Тритон (спутник)

Тритон

Triton moon mosaic Voyager 2 (large). Jpg
Тритон, самый большой спутник Нептуна

Данные об открытии
Дата открытия 10 октября 1846
Открыватель (и) Уильям Ласселлом
Планета Нептун
Номер
Орбитальные характеристики
Большая полуось 354759 км км
Орбитальный период -5,88 Дня (обратное движение) суток
Эксцентриситет орбиты 0,000 016
Наклон орбиты 157 ? к экватору Нептуна
130 ? К плоскости эклиптики ? к плоскости экватора планеты
Физические характеристики
Диаметр 2706,8 км км
Площадь поверхности 23018000 км ? км ?
Масса 2,14 ? 22 октября кг кг
Плотность 2,061 г / см ? г / см ?
Ускорение свободного падения 0,779 м / с ? м / с ?
Вторая космическая скорость 1,455 км / с км / с
Наклон оси вращения отсутствует ?
Альбедо 0,76
Атмосферное давление 0,0015 кПа Па
Температура поверхности 38 К (-235 ? C) К
Атмосфера
99,9% азот (H 2)
0,1% метан
Другие обозначения
Нептун И


Тритон - самый большой среди спутников Нептуна. Вращение синхронное (постоянно обращен к Нептуну одной стороной). Передняя сторона (по движению спутника) примерно на 25% темнее остальных его поверхности. Имеет азотную атмосферу. Температура на поверхности Тритона составляет всего 34,5 K (-235 ? C) - там так же холодно, как на Плутоне. Столь низкая температура обусловлена ​​частности высоким альбедо (70 - 80%). При такой температуре метан, азот и двуокись углерода заморожены до твердого состояния.

Имеет 14 звездной величины. Расстояние от Нептуна 394700 км, сидерический период обращения 5 сут 21 час. 3 мин., Диаметр около 2706 км, что немного меньше диаметра Луны, хотя масса его меньше в 3,5 раза. Это единственный крупный спутник Солнечной системы, который вращается вокруг своей планеты в противоположную сторону от вращения планеты вокруг своей оси. Из-за такого вращения Тритон постепенно теряет энергию вследствие действия приливных сил, и, наконец, или разрушится, или упадет на Нептун [ ].


1. Открытие

Уильям Ласселлом

Открытый 10 октября 1846 английским астрономом Уильямом Ласселлом (о. Мальта, 1846 г.) всего через 17 дней после открытия планеты. Название Тритон было предложено К. Фламмарион 1880 года, однако до середины XX века более употребительным было просто ?спутник Нептуна" (второй спутник Нептуна открыто 1949 года). Тритон - бог моря в греческой мифологии.


2. Особенности движения

Тритон - единственный крупный спутник, движущийся в обратном направлении, противоположном вращению планеты, к тому же его орбита очень наклонена к плоскости экватора планеты и к плоскости эклиптики. Еще одна особенность орбиты Тритона - она представляет собой почти идеальный круг (ее эксцентриситет равен 1,6 ? 10 -5). Особенности орбитального движения Тритона привели к появлению гипотезы, что миллиарды лет назад Тритон был самостоятельным объектом Пояса Койпера, есть планетой, и он был захвачен гравитационным полем Нептуна. Этой гипотезе способствует не только необычный орбитальное движение Тритона (обратное вращение), но и наклон оси вращения Тритона, поведение малых спутников Нептуна (в частности Нереиды и Протея), а также необычно высокая (2,1 г / см ?) плотность Тритона и дифференциация его вещества на ядро ​​и внешние оболочки. Будущие экспедиции на Тритон содействовать в выяснении этой гипотезы. Частности непосредственные лазерные измерения позволят уточнить особенности его движения, бурение обнаружит химический и изотопный состав его поверхности, а сейсморазведка выяснит структуру недр Тритона и его сейсмическую активность.

Подробнее в статье захвата Тритона

Расчеты показывают, что обычное гравитационное увлечение было маловероятно. По одной из гипотез, Тритон входил в состав двойной системы и в этом случае вероятность захвата повышается. По другой версии, Тритон затормозился и был захвачен потому, что "зацепил" верхние слои атмосферы Нептуна.

Действие приливов постепенно привела его на орбиту, близкую к кругу, во время этого выделялась энергия, расплавила недра спутника. Поверхность застыла быстрее, чем недра, а затем, по мере замерзания и расширения водяного льда внутри спутника, поверхность покрывалась разломами. Возможно, что захват Тритона нарушил систему спутников, уже существовала в Нептуна, и необычная орбита Нереиды является воспоминанием о тех событиях.


3. Атмосфера и природные условия

Облака на Тритоне

Атмосфера Тритона очень разрежена, и состоит в основном из азота (~ 99%) и метана (~ 1%). Давление атмосферы у поверхности (давление на поверхности около 10 мм рт. Ст.) В 70000 раз меньше чем на Земле. Высота плотных слоев атмосферы не превышает 20 -25 км, а максимальное распространение атмосферы в высоту до 100-600 км. Температура на Тритоне -235 ? C, хотя в атмосфере на высоте около 600 км она достигает 100К. В то же время в атмосфере Тритона дуют сильные ветры в западном направлении, что разносят азот криовулканов на значительное расстояние (150-200 км), было хорошо заметно с борта Вояджера-2.


Интересно также, что на высоте около 5 - 10 км над южной полярной областью Тритона было замечено тонкие облака, скорее всего, состоят из кристаллов твердого азота. В целом Тритон мировое глубокого холода и тьмы, в котором свойства многих веществ очень изменены и они могут выдаваться необычными. Например, вода в таких низких температур представляет собой прочную породу, способную образовывать горные хребты, и стенки криовулканов. Замерзший метан, азот и другие газы на Тритоне представляют собой не только "снег" и "лед", но и частицы "песка".

Атмосфера Тритона динамическая и в значительной мере меняет свой химический состав и плотность в зависимости от времени "года", который длится 165 земных лет. Меняются концентрации азота и метана в связи с плавными, но достаточно значительными изменениями температуры. Летом и осенью 1998 г. Солнце стояло в зените над южным полюсом Тритона, и азот стал интенсивно испаряться, в результате чего за 10 лет объем атмосферы увеличился вдвое. Кроме того, зарегистрировано быстрые события, которые, вероятно, связаны с геологическими причинами. 1977 было замечено аномально красный цвет атмосферы. Наверное, из недр Тритона были выброшены темно-красные породы. Это привело к уменьшению альбедо небесного тела глобального потепления: с 1989 г. по 1997 г. средняя температура выросла на 2 Кельвин.

Измеряя инфракрасное (тепловое) излучение Тритона, астрономам удалось понять механизмы формирования времен года. До недавнего времени исследовать состав и сезонные изменения тонкой атмосферы Тритона ученые могли только по данным, присланным 1989 космическим аппаратом Вояджер-2. Благодаря тем данным было известно, что Тритон покрыт тонкой атмосферой, на 99% состоит из азота.

С помощью инфракрасного спектрографа высокого разрешения CRIRES, установленного на одном из телескопов VLT Южной европейской обсерватории в Чили, ученые впервые осуществили с Земли количественное исследование атмосферы спутника и изучили влияние на нее Солнца. Сейчас в южном полушарии спутника "лето", солнцестояния там наблюдалось 2000 года. Изучая линии в спектре инфракрасного излучения Тритона в диапазоне 2,32-2,37 микрометра, ученым удалось выяснить, что кроме азота и метана в атмосфере спутника имеется угарный газ (CO).

Оказалось, что наличие угарного газа в атмосфере Тритона обусловлена ​​тонкой прослойкой замерзшего азота, метана и СО, которые с приходом теплого времени года перегоняются до газообразного состояния, утолщая атмосферу и изменяя ее состав. О наличии угарного газа в твердом состоянии на Тритоне было известно и раньше, однако группа Лелуша выяснила, что атмосферу спутника питает именно тонкий поверхностный слой, в котором CO раз больше, чем в более глубоких слоях. Именно этот слой отвечает за сезонные колебания толщины и давления атмосферы.

Основываясь на данных о количестве газа в атмосфере, команда Лелуша установила, что в зависимости от времени года атмосферное давление на Тритоне изменяется не как на Земле, на "миллиметры ртутного столба", а в несколько раз. Так, оказалось, что "весенний" атмосферное давление на Тритоне, измеренное 1989 аппаратом Вояджер-2, был вчетверо меньше, чем настоящее, "летнее". Сейчас он колеблется от 40 до 65 микробар.

Каким будет атмосферное давление на Тритоне "зимой", можно узнать через 80 земных лет.


4. Поверхность

Поверхность Тритона покрывают застывшие озера (на снимке "Вояджера-2" застывшее озеро размером 200 на 400 км)

Поверхность Тритона молодая по геологическим возрастом, что наводит на мысль о высокой динамике недр этого небесного тела. На поверхности Тритона очень мало ударных кратеров, но достаточно большое количество скал, трещин и углублений, своим видом напоминают корочку дыни, также долины и каньоны. "Вояджер-2" сделал снимки красного льда на Тритоне, на экваторе сфотографировал зелено-голубой лед из замерзшего метана и азота. Южная полярная шапка состоит из азотного льда, из нее на высоту в несколько километров бьют гейзеры.

В экваториальной области поверхности Тритона обнаружены два необычных образования, напоминающие своим видом поверхность застывших озер. Эти необычные озера имеют террасы высотой около одного километра, и ученые предполагают их образования вследствие периодического таяния и длительного замерзания. По химическому составу, террасы образовано водным льдом. Предполагается наличие значительно большего количества таких образований на поверхности спутника. В полярных областях Тритона расположены гигантские полярные шапки, состоящие преимущественно из твердого азота и метана, а под поверхностью полярных шапок - огромные объемы водного льда. В целом поверхность Тритона света и отражает около 75-80% солнечных лучей. Так как температура поверхности Тритона составляет всего 38 К, равнины Тритона покрывает 6-7-метровый слой снега с замерзшего азота, метана, этана и этилена.


5. Внутреннее строение

Сравнение размеров Земли, Луны и Тритона

Данные о внутреннем строении Тритона был получен при пролете вблизи Тритона космического аппарата "Вояджер-2", спутник своей гравитацией повлиял на полет аппарата, благодаря этому влиянию было определено наличие у Тритона большого ядра. Сейчас считается, что Тритон состоит из каменного, металло-силикатного ядра (с преобладанием силикатов) диаметром около 1950 - 2000 км, окруженного слоем водного льда толщиной около 350 км (на 25% состоит из замерзшей воды, другая часть - горные породы) , и тонкой криолитосферы, толщиной 12-30 км, состоящая из водяного льда, метана и азота. Надра Тритона малоактивны, и вклад в общий теплового баланса Тритона радиоактивного распада тяжелых радиоактивных элементов ( уран, торий, калий), незначительный.
По другим данным строение Тритона несколько иная [ Источник? ] Тритон имеет большое (более 1000 км) металлопластиковые силикатное ядро, окруженное тонкой (20-35 км) мантией из водного льда, над которой простирается глобальный океан соленой воды, глубиной около 130 - 150 км, покрытый толстой ледяной корой (около 150-180 км).

Исследование внутреннего строения Тритона очень важно для познания эволюции планет Солнечной системы, и будущие непосредственные исследования (бурение, сейсморазведка) предоставят более исчерпывающую информацию.


6. Криовулканизм

Впервые явление криовулканизму было обнаружено на поверхности приполярных областей Тритона космическим аппаратом "Вояджер-2" с пролетной траектории. В частности на фотографиях, полученных с "Вояджера-2", были обнаружены два действующих извержения криовулканов и десятки следов недавних извержений. В прилегающих к южной полярной шапки районах и на самой полярной шапке Тритона была обнаружена небольшие вытянутые темные пятна, и как оказалось при исследовании последних, это очень мощные газовые струи азота, "утекают" из жерл криовулканов. Криовулканы (или гейзеры) Тритона выбрасывают также значительное количество минеральных частиц (силикаты и угольная пыль).

Проявления криовулканизму на поверхности Тритона поражают воображение: с поверхности, покрытой замерзшим азотом и метаном, имеющие температуру около 38 K, выбивается гейзер высотой около 8 - 12 км, а толщина столба выброса составляет от 20 м до 2 км. На высоте 8-12 км струи изгибаются под углом 90 градусов в западном направлении, и вытягиваются в широкие горизонтальные шлейфы, тянущиеся на 150-250 км, иногда даже больше. На фотоснимках поверхности Тритона насчитывается около 50 таких пятен-фонтанов. Причиной криовулканизму на Тритоне предположительно является солнечная энергия, и влияние гравитационного поля Нептуна.


7. Миссии в Тритона

Нептун (сверху) и Тритон (фото аппарата Вояджер-2)

Тритон давно интригует ученых не только своими странностями (высокая плотность, большой размер и др.) и вызывает повышенный интерес как ближайший объект, сформировавшийся в Поясе Койпера, и найдосяжниший для посещения его в будущем исследовательскими аппаратами. Так например Берне Бинсток (Bernie Bienstock), менеджер проектов робототехнических систем фирмы Boeing, и профессор Дэвид Аткинсон (David Atkinson) из университета Айдахо (University of Idaho) подали проект миссии к Нептуну. Они считают, что пора задуматься над очередным полетом к Нептуну. Вояджер-2 изучал его с пролетной траектории и затем отправился дальше. Новый, проектируемый корабль должен был бы осуществить миссию в Нептуну и Тритона исключительно для обследования самого газового гиганта и впервые, надеются авторы идеи, высадил бы на него и на поверхность его огромного спутника посадочные модули. По замыслу разработчиков полноценная посадка 500-килограммового аппарата предусматривается только на Тритон, а два опытных зонда, которые будут спускаться на Нептун, смогут передать данные только в течение своего спуска в атмосфере, а затем их разрушит атмосферным давлением.

Корабль массой 36 тонн с ядерной силовой установкой предлагается собрать на орбите Земли. После старта в январе 2016 он через 4 года, в 2020 году, достигнет Юпитера и осуществит пертурбационный маневр в его гравитационном поле. Это значительно сократит продолжительность перелета (до 12,9 лет). Системы Нептуна корабль достигнет 2029 года. В январе и июле на Нептун будет последовательно сброшены два зонда - в направлении вращения и против него соответственно. Отделение первого зонда состоится за 62 дня до его вхождения в атмосферу Нептуна. Ориентировочная продолжительность функционирования зондов в атмосфере Нептуна - 5:00. Масса каждого зонда составит 300 кг, в том числе 19,4 кг исследовательской аппаратуры. Сам корабль находиться на расстоянии соответственно 355 тыс. км и 500 тыс. км от Нептуна. После этого корабль направится к Тритона и достигнет его в октябре 2033, перейдя на орбиту, с которой будет спущен аппарат на Тритон. Одновременно детальное исследование этого загадочного спутника будет осуществляться с орбиты. Масса спускаемого аппарата составит 500 кг, из которых 23,2 кг составлять исследовательская аппаратура. Масса исследовательской аппаратуры, установленной на самом корабле, составит 171,1 кг. Атмосфера на Тритоне чрезвычайно разреженная, поэтому парашюты непригодны, а посадочный аппарат спустится на поверхность Тритона посредством торможения реактивным двигателем (~ 65% массы зонда составлять двигательная установка и топливо). Все три аппарата должны прибыть к Нептуну на борту большого материнского корабля общим весом около 36 тонн. Его должны приводить в движение мощные ионные двигатели, питаться миниатюрной атомной электростанцией, или радиоизотопные источники энергии. Если руководство NASA и Конгресс согласятся с мечтой Бинсток и Аткинсона, такой аппарат можно было бы построить и запустить 2016 (двумя пусками с Земли и сборкой на околоземной орбите), возможно, при технической и финансовой участия других стран. 2029 он достиг цели и высадил бы два зонда на Нептун, а 2033 выпустил бы исследовательский аппарат и на поверхность Тритона.Тритон-большой единственный спутник среди тел Солнечной системы, который движется вокруг своей оси в обратном направлении ...



8. Интересные факты

  • В небе Тритона видимый размер диска Нептуна в 15,6 раз больше лунного диска (а площадь большая в 242 раза).
  • Тритон - самое холодное место в солнечной системе с геологической активностью.


Сатурн Это незавершенная статья астрономии.
Вы можете помочь проекту, исправив и дополнив ее.

Источники

http://universe-news.ru/article-926.html
http://www.astrolab.ru/cgi-bin/manager.cgi?id=8&num=676
http://infox.ru/science/universe/2010/04/08/Triton.phtml
http://galspace.spb.ru/index57.html
https://gomel-sat.net/3614-sputnik-new-horizons-sdelal-snimok-tritona.html
http://www.allplanets.ru/solar_sistem/neptune/triton_statya.htm
http://www.astrogalaxy.ru/forum/phpBB2/viewtopic.php?f=18&t=195
http://www.interstellar.ru/planets/sputniki/triton
http://www.rol.ru/news/misc/spacenews/05/12/14_011.htm


Открытие
Neptune.jpg
Исследования
Характеристики
Спутники Нептуна
Галатея ? Галимеда ? Деспина ? Лаомедея ? Лариса ? Наяда ? Нереида ? Несо ? Протей ? Псамафа ? Сао ? Таласа ? Тритон
Троянцы Нептуна
2001 QR322 ? 2004 UP10 ? 2005 TN53 ? 2005 TO74 ? 2006 RJ103 ? 2007 RW10
Другое
Нептун в фантастике

Медиа: Example.ogg