Высшее профессиональное образование

БАКАЛАВрИАТ

М.А.НИКОНОВА,П.А.ДАНИЛОВ

ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ

ЗЕМЛЕВЕДЕНИЕ

Учебное пособие

для студентов высшего профессионального

образования, обучающихся по направлению

подготовки «Педагогическое образование»

профиль «Начальное образование»

5е издание, переработанное и дополненное

УДК 372.850.2.046.12 (075.8)

ББК 74.262.01я73 Н62 А в т о р ы:

М.А.Никонова (Введение, гл. I, III, V, VI, VII, VIII, IX, X), П.А.Данилов (гл. II, IV) Р е ц е н з е н т ы:

кандидат педагогических наук, доцент кафедры педагогики и методики начального образования Московского института открытого образования Г.Н.Аквилева; кандидат педагогических наук, доцент кафедры естественнонаучных дисциплин и методики их преподавания в начальной школе Института педагогики и психологии образования Московского городского педагогического университета М.С.Смирнова Никонова М. А.

Н62 Естествознание. Землеведение : учеб. пособие для студ. учреж­ дений высш. проф. образования / М. А. Никонова, П. А. Да­ нилов. — 5­е изд., перераб. и доп. — М. : Издательский центр «Академия», 2011. — 224 с. — (Сер. Бакалавриат).

ISBN 978­5­7695­7958­ Учебное пособие создано в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом по направлению подготовки «Педагогическое об­ разование» профиль «Начальное образование» (квалификация «бакалавр»).

В первую часть пособия «Землеведение» включены основные сведения из области астрономии, геофизики земной коры, атмосферы и гидросферы. Рас­ смотрено учение о географической оболочке, раскрыто понятие «природный комплекс», освещена актуальная проблема «геогра ическая среда и человек». ф Во второй части книги изложены организационные формы изучения и педаго­ гическое значение предмета «Краеведение» в начальной школе, рассказано о краеведче кой работе, представлена географическая экспозиция краеведче­ с ского музея в школе.

Четвертое издание пособия (2008 г.) выходило под названием «Естество­ знание. Землеведение и краеведение».

Для студентов учреждений высшего профессионального образования.

УДК 372.850.2.046.12 (075.8) ББК 74.262.01я © Никонова М. А., Данилов П.А., © Образовательно­издательский центр «Академия», ISBN 978-5-7695-7958-5 © Оформление. «Издательский центр «Академия»,

ВВЕДЕНИЕ

В учебные планы подготовки бакалавров — будущих учителей начальных классов включена специальная дисциплина — «Естествознание», состоящая из трех курсов: «Землеведение», «Ботаника», «Зоология».

Землеведение относится к естественным наукам, изучающим природу. Объект изучения этого предмета — комплексная географическая оболочка Земли, возникшая в результате длительного развития нашей планеты. Географическая оболочка — это поверхностная часть Земли, включающая литосферу, гидросферу, нижнюю часть атмосферы и биосферу. Все среды взаимопроникают друг в друга и взаимодействуют между собой. Единая неразрывная географическая оболочка неоднородна и имеет очень сложное строение. Наибольшей сложностью отличается слой самого тесного контакта всех внешних оболочек Земли. Это объясняется тем, что компоненты географической оболочки — горные породы и образованный ими рельеф, а также вода, воздух, почвы, живые организмы — в результате неодинакового развития ее различных участков образуют сочетания разной сложности и разной величины. Такие исторически сложившиеся сочетания природных компонентов называют природными, или физико-географическими, комплексами.

Географическая оболочка состоит, как мозаика, из множества относительно самостоятельных, простых и сложных, мелких и крупных природных комплексов, являясь самым крупным природным (планетарным) комплексом.

Землеведение рассматривает общие физико-географические закономерности Земли: Земля как планета (фигура, размеры, строение, движения); оболочки Земли (литосфера, гидросфера, атмосфера, биосфера); географическая оболочка (ее целостность и динамика развития, зональность, взаимодействие с ней человеческого общества).

Отдельные сферы и компоненты географической оболочки изучают частные физико-географические науки. Так, литосферу изучают геология и геоморфология, гидросферу — гидрология суши и океанология, атмосферу — метеорология и климатология, почвы — почвоведение, биосферу — биогеография и экология. Все эти науки имеют свои конкретные предметы исследования и не могут заменить общее землеведение — науку, изучающую географическую оболочку в целом.

Для понимания законов развития географической оболочки студентам необходимо наблюдать за их проявлениями на примере своей местности. Поэтому краеведение предусматривает всестороннее изучение местности какого-нибудь края (области, города, деревни, района), ее природы, истории, населения, хозяйства, культуры, искусства и других сторон жизни своего края. В данном пособии изложены лишь общие подходы к изучению краеведения студентами — будущими учителями начальной школы.

Объединение землеведения и краеведения в одном курсе дисциплины «Естествознание» объясняется тем, что теоретические землеведческие знания помогут студентам — будущим учителям начальных классов понять и оценить особенности местной природы, а наблюдения за природными объектами и явлениями своей местности дадут конкретные факты для более глубокого усвоения теоретических знаний о Земле.

Курс «Естествознание» направлен на расширение и углубление знаний о неживой и живой природе, создание необходимой научной базы для успешного изучения курсов ботаники, зоологии и географии, подготавливает студентов-бакалавров к будущей практической работе в начальной школе — обучению детей предмету «Окружающий мир».

ЧАСТЬ ПЕРВАЯ

ЗЕМЛЕВЕДЕНИЕ

ВСЕЛЕННАЯ И ЗЕМЛЯ

Вселенная Земля, на которой мы живем, — частица безграничной Вселенной (Космоса). Изучение Земли невозможно без рассмотрения ее положения во Вселенной, без учета космических влияний на нее.

Вселенная безгранична во времени и пространстве и бесконечно разнообразна по тем формам, которые принимает материя в процессе своего развития. Вселенная содержит гигантское число небесных тел, многие из которых превосходят по величине Землю иногда во много миллионов раз.

Вселенная состоит из совокупности скоплений звезд, планет, космической пыли, называемых галактиками. Галактик существует множество. Вселенная только одна. Во Вселенную включается все, что можно увидеть в телескопы, и вообще все, что хоть как-то может воздействовать на нашу Землю.

Вселенная настолько велика, что и вообразить невозможно, как она выглядит в целом. Лучи света из наиболее отдаленных частей Вселенной доходят до Земли примерно за 10 млрд лет.

Астрономы считают, что Вселенная возникла в результате колоссального взрыва около 17 млрд лет назад. Это событие называют Большим взрывом. Все, существующее теперь во Вселенной, первоначально образовалось из водорода (80 %) и гелия (18 %), присутствие других элементов незначительно.

Земля, на которой мы живем, входит в состав Солнечной системы, которая является частью Галактики, или Млечного Пути, — гигантской звездной системы. На безоблачном ночном небе можно увидеть туманную полосу — Млечный Путь, состоящий из миллиардов звезд, удаленных от Земли на огромные расстояния.

Строение Галактики сложное: если смотреть на нее «сбоку», она имеет форму двояковыпуклой линзы с большим диаметром (80 тыс.

световых лет, учитывая, что за каждый световой год свет проходит расстояние около 10 млн км), а в плане напоминает спираль (по данным П. П. Паренаго) (рис. 1).

Рис. 1. Строение Галактики (в плоскости).

Подсистемы: 1 — плоская молодая; 2 — плоская старая; 3 — промежуточная (диск);

4 — промежуточная сферическая; 5 — сферическая Основная масса вещества Вселенной (98 %) содержится в звездах и представляет собой горячий ионизированный газ — плазму.

Межзвездное пространство заполнено чрезвычайно разреженными газами и мелкой пылью, образующими местами гигантские «облака» — газовые и пылевые туманности.

Рис. 2. Схема движения планет вокруг Солнца Звезды — шарообразные тела, состоящие, как и Солнце, из раскаленных газов. Они весьма разнообразны и делятся на «гигантов»

и «карликов». Гигантскими называют звезды, которые во много раз превышают Солнце по размерам и яркости. Солнце принадлежит к группе так называемых «желтых карликов».

Солнце — это звезда, одна из 100 млрд звезд нашей Галактики.

Вокруг Солнца движутся планеты (от греч. planetes — блуждающий) и составляют Солнечную систему (рис. 2).

Солнечная система Солнечная система состоит из одной звезды — Солнца, восьми планет1 и ряда других небесных тел, таких, как спутники планет, малые планеты (астероиды), кометы, а также метеорное вещество - межпланетный газ.

Солнце — обычная звезда средней величины и светимости, ее возраст около 5 млрд лет. Диаметр этого огненного газового шара в 109 раз превосходит диаметр Земли. Внутри Солнца могло бы поместиться более миллиона небесных тел размером с Землю. На поверхности Солнца температура составляет примерно 5 500 °С, но в его центре достигает 14 000 000 °С. В солнечном ядре происходит превращение водорода (70 %) в гелий (27 %); 3 % составляют остальные химические элементы.

Желтый цвет Солнца приходит на Землю из слоя солнечной атмосферы, который имеет толщину 500 км и называется фотосферой. Под этим слоем лежат внутренние области Солнца, где и происходит ядерная реакция (превращение водорода в гелий). Выше фотосферы — прозрачные части наружной атмосферы. Практически вся солнечная энергия, включая тепло и свет, поступающая на Землю, приходит из фотосферы, но первоначально производится в глубине Солнца.

Для астрономов Солнце — звезда особая, поскольку она находится близко от Земли, всего лишь в 150 млн км. Однако для того чтобы преодолеть такое расстояние на автомобиле, потребовалось бы почти 200 лет. Космический аппарат, летящий по прямой, достиг бы Солнца за многие месяцы. Свет, переносящийся в пространстве со скоростью 300 000 км/с, преодолевает путь от Солнца до Земли за 8 мин 20 с.

Солнце вращается вокруг своей оси, но не как твердое небесное тело наподобие Земли. Скорость его вращения различна на разных гелиографических широтах: на экваторе Солнце делает оборот за С1930 до 2006 г. считалось, что планет девять, однако в соответствии с решением Международного астрономического союза от 24 августа 2006 г. Плутон, считавшийся девятой планетой, был лишен этого статуса в связи с недостаточно большим размером и признан карликовой планетой.

25 суток, вблизи полюсов — за 30. Различные скорости вращения возможны только потому, что Солнце — газовый шар.

Поверхность Солнца пузырчатая. Эти пузырьки, или пена, называются еще солнечной зернистостью, увидеть ее можно только через солнечные телескопы. Солнце дает Земле тепло и свет, поддерживающие жизнь на нашей планете.

В поверхностном слое Солнца, где его энергия вырывается в виде света, астрономы наблюдают большое разнообразие солнечной активности: относительно холодные участки фотосферы — солнечные пятна, факелы, флоккулы, вспышки. Все они связаны с усилением напряженности магнитных полей.

Солнечные пятна — наиболее холодные и менее светлые области солнечного диска по сравнению с общей яркостью фотосферы. Это те области, где мощные магнитные силы пробиваются изнутри Солнца сквозь поверхностные слои.

Пятна на Солнце — лишь один пример солнечной активности.

«Погодные явления» в солнечной атмосфере совершенно другие, чем земные. Магнитные бури и взрывы, называемые вспышками, внезапно вздымаются над поверхностью Солнца. В некоторых отношениях они напоминают земные грозы, поскольку высвобождают электрическую энергию. Однако на Солнце энергия гигантских электрических разрядов намного превосходит энергию земных молний.

Солнечные бури оказывают влияние на Землю, электрически заряженные частицы поступают в космос и, достигая Земли, воздействуют на нашу атмосферу. Когда потоки заряженных частиц, порожденные солнечными вспышками, достигают Земли, они создают в полярных областях изумительные «занавеси» мерцающего света, которые называют полярным сиянием.

В 1990 г. для изучения Солнца был запущен космический аппарат «Улисс», созданный совместно Национальным управлением США по аэронавтике и исследованию космического пространства и Европейским космическим агентством. Он проработал до 2008 г. Аппарат позволил исследовать Солнце не только в плоскости эклиптики, но и со стороны полюсов.

Планеты. В Солнечную систему входят восемь планет, они делятся на две группы, четко различающиеся одна от другой по величине, химическому составу, массе, плотности, периоду обращения вокруг Солнца. К первой группе относятся планеты типа Земли: Меркурий, Венера, Земля, Марс; ко второй — планеты типа Юпитера (планетыгиганты): Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун.

Все планеты движутся по эллиптическим орбитам вокруг Солнца.

Солнце находится не в центре этого эллипса, а сдвинуто в сторону одного из фокусов (фокусов — 2).

Дальше от Солнца, чем перечисленные планеты, находится Плутон, открытый в 1930 г. До 2006 г. он считался, девятой планетой, однако в настоящее время Международная астрономическая ассоциация относит ее к карликовым планетам наряду с другими подобными объектами.

Самая близкая к Солнцу планета — Меркурий. Она и самая маленькая из всех планет (диаметр 4 870 км), не считая Плутона. На Меркурии почти нет атмосферы. В прошлом, возможно, там и была какая-то атмосфера. Однако Меркурий все же захватывает некоторое количество газовых струй водорода и гелия, которые вырываются из Солнца. Кроме того, раскаленные, как печь, твердые породы выделяют атомы натрия. Поэтому очень тонкий атмосферный слой все же имеется. Температуры поверхности: максимум 430 °С, минимум - 180 °С. Расстояние от Солнца (среднее) 58 млн км. Весь путь по орбите вокруг Солнца Меркурий проходит за 88 суток. Один оборот вокруг своей оси он совершает за 59 земных суток.

О поверхности Меркурия первая информация была получена в результате фотографирования с космического аппарата «Маринер-10»

(США) в 1974 и 1975 гг. На снимках видны кратеры (очень похожие на лунные) и трещины. В марте 2011 г. американский аппарат «Мессенджер» вышел на орбиту Меркурия.

Венера — вторая от Солнца планета, имеющая почти круговую орбиту, которую она обходит за 225 земных суток на расстоянии 108 млн км от Солнца.

Диаметр Венеры 12 100 км. Поворот вокруг оси Венера совершает за 243 земных суток — максимально продолжительный период среди всех планет. Вокруг оси Венера вращается в обратную сторону, т. е.

в направлении, противоположном движению по орбите. Венера имеет плотную атмосферу, крайне жаркую и сухую. В 1970 г. первый космический корабль, прибывший на Венеру, смог выдержать сильную жару лишь около одного часа — этого как раз хватило, чтобы послать на Землю данные об условиях на поверхности планеты.

Российские летательные аппараты совершили посадку на Венеру в 1982 г., послали на Землю цветные фотографии с изображением острых скал. В 1983—1986 гг. на орбите Венеры работали советские аппараты «Венера 14», «Венера-15», «Вега-1» и «Вега-2», в 1986 г. со станций «Вега-1» и «Вега-2» были сброшены посадочные аппараты и атмосферные зонды. В 1990—1994 гг. на орбите Венеры находился американский аппарат «Магеллан». В 2006 г. на орбиту планеты вышел аппарат Европейского космического агентства «Венера Экспресс», который продолжает работать в настоящее время; в проекте участвуют российские ученые. Благодаря парниковому эффекту на Венере стоит ужасная жара. Температура у поверхности достигает своего максимума примерно у отметки 480 °С. В атмосфере Венеры содержится большое количество углекислого газа.

За Венерой на расстоянии от Солнца в среднем 149 млн км находится Земля. (Подробная ее характеристика будет дана далее.) Земля — единственная планета внутренней Солнечной системы, имеющая большой спутник — Луну. Землю не без оснований наРис. 3. Фазы Луны зывают двойной планетой. Луна находится на расстоянии 380 000 км от Земли, это ближайшее к нам небесное тело.

Диаметр Луны 3 476 км, что в 4 раза меньше диаметра Земли. Объем Луны в 50 раз меньше объема Земли. Луна движется вокруг Земли и делает полный круг на небе за 27 суток 7 ч 43 мин — это звездный месяц, называемый сидерическим. Наблюдая за Луной с Земли, мы видим, что она выглядит то серпом, то диском, то совсем не видна.

Эта смена фаз происходит потому, что Луна не светящееся тело, она лишь отражает солнечный свет. Когда Солнце и Луна находятся на противоположных сторонах от Земли, виден полностью освещенный диск Луны — это фаза полнолуния. Если Луна находится в той же стороне от Земли, где Солнце, то сторона Луны, обращенная к Земле, не освещается — это фаза новолуния. В остальных случаях Луна имеет вид серпа (рис. 3).

Луна — единственный внеземной мир в космосе, который посетили люди. В 1959 г. российский космический корабль «Луна-3»

совершил первый полет вокруг Луны и передал на Землю снимки ее обратной стороны.

В январе 1966 г. Россия достигла огромного успеха — автоматический аппарат «Луна-9» совершил мягкую посадку на поверхность Луны. Его камеры передали на Землю панорамы лунного ландшафта.

Ровно 10 лет спустя после первого российского полета американские ученые впервые произвели посадку корабля с человеком на поверхность Луны. Всего между 1969 и 1972 гг. на Луне побывало 6 экипажей космических кораблей «Аполлон». Они поставили ряд экспериментов и привезли на Землю 385 кг лунных камней и пыли.

Условия на Луне необычны. Астронавт весит там в 6 раз меньше, чем на Земле, хотя его масса остается той же. Лунное небо всегда черное, даже когда Солнце находится над горизонтом. Температуры там меняются от +130 °С в полдень до -170 °С ночью. На Луне нет воздуха и воды. Поверхность ее покрыта базальтовой лавой, характерная форма лунного рельефа — кольцевые горы, кратеры, трещины и сдвиги. Кроме кратеров на Луне есть купола, уступы, системы разломов.

Исследования образцов лунного грунта, привезенного экипажами аппаратов, показали, что они состоят из тех же химических элементов, что и другие тела Солнечной системы, но совершенно в других соотношениях, чем Земля (там почти нет минералов).

Марс — внешняя планета земной группы, похожа на Землю, но меньше по величине и холоднее. Диаметр Марса 6 790 км, т. е. в 2 раза меньше диаметра Земли. Полный оборот вокруг Солнца Марс совершает за 678 земных суток. Расстояние между Землей и Марсом изменяется от 56 млн до 400 млн км. Период осевого вращения Марса близок к земному и составляет 24 ч 37 мин.

Марс имеет очень разреженную атмосферу, в которой содержится много углекислого газа (95 %), немного азота и кислорода. Сходство состава атмосферы Марса и Земли дало некоторым ученым основание предполагать, что на Марсе могут существовать примитивные формы жизни. На Марсе, как и на Земле, наблюдаются тепловые пояса. В настоящее время на Марсе нет свободной воды. Однако появление белых полярных шапок «зимой», которые скорее всего состоят в основном из водяного льда с примесью твердого СО2 (сухой лед), и сокращение их летом дают возможность предполагать наличие воды. У Марса есть два маленьких спутника (две «луны») — Фобос и Деймос, открытые в 1877 г. Диаметр Фобоса 23 км, а Деймоса 16 км.

На них имеется несколько кратеров. Возможно, что Фобос и Деймос являются астероидами, захваченными полем тяготения Марса, а не лунами, которые образовались вблизи планеты. Изучение Марса было начато еще в XVII в. и продолжается до сих пор. Большой вклад в изучение этой планеты внесли американские аппараты:

«Маринер-6» и «Маринер-7» летом 1969 г. прошли вблизи Марса, а «Маринер-9» был выведен на орбиту вокруг Марса и сделал много фотографий. «Викинг-1» и «Викинг-2» вышли на орбиту Марса в 1976 г., а их спускаемые аппараты произвели посадку на поверхность планеты в двух разных точках, были получены фотографии поверхности, выполнены анализы грунта, «Викинг-2» проработал до 1980 г., а «Викинг-1» — до 1982 г.; орбитальный аппарат «Марс Глобал Сервейор» работал на орбите с 1997 до 2006 г.; орбитальный аппарат «Марс Одиссей» вышел на орбиту Марса в 2001 г., им были получены данные о наличии значительных объемов замерзшей воды в составе пород, залегающих на небольшой глубине под поверхностью Марса; марсоход «Соджонер» исследовал поверхность планеты в 1997 г.; марсоходы «Спирит» и «Опортьюнити» начали исследование поверхности Марса в 2004 г., связь с аппаратом «Спирит» потеряна в 2010 г., «Опортьюнити» продолжает работать; аппарат «Феникс» в 2008 г. провел исследования льда, химические анализы грунта.

Первая мягкая посадка на Марс была совершена в 1971 г. посадочным модулем советской межпланетной автоматической станции «Марс-3», однако получить изображение поверхности с его помощью не удалось: сигнал пропал вскоре после начала передачи. Ценные данные об атмосфере и поверхности планеты были получены от орбитальных станций «Марс-2» и «Марс-3», проработавших более 8 месяцев (до августа 1972 г.).

В 2003 г. на марсианскую орбиту вышел аппарат Европейского космического агентства «Марс Экспресс», в создании которого участвовали российские специалисты. С помощью аппарата проведены исследования атмосферы и поверхности Марса, а также поверхности его спутника Фобоса.

Сведения о планетах-гигантах (Юпитер, Сатурн, Нептун, Уран) очень скудны и значительно менее достоверны, чем сведения о планетах земной группы.

Юпитер — самая большая планета Солнечной системы. Его диаметр в 11 раз превосходит диаметр Земли, а масса в 318 раз больше массы Земли. Путь Юпитера по орбите вокруг Солнца занимает 12 лет, при этом среднее расстояние до Солнца равно 800 млн км.

Пояса облаков в атмосфере и Большое Красное пятно делают Юпитер очень живописной планетой.

Юпитер представляет собой огромный газовый шар. По своему химическому составу он очень похож на Солнце. Атмосфера Юпитера на 85 % состоит из водорода и примерно на 14 % из гелия.

Юпитер вращается вокруг своей оси исключительно быстро. Он делает один оборот за 10 ч. Разные части атмосферы вращаются с разными скоростями, и именно это различие порождает пояса облаков.

Большое Красное пятно представляет собой огромного размера бурю (ураган) в атмосфере Юпитера, которую наблюдают с Земли вот уже 300 лет. Температура верхних облаков около -130 °С.

По орбитам вокруг Юпитера движется 16 спутников. Семейство лун Юпитера представляет собой Солнечную систему в миниатюре, где Юпитер выполняет роль Солнца, а его луны — роль планет. Самая большая луна — Ганимед, ее диаметр 5 262 км.

Сатурн — шестая от Солнца планета. Масса Сатурна в 95 раз больше массы Земли. Диаметр экватора Сатурна в 9,46 раза больше диаметра Земли, т. е. 120 420 км. Период обращения вокруг оси 10,14 ч.

Среднее расстояние от Солнца до Сатурна 778 млн км. Период обращения по орбите 29,5 земных лет.

Сатурн, подобно Юпитеру, целиком состоит из водорода и гелия, имея также в своей атмосфере зоны облаков аммиака. Вокруг Сатурна вращаются три главных кольца и много более узких колец, с большого расстояния они видны как одно кольцо. Плоскость колец наклонена к плоскости орбиты на 29°. Кольца в основном состоят из миллиардов мелких частиц, которые вращаются по орбите вокруг Сатурна как отдельные микроскопические луны. Есть спутник Титан, который имеет атмосферу и температуру -180 °С.

Уран имеет диаметр в 4 раза больше диаметра Земли, т. е. 51 300 км, массу в 14,5 раза больше массы Земли, период обращения вокруг оси 17 ч 14 мин. Период обращения по орбите вокруг Солнца 84 года.

Уран состоит в основном из водорода и гелия, но одну седьмую его атмосферы занимает метан. Температура этой планеты около -220 °С. В центре Урана находится большое ядро, состоящее из камня и железа. Ось вращения Урана наклонена к плоскости орбиты на 90°. Из этого следует, что его северный полюс находится ниже плоскости орбиты, т. е. как бы опрокинут набок. Вокруг Урана обнаружены кольца, состоящие из больших и малых камней, а также тонкой пыли. Вокруг Урана вращаются пять больших и десять маленьких лун.

Нептун имеет диаметр в 3,9 раза больше диаметра Земли, т. е.

49 500 км, период обращения вокруг оси 17 ч 32 мин. Расстояние от Солнца 4,5 млрд км, период обращения по орбите 165 лет. Нептун имеет грозовую атмосферу, а также тонкие перистые облака, некоторые из которых состоят из замерзшего метана. Температура на Нептуне равна -213 °С. У Нептуна есть спутник Тритон, превосходящий по величине земную Луну.

Для исследования Юпитера, Сатурна и их спутников в 1977 г.

стартовали космические аппараты «Вояджер-1» и «Вояджер-2», они достигли Юпитера в 1979 г., а Сатурна — в 1980 («Вояджер-1») и 1981 гг. («Вояджер-2»). В 1986 г. «Вояджер-2» достиг Урана, а в 1989 г. — Нептуна. Были проведены исследования этих планет и их спутников, получены фотографии. В настоящее время аппараты продолжают исследование космического пространства, все более удаляясь от Солнца, предположительно в 2003 г. они покинули пределы Солнечной системы.

В 1995 г. на орбиту Юпитера вышел американский аппарат «Галилео», стартовавший в 1989 г., с него в атмосферу планеты был запущен зонд, проработавший 57 мин. «Галилео» вел исследования Юпитера и его спутников до 2003 г., когда по команде с Земли он закончил свою миссию, войдя в атмосферу Юпитера.

«Кассини-Гюйгенс» — космический аппарат, созданный совместно Национальным управлением США по аэронавтике и исследованию космического пространства, Европейским космическим агентством и Итальянским космическим агентством, стартовал в 1997 г. и в 2004 г.

достиг Юпитера, а в 2005 г. спускаемый аппарат «Гюйгенс» совершил посадку на поверхность Титана.

Плутон — карликовая планета (ранее считался девятой планетой), находящаяся на краю Солнечной системы. Диаметр Плутона 2 324 км.

Он меньше нашей Луны, состоит из камня и льда. Орбита Плутона сильно вытянута. Наиболее близкая к Земле точка на орбите Плутона находится на расстоянии 7 375 млн км. На фотографиях, сделанных в 1978 г., Плутон выглядит вытянутым, в виде яйца. По-видимому, это указывает на наличие у Плутона «луны», которая вращается столь близко от него, что в телескоп невозможно получить их четкого раздельного изображения. «Луна» Харон отделена от Плутона менее чем на 20 000 км, и они похожи скорее на планеты-близнецы. В настоящее время Харон, так же, как и Плутон, относят к карликовым планетам.

Температура на Плутоне около -230 °С.

Астероиды — малые планеты. Между орбитами Марса и Юпитера имеется пространство, в котором обращается вокруг Солнца множество космических тел. Их называют астероидами, т. е. звездоподобными, но более детальное их изучение показало, что это не звезды, а планеты.

Самая крупная планета была открыта в 1801 г. и названа Церерой.

Ее диаметр 1 003 км. Большинство астероидов — карлики. Считается, что общее число малых планет, диаметры которых не превышают 1 км, может достигать 1 млн. Происхождение астероидов пока не известно. Согласно одной гипотезе, они представляют собой осколки бывшей планеты, которая вращалась вокруг Солнца за орбитой Марса и в отдаленном прошлом потерпела какую-то катастрофу. Но в целом кажется более вероятным, что астероиды никогда не были частями одного тела, а образовались в процессе сгущения пылевой среды в результате взаимного притяжения составляющих их частиц.

Кометы. Это тоже тела Солнечной системы. Ученые предполагают, что кометы представляют собой остаточный материал, образовавшийся при зарождении этой системы. Комета состоит из различных видов льда — замерзших воды, метана, аммиака и углекислого газа.

В эту ледяную смесь заключены песчаная пыль, крупные камни и куски металла. Все эти материалы входят в межзвездное облако, из которого образовались Солнце и планеты. Кометам достались лишь «остатки», которые не вошли в «дело». Они состоят из слабо связанных между собой частей и легко распадаются.

Кометы движутся вокруг Солнца по орбитам, имеющим форму весьма вытянутого эллипсоида и даже парабол. Периоды их обращения могут достигать многих миллионов лет. Когда комета движется по орбите, пыль и газ слетают с нее, образуя хвост. Радиация, идущая от Солнца, сталкивает хвост кометы в сторону, противоположную Солнцу. Хотя ядро кометы (ледяной глыбы) может иметь диаметр всего несколько километров, хвост ее вытягивается в длину на 100 млн км.

В ночном небе комета становится видна невооруженным глазом.

Яркая комета может иметь изящный хвост, искрящийся в ночном небе. Когда комета движется по орбите, от нее отделяются и более крупные сгустки пыли, куски камня и металла. Эти твердые тела образуют метеорные потоки. После того как комета огибает Солнце и начинает удаляться от него, она понемногу остывает. Образование газа уменьшается, струи иссякают и хвост сокращается.

Появление в небе новой кометы непредсказуемо, но в среднем приблизительно один раз в 10 лет неожиданно вспыхивает и становится видна в ночном небе яркая комета. Кроме таких неожиданных комет существуют кометы, которые возвращаются на небо снова и снова и видны невооруженным глазом. Самая известная и самая яркая из них названа именем ученого, вычислившего время ее движения по орбите, — Галлея (Эдмунд Галлей был другом Ньютона, провел вычисления, позволявшие определять орбиты комет). Эта комета возвращается каждые 76 лет. Самое последнее ее появление было в 1986 г. Следующее возвращение кометы Галлея во внутреннюю Солнечную систему ожидается в 2061 г.

Метеориты  —  каменные  и  металлические  глыбы,  падающие  с  неба.  Большей частью они остались от эпохи образования Солнечной системы. Эти тела врываются в атмосферу со скоростью 60 000 км/ч и более. В результате трения о воздух объекты раскаляются и вспыхивают огненно-красным цветом. Видимый след в небе, оставляемый вспыхнувшим объектом при его вхождении в атмосферу, называется метеором. Эти следы называют также «падающими звездами».

Космонавтика  в  изучении  Солнечной  системы. В настоящее время достигнуты большие успехи в изучении Солнечной системы с помощью ракет, искусственных спутников Земли и космических станций.

Великим пионером теоретической космонавтики был русский ученый Константин Эдуардович Циолковский (1857—1935), но при жизни его работы не нашли поддержки.

Позже в России работы в области ракетной техники возглавил знаменитый конструктор и ученый Сергей Павлович Королев (1906—1966). К началу 50-х годов XX в. ракеты, несущие на борту научную аппаратуру, доказали свою полезность для изучения верхней атмосферы.

Подлинное начало космической эры ознаменовалось запуском первого искусственного спутника, осуществленным в СССР 4 октября 1957 г.

Первый пилотируемый космический корабль «Восток-1», на котором Юрий Алексеевич Гагарин (1934—1968) совершил оборот вокруг Земли стартовал 12 апреля 1961 г.

Первым аппаратом, совершившим успешный полет к другим планетам, был «Маринер-2» (США), пролетевший в 1962 г. близ Венеры.

В 1965 г. «Маринер-4» долетел до Марса.

В 1971 г. российский аппарат «Марс-3» и американский «Викинг-2» совершили успешные посадки на Марсе.

Высадка на Луне американцев и российского лунохода позволила уточнить данные о ближайшем космическом спутнике Земли.

Посланный к Юпитеру космический аппарат «Пионер-10» долетел до цели в 1973 г. В 1975 г. «Пионер-11» пролетел вблизи Сатурна.