Das Universum ist ein sehr großer Ort, an dem wir uns in einer kleinen Ecke zusammenkauern. Es heißt Sonnensystem und ist nicht nur ein winziger Teil des bekannten Universums, sondern auch ein sehr kleiner Teil unserer galaktischen Umgebung - der Milchstraße. Kurz gesagt, wir sind ein Punkt im endlosen kosmischen Meer.
Trotzdem bleibt das Sonnensystem (vorerst) ein relativ großer Ort mit vielen Geheimnissen. Wir haben erst vor kurzem begonnen, die verborgene Natur unserer kleinen Welt genau zu untersuchen. Bei der Erforschung des Sonnensystems haben wir die Oberfläche dieser Box kaum zerkratzt.
Das Sonnensystem verstehen
Mit wenigen Ausnahmen verstanden vor der Ära der modernen Astronomie nur wenige Menschen oder Zivilisationen, was das Sonnensystem war. Die überwiegende Mehrheit der astronomischen Systeme postulierte, dass die Erde ein stationäres Objekt ist, um das sich alle bekannten Himmelsobjekte drehen. Darüber hinaus unterschied es sich signifikant von anderen Sternobjekten, die als ätherisch oder göttlich angesehen wurden.
Obwohl es im Altertum und Mittelalter einige griechische, arabische und asiatische Astronomen gab, die glaubten, das Universum sei heliozentrisch (dh die Erde und andere Körper drehen sich um die Sonne), entwickelte Nicolaus Copernicus erst im 16. Jahrhundert ein mathematisches Vorhersagemodell des heliozentrischen Systems Die Idee war weit verbreitet.
Galileo (1564-1642) zeigte den Menschen oft, wie man ein Teleskop benutzt und den Himmel auf dem Markusplatz in Venedig beobachtet. Bitte beachten Sie, dass es damals keine adaptive Optik gab.
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Während des 17. Jahrhunderts entwickelten Wissenschaftler wie Galileo Galilei, Johannes Kepler und Isaac Newton ein Verständnis der Physik, das allmählich zu der Akzeptanz führte, dass sich die Erde um die Sonne dreht. Die Entwicklung von Theorien wie der Schwerkraft hat auch zu der Erkenntnis geführt, dass andere Planeten den gleichen physikalischen Gesetzen wie die Erde gehorchen.
Die weit verbreitete Einführung von Teleskopen führte auch zu einer Revolution in der Astronomie. Nachdem Galileo 1610 die Jupitermonde entdeckt hatte, entdeckte Christian Huygens, dass Saturn 1655 auch Monde hat. Neue Planeten (Uranus und Neptun), Kometen (Halleys Komet) und der Asteroidengürtel wurden ebenfalls entdeckt.
Bis zum 19. Jahrhundert bestimmten drei Beobachtungen von drei verschiedenen Astronomen die wahre Natur des Sonnensystems und seinen Platz im Universum. Die erste wurde 1839 vom deutschen Astronomen Friedrich Bessel hergestellt, der erfolgreich die scheinbare Verschiebung der Position eines Sterns maß, die durch die Bewegung der Erde um die Sonne (Sternparallaxe) erzeugt wurde. Dies bestätigte nicht nur das heliozentrische Modell, sondern zeigte auch die gigantische Entfernung zwischen Sonne und Sternen.
1859 verwendeten Robert Bunsen und Gustav Kirchhoff (deutscher Chemiker und Physiker) ein neu erfundenes Spektroskop, um die spektrale Signatur der Sonne zu bestimmen. Sie entdeckten, dass die Sonne aus denselben Elementen besteht, die auf der Erde existieren, und beweisen damit, dass das irdische Firmament und das himmlische Firmament aus derselben Materie bestehen.
Dann verglich Angelo Secchis Vater - ein italienischer Astronom und Direktor der Päpstlichen Gregorianischen Universität - die spektrale Signatur der Sonne mit den Signaturen anderer Sterne und stellte fest, dass sie fast identisch waren. Dies zeigte überzeugend, dass unsere Sonne aus den gleichen Materialien besteht wie jeder andere Stern im Universum.
Weitere offensichtliche Diskrepanzen in den Umlaufbahnen der äußeren Planeten führten den amerikanischen Astronomen Percival Lowell zu dem Schluss, dass "Planet X" außerhalb von Neptun liegen muss. Nach seinem Tod unternahm das Lowell Observatory die notwendigen Forschungen, die Clyde Tombaugh schließlich 1930 zur Entdeckung von Pluto führten.
1992 entdeckten die Astronomen David K. Jewitt von der Universität von Hawaii und Jane Luu vom Massachusetts Institute of Technology ein transneptunisches Objekt (TNO), bekannt als (15760) 1992 QB1. Es trat in eine neue Population ein, die als Kuipergürtel bekannt ist, über die Astronomen schon lange gesprochen haben und die am Rande des Sonnensystems liegen sollte.
Die weitere Erforschung des Kuipergürtels um die Jahrhundertwende führte zu weiteren Entdeckungen. Die Entdeckung von Eris und anderen "Plutoiden" durch Mike Brown, Chad Trujillo, David Rabinovich und andere Astronomen hat zu einer harten Diskussion zwischen der Internationalen Astronomischen Union und einigen Astronomen über die Bezeichnung großer und kleiner Planeten geführt.
Die Struktur und Zusammensetzung des Sonnensystems
Das Herzstück des Sonnensystems ist die Sonne (ein G2-Hauptreihenstern), die von vier terrestrischen Planeten (inneren Planeten), dem Haupt-Asteroidengürtel, vier Gasriesen (äußeren Planeten) und einem massiven Feld kleiner Körper umgeben ist, das sich von 30 AE aus erstreckt. bis zu 50 amu. von der Sonne (Kuipergürtel) und einer kugelförmigen Wolke aus eisigen Planetesimalen, von der angenommen wird, dass sie sich bis zu einer Entfernung von 100.000 AE ausgedehnt hat. von der Sonne (Oort-Wolke).
Die Sonne enthält 99,86% der bekannten Masse des Systems und ihre Schwerkraft wirkt sich auf das gesamte System aus. Die meisten großen Objekte in der Umlaufbahn um die Sonne liegen in der Nähe der Ebene der Erdumlaufbahn (Ekliptik), und die meisten Körper und Planeten drehen sich in derselben Richtung um sie herum (vom Nordpol der Erde aus gesehen gegen den Uhrzeigersinn). Planeten befinden sich sehr nahe an der Ekliptik, während Kometen und Objekte des Kuipergürtels häufig in einem steilen Winkel dazu stehen.
Die vier größten rotierenden Körper (Gasriesen) machen 99% der verbleibenden Masse aus, wobei Jupiter und Saturn insgesamt mehr als 90% ausmachen. Die übrigen Objekte im Sonnensystem (einschließlich der vier Erdplaneten, Zwergplaneten, Monde, Asteroiden und Kometen) machen zusammen weniger als 0,002% der Gesamtmasse des Sonnensystems aus.
Sonne und Planeten
Manchmal teilen Astronomen diese Struktur informell in separate Regionen auf. Das erste, das innere Sonnensystem, umfasst vier terrestrische Planeten und den Asteroidengürtel. Dahinter liegt das äußere Sonnensystem, zu dem vier Gasriesen gehören. Mittlerweile gibt es auch die äußersten Teile des Sonnensystems, die als separate Region betrachtet werden, die transneptunische Objekte enthält, dh Objekte jenseits von Neptun.
Die meisten Planeten des Sonnensystems haben ihre eigenen Sekundärsysteme, Planetenobjekte drehen sich um sie - natürliche Satelliten (Monde). Die vier Riesenplaneten haben auch Planetenringe - dünne Bänder winziger Teilchen, die sich gemeinsam drehen. Die meisten der größten natürlichen Satelliten drehen sich synchron, wobei eine Seite ständig ihrem Planeten zugewandt ist.
Die Sonne, die fast die gesamte Materie im Sonnensystem enthält, besteht zu 98% aus Wasserstoff und Helium. Die terrestrischen Planeten des inneren Sonnensystems bestehen hauptsächlich aus Silikatgesteinen, Eisen und Nickel. Hinter dem Asteroidengürtel bestehen die Planeten hauptsächlich aus Gasen (Wasserstoff, Helium) und Eis - Methan, Wasser, Ammoniak, Schwefelwasserstoff und Kohlendioxid.
Objekte, die weiter von der Sonne entfernt sind, bestehen hauptsächlich aus Materialien mit niedrigeren Schmelzpunkten. Eismaterie macht die meisten Satelliten der Riesenplaneten sowie Uranus und Neptun (weshalb wir sie manchmal als "Eisriesen" bezeichnen) und zahlreiche Objekte aus, die außerhalb der Umlaufbahn von Neptun liegen.
Gase und Eis gelten als flüchtige Substanzen. Die Grenze des Sonnensystems, hinter der diese flüchtigen Stoffe kondensieren, die als "Schneegrenze" bekannt ist, liegt bei 5 AU. von der Sonne. Objekte und Planetesimale im Kuipergürtel und in den Oort-Wolken bestehen hauptsächlich aus diesen Materialien und Gesteinen.
Die Entstehung und Entwicklung des Sonnensystems
Das Sonnensystem wurde vor 4,568 Milliarden Jahren durch den Gravitationskollaps der Region in einer riesigen Molekülwolke aus Wasserstoff, Helium und kleinen Mengen schwererer Elemente gebildet, die von früheren Generationen von Sternen synthetisiert wurden. Als diese Region, die zum Sonnensystem werden sollte, zusammenbrach, führte die Erhaltung des Drehimpulses dazu, dass sie sich schneller drehte.
Das Zentrum, in dem sich der größte Teil der Masse versammelt hatte, wurde immer heißer als die umgebende Scheibe. Als sich der kollabierende Nebel schneller drehte, begann er sich zu einer protoplanetaren Scheibe auszurichten, in deren Mitte sich ein heißer, dichter Protostern befand. Die Planeten wurden durch die Akkretion dieser Scheibe gebildet, in der Staub und Gas zusammengezogen und zu größeren Körpern kombiniert wurden.
Aufgrund des höheren Siedepunkts können nur Metalle und Silikate in fester Form nahe der Sonne existieren und schließlich die terrestrischen Planeten - Merkur, Venus, Erde und Mars - bilden. Da die metallischen Elemente nur einen kleinen Teil des Solarnebels ausmachten, konnten die terrestrischen Planeten nicht sehr groß werden.
Im Gegensatz dazu bildeten sich die Riesenplaneten (Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun) jenseits des Punktes zwischen den Umlaufbahnen von Mars und Jupiter, wo die Materialien kalt genug waren, damit die flüchtigen Eiskomponenten fest blieben (auf der Schneegrenze).
Das Eis, das diese Planeten bildete, war häufiger als die Metalle und Silikate, die die inneren terrestrischen Planeten bildeten, wodurch sie massiv genug wurden, um große Atmosphären von Wasserstoff und Helium einzufangen. Verbleibende Trümmer, die niemals zu Planeten werden, haben sich in Regionen wie dem Asteroidengürtel, dem Kuipergürtel und der Oort-Wolke angesammelt.
Über 50 Millionen Jahre wurden der Druck und die Dichte von Wasserstoff im Zentrum des Protostars hoch genug, damit die thermonukleare Fusion beginnen konnte. Temperatur, Reaktionsgeschwindigkeit, Druck und Dichte wurden erhöht, bis das hydrostatische Gleichgewicht erreicht war.
Zu diesem Zeitpunkt wurde die Sonne zu einem Hauptreihenstern. Der Sonnenwind von der Sonne schuf die Heliosphäre und fegte das verbleibende Gas und den Staub der protoplanetaren Scheibe in den interstellaren Raum, wodurch der Planetenbildungsprozess beendet wurde.
Das Sonnensystem wird so bleiben, wie wir es kennen, bis der Wasserstoff im Sonnenkern vollständig in Helium umgewandelt ist. Dies wird in ungefähr 5 Milliarden Jahren geschehen und das Ende der Hauptsequenz des Lebens der Sonne markieren. Zu diesem Zeitpunkt wird der Kern der Sonne zusammenbrechen und die Energieabgabe wird viel größer sein als jetzt.
Die äußeren Schichten der Sonne werden sich um das 260-fache ihres aktuellen Durchmessers ausdehnen und die Sonne wird zu einem roten Riesen. Es wird erwartet, dass die Ausdehnung der Sonne Merkur und Venus verdampft und die Erde unbewohnbar macht, wenn die bewohnbare Zone die Marsumlaufbahn verlässt. Schließlich wird der Kern heiß genug, um die Heliumfusion zu starten, die Sonne verbrennt das Helium etwas mehr, aber dann beginnt der Kern zu schrumpfen.
Zu diesem Zeitpunkt werden die äußeren Schichten der Sonne in den Weltraum gelangen und einen weißen Zwerg zurücklassen - ein extrem dichtes Objekt, das die Hälfte der ursprünglichen Sonnenmasse hat, aber die Größe der Erde hat. Die ausgeworfenen äußeren Schichten bilden einen planetarischen Nebel, der einen Teil des Materials, das die Sonne gebildet hat, in den interstellaren Raum zurückführt.
Inneres Sonnensystem
Im inneren Sonnensystem finden wir die "inneren Planeten" - Merkur, Venus, Erde und Mars - so genannt, weil sie näher an der Sonne kreisen. Zusätzlich zu ihrer Nähe weisen diese Planeten eine Reihe von wesentlichen Unterschieden zu anderen Planeten im Sonnensystem auf.
Für den Anfang sind die inneren Planeten fest und erdig und bestehen hauptsächlich aus Silikaten und Metallen, während die äußeren Planeten Gasriesen sind. Die inneren Planeten sind näher beieinander als ihre äußeren Gegenstücke. Der Radius dieser gesamten Region ist kleiner als der Abstand zwischen den Umlaufbahnen von Jupiter und Saturn.
Typischerweise sind die inneren Planeten kleiner und dichter als ihre Gegenstücke und haben weniger Monde. Die äußeren Planeten haben Dutzende Monde und Ringe aus Eis und Fels.
Die inneren Erdplaneten bestehen hauptsächlich aus feuerfesten Mineralien wie Silikaten, die ihre Kruste und ihren Mantel bilden, und Metallen - Eisen und Nickel -, die im Kern liegen. Drei der vier inneren Planeten (Venus, Erde und Mars) haben ausreichend signifikante Atmosphären, um das Wetter zu formen. Alle sind mit Einschlagkratern übersät und haben Oberflächentektonik, Rift Valleys und Vulkane.
Von den inneren Planeten ist Merkur unserer Sonne am nächsten und der kleinste der terrestrischen Planeten. Sein Magnetfeld beträgt nur 1% des Erdfeldes, und seine sehr dünne Atmosphäre bestimmt tagsüber Temperaturen von 430 Grad Celsius und nachts -187 Grad, da die Atmosphäre nicht warm bleiben kann. Es hat keine Satelliten und besteht hauptsächlich aus Eisen und Nickel. Merkur ist einer der dichtesten Planeten im Sonnensystem.
Die Venus, die ungefähr so groß wie die Erde ist, hat eine dichte, giftige Atmosphäre, die Wärme einfängt und den Planeten zum heißesten im Sonnensystem macht. Die Atmosphäre besteht zu 96% aus Kohlendioxid, zusammen mit Stickstoff und mehreren anderen Gasen. Dichte Wolken in der venusianischen Atmosphäre bestehen aus Schwefelsäure und anderen ätzenden Verbindungen mit wenig Wasserzusatz. Der größte Teil der Venusoberfläche ist von Vulkanen und tiefen Schluchten geprägt - der größte mit einer Länge von über 6.400 Kilometern.
Die Erde ist der dritte innere Planet und der am besten untersuchte. Von den vier terrestrischen Planeten ist die Erde der größte und einzige mit flüssigem Wasser, das für das Leben notwendig ist. Die Erdatmosphäre schützt den Planeten vor schädlicher Strahlung und hilft, wertvolles Sonnenlicht und Wärme unter der Hülle zu halten, was auch für die Existenz von Leben notwendig ist.
Wie andere terrestrische Planeten hat die Erde eine felsige Oberfläche mit Bergen und Schluchten und einem Schwermetallkern. Die Erdatmosphäre enthält Wasserdampf, der dazu beiträgt, die Tagestemperaturen zu mildern. Wie Merkur hat die Erde ein inneres Magnetfeld. Und unser Mond, der einzige Satellit, besteht aus einer Mischung verschiedener Gesteine und Mineralien.
Der Mars ist der vierte und letzte innere Planet, der dank der oxidierten, eisenreichen Materialien auf der Oberfläche des Planeten auch als "Roter Planet" bekannt ist. Mars hat auch eine Reihe interessanter Oberflächeneigenschaften. Der Planet hat den größten Berg im Sonnensystem (Olymp) mit einer Höhe von 21.229 Metern über der Oberfläche und den riesigen Valles Marineris Canyon, 4000 km lang und bis zu 7 km tief.
Der größte Teil der Marsoberfläche ist sehr alt und voller Krater, aber es gibt auch geologisch neue Zonen. Die Polkappen befinden sich an den Mars-Polen, deren Größe im Mars-Frühling und Sommer abnimmt. Der Mars ist weniger dicht als die Erde und hat ein schwaches Magnetfeld, das eher von einem festen als von einem flüssigen Kern spricht.
Die dünne Marsatmosphäre hat einige Astronomen auf die Idee gebracht, dass flüssiges Wasser auf der Oberfläche des Planeten existiert und nur in den Weltraum verdampft. Der Planet hat zwei kleine Monde - Phobos und Deimos.
Äußeres Sonnensystem
Die äußeren Planeten (manchmal auch als Trojanische Planeten, Riesenplaneten oder Gasriesen bezeichnet) sind riesige gasummantelte Planeten mit Ringen und vielen Satelliten. Trotz ihrer Größe sind nur zwei von ihnen ohne Teleskope sichtbar: Jupiter und Saturn. Uranus und Neptun waren die ersten Planeten, die seit der Antike entdeckt wurden, und zeigten den Astronomen, dass das Sonnensystem viel größer ist als gedacht.
Jupiter ist der größte Planet in unserem Sonnensystem, der sich relativ schnell (10 Erdstunden) relativ zu seiner Umlaufbahn um die Sonne dreht (was 12 Erdjahre dauert). Seine dichte Atmosphäre besteht aus Wasserstoff und Helium und umgibt möglicherweise den Erdkern. Der Planet hat Dutzende von Monden, mehrere schwache Ringe und den Großen Roten Fleck - ein tobender Sturm, der seit 400 Jahren andauert.
Saturn ist bekannt für sein herausragendes Ringsystem - sieben berühmte Ringe mit genau definierten Unterteilungen und Zwischenräumen. Wie sich die Ringe gebildet haben, ist noch nicht ganz klar. Der Planet hat auch Dutzende von Satelliten. Seine Atmosphäre besteht hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium und dreht sich relativ schnell (10,7 Erdstunden) relativ zu seiner Zeit um die Sonne (29 Erdjahre).
Uran wurde erstmals 1781 von William Herschel entdeckt. Der Tag eines Planeten dauert ungefähr 17 Erdstunden, und eine Umlaufbahn um die Sonne dauert 84 Erdjahre. Uran enthält Wasser, Methan, Ammoniak, Wasserstoff und Helium um einen festen Kern. Der Planet hat auch Dutzende von Satelliten und ein schwaches Ringsystem. Das einzige Fahrzeug, das den Planeten besucht hat, ist Voyager 2 im Jahr 1986.
Neptun - ein entfernter Planet, der Wasser, Ammoniak, Methan, Wasserstoff und Helium sowie einen möglichen erdgroßen Kern enthält - hat mehr als ein Dutzend Monde und sechs Ringe. Das Raumschiff Voyager 2 besuchte 1989 auch diesen Planeten und sein System, während es durch das äußere Sonnensystem fuhr.
Transneptunische Region des Sonnensystems
Im Kuipergürtel wurden mehr als tausend Objekte entdeckt. Es wird auch angenommen, dass es ungefähr 100.000 Objekte mit einem Durchmesser von mehr als 100 km gibt. Aufgrund ihrer geringen Größe und extremen Entfernung von der Erde ist die chemische Zusammensetzung von Objekten des Kuipergürtels schwer zu bestimmen.
Spektrographische Untersuchungen der Region haben jedoch gezeigt, dass ihre Mitglieder hauptsächlich aus Eis bestehen: Eine Mischung aus leichten Kohlenwasserstoffen (wie Methan), Ammoniak und Wassereis - Kometen haben dieselbe Zusammensetzung. Erste Untersuchungen bestätigten auch eine breite Palette von Farben in Kuipergürtelobjekten, von neutralem Grau bis zu tiefem Rot.
Dies deutet darauf hin, dass ihre Oberflächen aus einer Vielzahl von Verbindungen bestehen, von schmutzigem Eis bis hin zu Kohlenwasserstoffen. 1996 erhielt Robert Brown spektroskopische Daten zu KBO 1993 SC, die zeigten, dass die Zusammensetzung der Objektoberfläche der von Plutons (und von Neptuns Mond Triton) insofern sehr ähnlich ist, als sie eine große Menge Methaneis enthält.
Wassereis wurde in mehreren Objekten des Kuipergürtels gefunden, darunter 1996 TO66, 38628 Huya und 2000 Varuna. Im Jahr 2004 stellten Mike Brown et al. Die Existenz von kristallinem Wasser und Ammoniakhydrat an einem der größten bekannten Kuiper-Objekte von 50.000 Quaoar fest. Beide Substanzen wurden während des Lebens des Sonnensystems zerstört, was bedeutet, dass sich die Oberfläche von Kwavar kürzlich aufgrund tektonischer Aktivität oder des Sturzes eines Meteoriten verändert hat.
Erwähnenswert ist Plutos Firma im Kuipergürtel. Kwavar, Makemake, Haumea, Eris und Ork sind große Eiskörper des Kuipergürtels, einige von ihnen haben sogar Satelliten. Sie sind extrem weit entfernt, aber immer noch in Reichweite.
Oort Wolke und entfernte Regionen
Es wird angenommen, dass sich die Oort-Wolke von 2000 bis 5000 AU erstreckt. bis zu 50.000 a. von der Sonne, obwohl einige diesen Bereich auf 200.000 AU erweitern. Es wird angenommen, dass diese Wolke aus zwei Regionen besteht - der kugelförmigen äußeren Oort-Wolke (innerhalb von 20.000 - 50.000 AE) und der scheibenförmigen inneren Oort-Wolke (2000 - 20.000 AE).
Die äußere Oort-Wolke kann Billionen von Objekten mit einem Durchmesser von mehr als 1 km und Milliarden mit einem Durchmesser von mehr als 20 km aufweisen. Seine Gesamtmasse ist unbekannt, aber - vorausgesetzt, der Halleysche Komet ist eine typische Darstellung der äußeren Objekte der Oort-Wolke - kann er grob auf 3 × 10 ^ 25 Kilogramm oder fünf Erden abgegrenzt werden.
Basierend auf der Analyse der jüngsten Kometen besteht die überwiegende Mehrheit der Objekte in der Oort-Wolke aus flüchtigen eisähnlichen Substanzen - Wasser, Methan, Ethan, Kohlenmonoxid, Cyanwasserstoff und Ammoniak. Es wird angenommen, dass das Auftreten von Asteroiden durch die Oort-Wolke erklärt wird - es können 1-2% der Asteroiden in der Population von Objekten vorhanden sein.
Die ersten Schätzungen platzierten ihre Masse in den 380 Erdmassen, aber das erweiterte Wissen über die Verteilung von Kometen aus langen Zeiträumen senkte diese Indikatoren. Die Masse der inneren Oort-Wolke wird noch nicht berechnet. Der Inhalt des Kuipergürtels und der Oort-Wolke wird als transneptunische Objekte bezeichnet, da Objekte in beiden Regionen Bahnen haben, die weiter von der Sonne entfernt sind als die von Neptun.
Erforschung des Sonnensystems
Unser Wissen über das Sonnensystem wurde durch das Aufkommen von Roboterrobotern, Satelliten und Robotern erheblich erweitert. Seit der Mitte des 20. Jahrhunderts haben wir das sogenannte "Weltraumzeitalter", als bemannte und unbemannte Raumschiffe begannen, die Planeten, Asteroiden und Kometen des inneren und äußeren Sonnensystems zu erforschen.
Alle Planeten des Sonnensystems wurden in unterschiedlichem Maße von Fahrzeugen besucht, die von der Erde aus gestartet wurden. Während dieser unbemannten Missionen konnten Menschen Fotos von den Planeten erhalten. Einige Missionen ermöglichten es sogar, den Boden und die Atmosphäre zu „schmecken“.
"Sputnik-1"
Das erste künstliche Objekt, das 1957 in den Weltraum geschickt wurde, war der sowjetische Sputnik-1, der die Erde erfolgreich umkreiste und Informationen über die Dichte der oberen Atmosphäre und der Ionosphäre sammelte. Die 1959 gestartete amerikanische Sonde Explorer 6 war der erste Satellit, der die Erde aus dem Weltraum fotografierte.
Roboter-Raumschiffe haben auch viele aussagekräftige Informationen über die atmosphärischen, geologischen und Oberflächenmerkmale des Planeten enthüllt. Die erste erfolgreiche Sonde, die an einem anderen Planeten vorbeiflog, war die sowjetische Sonde Luna 1, die 1959 vom Mond beschleunigt wurde. Das Mariner-Programm führte zu vielen erfolgreichen Orbitalflügen, wobei die Mariner 2-Sonde 1962 die Venus besuchte, Mariner 4 1965 den Mars besuchte und Mariner 10 1974 Merkur untersuchte.
In den 1970er Jahren wurden Sonden auf andere Planeten geschickt, beginnend mit der Mission Pioneer 10 zum Jupiter 1973 und der Mission Pioneer 11 zum Saturn 1979. Die Sonden der Voyager haben seit ihrem Start im Jahr 1977 eine große Tour durch andere Planeten unternommen, wobei sie 1979 Jupiter und 1980-1981 Saturn passierten. Voyager 2 kam dann 1986 Uranus und 1989 Neptun nahe.
Die am 19. Januar 2006 gestartete New Horizons-Sonde war das erste künstliche Raumschiff, das den Kuipergürtel erkundete. Im Juli 2015 flog diese unbemannte Mission an Pluto vorbei. In den kommenden Jahren wird die Sonde eine Reihe von Objekten im Kuipergürtel untersuchen.
Orbiter, Rover und Lander begannen in den 1960er Jahren, sich auf anderen Planeten im Sonnensystem zu entfalten. Der erste war der sowjetische Satellit Luna-10, der 1966 in die Mondumlaufbahn geschickt wurde. Es folgte 1971 der Einsatz der Raumsonde Mariner 9, die den Mars umkreiste, und der sowjetischen Sonde Venera 9, die 1975 in die Venus-Umlaufbahn eintrat.
Die Galileo-Sonde war der erste künstliche Satellit, der den äußeren Planeten umkreiste, als er 1995 den Jupiter erreichte. 2004 folgte die Mission Cassini-Huygens zum Saturn. Mercury und Vesta wurden 2011 von den Sonden MESSENGER und Dawn untersucht. Danach besuchte Dawn 2015 die Umlaufbahn des Zwergplaneten Ceres.
Die erste Sonde, die auf einem anderen Körper im Sonnensystem landete, war die sowjetische Luna 2, die 1959 auf den Mond fiel. Seitdem sind Sonden 1966 auf der Oberfläche der Venus gelandet oder gefallen (Venus 3), der Mars 1971 (Mars 3 und Viking 1 1976), der Asteroid Eros 433 2001 (NEAR) Schuhmacher) und Saturnmond Titan (Huygens) und Komet Tempel 1 (Deep Impact) im Jahr 2005.
Der Curiosity Rover hat dieses Mosaik-Selbstporträt mit einer MAHLI-Kamera auf flachem Sedimentgestein aufgenommen.
Bisher wurden nur zwei Welten im Sonnensystem, der Mond und der Mars, von umherziehenden Rovers besucht. Der erste Roboter-Rover, der auf einem anderen Körper landete, war der sowjetische Lunokhod 1, der 1970 auf dem Mond landete. 1997 landete der Sojourner auf dem Mars, der 500 Meter auf der Oberfläche des Planeten zurücklegte, gefolgt von Spirit (2004), Opportunity (2004) und Curiosity (2012).
Bemannte Missionen in den Weltraum begannen in den frühen 50er Jahren, und die beiden Supermächte, die Vereinigten Staaten und die UdSSR, die im Weltraumrennen gebunden waren, hatten zwei Schwerpunkte. Die Sowjetunion konzentrierte sich auf das Wostok-Programm, das das Versenden bemannter Raumkapseln in die Umlaufbahn beinhaltete.
Die erste Mission - "Vostok-1" - fand am 12. April 1961 statt, der erste Mann - Yuri Gagarin - ging ins All. Am 6. Juni 1963 schickte die Sowjetunion im Rahmen der Wostok-6-Mission auch die erste Frau ins All - Valentina Tereshkova.
In den Vereinigten Staaten wurde das Mercury-Projekt mit dem gleichen Zweck initiiert, eine Kapsel mit einer Besatzung in die Umlaufbahn zu bringen. Am 5. Mai 1961 ging der Astronaut Alan Shepard auf der Freedon 7-Mission ins All und wurde der erste Amerikaner im Weltraum.
Nach dem Ende der Programme "Vostok" und "Mercury" lag der Schwerpunkt der Aufmerksamkeit sowohl der Staaten als auch der Raumfahrtprogramme auf der Entwicklung eines Raumfahrzeugs für zwei oder drei Personen sowie auf langfristigen Raumflügen und außerirdischen Aktivitäten (EVA), dh dem Weltraumspaziergang in in sich geschlossenen Raumanzügen.
Infolgedessen begannen die UdSSR und die USA, ihre eigenen Programme "Voskhod" und "Gemini" zu entwickeln. Für die UdSSR beinhaltete dies die Entwicklung einer Kapsel für zwei oder drei Personen, während sich Gemini auf die Entwicklung und das Fachwissen konzentrierte, die für einen möglichen bemannten Flug zum Mond erforderlich sind.
Diese jüngste Anstrengung führte am 21. Juli 1969 zur Apollo 11-Mission, als die Astronauten Neil Armstrong und Buzz Aldrin die ersten Menschen waren, die auf dem Mond wandelten. Im Rahmen dieses Programms wurden fünf weitere Mondlandungen durchgeführt, und das Programm brachte viele wissenschaftliche Botschaften von der Erde.
Nach der Landung auf dem Mond verlagerte sich der Schwerpunkt der amerikanischen und sowjetischen Programme auf die Entwicklung von Raumstationen und wiederverwendbaren Raumfahrzeugen. Für die Sowjets führte dies zu den ersten bemannten Raumstationen, die der Weltraumforschung und dem militärischen Geheimdienst gewidmet waren und als Raumstationen Salyut und Almaz bekannt sind.
Die erste Orbitalstation mit mehr als einer Besatzung war das Skylab der NASA, in dem von 1973 bis 1974 drei Besatzungen erfolgreich untergebracht waren. Die erste echte menschliche Siedlung im Weltraum war die sowjetische Mir-Station, die von 1989 bis 1999 zehn Jahre lang ständig besetzt war. Es wurde 2001 geschlossen und sein Nachfolger, die Internationale Raumstation, hat seitdem eine konstante menschliche Präsenz im Weltraum bewahrt.
Die US-Raumfähren, die 1981 erstmals eingesetzt wurden, sind und bleiben die einzigen wiederverwendbaren Raumschiffe, die viele Orbitalflüge erfolgreich abgeschlossen haben. Fünf gebaute Shuttles (Atlantis, Endeavour, Discovery, Challenger, Columbia und Enterprise) flogen insgesamt 121 Missionen, bis das Programm 2011 geschlossen wurde.
Während seiner Funktionsgeschichte sind zwei solcher Geräte bei Katastrophen ums Leben gekommen. Dies war die Katastrophe des Challenger, der am 28. Januar 1986 beim Start explodierte, und des Columbia, der beim Wiedereintritt in die Atmosphäre am 1. Februar 2003 zusammenbrach.
Was als nächstes geschah, wissen Sie sehr gut. Der Höhepunkt der 60er Jahre machte einer kurzen Erforschung des Sonnensystems Platz und ging schließlich zurück. Vielleicht erhalten wir sehr bald eine Fortsetzung.
Alle während der Missionen erhaltenen Informationen über geologische Phänomene oder andere Planeten - zum Beispiel über Berge und Krater - sowie über deren Wetter und meteorologische Phänomene (Wolken, Staubstürme und Eiskappen) führten zu der Erkenntnis, dass andere Planeten im Wesentlichen dasselbe erleben Phänomene wie die Erde. Darüber hinaus half dies den Wissenschaftlern, mehr über die Geschichte des Sonnensystems und seine Entstehung zu erfahren.
Da unsere Erforschung des inneren und äußeren Sonnensystems weiter an Dynamik gewinnt, hat sich unser Ansatz zur Kategorisierung von Planeten geändert. Unser aktuelles Modell des Sonnensystems umfasst acht Planeten (vier terrestrische, vier Gasriesen), vier Zwergplaneten und eine wachsende Anzahl von transneptunischen Objekten, die noch identifiziert werden müssen.
Angesichts der enormen Größe und Komplexität des Sonnensystems wird es viele Jahre dauern, es im Detail zu erforschen. Wird es sich lohnen? Bestimmt.
Ilya Khel
