Az űrhajózás története, mint minden más iparág, tartalmaz példákat olyan ötletes megoldásokra, amikor a kívánt célt szép és váratlan módon sikerült elérni. A Szovjetunió/Oroszország nem volt szerencsés a geostacionárius pálya elérhetőségével. A fejlesztők azonban ahelyett, hogy nehezebb rakétákkal értek volna el, vagy megpróbálták volna csökkenteni a rakomány tömegét, egy speciális pálya alkalmazásának ötletével álltak elő. Mai történetünk erről a pályáról és az azt használó műholdakról szól.
Fizika
A geostacionárius és erősen elliptikus pályákról szólva meg kell emlékezni egy olyan fogalomról, mint pl orbitális dőlésszög. Ebben az esetben a pálya dőlésszöge a Föld egyenlítői síkja és a műhold pályasíkja közötti szög:
Ha a kozmodromról indulunk, és kelet felé kezdünk gyorsulni, akkor az így létrejövő pálya dőlésszöge megegyezik a kozmodrom szélességével. Ha gyorsulni kezdünk, észak felé eltérve, akkor az ebből eredő dőlés nagyobb lesz. Ha azt gondolva, hogy ennek csökkentenie kell a dőlést, elkezdünk gyorsulni délkelet felé, akkor az így létrejövő pálya is nagyobb lesz, mint a mi szélességünk. Miért? Nézze meg a képet: keleti gyorsuláskor a pályavetület legészakibb pontja (kék vonal) lesz a mi kozmodromunk. Ha pedig délkeletre gyorsulunk, akkor az így létrejövő pálya vetületének legészakibb pontja a kozmodromunktól északra lesz, és a pálya dőlése nagyobb lesz, mint a kozmodrom szélessége:
Következtetés: egy űrhajó indításakor a pályájának kezdeti dőlése nem lehet kisebb, mint a kozmodrom szélessége.
Ahhoz, hogy geostacionárius pályára lépjen (0°-os dőlés), nullára kell állítania a dőlést, de ez további üzemanyagot igényel (a folyamat fizikája - ). A Bajkonuri kozmodrom szélessége 45°, és mivel az elhasznált rakétafokozatok nem eshetnek Kínába, a rakétákat északkelet felé indítják 65° és 51,6° dőlésszögű útvonalakon. Ennek eredményeként a négyfokozatú 8K78-as hordozórakéta, amely másfél tonnát indított a Holdra, és majdnem egy tonnát a Marsra, csak ~100 kg-ot tudott geostacionárius pályára bocsátani. A 60-as évek elején egyetlen ország sem tudott teljes értékű geostacionárius kommunikációs műholdat beilleszteni ekkora tömegbe. Valami mást kellett kitalálnunk. Az orbitális mechanikusok segítettek. Minél magasabb a műhold magassága, annál lassabban mozog a Földhöz képest. Az egyenlítő feletti 36 000 km-es magasságban a műhold folyamatosan a Föld egy pontja felett fog lebegni (ez az elképzelés, hogy a geostacionárius pálya működik). És ha egy műholdat egy hosszúkás ellipszis pályára állítunk, akkor a sebessége nagyon megváltozik. A periapszisban (a pálya Földhöz legközelebbi pontja) nagyon gyorsan fog repülni, de az apoapszis (a Földtől legtávolabbi pálya pontja) területén gyakorlatilag több órán át a helyén lebeg. Ha egyórás időközönként pontokkal jelöli meg a műhold útját, a következő képet kapja:
Amellett, hogy szinte mozdulatlan, nagy magasságban a műhold bolygónk hatalmas területét fogja látni, és képes lesz kommunikációt biztosítani a távoli pontok között. A pálya nagy dőlésszöge azt jelenti, hogy még az Északi-sarkon sem lesz probléma a jel vételével. Ha pedig 63,4°-hoz közeli dőlésszöget választ, akkor a Föld gravitációs interferencia minimális lesz, és gyakorlatilag korrekció nélkül kerülhet pályára. Így született meg a Molnija pálya a következő paraméterekkel:
- Percenter: 500 km
- Apocentrum: 40 000 km
- Dőlés: 62,8°
- Keringési idő: 12 óra
Megtestesülés vasban
A 8K78 rakéta akár 1600 kg-ot is képes elindítani egy erősen elliptikus pályára. A fejlesztők számára ez boldogság volt - nagy teljesítményű, nagy teljesítményű műholdat lehetett készíteni, és ugyanakkor „megtörölni” az amerikaiak orrát, akiknek a kommunikációs műholdak tömege nem haladta meg a 300 kg-ot. A kapott eszköz lenyűgöző volt jellemzőivel:
A műholdberendezés három 40 W-os és két 20 W-os tartalék ismétlőt tartalmazott, amelyek számára másfél kilowatt összteljesítményű napelemek termelték az áramot. Az adatok vételére és továbbítására két vezérelt, 1,4 méter átmérőjű parabolaantennát használtak. A készülék vezérlését a modern számítógépek ősének számító tranzisztoros programidő készülék, a tájolást pedig egyedülálló három teljesítményű motoros giroszkóp vezérelte.A vezérlőrendszer összetett algoritmusokat valósított meg a háromtengelyes tájolású repülési módokhoz. A munkavégzés helyén a készülék napelemekkel folyamatosan a Nap felé orientált, vezérelt főantennákkal kísérve a Földet. A munkaszakasz befejezése után a készülék az infravörös függőleges adatoknak megfelelően addig forgott, amíg a percenterben a pályasebességvektorral párhuzamos pozíciót nem foglalt el. A periapszis területén a memóriában tárolt parancsok szerint korrigálni tudta a pályát.
Felülnézetben jól láthatóak a meghajtórendszer kúpja és a helyzetszabályozó rendszer sűrített nitrogénből készült golyós hengerei
Alulnézet, látható napelemek, érzékelő egység a végén és antennák
Azt feltételezték, hogy a készülék aktív élettartama meghaladja az egy évet, ami akkoriban fantasztikus adat. Az eszköz a „Molniya” nevet kapta, és előre tekintve, tegyük fel, hogy olyan korszakalkotónak bizonyult, hogy a pályát és a 8K78-as hordozórakétát is ennek tiszteletére nevezték el.
Kizsákmányolás
"Molniya-M" hordozórakéta, az LV "Molniya" leszármazottja
Abban az időben az indulás nem lehetett egyszerű. 1964. június 4-én az első Molniya hordozórakéta meghibásodása miatt nem jutott el pályára. 1964. augusztus 22-én a második járművet sikeresen a tervezetthez közeli pályára bocsátották. De itt van a probléma - mindkét fő antenna, amelyeknek meg kellett volna másolnia egymást, nem nyílt ki. A vizsgálat megállapította, hogy a tesztelés során az egyik antennán a kábelszigetelés sérülését fedezték fel, és az antennarudakat a tervező döntése szerint kiegészítésképpen vinil-klorid szalaggal tekerték be. Az űrben, a napelemek árnyékában megfagyott a szalag, az antennákat amúgy is nehezen nyitó rugók pedig nem tudták felülkerekedni a megfagyott műanyagon. A második Molniya elveszett. A jövőre nézve a probléma könnyen orvosolható volt, az antennarudakon a rugókat villanymotorokra cserélték, amelyek garantáltan teljesen kinyitották az antennákat. Végül 1965. április 23-án sikeresen elindították a harmadik Molniya-t, és kiderült, hogy teljesen működőképes. Volt egy ideges pillanat, amikor a főrelé elsőre nem akart bekapcsolni, de több fárasztó percnyi folyamatos parancsküldés után a Földről az átjátszó bekapcsolására, végül bekapcsolt. A kommunikáció Moszkva és Vlagyivosztok között az első szovjet közvetítőműholdon keresztül jött létre:
Az első televíziós felvétel, amelyet Molniya segítségével továbbítottak
A jel nagy teljesítménye miatt nem volt szükség nagy antennákra a vételhez, viszonylag kis Orbit pavilonokat kezdtek építeni szerte az országban:
A műholdas műsorszóró állomások hálózata gyorsan lefedte a Szovjetunió északi és keleti részét:
A műholdas televízió pedig egy technikai csodából gyorsan általánossá vált, a távol-keleti regionális bizottság elnöke azonnal bejelentette, hogy a műsorok sugárzásával kapcsolatos problémák esetén személyesen Brezsnyevnél fog panaszt tenni. 1984-re az Orbita állomások száma meghaladta a százat, így a szovjet műholdas TV még a kisvárosokban is elérhetővé vált. Az állomások a moszkvai jelet továbbították a helyi televízióközpontnak, amely viszont nagy területet szolgált ki.
Az első Molniya műholdak nem haladták meg az egyéves élettartamot. Tekintettel arra, hogy a műhold naponta négyszer repült át a sugárzási sávokon, a napelemek gyorsan leépültek. Az első "Villám" áprilistól novemberig tudott túlélni. A műholdtervezésbe tartalék napelemek kerültek, amelyeket szükség esetén a főbbek leromlása után telepítettek. Már a "Molniya" No. 7 aktívan létezhetett 1966 októberétől 1968 januárjáig. A szovjet műholdak számára ez nagyon hosszú idő volt.
A "Lightning"-t az S.P. Design Bureau fejlesztette ki. Koroljov, és már 1965-ben a termelést Mihail Reshetnev vezetésével megkezdték a krasznojarszki „2-es fióktelepre”. Ezzel kezdődött a ma JSC ISS néven elnevezett vállalkozás dicsőséges története. Reshetnev akadémikus. A Molniya készülékeket aktívan fejlesztették. A parabolaantennát négyspirálos antennára cserélték:
Érdekes tesztfelvételek és történet egy négyspirálos antennáról:
További napelemek
A készülékek centiméteres hullámhossz-tartományra váltottak, megtanultak nem az egész országra, hanem egyes időzónákra sugározni, folyamatosan nőtt a kommunikációs csatornák száma és kapacitása. Idővel a Molniyas-t polgári televíziós műsorszórásra már nem használták, és főleg katonai kommunikációs műholdakká váltak. A Molniya család utolsó készüléke, a Molniya-3K 2001-ben került forgalomba.
Ma és holnap
A Szovjetunióban/Oroszországban a polgári tévéadás végül geostacionárius pályára állt. Megjelent egy nagyobb emelőképességű Proton hordozórakéta, amely 1975-ben kezdte meg műholdak indítását a geostacionárius állomásra. Az Orbit pavilonhoz tizenkét méteres mozgatható antenna kellett, és rosszabb volt, mint a ma már mindenhol megtalálható műholdtányérok. A Molniya műholdak véget vetettek életüknek. De a Molnija-pálya nem halt meg. A mi magas szélességi köreinkre igény van rá, mostanra a Meridian kommunikációs műholdak repülnek rajta, 2012 óta pedig a sarkvidéki meteorológiai rendszer fejlesztése folyik. A pálya egyedi tulajdonságait a tengerentúlon is hasznosítják - Molnija pályára bocsátották a 2014 decemberében felbocsátott, feltehetően a rakétatámadásra figyelmeztető rendszer műholdjaihoz köthető NROL-35 nevű amerikai katonai műholdat. Ki tudja, talán a lány kezében lévő villám a küldetés emblémáján utal a pálya nevére?
A Molnija pálya egy változatát, a Tundra pályát 46-52 ezer kilométeres csúcsponttal és egynapos keringési periódussal három Sirius XM rádióműhold és a japán QZSS navigációs rendszer használja.
A jövőben a Molnija pályát sem felejtik el. A geostacionárius pálya túlterhelt, vagy a műholdak elkezdhetnek erősen elliptikus pályákra mozogni. A szovjet ballisztika találmánya a Földön túl is alkalmazásra kerülhet: a Mars HERRO emberes küldetésének projektjében a Molnija pálya analógját javasolják a robotok valós idejű irányítására a felszínen.
3 lehetőség van az orbitális leállásra - átállni egy új pályára (amely viszont lehet közelebb vagy távolabb a Naptól, vagy akár nagyon megnyúlt is), a Napba esés és a Naprendszer elhagyása. Tekintsük csak a harmadik lehetőséget, amely véleményem szerint a legérdekesebb.
Ahogy távolodunk a Naptól, egyre kevesebb ultraibolya fény áll majd rendelkezésre a fotoszintézishez, és a bolygó átlaghőmérséklete évről évre csökken. A növények fognak először szenvedni, ami jelentős zavarokhoz vezet az élelmiszerláncokban és az ökoszisztémákban. És elég gyorsan eljön a jégkorszak. Az egyetlen olyan oázis, ahol többé-kevésbé megfelelőek a feltételek, a geotermikus források és gejzírek közelében lesznek. De nem sokáig.
Egy bizonyos számú év elteltével (mellesleg nem lesz több évszak), a naptól bizonyos távolságban szokatlan esőzések kezdődnek bolygónk felszínén. Oxigéneső lesz. Ha szerencséd van, talán havazni fog az oxigéntől. Nem tudom biztosan megmondani, hogy a felszínen élők képesek lesznek-e ehhez alkalmazkodni - nem lesz élelem sem, az acél ilyen körülmények között túl törékeny lesz, így nem világos, hogyan lehet üzemanyagot szerezni. az óceán felszíne jelentős mélységbe fagy, a jégtágulás miatti jégsapka a hegyek kivételével a bolygó teljes felszínét beborítja - bolygónk fehér lesz.
De a bolygó magjának és köpenyének hőmérséklete nem változik, így a jégsapka alatt több kilométeres mélységben a hőmérséklet meglehetősen elviselhető marad. (ha kiássz egy ilyen bányát és állandó élelemmel, oxigénnel látod el, akkor még élhetsz is)
A legviccesebb a tenger mélyén van. Ahol még most sem hatol át egy fénysugár. Ott, az óceán felszíne alatt több kilométeres mélységben egész ökoszisztémák vannak, amelyek abszolút nem függenek a naptól, a fotoszintézistől, a naphőtől. Saját anyagciklusai vannak, a fotoszintézis helyett a kemoszintézis, és a szükséges hőmérsékletet bolygónk hője (vulkáni tevékenység, víz alatti meleg források stb.) tartja fenn, mivel bolygónk belsejében a hőmérsékletet a gravitációja biztosítja. , tömeg, nap nélkül is a naprendszereken kívül van, ott stabil körülmények és a szükséges hőmérséklet is megmarad. És az élet, amely a tenger mélyén, az óceán fenekén forr, észre sem veszi, hogy a nap eltűnt. Hogy az élet azt sem fogja tudni, hogy bolygónk valaha a Nap körül forgott. Talán fejlődni fog.
Az sem valószínű, de lehetséges, hogy egy hógolyó - a Föld - egy nap, évmilliárdokkal később elrepül galaxisunk valamelyik csillagához, és a pályájára zuhan. Az is előfordulhat, hogy egy másik csillag pályáján bolygónk „olvad” és életre kedvező körülmények jelennek meg a felszínen. Talán az élet a tenger mélyén, miután legyőzte ezt az egész utat, újra a felszínre kerül, ahogy az egyszer már megtörtént. Talán az evolúció eredményeként ezután újra megjelenik bolygónkon az intelligens élet. És végül talán megtalálják az egyik adatközpont maradványaiban fennmaradt médiát a webhely kérdéseivel és válaszaival.
Ismert három ciklikus folyamat, ami a szoláris állandó értékeinek lassú, úgynevezett szekuláris ingadozásához vezet. A megfelelő szekuláris éghajlati változások általában a napállandó ezen ingadozásaihoz kapcsolódnak, ami M.V. munkáiban is tükröződött. Lomonoszov, A.I. Voeykova és mások. Később, a kérdés kidolgozásakor felmerült M. Milankovitch csillagászati hipotézise, amely a Föld éghajlatának változásait magyarázza a geológiai múltban. A szoláris állandó szekuláris ingadozása a Föld pályájának alakjában és helyzetében, valamint a Föld tengelyének világűrben való tájolásának lassú változásával jár, amelyet a Föld és más bolygók kölcsönös vonzása okoz. Mivel a Naprendszer többi bolygójának tömege lényegesen kisebb, mint a Nap tömege, hatásuk a Föld keringési elemeinek kis megzavarásai formájában érezhető. A gravitációs erők összetett kölcsönhatása következtében a Föld Nap körüli útja nem állandó ellipszis, hanem meglehetősen összetett zárt görbe. A Föld e görbét követő besugárzása folyamatosan változik.
Az első ciklikus folyamat az a pálya alakjának változása elliptikustól majdnem kör alakúig, körülbelül 100 000 éves időtartammal; excentricitási oszcillációnak nevezik. Az excentricitás az ellipszis megnyúlását jellemzi (kis excentricitás – kerek pálya, nagy excentricitás – pálya – megnyúlt ellipszis). A becslések szerint az excentricitás változásának jellemző ideje 10 5 év (100 000 év).
Rizs. 3.1 – Változás a Föld keringési excentricitásában (nem léptékig) (J. Silver, 2009)
Az excentricitás változásai nem periodikusak. 0,028 érték körül ingadoznak, 0,0163 és 0,0658 között mozognak. Jelenleg a 0,0167-es pályaexcentricitás tovább csökken, minimális értékét 25 ezer év múlva érik el. Az excentricitás hosszabb csökkenése is várható - akár 400 ezer év. A Föld keringési pályájának excentricitásának megváltozása a Föld és a Nap távolságának megváltozásához vezet, és ennek következtében az egységnyi idő alatt a Nap sugaraira merőleges egységnyi területre jutó energia mennyiségének változásához a felső határnál. az atmoszféra. Megállapítást nyert, hogy amikor az excentricitás 0,0007-ről 0,0658-ra változik, a napenergia-fluxusok különbsége az excentricitástól azokban az esetekben, amikor a Föld áthalad a pálya perihéliumán és afelionján, a napállandó 7-ről 20-26%-ára változik. Jelenleg a Föld keringése enyhén ellipszis alakú, és a napenergia-fluxus különbsége körülbelül 7%. A legnagyobb ellipticitás során ez a különbség elérheti a 20-26%-ot. Ebből az következik, hogy kis excentricitásoknál a pálya perihéliumában (147 millió km) vagy afelionjában (152 millió km) elhelyezkedő Földre érkező napenergia mennyisége kissé eltér. A legnagyobb excentricitás mellett a napállandó negyedének megfelelő mennyiséggel több energia jut a perihéliumba, mint az aphelionba. Az excentricitás ingadozásában a következő jellemző periódusokat azonosítjuk: körülbelül 0,1; 0,425 és 1,2 millió év.
A második ciklikus folyamat a Föld tengelyének az ekliptika síkjához viszonyított dőlésszögének változása, amelynek időtartama körülbelül 41 000 év. Ezalatt a lejtő 22,5°-ról (21.1) 24,5°-ra változik (3.2. ábra). Jelenleg 23°26"30". A szög növekedése nyáron a Nap magasságának növekedését, télen pedig csökkenését vonja maga után. Ugyanakkor a magas szélességeken megnő a besugárzás, az egyenlítőn pedig enyhén csökkenni fog. Minél kisebb ez a dőlésszög, annál kisebb a különbség a tél és a nyár között. A melegebb telek általában havasabbak, a hidegebb nyarak pedig megakadályozzák az összes hó elolvadását. A hó felhalmozódik a Földön, ami elősegíti a gleccserek növekedését. a lejtő nő, az évszakok markánsabbak, a tél hidegebb és kevesebb a hó, a nyarak pedig melegebbek, több a hó és a jégolvadás. Ez elősegíti a gleccserek visszahúzódását a sarki régiókba. Így a szög növelése szezonálisan növekszik , de csökkenti a szélességi különbségeket a napsugárzás mennyiségében a Földön.
Rizs. 3.2 – A Föld forgástengelyének dőlésszögének változása az időben (J. Silvertől, 2009)
A harmadik ciklikus folyamat a földgömb forgástengelyének ingadozása, az úgynevezett precesszió. A Föld tengelyének precessziója- Ez a Föld forgástengelyének lassú mozgása egy körkúp mentén. A Föld tengelyének világtérbeli tájolásában bekövetkezett változás a Föld középpontja, annak lapítottságából adódóan és a Föld–Hold–Nap gravitációs tengelye közötti eltérésből adódik. Ennek eredményeként a Föld tengelye egy bizonyos kúpos felületet ír le (3.3. ábra). Ennek az ingadozásnak az időtartama körülbelül 26 000 év.
Rizs. 3.3 – A Föld keringésének precessziója
Jelenleg a Föld januárban közelebb van a Naphoz, mint júniusban. De a precesszió miatt 13 000 év után júniusban közelebb lesz a Naphoz, mint januárban. Ez az északi féltekén megnövekedett szezonális hőmérséklet-ingadozásokhoz vezet. A Föld tengelyének precessziója a téli és a nyári napforduló pontjainak kölcsönös változásához vezet a pálya perihéliumához képest. Az orbitális perihélium és a téli napforduló pont kölcsönös helyzete ismétlődő periódusa 21 ezer év. Újabban, 1250-ben a pálya periheliuma egybeesett a téli napfordulóval. A Föld most január 4-én halad át a perihéliumon, a téli napforduló pedig december 22-én van. A különbség köztük 13 nap, vagyis 12º65". A perihélium következő egybeesése a téli napforduló pontjával 20 ezer év után következik be, az előző pedig 22 ezer évvel ezelőtt volt. Ezen események között azonban a nyári napforduló pontja egybeesett a perihélium.
Kis excentricitásoknál a nyári és téli napfordulók orbitális perihéliumhoz viszonyított helyzete nem vezet jelentős változáshoz a téli és nyári szezonban a földbe jutó hőmennyiségben. A kép drámaian megváltozik, ha az orbitális excentricitás nagynak bizonyul, például 0,06. Így volt az excentricitás 230 ezer éve, és így lesz 620 ezer év múlva is. A Föld nagy excentricitásainál a pálya perihéliummal szomszédos része, ahol a legnagyobb a napenergia mennyisége, gyorsan áthalad, a megnyúlt pálya fennmaradó része a tavaszi napéjegyenlőségen keresztül az aphelionig lassan, hosszú ideig. az idő nagy távolságra van a Naptól. Ha ebben az időben a perihélium és a téli napforduló pontja egybeesik, az északi féltekén rövid, meleg tél és hosszú, hűvös nyár, míg a déli féltekén rövid, meleg nyár és hosszú, hideg tél lesz. Ha a nyári napforduló pontja egybeesik a pálya perihéliumával, akkor az északi féltekén forró nyár és hosszú hideg tél lesz megfigyelhető, a déli féltekén pedig fordítva. A hosszú, hűvös, nedves nyarak kedveznek a gleccserek növekedésének azon a féltekén, ahol a szárazföld nagy része koncentrálódik.
Így a napsugárzás felsorolt különböző méretű ingadozásai egymásra vannak helyezve, és a szoláris állandó változásának összetett világi lefolyását adják, következésképpen a napsugárzás mennyiségének változásán keresztül jelentős hatást gyakorolnak az éghajlat kialakulásának feltételeire. kapott napsugárzást. A naphő ingadozása akkor a legkifejezettebb, ha mindhárom ciklikus folyamat fázisban van. Ekkor nagy eljegesedés vagy a gleccserek teljes olvadása lehetséges a Földön.
A 20. század első felében javasolták a csillagászati ciklusok földi éghajlatra gyakorolt hatásmechanizmusainak részletes elméleti leírását. Milutin Milankovic kiváló szerb csillagász és geofizikus, aki kidolgozta a jégkorszakok periodicitásának elméletét. Milankovitch azt feltételezte, hogy a Föld keringési pályájának excentricitásának (ellipticitásának) ciklikus változásai, a bolygó forgástengelyének hajlásszögének ingadozása és e tengely precessziója jelentős változásokat okozhat a Föld éghajlatában. Például körülbelül 23 millió évvel ezelőtt a Föld pályája excentricitásának minimális értékének és a Föld forgástengelyének dőlésszögének minimális változásának periódusai egybeestek (ez a dőlés felelős az évszakok változásáért). 200 ezer éven át a szezonális éghajlatváltozások minimálisak voltak a Földön, mivel a Föld pályája szinte kör alakú volt, a Föld tengelyének dőlése pedig szinte változatlan maradt. Emiatt a sarkokon csak néhány fok volt a különbség a nyári és a téli hőmérséklet között, a jégnek a nyár folyamán nem volt ideje elolvadni, és érezhetően megnőtt a területe.
Milankovitch elméletét többször kritizálták, mivel a sugárzás ezen okok miatt változott viszonylag kicsi, és kételyek hangzottak el, hogy a nagy szélességi körök sugárzásának ilyen kis változásai jelentős éghajlati ingadozásokat okozhatnak-e, és eljegesedésekhez vezethetnek-e. A 20. század második felében. Jelentős mennyiségű új bizonyítékot szereztek a pleisztocén globális éghajlati ingadozásairól. Jelentős részük óceáni üledékek oszlopa, amelyek fontos előnnyel rendelkeznek a szárazföldi üledékekkel szemben, mivel sokkal nagyobb az üledéksor sértetlensége, mint a szárazföldön, ahol az üledékek gyakran elmozdultak a térben, és ismételten lerakódnak. Ezután az elmúlt körülbelül 500 ezer évre visszamenőleg visszanyúló óceáni szekvenciák spektrális elemzését végezték el. Az Indiai-óceán középső részéből a szubtrópusi konvergencia és az antarktiszi óceáni sarki front (43–46°S) közötti két magot választották ki elemzésre. Ez a terület ugyanolyan távol van a kontinensektől, ezért kevéssé érinti az eróziós folyamatok ingadozása azokon. Ugyanakkor a területet meglehetősen magas (több mint 3 cm/1000 év) üledékképződés jellemzi, így a 20 ezer évnél lényegesen rövidebb időtartamú éghajlati ingadozások is megkülönböztethetők. Az éghajlati ingadozások indikátoraként a plankton foraminiferákban a δO 18 nehéz oxigén izotóp relatív tartalmát, a radioláris közösségek fajösszetételét, valamint az egyik radioláris faj relatív tartalmát (százalékban) választottuk. Cycladophora davisiana. Az első mutató az óceánvíz izotóp-összetételében bekövetkezett változásokat tükrözi, amelyek az északi féltekén a jégtakarók megjelenésével és olvadásával kapcsolatosak. A második mutató a felszíni víz hőmérsékletének múltbeli ingadozásait mutatja (T s) . A harmadik indikátor érzéketlen a hőmérsékletre, de érzékeny a sótartalomra. Mindhárom indikátor rezgésspektruma három csúcs jelenlétét mutatja (3.4. ábra). A legnagyobb csúcs körülbelül 100 ezer évnél, a második legnagyobb 42 ezer évnél, a harmadik 23 ezer évnél következik be. Ezen periódusok közül az első nagyon közel áll az orbitális excentricitás változásának periódusához, és a változások fázisai egybeesnek. Az éghajlati mutatók ingadozásának második periódusa egybeesik a Föld tengelyének dőlésszögének változási időszakával. Ebben az esetben állandó fáziskapcsolatot tartanak fenn. Végül a harmadik periódus a precesszió kváziperiodikus változásainak felel meg.
Rizs. 3.4. Néhány csillagászati paraméter oszcillációs spektruma:
1 - tengely dőlésszöge, 2 - precesszió ( A); besugárzás a déli 55°-nál. w. télen ( b) és 60° é. w. nyáron ( V), valamint a három kiválasztott éghajlati mutató változásának spektruma az elmúlt 468 ezer év során (Hays J.D., Imbrie J., Shackleton N.J., 1976)
Mindez arra késztet bennünket, hogy a Föld keringési pályája paramétereinek változását és a Föld tengelyének dőlésszögét a klímaváltozás fontos tényezőjének tartsuk, és Milankovitch csillagászati elméletének diadalmenetét jelzi. Végső soron a pleisztocén globális éghajlati ingadozásai pontosan ezekkel a változásokkal magyarázhatók (Monin A.S., Shishkov Yu.A., 1979).
Az arizonai sivatagban ősi kőzetekbe fúró tudósok azt állítják, hogy fokozatos eltolódást észleltek a Föld pályáján, amely 405 000 évente ismétlődik, és szerepet játszik a természetes éghajlatváltozásokban.
Az asztrofizikusok az égi mechanika számításai alapján régóta feltételezték, hogy a ciklus létezik, de egy új tanulmány szerzői megtalálták az első ellenőrizhető fizikai bizonyítékot.
Megmutatták, hogy a ciklus több száz millió évig stabil volt, a dinoszauruszok megjelenésétől kezdve és még ma is működik. A kutatás nemcsak az éghajlatkutatásra vonatkozhat, hanem a földi élet és a Naprendszer evolúciójának megértésére is.
A tudósok évtizedek óta úgy gondolják, hogy a Föld Nap körüli pályája csaknem körkörösről körülbelül 5 százalékos ellipszisre változik, majd 405 000 évente újra. Az eltolódás hátterében a Vénusz és a Jupiter, valamint más naprendszeri testek gravitációs hatásaival való összetett kölcsönhatás áll, mivel ezek mind a Nap körül keringenek.
Az asztrofizikusok úgy vélik, hogy a ciklus mögött meghúzódó matematika akár 50 millió évig is megbízható, de ezt követően a probléma túl bonyolulttá válik, mivel túl sok tényezőt kell figyelembe venni.
"Vannak más, rövidebb keringési ciklusok is, de ha visszatekintünk az időben, nagyon nehéz tudni, hogy mivel foglalkozol, mert minden folyamatosan változik" - mondta Dennis Kent, a paleomágnesesség szakértője. a Columbia Egyetem és a Rutgers Egyetem Lamont-Doherty Föld Obszervatóriumában.
Az új bizonyítékok 500 méteres körzetben rejlenek attól a sziklától, amelyet Kent és szerzőtársai 2013-ban egy arizonai nemzeti parkba fúrtak, valamint a New York és New Jersey külvárosából származó korábbi mély magok. Az arizonai kőzetek a késő triász idején, 209 és 215 millió évvel ezelőtt keletkeztek, amikor a területet kanyargó folyók borították, amelyek üledéket raktak le. A korai dinoszauruszok ekkoriban kezdtek fejlődni.
A tudósok az arizonai kőzeteket a vulkáni hamu beágyazott rétegeinek elemzésével tanulmányozták, amelyek radioizotópokat tartalmaznak, amelyek előre látható sebességgel bomlanak le. Az üledékeken belül a bolygó mágneses mezejének polaritásának ismétlődő fordulatait is észlelték. A csapat ezután összehasonlította ezeket az adatokat a New York-i és New Jersey-i magokkal, amelyek olyan régi tavakba és talajokba hatoltak be, amelyek bizonyítékot őriztek a Föld történelmének nedves és száraz időszakainak váltakozásáról.
Kent és Olsen régóta érveltek amellett, hogy a New York-i és New Jersey-i sziklák éghajlati változásait a 405 000 éves ciklus szabályozta. Nincsenek azonban vulkáni hamurétegek a pontos dátumok megállapításához. De ezek a magok tartalmaznak olyan polaritásváltásokat, mint az Arizonában.
A két adatkészlet kombinálásával a csapat megmutatta, hogy mindkét helyszín egyszerre változott, és hogy a 405 000 éves intervallum valóban az éghajlati ingadozások fő szabályzója. Paul Olsen paleontológus, a tanulmány társszerzője szerint a ciklus közvetlenül nem változtatja meg az éghajlatot; inkább fokozza vagy gyengíti a közvetlenebbül működő rövidebb ciklusok hatásait.
Az éghajlatváltozásokat előidéző bolygómozgásokat Milankovitch-ciklusoknak nevezik, és az 1920-as években kidolgozó szerb matematikusról nevezték el. 100 000 éves ciklusból állnak a Föld keringésének excentricitásával, hasonlóan a nagy 405 000 éves ingadozáshoz; 41 000 éves ciklus a Föld tengelyének dőlésszögében a Nap körüli pályájához képest; és egy 21 000 éves ciklus, amelyet a bolygó tengelyének ingadozása okoz. Ezek a változások együttesen megváltoztatják az északi féltekét érő napenergia arányát, és ez kihat az éghajlatra.
Az 1970-es években a tudósok kimutatták, hogy a Milankovitch-ciklusok felelősek a bolygó ismételt felmelegedéséért és lehűléséért, és így a jégkorszakok kezdetéért és megszűnéséért az elmúlt néhány millió évben.
De továbbra is vitatkoznak az adatok ezen időszakra vonatkozó inkonzisztenciáiról, valamint a ciklusok közötti kapcsolatról, egyrészt az emelkedő és csökkenő szén-dioxid-szintről, másrészt a mögöttes klímaszabályozásról. Még nehezebb megérteni, hogyan működött mindez a távolabbi múltban. Először is, a rövidebb ciklusok gyakorisága szinte biztosan változott az idők során, de senki sem tudja biztosan megmondani, hogy mennyivel.
Másrészt a ciklusok folyamatosan befolyásolják egymást. Néha egyesek nem esnek egybe másokkal, és hajlamosak kiiktatni egymást; vagy több ciklus sorakozhat fel egymás után, hogy hirtelen, radikális változásokat indítson el. Még nehezebb lesz kiszámolni, hogyan illeszkedhetnek egymáshoz, ha tovább akarunk tekinteni az időben.
Kent és Olsen azt mondják, hogy minden 405 000 évben, amikor a pálya excentricitása a csúcson van, a rövidebb ciklusok okozta szezonális különbségek intenzívebbé válnak; a nyár melegebb, a tél hidegebb; A száraz időszak még szárazabb, a csapadékos időszak még párásabb.
Ennek ellenkezője 202 500 évvel később lesz, amikor a Föld keringése a legkörívebb lesz. A késő-triász idején – ismeretlen okokból – sok ciklus után sokkal melegebb volt, mint most, és gyakorlatilag nem volt eljegesedés. A 405 000 éves ciklus ezután váltakozó nedves és száraz időszakokban nyilvánult meg. A csapadék akkor tetőzött, amikor a pálya a legexcentrikusabb volt, és mély vízfelületeket hozott létre, amelyek fekete palarétegeket hagytak maguk után Észak-Amerika keleti részén. Amikor a pálya a legközelebb volt a körhöz, kiszáradtak, könnyebb talajrétegeket hagyva hátra.
Az összes versengő tényező miatt Kent és Olsen szerint még sok a tanulnivaló. „Ez nagyon nehéz anyag” – mondta Olsen. „Alapvetően ugyanazt a matematikát használjuk, mint az űrhajók küldéséhez, és természetesen működik. De ha egyszer elkezdi kiterjeszteni a bolygóközi mozgásokat az időben, hogy kiderítse az éghajlatra gyakorolt hatásokat, nem állíthatja, hogy pontosan megérti, hogyan működik az egész." Szerinte a 405 ezredik ciklus metronómiai ritmusa segítheti a kutatókat ennek a nehéz kérdésnek a megértésében.
Ha kíváncsi lenne, a Föld jelenleg a 405 000 éves periódus közel körkörös részén van. Mit jelent ez számunkra? „Valószínűleg semmi sem feltűnő” – mondja Kent. „Ezek mind nagyon messze vannak azon sok más tényező listáján, amelyek idővel befolyásolhatják az éghajlatot, és amelyek fontosak számunkra.” Dennis Kent rámutat arra, hogy Milankovitch elmélete szerint az utolsó jégkorszakkal lezárult 20 000 éves ciklusban a felmelegedési trend csúcsán kell lennünk; A Föld végül több ezer éven belül újra lehűlhet, és akkor talán újabb jégkorszak következik be.
Több információ: Dennis V. Kent el al., „Empirikus bizonyíték a 405 kilométeres Jupiter–Vénusz excentricitási ciklus több százmillió éven át tartó stabilitására”, PNAS (2018). www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1800891115
„...Elindítok egy munkasorozatot arról, hogyan is néz ki valójában az Univerzum.
Készen állsz az olvasó? Hát akkor tarts ki és vigyázz a józan eszedre. Most igaz lesz. De először válaszolj egy kérdésre:
Miben különbözik a csillagászat az asztrológiától?
Az asztrológiában 12 csillagjegy, a csillagászatban 13 csillagjegy van. Zmeelov is hozzáadódik a mindenki által ismertekhez. Az asztrológiában az összes jelet hónapokra osztják, számuk 12 körülbelül azonos számú nappal - tisztelgés a metrikus rendszer előtt. A csillagászatban minden más: egy körnek 360 foka van, és minden csillagképnek megvan a maga szögmérete. A csillagképek különbözőek, és eltérő a szögnagyságuk. Ha átváltjuk őket radiánokká, a radiánokat pedig napokká, akkor teljesen világossá válik, hogy a csillagképek eltérő időtartamúak napokban. Vagyis a különböző csillagképekben mozgó Nap eltérő számú nap alatt halad át rajtuk.
Bika – 14.05 – 23.06
Ikrek 23.06 – 20.07
Rák 20.07 – 11.08
Oroszlán 11.08 – 17.09
Szűz 17.09 – 21.10
Mérleg 21.10 – 22.11
Skorpió 22.11 – 30.11
Kígyófogó 30.11 – 18.12
Nyilas 12.18 – 19.01
Bak 19.01 – 16.02
Vízöntő 16.02 – 12.03
Halak 12.03 – 18.04
Kos 18.04 – 14.05
Amint látható, a csillagászati megfigyelések szerint a Nap valódi csillagképei teljesen más időközönként helyezkednek el, és a csillagászati hónapok is eltérőek: 8 naptól 42 napig.
Nemcsak a Föld forog a Nap körül, hanem a Nap is az ekliptika egy bizonyos középpontja körül. Ha elképzelünk egy fánkhoz hasonló, geometrikus tórusz alakot, akkor magának a tórusznak a közepén csillagjegyek találhatók, amelyeket az emberiség élőhelyeiről figyelhetünk meg a bolygón. A pólusokon más képe van a csillagvilágról. Tehát a Naprendszer a fánk belsejében mozog, és magában a fánkban vannak a számunkra látható csillagok.
Amikor a Nap az állatöv valamelyik csillagképében van, nem látjuk, melyikben van, mivel fehér nappal van, és a csillag elvakít minket, a csillagok pedig nem látszanak az égen. Mit csinálnak az asztrológusok? Pontosan éjjel 12-kor felnéznek az égre, és megnézik, melyik csillagkép a legmagasabb, majd ennek pont az ellenkezőjét veszik a körbe rajzolt Zodiákus JEL-ben, ahol az összes hónap szinte egyenlő. Ez határozza meg, hogy jelenleg melyik csillagképben van a Nap. De ez hazugság. Megmutattam, hogy a csillagképek különböző méretűek az égen, ami azt jelenti, hogy a világban elfogadott Zodiákus jegy egyszerűen konvenció. Vagyis a Zodiákus jegyei valójában fiktív hónapokat jelentenek, amelyek nem kapcsolódnak az éves ciklushoz.
A jövőre nézve azt akarom mondani, hogy ez az egész rendszer egy tórusszal nem mozdulatlan, hanem egy bizonyos tengely mentén mozog, miközben a Naprendszer bolygói egy kis spirálban mozognak a Nap körül, a Nap pedig egy nagy spirálban mozog belül a tórusz. ..."
