Сатурн — «Властелин колец» космического мира

Планета Сатурн – шестая по счету по удаленности от Солнца и едва ли не самая узнаваемая из всех. Вторая по величине после Юпитера, эта планета по праву считается одной из красивейших в небе – и все благодаря ее удивительным кольцам.

Газовый гигант, окруженный ледяными камнями, размером от миллиметра до нескольких метров, вот уже не один десяток лет будоражит умы ученых и простых обывателей. Исследования, начавшиеся более 400 лет назад, не прекращаются и по сей день, открывая миру все больше удивительных фактов о Сатурне.

Кто и когда открыл планету

Первым, кто открыл Сатурн, и кому посчастливилось увидеть его в телескоп, был Галилео Галилей.

История открытия Сатурна такова: в начале XVII века, наблюдая за планетой в телескоп, Галилей обнаружил, что небесное тело представляет собой не одно, а будто три, каким-то образом, скрепленных между собой тела. Когда через несколько лет он повторил наблюдение, то двух тел уже не обнаружил.

В 1659 исследователь из Нидерланд Христиан Гюйгенс, используя более точный телескоп, установил, что “два тела”, обнаруженные Галилеем – это кольцо вокруг планеты, а также открыл Титан – самый крупный из спутников. Продолжил исследование планеты итальянец Джованни Кассини – именно он в 1675 году установил, что Сатурн окружают несколько колец, разделенных зазором, названным позже “щелью Кассини”. Чуть позже он открыл и некоторые из спутников планеты: Диону, Япет, Рею и Тефию.

Щель Кассини и кольца Сатурна

Почти полторы сотни лет после исследований Кассини никаких существенных данных о Сатурне не было собрано.

Однако, к концу XVIII века англичанин Уильям Гершель открыл еще два крупных спутника – Энцелад и Мимас. Позднее были открыты Гиперион и Феба – единственный нерегулярный спутник, вращающийся к тому же в обратном направлении.

Происхождение названия планеты

Именем планета обязана древним римлянам. В те времена все планеты называли в честь богов, и Сатурн не стал исключением.

В честь кого назвали планету Сатурн?

Древние римляне, изучая небо, заметили звезды, которые меняли свое положение в небе. Такие небесные тела стали называться астерами – блуждающими звездами. Из-за того, что идентифицировать кольца вокруг планеты техника тех времен не позволяла, Сатурн виделся им как крупное небесное тело с двумя “шариками” – а, согласно мифологии, бог Кронос в одной руке держал серп, а в другой – колосья пшеницы.

Где находится Сатурн в Солнечной системе

Расстояние от Сатурна до Солнца исчисляется 1430 млн км, а время, за которое гигант совершает полный оборот вокруг светила, составляет приблизительно 29,5 земных лет. Примечателен тот факт, что оборот вокруг оси планета совершает быстрее, чем вокруг орбиты.

Сатурн — шестая по счету от Солнца планета, а его ближние соседи — Юпитер (пятый от Солнца) и Уран (седьмой от Солнца)

Сатурн в Солнечной системе

Как увидеть планету в телескоп

Кольца Сатурна можно увидеть в бинокль – они напоминают маленькие отростки. Через 60-70 мм телескоп четко видно кольца вокруг диска планеты, а в периоды умеренного или максимального раскрытия колец можно увидеть даже щель Кассини.

Для того, чтобы наблюдать облачные пояса гиганта,  потребуется телескоп диаметром не менее 100-125 мм, а вот для более серьезных исследований нужен уже 200-мм аппарат.

В наше время телескопы с такими характеристиками встречаются даже у астрономов-любителей, поскольку они позволяют рассмотреть все пояса, зоны, пятна планеты и даже мельчайшие детали колец.По возможности, предпочтение стоит отдавать апохроматическим рефракторам – они дают контрастные и потрясающие по качеству изображения.

Для наблюдения за Сатурном подойдет телескоп “АПО киллер” системы Максутова-Кассегрена, которые были сконструированы специально в целях наблюдения планет.

Ручное ведение телескопа из-за наличия большого количество деталей в системе Сатурна также не способствует его подробному изучению, поэтому лучше запастись монтировкой с системой Go-To либо часовым механизмом.

Как увидеть Сатурн в телескоп

Чтобы выделить тело планеты из общего фона и создать большую контрастность рекомендуется применение следующих фильтров:

• темно-желтый (15) и оранжевый (21) подходят для выделения поясов, зон и их деталей (для 200-мм телескопов альтернативой может выступить темно-красный (25);
• желтый (11) – для выделения зеленых и красноватых элементов;
• зеленый (58) – для лучшей видимости пятен и полярных областей;
• голубой (80А) – для большей детализации колец (для больших объективов имеет смысл использовать синий (38А) либо фиолетово-синий (47).

Как найти планету в небе

Чтобы найти Сатурн в небе, нужно изучить карту звездного неба: он находится в постоянном движении и не всегда бывает виден ночью. Далее нужно найти место, где свет огней города не будет мешать задуманному.

С помощью карты нужно определить нахождение экликтика – воображаемой линии, проходящей через зодиакальные созвездия и помогающей определить расположение планет. На участке неба, где должен быть Сатурн, нужно искать звезду (а планеты похожи на звезды, если смотреть невооруженным глазом), что светит ярко и не мигает – это и будет искомая планета.

Сатурн на звездном небе

Минимальное расстояние до Сатурна от Земли в 2019 году будет 9 июля – эта фаза называется противостоянием и именно в этот период планету можно рассмотреть наиболее четко. Кольца планеты обладают высокой отражательной способностью, а сама планета находится в постоянном движении, поэтому его звездная величина – блеск — колеблется в течение года.

Удаленность от Земли

Расстояние постоянно меняется из-за того, что планеты в солнечной системе движутся по орбите, которая имеет форму эллипса – вытянутого круга. По данным исследователей, наименьшее зафиксированное расстояние от Земли до Сатурна — 1 195 000 000 км, а наибольшее — 1 600 000 000 км. В качестве среднего значения обычно называют цифру в 1 280 000 000 км.

Расстояние от Земли до Сатурна

Удаленность от Солнца

Средняя удаленность Сатурна от Солнца – 1,4 млрд км. Так же, как и в случае с Землей, цифры эти в течение года меняются.

Производить расчеты с такими большими цифрами неудобно, поэтому ученые используют единицу, называемую астрономической. Одна такая единица составляет 149 600 000 км, следовательно, среднее расстояние от Солнца до Сатурна – 9 а.е.

Сколько времени лететь до Сатурна от Земли

Среднее расстояние от Сатурна до Земли – 8,5 а.е. Имея аппарат, способный развить скорость до 300 000 км в секунду, до туда можно было бы добраться за полтора часа, однако современным космическим аппаратам для этого требуется в среднем 6-7 лет: Пионер-11 летел 6 с половиной лет, Вояджер-2 – 4 года, Кассини потребовалось долгих 6 лет и 9 месяцев, а Новые Горизонты долетел за рекордные 2 года и 4 месяца.

Вояджер-1 и Вояджер-2 летели к Сатурну напрямую, а Пионер-11 и Кассини подлетали к другим планетам, используя их силу притяжения, чтобы приблизиться к цели.

Исследование планеты

Общие сведения

Сатурн – шестая по счету от Солнца и пятая по яркости планета Солнечной системы.

Юпитер, Сатурн и следующие за ним Уран и Нептун относят к газовым гигантам, поскольку состоят они в основном из этого вещества.

У Сатурна нет твердой поверхности,  а масса его превышает земную в 95 раз.

Масса Сатурна в Землях

Примечательно, что плотность его составляет всего лишь 0, 687 грамма на кубический сантиметр – это даже меньше, чем плотность воды. Строение Сатурна представляет собой газовые слои, ближе к центру водород приобретает форму металла, в середине планеты – раскаленное вещество. Кольца состоят из углеродистой пыли и осколков льда.

Единственный спутник планеты, наделенный атмосферой – Титан; на нем можно найти озера метана и холмы мерзлого азота. Титан представляет огромный интерес для ученых, поскольку обладает потенциально пригодной для жизни средой. Из 150 спутников имена есть только у 53 (это, в основном, имена греческих божеств).

Физические характеристики Сатурна

Полеты на планету

Космические аппараты начали отправлять на Сатурн ближе к концу XX века, всего их было четыре: Пионер-11 полетел в 1979 году и сделал самые первые фотографии Сатурна и его спутников с расстояния в 20 000 км, а также определил температуру Титана (-179 °C).

Через год свое путешествие начал Вояджер-1, а еще через 9 месяцев – Вояджер – 2, сделавший первые высококачественные снимки планеты, ее колец и спутников.

Благодаря этим полетам было открыто еще пять спутников газового гиганта, а также установлено точное количество колец — 7.

В июле 2004 к Сатурну приблизился исследовательский аппарат Кассини-Гюйгенс.

Миссия Кассини

В проекте принимали участие НАСА, Европейское и Итальянское космические агентства.

Космическая станция, оснащенная камерами и спутниковыми антеннами и предназначенная непосредственно для исследования называлась “Кассини”, а прикрепленный к ней зонд, который должен был осуществить высадку на Титан – “Гюйгенсом”.  Львиную долю расходов – более двух с половиной миллиардов долларов — взяло на себя США, оно же занималось разработкой и созданием станции. Зонд взяло на себя ЕКА, а антенны и высотометр разрабатывали итальянцы. Зонд  назвали в честь Христиана Гюйгенса, обнаружившего Титан и наличие у Сатурна кольца, а станцию – в честь Джованни Кассини, который обозначил множественность колец и открыл четыре крупных спутника планеты.

Кассини

Экспедиция на Сатурн в рамках миссии Кассини-Гюйгенса обошлась в 3 миллиарда долларов, но сведения, полученные за те 20 лет, что работала станция, явно того стоили.

Половину от веса станции на старте составляло топливо. “Кассини” потребовалось два года, чтобы разогнаться: станция использовала естественную гравитацию планет по пути следования. Устройство было запрограммировано таким образом, чтобы до прибытия на точку назначения, вся его система работала лишь на 2% от всей мощности.

Зимой 2000 года, когда “Кассини” пролетал Юпитер, система активизировалась и сделала фотографии, которые были переданы на Землю. Из-за долгого времени в пути в NASA предположили, что датчики сбились (предположительно, из-за космического мусора), однако вскоре все наладилось.

30 июня 2004 года космическая станция достигла пункта назначения и начала свой путь по орбите планеты, став ее первым искусственным спутником, а 14 января 2005 зонд опустился на Титан.

26 апреля 2017 года “Кассини” приступил к своей последней миссии, совершив более 20 пролетов между внутренним кольцом и самой планетой, предоставив первые фотографии с такого близкого расстояния.

Такая участь постигла станцию неслучайно: нельзя было допустить загрязнение спутников Сатурна, которые, основываясь на данных исследования, вполне могут быть обитаемы. На счету станции – 20 лет службы, десятки оборотов вокруг Сатурна и  огромное количество уникальнейших сведений о системе планеты.

Зонд Кассини