Фаза пролета NE (Near Encounter) началась 22 января за 54 часа до встречи с Ураном. В этот же день планировался запуск «Челленджера», в экипаж которого была включена школьная учительница Криста МакОлифф. По свидетельству руководителя группы планирования миссии Voyager Чарлза Колхейза (Charles Е. Kohlhase), Лаборатория реактивного движения направила в NASA официальную просьбу сдвинуть старт шаттла на неделю, чтобы «развести» два высокоприоритетных события, но получила отказ. Причина была связана не только с напряженным графиком полетов по программе Space Shuttle. Почти никто не знал, что по инициативе Рональда Рейгана в программу полета «Челленджера» была включена церемония выдачи Кристой символической команды «Вояджеру» на исследование Урана. Увы, старт шаттла в силу различных причин задержался до 28 января - дня, когда «Челленджер» потерпел катастрофу.
Итак, 22 января Voyager 2 начал исполнять первую пролетную программу В751. Помимо регулярной съемки спутников, она включала мозаику колец Урана и цветную съемку Умбриэля с расстояния около 1 млн км. На одном из снимков 23 января Брэдфорд Смит нашел еще один спутник планеты - 1986 U9; впоследствии ему дали имя VIII Бьянка.
Интересная деталь: в 1985 г. советские астрономы Н. Н. Горькавый и А. М. Фридман попытались объяснить
структуру колец Урана орбитальными резонансами с еще не открытыми спутниками планеты. Из предсказанных ими объектов
четыре - Бьянка, Крессида, Дездемона и Джульетта - были найдены в действительности командой «Вояджера», и будущий автор
«Астровитянки» получил Государственную премию СССР за 1989 год.
Тем временем навигационная группа выдала самые свежие целеуказания для приборов в программу В752, которая была
загружена и активизирована за 14 часов до встречи. Наконец, 24 января в 09:15 оперативное дополнение LSU было отправлено
на борт и принято за два часа до начала исполнения. Voyager 2 шел с опережением графика на 69 секунд, так что «подвижный блок»
программы пришлось сместить на один шаг по времени, то есть на 48 сек.
Таблица основных баллистических событий этапа пролета Урана представлена ниже. В первой ее половине приведены
расчетные времена - бортовое по Гринвичу и относительно максимального сближения с планетой - и минимальные расстояния до
Урана и его спутников по прогнозу августа 1985 г. Во второй половине даны фактические значения из работы Роберта Джейкобсона
(Robert A. Jackobson) с коллегами, опубликованной в июне 1992 г. в The Astronomical Journal. Здесь приводится
эфемеридное время ЕТ, которое используется в модели движения тел Солнечной системы и которое во время описываемых
событий было на 55.184 сек больше UTC.
| Основные баллистические события встречи с Ураном 24 января 1986 года | ||||
| Время, SCET | Время от пролета, час:мин:сек | Событие | Радиус объекта, км | Расстояние от центра объекта, км |
| Предварительный прогноз | ||||
| Нисходящий узел орбиты, плоскость колец |
||||
| Уран, минимальное расстояние |
||||
| Прохождение за кольцом ε |
||||
| Прохождение за кольцом 6 |
||||
| Вход в тень |
||||
| Заход за Уран |
||||
| Выход из тени |
||||
| Выход из-за Урана |
||||
| Прохождение за кольцом 6 |
||||
| Прохождение за кольцом ε |
||||
| Результаты обработки навигационной и фотографической информации | ||||
| Титания, минимальное расстояние |
||||
| Оберон, минимальное расстояние |
||||
| Ариэль, минимальное расстояние |
||||
| Миранда, минимальное расстояние |
||||
| Уран, минимальное расстояние |
||||
| Заход за Уран |
||||
| Умбриэль, минимальное расстояние |
||||
| Выход из-за Урана |
||||
Следует отметить, что изменения характера радиосигнала в ходе пролета регистрировались на Земле с задержкой на 2 час 44 мин 50 сек, а вот снимки записывались на борту, и передача их в реальном масштабе времени не предполагалась. Эта волнующая процедура была назначена на 25 января.
В день встречи с Ураном на борту «Вояджера» выдал пять сбоев компьютер подсистемы ориентации и приводов AACS (Attitude and Articulation Control System). К счастью, на выполнении программы они не сказались.
В пятницу 24 января начиная с 04:41 UTC в течение примерно четырех часов фотополяриметр PPS и УФ-спектрометр UVS регистрировали прохождение звезды σ Стрельца позади колец ε и δ. В 08:48 были сделаны и записаны наиболее качественные снимки Оберона, а 19 минутами позже - компоненты для сборки цветной фотографии Титании. В 09:31 аппарат выполнил единственный снимок только что открытого спутника 1985 U1, не входивший в первоначальную программу (для этого пришлось уменьшить на один число кадров Миранды). В 11:45 были сделаны лучшие кадры Умбриэля, а в 14:16 - Титании. Еще через 20 мин была проведена цветная съемка Ариэля.
В 14:45 аппарат перенацелился для регистрации экваториального плазменного слоя и для съемки Миранды и в 15:01 сделал ее
цветные фотографии. Затем он вновь отвлекся на Ариэль, сделав в 16:09 качественные снимки этого спутника. Наконец, в 16:37 Voyager 2
начал мозаику из семи кадров Миранды с расстояний от 40300 до 30200 км, а еще через 28 минут прошел примерно в 29000 км мимо нее,
как и планировалось. Сразу после съемки Миранды аппарат развернулся антенной HGA к Земле, чтобы участвовать в высокоточных
допплеровских измерениях.
В 17:08 телесистема ISS сделала четыре снимка колец на фоне планеты перед самым прохождением через их
плоскость. Радиоаппаратура PRA и прибор для изучения плазменных волн PWS вели в это время запись с повышенной частотой опроса с задачей
оценки плотности пылевых частиц.
24 января 1986 г. в 17:58:51 UTC, или в 17:59:46.5 ЕТ, бортового времени американский КА Voyager 2 прошел на минимальном
расстоянии от центра Урана - оно составило 107153 км. Отклонение от расчетной точки не превысило 20 км. Баллистическим результатом
гравитационного маневра у Урана стало довольно скромное увеличение гелиоцентрической скорости «Вояджера» с 17.88 до 19.71 км/с.
После этого аппарат был сориентирован так, чтобы профотометрировать два прохождения звезды β Персея за всей системой
колец. Первое началось в 18:26, а второе - в 19:22. Линейное разрешение при этих измерениях достигало 10 м - на порядок лучше, чем
давала камера ISS. Параллельно с 19:24 до 20:12 проводилось радиопросвечивание колец - теперь уже Voyager оказался за ними с точки
зрения Земли. Телеметрия КА была выключена, и использовалась лишь несущая сигнала Х-диапазона.
В 20:25 аппарат вошел в тень Урана, а еще через 11 минут скрылся за диском планеты. Затмение продолжалось до 21:44, а
радиотень - до 22:02. УФ-спектрометр отслеживал заход Солнца, чтобы установить состав атмосферы, а камера ISS в тени в течение
20 минут снимала кольца «на просвет». Разумеется, затмение Земли Ураном использовалось и для радиозондирования его атмосферы с
целью расчета давления и температуры. Аппарат по заранее заложенной программе и в соответствии с временной поправкой в LSU
отслеживал в каждый момент ту точку лимба, за которой с точки зрения Земли и с учетом рефракции он находился. В ходе этого
эксперимента передатчик S-диапазона был включен на полную мощность, а Х-диапазона - на малую, так как на оба сигнала мощности
бортового радиоизотопного генератора уже не хватало. В Пасадене радиосигнал «Вояджера» был вновь принят около 16:30 местного
времени, но телеметрия не включалась еще два часа - пока не закончилось повторное радиопросвечивание системы колец (22:35-22:54).
В ходе пролета УФ-спектрометр UVS вел съемку полярных сияний на Уране, отследил погружение у Пегаса в его атмосферу и
выполнил сканирование лимба планеты. ИК-аппаратура IRIS изучала тепловой баланс и состав атмосферы планеты, а фотополяриметр
PPS помимо затмений измерял показатель поглощения Ураном солнечной энергии.
25 января аппарат уходил от планеты, имея приблизительно одинаковую с ней угловую скорость и ориентируясь на Фомальгаут и
Ахернар. Измерения параметров плазмы и частиц вели приборы LPS и LECP, а УФ-спектрометр регистрировал погружение звезды ν Близнецов
в атмосферу планеты. Кроме того, в 12:37 камера ISS повторила мозаику колец с расстояния 1040000 км.
26 января, через 42 часа после Урана, началась послепролетная фаза РЕ (Post Encounter) с программой В771. Вплоть до 3
февраля аппарат передавал записанную информацию, параллельно снимая на отлете и при неблагоприятной фазе планету и ее кольца. 2 февраля
было повторно измерено тепловое излучение Урана.
В рамках следующей программы В772 были выполнены малый научный маневр 5 февраля и калибровка магнитометра 21 февраля. Послепролетные
наблюдения были закончены 25 февраля.
14 февраля была проведена коррекция ТСМ-В15, задающая предварительные условия пролета Нептуна. Следует отметить, что без этого маневра
Voyager 2 все равно достиг бы восьмой планеты 27 августа 1989 г. и в 05:15 UTC прошел бы примерно в 34000 км от Нептуна. Более того,
аппарат уже имел в памяти уставки для ориентации на Землю остронаправленной антенны на случай прекращения работы командного приемника.
Цель коррекции 14 февраля 1986 г. состояла в том, чтобы сместить момент прибытия примерно на двое суток и провести аппарат ближе к
планете и ее главному спутнику Тритону, оставив при этом максимум свободы при окончательном выборе траектории. Двигатели «Вояджера» были
включены на 2 час 33 мин - это была их самая продолжительная работа за весь полет. Расчетное приращение скорости было 21.1 м/с с основной
компонентой вектора на разгон; фактически скорость до маневра составляла 19 698 м/с, а после - 19 715 м/с.
Параметры гиперболической гелиоцентрической орбиты «Вояджера» после коррекции составили:
Наклонение- 2.49°;
- минимальное расстояние от Солнца - 1.4405 а.е. (215.5 млн км);
- эксцентриситет - 5.810.
Двигаясь по новой траектории, аппарат должен был достичь Нептуна 25 августа в 16:00 UTC и пройти на высоте всего 1300 км над его
облаками. Минимальное расстояние от Тритона было определено в 10000 км.
Средства на полет к Нептуну и его исследование были впервые запрошены в проекте бюджета 1986 ф.г., одобрены и с этого времени выделялись
в полном объеме.
«До туманных топей Оберона»
Планета, ее спутники и кольца
Подводя предварительный итог проведенной работе, 27 января бессменный научный руководитель проекта Эдвард Стоун сказал: «Система Урана просто полностью отличается от всего, что мы видели раньше». Что же нашел Voyager 2? Что удалось увидеть сразу и что открылось ученым лишь после тщательной обработки (первые ее результаты легли в основу серии статей в номере Science за 4 июля 1986 г., а уточнения публиковались на протяжении еще нескольких лет)?
25 января в Лаборатории реактивного движения принимали записанные «Вояджером» фотографии спутников Урана, а 26 января они были представлены общественности. Гвоздем программы, конечно, оказались снимки Миранды с расстояния всего 31000 км с разрешением 600 м: тело со столь сложным рельефом еще не встречалось ученым в Солнечной системе! Планетолог Лоренс Содерблом (Laurence A. SoderbLom) охарактеризовал его как фантастический гибрид геологических деталей разных миров - долины и потоки Марса, разломы Меркурия, покрытые желобами равнины Ганимеда, уступы шириной по 20 км и три невиданных прежде свежих «овоида» длиной до 300 км, местами расчерченных «в линеечку» - по меньшей мере десять типов рельефа сошлись на небесном теле каких-то 500 км в диаметре...
 |
| "ВОЯДЖЕР-2": УРАН |
 |
| Миранда с расстояния в 31 000 км. |
| "ВОЯДЖЕР-2": УРАН |
 |
| Миранда с расстояния в 36 000 км. |
| "ВОЯДЖЕР-2": УРАН |
Экзотическая картина требовала нестандартных объяснений: быть может, в процессе дифференциации Миранда неоднократно сталкивалась с другими телами и собиралась из обломков вновь, и то, что в итоге застыло и оказалось перед нами, включает внутренние части первоначального спутника. Заметный наклон плоскости орбиты Миранды к экватору планеты (4°) мог остаться свидетельством таких столкновений. Низкая температура поверхности (86 К в подсолнечной точке) исключала возможность современного вулканизма, но приливное трение могло сыграть свою роль в истории Миранды.
 |
| Миранда с расстояния в 42 000 км. |
| "ВОЯДЖЕР-2": УРАН |
На остальных четырех больших спутниках камера «Вояджера» нашла более привычные ландшафты: кратеры, лучи, долины и эскарпы.
На Обероне был обнаружен особенно крупный кратер с ярким центральным пиком, дно которого было частично покрыто очень темным материалом. Некоторые из более мелких ударных кратеров диаметром 50-100 км были окружены яркими лучами, как на Каллисто, а на их дне также фиксировались темные отложения последующих эпох. Интересной и неожиданной деталью оказалась гора, выступавшая над краем спутника на экваторе примерно на б км. Если в действительности это был центральный пик невидимого «Вояджеру» кратера, его полная высота могла быть 20 км и даже больше.
Планеты solarsystem
Солнечная система
Эта Ницца 3D картина показывает планета Плутон
Планета Уран с НАСА текстуры
Эта Ницца 3D картина показывает планеты Юпитер
Отец показаны дочь планет
Земля, Луна - высоким разрешением Инфографика о планете солнечной системы и его спутников. Все планеты доступны. Это элементы изображения, представленной НАСА.
Иллюстрация солнечной системы
Урана с лун из космоса, показывая все, что они красоту. Чрезвычайно детальное изображение, в том числе элементы оборудованы НАСА. Другие виды ориентации и планеты, доступные.
Отец и дочь, позирует с планетами
Планеты солнечной системы
Планеты
Венера
Отец и дочь, играя с планетами
Туманность. Научная фантастика Космос Обои, невероятно красивые планеты, галактики, темные и холодные красоты бесконечной Вселенной. Элементы этого изображения, представленной НАСА
Выстрел из Урана взяты из открытого пространства. Коллаж изображения, предоставляемые www.nasa.gov.
Солнечная система
Планет солнечной системы выстрел из космоса, показаны все они красоты. Очень детальное изображение, включая элементы, представленной НАСА. Другие ориентиров и планет доступны.
Солнечная система
Девушки, смотрящие на модели планет
Уран - инфографики представляет один из планеты Солнечной системы, внешний вид и факты. Это элементы изображения, представленной НАСА.
Уран - высоким разрешением инфографики представляет один из планеты Солнечной системы, внешний вид и факты. Это элементы изображения, представленной НАСА.
Составное изображение солнца на белом фоне
Девушки, смотрящие на модели планет
Нептун - высоким разрешением инфографики представляет один из планеты Солнечной системы, внешний вид и факты. Это элементы изображения, представленной НАСА.
Составное изображение женщины носить виртуальный видео очки 3d
Солнечная система
Планета
Солнечная система
Юпитер - инфографики представляет один из планеты Солнечной системы, внешний вид и факты. Это элементы изображения, представленной НАСА.
Юпитер
Цифровая композитный мистический знак зодиака Дева Астрология
Нептун с лун из космоса показывая все они красоту. Чрезвычайно детальное изображение, в том числе элементы оборудованы НАСА. Другие виды ориентации и планеты, доступные.
Виртуальный Луны - или Планета
Солнечная система против белого фона 3d
Урана с лун из космоса, показывая все, что они красоту. Чрезвычайно детальное изображение, в том числе элементы оборудованы НАСА. Другие виды ориентации и планеты, доступные.
Выстрел Венеры взяты из открытого пространства. Коллаж изображения, предоставляемые www.nasa.gov.
Уран - высоким разрешением Инфографика о планете солнечной системы и его спутников. Все планеты доступны. Это элементы изображения, представленной НАСА.
Девятой планеты Солнечной системы открыт. Новый газовый гигант. Элементы этого изображения, представленной НАСА
Нептун с лун из космоса показывая все они красоту. Чрезвычайно детальное изображение, в том числе элементы оборудованы НАСА. Другие виды ориентации и планеты, доступные.
Восемь планет нашей солнечной системы
Девятой планеты Солнечной системы открыт. Новый газовый гигант. Элементы этого изображения, представленной НАСА
Ртути из космоса, показаны все они красоты. Очень детальное изображение, включая элементы, представленной НАСА. Другие ориентиров и планет доступны.
Земля с Марс выстрел из космоса, показаны все они красоты. Очень детальное изображение, включая элементы, представленной НАСА. Другие ориентиров и планет доступны.
Высокое качество планет солнечной системы
Выстрел из Марса взяты из открытого пространства. Коллаж изображения, предоставляемые www.nasa.gov.
Венера из космоса, показаны все они красоты. Очень детальное изображение, включая элементы, представленной НАСА. Другие ориентиров и планет доступны.
Эта Ницца 3D картина показывает планеты Сатурн
Девятой планеты Солнечной системы открыт. Новый газовый гигант. Элементы этого изображения, представленной НАСА
Венера с Меркурием из космоса, показывая все, что они красоту. Чрезвычайно детальное изображение, в том числе элементы оборудованы НАСА. Другие виды ориентации и планеты, доступные.
Урана с лун из космоса, показывая все, что они красоту. Чрезвычайно детальное изображение, в том числе элементы оборудованы НАСА. Другие виды ориентации и планеты, доступные.
Солнечная система
Плутон с Луны из космоса, показаны все они красоты. Очень детальное изображение, включая элементы, представленной НАСА. Другие ориентиров и планет доступны.
Внутренняя структура Сатурн. Элементы этого изображения, представленной НАСА
Венера - Высокое разрешение инфографики представляет собой одну из планеты Солнечной системы, внешний вид и факты. Это изображение элементы, предоставляемые Nasa.
Дети, что делает модель солнечной системы в науке класс-
Снимок из космоса, показывая все они красоту Юпитера. Очень детальное изображение, включая элементы, представленной НАСА. Другие ориентиров и планет доступны.
> Фотографии Урана
Насладитесь реальными фото планеты Уран в высоком разрешении, полученными телескопами и аппаратами из космоса на фоне соседских планет Плутона и Сатурна.
Думаете, что космос вас уже не сможет шокировать? Тогда внимательнее рассмотрите качественные фото Урана в высоком разрешении . Эта планета удивительна тем, что единственная расположена под экстремальным осевым наклоном. Фактически она лежит на боку и катится вокруг звезды. Это представитель интересного подвида – ледяные гиганты. Снимки Урана покажут мягкую голубую поверхность, где сезон растягивается на целых 42 года! Есть также кольцевая система и лунное семейство. Не проходите мимо фотографий планеты Уран из космоса и узнаете много нового о Солнечной системе.
Фотографии Урана в высоком разрешении
Кольца Урана и два спутника
21 января 1986 года Вояджер-2 расположился на удаленности в 4.1 млн. км от Урана и зафиксировал на фото из космоса два спутника-пастуха, связанных с кольцами. Речь идет об 1986U7 и 1986U8, расположенных по обе стороны от кольца эпсилон. Кадр с разрешением в 36 км специально обработали, чтобы улучшить обзор узких формирований. Кольцо эпсилон окружено темным ореолом. Внутри него находятся кольца дельта, гамма и эта, а дальше – бета и альфа. За ними следили с 1977 года, но перед вами первое прямое наблюдение 9 колец с шириной в 100 км. Обнаружение двух спутников позволило лучше понять кольцевую структуру и подогнать их под теорию с «пастухами». В диаметре охватывают 20-30 км. За проект Вояджер-2 отвечает ЛРД.
Полумесяц планеты
25 января 1986 года Вояджер-2 зафиксировал это фото Урана, когда двигался к Нептуну. Но даже на освещенном краю планета сумела сберечь свой бледно-зеленый окрас. Цвет формируется из-за наличия метана в атмосферном слое, впитывающем красные длины волн .
Уран в истинном и ложном цвете
7 января 1986 года аппарат Вояджер-2 зафиксировал фотографию планеты Уран в истинном (слева) и ложном (справа) цветах. Он расположился на удаленности в 9.1 млн. км за несколько дней до ближайшего подхода. Кадр слева обработали специально, чтобы подстроить его под человеческое видение. Это составное изображение, добытое при помощи синих, зеленых и оранжевых фильтров. Справа вверху заметны более темные оттенки, которые демонстрируют дневную черту. За ней скрывается скрытое северное полушарие. Сине-зеленая дымка формируется из-за поглощения красного цвета метановыми парами. Справа ложный цвет подчеркивает контраст, чтобы указать на детали в полярной области. Для изображения использовали УФ, фиолетовый и оранжевый фильтры. В глаза бросается темная полярная шапка, вокруг которой сконцентрированы более светлые полосы. Возможно, там находится коричневый смог. Яркая оранжевая линия – артефакт улучшения кадра.
Уран в обзоре Вояджера-2
Уран в обзоре телескопа Кек
Хаббл фиксирует разнообразие цветов на Уране
8 августа 1998 года космический телескоп Хаббл запечатлел это фото Урана, где зафиксировал 4 главных кольца и 10 спутников. Для этого использовали инфракрасную камеру и многоцелевой спектрометр. Не так давно телескоп заметил примерно 20 облаков. Широкая планетарная камера 2 создана учеными из Лаборатории реактивного движения. За ее функционирование отвечает Центр космических полетов Годдард.
Хаббл фиксирует сияния на Уране
Это составное фото поверхности планеты Урана, зафиксированное Вояджером-2 и телескопом Хаббл – для кольца и сияния. В 1980-х гг. мы получили удивительные приближенные снимки внешних планет от миссии Вояджер-2. С тех пор удалось впервые посмотреть на сияния в чужих мирах. Это явление формируется потоками заряженных частиц (электроны), поступающих от солнечного ветра, планетарной ионосферы и лунных вулканов. Они оказываются в мощных магнитных полях и движутся в верхний атмосферный слой. Там контактируют с кислородом или азотом, что и приводит к световым всплескам. У нас уже есть много информации о сияниях на Юпитере и Сатурне, но события на Уране все еще остаются загадочными. В 2011 году телескоп Хаббл стал первым, кому удалось получить кадры с такого расстояния. Следующие попытки осуществили в 2012 и 2014 гг. Ученые исследовали межпланетные встряски, созданные двумя сильными всплесками солнечного ветра. Оказалось, что Хаббл следил за самым мощным сиянием. Более того, впервые заметили, что сияние выполняет обороты вместе с планетой. Отметили и давно утраченные магнитные полюса, которые не видели с 1986 года.
Уран - седьмая планета в Солнечной системе и третий по счету газовый гигант. Планета является третьей по величине и четвертой по массе, а свое название получила в честь отца римского бога Сатурна.
Именно Уран удостоился чести быть первой планетой, открытой в современной истории. Однако на самом деле, его первоначальное открытие его как планеты фактически не происходило. В 1781 году астроном Уильям Гершель при наблюдении звезд в созвездии Близнецов, заметил неких дискообразный объект, который он поначалу записал в разряд комет, о чем и сообщил в Королевское научное сообщество Англии. Однако позже самого Гершеля озадачил тот факт, что орбита объекта оказалась практически круглой, а не эллиптической, как это бывает у комет. И только когда это наблюдения было подтверждено другими астрономами, Гершель пришел к выводу, что на самом деле открыл планету, а не комету, и открытие, наконец, получило широкое признание.
После подтверждения данных о том, что обнаруженный объект является планетой, Гершель получил необыкновенную привилегию - дать ей свое название. Не долго думая, астроном выбрал имя короля Англии Георга III и назвал планету Georgium Sidus, что в переводе означает «Звезда Георга». Однако название так и не получило научного признания и ученые, в большинстве своем, пришли к выводу, что лучше придерживаться определенной традиции в названии планет Солнечной системы, а именно называть их в честь древнеримских богов. Так Уран получил свое современное название.
В настоящее время единственной планетарной миссией, которой удалось собрать сведения про Уран, является Voyager 2.
Эта встреча, которая произошла в 1986 году, позволила ученым получить достаточно большое количество данных о планете и сделать множество открытий. Космический корабль передал тысячи фотографий Урана, его спутников и колец. Несмотря на то, что многие фотографии планеты не отобразили практически ничего, кроме сине-зеленого цвета, который можно было наблюдать и с наземных телескопов, другие изображения показали наличие десяти ранее неизвестных спутников и двух новых колец. На ближайшее будущее никаких новых миссий к Урану не запланировано.
Из-за темно-синего цвета Урана атмосферную модель планеты оказалось составить гораздо сложнее, нежели модели того же или даже . К счастью, снимки, полученные с космического телескопа «Хаббл» позволили получить более широкое представление. Более современные технологии визуализации телескопа дали возможность получить гораздо более детальные снимки, нежели чем у Voyager 2. Так благодаря фотографиям «Хаббл» удалось выяснить, что на Уране существуют широтные полосы как и на других газовых гигантах. Кроме того, скорость ветров на планете может достигать более 576 км / час.
Считается, что причиной появления однообразной атмосферы является состав самого верхнего ее слоя. Видимые слои облаков состоят в основном из метана, который поглощает эти наблюдаемые длины волн, соответствующие красному цвету. Таким образом, отраженные волны представлены в виде синего и зеленого цветов.
Под этим наружным слоем метана, атмосфера состоит из примерно 83% водорода (H2) и 15% гелия, где присутствует определенное количество метана и ацетилена. Подобный состав аналогичен другим газовым гигантам Солнечной системы. Однако атмосфера Урана резко отличается в другом отношении. В то время как у атмосферы у Юпитера и Сатурна в основном газообразные, атмосфера Урана содержит гораздо больше льда. Свидетельством тому являются экстремально низкие температуры на поверхности. Учитывая тот факт, что температура атмосферы Урана достигает -224 °С, ее можно назвать самой холодной из атмосфер в Солнечной системе. Кроме того, имеющиеся данные указывают на то, что такая крайне низкая температура присутствует практически вокруг всей поверхности Урана, даже на той стороне которая не освещается Солнцем.
Уран, по мнению планетологов, состоит из двух слоев: ядра и мантии. Современные модели позволяют предположить, что ядро в основном состоит из камня и льда и примерно в 55 раз превышает массу . Мантия планеты весит 8,01 х 10 в степени 24 кг., или около 13,4 масс Земли. Кроме того, мантия состоит из воды, аммиака и других летучих элементов. Основным отличием мантии Урана от Юпитера и Сатурна является то, что она ледяная, пусть и не в традиционном смысле этого слова. Дело в том, что лед очень горячий и толстый, а толщина мантии составляет 5,111 км.
Что самое удивительное в составе Урана и то, что отличает его от других газовых гигантов нашей звездной системы, является то, что он не излучает больше энергии, чем получает от Солнца. Учитывая тот факт, что даже , который очень близок по размеру к Урану, производит примерно в 2,6 раза больше тепла, чем получает от Солнца, ученые сегодня очень заинтригованы в столь слабой мощности генерируемой Ураном энергии. На данный момент существует два объяснения данному явлению. Первая указывает на то, что Уран подвергся воздействию объемного космического объекта в прошлом, что привело к потере большей части внутреннего тепла планеты (полученной во время формирования) в космическое пространство. Вторая теория утверждает, что внутри планеты существует некий барьер, который не позволяет внутреннему теплу планеты вырваться на поверхность.
Орбита и вращение Урана
Само открытие Урана позволило ученым расширить радиус известной Солнечной системы почти в два раза. Это означает, что в среднем орбита Урана составляет около 2,87 х 10 в степени 9 км. Причиной столь огромного расстояния является длительность прохождения солнечного излучения от Солнца до планеты. Солнечному свету необходимо около двух часов и сорока минут чтобы достичь Урана, что почти в двадцать раз дольше, чем требуется солнечному свету для того, чтобы достигнуть Земли. Огромное расстояние влияет и на продолжительность года на Уране, он длится почти 84 земных года.
Эксцентриситет орбиты Урана составляет 0.0473, что лишь немногим меньше, чем у Юпитера - 0,0484. Данный фактор делает Уран четвертым из всех планет Солнечной системы по показателю круговой орбиты. Причиной столь небольшого эксцентриситета орбиты Урана является разница между его перигелием 2,74 х 10 в степени 9 км и афелием 3,01 х 109 км составляет всего 2,71 х 10 в степени 8 км.
Самым интересным моментом в процессе вращения Урана является положение оси. Дело в том, что ось вращения для каждой планеты, кроме Урана, примерно перпендикулярна их плоскости орбиты, однако ось Урана наклонена почти на 98°, что фактически означает, что Уран вращается на боку. Результатом такого положения оси планеты является то, что северный полюс Урана находится на Солнце половину планетарного года, а другая половина приходится на южный полюс планеты. Другими словами, дневное время на одном полушарии Урана длится 42 земных года, а ночное, на другом полушарии столько же. Причиной, по которой Уран «повернулся на бок», ученые опять же называют столкновение с огромным космическим телом.
Учитывая тот факт, что самыми популярными из колец в нашей Солнечной системе длительное время оставались кольца Сатурна, кольца Урана не удавалось обнаружить вплоть до 1977 года. Однако причина не только в этом, есть еще две причины столь позднего обнаружения: расстояние планеты от Земли и низкая отражательная способность самих колец. В 1986 году космический аппарат Voyager 2 смог определить наличия у планеты еще двух колец, помимо известных на то время. В 2005 году космический телескоп «Хаббл» заметил еще два. На сегодняшний день планетологам известно 13 колец Урана, самым ярким из которых является кольцо Эпсилон.
Кольца Урана отличаются от сатурнианских практически всем — от размеров частиц до из состава. Во-первых, частицы, составляющие кольца Сатурна маленькие, немногими больше, чем несколько метров в диаметре, тогда как кольца Урана содержат множество тел до двадцати метров в диаметре. Во-вторых, частицы колец Сатурна в основном состоят изо льда. Кольца Урана, тем не менее, состоят как изо льда так и значительной пыли и мусора.
Уильям Гершель открыл Уран в только 1781 году, так как планета была слишком тускла для того, чтобы ее могли заметить представители древних цивилизаций. Сам Гершель поначалу полагал, что Уран это комета, однако позже пересмотрел свое мнение и наука подтвердила планетарный статус объекта. Так Уран стал первой планетой, открытой в современной истории. Оригинальное название предложенное Гершелем было «Звезда Георга» — в честь короля Георга III, но научное сообщество не приняло его. Название «Уран» было предложено астрономом Иоганном Боде, в честь древнеримского бога Урана.
Уран делает оборот вокруг своей оси один раз за каждые 17 часов и 14 минут. Подобно , планета вращается в ретроградном направлении, противоположном направлению Земли и остальным шести планетам.
Считается, что необычный наклон оси Урана могло вызывать грандиозное столкновение с другим космическим телом. Теория состоит в том, что планета, размеры которой были предположительно с Землю резко столкнулась с Ураном, что сдвинуло его ось практически на 90 градусов.
Скорость ветра на Уране может достигать до 900 км в час.
Масса Урана составляет около 14,5 раз масс Земли, что делает его самым легким из четырех газовых гигантов нашей Солнечной системы.
Уран часто упоминается как «ледяной гигант». Помимо водорода и гелия в верхнем слое (как у других газовых гигантов), Уран также имеет ледяную мантию, которая окружает его железное ядро. Верхние слои атмосферы, состоят из аммиака и кристаллов ледяного метана, что дает Урану характерный бледно-голубой цвет.
Уран является второй наименее плотной планетой в Солнечной системе, после Сатурна.
Голубая планета Уран - седьмая от Солнца, третья по диаметру и четвертая по массе планета в Солнечной системе. Был открыт при наблюдениях в телескоп английским астрономом Уильямом Гершелем в марте 1781 года. Экваториальный радиус Урана составляет порядка 25.56 тыс км, что более чем в два раза меньше чем у Юпитера и Сатурна. За счет вращения планета сплющивается в полярных точках, тем самым вертикальный радиус на 627 км меньше экваториального. Плотность Урана близка к Юпитеру, однако в два раза превышает, чем у Сатурна. Пожалуй главной особенностью планеты, является его странное вращение вокруг собственной оси. В отличии от других планет, Уран вращается "лежа на боку", и похож на катящийся шар по орбите вокруг Солнца, поскольку плоскость экватора Урана наклонена к плоскости его орбиты под углом 97,86°. К примеру у Земли такой угол равен 23,4°, у Марса - 24,9°, у Юпитера всего 3,13°. Такое аномальное вращение способствует совсем иному представлению о смене времен года на планете. Каждые 42 земных года, Уран подставляет то южный то северный полюс к Солнцу. Поэтому 42 года один из полюсов находится в абсолютной темноте, а другой наоборот освещен солнечными лучами
Статуя Урана, древнейшего греческого бога неба и первого царя Вселенной
Сравнение размеров девяти планет Солнечной системы. Огромный шар с белыми и коричневыми полосами принадлежит Юпитеру, справа от него вторая по размерам планета Сатурн. Две сферы в среднем ряду (Нептун и Уран) очень похожи по размерам. Диаметр Урана больше чем у Нептуна всего на 1600 км. Планеты внизу относятся к типу планет земной группы, крупнейшие из них Земля и ее сестра Венера. С 2006 года самой мелкой планетой считается Меркурий, поскольку занимавший это положение Плутон, с этого времени перестал быть обычной планетой и перенесся в категорию карликовых планет
Основными компонентами всех газовых гигантов, в том числе и Урана, является водород и гелий. В нижний слоях атмосферы "голубой планеты" встречается 2-3 -ех процентное содержание метана, этана и других углеводородных элементов
Внутренняя структура Урана
Атмосфера (тропосфера) из водорода, гелия и аммиака, толщиной 300 км;
Жидкий водород, толщиной 5 000 км;
"Ледяная" мантия из жидкой воды, аммиака и метана, толщиной 15 150 км;
Твердое ядро из каменных пород и металлов, радиус 5 110 км.
В отличие от газовых гигантов — Сатурна и Юпитера, состоящих в основном из водорода и гелия, в недрах Урана и схожего с ним Нептуна отсутствует металлический водород, но зато много высокотемпературных модификаций льда — по этой причине специалисты выделили эти две планеты в отдельную категорию "ледяных гигантов". На границе между твердым ядром и ледяной мантией температура достигает 5000-6000 °C, а давление может подниматься до 8 миллионов земных атмосфер
Уран движется по орбите на среднем расстоянии от Солнца 2,87 млрд. км при орибитальной скорости 24 500 км/ч. Пока Уран полностью обернется вокруг звезды, пройдет 84,32 земных года. Каждые сутки на планете длятся по 17-17,5 часов
Первый атмосферный вихрь, замеченный на Уране. Снимок получен космическим телескопом "Хаббл". Климат голубой планеты намного спокойнее его соседей (Нептуна, Сатурна и Юпитера). На экваторе ветра являются ретроградными, то есть дуют в обратном по отношению к вращению планеты направлении. Максимальная скорость ветра, зафиксированная в северном полушарии атмосферы Урана, составляет более 250 м/с
Положение колец Урана в разные периоды наблюдения
До сегодняшнего времени у Урана замечено 13 колец, состоящие из частиц диаметров от нескольких миллиметров до 10 метров. Как и кольца Сатурна, кольца Урана состоят из чистого водяного льда и имеют высокую отражательную способность. Внешнее кольцо μ состоящее из бесконечного множества мелких пылинок, вращается от центра планеты на расстоянии около 100 000 км, имея при этом толщину не более 150 м
Изображение в естественном цвете (слева) и в более дальних частях видимого спектра (справа), позволяющие различить облачные полосы и атмосферные зоны. Снимки получены космическим аппаратом "Вояджера-2" в 1986 году
Уран - в окружении своих крупнейших лун
Пять крупнейших лун Урана. На рисунке они показаны в правильном расположении от планеты. Миранда - ближайший спутник голубой "звезды" (129 400 км), Оберон - самый отдаленный (583 500 км). Близнецы Ариэль и Умбриэль имеют практически одинаковые размеры: диаметр 1158 и 1169 км соответственно. Ближайшая луна Миранда находится на расстоянии всего 105 тыс км от "голубого хозяина", продолжительность одного оборота вокруг Урана - 1,4 суток. За орбитой Оберона, так же как и до орбиты Миранды, тоже есть спутники, только они очень маленькие (диаметром до 200 км) и более века их не удавалось обнаружить
В истории исследования планет, к Урану лишь один раз добралась земная космическая станция. Аппарат НАСА "Вояджер-2" пересек орбиту голубой планеты в 1986 году. Максимальное сближение составляло 81,5 тыс км. Аппарат провёл изучение структуры и состава атмосферы Урана, обнаружил 10 новых спутников, изучил уникальные погодные условия, вызванные осевым креном в 97,77°, и исследовал систему колец. 18 марта 2011 года орбиту Урана пересек зонд "Новые горизонты", запущенный с целью изучения карликовой планеты Плутон и его спутника Харон. В момент пересечения, Уран находился на противоположной стороне орбиты, поэтому аппарат не смог запечатлеть качественные снимки голубой планеты. Европейское космическое агентство планирует к 2021 году запустить проект под названием "Uranus Pathfinder", в основе которого будет положен запуск зонда к внешней границы Солнечной системы, в том числе изучение Урана и Нептуна
