Просто космос: Задачи о межпланетных путешествиях - Владимир Георгиевич Сурдин

Что касается имен и обозначений звезд, то тут у астрономов пока еще нет полного порядка. В нашей Галактике более 200 млрд звезд. Около 1% из них занесены в каталоги, а остальные безымянны и даже не считаны. Звезда, попавшая в каталог, получает индивидуальное обозначение: обычно это либо порядковый номер, либо комбинация координат звезды. Но в разных каталогах эти номера могут различаться. Не существует официальных документов, регламентирующих имена звезд, но есть традиция, которая поддерживается астрономами при составлении карт и атласов звездного неба. (Я опускаю здесь тему продажи имен звезд, так как уверен, что читатель ясно понимает нечистоплотность этого «бизнеса».)

Задачи

5.1. Куда крадется 007?

Агента 007 часто посылают в Западную Европу для выполнения сложных заданий. И вот в очередной раз он один бесшумно выходит на дорогу. Сквозь туман кремнистый путь блестит. Короткая летняя ночь тиха. Пустынная местность внемлет Богу, и звезды как бы говорят меж собой. Приближается полночь. Справа, невысоко над горизонтом, едва различимая, висит полная Луна.

В направлении какой стороны света бесшумно движется агент 007?

5.2. Прилежный студент

Отправляясь утром на учебу в колледж, студент увидел высоко в голубом небе Луну в последней четверти.

В какое время года это было?

5.3. Редкое совпадение

Противостояние Марса произошло 8 декабря 2022 г., и в тот же день произошло его покрытие Луной.

В какой фазе была Луна?

5.4. Посадка «Хиуса»

В повести А. и Б. Стругацких «Страна багровых туч» (1957), в главе «"Хиус" возвращается», описано, как фотонный планетолет «Хиус» приземляется на сибирском полигоне. Диспетчер сообщает группе сотрудников, расположившихся вблизи места приземления:

– «Хиус» над полигоном. Даю его координаты с поправкой на ваше местоположение. Геодезический азимут восемь градусов и сорок четыре минуты. Высота шестьдесят градусов. Опускается со скоростью двадцать сантиметров в секунду…

– На фотореакторе?

– Пока на фотореакторе.

– Передайте приказание: на высоте шестьдесят километров выключить фотореактор и перейти на водородные ракеты[24].

Вопрос 1: во фразе «Даю его координаты с поправкой на ваше местоположение» о какой поправке идет речь?

Вопрос 2: какой смысл несет прилагательное «геодезический» во фразе «Геодезический азимут…»?

Вопрос 3: если на высоте около 60 км ракета опускалась со скоростью 20 см/с и сохраняла эту скорость вплоть до земли, то как долго длился спуск?

5.5. Где же эта точка?

Можно ли в день осеннего равноденствия увидеть на небе область расположения точки весеннего равноденствия?

5.6. Движение полюсов мира

В главе 14 научно-фантастического романа Жюля Верна «Вокруг Луны» читаем:

Поистине ничто не могло сравниться с великолепием звездного неба. Эти алмазы, как бы вправленные в небесный свод, переливались всеми цветами радуги. Глаз охватывал весь небосклон от Южного Креста до Полярной звезды. Эти созвездия через двенадцать тысяч лет, вследствие колебаний земной оси, должны будут уступить свою роль полярных звезд: первый Канопусу – в южном полушарии, и вторая Веге – в северном[25].

Прав ли Жюль Верн в своем прогнозе?

5.7. Южное небо

На Южном полюсе расположен телескоп с полем зрения площадью два квадратных градуса. Сколько экспозиций потребуется, чтобы он смог сфотографировать все доступное ему звездное небо?

5.8. Укрыться от Солнца в точке Лагранжа?

Космический телескоп Gaia (ESA) был запущен 19 декабря 2013 г. для проведения астрометрических и спектрофотометрических измерений около миллиарда звезд нашей Галактики. Но не все пошло гладко: уже первые снимки Gaia выявили определенные проблемы. Одной из них является излишняя засветка солнечными лучами. В некоторых публикациях утверждалось: все дело в том, что телескоп с полуторагигапиксельной камерой находится в 1 500 000 км от нашей планеты, в точке Лагранжа L2 системы Земля – Солнце. Эта позиция позволяет телескопу использовать нашу планету как щит от Солнца, но количество света нашей звезды, которое все же достигает камеры аппарата, несколько больше, чем ученые рассчитывали.

Действительно ли для наблюдателя в точке L2 Земля полностью заслоняет Солнце?

5.9. Про компас и широту

В старину моряки не особенно доверяли компасу, а чтобы избежать губительных скал и мелей, больше полагались на «лот, широту и осмотрительность». Понятно, что осмотрительность никогда не помешает, тут все ясно. Лот нужен моряку для измерения глубины воды – так он узнает о приближении мели.

Почему же из двух географических координат – широта и долгота – моряки доверяли именно широте?

5.10. Клин для телескопа

Рис. 21. Рефлектор Герца в Алма-Атинской обсерватории

На фото вы видите телескоп производства 1897 г. Это рефлектор Герца (Hertz reflector) с объективом диаметром 50 см. Он был изготовлен в Германии для Потсдамской обсерватории и стоял там до конца Второй мировой войны. После окончания войны его передали СССР в качестве компенсации за телескопы, уничтоженные во время боевых действий. Когда в Алма-Ате началось строительство обсерватории, его привезли туда. По сей день телескоп работает в Алма-Атинской обсерватории и находится в первозданном виде. Единственное, что изменили казахстанские ученые, – установили новый противовес и клин. Найдите этот клин на фото и объясните, зачем он нужен. А вы сможете точно определить угол клина, не глядя на фото?

5.11. Лунный полярный круг

Хорошо известно, что такое на Земле полярный круг и как он связан с сезонным ходом Солнца. Солнечный полярный круг есть как в Северном полушарии, так и в Южном. Это воображаемая линия на поверхности земного шара, расположенная на широте примерно 66,6° (соответственно северной и южной). Выше этой линии, ближе к полюсу, в течение года наблюдаются полярный день и полярная ночь, когда не менее суток Солнце не заходит за горизонт либо не восходит. Полярный круг отмечает границу, начиная с которой такие явления возможны.

Аналогичный «полярный круг» имеется на земном шаре и для Луны. Найдите широту лунного полярного круга, если наклон плоскости орбиты Луны к плоскости эклиптики составляет 5,1°.

5.12. Солнце на экваторе

Сколько дней в году на экваторе Земли Солнце достигает зенита?

5.13. Солнце в зените

Немного изменим условие предыдущей задачи: сколько раз в году на Земле Солнце бывает в зените?

5.14. Звезда восходит и заходит

Звезда взошла в 00:01 по местному времени. Сколько еще раз она пересечет горизонт в данном пункте в течение этих суток?

5.15. Где же юг?

Приезжий, шедший по центру Москвы днем в пасмурную погоду, спросил прохожего, как ему пройти к главному зданию МГУ. Прохожий, как и любой москвич, торопился, поэтому, не останавливаясь, бросил в