Определение расстояний и размеров тел в Солнечной системе

Главная - Астрономия, авиация, космонавтика - Определение расстояний и размеров тел в Солнечной системе

Определение расстояний и размеров тел в Солнечной системе

И. Определение расстояний. Среднее расстояние всех планет от Солнца в астрономических единицах можно вычислить, используя третий закон Кеплера. Определив среднее расстояние Земли от Солнца (т.е. значение 1 а. о.) в километрах, можно найти в этих единицах расстояния ко всем планетам Солнечной системы.

С 40-х лет нашего столетия радиотехника дала возможность определять расстояния к небесным телам с помощью радиолокации, о которой вы знаете из курса физики. Советские и американские ученые уточнили с помощью радиолокации расстояния к Меркурию. Венеры, Марса и Юпитера.

Классическим способом определения расстояний был и остается угломерный геометрический способ. Им определяют расстояния и к далеким звездам, к которым методам радиолокации применить нельзя. Геометрический способ грунтується на явлении паралактичного смещения.

Паралактичним смещением называется изменение направления на предмет при смещении наблюдателя (рис. 1).

Посмотрите на вертикально поставленный карандаш сначала одним глазом, потом - вторым. Вы увидите, как он при этом изменил положение на фоне далеких предметов, направление на него изменился. Чем дальше отодвинете карандаш, тем меньшим будет паралактичне смещение. Но чем дальше будут одна от одной точки наблюдения, т.е. чем больший базис, тем более паралактичне смещение при той самой отдаленности предмета. В нашем примере базисом было расстояние между глазами.

Чтобы измерять расстояния к телам Солнечной системы, за базис удобно взять радиус Земли. Спостеpігають положение светила, например Луны, на фоне далеких звезд одновременно с двух обсерваторий. Расстояние между обсерваториями может быть наибольшей, а отрезок, который их совмещает, должен образовывать с направлением на светило угол, по возможности близкий

Мал. 1. Измерение расстояния к недоступному предмету

за паралактичним смещением

к прямому, чтобы паралактичне смещение было максимальным. Определив с двух точек А і В (рис. 32) направления на наблюдаемый объект, нетрудно вычислить угол р, под которым из этого объекта было бы видно відрізок, который равняется радиусу Земли. Итак, чтобы определить расстояния к небесным телам, надо знать значения базиса - радиуса нашей планеты.

2. Размер и форма Земли. На фотоснимках, сделанных из космоса, Земля имеет вид шара, освещенного Солнцем, и показывает такие самые фазы, как Луна (см. рис. 42 и 43).

Точный ответ о форме и размере Земли дают градусные измерения, т.е. измерение в километрах длины дуги 1 ° в разных местах на поверхности Земли. Этот способ еще в III ст. к н.э. применял греческий ученый Ератосфен. Теперь этот способ применяют в геодезии - науке о форме Земли и об измерении на Земле с учетом ее кривизны.

На равной местности выбирают два пункта, которые лежат на одном меридиане, и определяют длину дуги между ними в градусах и километрах. Потом вычисляют, скольким километрам отвечает длина дуги 1 °. Понятно, что длина дуги меридиана между избранными точками в градусах равняется разности географических широт этих точек: Dj = j1 - j2. Если длина этой дуги, вымеренная в километрах, равняется l, то при шарообразности Земли 1 ° дуги будет отвечать длина в километрах: Тогда длина круга земного меридиана и, выраженная в километрах, равняется L = 360 °г. Поделив ее на 2p, достанем радиус Земли.

Одну из наибольших дуг меридиана от Северного Ледовитого океана к Черному морю было виміряно п России и Скандінавії в середине XIX ст. под руководством В. Я. Струве (1793-1864), директора Пулковської обсерватории. Большие геодезические измерения в нашей стране проведено после Большой Октябрьской социалистической революции.

Градусные измерения показали, что длина 1 ° дуги меридиана в километрах в полярной области наибольшая (111,7 км), а на экваторе - наименьшая (110,6 км). Итак, на экваторе кривизна поверхности Земли большая, чем возле полюсов, а это свидетельствует о том, что Земля не является шаром. Экваториальный радиус Земли больше полярного на 21,4 км. Поэтому Земля (как и другие планеты) вследствие обращения сжатая возле полюсів.