Солнечная система - Владимир Сурдин

Глава VIII
САТУРН

Характеристики Сатурна

Большая полуось орбиты 9,537 а.е.=1427 млн. км. Сидерический период обращения («год») 29,46 лет.=10759 сут. Синодический период (средний) 1,04 лет.=378 сут. Сидерический период вращения («звездные сутки») 0,444 сут.=10ч. 40мин. Наклонение орбиты к эклиптике 2,48°. Эксцентриситет орбиты 0,057. Средняя орбитальная скорость 9,7 км/с. Наклон экватора к орбите 26,7°. Масса 5,69×10²⁶ кг.=95,16М_⊕. Средняя плотность 0,69 г/см^3. Экваториальный радиус R_e (на уровне давления 1 бар) 60268 км.=9,46R_⊕. Полярный радиус R_p (на уровне 1 бар) 54364 км.=8,53R_⊕. Сжатие, (R_e—R_p)/R_e 1/10,2. Ускорение силы притяжения на экваторе 10,44 м/с² (ур. 1 бар). Ускорение свободного падения на экваторе 8,96 м/с² (ур. 1 бар). Скорость ускользания (2-я космическая) 35,5 км/с. Безразмерный момент инерции (в единицах MR²) 0,210. Сферическое альбедо (по Бонду) 0,342. Геометрическое альбедо (визуальное) 0,47. Поток солнечного излучения 14,9 Вт/м^2. Полное поглощаемое излучение 4,30×10¹⁰ МВт. Эффективная температура 81 К. Состав атмосферы (в долях объема) Н₂(96,3%), Не(3,3%). Магнитный момент диполя 0,21 Гс R_e³. Наклон оси дипольного компонента к оси вращения < 1°. Количество спутников 60.

Сведения о Сатурне получены как наземными средствами, так и с помощью американских космических зондов, которых уже было четыре: из них три пролетных — «Пионер-Сатурн» (он же «Пионер-11», 1979), «Вояджер-1» (1980) и «Вояджер-2» (1981); а также один орбитальный — «Кассини-Гюйгенс» (NASA/ESA/ISA), достигший системы Сатурна летом 2004 г. Наиболее существенные результаты дали «Вояджеры» и «Кассини».

Сатурн — планета-гигант, по размеру лишь немного уступающая Юпитеру и обладающая большим сходством с ним. Объем Сатурна в 800 раз больше объема Земли. Период вращения в области широт около 40° составляет 10ч. 39,4мин. В экваториальной зоне он меньше (10ч. 12мин.), а в полярных областях, выше 57°, он превышает 11ч. Быстрое вращение приводит к сильному сжатию планеты: отношение полярного радиуса к экваториальному равно 0,9. Экваториальный диаметр составляет 120540 км. по верхней границе облачного слоя. Средняя плотность Сатурна рекордно низка — ниже плотности воды.

Главное украшение Сатурна — его кольца: внешнее А, среднее В и внутреннее С. Впервые их заметил Галилей в 1610 г. Но из-за несовершенства своего телескопа он не смог распознать кольцо и решил, что видит спутники. Честь открытия колец Сатурна принадлежит Гюйгенсу. Это произошло через 46 лет после наблюдений Галилея, в 1656 г.

Пояса, зоны, вихри и ветры

Хотя Сатурн весьма удален от Земли, он представляет собой один из красивейших небесных объектов даже при наблюдениях с телескопом умеренного размера. Подобно Юпитеру, Сатурн имеет развитую систему поясов и зон. Однако они никогда не бывают видны так ясно, как полосы на Юпитере. Если добавить к этому вдвое большую удаленность Сатурна, трудности исследования планеты с Земли становятся очевидными. И все же астрономам иногда удавалось проследить движение каких-то малоконтрастных пятен, что и позволило найти зональные периоды вращения Сатурна. Но с борта космического зонда видно намного больше подробностей. «Вояджеры-1 и -2» прошли в 1980-81 гг. мимо Сатурна с интервалом в девять месяцев, что позволило проследить за изменением деталей на диске планеты.

Поверхность облачного слоя, которая плохо различалась в 1980 г., в следующем году стала видна довольно ясно. Определяющую роль в этом могла сыграть смена сезонов на Сатурне, где началась весна в северном полушарии. Поскольку наклон экватора к плоскости орбиты составляет у Сатурна 29°, смена времен года там должна приводить к большим, чем на Земле, перепадам притока солнечного тепла в каждом из полушарий. Уже на расстоянии шести недель пути на снимках «Вояджера-2» можно было различить циклонические образования в различных районах планеты. Последовательные снимки помогли детально проследить развитие циклонов.