Planetologia

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj

Planetologia (nauki planetarne) – interdyscyplinarna dziedzina nauki, wywodząca się z astronomii, zajmująca się badaniem budowy i ewolucji planet, księżyców, oraz mniejszych ciał niebieskich, a także procesów na nich zachodzących[1]. Dzięki rozwojowi badań kosmosu od II połowy XX wieku, w szczególności misjom automatycznych sond kosmicznych, możliwości badania planet Układu Słonecznego nie ograniczają się już do samych obserwacji astronomicznych. Coraz częściej w badaniach planetologicznych wykorzystywane są metody geofizyczne i geologiczne.

Nauki o Ziemi również mogą być rozumiane jako część nauk planetarnych. Na niektórych uczelniach wyższych istnieją jednostki badawcze zajmujące się zarówno naukami o Ziemi, jak i innych planetach[2], lub kierunki studiów łączące te dziedziny (np. „Geofizyka w Geologii” na Uniwersytecie Warszawskim)[3].

Metody badań planetologii[edytuj]

Teledetekcja[edytuj]

Mars: mapa Schiaparellego z 1888 roku i współczesna mapa oparta na obserwacjach satelitarnych

Przy badaniu planet i księżyców Układu Słonecznego wykorzystuje się głównie metody teledetekcyjne, prowadząc obserwacje z Ziemi i z kosmosu. Badania planet wykraczające poza mechanikę nieba rozpoczęły się z rozwojem teleskopów, kiedy możliwe stało się identyfikowanie szczegółów ich powierzchni; w XIX wieku powstały pierwsze mapy Marsa. Obserwacje radioteleskopowe w latach 70. XX wieku pozwoliły poznać ukształtowanie powierzchni Wenus[4]. Obserwacje naziemne i z niskiej orbity okołoziemskiej są kontynuowane także w epoce lotów międzyplanetarnych. Radary naziemne są regularnie wykorzystywane do obserwacji planetoid bliskich Ziemi[5]

Obecnie najwięcej informacji wartościowych dla planetologii dostarczają sondy kosmiczne przelatujące w pobliżu planet i orbitujące wokół nich. Do tej pory (2017) udało się wprowadzić sztuczne satelity na orbity wokół Księżyca, sześciu planet Układu Słonecznego (z wyjątkiem Urana i Neptuna), a także niektórych planetoid i jądra komety 67P/Czuriumow-Gierasimienko.

Obserwacje ukształtowania powierzchni (w świetle widzialnym, podczerwieni oraz radarowe) pozwalają na dokonanie analiz geomorfologicznych. Dzięki nim możliwe jest postawienie hipotez dotyczących zjawisk kształtujących powierzchnię, w tym procesów impaktowych, tektonicznych i wulkanicznych. Prowadzone są także obserwacje spektroskopowe, ujawniające skład chemiczny powierzchni i dystrybucję minerałów. Satelita krążący po orbicie planety lub księżyca dostarcza informacji o polu grawitacyjnym okrążanego ciała, pozwalających planetologom tworzyć modele jego budowy wewnętrznej.

Badania powierzchniowe[edytuj]

Geolog-astronauta Harrison Schmitt pobiera próbki skał księżycowych do badań

W miarę rozwoju planetologii możliwe staje się używanie na innych ciałach niebieskich metod badawczych wypracowanych na Ziemi. Badania takie są prowadzone przez lądowniki, łaziki, a w przypadku Księżyca także astronautów. W ramach programu Apollo na Księżyc dostarczony został zestaw instrumentów ALSEP, dzięki któremu przeprowadzone zostały m.in. eksperymenty sejsmiczne (aktywne i pasywne) i magnetometryczne[6][7]. Przygotowywana sonda InSight ma w 2018 przeprowadzić badania geofizyczne na Marsie[8].

Współcześnie, dzięki zainteresowaniu możliwością istnienia życia i planami wyprawy załogowej, szczególnie rozwija się geologia Marsa. Na powierzchni planety działają (stan na marzec 2017) dwa roboty, łaziki Opportunity misji Mars Exploration Rover i Curiosity misji Mars Science Laboratory. Ten drugi posiada na pokładzie laboratorium, umożliwiające m.in. badania mineralogiczne próbek, obserwacje radiometryczne i meteorologiczne[9]. Marsjańskie lądowniki sond Viking (1976) prowadziły nawet badania biologiczne[10].

Analizy próbek[edytuj]

Anortozyt przywieziony z Księżyca

Głównym źródłem próbek materii pochodzącej z ciał Układu Słonecznego są meteoryty. Zidentyfikowano wśród nich skały wyrzucone z powierzchni Marsa (m.in. Allan Hills 84001[11] i Northwest Africa 7034[12]), Księżyca (np. Yamato 791197[13]) i Westy (meteoryty HED). Takie próbki, poddane badaniom laboratoryjnym, stanowią źródło wiedzy o budowie innych ciał niebieskich. Meteoryty pochodzące z Marsa są jak dotąd jedynym źródłem skał z tej planety na Ziemi.

Załogowe loty Apollo i bezzałogowe misje Łuna na Księżyc pozwoliły zdobyć próbki skał z tego globu, które zostały poddane analizom na Ziemi. Sondy przywiozły także materię z komety 81P/Wild i planetoidy (25143) Itokawa, wzbogacając wiedzę nie tylko o tych ciałach, ale także o historii i ewolucji Układu Słonecznego[14][15]. W planach jest misja mająca na celu dostarczenie na Ziemię skał pochodzących bezpośrednio z Marsa, rozważane jest nawet przechwycenie małej planetoidy bliskiej Ziemi[16].

Badania teoretyczne[edytuj]

Aktywność wulkaniczna Io, przewidziana przez planetologów-teoretyków i obserwowana przez sondę Voyager 2

W ramach planetologii prowadzone są także badania teoretyczne. Jednym z ich dużych sukcesów było przewidzenie aktywności wulkanicznej na Io, księżycu Jowisza, na krótko przed przelotem sond Voyager, dokonane na podstawie obliczeń ilości ciepła wydzielanego przez siły pływowe pochodzące od planety[17].

Zobacz też[edytuj]


Przypisy[edytuj]

  1. Stuart Ross Taylor. Why can’t planets be like stars?. „Nature”. 430, s. 509, 2004-07-29. DOI: 10.1038/430509a. 
  2. Hawai‘i Institute of Geophysics & Planetology (ang.). Uniwersytet Hawajski. [dostęp 2014-01-10].
  3. Czym jest Geofizyka w Geologii? (pol.). Geofizyka w Geologii, Uniwersytet Warszawski. [dostęp 2017-09-06].
  4. Leszek Czechowski: Planety widziane z bliska. Warszawa: Wiedza Powszechna, 1985. ISBN 83-214-0461-8.
  5. Asteroid looks even better second time around (ang.). Phys.org, 2015-12-18. [dostęp 2015-12-18].
  6. Thomas A. Sullivan. Catalog of Apollo Experiment Operations. „NASA Reference Publication”. 1317, 1994. NASA. 
  7. Apollo Lunar Surface Experiments Package (ALSEP) [dostęp 2014-01-10].
  8. New Insight on Mars Expected From new NASA Mission. NASA, 2012-08-20. [dostęp 2014-01-10].
  9. Mars Science Laboratory (ang.). NASA, Jet Propulsion Laboratory California Institute of Technology. [dostęp 2014-01-10].
  10. Loty kosmiczne: Viking-2 (pol.). [dostęp 2014-01-10].
  11. Allan Hills 84001 (ang.). The Meteoritical Society. [dostęp 2013-01-10].
  12. Northwest Africa 7034 (ang.). The Meteoritical Society. [dostęp 2014-01-10].
  13. Yamato 791197 (ang.). The Meteoritical Society. [dostęp 2014-01-10].
  14. Vince Stricherz: Comet from coldest spot in solar system has material from hottest places. University of Washington, 2006-03-13. [dostęp 2014-01-10].
  15. Tomoki Nakamura, Takaaki Noguchi, Masahiko Tanaka i inni. Itokawa Dust Particles: A Direct Link Between S-Type Asteroids and Ordinary Chondrites. „Science”. 333 (6046), s. 1113-1116, 2011-08-26. DOI: 10.1126/science.1207758. 
  16. Krzysztof Kanawka: Misja „po planetoidę” – jak miałaby wyglądać? (pol.). Kosmonauta.net, 2013-08-23. [dostęp 2014-11-25].
  17. S.J. Peale, P. Cassen, R.T. Reynolds. Melting of Io by tidal dissipation. „Science”. 203, s. 892-894, 1979-03-02. DOI: 10.1126/science.203.4383.892. Bibcode1979Sci...203..892P (ang.). 

Linki zewnętrzne[edytuj]