσόσφαιρα, η θερμόσφαιρα και η εξώσφαιρα, μεταβάλλονται από τόπο σε τόπο και εξαρτώνται και από τις εποχιακές μεταβολές. Θεωρείται ότι η παρούσα σύσταση της ατμόσφαιρας είναι αποτέλεσμα της δράσης ζώντων οργανισμών. Ο εμπλουτισμός της ατμόσφαιρας της Γης με οξυγόνο άρχισε πριν 2,45 δις χρόνια. Μια μελέτη πετρωμάτων από τη Νότια Αφρική, ηλικίας 2,5 με 2,65 δις χρόνων έδειξε ότι ένα υπόστρωμα μικροοργανισμών παρήγαγε οξυγόνο. Τότε η σύσταση της ατμόσφαιρας δεν ήταν σταθερή και ανά περιόδους γινόταν πλούσια σε υδρογονάνθρακες, οι οποίοι έκαναν την ατμόσφαιρα ομιχλώδη, όπως είναι η σημερινή ατμόσφαιρα του Τιτάνα. Η αιτία αυτών των αυξομειώσεων ήταν η βιοσύνθεση μεθανίου.[4]

22 Κλίμα Κύριο λήμμα: Κλιματικό μοντέλο Οι δύο μεγάλες περιοχές πολικών κλιμάτων, διαχωρίζονται με δύο, συχνά, στενές εύκρατες ζώνες από μία πλατιά ισημερινή ζώνη τροπικών προς υποτροπικών κλιμάτων. Ανάλογα την περιοχή, έντονες διακυμάνσεις παρατηρούνται στα μετεωρολογικά δεδομένα, όπως στην ετήσια βροχόπτωση η οποία μπορεί να κυμαίνεται από αρκετά μέτρα βροχής έως σχεδόν μηδενικές τιμές.[5]

23 Αφροδίτη Επόμενος πλανήτης, στις 0,72 AU, είναι η Αφροδίτη. Έχει σχεδόν το ίδιο μέγεθος με τον δικό μας, γι' αυτό παλιά λεγόταν και «αδελφός πλανήτης» της Γης. Εκτός απ' το μέγεθος όμως, ως περιβάλλον δεν έχει σχεδόν κανένα κοινό με τον πλανήτη μας. Καλύπτεται από μια πυκνή ατμόσφαιρα θειικού οξέος και διοξειδίου του άνθρακα, με αποτέλεσμα η επιφάνειά της να μην είναι ποτέ ορατή. Περιστρέφεται αργά γύρω από τον άξονά της και η πυκνή της ατμόσφαιρα δημιουργεί ένα ακραίο φαινόμενο θερμοκηπίου, το οποίο κρατά την μέση θερμοκρασία του πλανήτη σε πολύ υψηλά επίπεδα ακόμα και στις περιοχές που, λόγω της αργής περιστροφής γύρω από τον άξονα της (243 γήινες μέρες), δεν φωτίζονται από τον ήλιο για μεγάλο χρονικό διάστημα.

24 Ιστορία Η Αφροδίτη ήταν γνωστή από τους αρχαίους χρόνους, καθώς είναι εύκολα ορατή στον ουρανό. Στην αρχαιότητα ονομάζονταν Εωσφόρος ("αυτός που φέρνει φως") όταν εμφανίζονταν το πρωί και Έσπερος το βράδυ. H θεά Αφροδίτη κατά τη μυθολογία ήταν η προσωποποίηση της ομορφιάς και η προστάτιδα του έρωτα. Έτσι είναι προφανής ο λόγος που δόθηκε το όνομα της πιο λαμπερής θεάς στο συγκεκριμένο πλανήτη. Θέση στο ηλιακό σύστημα Η Αφροδίτη είναι ένας από τους τέσσερις εσωτερικούς, γαιώδεις πλανήτες του Ηλιακού Συστήματος. Απέχει κατά μέσο όρο 108 εκατομμύρια χιλιόμετρα από τον Ήλιο. Η τροχιά της περιφοράς της Αφροδίτης γύρω από τον Ήλιο είναι σχεδόν κυκλική, αντίθετα με τους άλλους πλανήτες των οποίων οι ελλειπτικές τροχιές παρουσιάζουν μεγαλύτερη εκκεντρότητα. Η περίοδος περιφοράς είναι 0,62 γήινα έτη. Η ελάχιστη απόσταση απο τη Γη είναι 38 εκατομμύρια χιλιόμετρα, ενώ η μέγιστη είναι 257 εκατομμύρια χιλιόμετρα έτσι η Αφροδίτη είναι ο πλανήτης που βρίσκεται πιο κοντά στη Γη.

25 Θέση στον ουρανό Σύγκριση μεγέθους των πλανητών (από αριστερά προς τα δεξιά):ερμής, Αφροδίτη, Γη, και Άρης. Η Αφροδίτη είναι ορατή με γυμνό μάτι από τη Γη. Μπορεί κανείς να τη δει είτε νωρίς το πρωί, πριν την ανατολή του Ηλίου, ή λίγο μετά τη δύση του Ηλίου. Το επίπεδο της τροχιάς της Αφροδίτης γύρω από τον Ήλιο είναι σχεδόν ίδιο με αυτό της Γης έτσι, παρατηρούνται από τη Γη διαβάσεις της Αφροδίτης μπροστά από τον ηλιακό δίσκο. Αυτές συμβαίνουν κάθε 120 έτη, σε ζευγάρια δυο διαβάσεων με διαφορά οκτώ χρόνων η μία από την άλλη. Η πιο πρόσφατη διάβαση έγινε το2004 και η επόμενη θα συμβεί το Εκτός από εντυπωσιακά φαινόμενα, όταν παρατηρούνται με τηλεσκόπιο, οι διαβάσεις της Αφροδίτης αποτέλεσαν και τη βάση για πολύ χρήσιμα αστρονομικά πειράματα, καθώς επέτρεψαν τη μέτρηση της απόστασης της Γης από τον Ήλιο με σχετικά μεγάλη ακρίβεια.

26 Τροχιά και περιστροφή Η Αφροδίτη βρίσκεται σε τροχιά γύρω από τον ήλιο σε μια μέση απόσταση 108 εκατομμύρια χλμ, και ολοκληρώνει μία τροχιά κάθε 224,65 ημέρες. Αν και όλες οι πλανητικές τροχιές είναι ελλειπτικές, η τροχιά της Αφροδίτης είναι η πιο «στρογγυλή», με εκκεντρότητα 0,068. Όταν η Αφροδίτη βρίσκεται μεταξύ της Γης και του Ήλιου, σε θέση που ονομάζεται κατώτερη σύνοδος, πλησιάζει τη Γη περισσότερο από οποιονδήποτε άλλο πλανήτη, και βρίσκεται σε απόσταση περίπου 40 εκατομμύρια χλμ. Αυτό συμβαίνει κάθε 584 ημέρες κατά μέσο όρο. Η Αφροδίτη περιστρέφεται γύρω από τον άξονά της μία φορά κάθε 243 ημέρες, εκτελώντας έτσι την πιο αργή περιστροφή από οποιονδήποτε άλλο πλανήτη. Λόγω του ότι η περιφορά της γύρω από τον Ήλιο διαρκεί κάπως λιγότερο, 224,7 γήινες μέρες, παρουσιάζει το παράδοξο ότι μία αστρική ημέρα στην Αφροδίτη διαρκεί περισσότερο από ένα έτος (243 και 224,7 γήινων ημερών αντίστοιχα). Εντούτοις, η διάρκεια της ηλιακής ημέρας στην Αφροδίτη είναι σημαντικά πιο μικρή από την αστρική ημέρα. Για έναν παρατηρητή στην επιφάνεια της Αφροδίτης ο χρόνος από μία ανατολή στην επόμενη θα ήταν 116,75 μέρες, ενώ η κατεύθυνση της κίνησης του ήλιου στον ουρανό θα ήταν από την δύση πρός την ανατολή. Στον ισημερινό, η Αφροδίτη περιστρέφεται με μόλις 6,5 km/h, ενώ στη Γη η αντίστοιχη ταχύτητα περιστροφής στον ισημερινό είναι km/h.

27 Έτος φωτός Το έτος φωτός είναι μονάδα μέτρησης μήκους - απόστασης (και όχι χρόνου). Ορίζεται ως η απόσταση που θα ταξιδέψει ένα φωτόνιο, κινούμενο στο κενό, μακριά από μάζες και ηλεκτρομαγνητικά πεδία, σε ένα Ιουλιανό έτος (365,25 ημέρες με δευτερόλεπτα η καθεμιά). Το σύμβολό του είναι το ly (από το αγγλικό light year). Η απόσταση Η ταχύτητα του φωτός στο κενό είναι μέτρα ανά δευτερόλεπτο, m/s, επομένως το έτος φωτός ισοδυναμεί με ,8 κm ή περίπου εννιάμισι τρισεκατομμύρια χιλιόμετρα. Για να πάρουμε μια ιδέα του πόσο τεράστια είναι αυτή η απόσταση, αν τα χίλια χιλιόμετρα είχαν μήκος ενός χιλιοστού του μέτρου, το έτος φωτός θα ισοδυναμούσε με την απόσταση ανάμεσα στην Αθήνα και τοτόκυο. Το έτος φωτός χρησιμοποιείται για τη μέτρηση αποστάσεων μεταξύ άστρων, ενώ για μεγαλύτερες αποστάσεις χρησιμοποιείται το παρσέκ. Σε εκλαϊκευτικά βιβλία για την αστρονομία πάντως χρησιμοποιείται το έτος φωτός, επειδή είναι πιο εύκολο να εξηγηθεί σαν έννοια.

28 Υποδιαιρέσεις Μικρότερες υποδιαιρέσεις είναι οι ημέρες φωτός, ώρες φωτός, λεπτά φωτός και δευτερόλεπτα φωτός, που είναι η απόσταση που θα ταξιδέψει το φως σε μια μέρα, μια ώρα, ένα λεπτό και ένα δευτερόλεπτοαντίστοιχα. Οι υποδιαιρέσεις αυτές δεν έχουν το χαρακτήρα που έχουν οι αντίστοιχες ημερολογιακές, απλά χρησιμοποιούνται μερικές φορές προκειμένου να περιγράψουν μικρότερες αποστάσεις. Δηλαδή: Ημέρα φωτός: μέτρα Ώρα φωτός: μέτρα Λεπτό φωτός: μέτρα Δευτερόλεπτο φωτός: μέτρα Ένα έτος φωτός ισοδυναμεί με: Αστρονομικές Μονάδες (AU) 0,30675 Παρσέκ Ισοδυναμίες

29 Αστρονομική μονάδα Η Αστρονομική Μονάδα (α.μ.) είναι μονάδα μέτρησης αποστάσεων. Είναι ίση με μέτρα. Παλιότερα η Αστρονομική μονάδα οριζόταν ως η μέση απόσταση της Γης από τον Ήλιο. Χρησιμοποιείται για τη μέτρηση αποστάσεων μέσα στο Ηλιακό Σύστημα (π.χ. της απόστασης κάποιου σώματος από τον Ήλιο). Το διεθνές σύμβολό της είναι το AU (από το αγγλικό Astronomical Unit) και στην ελληνική α.μ. Ορισμοί Σύμφωνα με τον ορισμός της διεθνούς Αστρονομικής Ένωσης, η αστρονομική ομάδα ισούται με μέτρα ακριβώς. Αλλαγεί στον ορισμό οφείλεται στο γεγονός ότι ο παλιός ορισμός βασιζόταν στην νευτώνια φυσική και δεν καλυπτόταν από τη γενική σχετικότητα. Η απόσταση ανάμεσα στη Γη και τον Ήλιο δεν είναι σταθερή, καθώς η τροχιά της Γης δεν είναι κυκλική αλλά ελλειπτική. Για το λόγο αυτό ως Αστρονομική Μονάδα θεωρείται η μέση απόσταση. Αρχικά είχε οριστεί ως το μισό του μήκους του μεγάλου άξονα αυτής της έλλειψης. Ένας αυστηρότερος ορισμός, που καθιερώθηκε από τη Διεθνή Αστρονομική Ένωση το 1976, ορίζει την Αστρονομική Μονάδα ως την απόσταση από τον Ήλιο όπου ένα σωματίδιο αμελητέας μάζας, σε κυκλική τροχιά γύρω από αυτόν και χωρίς να δέχεται επίδραση εξωτερικών δυνάμεων, θα είχε περίοδο 365, ημερών (Γκαουσιανό Έτος). Ακόμα πιο αυστηρά η AU ορίζεται ως η απόσταση στην οποία η ηλιοκεντρική βαρυτική σταθερά είναι ίση με (0, )² AU³/d². Σύμφωνα με ένα άλλο ορισμό αστρονομική μονάδα είναι η ακτίνα μιας αδιατάρακτης νευτώνιας τροχιάς γύρω από τον Ήλιο ενός σώματος απείρως μικρής μάζας το οποίο κινείται με μέση μετατόπιση 0, rad ανά ημέρα (σταθερά Γκάους). Επειδή ο Ήλιος χάνει σιγά σιγά μάζα καθώς ακτινοβολεί ενέργεια, η περίοδος ενός σώματος σε τροχιά γύρω από αυτόν μεγαλώνει ανεπαίσθητα. Έτσι η Αστρονομική Μονάδα (με βάση τον ορισμό της Διεθνούς Αστρονομικής Ένωσης) μίκραινε κατά ένα εκατοστό το χρόνο.

30 Παρσέκ Η απόσταση σε parsec προκύπτει από την ετήσια παράλλαξη ενός αστέρα Το παρσέκ (parsec) είναι μονάδα μέτρησης μήκους (αποστάσεων) στην αστρονομία. Αντιστοιχεί σε περίπου 3,26 έτη φωτός, το οποίο είναι περίπου 30,9 τρισεκατομύρια (3, ) χιλιόμετρα Ορισμός Παρσέκ ονομάζεται η απόσταση στην οποία ένας αστέρας παρουσιάζει ετήσια παράλλαξη ίση προς ένα δεύτερο λεπτό τηςμοίρας (1 ). Η απόσταση αυτή λαμβάνεται πολύ συχνά ως μονάδα μέτρησης των αποστάσεων στις αστρονομικές παρατηρήσεις. Η ονομασία του μέτρου παρσέκ είναι σύντμηση των λέξεων παράλλαξη + σεκόντ (δευτερόλεπτο) και συμβολίζεται διεθνώς ως pc. Μεταξύ παράλλαξης και των μονάδων μήκους: παρσέκ, αστρονομικής μονάδας και έτους φωτός υφίσταται η ακόλουθη αντιστοιχία: Παράλλαξη 1 = 1 παρσέκ = α.μ. = 3,26 ε.φ. Παράλλαξη 0,1 = 10 παρσεκ = α.μ. = 32,60 ε.φ., κ.ο.κ.

31

32 Αποστάσεις ουρανίων σωμάτων Η απόσταση του ενός παρσέκ είναι σχετικά μεγάλη για τις αποστάσεις των πλανητών του ηλιακού μας συστήματος από τη Γη και σ αυτήν την περίπτωση χρησιμοποιείται η αστρονομική μονάδα (1 AU). Όλοι οι γνωστοί αστέρες απέχουν απόσταση μεγαλύτερη του ενός παρσέκ από τη Γη. Για παράδειγμα ο κοντινότερος αστέρας στη Γη μετά τον Ήλιο, ο Εγγύτατος του Κενταύρου, απέχει από τη Γη περίπου 1,29 pc. Για τις αποστάσεις των αστέρων του γαλαξία μας χρησιμοποιείται συνήθως το 1 pc και το 1 kpc (1 kpc = 103 pc), ενώ για τις αποστάσεις των άλλων γαλαξιών από τη Γη το 1 Mpc (1 Mpc = 106 pcγια παράδειγμα η διάμετρος του γαλαξία μας είναι 30 kpc).

33 ΤΕΛΟΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ Παπανικολάου Σταυρίνα Σιμοπούλου Αθηνά Παπαδημητρίου Μερόπη Παπαιωάννου Βιβή

34 Ερευνητική εργασία Β 4

35 Εισαγωγή Ο Ήλιος είναι ο αστέρας του ηλιακού μας συστήματος και το λαμπρότερο σώμα του ουρανού. Είναι σχεδόν μια τέλεια σφαίρα με διάμετρο 1,4 εκατομμύρια χιλιόμετρα (109 φορές περισσότερο από τη Γη), και μάζα ( κιλά). Η φωτεινότητά του είναι τέτοια, ώστε κατά την διάρκεια της ημέρας να μην επιτρέπει, λόγω της έντονης διάχυσης του φωτός, σε άλλα ουράνια σώματα να εμφανίζονται (με εξαίρεση τη Σελήνη και σπανιότερα την Αφροδίτη). Ο Ήλιος είναι το κοντινότερο στη Γή άστρο, σε απόσταση 149,6 εκατομμυρίων χιλιομέτρων. Ο Ήλιος είναι ένας κίτρινος αστέρας νάνος που βρίσκεται στην κύρια ακολουθία, με φασματικό τύπο G2V. Ο φασματικός τύπος G2 υποδεικνύει ότι η επιφανειακή του θερμοκρασία είναι περίπου βαθμοί Κέλβιν. Ο Ήλιος ακολουθεί μία τροχιά μέσα στον Γαλαξία σε μία απόσταση με έτη φωτός από το κέντρο του, ολοκληρώνοντας μία περιφορά σε περίπου 226 εκατομμύρια έτη.

36 Χαρακτηριστικά Ο Ήλιος είναι ένας αστέρας της κύριας ακολουθίας με φασματικό τύπο G2 V, έχει δηλαδή μεγαλύτερη μάζα και θερμοκρασία απ ό,τι ένα μέσο αστέρι αλλά σημαντικά μικρότερη από έναν μπλε γίγαντα. Ο χρόνος ζωής ενός αστέρα G2 της κύριας ακολουθίας είναι περί τα 10 δισεκατομμύρια έτη η ηλικία του Ηλίου εκτιμάται στα 5 δισεκατομμύρια. Γύρω από τον Ήλιο έχουν τις τροχιές του οι οκτώ πλανήτες με τους δορυφόρους τους, καθώς και άλλα σώματα όπως αστεροειδείς και κομήτες: όλα τα σώματα συναποτελούν το Ηλιακό Σύστημα. Ο Ήλιος αποτελεί το % της συνολικής μάζας του ηλιακού συστήματος.

37 Ο Ήλιος είναι σχεδόν σφαιρικός με πεπλάτυνση μόλις 10 χιλιομέτρων. Η πλήρης σφαιρικότητα του Ήλιου εξηγείται από τη βραδεία του περιστροφή. Ο χρόνος όμως αυτός δεν είναι σταθερός σε όλα τα σημεία της επιφάνειάς του. Καθώς ο ήλιος αποτελείται από πλάσμα και δεν είναι στερεός, περιστρέφεται γρηγορότερα στον ισημερινό του από ό, τι οι πόλους του. Αυτή η συμπεριφορά είναι γνωστή ως διαφορική περιστροφή και προκαλείται με συναγωγή στον ήλιο και την κίνηση μάζας, που οφείλεται στις απότομες διαβαθμίσεις της θερμοκρασίας από μέσα προς τα έξω από τον πυρήνα. Αυτή η μάζα μεταφέρει ένα μέρος της αριστερόστροφης στροφορμής του ήλιου, όπως φαίνεται από τον βόρειο πόλο της εκλειπτικής, με αποτέλεσμα την ανακατανομή της γωνιακής ταχύτητας. Από την οπτική και τη φασματοσκοπική εξέταση προκύπτει ότι η ηλιακή σφαίρα περιστρέφεται στον άξονά της από δυτικά προς ανατολικά και η περίοδος αυτής της πραγματικής περιστροφής είναι περίπου 25,6 ημέρες στον ισημερινό και 33,5 ημέρες στους πόλους.

38 Η δομή του ήλιου Το εσωτερικό του ήλιου περιέχει το μεγαλύτερο ποσοστό της μάζας του και είναι το μέρος όπου παράγεται η ενέργειά του. Όλα τα χαρακτηριστικά του ήλιου είναι αποτέλεσμα της ροής της ενέργειας από το εσωτερικό προς την επιφάνειά του και ερμηνεύονται με τη βοήθεια των νόμων της Φυσικής. Ποια όμως είναι η δομή του Ηλίου; Σύμφωνα με τα θεωρητικά μοντέλα που έχουν κατασκευαστεί για τον Ήλιο, μπορούμε να διακρίνουμε σ' αυτόν εσωτερικά και εξωτερικά τμήματα.

39 Η εσωτερική δομή του ήλιου Για το εσωτερικό τμήμα του Ηλίου έχουμε μόνο έμμεσα στοιχεία, μια και η ακτινοβολία που δημιουργείται εκεί απορροφάται κατά τη διαδρομή της στα επόμενα στρώματα που το περιβάλλουν. Τα πιο έγκυρα ηλιακά μοντέλα χωρίζουν το εσωτερικό του Ηλίου σε τρεις ζώνες: α) στον πυρήνα, β) στη ζώνη ακτινοβολίας και γ) στη ζώνη μεταφοράς.

40 Η ατμόσφαιρα του ήλιου Ο Ήλιος είναι ο μοναδικός αστέρας στον οποίο μπορούμε να παρατηρήσουμε λεπτομέρειες της επιφάνειάς του και των αερίων που τον περιβάλλουν. Η δομή λοιπόν της ατμόσφαιράς του είναι γνωστή. Αποτελείται από τα εξής στρώματα: τη φωτόσφαιρα, τη χρωμόσφαιρα, το στέμμα και τον ηλιακό άνεμο.

41 Ηλιακή δραστηριότητα Η φωτόσφαιρα, η χρωμόσφαιρα και το στέμμα αποτελούν τα εξωτερικά διαδοχικά στρώματα του Ηλίου. Τα στρώματα αυτά δεν είναι ομοιογενή και έχουν διαφορετική δομή μεταξύ τους. Το γεγονός αυτό σε συνδυασμό με την περιστροφή του Ηλίου και το μαγνητικό του πεδίο έχουν αποτέλεσμα να παρατηρούνται φαινόμενα μικρής χρονικής διάρκειας, εντοπισμένα σε περιοχές πάνω ή κοντά σε αυτά τα στρώματα. Οι περιοχές αυτές ονομάζονται περιοχές δράσης. Τα πιο σημαντικά από αυτά τα φαινόμενα είναι οι ηλιακές κηλίδες, οι προεξοχές, οι εκλάμψεις και οι στεμματικές οπές και συμπυκνώσεις. Όλα αυτά είναι συνδεδεμένα με τοπικά ισχυρά μαγνητικά πεδία. Τα φαινόμενα αυτά συνθέτουν την ηλιακή δραστηριότητα. NASA η μεγαλύτερη ηλιακή έκλαμψη του Κύκλου

42 Η ηλιακή ακτινοβολία Ο Ήλιος ακτινοβολεί ενέργεια από τα εξωτερικά του στρώματα προς το διάστημα, που κατανέμεται σε όλες τις περιοχές του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος. Εκπέμπει λοιπόν ακτινοβολία στην περιοχή των ραδιοκυμάτων, του υπερύθρου, του ορατού και του υπεριώδους, στις ακτίνες Χ και γ. Επιπλέον, ο Ήλιος εκπέμπει και σωματιδιακή ακτινοβολία μέσω του ηλιακού ανέμου. Καθεμιά από τις ακτινοβολίες αυτές μεταφέρει πληροφορίες οι οποίες αφορούν διαφορετικά φαινόμενα που συμβαίνουν σε διαφορετικά στρώματα του Ήλιου.

43 Το ηλιακό φάσμα είναι σύνθετο, με αρκετά έντονο, συνεχές υπόβαθρο που διακόπτεται από χιλιάδες σκοτεινές και λίγες φωτεινές γραμμές διάφορων εντάσεων. Από τη μελέτη του ηλιακού φάσματος ανιχνεύονται τα χημικά στοιχεία από τα οποία αποτελείται ο Ήλιος καθώς και οι φυσικές συνθήκες που επικρατούν στην ατμόσφαιρά του. Το συνεχές υπόβαθρο του φάσματος προέρχεται από τη φωτόσφαιρα, ενώ οι γραμμές απορρόφησης από τα υπερκείμενα στρώματα, στα οποία οφείλονται και μερικές λαμπρές γραμμές εκπομπής. Αξίζει να σημειωθεί ότι οι γραμμές του ηλιακού φάσματος, που αρχικά αποδόθηκαν στο υποθετικό στοιχείο «κορώνιο», αποδείχτηκε ότι ανήκαν σε γνωστά χημικά στοιχεία, που όμως βρίσκονταν στις ειδικές φυσικές συνθήκες που επικρατούν στην ατμόσφαιρα του Ηλίου. Το φάσμα της ηλιακής ακτινοβολίας

44 Επιδράσεις του ήλιου στη Γη Η Γη, όπως έχει ήδη αναφερθεί, βρίσκεται υπό τη συνεχή επίδραση της ηλιακής ακτινοβολίας, τόσο της ηλεκτρομαγνητικής όσο και της σωματιδιακής. Η αλληλεπίδραση της ακτινοβολίας αυτής με τα ανώτερα στρώματα της γήινης ατμόσφαιρας προκαλεί ορισμένα πολύ ενδιαφέροντα και χαρακτηριστικά φαινόμενα. Τα πιο εντυπωσιακά φαινόμενα συμβαίνουν στην ιονόσφαιρα της Γης. Είναι περισσότερο έντονα στο μέγιστο της ηλιακής δραστηριότητας και σχετίζονται κυρίως με τις εκλάμψεις, κατά τις οποίες εκλύονται πολύ μεγάλα ποσά ενέργειας και σωματίδια από τον Ήλιο. Τα πιο σημαντικά είναι τρία από αυτά, στις ιονοσφαιρικές καταιγίδες, στο πολικό σέλας και στη διαστολή της γήινης ατμόσφαιρας.

45 Ο θάνατος του ηλίου Η μάζα του Ηλίου δεν είναι τέτοια ώστε να τον οδηγήσει σε κατάσταση καινοφανούς ή υπερκαινοφανούς. Ωστόσο εκτιμάται πως σε 4 με 5 δισεκατομμύρια έτη, με την εξάντληση των αποθεμάτων υδρογόνου και τη μεταστοιχείωσή τους σε ήλιο και κατόπιν σε βαρύτερα στοιχεία, θα αρχίσει να διαστέλλεται σχηματίζοντας έναν κόκκινο γίγαντα. Αυτό θα συμβεί διότι η πίεση από τη σύντηξη των βαρύτερων στοιχείων είναι μεγαλύτερη από την αντίστοιχη του υδρογόνου, έτσι για να εξισορροπηθεί με τη βαρύτητα θα μεγαλώσει ο όγκος του Ηλίου. Αν και είναι πιθανόν η έκταση του κόκκινου γίγαντα να περιέχει την τροχιά της Γης, πρόσφατες έρευνες υποστηρίζουν πως η διαδικασία επέκτασης σε κόκκινο γίγαντα θα προωθήσει τη Γη σε απομακρυσμένη τροχιά, αποτρέποντας την εξάχνωσή της. Μετά τη φάση του κόκκινου γίγαντα, ο Ήλιος θα γίνει ένας άσπρος νάνος, που θα περιβάλλεται από ένα πλανητικό νεφέλωμα, ο οποίος θα ψύχεται για τα επόμενα 5 δισεκατομμύρια έτη.

46 Βίντεο της ΝΑSA: «τερατώδης» έκρηξη στον ήλιο

47 Η Ομάδα μας Παπαγεωργίου Θανάσης Ρεμπάπη Ειρήνη Ρετά Μαρία Σαμαρά Νικολέτα

48 ΕΞΩΤΕΡΙΚΟΙ ΠΛΑΝΗΤΕΣ ΠΟΛΥΖΟΥ ΒΑΣΙΛΕΙΑ ΠΟΛΥΖΟΥ ΑΓΓΕΛΙΚΗ ΠΛΙΑΤΣΙΚΑ ΕΙΡΗΝΗ ΡΑΠΤΗΣ ΒΑΣΙΛΗΣ ΠΑΠΑΓΕΩΡΓΙΟΥ ΒΑΣΙΛΗΣ

49 ΠΕΡΙΛΗΨΗ Σε αυτή την εργασία θα ανακαλύψετε γεγονότα και πληροφορίες για τους εξωτερικούς πλανήτες,όπως είναι ο Ουρανός, ο Ποσειδώνας, ο Πλούτωνας, ο Δίας και ο Κρόνος, που ούτε καν φανταζόσασταν ότι μπορούν να συμβούν.μέσα από αυτή την αναδρομή στο παρελθόν των πλανητών,θα γνωρίσουμε καλύτερα τους πλανήτες αυτούς και θα δούμε τί αλλαγές υπήρξαν με τα χρόνια.

50 Το Ηλιακό Σύστημα χοντρικά χωρίζεται σε τέσσερις περιοχές: σ' αυτή των Εσωτερικών (ή Γήινων) Πλανητών, με τέσσερις πλανήτες που έχουν στέρεα επιφάνεια και σύσταση παρόμοια με αυτή της Γης (πυρίτιο και σίδηρο), στη Ζώνη των Αστεροειδών, που περιέχει μικρά σώματα, στους Εξωτερικούς Πλανήτες ή Γίγαντες Αερίων, με τέσσερις πλανήτες που αποτελούνται κυρίως από αέρια και είναι πολύ μεγαλύτεροι απ' τη Γη και στην εξωτερική περιοχή του Συστήματος, που περιλαμβάνει τον Πλούτωνα, τη Ζώνη του Kuiper και το Νέφος του Oort. Δίας Ο Δίας, είναι ο μεγαλύτερος απ' τους πλανήτες (έχει τη διπλάσια μάζα από ολους τους άλλους πλανήτες του ηλιακού μας συστήματος μαζί). Ο Δίας περιστρέφεται τόσο γρήγορα, ώστε η μέρα και η νύχτα του διαρκούν λιγότερο από 10 γήινες ώρες. Η διάμετρός του είναι 12 φορές αυτή της Γης. Αποτελείται από τεράστιες ποσότητες αερίων - κυρίως Υδρογόνο και Ήλιο- που περιστρέφονται γύρω από ένα μικρό στερεό πυρήνα. Μερικές φορές χαρακτηρίζεται και ως «αποτυχημένο άστρο», λόγω ακριβώς της μεγάλης περιεκτικότητας στα δύο αυτά στοιχεία. Είναι τόσο θερμός που θα μπορούσε να λάμπει σαν άστρο, αν ήταν 10 φορές μεγαλύτερος. Είναι γνωστός για την περίφημη Μεγάλη Κόκκινη Κηλίδα, μια καταιγίδα στην ατμόσφαιρά του, που υπάρχει τουλάχιστον από τότε που παρατηρούμε το Δία (και πιθανόν από πολύ πιο πριν). Έχει 63 δορυφόρους, δυο από τους οποίους (η Ευρώπη κι ο Γανυμήδης) είναι πιθανό να έχουν ωκεανούς κάτω απ' την παγωμένη επιφάνειά τους.

51 Κρόνος Ο Κρόνος είναι λίγο πιο μικρός (και πολύ πιο ελαφρύς) απ' τον Δία και του μοιάζει σε αρκετά χαρακτηριστικά. Αποτελείται και αυτός κυρίως από αέρια -με λιγότερο υδρογόνο και περισσότερη αμμωνία όμως- έχει και αυτός πολλούς δορυφόρους και είναι γνωστός για τους Δακτύλιούς του. Ο Δίας μαζί με τον Κρόνο αποτελούν το 93% της μάζας όλων των πλανητών. Είναι ίσως ο πιο εντυπωσιακός απ' τους πλανήτες αλλά κι ο ελαφρύτερος, με μέση πυκνότητα μικρότερη απ' αυτή του νερού. Ο δορυφόρος του Τιτάνας, που είναι μεγαλύτερος απ' τους πλανήτες Ερμή και Πλούτωνα, έχει ατμόσφαιρα από άζωτο και υδρογονάνθρακες και, αν και είναι πολύ ψυχρός, πιθανολογείται ότι μπορεί να φιλοξενεί ζωή. Το σύστημα του Κρόνου θα μελετηθεί τα επόμενα χρόνια απ' τη διαστημοσυσκευή Κασσίνι - Χόιχενς, που βρίσκεται εκεί από το καλοκαίρι του Μέχρι σήμερα, έχουν επιβεβαιωθεί οι τροχιές 62 δορυφόρων του πλανήτη, από τους οποίους οι 22 έχουν λάβει κάποιο όνομα. Ουρανός Επόμενος σταθμός ο Ουρανός στις 19,2 AU. Αποτελείται κυρίως από αμμωνία και μεθάνιο, έχει και αυτός δακτύλιους και 27 δορυφόρους. Έχει την ιδιαιτερότητα ότι, σε αντίθεση με τους υπόλοιπους πλανήτες, περιστρέφεται σαν να "κυλάει" πάνω στην τροχιά του, δηλαδή με τον ένα του πόλο πάντα στραμμένο προς τον Ήλιο. Πιθανολογείται ότι αυτό είναι το αποτέλεσμα μιας κατακλυσμιαίας σύγκρουσης με κάποιο άλλο σώμα, κάτι που επιβεβαιώνεται μερικά και από την απουσία διαταραχών στην ατμόσφαιρά του. Ο Ουίλιαμ Χέρσελ ανακοίνωσε την ανακάλυψή του τις 13 Μαρτίου 1781, επεκτείνοντας για πρώτη φορά στην ιστορία τα όρια του ηλιακού συστήματος. Ο Ουρανός ήταν ο πρώτος πλανήτης που ανακαλύφθηκε με τηλεσκόπιο.

52 Ποσειδώνας Τελευταίος μεγάλος πλανήτης είναι ο Ποσειδώνας, σε απόσταση 30 AU από τον Ήλιο. Είναι ο πρώτος πλανήτης που ανακαλύφθηκε βάσει μαθηματικών προβλέψεων για τη θέση του (από τη μελέτη διαταραχών στην τροχιά του Ουρανού). Αποτελείται κυρίως από αέριο μεθάνιου, νερού και αμμωνίας και, σε αντίθεση με τον Ουρανό, η ατμόσφαιρά του παρουσιάζει έντονη δραστηριότητα, κάτι απρόσμενο, μιας και βρίσκεται πολύ μακριά από τον Ήλιο και η θερμότητα που λαμβάνει απ' αυτόν είναι ελάχιστη. Σαν τον Δία, έχει κι αυτός μια χαρακτηριστική κηλίδα στην ατμόσφαιρα, μόνο που η δική του είναι σκούρα μπλε. Για αρκετά χρόνια ήταν ο πιο μακρυνός πλανήτης του Συστήματος, καθώς η τροχιά του Πλούτωνα μπαίνει μέσα στη δική του. Ο Ποσειδώνας έχει 13 γνωστούς δορυφόρους.

53 ΑΣΤΡΟΝΟΜΙΚΗ ΜΟΝΑΔΑ Σύμφωνα με τον ορισμός της διεθνούς Αστρονομικής Ένωσης, η αστρονομική ομάδα ισούται με μέτρα ακριβώς. Αλλαγή στον ορισμό οφείλεται στο γεγονός ότι ο παλιός ορισμός βασιζόταν στην νευτώνια φυσική και δεν καλυπτόταν από τη γενική σχετικότητα. Η απόσταση ανάμεσα στη Γη και τον Ήλιο δεν είναι σταθερή, καθώς η τροχιά της Γης δεν είναι κυκλική αλλά ελλειπτική. Για το λόγο αυτό ως Αστρονομική Μονάδα θεωρείται η μέση απόσταση. Αρχικά είχε οριστεί ως το μισό του μήκους του μεγάλου άξονα αυτής της έλλειψης. Ένας αυστηρότερος ορισμός, που καθιερώθηκε από τη Διεθνή Αστρονομική Ένωση το 1976, ορίζει την Αστρονομική Μονάδα ως την απόσταση από τον Ήλιο όπου ένα σωματίδιο αμελητέας μάζας, σε κυκλική τροχιά γύρω από αυτόν και χωρίς να δέχεται επίδραση εξωτερικών δυνάμεων, θα είχε περίοδο 365, ημερών (Γκαουσιαν Έτος). Ακόμα πιο αυστηρά η AU ορίζεται ως η απόσταση στην οποία η ηλιοκεντρική βαρυτική σταθερά είναι ίση με (0, )² AU³/d². Σύμφωνα με ένα άλλο ορισμό αστρονομική μονάδα είναι η ακτίνα μιας αδιατάρακτης νευτώνιας τροχιάς γύρω από τον Ήλιο ενός σώματος απείρως μικρής μάζας το οποίο κινείται με μέση μετατόπιση 0, rad ανά ημέρα (σταθερά Γκάους). Επειδή ο Ήλιος χάνει σιγά σιγά μάζα καθώς ακτινοβολεί ενέργεια, η περίοδος ενός σώματος σε τροχιά γύρω από αυτόν μεγαλώνει ανεπαίσθητα. Έτσι η Αστρονομική Μονάδα (με βάση τον ορισμό της Διεθνούς Αστρονομικής Ένωσης) μίκραινε κατά ένα εκατοστό το χρόνο.

54 PARSEC Το παρσέκ (parsec) είναι μονάδα μέτρησης μήκους (αποστάσεων) στην αστρονομία. Αντιστοιχεί σε περίπου 3,26 έτη φωτός, το οποίο είναι περίπου 30,9 τρισεκατομύρια (3, ) χιλιόμετρα. Παρσέκ ονομάζεται η απόσταση στην οποία ένας αστέρας παρουσιάζει ετήσια παράλλαξη ίση προς ένα δεύτερο λεπτό της μοίρας (1 ). Η απόσταση αυτή λαμβάνεται πολύ συχνά ως μονάδα μέτρησης των αποστάσεων στις αστρονομικές παρατηρήσεις.η ονομασία του μέτρου παρσέκ είναι σύντμηση των λέξεων παράλλαξη και second (δευτερόλεπτο) και συμβολίζεται διεθνώς ως pc.

55 ΓΑΝΥΜΗΔΗΣ-Ο ΦΩΤΕΙΝΟΣ ΔΟΡΥΦΟΡΟΣ Ο Γανυμήδης ή Δίας III είναι ο πιο ογκώδης, φωτεινός και μεγαλύτερος δορυφόρος του πλανήτη Δία αλλά και του Ηλιακού συστήματος, με διάμετρο χιλιόμετρα. Είναι μεγαλύτερος ακόμη και από τον πλανήτη Ερμή και τον νάνο πλανήτη Πλούτωνα. Επειδή είθισται στη Αστρονομία αντί του ονόματος του δορυφόρου να χρησιμοποιείται ο αύξων αριθμός εκάστου (κατά σειρά απόστασης από τον πλανήτη) ο Γανυμήδης συμβολίζεται με τον λατινικό αριθμό ΙΙΙ και καλείται «τρίτος» δορυφόρος του Δία, αν και στη πραγματικότητα είναι ο τέταρτος στη σειρά. Ολοκληρώνοντας μια περιστροφή σε περίπου επτά ημέρες, ο Γανυμήδης συμμετέχει σε μία τροχιακή απήχηση 1:2:4 με τα φεγγάρια Ευρώπη και Ιώ, αντίστοιχα. Ανακαλύφθηκε από τον Γαλιλαίο στις 11 Ιανουαρίου του 1610, με τη βοήθεια της πρώτης διόπτρας που είχε κατασκευάσει ο ίδιος, και αμέσως μετά την ανακάλυψη των δύο άλλων επίσης μεγάλων δορυφόρων του πλανήτη αυτού, της Ιούς και της Ευρώπης. Στις 13 Ιανουαρίου είδε και τα τέσσερα αντικείμενα ταυτόχρονα για πρώτη φορά, αλλά είχε δει κάθε ένα από τα φεγγάρια πριν αυτήν την ημερομηνία τουλάχιστον μία φορά. Μέχρι τις 15 Ιανουαρίου, ο Γαλιλαίος κατέληξε στο συμπέρασμα ότι τα αστέρια ήταν πραγματικά σώματα σε τροχιά γύρω από το Δία.Υποστήριξε το δικαίωμα να ονομάσει τα φεγγάρια: τα θεωρούσε "Cosmian Stars" αλλά κατέληξε στο "Αστέρες των Μεδίκων". Ο γάλλος αστρονόμος Nicolas- Claude de Fabri Peiresc πρότεινε ξεχωριστά ονόματα από την οικογένεια των Μεδίκων για τα φεγγάρια, αλλά η πρότασή του δεν έγινε δεκτή. Τελικά, ο δορυφόρος πήρε το όνομα του από τον Γερμανό αστρονόμο Μάγερ Σίμωνα, γνωστότερο ως Μάριο ( ), ο οποίος παρομοιάζοντάς τον με οινοχόο που περιφέρεται γύρω από τον πλανήτη Δία τον ονόμασε Γανυμήδη, ο οποίος στην Ελληνική Μυθολογία ήταν ο οινοχόος των θεών του Ολύμπου.

56 Χαρακτηριστικά Έχει διάμετρο χλμ., απέχει από τον πλανήτη Δία χλμ. και περιφέρεται γύρω απ αυτόν σε γήινο χρόνο 7 ημερών, 3 ωρών, 42 λεπτών και 33 δευτερολέπτων σχηματίζοντας γωνία 3 περίπου μοιρών με το επίπεδο περιφοράς του Δία. Είναι αρκετά λαμπρός, πέμπτου μεγέθους (5,1), και επομένως είναι θεωρητικά ορατός με γυμνό μάτι, η λαμπρότητα όμως του Δία καλύπτει την παρουσία του. Κρουστικοί δακτύλιοι από παλαιότερες συγκρούσεις σημαδεύουν τον παγωμένο φλοιό του, ενώ φωτεινές δέσμες πάγου ξεχύνονται ακτινωτά από τις πιο πρόσφατες συγκρούσεις. Σε άλλα σημεία πάλι διάφοροι κύκλοι και κορυφές κυμάτων διασχίζουν το έδαφος εδώ κι εκεί. Εσωτερική δομή Ο Γανυμήδης φαίνεται να είναι πλήρως διαφοροποιημένος, αποτελούμενος από ένα πυρήνα θειούχου σιδήρου-σιδήρου, πυριτικό μανδύα και έναν εξωτερικό μανδύα πάγου. Το μοντέλο αυτό υποστηρίζεται από την χαμηλή τιμή της αδιάστατης ροπής αδράνειας (0,3105 ± ), η οποία μετρήθηκε κατά τη διάρκεια της προσέγγισης του Galileo. Στην πραγματικότητα, ο Γανυμήδης έχει τη μικρότερη ροπή αδράνειας μεταξύ των σωμάτων του ηλιακού συστήματος. Η ύπαρξη ενός υγρού, πλούσιου σε σίδηρο πυρήνα παρέχει μια φυσική εξήγηση για το εγγενές μαγνητικό πεδίο του Γανυμήδη που ανιχνεύτηκε από τον Γαλιλαίο. Η επαγωγή στον υγρό σίδηρο, ο οποίος έχει υψηλή ηλεκτρική αγωγιμότητα, είναι το πιο λογικό μοντέλο παραγωγής του μαγνητικού πεδίου.

57 Επιφάνεια Η επιφάνεια του Γανυμήδη είναι ένα μείγμα δύο διαφορετικών τύπων εδαφών. Το ένα είναι πολύ παλιό, με πολλούς κρατήρες και σκοτεινές περιοχές, και ένα νεώτερο με φωτεινές περιοχές σημαδεμένο με ένα εκτεταμένο τόξο ρηγμάτων και ραβδώσεων που έχουν τεκτονική προέλευση αν και οι λεπτομέρειες μάς είναι ακόμη άγνωστες. Το σκούρο έδαφος, το οποίο περιλαμβάνει περίπου το ένα τρίτο της επιφάνειας, περιέχει άργιλο και οργανικές ύλες που θα μπορούσαν να υποδεικνύουν τη σύνθεση των αντικειμένων με τα οποία οι δίιοι δορυφόροι συγκρούστηκαν. Κρατήρες υπάρχουν και στα δύο είδη εδαφών. Οι κρατήρες δείχνουν ότι έχουν ηλικία 4 δις ετών, ενώ η ηλικία του αυλακωτού εδάφους είναι μικρότερη. Η ηλικία τους πρέπει να είναι παρόμοια με της Σελήνης (3 με 3,5 δισεκατομμυρίων χρόνων), γεγονός που υποδεικνύει ότι τότε οι συγκρούσεις ήταν πολύ συχνότερες, απ'ότι τώρα ] Κάποιο κρατήρες διακόπτονται και άλλοι βρίσκονται πάνω από τις αυλακώσεις, δείχνοντας ότι κάποιες από αυτές είναι αρκετά παλιές. Οι κρατήρες είναι επίπεδοι χωρίς κεντρικά υψώματα που ίσως οφείλεται στον παγωμένο φλοιό ο οποίος ρέει κατά τις διάφορες γεωλογικές περιόδους του. Εκτός από τους κρατήρες, η επιφάνειά του είναι σημαδεμένη και με αυλάκια σαν κάποιος να έχει σύρει πάνω του μια πελώρια τσουγκράνα. Πάνω σ αυτό τον κόσμο των πάγων και των σκοτεινών άχρωμων βράχων υπάρχουν ολόκληρες οροσειρές, με ύψος μέτρων και μήκος εκατοντάδων χιλιομέτρων, που απλώνονται σαν γιγάντιες πτυχές του λεπτού φλοιού του. Πριν από εκατομμύρια χρόνια, όταν ο Γανυμήδης ήταν ακόμη νέος και το εσωτερικό του θερμό, η επιφάνειά του διασπάστηκε σε τεράστιες πλάκες που μετακινούμενες συγκρούστηκαν μεταξύ τους σχηματίζοντας τις πτυχώσεις και τις οροσειρές με μια διαδικασία παρόμοια με την κίνηση των τεκτονικών πλακών της Γης. Οι δυνάμεις που προκάλεσαν την τεκτονική δράση μπορούν να συνδεθούν με παλιρροϊκά γεγονότα θέρμανσης κατά το παρελθόν, που ενδεχομένως προκλήθηκαν όταν ο δορυφόρος πέρασε από ασταθή τροχιακό συντονισμό. Το παλιρροϊκό λύγισμα των πάγων μπορεί να θέρμανε το εσωτερικό και καταπόνησε την λιθόσφαιρα, και οδήγησε στην ανάπτυξη των ρωγμών και ρηγμάτων, τα οποία έσβησαν τα παλιά, σκοτεινά εδάφη στο 70% της επιφάνειας.

58 Στη συνέχεια ζεστοί πίδακες νερού από το εσωτερικό του δορυφόρου παραμόρφωσαν την τεκτονική της λιθόσφαιρας. Η ραδιενεργής θέρμανση εντός του δορυφόρου είναι η σημαντικότερη πηγή ρεύματος θερμότητας, συμβάλλοντας, για παράδειγμα, σε βάθος των ωκεανών. Ερευνητικά μοντέλα διαπίστωσαν ότι, αν η εκκεντρότητα της τροχιάς ήταν μία τάξη μεγέθους μεγαλύτερη από ό, τι σήμερα (όπως μπορεί να ήταν στο παρελθόν), η παλιρροϊκή θέρμανση θα ήταν πιο σημαντική πηγή θερμότητας από ραδιενεργή θέρμανση. Μαγνητόσφαιρα Μια σημαντική ανακάλυψη του Γαλιλαίου ήταν η ύπαρξη μαγνητόσφαιρας στον Γανυμήδη, κάτι που σημαίνει ότι ο δορυφόρος αυτός έχει το δικό του μαγνητικό πεδίο. Λόγω του μαγνητικού αυτού πεδίου είναι πιθανή και η ύπαρξη ενός ρευστού πυρήνα από σίδηρο ή από αγώγιμο αλατισμένο νερό που βρίσκεται κάτω από τον παγωμένο φλοιό του. Άλλες πάλι μετρήσεις μας έδειξαν την πιθανή ύπαρξη ιονόσφαιρας ενώ κάτω από την ιονόσφαιρα πρέπει να υπάρχει και μια πολύ λεπτή και αραιή ατμόσφαιρα.

59 Εξερεύνηση Τα πρώτα διαστημικά οχήματα που προσπέρασαν το σύστημα του Δία ήσαν το Πάιονηρ 10 και Πάιονηρ 11 χωρίς όμως να μπορέσουν να μάς στείλουν πολλές πληροφορίες για τον Γανυμήδη. Το 1979 όμως τα Βόγιατζερ 1 και Βόγιατζερ 2 κατόρθωσαν να προσδιορίσουν το ακριβές του μέγεθος και να παρατηρήσουν την αυλακωμένη του επιφάνεια. Από το 1996 έως το 2000 το Γαλιλαίος μελέτησε τον Γανυμήδη σε έξη διαφορετικά προσπεράσματά του εκ των οποίων το δεύτερο ήταν σε ύψος 264 χλμ. από την επιφάνειά του. Από τις φωτογραφίες που ήρθαν από τον Γαλιλαίο φαίνεται ότι ένα μεγάλο τμήμα της επιφάνειας του Γανυμήδη έχει ανασχηματιστεί από πρόσφατες ηφαιστειακές ή τεκτονικές δραστηριότητες. Τα στοιχεία του Γαλιλαίου μας αποκάλυψαν επίσης μια επιφάνεια βομβαρδισμένη από κομήτες και αστεροειδείς, και ρυτιδιασμένη από παρόμοιες δυνάμεις που σχημάτισαν τα βουνά και μετακινούν τις ηπείρους πάνω στην Γη. Το πιο πρόσφατο διαστημικό όχημα το οποίο μελέτησε τον Γανυμήδη προσπερνώντας τον ήταν το Νέοι Ορίζοντες το Τον Φεβρουάριο του 2009 η NASA και ο ESA ανακοίνωσαν την κοινή τους απόφαση να μελετήσουν το δορυφορικό σύστημα του Δία με το διαστημικό όχημα EJSM το οποίο θα εκτοξευτεί το 2020.

60 Δίας ο πλανήτης Γίγαντας

61 Γενικές πληροφορίες O Δίας είναι ο μεγαλύτερος πλανήτης του Ηλιακού Συστήματος σε διαστάσεις και μάζα. Είναι ο πέμπτος κατά σειρά πλανήτης ξεκινώντας από τον Ήλιο. Στην Αστρονομία έχει το σύμβολο. Είναι ένας γίγαντας αερίων με μάζα λίγο μικρότερη από το ένα εικοστό της ηλιακής, αλλά είναι δυόμισι φορές μεγαλύτερη του αθροίσματος της μάζας των υπόλοιπων πλανητών του ηλιακού συστήματος. Ο Δίας, μαζί με τον Κρόνο, τον Ουρανό και τον Ποσειδώνα, αναφέρονται ως αέριοι γίγαντες. Ο Δίας αποτελείται κυρίως από υδρογόνο, με το ένα τέταρτο της μάζας να είναι ήλιο. Μπορεί επίσης να έχει βραχώδη πυρήνα που αποτελείται από βαρύτερα στοιχεία. Λόγω της ταχείας περιστροφής του, το σχήμα του Δία είναι αυτό ενός πεπλατυσμένου σφαιροειδούς (έχει μια μικρή, αλλά σημαντική διόγκωση γύρω από τον ισημερινό). Η εξωτερική ατμόσφαιρα είναι εμφανώς χωρισμένη σε διάφορες ζώνες σε διάφορα γεωγραφικά πλάτη, με αποτέλεσμα αναταραχή και καταιγίδες κατά μήκος των ορίων αλληλεπίδρασής τους. Ένα σημαντικό αποτέλεσμα είναι η μεγάλη ερυθρά κηλίδα, μια τεράστια καταιγίδα που είναι γνωστό ότι υπήρχε τουλάχιστον από τον 17ο αιώνα, οπότε και παρατηρήθηκε για πρώτη φορά με τηλεσκόπιο. Γύρω από τον πλανήτη είναι ένα αχνό πλανητικό σύστημα δακτυλίων και μια ισχυρή μαγνητόσφαιρα. Περιβάλλεται επίσης από τουλάχιστον 67 φεγγάρια, συμπεριλαμβανομένων των τεσσάρων μεγάλων φεγγαριών του Γαλιλαίου, όπως ονομάζονται τα φεγγάρια που ανακαλύφθηκαν για πρώτη φορά από τον Γαλιλαίο το Ο Γανυμήδης, ο μεγαλύτερος από αυτά τα φεγγάρια, έχει διάμετρο μεγαλύτερη από εκείνη του πλανήτη Ερμή.

62 Δομή Ο Δίας είναι ένας γίγαντας αερίων. Είναι ο μεγαλύτερος πλανήτης του ηλιακού συστήματος. Είναι τόσο μεγάλος που θα μπορούσε να περιλάβει στο εσωτερικό του όλους τους άλλους πλανήτες του Ηλιακού Συστήματος. Η μάζα του είναι 318 φορές μεγαλύτερη από τη μάζα της Γης, και 2,5 φορές μεγαλύτερη του συνόλου των πλανητών και δορυφόρων. Ο όγκος του είναι φορές μεγαλύτερος από τον όγκο της Γης. Παρά ταύτα η πυκνότητά του είναι μόλις 1,33 έναντι της πυκνότητας της Γης που είναι 5,52 και κοντινή στην πυκνότητα του Ήλιου, λαμβάνοντας ως μονάδα την πυκνότητα του ύδατος. Η μέση διάμετρός του είναι χλμ. Η ένταση του πεδίου βαρύτητας υπολογίζεται 2,5 φορές μεγαλύτερη της έντασης της Γης. Δέχεται δε από τον Ήλιο ποσότητα φωτός και θερμότητα ίση προς το ένα δεύτερο εκείνης που φθάνει στη Γη.

63 Σύνθεση Η ανώτερη ατμόσφαιρα του Δία αποτελείται από περίπου 88-92% υδρογόνο και το ήλιο αποτελεί 8-12% κατ 'όγκο τοις εκατό ή κλάσμα των μορίων του αερίου. Δεδομένου ότι ένα άτομο ηλίου έχει περίπου τέσσερις φορές μεγαλύτερη μάζα απ'ότι ένα άτομο υδρογόνου, η σύσταση αλλάζει όταν περιγράφεται ως αναλογία της μάζας που συνεισφέρουν τα διαφορετικά άτομα. Έτσι, η ατμόσφαιρα αποτελείται περίπου από 75% υδρογόνο και 24% ήλιο κατά μάζα, με το υπόλοιπο ένα τοις εκατό της μάζας να αποτελείται από άλλα στοιχεία. Το εσωτερικό περιέχει υλικά πυκνότερα έτσι ώστε η κατανομή να είναι περίπου 71% υδρογόνο, 24% ήλιο, και 5% άλλα στοιχεία κατά μάζα. Η ατμόσφαιρα περιέχει ίχνη μεθανίου, υδρατμών, αμμωνία, και ενώσεις με βάση το πυρίτιο. Υπάρχουν επίσης ίχνη από άνθρακα, αιθάνιο, υδρόθειο, νέον, οξυγόνο, φωσφίνη και θ είο. Το εξωτερικό στρώμα της ατμόσφαιρας περιέχει κατεψυγμένους κρυστάλλους αμμωνίας. Με υπέρυθρες και υπεριώδεις μετρήσεις, ίχνη βενζολίου και άλλων υδρογονανθράκων έχουν επίσης βρεθεί. Οι ατμοσφαιρικές αναλογίες υδρογόνου και ήλιου είναι πολύ κοντά στη θεωρητική σύνθεση του αρχέγονου ηλιακού νεφελώματος. Ωστόσο, το νέον στην ανώτερη ατμόσφαιρα αποτελεί μόνο τα 20 μέρη ανά εκατομμύριο κατά μάζα, η οποία είναι δέκα φορές μικρότερη από την αφθονία αυτού του στοιχείου στον Ήλιο. Το ήλιο είναι επίσης εξαντλημένο, αν και είναι μόνο το 80% περίπου της σύνθεσης ηλίου του Ήλιου. Αυτή η εξάντληση μπορεί να είναι αποτέλεσμα της καθίζησης των στοιχείων αυτών στο εσωτερικό του πλανήτη. Η αφθονία των βαρύτερων αδρανών αερίων στην ατμόσφαιρα του Δία είναι περίπου δύο έως τρεις φορές μεγαλύτερη από του Ήλιου.

64 Μάζα Ο Δίας έχει μάζα 2,5 φορές όσο η μάζα όλων των άλλων πλανητών του ηλιακού συστήματος μαζί - ως μέγεθος μάζας είναι τόσο μεγάλο, ώστε το βαρύκεντρο του συστήματος Δία - Ήλιου βρίσκεται επάνω από την επιφάνεια του Ήλιου σε απόσταση 1,068 ηλιακές ακτίνες από το κέντρο του Ήλιου. Αν και αυτός ο πλανήτης κάνει τη Γη να μοιάζει με νάνο, με διάμετρο 11 φορές μεγαλύτερη, είναι πολύ λιγότερο πυκνός. Ο όγκος του Δία είναι ίσος με το γήινο, αλλά ο πλανήτης είναι μόνο 318 φορές βαρύτερος από τη Γη. Ο Δίας έχει ακτίνα ίση με 0,10 φορές την ακτίνα του Ήλιου, και έχει μάζα φορές τη μάζα του ήλιου, κάνοντας τους να έχουν περίπου ίση πυκνότητα. Η "μάζα του Δία» (MJ ή MJup) χρησιμοποιείται συχνά ως μονάδα για την περιγραφή μάζας των άλλων αντικειμένων, ιδιαίτερα για εξωηλιακούς πλανήτες και καφέ νάνους. Έτσι, για παράδειγμα, η μάζα του εξωηλιακού πλανήτη HD b είναι 0,69 MJ, ενώ ο COROT-7b έχει μάζα 0,015 MJ.

65 Εσωτερική δομή Ο Δίας θεωρείται ότι αποτελείται από ένα πυκνό πυρήνα με ένα μείγμα στοιχείων, ένα στρώμα υγρού μεταλλικού υδρογόνου με λίγο ήλιο που τον περιβάλλει, και ένα εξωτερικό στρώμα κυρίως από μοριακό υδρογόνο. Πέραν αυτής της βασικής διάρθρωσης, υπάρχει ακόμα μεγάλη αβεβαιότητα. Ο πυρήνας συχνά περιγράφεται ως βραχώδης, αλλά κάθε λεπτομέρεια στη σύνθεση του είναι άγνωστη, όπως και οι ιδιότητες των υλικών σε θερμοκρασίες και πιέσεις σε τέτοια βάθη. Το 1997, είχε προταθεί από βαρυτικές μετρήσεις, ότι ο πυρήνας του Δία έχει 12 έως 45 φορές τη μάζα της Γης, ή περίπου το 3% -15% της συνολικής Μάζας του Δία. Η παρουσία του πυρήνα κατά τη διάρκεια τουλάχιστον ενός μέρους της ιστορίας του Δία προτείνεται από τα μοντέλα του πλανητικού σχηματισμού που αφορούν την αρχική σύσταση ενός βραχώδους ή παγωμένου πυρήνα που είναι αρκετά ογκώδης για να συλλέξει μέρος του όγκου από υδρογόνο και ήλιο από το πρώτο ηλιακό νεφέλωμα. Αν υποθέσουμε ότι υπήρχε, μπορεί να έχει συρρικνωθεί καθώς ρεύματα μεταφοράς θερμού υγρού μεταλλικού υδρογόνου αναμίχθηκαν με το λειωμένο πυρήνα και μετέφεραν το περιεχόμενό του σε υψηλότερα επίπεδα στο πλανητικό εσωτερικό. Ο πυρήνας μπορεί τώρα να απουσιάζει εντελώς, καθώς οι μετρήσεις δεν είναι ακόμα αρκετά ακριβείς ώστε να αποκλειστεί η δυνατότητα αυτή.

66 Η μεγάλη ερυθρά κηλίδα και άλλες καταιγίδες Χαρακτηριστικό της ατμόσφαιρας του Δία είναι η κόκκινη κηλίδα (ερυθρά κηλίδα) με διάμετρο τετραπλάσια του γήινου δίσκου. Είναι ένας μόνιμος αντικυκλώνας που βρίσκεται 22 μοίρες νότια του ισημερινού. Καλύπτει περίπου το 1% της επιφάνειας του Δία, και φαίνεται να μετατοπίζεται αργά. Το χρώμα της και ο χρόνος περιστροφής αλλάζουν με την πάροδο των χρόνων. Υποστηρίζεται πως η μεγάλη κόκκινη κηλίδα είναι μια τεράστια καταιγίδα, ένας αντικυκλώνας, που κρατάει εδώ και 300 χρόνια ή νησίδα ατμοσφαιρικής ύλης μεταξύ υγρής και αεριώδους κατάστασης. Το 2005 μια ακόμα μεγάλου μεγέθους κηλίδα, η μικρή κόκκινη κηλίδα έκανε την εμφάνισή της κοντά στη μεγάλη. Παρόμοιοι σχηματισμοί έχουν παρατηρηθεί και στους άλλους γίγαντες αερίων, και υπάρχουν σε μεγάλους αριθμούς και στην ατμόσφαιρα του Δία. Ωστόσο, δεν έχουν το μέγεθος και τη διάρκεια της μεγάλης κόκκινης κηλίδας.

67 Μαγνητικό πεδίο Ο Δίας έχει ισχυρότατο μαγνητικό δίπολο, 14 φορές ισχυρότερο από εκείνο της Γης, με ισχύ 4,2 gauss στον ισημερινό και 10 με 14 στους πόλους. Κινήσεις αγώγιμων στοιχείων μέσα στο μεταλλικό υδρογόνο σχηματίζουν ένα μαγνητικό πεδίο, το οποίο παγιδεύει τα ιοντισμένα σωματίδια του ηλιακού ανέμου. Η μαγνητόσφαιρά του, δηλαδή το μαγνητισμένο περιβάλλον του, σχηματίζεται γύρω του καθώς το μαγνητικό του πεδίο αλληλεπιδρά με τον ηλιακό άνεμο, αυτό το ταχύτατο, μαγνητισμένο και ιονισμένο αέριο που εκπέμπει συνεχώς ο Ήλιος στο διαπλανητικό χώρο με τεράστια ταχύτητα. Διπολικά πεδία και μαγνητόσφαιρες έχουν η Γη, ο Κρόνος και οι άλλοι γίγαντες πλανήτες. Η μαγνητόσφαιρα του Δία μοιάζει με γιγάντια σφαιρική σταγόνα προς τον Ήλιο με ακτίνα 100 έως 150 ακτίνες του Δία, και ατρακτοειδής προς τη σκοτεινή πλευρά που εκτείνεται ίσως και πέρα από μία αστρονομική μονάδα. Ο Δίας έχει έντονες ζώνες ακτινοβολίας (ζώνες Van Allen) και εμφανίζεται πολικό σέλας όπως στη Γη. Η έκταση της μαγνητόσφαιρας αυξομειώνεται, καθώς μεταβάλλεται η πίεση του ηλιακού ανέμου και κάποια σωμάτια (ενεργητικά ηλεκτρόνια) που επιταχύνονται από τη μαγνητόσφαιρα φθάνουν έως τη Γη, όπου τα παρατηρούν τα διαστημόπλοια όταν υπάρχει μαγνητική σύνδεση με τον Δία μέσω του διαπλανητικού μαγνητικού πεδίου κάθε δεκατρείς μήνες.

68 Δορυφόροι Έχει επιβεβαιωθεί η ύπαρξη 67 δορυφόρων διαφόρων μεγεθών σε τροχιά γύρω από τον Δία από τους οποίους οι τέσσερις Γανυμήδης,Καλλιστώ, Ιώ και Ευρώπη ανακαλύφθηκαν από τον Γαλιλαίο όταν παρατήρησε τον ουρανό με το τηλεσκόπιό του το 1610, είναι πολύ μεγάλοι με διάμετρο από έως χλμ. Οι δύο πρώτοι είναι μεγαλύτεροι της Σελήνης. Αυτοί οι τέσσερις φαίνονται με απλά κιάλια κατά τη διεύθυνση του ισημερινού του πλανήτη. Κατά την κίνησή τους περί το Δία άλλοτε υφίστανται "εκλείψεις", άλλοτε "διαβάσεις" (προ του δίσκου του Δία) και άλλοτε "επιπροσθήσεις". Ονόματα μερικών από τους υπόλοιπους δορυφόρους είναι: Αμάλθεια, Ιμαλία, Ελάρα, Πασιφάη, Σι νώπη, Λυσιθέα, Κάρμη, Ανάγκη, Λήδα,Θήβη, Αδ ράστεια, Μήτις, Καλλιρρόη, Θεμιστώ, Μεγακλε ίτη, Ταϋγέτη, Χαλδήνη, Αρπαλύκη, Καλύκη, Ιοκάστη, Ερινόμη, Ισονόη, Πραξιδίκη,Αυτον όη, Θυώνη, Ερμίππη, Αίτνη, Ευρυδόμη, Ευάνθη, Ευπορία, Ορθωσία, Σπονδή, Καλή, Πασιθέα, Ηγεμόνη, Μνήμη, Αοιδή, Θελξινόη,Αρχή, Καλ λιχόρη, Ελίκη, Καρπώ, Ευκελάδη, Κυλλήνη, Κό ρη.

69 Πιθανότητα ζωής Κανένας λόγος περί ζωής, ανάλογης με τη γήινη, δεν είναι δυνατόν να προταθεί προκειμένου για τον πλανήτη Δία. Το 1976 ο Αμερικανός φυσικός Κάρλ Σαγκάν πρότεινε ότι μορφές ζωής με οργανική χημεία που βασίζονται στην υγρή αμμωνία (και όχι στο νερό όπως γίνεται στη Γη) θα μπορούσαν να επιβιώσουν στα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας του Δία. Ο Σαγκάν βάσισε την άποψη του στην οικολογία των γήινων θαλασσών όπου υπάρχει φυτοπλαγκτόν στα ανώτερα στρώματα, πιο χαμηλά ψάρια που τρέφονται από το πλαγκτόν και στα χαμηλότερα βάθη κυνηγοί που τρέφονται με τα ψάρια.

70 ΚΡΟΝΟΣ Ο Κρόνος είναι ο έκτος πλανήτης σε σχέση με την απόστασή του από τον Ήλιο και ο δεύτερος μεγαλύτερος του Ηλιακού Συστήματος μετά τον Δία, με διάμετρο στον ισημερινό του χιλιόμετρα και ανήκει στους λεγόμενους γίγαντες αερίων. Το όνομά του προέρχεται από τον Κρόνο της αρχαίας ελληνικής μυθολογίας και σχετίζεται με την λέξη χρόνος. Σχεδόν ταυτίζεται με το Ρωμαϊκό θεό Saturn, απ' όπου προέρχονται και οι άλλες ευρωπαϊκές ονομασίες. Λόγω της μεγάλης μάζας του Κρόνου και της μεγάλης βαρύτητας, οι συνθήκες που παράγονται στον Κρόνο είναι ακραίες. Οι εσωτερικές πιέσεις και θερμοκρασίες είναι πέρα από οτιδήποτε μπορεί να αναπαραχθεί πειραματικά στη Γη. Το εσωτερικό του Κρόνου πιθανώς αποτελείται από έναν στερεό πυρήνα σιδήρου, νικελίου, πυριτίου και ενώσεις οξυγόνου και περιβάλλεται από ένα βαθύ στρώμα μεταλλικού υδρογόνου, ένα ενδιάμεσο στρώμα του υγρού υδρογόνου και υγρού ηλίου, καθώς και ένα εξωτερικό στρώμα αερίων. Το ηλεκτρικό ρεύμα μέσα στο στρώμα μεταλλικού υδρογόνου είναι πιθανό να δημιουργεί ένα πλανητικό μαγνητικό πεδίο, που είναι ελαφρώς πιο αδύναμο από το γήινο μαγνητικό πεδίο αν συγκριθούν στις επιφάνειες των πλανητών και περίπου το ένα εικοστό της ισχύος του πεδίου γύρω από τον Δία. Η εξωτερική ατμόσφαιρα έχει γενικά ήπια εμφάνιση, αν και μπορούν να εμφανιστούν χαρακτηριστικά μακράς διάρκειας ζωής. Η ταχύτητα του ανέμου στον Κρόνο μπορεί να φτάσει χλμ/ώρα, πολύ μεγαλύτερη από εκείνη στον Δία.

71 Ο Κρόνος διαθέτει εννέα δακτυλίους, οι οποίοι αποτελούνται από σωματίδια σκόνης και πάγου, και 62 δορυφόρους, χωρίς να συνυπολογίζονται οι μικροί δορυφόροι και οι έλικες. Ο μεγαλύτερος δορυφόρος του Κρόνου, ο Τιτάνας, είναι ο μόνος δορυφόρος στο ηλιακό σύστημα με πυκνή ατμόσφαιρα. Για αιώνες τον θεωρούσαν τον τελευταίο (εξώτατο) πλανήτη του Ηλιακού Συστήματος, καθώς είναι γνωστός από την αρχαιότητα. Πολλά από αυτά που σήμερα γνωρίζουμε για τον πλανήτη και τους δορυφόρους του, μας έγιναν γνωστά από την εξερεύνηση των Βόγιατζερ 1 και Βόγιατζερ 2 το Από το 2004, η διαστημική συσκευή Cassini βρίσκεται σε τροχιά γύρω απ' τον πλανήτη, μελετώντας τον διεξοδικά. Φυσικά Χαρακητριστικά Ο Κρόνος είναι εμφανώς συμπιεσμένος στους πόλους και αυτό οφείλεται στην πολύ γρήγορη περιστροφή του πλανήτη γύρω από τον άξονά του, τη μικρή πυκνότητά του και τη ρευστή κατάστασή του. Η ισημερινή διάμετρος του Κρόνου είναι 10% μεγαλύτερη από την πολική ( km έναντι 54,364 km. Ο Κρόνος είναι ο μόνος πλανήτης στο Ηλιακό Σύστημα του οποίου η πυκνότητα είναι μικρότερη από αυτή του νερού. Αν και ο πυρήνας του Κρόνου έχει σαφώς μεγαλύτερη πυκνότητα από το νερό, η συνολική πυκνότητα του Κρόνου είναι 0.69 g/cm³ εξαιτίας της αέριας ατμόσφαιρας. Ο Κρόνος είναι μόλις 95 φορές βαρύτερος από τη Γη σε σύγκριση με τον Δία που είναι 318 φορές, ο οποίος είναι περίπου 20% μεγαλύτερος από τον Κρόνο.

72 Εσωτερική δομή Αν και δεν υπάρχει κάποια άμεση πληροφορία για την εσωτερική δομή του Κρόνου, θεωρείται ότι το εσωτερικό του είναι όμοιο με αυτό του Δία, δηλαδή αποτελείται από ένα μικρό βραχώδη πυρήνα (περίπου στο μέγεθος της Γης) που σκεπάζεται από τεράστιες μάζες αερίων. Ο πυρήνας είναι πυκνότερος από τη Γη (υπολογίζεται ότι είναι 9 με 22 φορές βαρύτερος από τη Γη, αν και έχει το ίδιο μέγεθος) και καλύπτεται από ένα παχύ στρώμα μεταλλικού υδρογόνου και από πάνω από ένα στρώμα υγρού υδρογόνου και στα τελευταία χίλια χιλιόμετρα από πυκνή αέρια ατμόσφαιρα. Το εσωτερικό του Κρόνου είναι καυτό και η θερμοκρασία του φτάνει στους C στον πυρήνα. Όπως και ο Δίας, έτσι και ο Κρόνος ακτινοβολεί περισσότερη ενέργεια από αυτή που παίρνει από τον Ήλιο, σχεδόν 2,5 φορές περισσότερη. Το φαινόμενο αυτό πιθανώς οφείλεται στις κινήσεις του υδρογόνου και του ήλιου στο εσωτερικό του, και πιο συγκεκριμένα σε σταγονίδια ηλίου, τα οποία προκαλούν θερμότητα μέσω της τριβής καθώς πέφτουν κάτω από το ελαφρύτερο υδρογόνο. Όμως ο κύριος μηχανισμός παροχής ενέργειας είναι ο μηχανισμός Kelvin-Helmholtz, δηλαδή μία αργή, βαρυτική συρρίκνωση του πλανήτη. Ατμόσφαιρα Η περιστροφή των αερίων που σκεπάζουν τον πλανήτη δεν γίνεται ομοιόμορφα. Η περιστροφή των περιοχών στον ισημερινό διαρκεί 10 ώρες και 14 λεπτά και αυτή των υπόλοιπων περιοχών 10 ώρες και 39 λεπτά. Η ατμόσφαιρά του αποτελείται κυρίως από υδρογόνο σε ποσοστό 96,3% και σε μικρές ποσότητες από ήλιο (3,25%). Επίσης έχουν εντοπιστεί ελάχιστες ποσότητες μεθανίου, αιθανίου, ακετυλενίου, αμμωνίας και φωσφίνης. Τα υψηλότερα νέφη του Κρόνου αποτελούνται από κρυστάλλους αμμωνίας, ενώ τα κατώτερα φαίνεται ότι αποτελούνται είτε από υδρόθειο του αμμωνίου (NH 4 SH) είτε από νερό. Η ατμόσφαιρα έχει σημαντικά μικρότερη περιεκτικότητα σε ήλιο σε σύγκριση με αυτή του Ήλιου.Η ποσότητα στοιχείων βαρύτερων του ηλίου δεν είναι επακριβώς γνωστή, αλλά θεωρείται ότι ταιριάζουν με αυτές του Ηλιακού συστήματος όταν αυτό βρισκόταν στην φάση δημιουργίας. Η συνολική μάζα αυτών των στοιχείων υπολογίζεται ότι είναι φορές αυτής της Γης, και συγκεντρώνεται κυρίως στον πυρήνα του Κρόνου.

73 Στρώματα αερίων Η ατμόσφαιρα του Κρόνου παρουσιάζει ένα μοτίβο λωρίδων όμοιο με αυτό του Δία, μόνο που οι λωρίδες του Κρόνου είναι πιο αχνές και είναι ευρύτερες στον ισημερινό. Προς τα κάτω, υπάρχει ένα στρώμα 10 χιλιομέτρων και θερμοκρασίας -23 C που αποτελείται από υδάτινο πάγο. Από πάνω υπάρχει ένα στρώμα πιθανώς από όξινο θειούχο αμμώνιο, με πλάτος 50 χλμ και θερμοκρασία -93 C. Οχτώ χιλιόμετρα πάνω από αυτό στρώμα υπάρχουν νέφη αμμωνίας και θερμοκρασία 60 βαθμούς Κελσίου χαμηλότερη. Κοντά στη κορυφή της ατμόσφαιρας και πάνω από τα ορατά νέφη αμμωνίας υπάρχει ένα στρώμα με πλάτος 200 με 270 χιλιόμετρα που αποτελείται από υδρογόνο και ήλιο. Οι άνεμοι στο Κρόνο είναι από τους ταχύτερους στο Ηλιακό Σύστημα με ταχύτητα 1800 km/h, όπως μετρήθηκε από τα Βόγιατζερ. Κάθε τριάντα χρόνια μία μεγάλη καταιγίδα, γνωστή με το όνομα Μεγάλη Λευκή Κηλίδα, καλύπτει ένα μέρος της επιφάνειάς του. Αυτό το φαινόμενο φαίνεται να συμπίπτει με το ηλιοστάσιο του βορείου ημισφαιρίου του Κρόνου. Η τελευταία φορά που παρατηρήθηκε ήταν το 1990, όπως φαίνεται από φωτογραφίες του ΔΤΧ, ενώ είχε παρατηρηθεί το 1876, 1903, 1933 και Μία άλλη τεράστια καταιγίδα παρατηρήθηκε στο Κρόνο τον Δεκέμβριο του 2010 και τον Ιανουαρίου του 2011, η οποία περικύκλωσε όλο το πλανήτη στο ύψος του 35 παραλλήλου. Μαγνητόσφαιρα Ο Κρόνος έχει ένα εγγενές μαγνητικό πεδίο που έχει ένα απλό, συμμετρικό σχήμα, ένα μαγνητικό δίπολο. Η δύναμή του στον ισημερινό είναι 0,2 gauss (20 μt) δηλαδή είναι περίπου το ένα εικοστό εκείνης του πεδίου γύρω από τον Δία και ελαφρώς ασθενέστερη από το γήινο μαγνητικό πεδίο. Ως αποτέλεσμα η μαγνητόσφαιρα του Κρόνου είναι πολύ μικρότερη από τη μαγνητόσφαιρα του Δία και εκτείνεται ελαφρώς πέρα από την τροχιά του Τιτάνα. Πιθανότατα, το μαγνητικό πεδίο δημιουργείται με παρόμοιο τρόπο με αυτό του Δία, δηλαδή από τα ρεύματα στο στρώμα μεταλλικού υδρογόνου, το οποίο ονομάζεται δυναμό μεταλλικού υδρογόνου. Ομοίως με εκείνες των άλλων πλανητών, η μαγνητόσφαιρα είναι αποτελεσματική στο να εκτρέψει τα σωματίδια του ηλιακού ανέμου.

74 Δορυφόροι Έχει επιβεβαιωθεί η ύπαρξη 62 δορυφόρων διαφόρων μεγεθών σε τροχιά γύρω από τον Κρόνο, 53 από τους οποίους έχουν λάβει ονόματα. Ο μεγαλύτερος από αυτούς είναι ο Τιτάνας που είναι ο δεύτερος μεγαλύτερος δορυφόρος στο Ηλιακό Σύστημα και ο μοναδικός με πυκνή ατμόσφαιρα (αποτελούμενη από υδρογονάνθρακες και άζωτο). Αποτελεί το 90% της μάζας που περιφέρεται γύρω από το Κρόνο, συμπεριλαμβανομένων των δακτυλίων. Είναι μεγαλύτερος και από τον πλανήτη Ερμή. Το δεύτερο μεγαλύτερο φεγγάρι είναι η Ρέα, η οποία ενδέχεται να διαθέτει το δικό της ασθενές σύστημα δακτυλίων. Ονόματα μερικών από τους υπόλοιπους δορυφόρους είναι: Μίμας, Εγκέλαδος, Τηθύς, Διώνη, Ρέα, Υπερίων, Ιαπετός, Φοίβη, Ιανός, Επιμηθέας, Ελένη, Τελεστώ, Καλυψώ, Άτλας, Προμηθέας, Πανδώρα, Πάνας, Μεθώνη, Παλλήνη, Ανθή, Πολυδεύκης, Υμίρ, Παάλιακ, Τάρβος, Κίβιουκ, Αλμπιόριξ, Ερριάπους, Σίαρνακ, Kάρι, Σκολ, Τζαρνσάξα, Γκρέιπ, Αιγαίων και ο νεοανακαλυφθείς δορυφόρος S/2009 S 1. Οι δακτύλιοι του Κρόνου Οι εντυπωσιακοί δακτύλιοι γύρω από τον Κρόνο παρατηρήθηκαν για πρώτη φορά από τον Γαλιλαίο, ο οποίος, μη μπορώντας να εξηγήσει αυτό που έβλεπε, καθώς και το φαινόμενο της "εξαφάνισης" των δακτυλίων ανά περιόδους, νόμισε ότι επρόκειτο για τρία σώματα. Το φαινόμενο της "εξαφάνισης" εξήγησε το 1666 ο Ολλανδός αστρονόμος Κρίστιαν Χόυχενς, που εξήγησε ότι οι δακτύλιοι έμοιαζαν να εξαφανίζονται κάθε φορά που το επίπεδο πάνω στο οποίο βρίσκονται συνέπιπτε με το επίπεδο της παρατήρησής τους από τη Γη. Ο Χόυχενς ήταν επίσης ο πρώτος που εισήγαγε την υπόθεση πως οι δακτύλιοι δεν ήταν όλα στερεά σώματα αλλά αποτελούνταν από μικρότερα σώματα σε περιστροφή γύρω από τον πλανήτη. Οι δακτύλιοι χωρίζονται σε πολλές περιοχές με κενά ανάμεσά τους λαμβάνοντας ονόματα γράμματα του λατινικού αλφαβήτου ξεκινώντας με τον εγγύτερο Α.

75 ΠΟΣΕΙΔΩΝΑΣ Ο Ποσειδώνας είναι ο όγδοος, κατά σειρά απόστασης από τον ήλιο, πλανήτης του Ηλιακού Συστήματος. 'Eχει παρόμοια σύνθεση με τον Ουρανό, ενώ και οι δύο έχουν συνθέσεις που διαφέρουν από εκείνες των μεγαλύτερων γιγάντων αερίων, Δία και Κρόνου. Η ανακάλυψη του Ποσειδώνα Η αποτελεσματικότητα της τροχιακής και βαρυτικής θεωρίας του Νεύτωνα αποδείχθηκε περίτρανα το 1846, όταν ορισμένες παρατηρήσεις επιβεβαίωσαν τη θεωρητική εξήγηση της ανώμαλης κίνησης του Ουρανού. Το λάθος στην κίνησή του μέχρι το 1845 έφτανε το 1/100 της διαμέτρου της Σελήνης. Όσο μικρό όμως και ασήμαντο και αν φαινόταν το λάθος αυτό, απαιτούσε μια εξήγηση. Η εξήγηση δόθηκε τελικά από δύο μαθηματικούς αστρονόμους, τον Τζον Κάουτς Άνταμς στη Βρετανία και τον Ουρμπέν Λεβεριέ στη Γαλλία, οι οποίοι εργάζονταν ανεξάρτητα ο ένας από τον άλλον. Όταν ακόμα ήταν φοιτητής στο Κέιμπριτζ, ο Τζον Κ.Άνταμς ενδιαφέρθηκε για την κίνηση του Ουρανού και αποφάσισε ότι πρέπει να υπάρχει και άλλος, άγνωστος μέχρι τότε, πλανήτης, πέρα από την τροχιά του Ουρανού, και ότι η βαρυτική έλξη του πλανήτη αυτού ανάγκαζε τον Ουρανό να ξεφεύγει από την προβλεπόμενη πορεία του. Ύστερα από δύο χρόνια μελέτης, ο Άνταμς κατόρθωσε να περιγράψει την τροχιά του υποτιθέμενου πλανήτη και να προβλέψει σε ποιο σημείο του ουρανού θα μπορούσε να εντοπιστεί. Τα στοιχεία αυτά τα έδωσε στον καθηγητή Τσάλις, διευθυντή του Αστεροσκοπείου του Κέιμπριτζ, και στο διευθυντή του Αστεροσκοπείου του Γκρίνουιτς στις 21 Οκτωβρίου 1845.

76 Στη Γαλλία, ο Ουρμπέν Λεβεριέ, σε αντίθεση με τον Άνταμς, ήταν ήδη ένας γνωστός και αναγνωρισμένος μαθηματικός και αστρονόμος. Όπως ο Άνταμς, έτσι και αυτός προέβλεψε την ύπαρξη ενός πλανήτη πέρα από τον Ουρανό. Στις 18 Σεπτεμβρίου 1846, ο Λεβεριέ έγραψε στον Γκάλε του Αστεροσκοπείου του Βερολίνου, δίνοντάς του λεπτομερείς οδηγίες για το σημείο στο οποίο έπρεπε να ψάξει για το νέο πλανήτη. Το γράμμα έφτασε στο Βερολίνο στις 28 Σεπτεμβρίου 1846 και τη νύχτα εκείνη, έξι ημέρες πριν ο Τσάλις ανακαλύψει τελικά στην Αγγλία το νέο πλανήτη, ο Γκάλε, ύστερα από έρευνα μισής ώρας, τον ανακάλυψε πρώτος. Σήμερα, τόσο ο Άνταμς όσο και ο Λεβεριέ μοιράζονται εξίσου την τιμή της ανακάλυψης του Ποσειδώνα. Εξερεύνηση Ο Ποσειδώνας έχει εξερευνηθεί έως σήμερα μόνο από μία διαστημική αποστολή, το Βόγιατζερ 2, που πέρασε σε απόσταση περίπου χιλιομέτρων από τις κορυφές των νεφών του πλανήτη στις 25 Αυγούστου Ενώ οι επιστήμονες περίμεναν ότι θα συναντούσαν έναν πλανήτη με ήρεμη ατμόσφαιρα, όπως ο Ουρανός, επειδή η ηλιακή ακτινοβολία που φτάνει στο εξωτερικό ηλιακό σύστημα είναι ελάχιστη, το Βόγιατζερ τους διέψευσε, αποκαλύπτοντας έναν πλανήτη με τους πιο γρήγορους ανέμους στο ηλιακό σύστημα, μα και με μια κηλίδα στην ατμόσφαιρα, μία μεγάλη ατμοσφαιρική καταιγίδα δηλαδή, αντάξια του μεγέθους της Μεγάλης Κόκκινης Κηλίδας του Δία, κατ' αναλογία με το μικρότερο μέγεθος του Ποσειδώνα.

77 Το Βόγιατζερ επιβεβαίωσε επίσης την ύπαρξη των δακτυλίων του πλανήτη και φωτογράφισε τους δορυφόρους του και ιδιαίτερα τον Τρίτωνα, ανακαλύπτοντας στην επιφάνειά του κρυοηφαίστεια που εκτινάσσουν πίδακες παγωμένου αζώτου.κατά τη δεκαετία του '90 υπήρχαν θεωρητικά σχέδια για επιπλέον αποστολές στον Ποσειδώνα, όμως ακυρώθηκαν. Σήμερα (2012) δεν υπάρχουν άμεσα σχέδια για την αποστολή κάποιας διαστημοσυσκευής στον πλανήτη. Ο Πλανήτης που καίει διαμάντια Το πιο παράξενο φαινόμενο στον Ουρανό είναι το γεγονός ότι ο Ποσειδώνας εκπέμπει διπλάσια περίπου ενέργεια από αυτήν που δέχεται από τον Ήλιο, όπως άλλωστε συμβαίνει με το Δία και τον Κρόνο. Μελέτες που έγιναν στο υπέρυθρο τμήμα του φάσματος έδειξαν ότι η θερμοκρασία του Ποσειδώνα φτάνει τους 213 βαθμούς Κελσίου κάτω από το μηδέν, ενώ, αν θερμαινόταν μόνο από την ενέργεια που του στέλνει ο Ήλιος, η θερμοκρασία του θα έπρεπε να ήταν 16 βαθμούς χαμηλότερη. Αυτό που μάλλον συμβαίνει είναι ότι το μεθάνιο, λόγω της υψηλής πίεσης και θερμοκρασίας στα εξωτερικά στρώματα της ατμόσφαιρας, διασπάται σε υδρογόνο και άνθρακα. Ο άνθρακας κατόπιν κρυσταλλοποιείται σε καθαρά διαμάντια, τα οποία πέφτουν προς το κέντρο και, καθώς καίγονται, απελευθερώνουν θερμότητα που τροφοδοτεί τους κυκλώνες. Το υπόλοιπο της ενέργειας αυτής εκπέμπεται στο Διάστημα και, όπως αναφέρθηκε, είναι διπλάσια από αυτήν που στέλνει ο Ήλιος στον Ποσειδώνα. Αξιοσημείωτο πάντως είναι και το γεγονός ότι στον Ποσειδώνα δεν παρατηρήθηκαν πολύπλοκοι στρόβιλοι και ζώνες νεφών, όπως συμβαίνει στο Δία και τον Κρόνο. Σε γενικές πάντως γραμμές, η ατμόσφαιρα πάνω από τα νέφη του Ποσειδώνα είναι θερμότερη στον Ισημερινό και στους πόλους και ψυχρότερη στα ενδιάμεσα γεωγραφικά πλάτη. Στη στρατόσφαιρα η θερμοκρασία φτάνει τους 482 βαθμούς Κελσίου, ενώ σε στρώματα με μικρή ατμοσφαιρική πίεση φτάνει τους 218 βαθμούς κάτω από το μηδέν.

78 Η εσωτερική δομή Ο Ποσειδώνας είναι ο μικρότερος από τους τέσσερις αέριους γίγαντες του ηλιακού μας συστήματος αλλά συγχρόνως και ο πιο πυκνός από όλους. Τα 2/3 του πλανήτη αποτελούνται μάλλον από λιωμένους βράχους, νερό, υγρή αμμωνία και μεθάνιο. Οι λιωμένοι μάλιστα βράχοι ίσως να σχηματίζουν έναν πετρώδη πυρήνα με διάμετρο χιλιομέτρων. Το υπόλοιπο 1/3 που βρίσκεται στην ατμόσφαιρα αποτελείται από υδρογόνο, ήλιο, νερό και μικρές ποσότητες αιθανίου και μεθανίου. Το μεθάνιο, μάλιστα, απορροφά τα μήκη κύματος του φωτός κοντά στην κόκκινη περιοχή του φάσματος, με αποτέλεσμα να αντανακλά τα χρώματα στη γαλάζια περιοχή. Σε αυτό άλλωστε οφείλεται και το μπλε χρώμα που παρατηρούμε. Τα σύννεφα του Ποσειδώνα Το Βόγιατζερ, η πρώτη ανθρώπινη διαστημοσυσκευή που επισκέφτηκε το γαλάζιο πλανήτη, ανακάλυψε μια δυναμική ατμόσφαιρα που κατακλύζεται από τεράστιους κυκλώνες, αντικυκλώνες και καταιγίδες με μεγάλες ταχύτητες για τα γήινα δεδομένα, και όχι μόνο, αφού στον Ποσειδώνα έχουν παρατηρηθεί οι πιο ισχυροί άνεμοι του ηλιακού μας συστήματος. Χαρακτηριστικός ήταν ο αντικυκλώνας με την επωνυμία «Μεγάλη Σκοτεινή Κηλίδα» που είναι αρκετά μεγάλη για να χωρέσει έναν πλανήτη στο μέγεθος της Γης. Η Σκοτεινή Κηλίδα του Ποσειδώνα είναι παρόμοια με τη Μεγάλη Κόκκινη Κηλίδα που βρίσκεται στο Δία και συνοδεύεται από μικρότερους κυκλώνες που φαίνονται σαν λευκά νέφη.τα σύννεφα αυτά, που παρατηρούνται και σε άλλα σημεία του πλανήτη, αποτελούνται από παγωμένο μεθάνιο, κινούνται με ταχύτητες που πλησιάζουν τα χιλιόμετρα την ώρα και έχουν θερμοκρασία που αγγίζει τους 218 βαθμούς Κελσίου κάτω από το μηδέν.

79 Ένα μάλιστα από αυτά γυρίζει γύρω από τον πλανήτη μέσα σε 16 μόνο ώρες και γι αυτό ονομάστηκε και «Σκούτερ». Θα πρέπει να σημειωθεί, επίσης, ότι τα νέφη αυτά βρίσκονται 50 χιλιόμετρα πάνω από το γενικό στρώμα των νεφών του Ποσειδώνα και περιφέρονται με κατεύθυνση αντίθετη από αυτήν με την οποία περιστρέφεται ο πλανήτης. Μια δεύτερη μεγάλη σκοτεινή κηλίδα με μέγεθος ίσο με το μέγεθος της Νότιας Αμερικής ανακαλύφθηκε επίσης από το Βόγιατζερ στο νότιο ημισφαίριο του Ποσειδώνα.Παρατηρήσεις που έγιναν το 1994 με το διαστημικό τηλεσκόπιο Χαμπλ μάς έδειξαν ότι «Η Μεγάλη Σκοτεινή Κηλίδα», καθώς και η δευτερεύουσα στο νότιο ημισφαίριο έχουν ήδη εξαφανιστεί. Μερικούς μήνες αργότερα, το ίδιο τηλεσκόπιο ανακάλυψε μια καινούρια σκοτεινή κηλίδα στην ατμόσφαιρα του Ποσειδώνα, αυτήν τη φορά όμως βρισκόταν στο βόρειο ημισφαίριο του πλανήτη. Το γεγονός αυτό μας δείχνει την ταχύτητα με την οποία αλλάζουν τα ατμοσφαιρικά φαινόμενα του Ποσειδώνα, γεγονός που μάλλον οφείλεται στις αλλαγές των θερμοκρασιακών διαφορών μεταξύ των ανώτερων και των κατώτερων νεφικών στρωμάτων του πλανήτη. Ο Βόγιατζερ μελέτησε επίσης και το μαγνητικό πεδίο του Ποσειδώνα και τα ευρήματά του ήταν άκρως αποκαλυπτικά. Το μαγνητικό πεδίο του Ποσειδώνα έχει μια κλίση ως προς τον άξονα περιστροφής του πλανήτη γύρω στις 47 μοίρες και η μαγνητική του ουρά, δηλαδή η ακτίνα δράσης του, φτάνει τα χιλιόμετρα από το κέντρο του. Η ένταση του πεδίου αυτού μεταβάλλεται ανάλογα με το ημισφαίριο και η έντασή του στο νότιο ημισφαίριο είναι δέκα φορές μεγαλύτερη από ό,τι στο βόρειο.η μαγνητόσφαιρα του Ποσειδώνα έχει πολύ μικρή πυκνότητα από παγιδευμένα φορτισμένα σωματίδια, το δε μαγνητικό του πεδίο έχει την ίδια πολικότητα με αυτήν του Δία και του Κρόνου και αντίθετη από αυτήν της Γης. Κατά τη διέλευσή του πάνω από το «διαμαντένιο» πλανήτη, ο Βόγιατζερ ανίχνευσε επίσης και την ύπαρξη πολικού σέλαος που είναι παρόμοιο με αυτά που παρατηρούνται στο νότιο και βόρειο πόλο της Γης. Λόγω της πολυπλοκότητας του μαγνητικού του πεδίου, το πολικό σέλας στον Ποσειδώνα εμφανίζεται σε μια ευρεία περιοχή και όχι μόνο στους μαγνητικούς πόλους του, όπως συμβαίνει στη Γη, η ισχύς τους μάλιστα είναι η μισή της ισχύος του πολικού σέλαος της Γης.

80 Μαγνητικό Πεδίο Το μαγνητικό πεδίο του Ποσειδώνα μοιάζει με του Ουρανού και έχει παράξενο προσανατολισμό. Ο άξονας του μαγνητικού πεδίου σχηματίζει γωνία περίπου 50 με τον άξονα περιστροφής του πλανήτη και το κέντρο απέχει περίπου χιλιόμετρα από το κέντρο του Ποσειδώνα (0,55 ακτίνες). Ο λόγος της μεγάλης αυτής απόκλισης δεν είναι ακόμη γνωστός. Η ένταση του μαγνητικού πεδίου είναι περίπου ίση με το 1/5 της έντασης του γήινου μαγνητικού πεδίου. Το μαγνητικό πεδίο πιθανόν να δημιουργείται από κινήσεις αγώγιμου υλικού (ίσως ένας συνδυασμός αμμωνίας, μεθανίου και νερού) στα μεσαία στρώματά του. Κλίμα Μία διαφορά μεταξύ Ποσειδώνα και του Ουρανού είναι το τυπικό επίπεδο της μετεωρολογικής δραστηριότητας τους. Όταν το διαστημόπλοιο Βόγιατζερ 2 πέταξε πάνω από τον Ουρανό, το 1986, ο πλανήτης ήταν οπτικά πολύ ήπιος. Αντίθετα, ο Ποσειδώνας παρουσίασε αξιοσημείωτα καιρικά φαινόμενα κατά τη διάρκεια του 1989, όταν το Βόγιατζερ 2 τον προσέγγισε.ο καιρός στον Ποσειδώνα χαρακτηρίζεται από εξαιρετικά δυναμικά συστήματα καταιγίδων, με ανέμους που αναπτύσσουν ταχύτητα περίπου 600 m / s -σχεδόν επίτευξη υπερηχητικής ροής. Πιο τυπικά, με τον εντοπισμό της κίνησης των μόνιμων νεφών, η ταχύτητα του ανέμου έχει αποδειχθεί ότι κυμαίνεται από 20 m / s στην ανατολική κατεύθυνση έως 325 m / s προς τα δυτικά.

81 Στις κορυφές των νεφών, οι επικρατούντες άνεμοι πνέουν με εύρος ταχύτητας από τα 400 m / s κατά μήκος του ισημερινού έως 250 m / s στους πόλους. Οι περισσότεροι από τους άνεμους του Ποσειδώνα πνέουν σε μια κατεύθυνση αντίθετη με τη περιστροφή του πλανήτη.[24] Η γενική εικόνα των ανέμων έδειξε ότι πνέουν σε ορθή φορά στα μεγάλα γεωγραφικά πλάτη έναντι ανάδρομης φοράς σε χαμηλότερα γεωγραφικά πλάτη. Η διαφορά στην κατεύθυνση της ροής, πιστεύεται ότι είναι ένα "επιφανειακό φαινόμενο» και δεν οφείλεται σε βαθύτερες ατμοσφαιρικές διεργασίες. Στον 70 νότιο γεωγραφικό παράλληλο, ένας πίδακας υψηλής ταχύτητας ταξιδεύει με ταχύτητα 300 m / s.to 2007 ανακαλύφθηκε ότι η ανώτερη τροπόσφαιρα του νότιου πόλου του Ποσειδώνα ήταν περίπου 10 C θερμότερη από τον υπόλοιπο Ποσειδώνα, έχει μέση τιμή περίπου -200 C (70 Κ). Η διαφορά θερμοκρασίας είναι αρκετή για να αφήσει το μεθάνιο, το οποίο αλλού βρίσκεται κατεψυγμένο στην ανώτερη ατμόσφαιρα του Ποσειδώνα, να διαρρεύσει ως αέριο μέσω του νότιου πόλου στο διάστημα. Το σχετικό "θερμό σημείο" οφείλεται στην κλίση του άξονα του Ποσειδώνα, με αποτέλεσμα να εκτίθεται ο νότιος πόλος προς τον Ήλιο για το τελευταίο τρίμηνο του έτους του Ποσειδώνα, ή περίπου 40 γήινα χρόνια. Καθώς ο Ποσειδώνας κινείται αργά προς την αντίθετη πλευρά του Ήλιου, ο νότιος πόλος θα σκοτεινιάσει και ο βόρειος πόλος θα φωτιστεί, προκαλώντας την απελευθέρωση μεθανίου να στραφεί στο βόρειο πόλο.ο εντυπωσιακότερος σχηματισμός στην επιφάνεια του πλανήτη είναι η Μεγάλη Σκοτεινή Κηλίδα στο νότιο ημισφαίριο. Η Μεγάλη Σκοτεινή Κηλίδα είναι περίπου η μισή της Μεγάλης Ερυθρής Κηλίδας του Δία, με διάμετρο ίση με της Γης.

82 Διακεκομμένα δαχτυλίδια Ο Ποσειδώνας έχει τέσσερις δακτυλίους οι οποίοι είναι αρκετά λεπτοί και αμυδροί. Οι δακτύλιοι αυτοί αποτελούνται από παγωμένο μεθάνιο και από σωματίδια σκόνης που προέρχονται από θραύσματα συγκρούσεων μικρών μετεωριτών με τους δορυφόρους του Ποσειδώνα. Επειδή τα υλικά αυτά δεν είναι ομοιόμορφα κατανεμημένα, μερικά τμήματα των δακτυλίων φαίνονται πιο λαμπερά από ορισμένα άλλα. Εκτείνονται σε απόσταση από χιλιόμετρα πάνω από τα σύννεφα του πλανήτη μέχρι τα χιλιόμετρα, ενώ το πλάτος τους δεν υπερβαίνει τα 15 με 20 χιλιόμετρα. Σε τρία από τα τέσσερα δαχτυλίδια έχουν δοθεί τα ονόματα αυτών που ανακάλυψαν τον Ποσειδώνα (Γκάλε, Λεβεριέ και Άνταμς). Οι δορυφόροι του Ποσειδώνα Νηρηίς (Ν2), Πρωτέας (N8), Ναιάς (Ν3), Θάλασσα (Ν4), Δέσποινα (Ν5), Γαλάτεια (Ν6)

83 ΤΙΤΑΝΑΣ Είναι ίσως το πιο παράξενο από όλα τα φεγγάρια, διότι είναι τόσο παράξενα οικεία. Ο Τιτάνας είναι διπλάσιος από τη δική μας Σελήνη και έχει μια πυκνή ατμόσφαιρα παγωμένης αιθαλομίχλης πορτοκαλί χρώματος. Τιτάνας είναι ο μεγαλύτερος από τους δορυφόρους του πλανήτη Κρόνου και o δεύτερος μεγαλύτερος δορυφόρος στο ηλιακό μας σύστημα, μετά τον δορυφόρο Γανυμήδη του πλανήτη Δία. Ανακαλύφθηκε από τον Κρίστιαν Χόϋχενς στις 25 Μαρτίου του 1655 και πήρε το όνομα Τιτάνας από τους τιτάνες που ήταν αδέλφια του Κρόνου. Ο Τιτάνας έχει διάμετρο χλμ και απέχει από τον πλανήτη Κρόνο χλμ.στην ατμόσφαιρα του Τιτάνα κυριαρχεί το άζωτο καθώς και υδρογονάνθρακες, που του δίνουν μια θολή πορτοκαλί απόχρωση. Οι υδρογονάνθρακες είναι η βάση για τα αμινοξέα που είναι απαραίτητα για να δημιουργηθεί ζωή. Περίπου 500 χιλιόμετρα πάνω απ' την επιφάνειά του, η ατμόσφαιρα τελειώνει σε μια άλω φορτισμένων σωματιδίων.στη Μετεωρολογία με τον όρο Άλω νοείται το φαινόμενο εκείνο που προκαλείται από τη διάθλαση και ανάκλαση του ηλιακού ή σεληνιακού φωτός πάνω στους παγοκρυστάλλους των νεφών. Συνεπώς απαντώνται δύο είδη άλω, οι ηλιακές και οι σεληνιακές. Επειδή βασική προϋπόθεση είναι η ύπαρξη παγοκρυστάλλων, τα νέφη που μπορούν να προκαλέσουν το φαινόμενο αυτό βρίσκονται σε ύψος πάνω από 6.000μ. Ανάλογα όμως της θέσης του Ήλιου ή της Σελήνης, το φαινόμενο της άλω μπορεί να συνοδεύεται και με άλλα συναφή φαινόμενα όπως στήλες, φωτεινός σταυρός, περιζενιθιακό τόξο κ.ά. Στη Μετεωρολογία η μεν "άλως η ηλιακή" συμβολίζεται με κύκλο στον οποίο φέρεται κάθετος και οριζόντια διάμετρος ως σταυρός, ενώ η "σεληνιακή άλως" με άνω ημικύκλιο με οριζόντια διάμετρο και κάθετη ακτίνα (δηλαδή το μισό του συμβόλου της ηλιακής).

84 Γενικά το φαινόμενο αυτό ανήκει στι «υφεσιακές» καταστάσεις δηλαδή όταν ακολουθεί ύφεση χωρίς αυτό όμως να αποτελεί και ασφαλές προγνωστικό κριτήριο καιρού, παρότι συνήθως το ακολουθούν θύελλες. Η πρόσφατη αποκάλυψη του προσώπου του Τιτάνα έδειξε πως έχει παρόμοια χαρακτηριστικά, όπως η Γη: λίμνες, λόφους και σπήλαια, διακλαδώσεις ποταμών, κάμπους με λάσπη και αμμόλοφους σαν τις ερήμους. Η παχιά ατμόσφαιρα από άζωτο έχει ομίχλες, υγρασία και σύννεφα βροχής Βασιζόμενοι σε στοιχεία από μετρήσεις ραντάρ που έγιναν από τη Γη, οι επιστήμονες πίστευαν επίσης μέχρι πρόσφατα ότι στον Τιτάνα ίσως υπήρχαν ωκεανοί υδρογονανθράκων. Το 2004, η διαστημοσυσκευή Κασσίνι, τόσο με μετρήσεις απ' το διάστημα όσο και από τα στοιχεία του εξερευνητικού σκάφους Χόϋχενς, που προσεδαφίστηκε στην επιφάνεια του δορυφόρου, μας έδειξε ότι, σχεδόν σίγουρα, ωκεανοί δεν υπάρχουν. Οι σκοτεινές περιοχές που παρατηρούνται στο υπέρυθρο, αποδείχτηκε μετά από μετρήσεις και με το ραντάρ του σκάφους ότι είναι τεράστιες εκτάσεις γεμάτες με αμμόλοφους και σκεπασμένες, ίσως, από κάποιο οργανικό υλικό. Το Σεπτέμβριο του 2006 επίσης, το Κασσίνι 0εντόπισε λίμνες υδρογονανθράκων κοντά στο βόρειο πόλο του δορυφόρου, οι οποίες πιστεύεται ότι τροφοδοτούν και την ατμόσφαιρά του με διάφορες οργανικές ενώσεις. Λίμνες επίσης ανακαλύφθηκαν και στο νότιο πόλο του δορυφόρου. Οι λίμνες στις δύο περιοχές παρουσιάζουν ασυμμετρία. Σύμφωνα με μια θεωρία που προτάθηκε τον Νοέμβριο του 2009, για το φαινόμενο αυτό οφείλεται η εκκεντρότητα της τροχιάς του Κρόνου.

85 Οι λίμνες στις δύο περιοχές παρουσιάζουν ασυμμετρία. Σύμφωνα με μια θεωρία που προτάθηκε τον Νοέμβριο του 2009, για το φαινόμενο αυτό οφείλεται η εκκεντρότητα της τροχιάς του Κρόνου. Αν και στον Τιτάνα υπάρχουν γεωλογικοί σχηματισμοί που πιθανόν προκλήθηκαν από τη ροή κάποιου υγρού, το πιθανότερο είναι ότι στον Τιτάνα σχηματίζονται απλώς εποχιακές ή ημιμόνιμες λίμνες και ρυάκια από τη βροχή υδρογονανθράκων που πέφτει κατά καιρούς. Μπορεί κάποτε ο Τιτάνας να ήταν ένας «υγρός» τόπος, τη συγκεκριμένη χρονική στιγμή που τον παρατηρούμε όμως είναι, κατά τα φαινόμενα, ξερός. Οι βροχές είναι σπάνιες, καθώς υπολογίζεται ότι σε ένα μέρος βρέχει μία φορά κάθε χίλια χρόνια, άλλα όποτε αυτό συμβαίνει, οι βροχές είναι καταρρακτώδεις. Το 2004 και το 2010, το Κασσίνι παρατήρησε ότι μέρος του δορυφόρου κοντά στον ισημερινό σκοτείνιασε, κάτι που θεωρήθηκε αποτέλεσμα μιας πλημμύρας που κάλυψε τετραγωνικά χιλιόμετρα, έκταση ίση με αυτή της Ισπανίας. Μια από τις εποχιακές λίμνες είναι η Ontario Lacus, η μεγαλύτερη λίμνη στο νότιο ημισφαίριο του δορυφόρου. Η λίμνη είναι ρηχή και ανά περιόδους το γεμίζει με υδρογονάνθρακες που αναβλύζουν από το πυθμένα της.

86 Στους πόλους του Τιτάνα όμως, λόγω της ασθενούς θερμότητας που δέχονται κάθε καλοκαιρία, σχηματίζονται νέφη από την εξάτμιση μεθανίου, τα οποία στη συνέχεια δίνουν ισχυρές βροχές.από την άλλη, οι τροπικοί είναι πολύ πιο ξηρή, όμως το Κασίνι εντόπισε μια μεγάλη τροπική λίμνη με έκταση τετραγωνικά χιλιόμετρα και βάθος περίπου ένα μέτρο. Θεωρείται ότι η λίμνη τροφοδοτείται υπόγεια με μεθάνιο, το οποίο στη συνέχεια εξατμίζεται. Η λίμνη μπορεί να είναι η αρχή του κύκλου του μεθανίου (αντίστοιχου του κύκλου του νερού) στο Τιτάνα, το σημείο στο οποίο το μεθάνιο φτάνει στην επιφάνεια. Η λίμνη φαίνεται να προσφέρει μια όαση στους τροπικούς του Τιτάνα, όπου πιστεύεται ότι βρίσκονται θίνες και είναι υποψήφια για τη παρουσία ζωής.η μέση θερμοκρασία στην επιφάνειά του είναι -178oC και η ατμοσφαιρική πίεση είναι 60% μεγαλύτερη από αυτή της Γης (1,6 atm). Η μέση θερμοκρασία του Τιτάνα επιτρέπει στο μεθάνιο να υπάρχει σε υγρή, αέρια και στερεή μορφή, όπως το νερό στη Γη, και παρουσιάζει σε αντιστοιχία με το υδρολογικό κύκλο, το κύκλο του μεθανίου.

87 Εργασία Project (Εξερεύνηση του πλανήτη Άρη)

88 Μία σύντομη περίληψη Η εργασία μας αναφέρεται στον πλανήτη Άρη, στο πότε ανακαλύφθηκε, καθώς και στους δορυφόρους που τον περιβάλλουν. Επιπλέον, γίνεται σύντομη αναφορά στην εξερεύνησή του στο πέρας των χρόνων και σημειώνονται οι αποστολές που έχουν πραγματοποιηθεί για το αν υπάρχει ή θα μπορούσε να υπάρξει ζωή.

89 Άρης (πλανήτης) Ο Άρης είναι ο τέταρτος (4ος) σε απόσταση από τον Ήλιο πλανήτης του Ηλιακού μας Συστήματος (Η/Σ) και ακόμη, ο δεύτερος πλησιέστερος στη Γη, και ο έβδομος σε μέγεθος και μάζα του Η/Σ. Λέγεται συχνά και «ερυθρός πλανήτης» εξαιτίας του ερυθρού χρώματος που παρουσιάζει και οφείλεται στο τριοξείδιο του σιδήρου (Fe2O3) στην επιφάνειά του. O Άρης είναι ένας «γήινος πλανήτης» με λεπτή ατμόσφαιρα, με επιφάνεια που συνδυάζει τους κρατήρες σύγκρουσης της Σελήνης και τα ηφαίστεια, τις κοιλάδες, τις ερήμους και τα πολικά παγοκαλύμματα της Γης. Φαίνεται ακόμη να έχει περιοδικά επαναλαμβανόμενες «εποχές». Ο Άρης διαθέτει ακόμη το Όρος Όλυμπος, το ψηλότερο γνωστό όρος στο Ηλιακό μας Σύστημα και την Κοιλάδα Μαρινέρις, τη μεγαλύτερη κοιλάδα. Το βαθύπεδο Βορεάλις που βρίσκεται στο βόρειο ημισφαίριο του πλανήτη καλύπτει το 40% της επιφάνειάς του και αποτελεί το υπόλειμμα μιας γιγάντιας σύγκρουσης. Στην περιφορά του γύρω από τον Ήλιο συνοδεύεται από δύο μικρούς δορυφόρους: τον Φόβο και τον Δείμο (= Τρόμο).

90 Άρης (πλανήτης) ΓΕΝΙΚΑ Η ονομασία του προέρχεται από τον Ολύμπιο θεό του πολέμου της Ελληνικής Μυθολογίας, τον Άρη. Οι δε ονομασίες των δορυφόρων του δόθηκαν από τούς δύο γιους του Άρη, τον Δείμο και τον Φόβο. Το αστρονομικό σύμβολο του πλανήτη Άρη είναι η "λογχοφόρος στρογγυλή ασπίδα". Ο Άρης είναι γνωστός ήδη από την προϊστορία, καθώς και ο πρώτος πλανήτης που παρατηρούμενος με τηλεσκόπιο αποκάλυψε, λόγω εγγύτητας, τα γενικά χαρακτηριστικά της μορφολογίας του, τα οποία θεωρήθηκαν (σωστά ως ένα βαθμό) ότι είναι παρόμοια με αυτά της Γης.

91 Άρης (πλανήτης) Η ομοιότητα αυτή έδωσε βάση αφενός σε μια εκτεταμένη συζήτηση για την ύπαρξη ζωής σε αυτόν, αφετέρου σε σκέψεις μελλοντικής αποίκισής του. Ακόμα, είναι εύκολα προσεγγίσιμος από τις εξερευνητικές μας διαστημοσυσκευές, καθώς ένα ταξίδι προς τον Κόκκινο Πλανήτη απαιτεί (με την σημερινή τεχνολογία) χρόνο έξι μηνών όταν οι θέσεις Γης και Άρη είναι ευνοϊκές, κάτι που συμβαίνει ανά δυο χρόνια. Για τους λόγους αυτούς ο Άρης είναι ο καλύτερα εξερευνημένος πλανήτης έως σήμερα.

92 Άρης (πλανήτης) ΙΣΤΟΡΙΑ Ο Άρης δημιουργήθηκε πριν από 4,2 δισ. έτη από τον πλανητικό δίσκο, οποίο δημιουργήθηκαν και οι υπόλοιποι πλανήτες. Σήμερα είναι σχεδόν σίγουρο ότι ο Άρης, στα αρχικά στάδια εξέλιξής του, καλυπτόταν σε ορισμένα σημεία του από υγρό νερό βάθους τουλάχιστον μερικών μέτρων, ενώ υπάρχουν και ενδείξεις για την ύπαρξη ενός τουλάχιστον ωκεανού. Έτσι, υπάρχει το ενδεχόμενο ο Άρης να φιλοξενούσε ζωή σε μορφή μικροβίων (που όμως είναι σίγουρο ότι δεν εξελίχτηκε παραπάνω) και υποστηρίζεται η άποψη ότι σε μια τέτοια περίπτωση η ζωή στη Γη θα μπορούσε να έχει προέλθει από τον Άρη.

93 Άρης (πλανήτης) Το μικρό μέγεθος του Άρη, που συνεπάγεται μικρή βαρύτητα, δεν του επέτρεψε να διατηρήσει ολόκληρη την ατμόσφαιρά του. Καθώς το μεγαλύτερο μέρος της ατμόσφαιρας διέφυγε στο διάστημα, έπεσε η ατμοσφαιρική πίεση και το υγρό νερό εν μέρει εξατμίστηκε και εν μέρει διέρρευσε στο υπέδαφος και στους πόλους του πλανήτη, υπό την μορφή παγετώνων. Έτσι ο Άρης έγινε ένας ερημικός και άνυδρος πλανήτης με μία αραιή ατμόσφαιρα, όπως τον γνωρίζουμε σήμερα. Ο Άρης βρίσκεται σε αυτή την κατάσταση εδώ και τουλάχιστον 500 εκατομμύρια έτη. Σύμφωνα με ορισμένες ενδείξεις, η «υγρή» περίοδος του Άρη αφορά μονάχα το αρχικό τμήμα της ιστορίας του.

94 Άρης (πλανήτης) ΔΟΡΥΦΟΡΟΙ Ο Άρης έχει δυο μικρούς δορυφόρους, το Φόβο και τον Δείμο. Οι δορυφόροι αυτοί υποθέτουμε ότι είναι αστεροειδείς που μπήκαν σε τροχιά γύρω του λόγω της βαρυτικής έλξης του πλανήτη, όμως απομένει να εξερευνηθούν από κοντά προκειμένου να διαπιστωθεί αυτό (το 2011 εκτοξεύτηκε η ρωσο-κινεζική αποστολή Phobos-Grunt που θα μελετήσει το Φόβο από κοντά). Ο Φόβος περιφέρεται γύρω από τον Άρη σε 7 ώρες και 39 λεπτά, σε μέση απόσταση από τον πλανήτη μόλις χιλιόμετρα, εγγύτερα στο μητρικό του πλανήτη από κάθε άλλο δορυφόρο του ηλιακού συστήματος.

95 Άρης (πλανήτης) Εικάζεται ότι, κάποια στιγμή στο μέλλον ο Φόβος θα πλησιάσει αρκετά κοντά στον Άρη ώστε να διασπαστεί από τις παλιρροϊκές δυνάμεις και να σχηματίσει έναν δακτύλιο γύρω από τον πλανήτη. Ο άλλος δορυφόρος, ο Δείμος, είναι αρκετά μικρότερος από το Φόβο και περιφέρεται αρκετά μακρύτερα, σε απόσταση χιλιομέτρων από τον Άρη, συμπληρώνοντας μια περιφορά κάθε 1,2 μέρες.

96 Άρης (πλανήτης) ΕΞΕΡΕΥΝΗΣΗ Ο Άρης είναι μέχρι σήμερα ο πλανήτης στον οποίο έχουν σταλεί οι περισσότερες διαστημοσυσκευές, και για τον οποίο γνωρίζουμε τα περισσότερα από κάθε άλλον στο ηλιακό σύστημα. Αιτία για αυτό είναι η σχετική εγγύτητά του στον δικό μας πλανήτη, οι υποθέσεις για ύπαρξη ζωής στην επιφάνειά του καθώς και η σχετική ευκολία, σε σχέση με τον άλλο κοντινό σε μας πλανήτη, την Αφροδίτη, με την οποία θα μπορούσε να εγκατασταθεί μια ανθρώπινη αποικία στην επιφάνειά του. Το παράθυρο εκτόξευσης προς τον Άρη, η περίοδος δηλαδή κατά την οποία μπορεί να εκτοξευτεί μια διαστημοσυσκευή έτσι ώστε να πραγματοποιήσει το ταξίδι προς τον πλανήτη στο μικρότερο δυνατό χρόνο, ανοίγει κάθε δυο χρόνια. Ταυτόχρονα ο Άρης είναι και ο πλανήτης που έχει "εξαφανίσει" τις περισσότερες διαστημοσυσκευές που στάλθηκαν προς αυτόν: σχεδόν 1 στις 3 αποστολές κατέληξαν σε αποτυχία, κάτι που κάνει κάθε αποστολή στον Άρη, τουλάχιστον μέχρι την άφιξή της, πηγή αγωνίας για τους επιστήμονες, που αστειευόμενοι μιλούν για την «κατάρα του Άρη».

97 Άρης (πλανήτης) Οι προσπάθειες για εξερεύνηση του πλανήτη ξεκίνησαν το 1960 από τους Σοβιετικούς με το πρόγραμμα Μάρσνικ, το οποίο δεν είχε ιδιαίτερη επιτυχία. Το 1964, το αμερικανικό Μάρινερ 4 πέρασε δίπλα από τον πλανήτη και έστειλε τις πρώτες φωτογραφίες από την επιφάνειά του, αποκαλύπτοντας έναν άνυδρο πλανήτη γεμάτο κρατήρες και κατά τα φαινόμενα χωρίς ζωή. Ακολούθησαν τα σκάφη του σοβιετικού προγράμματος Μαρς, που έγιναν τα πρώτα που προσεδαφίστηκαν στον πλανήτη και λειτούργησαν για λίγο μετά την προσεδάφιση.

98 Άρης (πλανήτης) Η πρώτη σημαντική εξερεύνηση έγινε από τα δυο σκάφη Βικινγκ της NASA που προσεδαφίστηκαν στην επιφάνειά του, τον Αύγουστο και Σεπτέμβριο του Έστειλαν τις πρώτες φωτογραφίες από την επιφάνεια, μελέτησαν το κλίμα και εκτέλεσαν μια σειρά πειραμάτων για την ύπαρξη ή μη ζωής στον πλανήτη, με αμφιλεγόμενα αλλά πιθανότατα αρνητικά αποτελέσματα. Η επόμενη φάση στην εξερεύνηση του Άρη ξεκίνησε τη δεκαετία του 1990, με τις αποστολές Mars Global Surveyor και Mars Pathfinder της NASA, που μελέτησαν τον πλανήτη από τροχιά και από την επιφάνειά του αντίστοιχα. Μετά από μερικές ακόμα αποτυχίες, το 2005 έφτασαν στον Άρη τα δίδυμα ρομπότ Spirit και Opportunity που μελετούν από τότε την επιφάνειά του, και διαπίστωσαν την ύπαρξη, στο απώτατο παρελθόν, υγρού νερού στην επιφάνεια. Πολύτιμες πληροφορίες μας έστειλαν επίσης το Mars Express της ESA, που διαπίστωσε την ύπαρξη πάγου νερού στο υπέδαφος, και Mars Observer, που μεταφέρει την ισχυρότερη κάμερα που στάλθηκε ποτέ σε άλλο πλανήτη.

99 Άρης (πλανήτης) Μία από τις τελευταίες εξερευνητικές αποστολές στον «Κόκκινο Πλανήτη», είναι της διαστημικής συσκευής Φοίνιξ της NASA, που εκτοξεύτηκε στις 4 Αυγούστου του 2007 και έφτασε στις αρκτικές περιοχές του βόρειου ημισφαιρίου του Άρη στις 25 Μαΐου του 2008, μελετώντας τις πολικές περιοχές του μέχρι το Νοέμβριο του ίδιου έτους. Το 2011 η αποστολή Phobos-Grunt, σε συνεργασία Ρωσίας-Κίνας, απέτυχε, με τη διαστημοσυσκευή να μένει στην τροχιά της γης και αργότερα να συντρίβεται. Στις 5 Αυγούστου του 2012, η NASA με το ρομπότ Curiosity, γνωστό επίσης και ως Mars Science Laboratory προσεδαφίστηκε με επιτυχία στην επιφάνεια του Άρη. Τα μακροπρόθεσμα σχέδια της NASA προβλέπουν μια επανδρωμένη αποστολή στον Άρη, αλλά η εκτόξευσή της αποκλείεται να πραγματοποιηθεί πριν από το 2025 τουλάχιστον.

100 Άρης (πλανήτης) Με επιτυχία προσεδαφίστηκε στον πλανήτη Άρη το ρομποτικό όχημα Curiosity, ανακοίνωσε η NASA. Η διάρκειας επτά λεπτών διαδικασία, αποτελεί την δυσκολότερη προσεδάφιση μη επανδρωμένου διαστημικού οχήματος στον Κόκκινο Πλανήτη. Το ρομποτικό όχημα Curiosity έστειλε το πρώτο του σήμα όταν εισήλθε στην ατμόσφαιρα του Άρη. «Λάβαμε σήματα, τα πράγματα φαίνονται καλά» δήλωσε μέλος της αποστολής.

101 Άρης (πλανήτης) Το διαστημόπλοιο της NASA εκτοξεύτηκε από το ακρωτήριο Κανάβεραλ στις 26 Νοεμβρίου 2011 και η απόσταση που διένυσε είναι 570 εκατομμύρια χιλιόμετρα. Προσεδαφίστηκε χωρίς προβλήματα στις 08:32 (ώρα Ελλάδας) το πυρηνοκίνητο ρομπότ της NASA, Curiosity, για να ξεκινήσει μια νέα αποστολή εξερεύνησης του Άρη με σκοπό να διευκρινιστεί αν ο Κόκκινος Πλανήτης είχε ποτέ τις συνθήκες να υποστηρίξει οποιαδήποτε διαβίωση. Το πρόγραμμα κόστισε 2,5 δισ. δολάρια.

102 Άρης (πλανήτης) Το σκάφος εισήλθε στην ατμόσφαιρα του Άρη με ταχύτητα περίπου 20 χιλιάδων χλμ/ώρα. Ένας συνδυασμός συστημάτων (αλεξίπτωτα, ειδικά σχεδιασμένοι προωθητήρες κ.α.) που είναι ενσωματωμένα στο σκάφος βοήθησαν το Curiosity ώστε να προσεδαφιστεί όσο πιο «μαλακά» γίνεται για να μην υποστεί ζημιά κανένα από τα προηγμένα και υπερευαίσθητα όργανα που διαθέτει.

103 Άρης (πλανήτης) Η ολοκλήρωση της διαδικασίας προσεδάφισης στον Άρη με επιτυχία έγινε δεκτή με επευφημίες, χειροκροτήματα και αγκαλιές από το προσωπικό της NASA. Κι ενώ το Curiosity της NASA προσεδαφίζεται στον Κόκκινο Πλανήτη, σε μία από τις πλέον φιλόδοξες αποστολές της αμερικανικής διαστημικής υπηρεσίας, αυξάνεται το ενδιαφέρον για τις επόμενες γενιές των οχημάτων εξερεύνησης του ηλιακού μας συστήματος. Στην περίπτωση του Curiosity, πρόκειται για ένα ογκώδες όχημα, βάρους ενός τόνου στο μέγεθος ενός τζιπ, καθώς είναι σχεδιασμένο για να μεταφέρει μεγάλο όγκο εξοπλισμού.

104 Άρης (πλανήτης) Ωστόσο, όσο μεγαλύτερο είναι ένα όχημα εδάφους, τόσο δυσκολότερη είναι και η αποστολή του σε έναν πλανήτη, λόγω κόστους, ενέργειας και εμβέλειας, οπότε και οι έρευνες στον χώρο πλέον στρέφονται προς την κατεύθυνση της νανοτεχνολογίας.

105 Άρης (πλανήτης) Παλαιότερες αποστολές Οι αποστολές που πραγματοποιήθηκαν στο παρελθόν με προορισμό τον κόκκινο πλανήτη ανέρχονται σε 40. Μόνο 14 από αυτές ήταν επιτυχείς. 1960: Το ρωσικό διαστημόπλοιο «Μάρσνικ» δεν κατάφερε να μπει σε τροχιά γύρω από τη Γη. 1971: Το πρώτο ρωσικό διαστημόπλοιο που κατάφερε να προσεδαφιστεί στον Άρη σταμάτησε να λειτουργεί 20 δευτερόλεπτα μετά. 2003: Εκτοξεύτηκαν δύο ρομπότ της NASA, το «Rover» και το «Opportunity», πέντε φορές μικρότερα από το «Curiosity».

106 ΤΕΛΟΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ Πατσιομύτης Νίκος Πατσιώλης Κων/νος Πάσσος Κυριάκος Ρεστέμης Γιώργος

107

108 Σαμούρη θωμαή Σίμου Μαρία Παπαχρήστου Μελίνα Πικιόνι Έλενα Πατσιούρας Φώτης

109 Το θέμα της εργασίας το οποίο παρουσιάζεται στις επόμενες διαφάνειες είναι οι δορυφόροι του ηλιακού μας συστήματος. Αυτοί χωρίζονται σε φυσικούς και τεχνητούς δορυφόρους. Αρχικά γίνεται αναφορά στους φυσικούς δορυφόρους οι οποίοι μπορεί να είναι και πάνω από ένας σε κάθε πλανήτη του ηλιακού μας συστήματος. Έπειτα παρουσιάζονται εικόνες τους από το διάστημα. Στη συνέχεια αναφέρονται οι τεχνητοί δορυφόροι δηλαδή αυτοί που τους έφτιαξε ο άνθρωπος. Τέλος από τους τεχνητούς δορυφόρους δεν παραλείπονται φωτογραφίες και λεπτομέρειες για την χρήση τους.

110

111 Φυσικό δορυφόρο, καλούμε το ουράνιο σώμα που περιστρέφεται γύρο από έναν πλανήτη και δεν έχει κατασκευαστεί και τεθεί σε τροχιά από τον άνθρωπο ( ή από άλλο νοήμον ον αν βρεθεί ποτέ ). Στο Ηλιακό μας Σύστημα παρατηρούμε δύο κατηγορίες φυσικών δορυφόρων. Έχουμε δορυφόρους οι οποίοι φαίνονται να δημιουργήθηκαν μαζί με τον πλανήτη τους και οι οποίοι είναι σώματα με συμμετρικό σχήμα, σχεδόν σφαιρικό, όπως και οι πλανήτες.

112 Παρατηρούμε όμως και δορυφόρους ( Φόβος και Δείμος του Άρη ) οι οποίοι έχουν ασύμμετρο σχήμα και σύσταση όμοια με των αστεροειδών. Πρόκειται για αστεροειδείς που κάποια στιγμή αιχμαλωτίστηκαν από το βαρυτικό πεδίο του πλανήτη. Γενικά, οι γίγαντες πλανήτες έχουν συστήματα δορυφόρων ενώ από τους γήινους, δορυφόρους έχουν μόνο η Γη και ο Άρης και μάλιστα φαίνεται πως δεν έχουν δημιουργηθεί μαζί με τους πλανήτες τους, αλλά τους απόκτησαν αργότερα.

113 Η διάκριση ανάμεσα σε ένα σύστημα Πλανήτη-Δορυφόρου και διπλού συστήματος σωμάτων ( π.χ πλανητών ή νάνων πλανητών ) γίνεται γενικά με τον ακόλουθο τρόπο. Αν το κέντρο μάζας των δύο σωμάτων βρίσκεται μέσα στο ένα σώμα, τότε θεωρείται ότι αυτό κυριαρχεί βαρυτικά επί του άλλου και έχουμε έτσι ένα σώμα με ένα δορυφόρο. Παράδειγμα τέτοιου συστήματος αποτελεί το σύστημα Γη-Σελήνη. Αν από την άλλη το κέντρο μάζας των δύο σωμάτων βρίσκεται κάπου μεταξύ τους, τότε τα θεωρούμε διπλό σύστημα.

114 Άτλας Ύδρα Γανυμήδης Δείμος Διώνη Δορυφόροι Άρη Δορυφόροι Έριδας Δορυφόροι Γης Δορυφόροι Δία Δορυφόροι Κρόνου Δορυφόροι Ουρανού Δορυφόροι Πλούτωνα

115 Η Σελήνη είναι (ο μοναδικός) φυσικός δορυφόρος της Γης και ο πέμπτος μεγαλύτερος φυσικός δορυφόρος του ηλιακού συστήματος. Πήρε το όνομά του από την Σελήνη, αρχαιοελληνική θεά του δορυφόρου αυτού. Λέγεται επίσης «Φεγγάρι» στη δημοτική γλώσσα, λιγότερο επίσημα ή ποιητικά. Αποτελείται από στερεά υλικά με σύσταση παρόμοια με αυτή της Γης. Είναι το φωτεινότερο σώμα στην ουράνια σφαίρα μετά τον Ήλιο, επειδή είναι και το κοντινότερο στη Γη ουράνιο σώμα. Εξαιτίας αυτής της εγγύτητας, η Σελήνη έχει ισχυρή βαρυτική επίδραση στη Γη (παλιρροϊκή αλληλεπίδραση), προκαλώντας φαινόμενα όπως οι παλίρροιες, αλλά και επηρεάζοντας τον άξονα περιστροφής της.

116 Η Σελήνη, ο δορυφόρος της Γης.

117

118 Ο Κρόνος είναι ο έκτος πλανήτης σε σχέση με την απόστασή του από τον Ήλιο και ο δεύτερος μεγαλύτερος του Ηλιακού Συστήματος μετά τον Δία, με διάμετρο στον ισημερινό του χιλιόμετρα και ανήκει στους λεγόμενους γίγαντες αερίων. Το όνομά του προέρχεται από τον Κρόνο της αρχαίας ελληνικής μυθολογίας και σχετίζεται με την λέξη χρόνος. Σχεδόν ταυτίζεται με το Ρωμαϊκό θεό Saturn, απ' όπου προέρχονται και οι άλλες ευρωπαϊκές ονομασίες.

119 Ο Κρόνος είναι εμφανώς συμπιεσμένος στους πόλους και αυτό οφείλεται στην πολύ γρήγορη περιστροφή του πλανήτη γύρω από τον άξονά του, τη μικρή πυκνότητά του και τη ρευστή κατάστασή του. Η ισημερινή διάμετρος του Κρόνου είναι 10% μεγαλύτερη από την πολική ( km έναντι 54,364 km. Ο Κρόνος είναι ο μόνος πλανήτης στο Ηλιακό Σύστημα του οποίου η πυκνότητα είναι μικρότερη από αυτή του νερού. Αν και ο πυρήνας του Κρόνου έχει σαφώς μεγαλύτερη πυκνότητα από το νερό, η συνολική πυκνότητα του Κρόνου είναι 0.69 g/cm³ εξαιτίας της αέριας ατμόσφαιρας. Ο Κρόνος είναι μόλις 95 φορές βαρύτερος από τη Γη σε σύγκριση με τον Δία που είναι 318 φορές, [10] ο οποίος είναι περίπου 20% μεγαλύτερος από τον Κρόνο. [11]

120

121 Οι εντυπωσιακοί δακτύλιοι γύρω από τον Κρόνο παρατηρήθηκαν για πρώτη φορά από τον Γαλιλαίο, ο οποίος, μη μπορώντας να εξηγήσει αυτό που έβλεπε, καθώς και το φαινόμενο της "εξαφάνισης" των δακτυλίων ανά περιόδους, νόμισε ότι επρόκειτο για τρία σώματα. Το φαινόμενο της "εξαφάνισης" εξήγησε το 1666 ο Ολλανδός αστρονόμος Κρίστιαν Χόυχενς, που εξήγησε ότι οι δακτύλιοι έμοιαζαν να εξαφανίζονται κάθε φορά που το επίπεδο πάνω στο οποίο βρίσκονται συνέπιπτε με το επίπεδο της παρατήρησής τους από τη Γη.

122 Οι δακτύλιοι του Κρόνου είναι οι πιο εμφανείς του ηλιακού συστήματος. Εδώ φωτογραφημένοι από του Κασσίνι του 2007.

123 Ο Ουρανός είναι ο έβδομος πλανήτης του Ηλιακού μας συστήματος και έχει είκοσι επτά γνωστούς φυσικούς δορυφόρους. Όλοι οι δορυφόροι του Ουρανού έχουν πάρει τα ονόματά τους από χαρακτήρες των έργων του Ουίλλιαμ Σαίξπηρ και του Αλεξάντερ Πόουπ. Οι δύο πρώτοι δορυφόροι του Ουρανού, η Τιτάνια και ο Όμπερον, ανακαλύφθηκαν από τον Ουίλιαμ Χέρσελ το 1787 ενώ οι υπόλοιποι σφαιροειδείς δορυφόροι ανακαλύφθηκαν το 1851 από τον Ουίλιαμ Λάσελ (Άριελ και Ουμβριήλ) και το 1948 από τον Γκέραρντ Κάιπερ (Μιράντα).

124 Οι έξι περισσότερο γνωστοί δορυφόροι του Ουρανού συγκρινόμενοι κατά μέγεθος. Από αριστερά προς τα δεξιά: Πακ, Μιράντα, Άριελ, Ουμβριήλ, Τιτάνια και Όμπερον.

125 Οι υπόλοιποι δορυφόροι ανακαλύφθηκαν μετά το 1985, είτε από το Βόγιατζερ 2 είτε από προηγμένα επίγεια τηλεσκόπια. Οι δορυφόροι του Ουρανού χωρίζονται σε τρεις κατηγορίες: τους δεκατρείς εσωτερικούς δορυφόρους, τους πέντε κύριους δορυφόρους και τους εννιά ακανόνιστους δορυφόρους. Οι εσωτερικοί δορυφόροι είναι μικρά μαύρα σώματα τα οποία έχουν κοινές ιδιότητες και κοινή καταγωγή με τους δακτύλιους του Ουρανού.

126

127

128

129

130

131

132

133

134

135

136 Το Ηλιακό μας σύστημα έχει 179 φυσικούς δορυφόρους, ή φεγγάρια, αν εξαιρέσουμε αυτούς που περιφέρονται γύρω από μικρά σώματα του Ηλιακού μας συστήματος. Δεκαεννιά δορυφόροι είναι αρκετά μεγάλοι ώστε να έχουν υδροστατική ισορροπία και έτσι θα θεωρούνταν πλανήτες ή πλανήτες νάνοι εάν ήταν σε τροχιά γύρω από τον ήλιο.

137 Η πρώτη ανακάλυψη δορυφόρου, αν εξαιρέσουμε την Σελήνη, έγινε από τον Γαλιλαίο το 1610, ο οποίος ανακάλυψε τους τέσσερις μεγάλους δορυφόρους του Δία. Στους επόμενους τρεις αιώνες ανακαλύφθηκαν λίγοι δορυφόροι. Από το 1970 και μετά που άρχισαν οι διαστημικές αποστολές σε άλλους πλανήτες, και κυρίως του Βόγιατζερ 1 και του Βόγιατζερ 2 οι ανακαλύψεις δορυφόρων αυξήθηκαν και από το 2000 και μετά ανακαλύφθηκαν πολύ περισσότεροι με την χρήση μεγάλων επίγειων τηλεσκοπίων.

138 1 Ερμής 2 Αφροδίτη 3 Γη 4 Άρης 5 Δήμητρα 6 Δίας 7 Κρόνος 8 Ουρανός 9 Ποσειδώνας 10 Πλούτωνας 11 Χαουμέια 12 Μακεμάκε 13 Έρις

139 Σύνθεση φωτογραφιών της επιφάνειας του Άρη που ελήφθησαν από το Viking 1 ενώ βρισκόταν σε τροχιά γύρω από τον κόκκινο πλανήτη.

140 Μέχρι στιγμής υπάρχουν 66 επιβεβαιωμένοι φυσικοί δορυφόροι του Δία, 50 εξ αυτών έχουν ονομαστεί, καθιστώντας τον έτσι τον πλανήτη με τους περισσότερους δορυφόρους "ασφαλούς τροχιάς" στο ηλιακό μας σύστημα. [1] Οι μεγαλύτεροι από αυτούς, οι τέσσερις δορυφόροι του Γαλιλαίου, o Γανυμήδης, η Καλλιστώ, η Ιώ και η Ευρώπη, ανακαλύφθηκαν το 1610 και ήταν τα πρώτα σώματα που βρέθηκαν να περιστρέφονται γύρω από ένα ουράνιο σώμα που δεν ήταν ούτε η Γη, ούτε ο Ήλιος.

141

142 Ένας τεχνητός δορυφόρος είναι οποιαδήποτε κατασκευή, που δημιουργήθηκε από τον άνθρωπο, τοποθετείται σε τροχιά γύρω από ένα ουράνιο σώμα, ενώ ειδικότερα, τεχνητός δορυφόρος της Γης λέγεται κάθε αντικείμενο που τοποθετείται από τον άνθρωπο σε τροχιά γύρω από αυτήν. Αντιθέτως, όλα τα ουράνια σώματα που είναι μέρη του Ηλιακού Συστήματος, συμπεριλαμβανομένης και της Γης, είναι δορυφόροι είτε του Ήλιου, είτε, όπως η Σελήνη, δορυφόροι άλλων ουράνιων σωμάτων. Αυτοί οι δορυφόροι λέγονται φυσικοί δορυφόροι, προκειμένου να διακρίνονται από τους τεχνητούς.

143 Η εκτόξευση και η τοποθέτηση σε κατάλληλη τροχιά γίνεται με πυραύλους, οι οποίοι συνήθως αποτελούνται από πολλά μέρη (ορόφους). Κάθε όροφος είναι ένας ξεχωριστός πύραυλος, ο οποίος αρχίζει να λειτουργεί όταν εξαντληθούν τα καύσιμα του προηγούμενου ορόφου, ο οποίος αποσπάται και απορρίπτεται. Με τον τρόπο αυτόν το μέρος που απομένει έχει μικρότερο βάρος και συνεχίζει το ταξίδι του με ολοένα μεγαλύτερη ταχύτητα, μέχρις ότου φτάσει στο

144 Ο Aqua (EOS AM-2) είναι ένας πολυεθνικός δορυφόρος επιστημονικής έρευνας της NASA σε τροχία γύρω από τη Γη, ο οποίος μελετά την ατμοσφαιρική κατακρήμνιση και τους κύκλους του νερού. Το όνομα Aqua είναι λατινικό και σημαίνει «νερό». Αποτελεί το δεύτερο μεγάλο υποσύστημα του Συστήματος Παρατήρησης της Γης (Earth Observing System (EOS)) το οποίο περιλαμβάνει τον δορυφόρο Terra (εκτοξεύθηκε το 1999) και τον δορυφόρο Aura (εκτοξεύτηκε το 2004).

145 Ο Aqua εκτοξεύτηκε από την αεροπορική βάση Vandenberg της Καλιφόρνιας στις 4 Μαϊου 2002 προσαρτημένος σε έναν πύραυλο Delta II της Boeing. Κινείται σε τροχιά συγχρονισμένη με τον ήλιο (ηλιοσύγχρονη τροχιά). Πετάει ηγούμενος του σχηματισμού δορυφόρων που καλείται Το τρένο και περιλαμβάνει τους δορυφόρους Aura, CALIPSO, CloudSat και τον γαλλικό PARASOL

146

147 Ο Explorer 1 ήταν ο πρώτος δορυφόρος που εκτόξευσαν οι ΗΠΑ στο διάστημα, στις 31 Ιανουαρίου του Ο Explorer 1 ήταν η απάντηση στον Sputnik των Σοβιετικών, οι οποίοι είχαν ξεκινήσει την προσπάθεια για την εξερεύνηση του διαστήματος. Δεν αποτέλεσε ωστόσο την πρώτη απόπειρα για εκτόξευση δορυφόρου, καθώς είχε προηγηθεί μια αποτυχημένη προσπάθεια το Δεκέμβριο του 1957.

148 Ο δορυφόρος ήταν εξοπλισμένος με όργανα για παρατηρήσεις της ραδιενέργειας γύρω από τη Γη και δημιουργήθηκε υπό την εποπτεία του καθηγητή Τζέιμς βαν Άλεν (James A. Van Allen). Τα δεδομένα που πήρε τόσο ο Explorer 1 όσο και ο Explorer 3 (Μάρτιος του 1958) ήταν τα πρώτα επιστημονικά δεδομένα της εποχής του Διαστήματος. Οι ραδιενεργές ζώνες γύρω από τη Γη είναι γνωστώς ως ζώνες Van Allen

149 Μήκος (με τη ρουκέτα): 203 εκ. Διάμετρος: 15 εκ. Bάρος: 13.9 χγμ.

150 Ο δορυφόρος GSAT-4, γνωστός και ως HealthSat, ήταν δορυφόρος επικοινωνιών και πλοήγησης, ο οποίος εκτοξεύθηκε τον Απρίλη του 2010 από τον Ινδικό Οργανισμό Διαστημικής Έρευνας. Ο δορυφόρος εκτοξεύτηκε με τον πύραυλο Geosynchronous Satellite Launch Vehicle Mk.II αλλά έπεσε στον Κόλπο της Βεγγάλης μετά από 8 λεπτά κατά τη διάρκεια του τρίτου σταδίου, του κρυογονικού, όπου είχε χαθεί η επαφή μαζί του.

151 Ο Hellas-Sat-2 είναι ο δορυφόρος που βρίσκεται σήμερα υπό την ιδιοκτησία, εμπορική εκμετάλλευση και έλεγχο της εταιρίας hellas sat. Εκτοξεύτηκε από το Ακρωτήριο Κανάβεραλ, στη Φλόριντα των ΗΠΑ στις 14 Μαΐου Μετά από την επιτυχημένη εκτόξευση που είχε, τέθηκε επιτυχώς στη γεωστατική τροχιά 39Ε (δηλαδή βρίσκεται μόνιμα σε γεωγραφικό μήκος 39 ανατολικά του Γκρίνουϊτς και πλάτος 0, δηλαδή επί του ισημερινού) συγκεκριμένα πάνω από την περιοχή της Κένυας. Πρόκειται για το μοντέλο Eurostar E2000+ της γαλλικής εταιρίας Astrium.

152 Την ευθύνη εκτόξευσης του Hellas Sat 2 είχαν οι εταιρείες Lockheed Martin και ILS (International Launch Services), ενώ τον ελληνικό δορυφόρο μετέφερε στο Διάστημα ο νέας γενιάς πύραυλος Atlas V. Πρέπει να σημειωθεί ότι μεταξύ των σχεδιαστών του πυραύλου είναι και ο ελληνικής καταγωγής Γιάννης Καράς, υψηλόβαθμο στέλεχος της Lockheed Martin. Ο δορυφόρος Hellas Sat-2 διαθέτει δύο σταθερές δέσμες με 18 αναμεταδότες για την κάλυψη της Ευρώπης και δύο κινητές δέσμες με 12 αναμεταδότες για την κάλυψη της Μέσης Ανατολής, της Αφρικής, και της Νοτιοανατολικής - Κεντρικής Ασίας

153 Ο Terra (EOS AM-1) είναι ένας πολυεθνικός δορυφόρος επιστημονικής έρευνας της NASA σε τροχιά γύρω από τη Γη, ο οποίος μελετάει την ατμοσφαιρική κατακρήμνιση και τους κύκλους του νερού. Εκτοξεύτηκε στις 18 Δεκεμβρίου, 1999 πάνω σε ένα όχημα Atlas IIAS και άρχισε να συλλέγει δεδομένα στις 24 Φεβρουαρίου, Αποτελεί την ναυαρχίδα του Συστήματος Παρατήρησης της Γης (Earth Observing System (EOS)) ακολουθήθηκε από τον Aqua που εκτοξεύθηκε το 2002 και τον Aura που εκτοξεύτηκε το 2004

154

155 Οι δορυφόροι Έκο (αγγλ. echo, Ηχώ) ήταν οι πρώτοι πειραματικοί δορυφόροι επικοινωνιών της NASA. Είχαν την μορφή επιμεταλλωμένου μπαλονιού και ουσιαστικά ήταν παθητικοί ανακλαστήρες μικροκυμάτων, έτσι ώστε να προωθούν τα σήματα της τηλεπικοινωνίας σε απομακρυσμένα σημεία της γης. [1]

156 Αφού η πρώτη αποστολή με πύραυλο δέλτα που μετέφερε τον δορυφόρο Έκο 1 στις 13 Μαΐου του 1960 απέτυχε, η δεύτερη προσπάθεια έθεσε τον Έκο 1Α (ή απλά Έκο 1) επιτυχώς σε τροχιά X χλμ στις 12 Αυγούστου του Το μπαλόνι ήταν κατασκευασμένο από επιμεταλλωμένο πολυεστέρα Mylar πάχους 0,127 χιλ. και είχε διάμετρο 30,5 μέτρων. Ο δορυφόρος χρησιμοποιήθηκε με επιτυχία για την διηπειρωτική αντανάκλαση σημάτων τηλεπικοινωνίας, ραδιοφωνίας, και τηλεόρασης. Λόγω του μεγάλου όγκου και της μικρής μάζας του βοήθησε επίσης τον προσδιορισμό της πυκνότητας της ατμόσφαιρας και της ηλιακής πίεσης. Δεδομένου ότι η λαμπρή επιφάνειά του αντανακλούσε ηλεκτρομαγνητικά κύματα και στο ορατό φάσμα, το Έκο 1A ήταν ορατό με γυμνό οφθαλμό από το μεγαλύτερο μέρος της γης.

157 . Ξεπερνούσε μάλιστα σε λαμπρότητα τα περισσότερα αστέρια, και γιαυτό θεωρείται ότι το είδαν περισσότεροι άνθρωποι από οποιοδήποτε άλλο ανθρώπινο κατασκεύασμα στο διάστημα. Το Έκο 1A κάηκε μπαίνοντας στην γήινη ατμόσφαιρα στις 24 Μαΐου του Το Έκο 1 ήταν παθητικός δορυφόρος επικοινωνιών: η επιφάνειά του αντανακλούσε τα σήματα χωρίς όμως να έχει ενεργούς πομπούς. Τέθηκε σε χαμηλή τροχιά της γης, και γιαυτό φαινόταν σαν λαμπρό αντικείμενο που διαπερνούσε τον ουρανό γρήγορα και επανειλημμένα από την μια πλευρά του ορίζοντα στην άλλη. Έφερε επίσης το παρατσούκλι «satelloon» (satelite baloon).

158

159 Το Έκο 2 υποβάλλεται σε εντατικά δοκιμαστικά πίεσης στο Weekesville, Νόρθ Καρολάινα. Το Έκο 2, είχε διάμετρο 41,1 μ και ήταν επίσης από επιμεταλλωμένο συνθετικό PET με βελτιωμένο σύστημα προφούσκωσης για να βελτιώσει την γεωμετρική σφαιρικότητα του μπαλονιού. Εκτοξεύτηκε στις 25 Ιανουαρίου 1964 σε έναν πύραυλο Thor Agena. Χρησιμοποιήθηκε ως δορυφόρος επικοινωνιών, και επίσης για την εξερεύνηση της δυναμικής των μεγάλων διαστημικών σκαφών καθώς επίσης και για τη γεωμετρική γεωδαισία της υφηλίου. Το Έκο 2 κάηκε μπαίνοντας στην γήινη ατμόσφαιρα στις 7 Ιουνίου του 1969.

160 Ο Κούριερ 1Β (αγγλ. Courier, αγγελιοφόρος) ήταν ο πρώτος δορυφόρος που είχε την δυνατότητα αναμετάδοσης σημάτων. Εκτοξεύτηκε στις 4 Οκτωβρίου Κατασκευαστής ήταν η εταιρεία WDL στο Πάλο Άτλο της Καλιφόρνια. Η πρόταση κατασκευής του έγινε από το Σώμα U.S. Army Signal Corps τον Σεπτέμβριο του 1958, και η εκτόξευση του έγινε το Ο πρώτος δορυφόρος του προγράμματος, ο Κούριερ 1A, ανατινάχτηκε 2,5 λεπτά μετά από την εκτόξευση του πυραύλου.

161 Ήταν εξοπλισμένος με περίπου ηλιακά κύτταρα για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και για πρώτη φορά χρησιμοποιήθηκαν μπαταρίες καδμίου νικελίου. Είχε χωρητικότητα μετάδοσης μηνυμάτων bit/s. Μετά από την πρώτη τροχιά του, διαβίβασε ένα μήνυμα από τον Πρόεδρο Αϊζενχάουερ στα Ηνωμένα Έθνη από την περιοχή Deal Test Site, ένα σταθμό μετάδοσης έξω από την βάση του Fort Monmouth, και αναμεταδόθηκε σε έναν επίγειο σταθμό στο Πουέρτο Ρίκο. Μετά από 228 τροχιές σε 17 ημέρες, το έδαφος έχασε τον έλεγχο του δορυφόρου. Θεωρείται ότι οι κωδικοί πρόσβασης που βασίζονταν σε ρολόι αποσυγχρονίστηκαν, επομένως ο δορυφόρος δεν αποκρίνονταν καθώς ερμήνευε τις εντολές ως αναρμόδιες ή πλαστές.

162

163 Αμερικανικός μετεωρολογικός δορυφόρος GOES-8 Μετεωρολογικοί δορυφόροι ή δορυφόροι καιρού ονομάζονται ειδικές διαστημικές μηχανές, σύγχρονα επιτεύγματα της διαστημικής, που εκτοξεύονται με διαστημικά οχήματα και θέτονται στη συνέχεια σε τροχιά γύρω από τη Γη, για την παρακολούθηση και πρόβλεψη των γήινων καιρικών φαινομένων. Στη σύγχρονη εποχή των διαστημικών ερευνών πράγματι λέξεις όπως "πύραυλος", "διαστημόπλοιο", "τεχνητός δορυφόρος" θεωρούνται πλέον συνήθεις και κοινότυπες αφού αποτελούν πλέον μέρος της καθημερινής ζωής

164 . Η επιστήμη όμως που θεωρείται πως έχει ευεργετηθεί περισσότερο από κάθε άλλη από αυτή την δραστηριότητα είναι αναμφίβολα η Μετεωρολογία. Οι πληροφορίες που στέλνουν οι μετεωρολογικοί δορυφόροι ειδικά από το διάστημα είναι περισσότερο ικανές να προβλέψουν την εξέλιξη των καιρικών φαινομένων σε ένα τόπο για τις επόμενες 4, 5 ή και 10 ημέρες αυξάνοντας έτσι το εύρος της πρόγνωσης. Τέτοιου είδους δυνατότητες θεωρούνται ιδιαίτερα σημαντικές στην ανθρώπινη διαβίωση. Δεν θα πρέπει να λησμονείται ότι κύματα ψύχους, ή πλημμυρών, τυφώνες και άλλα φαινόμενα που κυριολεκτικά παραλύουν συχνά ολόκληρες ηπείρους θα μπορούν να είναι λιγότερο καταστροφικά αν υπάρχει έγκαιρη πρόβλεψη. Έτσι η περαιτέρω ανάπτυξη των μετεωρολογικών παρατηρήσεων, μέσω των δορυφόρων αυτών, καθιστούν συνέχεια περισσότερο μακροπρόθεσμη την πρόγνωση του καιρού.

165 . Έτσι η περαιτέρω ανάπτυξη των μετεωρολογικών παρατηρήσεων, μέσω των δορυφόρων αυτών, καθιστούν συνέχεια περισσότερο μακροπρόθεσμη την πρόγνωση του καιρού. Πρώτος τεχνητός δορυφόρος που εκτοξεύθηκε ειδικά για ανάγκες μετεωρολογίας ήταν το 1960 που έφερε το όνομα TIROS-1 ο οποίος και έστειλε στη Γη περίπου φωτογραφίες. Από τότε εκατομμύρια άλλες φωτογραφίες έχουν σταλεί στη Γη από τους μετεωρολογικούς δορυφόρους που εκτοξεύθηκαν στη συνέχεια και τοποθετήθηκαν σε τροχιές γύρω από τη Γη. Οι δορυφόροι αυτοί θέτονται σε τροχιές περιστροφής με την ίδια ταχύτητα περιστροφής της Γης ουτως ώστε να βρίσκονται συνέχεια πάνω από το ίδιο σημείο του γήινου ισημερινού.

166 Οι δορυφόροι αυτοί είναι διαφόρων εθνικοτήτων που σχηματίζουν μεταξύ τους ένα δίκτυο μετεωρολογικής παρατήρησης και πληροφόρησης για τη σφαιρική κατανομή των καιρικών φαινομένων του πλανήτη Γη. Το σύστημα αυτό βρίσκεται σε συνεχή λειτουργία όλο το 24ωρο, σε διάφορα μήκη κύματος, παρέχοντας έτσι πληροφορίες μέρα και νύκτα. Νεότερες σειρές μετεωρολογικών δορυφόρων περισσότερο εξελιγμένοι άνοιξαν πραγματικά νέους ορίζοντες στους μετεωρολόγους. Όπως σημειώνει χαρακτηριστικά σε διαλέξεις του ο διακεκριμένος επιστήμονας και διευθυντής του Ευγενιδείου Πλανηταρίου, Διονύσης Σιμόπουλος "οι σύγχρονοι μετεωρολογικοί δορυφόροι ξεπερνούν κάθε προηγούμενο αφού οι δυνατότητές τους σε σχέση μ εκείνον του 1960 είναι όσο το ακόντιο με το πολυβόλο"!

167 Οι τελευταίας γενιάς μετεωρολογικοί δορυφόροι είναι εφοδιασμένοι με πλείστα ηλεκτρονικά όργανα όχι μόνο αυτόματης ανάλυσης και καταγραφής φωτογραφιών αλλά και λήψης συγκέντρωσης και ανάλυσης εκπομπών γήινων αυτόματων μετεωρολογικών σταθμών που βρίσκονται σε απρόσιτες περιοχές (π.χ. ερήμους, θάλασσες, πολικές ζώνες, απρόσιτες κορφές οροσειρών κ.λπ) που περιέχουν αναγκαία φυσικά τοπικά μεγέθη όπως η θερμοκρασία, ατμοσφαιρική πίεση, υγρασία ατμόσφαιρας, ταχύτητα και φορά ανέμων κ.λπ. Έτσι επιτυγχάνεται συλλογή πλούσιου υλικού που μετά από ηλεκτρονική επεξεργασία, σε πολλές των περιπτώσεων οι δορυφόροι αυτοί να παραδίδουν (συντάσσουν) ακόμη και τον μετεωρολογικού χάρτη πρόβλεψης καιρού συγκεκριμένου τόπου και χρόνου.

168 Οι ευρωπαϊκοί μετεωρολογικοί δορυφόροι ως γνωστόν τοποθετούνται σε τροχιά με την προωθητική ισχύ (εκτόξευση) του γνωστού διαστημικού πυραύλου (πυραυλικού τύπου) Αριάν. Με τις δορυφορικές παρατηρήσεις των παραπάνω μετεωρολογικών δορυφόρων διαμορφώνονται οι σύγχρονοι καθημερινοί μετωρολογικοί χάρτες ταχύτερα και σε συντομότερα αναδιαστήματα.

169

170 Ο Σπούτνικ 1 (Спутник-1, Sputnik 1) ήταν ο πρώτος τεχνητός δορυφόρος στην ιστορία. Εκτοξεύτηκε στις 4 Οκτωβρίου 1957 από τη Σοβιετική Ένωση και αποτελεί το πρώτο αποφασιστικό βήμα της ανθρωπότητας στην εξερεύνηση του διαστήματος. Ο Σπούτνικ 1 (στα Ρωσικά Σπούτνικ σημαίνει συνοδός, ενώ το επίσημο όνομά του ήταν Τεχνητός Δορυφόρος της Γης ή ISZ στα Ρώσικα) εκτοξεύτηκε από το Κοσμοδρόμιο του Μπαϊκονούρ στο Καζακστάν, με έναν πύραυλο R-7. Κατασκευάστηκε και εκτοξεύτηκε από τη Σοβιετική Ένωση ως συμβολή στο Διεθνές Γεωφυσικό Έτος Ήταν ο πρώτος μιας σειράς δέκα δορυφόρων με το ίδιο όνομα. Ο επόμενος Σπούτνικ 2 μετέφερε τον πρώτο ζωντανό οργανισμό στο διάστημα, τη σκυλίτσα Λάικα, ενώ ο Σπούτνικ 3 ήταν ένα πολύ μεγαλύτερο τροχιακό εργαστήριο και οι Σπούτνικ 4-10 ήταν σκάφη τύπου Βοστόκ που μετέφεραν ζώα και ένα ανθρώπινο ομοίωμα.

171 Ο δορυφόρος ουσιαστικά ήταν ένα μεταλλικό σώμα στρογγυλού (σφαιρικού) σχήματος διαμέτρου 58 εκατοστών, και κατασκευασμένο από αλουμίνιο βάρους περίπου 83 κιλών. Σκοπός του ήταν η μελέτη του περιβάλλοντος έξω από την ατμόσφαιρα. Κατέγραψε την θερμοκρασία στο εσωτερικό και την επιφάνεια της σφαίρας καθώς και την πυκνότητα της ανώτερης ατμόσφαιρας και της διάδοσης των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων στην ιονόσφαιρα. Οι δυο τελευταίες μετρήσεις έγιναν με τη μελέτη των σημάτων που έστελνε ο δορυφόρος στη Γη, των περίφημων «μπιπ» του, που εξέπεμπε κάθε 0,3 δευτερόλεπτα. Ακόμα, η σφαίρα ήταν γεμάτη με άζωτο υπό πίεση, για να διαπιστωθεί κατά πόσον θα υπήρχαν συγκρούσεις με μετεωρίτες και απώλεια αερίου, κάτι που όμως δεν παρατηρήθηκε.

172 Περιφερειακά στη μεταλλική σφαίρα επάνω υπήρχαν τέσσερις κεραίες επικοινωνίας, μήκους 2,4-2,9 μέτρων. Είχε δύο πομπούς ισχύος 1 Watt στα βραχέα κύματα και συγκεκριμένα στις συχνότητες και MHz. Η εκπομπή συνίστατο από παλμούς, το εύρος των οποίων καθορίζετο από την θερμοκρασία και την πίεση. Οι πομποί του λειτούργησαν για τρεις βδομάδες, μέχρι δηλαδή οι μπαταρίες του να εξασθενήσουν. Συνέχισε όμως την τροχιά του γύρω από τη Γη για 92 μέρες, μέχρι τις 3 Ιανουαρίου 1958, οπότε κάηκε κατά την επανείσοδό του στην ατμόσφαιρα. Είχε κάνει τροχιές γύρω από τη Γη, καλύπτοντας μια συνολική απόσταση 70 εκατομμυρίων χιλιομέτρων. Το μέσο ύψος της τροχιάς ήταν 250 χιλιόμετρα, με απόγειο στα 947 χιλιόμετρα στην αρχή της αποστολής και με έγκλιση 65,0 ως προς τον Ισημερινό. Στην διάρκεια της τριμηνιαίας πτήσης του έχανε συνέχεια ύψος επειδή η τριβή με την ιονόσφαιρα ήταν ισχυρή, ισχυρότερη από τις προβλέψεις και τον επιβράδυνε ασταμάτητα. Έτσι την 96η ημέρα και σε ύψος 100 χιλιομέτρων μπήκε στα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας και

173

174 Ο Σπούτνικ 2 (ρωσ.:спутник-2) ήταν το δεύτερο κατά σειρά διαστημικό σκάφος που εκτοξεύτηκε από την Σοβιετική Ένωση στις 3 Νοεμβρίου 1957 και τέθηκε σε τροχιά γύρω από τη Γη. Είναι επίσης το πρώτο διαστημικό σκάφος που μετέφερε έναν ζωντανό οργανισμό στο διάστημα, τη σκυλίτσα Λάικα. Οι διαστάσεις του ήταν 4 μέτρα (13 πόδια) ύψος μέχρι την κωνική του κορυφή, ενώ η διάμετρος στη βάση του ήταν 2 μέτρα (6,5 πόδια). Περιείχε διάφορα διαμερίσματα για τις ραδιοσυσκευές αποστολής σημάτων, ένα σύστημα τηλεμετρίας, μια μονάδα προγραμματισμού, μια γεννήτρια παραγωγής ηλεκτρικού ρεύματος, ένα σύστημα ελέγχου θερμοκρασίας για την καμπίνα, και επιστημονικά όργανα.

175 Η διαβίβαση μηχανογραφικών στοιχείων δεδομένων γίνονταν με βάση το σύστημα τηλεμετρίας Tral D, το οποίο θα διαβίβαζε τα στοιχεία στη γη για 15 λεπτά σε κάθε περιφορά. Είχε δύο φωτόμετρα για τη μέτρηση της ηλιακής ακτινοβολίας (υπεριώδεις ακτίνες και ακτίνες X) και κοσμικής ακτινοβολίας. Δεν είχε τηλεοπτικές κάμερες ή φωτογραφικές μηχανές (κάποιες τηλεοπτικές εικόνες σκυλιού που υπάρχουνε είναι από Σπούτνικ 5 με επιβάτη τη Στρέλκα και φέρονται κατά λάθος να είναι της Λάικα).

176

177 Τηλεπικοινωνιακός δορυφόρος ονομάζεται ο μη επανδρωμένος τεχνητός δορυφόρος (unmanned artificial satellite), μέσω του οποίου παρέχονται υπηρεσίες μεγάλων αποστάσεων, όπως τηλεοπτικής και ραδιοφωνικής μετάδοσης, τηλεφωνικών επικοινωνιών και συνδέσεων ηλεκτρονικών υπολογιστών. Οι δορυφόροι έχουν τη μοναδική δυνατότητα να παρέχουν κάλυψη μεγάλων γεωγραφικών περιοχών και να διασυνδέουν μακρινούς και δυσπρόσιτους τηλεπικοινωνιακούς κόμβους και γι' αυτό τα δορυφορικά δίκτυα αποτελούν σήμερα αναπόσπαστο τμήμα των περισσότερων τηλεπικοινωνιακών συστημάτων. Τις τελευταίες δεκαετίες η τεχνολογία των δορυφορικών συστημάτων συνεχώς προοδεύει και η χρήση γεωσύγχρονων δορυφόρων για επικοινωνίες μεγάλων αποστάσεων αναπτύσσεται ταχύτατα.

178 Σήμερα, η εξοικείωση των ηλεκτρονικών μηχανικών με τη δορυφορική τεχνολογία, τις δορυφορικές επικοινωνίες και τις δορυφορικές ζεύξεις καθίσταται αναγκαία, καθώς οι δορυφορικές τηλεπικοινωνίες αναμένεται να παίζουν συνεχώς μεγαλύτερο ρόλο στα σύγχρονα τηλεπικοινωνιακά συστήματα. Οι δορυφόροι έχουν προωθήσει σημαντικά την επικοινωνία με την δημιουργία παγκόσμιων τηλεφωνικών συνδέσεων, ενώ χάρη σε αυτούς γίνονται εφικτές ραδιοφωνικές και τηλεοπτικές μεταδόσεις σε πραγματικό χρόνο. Ένας δορυφόρος λαμβάνει σήμα μικροκυμάτων από έναν επίγειο σταθμό (uplink), κατόπιν ενισχύει και αναμεταδίδει το σήμα σε έναν σταθμό λήψης στη γη σε διαφορετική συχνότητα (η κατιούσα σύνδεση.

179 Ένας δορυφόρος επικοινωνίας τοποθετείται σε γεωσύγχρονη τροχιά, πράγμα που σημαίνει σημαίνει ότι τίθεται σε τροχιά με την ίδια ταχύτητα με την οποία περιστρέφεται η Γη. Ο δορυφόρος μένει στην ίδια θέση σχετικά με την επιφάνεια της Γης, έτσι ώστε ο σταθμός αναμετάδοσης δεν θα χάσει ποτέ την επαφή με τον δέκτη.

180 Μερικοί από τους πρώτους δορυφόρους επικοινωνιών σχεδιάστηκαν για να λειτουργήσουν με παθητικό τρόπο. Αντί να μεταδώσουν ενεργά τα ραδιοσήματα, χρησίμευσαν μόνο για να απεικονίσουν τα σήματα που εκπέμφθηκαν σε αυτούς με τη μετάδοση των σταθμών στο έδαφος. Τα σήματα απεικονίστηκαν σε όλες τις κατευθύνσεις, έτσι θα μπορούσαν να ληφθούν από τους σταθμούς λήψης σε όλο τον κόσμο. Ο «Echo 1», που εκτοξεύθηκε από τις Ηνωμένες Πολιτείες το 1960, κατασκευάστηκε από επαργυρωμένο πλαστικό μπαλόνι διαμέτρου 30 μ. Το 1964 ακολούθησε ο «Echo 2» με 41 μ. διάμετρο. Η ικανότητα τέτοιων συστημάτων περιορίστηκε σοβαρά από την ανάγκη για τις ισχυρές συσκευές αποστολής σημάτων και τις απαιτούμενες μεγάλες επίγειες κεραίες.

181 Οι Echo 1 και 2 ήταν πρώιμοι δορυφόροι επικοινωνιών που εκτοξεύτηκαν από τις Ηνωμένες Πολιτείες στις αρχές της δεκαετίας του '60. Τα μεγάλα αυτά μπαλόνια μετέδιδαν τα ραδιοσήματα πίσω στη γη. Οι δορυφόροι Echo προετοίμασαν το έδαφος για τους πιο πρόσφατους και πιο περίπλοκους δορυφόρους επικοινωνιών

182 Ο Telstar ήταν ένας από τους πρώτους ενεργούς δορυφόρους επικοινωνιών. Εκτοξεύτηκε από τις Ηνωμένες Πολιτείες το Μετέδωσε τις πρώτες ζωντανές τηλεοπτικές εικόνες μεταξύ των Ηνωμένων Πολιτειών και της Ευρώπης, και θα μπορούσε επίσης να μεταδώσει τηλεφωνικές κλήσεις.

183 Ο δορυφόρος επικοινωνιών Syncom 4 εκτοξεύτηκε από διαστημικό λεωφορείο. Οι σύγχρονοι δορυφόροι επικοινωνιών λαμβάνουν, ενισχύουν και αναμεταδίδουν τις πληροφορίες πίσω στη Γη, που παρέχει την τηλεόραση, το φαξ, το τηλέφωνο, το ραδιόφωνο, και τις συνδέσεις ψηφιακών στοιχείων σε όλο τον κόσμο. Ο Syncom 4 ακολουθεί μια γεωσύγχρονη τροχιά που έχει την ίδια ταχύτητα με της γήινης περιστροφής, ώστε να παραμένει ο δορυφόρο σε μια σταθερή θέση σε σχέση με τη Γη. Αυτός ο τύπος τροχιάς επιτρέπει τις συνεχείς συνδέσεις επικοινωνίας μεταξύ των επίγειων σταθμών.

184 Οι εμπορικοί δορυφόροι παρέχουν ένα ευρύ φάσμα των υπηρεσιών επικοινωνιών. Τα τηλεοπτικά προγράμματα αναμεταδίδονται διεθνώς, προκαλώντας το φαινόμενο γνωστό ως «παγκόσμιο χωριό». Οι δορυφόροι αναμεταδίδουν, επίσης, προγράμματα στα συστήματα καλωδιακών τηλεοράσεων καθώς επίσης και στα σπίτια που εξοπλίζονται με δορυφορικές κεραίες (πιάτα). Επιπλέον, τα πολύ μικρά τερματικά (VSATs) αναμεταδίδουν τα ψηφιακά στοιχεία για ένα πλήθος επιχειρησιακών υπηρεσιών. Οι δορυφόροι INTELSAT διαθέτουν τηλεφωνικά κυκλώματα, με την αυξανόμενη χρήση της ψηφιακής μετάδοσης

185 . Οι ψηφιακές μέθοδοι κωδικοποίησης πηγής έχουν οδηγήσει σε δεκαπλάσια μείωση του ποσοστού μετάδοσης που απαιτείται για να μεταφερθεί ένα κανάλι φωνής, ενισχύοντας, κατά συνέπεια, την ικανότητα των υπαρχουσών εγκαταστάσεων και μειώνοντας το μέγεθος των επίγειων σταθμών που παρέχουν την τηλεφωνική υπηρεσία. Ο διεθνής κινητός δορυφορικός οργανισμός (INMARSAT), που ιδρύεται το 1979, είναι κινητό δίκτυο τηλεπικοινωνιών, που παρέχει τις συνδέσεις ψηφιακών στοιχείων, το τηλέφωνο, και τη μετάδοση αντιγράφων, ή με φαξ, την υπηρεσία μεταξύ των σκαφών, τις παράκτιες εγκαταστάσεις, και τους με βάση την παράκτια περιοχή σταθμούς σε όλο τον κόσμο. Επίσης επεξέτεινε τις δορυφορικές συνδέσεις για την φωνή και τη μετάδοση φαξ στα αεροσκάφη στις διεθνείς διαδρομές.

186

187

188