Владимир Сурдин - Разведка далеких планет
aP=(Gm)/r2
и в сторону Солнца:
a☉=(GM)/R2,
Очевидно, «уровень самостоятельности» планеты — спутника как члена Солнечной системы определяется отношением этих величин:
a☉/aP=Mr2/(mR2).
Если это отношение заметно меньше единицы, значит, спутник в плену у своей планеты. Если же оно больше единицы, то спутник движется в основном под влиянием Солнца, как нормальная планета Солнечной системы, а роль планеты — хозяина состоит лишь в том, чтобы синхронизовать движение самой планеты и ее спутника по близким околосолнечным орбитам. Такое движение — не плен, а скорее совместная прогулка. Из равенства a☉=aP легко найти радиус так называемой сферы тяготения планеты, внутри которой доминирует ее гравитация:
r=R√(m/M)
Как видим (табл. 8.3), среди всех спутников — планет только у Луны a☉/aP больше 1: Луна находится вне сферы тяготения Земли, она вдвое сильнее притягивается к Солнцу, чем к Земле! С этой точки зрения Луна — планета, а не спутник. Если внезапно остановить Землю, то Луна «бросит» ее и продолжит свой обычный путь вокруг Солнца. В чем причина такой уникальности Луны? Возможно, своим происхождением она отличается от других планет — спутников?
Таблица 8.3
Гравитационное влияние планеты-хозяина и Солнца на планету-спутник, включая кандидатов
Планета-спутник М/т R/r a☉/aP Планета-хозяин Луна 332946 389 2,2 Земля Ио 1 047,56 1845 0,00031 Европа 1 047,56 1 160 0,00078 Юпитер Ганимед 1 047,56 728 0,0020 Каллисто 1 047,56 413 0,0061 Тефия 3 498,84 4 865 0,00015 Диона 3 498,84 3 799 0,00024 Рея 3 498,84 2 720 0,00047 Сатурн Титан 3 498,84 1 173 0,0025 Япет 3 498,84 403 0,022 Энцелад 3 498,84 6024 0,00010 Ариэль 22 961,8 15 036 0,00010 Умбриэль 22 961,8 10 791 0,00020 Титания 22 961,8 6 579 0,00053 Уран Оберон 22 961,8 4 919 0,00095 Миранда 22 961,8 22 097 0,00005 Тритон 19 352,8 12 658 0,00012 Нептун Протей 19 352,8 38190 0,00001 Харон 1,59×108 301 000 0,0018 ПлутонНе на все вопросы удается немедленно дать ответ. Над некоторыми еще предстоит размышлять и автору этой книги, и ее читателям. Иногда поставить вопрос не менее важно, чем найти на него ответ. Мы даже не знаем пока, есть ли смысл в объединении планетообразных спутников в отдельную группу, что общего между ними и в чем каждый их них неповторим. До сих пор только одно из этих тел, Луну, посетили астронавты и роботы и еще на одном, Титане, недолго поработал спускаемый аппарат. С некоторыми спутниками сближались зонды, другие они изучали издалека, а визит к Харону еще только предстоит. Поэтому не будем забегать вперед и познакомимся с теми планетами — спутниками, о которых уже многое известно.
Луна — окно в прошлое и будущее Земли
Лунная ночь — это больше, чем просто ночь. Лунная ночь — это прогулка вдвоем по берегу моря, теплый весенний вечер, силуэты стогов на скошенном поле, тихая гладь реки с серебристой лунной дорожкой… Лунная ночь — это поэзия. Земля и Луна — космические соседи; они постоянно взаимодействуют, но не создают друг другу проблем. Иное дело — Солнце. Это опасный сосед: оно может согреть, а может и убить. Недаром у жителей пустынь есть казнь Солнцем: человека зарывают в песок по горло и оставляют на солнцепеке медленно умирать… В отличие от Солнца, Луна — наш друг и помощник. Она не греет, но и не убивает; с ней светло и не одиноко по ночам. Любуясь Луной, любитель астрономии делает свой первый «шаг» во Вселенную, а нередко — и в большую науку. Вооружившись биноклем или подзорной трубой, юный ученый ловит в объектив лунный свет и замирает от восхищения: перед ним иная планета, совсем рядом, с горами и долинами, с круглыми цирками и россыпями мелких кратеров. Ему еще предстоит узнать, что его простенький оптический прибор, наведенный на Луну, превращается в машину времени и «переносит» своего хозяина на миллиарды лет назад, в ту далекую эпоху, когда сформировалась и навсегда застыла в почти неизменном виде поверхность Луны.
Рис. 8.7. Изобразив Луну в одном масштабе с нормальной планетой (Меркурий), карликовой планетой (Церера) и крупным астероидом (Веста), мы понимаем, что по своим физическим параметрам Луна принадлежит к группе планет.
Рис. 8.8. Планета — спутник Луна сопровождает Землю миллиарды лет.
Сегодня мы видим на поверхности Луны следы событий, происходивших миллиарды (!) лет назад. Повторяю — мы не обнаруживаем их с помощью хитроумных научных приборов, а просто видим, глядя на Луну в маленький телескоп, в простой бинокль и даже невооруженным глазом. Ничего подобного нельзя сказать о Земле и большинстве других планет: их лик изменчив. Только поверхности Меркурия и отчасти Марса «помнят» свое далекое прошлое, которое неразделимо с прошлым Солнечной системы. Этим они и интересны.
Разумеется, даже у таких «замороженных» тел, как Луна и Меркурий, поверхность понемногу эволюционирует под действием ударного вскапывания микрометеоритами. Оценки показывают, что верхний сантиметр лунного грунта перемешивается примерно за 10 млн лет, а слой толщиной в 1 м — за 1 млрд лет. Если это так, то на глубине всего нескольких метров залегают слои возрастом в миллиарды лет! Конечно, такое счастье ждет планетологов не в любом месте лунной поверхности, а лишь там, где в ближайшие эпохи не падали крупные метеориты, разрушающие порядок слоев лунной коры.
Все, что происходило в космосе в окрестности Земли, неминуемо отражалось и на Луне: изменение активности Солнца, периоды интенсивной метеоритной бомбардировки, эволюция орбиты — все это Луна «помнит» лучше, чем Земля. На нашей родной и очень активной планете дождь и ветер, вулканы и движение материков быстро стирают следы космического влияния; на лунной поверхности эти следы сохраняются почти вечно. Недаром единственный геолог, побывавший на Луне, астронавт Харрисон Шмитт, назвал Луну «пыльным окном в прошлое Земли». Это, конечно, верная, но не полная характеристика нашего спутника. Исследования Луны позволяют нам заглянуть не только в прошлое, но отчасти и в будущее Земли.
