Какое расстояние от Солнца до планеты Нептун — минимальное, максимальное и среднее
Нептун – наиболее удаленная от Солнца планета. Сколько же километров или астрономических единиц отделяют ее от звезды?
Прежде, чем ответить на этот вопрос, нужно уточнить, что орбита Нептуна является эллипсом, а не окружностью. Поэтому расстояние от планеты до светила непостоянно. Его минимальное значение составляет 4,453 млрд км (29,8 а. е.), а максимум равен 4,554 млрд км (30,4 а. е.). В качестве среднего значения часто принимают длину большой полуоси эллипса, равную 4,503 млрд км, или 30,1 а. е.
Нептун расположен так далеко от Земли, что, в отличие от всех остальных планет Солнечной системы, его невозможно увидеть невооруженным взглядом. Даже после изобретения телескопа больше двух веков никто не догадывался о восьмой планете в нашей системе. Однако наблюдения за Ураном показывали, что его орбита не совпадает с расчетной, поэтому появилось предположение о существовании ещё одной планеты. Многомесячные расчеты, выполненные У. Леверье, позволили определить район, в котором должна находиться неоткрытая планета. Лишь после этого И. Галле в 1846 г. смог ее обнаружить.
Интересно, что Нептун не всегда был самой отдаленной планетой. При формировании Солнечной системы его орбита лежала между орбитами Сатурна и Урана. Однако в течение сотен миллионов лет Юпитер и Сатурн выталкивали Нептун дальше от Солнца, в результате чего он поменялся местами с Ураном. Процесс «убегания» Нептуна от Солнца завершился только тогда, когда он врезался в скопление астероидов – пояс Койпера.
Хотя Нептун и дальше от звезды, чем Уран, его температура всё же несколько выше. Он прогревается до –200°С, тогда как на Уране температура может достигать и –224°С. Дело в том, что Нептун получает много тепла из своих недр. Пока не совсем понятно, вследствие каких физических процессов это тепло выделяется.
Единственным аппаратом, пролетавшим вблизи Нептуна, стал «Вояджер-2». Он стартовал в 1977 г., а вблизи Нептуна оказался только в 1989 г. Таким образом, он преодолел расстояние в 4,5 млрд км за 12 лет.
Список использованных источников
Источник
Расстояние от Нептуна до Солнца
Среднее расстояние от Солнца до Нептуна — 4,5 млрд км. Если перевести это значение в астрономические единицы, получим 30,1 а.е.: эта планета примерно в 30 раз дальше от центра Солнечной системы, чем Земля.
Общие сведения о Нептуне
- класс: планета-газовый гигант;
- подкласс: планета-ледяной гигант;
- радиус: 24, 6 тыс. км;
- масса: 1.02×10²⁶ кг;
- средняя плотность: 1,64 г/см³;
- ускорение свободного падения (значение на экваторе): 11,15 м/с²;
- количество природных спутников: 14.
Внутреннее строение планеты напоминает уранианское. До 20% общей массы Нептуна составляет аммиачно-метановая атмосфера, переходящая в более плотную мантию с температурой 3000-5000 К. Согласно общепринятой в астрономии терминологии, данное вещество рекомендуется называть ледяной материей. Однако это плотная горячая жидкая субстанция — океан расплавленного аммиака.
На отметке около 7 тыс. км метан из мантии разлагается на водород и углерод. Последний кристаллизуется в алмазы, устремляющиеся с большой скоростью в направлении нептунианского ядра. Это явление получило название «алмазных ливней». Ядро Нептуна с предполагаемой температурой 5400 К состоит из железисто-никелевых и силикатосодержащих веществ. Оно в 1,2 раза тяжелее земного.
Орбита планеты
Небесное тело движется по орбите слабо вытянутой эллиптической формы. Светило находится примерно в одном из фокусов этого эллипса. Полный оборот вокруг Солнца планета совершает примерно за 165 земных лет, что составляет продолжительность местного года. Со времени открытия объекта в середине XIX в. 1 нептунианский год закончился только в 2011 г.
Нептун движется в пространстве со скоростью около 5,43 км/с. Направление околосолнечного вращения классическое, против часовой стрелки (если смотреть со стороны условного Северного полюса мира).
Расстояние между Солнцем и Нептуном
В перигелии минимальное расстояние между объектами равно 4,452 млн км. В афелии планетарное тело удаляется от светила на 4,554 млрд км. В астрономических единицах эти дистанции составляют 29,77 и 30,44 соответственно. Афелий и перигелий наступают у этой планеты примерно 1 раз в 82,5 земного года.
Разница между наибольшим и наименьшим расстоянием от Нептуна до Солнца составляет:
- в километрах — около 101 млн;
- в а.е. — 0,67;
- в световых часах — 4,2.
Последнее значение говорит о том, сколько времени требуется солнечному свету, чтобы попасть на поверхность планеты.
Удаленность Нептуна от Земли
Средним расстоянием между этими двумя планетами принято значение 4,35 млрд км. Это дистанция в момент противостояния Нептуна с Землей — его нахождения на одной прямой линии с нами и центром Солнечной системы, но такую позицию можно наблюдать нечасто.
Более точное расстояние в каждый период нужно определять исходя из:
- взаимного расположения космических объектов в момент измерения;
- нахождения тел в той или иной точке своей собственной орбиты;
- радиусов Земли и Нептуна в разных регионах этих планет.
Земные космические корабли, развившие вторую космическую скорость, способны долететь до Нептуна за 12 лет и 10 месяцев. Однако это значение лишь теоретическое, ведь на практике нужно учитывать собственное орбитальное движение планеты-цели в пространстве и гравитацию других небесных тел, мимо которых будет пролетать аппарат.
Также важно то, что вторая космическая скорость необходима только для выхода за пределы орбиты Земли, а дальнейший полет целесообразно выполнять более медленно в целях экономии топлива.
Источник
Время полета до Нептуна
Сегодня человечество знает 8 планет Солнечной системы, каждая из них движется по своей орбите, вращаясь вокруг Солнца, без которого биологическая жизнь на Земле невозможна. Пытливый ум исследователя задается вопросом, насколько далеко от звездного дома землян расположены другие космические объекты, возможна ли там жизнь и сколько лететь до Нептуна, расположенного на дальней дистанции от главного светила.
Расстояние до Нептуна
Ледяной гигант с массой, в 17 раз превышающей вес Земли, планета Нептун расположена у самого края Солнечной системы. Радиус по экватору составляет 24 764 км — это в 4 раза длиннее земного пояса. По диаметру Нептун находится на 4-м месте среди остальных планет Солнечной системы, уступая в размерах Юпитеру, Сатурну и Урану, а по массе замыкает тройку лидеров вместе с Юпитером и Сатурном.
Основная информация о планете:
- Этот газовый малоизученный ледяной гигант имеет чрезвычайно низкую температуру поверхности, по зафиксированным данным, в верхних слоях атмосферы она составляет -220 ֩С.
- В атмосфере Нептуна преобладают гелий и водород так же, как у Юпитера и Сатурна.
- Ярко-синий цвет небесного тела на фотоснимках объясняется примесью метана в газообразной оболочке.
- Один год на Нептуне равен 165 земным годам или 90 000 дней, за это время Нептун облетает главное светило по своей орбите.
- День на Нептуне проходит за 16 земных часов.
Если когда-нибудь человеку удастся добраться до Нептуна, то, глядя в иллюминатор космического корабля, он не отличит нашу Землю от других мерцающих огоньков в безграничном Космосе.
Время перелета
Чтобы долететь до Нептуна на современной ракете с минимальными затратами топлива, траектория полета космического корабля должна пройти по эллипсу, ближайшая к Солнцу точка которого расположится на орбите Земли, а наиболее удаленная — на траектории Нептуна. Наибольшая полуось такой орбиты составит 15,5 атмосферных единиц. В этом случае продолжительность полета займет половину времени обращения вокруг Солнца по такой орбите — это эквивалент 29 — 30 земных лет.
Затраты топлива
Межпланетные миссии, которые человечество отправит к Нептуну, должны учитывать удаленность звезды от Солнца. Сегодня обеспечить энергией аппараты, направляющиеся к дальним рубежам Солнечной системы, возможно только при помощи плутония-238. Без радиоизотопного источника электроэнергии (сокращенно РИТЭГ) подобное путешествие невозможно. На солнечных батареях космический аппарат не доберется дальше Юпитера.
Так, на борту орбитальной станции «Кассини», которая стартовала 15 октября 1997 г. с миссией изучения Сатурна, имелось сразу 3 РИТЭГа, содержащих 33 кг плутония-238. Станция, отправляющаяся к ледяному гиганту, должна иметь как минимум такой же или больший запас изотопного топлива.
Стартовавшая 19 января 2006 г. автоматическая межпланетная станция «Новые горизонты», на борту которой был установлен только 1 РИТЭГ, являлась пролетной, а не орбитальной космической миссией. Информация, которую станция собирала о Нептуне в течение 2 недель, транслировалась на Землю на протяжении 1 года. Такая задержка в передаче сведений недопустима для орбитального зонда. Чтобы ускорить передачу информации, космическая станция должна быть оснащена более мощными источниками энергии.
Аппараты, способные проделать путь
Единственный аппарат, которому удалось приблизиться к дальней планете и прислать на Землю ценные фотоматериалы — космический зонд «Вояджер-2», запущенный NASA. Звездолет покинул поверхность Земли, отправившись в межпланетное путешествие 20 августа 1977 г. Изначально его миссия состояла в изучении гигантов Солнечной системы Юпитера и Сатурна, включая спутники этих планет. Но траектория полета космического аппарата позволила ему совершить масштабные открытия, доставив на Землю снимки самых отдаленных планет Урана и Нептуна.
Первые фотографии при подлете «Вояджера-2» к Нептуну получены сотрудниками NASA 23 января 1989 г., когда зонд приблизился к планете на расстояние 310 млн километров. 24 августа 1989 г. космический аппарат начал движение мимо заледеневшей сферы.
Звездолет пробыл рядом с планетой 4 месяца, приблизившись на минимальную дистанцию в 4900 км от облачного слоя планеты. «Вояджер-2» сделал снимки гиганта, зафиксировав 13 спутников, крупнейшим из которых является Тритон. 3 июля 1989 г. звездолету удалось сделать редкий снимок Тритона, запечатлев его в одном кадре с голубой планетой.
Благодаря информации, полученной с космического зонда, ученым удалось сделать измерение скорости ветра. В некоторых областях она достигала 700 м/с. Это самые быстрые ветра в Солнечной системе. Приблизившись на минимальное расстояние, аппарат передал снимки атмосферы Нептуна, на которых ученые впервые увидели атмосферные облака и зафиксировали крупное темное пятно. Когда в 1994 г. NASA получило снимки Нептуна с орбитального телескопа «Хаббл» — это пятно с поверхности планеты уже исчезло.
После изучения ледяного гиганта космический аппарат «Вояджер-2» взял курс за границы Солнечной системы.
Источник
Нептун – загадочная планета на краю Солнечной системы
Еще в 1846 году европейские астрономы поссорились из-за того, как назвать недавно обнаруженную восьмую планету. В конечном итоге они остановились на имени Нептун, в честь римского бога моря. Название оказалось точным, поскольку Нептун, как мы теперь знаем гораздо лучше, окрашен в глубокий океанический синий цвет с белыми пятнами и более глубокий синий цвет, играющий на его облаках.
Наряду с Ураном, астрономы классифицируют Нептун как «ледяной гигант». Это большой мир, радиус Нептуна в четыре раза больше земного, с плотной атмосферой, состоящей в основном из водорода и гелия, а также воды, аммиака и других веществ.
Если Уран кажется далеким от Солнца на расстоянии 2,8 миллиарда километров, то Нептун находится еще на 1,6 миллиард километров дальше. Это расстояние в 30 раз больше, чем расстояние от Земли до Солнца. Можно себе представить, как сложно проводить изучение Нептуна.
«Нептун находится на пределе наших возможностей обнаружения с помощью наземных телескопов, а также космического телескопа Хаббл», — сказала Хайди Хаммель, планетарный астроном, была в составе команды исследователей, производивших съёмку Нептуна с зонда «Вояджер-2» в 1989 году.
Единственный вид Нептуна крупным планом, который мы когда-либо видели, был сделан в 1989 году, благодаря пролету «Вояджера-2» мимо планеты. Исследование Нептуна с космического корабля выявило множество до сих пор нерешённых загадок, в том числе:
Гиперактивная атмосфера
Астрономы ожидали, что Нептун будет выглядеть довольно скучно в безветренном, безликом мире в условиях глубокого холода. Вместо этого «Вояджер-2» обнаружил турбулентную атмосферу с более легкой рябью облаков и бушующими бурями, в том числе одну, получившую название «Большое темное пятно». Удивительно, но самые быстрые ветры, когда-либо зарегистрированные в Солнечной системе, наблюдаются на Нептуне. Их скорость составляет около 2100 километров в час.
Похоже, что движущей силой этой метеорологической активности является внутреннее тепло Нептуна, которое, возможно, сильнее, чем у Урана.
«По мере удаления от Солнца Юпитер, Сатурн и Уран становятся холоднее в своих верхних слоях атмосферы. Но когда вы добираетесь до Нептуна, он такой же теплый, как Уран», — сказала Хаммель.
Условно говоря, конечно, обе планеты очень холодные – их температура минус 215 градусов Цельсия.
Типичные планетарные источники тепла, включая оставшееся внутреннее тепло от образования и распада радиоактивных элементов, возможно, могут объяснить температуру Нептуна.
Комковатые кольца
Нептун, как и его гигантские собратья Юпитер, Сатурн и Уран, имеет кольцевую систему. Но вместо отдельных структур, похожих на гимнастические обручи, кольца Нептуна выглядят довольно крупными, с кусками материала, образующими дуги во внешнем кольце.
«Эти сгустки — это места, где склеивается множество кольцевых частиц», — сказала Хайди Хаммель.
Гравитационные влияния малых спутников могут вызывать регулярное склеивание колец. Но наблюдения Хаммель и её коллег в последние годы показывают, что этот механизм недостаточно точно работает.
«Расположение дуг относительно друг друга изменилось. И мы не понимает каким образом это произошло», — сказала Хаммель.
Необычное магнитное поле
Когда «Вояджер-2» обнаружил странное магнитное поле на Уране, то ученые предположили, что столкновение, которое опрокинуло эту планету на бок, точно так же повлияло и на выработку магнитного поля. Тем не менее, когда «Вояджер-2» измерил поле Нептуна, оно также происходило из области, удаленной от центра планеты, и не совпадало с вращением планеты, как это наблюдается у других изученных магнитных полей.
«Никто не ожидал, что эти магнитные поля смещены от центра планеты и наклоняются под такими сумасшедшими углами», — сказала Хаммель.
«Лучшая теория состоит в том, что магнитное поле создается не в ядре Нептуна, как на Земле, Юпитере и других планетах. Скорее всего, поле исходит от электропроводящего слоя между ядром и поверхностью «мантии соленой воды», находящейся под экстремальным давлением в отличие от любой воды на Земле», — предположила Хаммель.
Захваченный энергичный спутник?
Из 14 спутников Нептуна Тритон, безусловно, самый большой и единственный, достаточно массивный, чтобы иметь сфероидальную форму. У Тритона странная орбита, он вращается в противоположном направлении в отличие от планеты и других спутников. Кроме того, орбита расположена под углом, а не в плоскости экватора, как у обычных спутников.
Эти черты позволяют предположить, что Тритон не образовался вместе с Нептуном. Вероятно, что гравитация планеты захватила Тритон, ледяное и скалистое тело, из пояса Койпера.
«Основная теория — это гипотеза захвата Тритона», — сказала Кэндис Хансен, учёный-планетолог, член группы по обработки по получению и обработке изображений с «Вояджера-2».
Когда «Вояджер-2» пролетел мимо Нептуна, Хансен увидела первые изображения, в том числе изображения Тритона, на поверхности которого оказались извержения, похожие на гейзеры.
«Мы были поражены, увидев эти активные выбросы», — сказала Кэндис Хансен.
Что стоит за этими выбросами — не единственная загадка Тритона. Его молодая поверхность не так сильно изрезана кратерами, как можно было бы ожидать, что указывает на геологическую активность, которая стерла ранние кратеры. Ландшафт Тритона также является интригующим и уникальным.
Подписывайтесь на канал Глубины космоса , будет много интересного!
Источник