Читать книгу - "Просто космос: Задачи о межпланетных путешествиях - Владимир Георгиевич Сурдин"

Кроме Солнца, на дневном небе невооруженным глазом видны два ночных светила – Луна и Венера. К тому же изредка можно увидеть звезды днем во время полного солнечного затмения.

1.46. Замкнутый маршрут

Задача кажется очень легкой: искомая точка – Северный полюс. Но не торопитесь, существуют и другие версии – некоторые из них указывают на район Южного полюса. Попробуйте найти их все! Подсказку ищите в решении задачи 3.19.

1.47. Какие бывают сутки

Период вращения Земли вокруг своей оси равен звездным суткам – 23 часа 56 минут 04 секунды (с точностью до долей секунды).

1.48. Начало века

Мы помним, что абсолютное большинство землян праздновало начало нового тысячелетия 1 января 2000 г. Но это было неверно! Поскольку в современном летосчислении не было нулевого года, то полные века истекают 31 декабря **00 г., а новый век начинается 1 января **01 г. Соответственно, новое тысячелетие начинается 1 января *001 г. Значит, XXI век, а с ним и III тысячелетие начались 1 января 2001 г.

1.49. Угнаться за временем

Поскольку Земля вращается с запада на восток, самолет в районе экватора должен лететь с востока на запад со скоростью вращения Земли, преодолевая длину экватора за солнечные сутки: V = 40 000 км / 24 ч = 0,46 км/с. Это большая скорость (1,5 скорости звука), но она вполне доступна некоторым современным самолетам.

1.50. Угнаться за тенью

Самолет должен лететь на восток со скоростью движения лунной тени относительно поверхности Земли. Луна движется по орбите со скоростью 2π × 384 400 км / 27,32 сут. = 1 км/с. Земля на экваторе вращается в ту же сторону со скоростью 0,46 км/с. Следовательно, скорость лунной тени относительно земной поверхности вблизи экватора – 0,54 км/с, или около 2000 км/ч. Сверхзвуковой пассажирский самолет «Конкорд» летал со скоростью до 2500 км/ч, поэтому именно на нем были впервые организованы длительные наблюдения полного солнечного затмения 30 июня 1973 г. и повторно 11 августа 1999 г.

Читайте статью об этом по ссылке:

https://www.vice.com/en/article/the-concorde-and-the-longest-solareclipse/

Рис. 48

1.51. Угнаться за светом

Если звездолет летит со скоростью, близкой к скорости света, то эффект Доплера и эффект аберрации света будут хорошо заметны на глаз. Первый приведет к тому, что звезды по курсу корабля поголубеют и станут ярче, а за кормой – покраснеют и их блеск ослабнет. Второй эффект сдвинет изображения всех звезд вперед по курсу. Поэтому в направлении полета на небе будет много ярких голубых звезд, а за кормой – мало слабеньких красных.

1.52. Кто за кем ходит?

Поскольку Луна движется недалеко от эклиптики, вблизи полнолуния зимой она находится там же, где Солнце летом, то есть в северной части эклиптики. Эклиптику можно считать неподвижной относительно звезд. Поэтому Луна зимой повторяет дневной путь Солнца в разгар лета – рано восходит, поднимается высоко над горизонтом и поздно заходит.

1.53. Не может быть?

День может быть длиннее года, если суточное вращение планеты и ее обращение вокруг Солнца происходят в одном направлении и с близкими периодами. Например, на Меркурии, где продолжительность суточного периода (то есть звездные сутки) составляет 2/3 орбитального периода (то есть меркурианского года), солнечные сутки длятся два меркурианских года, а световой день – один год. Если бы суточный и орбитальный периоды у планеты совпадали (по длительности и направлению), то смена дня и ночи вообще бы не происходила.

1.54. Все врут календари?

Долготой дня считается промежуток времени между моментами появления и исчезновения за горизонтом не центра солнечного диска, а его верхнего края. С учетом углового радиуса Солнца (16’) и атмосферной рефракции у горизонта (35’), приподнимающей изображение Солнца на небе Земли, это делает восход примерно на 5 минут раньше, а заход примерно на 5 минут позже, увеличивая продолжительность дня на 10–11 минут в день формального равноденствия.

1.55. Великое время года

Великими называют такие противостояния, в период которых Марс находится в районе перигелия своей орбиты, то есть ближе всего к Солнцу и к практически круговой орбите Земли. Поскольку ориентация орбит в пространстве меняется чрезвычайно медленно, великие противостояния происходят приблизительно при одном и том же положении на своих орбитах Земли и Марса. С другой стороны, времена года на планете привязаны к ее положению на орбите. Вот почему великие противостояния Марса приходятся на один и тот же сезон года, приблизительно на 1 сентября.

1.56. На Патриарших прудах

Судя по описанию, Солнце только что скрылось за горизонтом, значит, полная Луна должна вот-вот из-за него появиться и она никак не может быть видна «в высоте». К тому же если Луна действительно полная, то, находясь вблизи горизонта, ее диск должен иметь красноватый оттенок из-за сильного рассеяния голубых лучей в атмосфере.

1.57. Парадокс природы

Зимними месяцами мы называем декабрь, январь, февраль, март лишь потому, что в это время холодно в Северном полушарии. А в Южном полушарии в это время, напротив, тепло. Изменение температуры от сезона к сезону в подавляющей степени связано с наклоном земной оси к плоскости орбиты (эклиптике) и со следующими из этого различной высотой Солнца над горизонтом и продолжительностью дня зимой и летом. Небольшое изменение расстояния от Солнца, вызванное эксцентричностью земной орбиты, лишь чуть-чуть сглаживает сезонные колебания температуры в Северном полушарии и усиливает их в Южном.

1.58. Небоскреб

Крыша любого дома делает оборот вокруг центра Земли за 24 часа. Чтобы шагнуть с крыши и не упасть, требуется, чтобы она двигалась со скоростью орбитального движения на круговой орбите данной высоты (фактически чтобы на крыше была невесомость). Таковой служит геостационарная орбита, лежащая в плоскости экватора на высоте 35 786 км от поверхности Земли (то есть имеющая радиус 42 164 км). Следовательно, высота здания должна быть 35 786 км. Возможность построить такое здание вызывает сомнения.

1.59. Космический холодильник

От солнечных лучей космонавта хорошо защищает белая оболочка скафандра. А костюм охлаждения нужен для отвода тепла, выделяемого телом самого космонавта. Даже в спокойном состоянии человек выделяет 100 Вт тепла, а при интенсивной работе, которой как раз и занимается космонавт в скафандре, его тело выделяет до 300 Вт. Если не выводить это тепло за пределы скафандра, человек минут за 10 погибнет от теплового шока. Именно для этого нужен костюм охлаждения. Нагретая в нем вода отправляется в систему жизнеобеспечения (в ранец скафандра), охлаждается там и вновь поступает в костюм охлаждения.

1.60. Белые бордюры

Для астрономической обсерватории самая большая беда – свет ночных фонарей, мешающий наблюдать звездное небо. Вы заметили, что на фото вообще нет фонарей? Но по территории обсерватории приходится ходить и ночью. Белые бордюры видны даже при свете ночного неба. А на тот случай, если рассеянный астроном в задумчивости оступится, дорожка сделана вровень с землей.

1.61. Силуэты

Вероятность случайного попадания летящего объекта в поле зрения наблюдателя пропорциональна просматриваемому объему