Kosmonavtika tarixi, boshqa sohalar singari, istalgan maqsadga chiroyli va kutilmagan tarzda erishilganda mohir echimlar misollarini o'z ichiga oladi. SSSR/Rossiya geostatsionar orbitaning mavjudligi bilan omadsiz edi. Ammo unga og'irroq raketalar bilan erishish yoki foydali yukning massasini kamaytirish o'rniga, ishlab chiquvchilar maxsus orbitadan foydalanish g'oyasini ilgari surdilar. Bizning bugungi hikoyamiz ushbu orbita va undan hali ham foydalanayotgan sun'iy yo'ldoshlar haqida.
Fizika
Geostatsionar va yuqori elliptik orbitalar haqida gapirganda, bunday tushunchani esga olish kerak orbital moyillik. Bunday holda, orbital moyillik Yerning ekvator tekisligi bilan sun'iy yo'ldoshning orbital tekisligi orasidagi burchakdir:
Agar biz kosmodromdan uchib, sharqqa qarab tezlasha boshlasak, hosil bo'lgan orbita kosmodrom kengligiga teng moyillikka ega bo'ladi. Agar biz shimolga og'ib, tezlasha boshlasak, natijada moyillik kattaroq bo'ladi. Agar biz bu moyillikni kamaytirishi kerak deb o'ylab, janubi-sharqqa tezlasha boshlasak, hosil bo'lgan orbita ham bizning kenglikdan ko'ra kattaroq moyillikka ega bo'ladi. Nega? Rasmga qarang: sharq tomon tezlashganda, orbita proektsiyasining eng shimoliy nuqtasi (ko'k chiziq) bizning kosmodromimiz bo'ladi. Va agar biz janubi-sharqqa tezlashsak, hosil bo'lgan orbita proektsiyasining eng shimoliy nuqtasi bizning kosmodromimizning shimolida bo'ladi va orbitaning moyilligi kosmodromning kengligidan kattaroq bo'ladi:
Xulosa: kosmik kemani uchirishda uning orbitasining dastlabki moyilligi kosmodrom kengligidan kam bo'lishi mumkin emas.
Geostatsionar orbitaga (0° qiyalik) kirish uchun siz moyillikni nolga qaytarishingiz kerak, ammo buning uchun qo'shimcha yoqilg'i kerak bo'ladi (bu jarayonning fizikasi - ). “Boyqo‘ng‘ir” kosmodromi 45° kenglikka ega bo‘lib, ishlatilgan raketa pog‘onalari Xitoy hududiga tushmasligini hisobga olib, raketalar shimoli-sharqqa 65° va 51,6° nishabli yo‘nalishlarda uchiriladi. Natijada, Oyga bir yarim tonna va Marsga deyarli bir tonna uchirgan to'rt bosqichli 8K78 raketasi geostatsionar orbitaga ~100 kg olib chiqa oldi. 60-yillarning boshlarida hech bir mamlakat bunday massaga to'laqonli geostatsionar aloqa sun'iy yo'ldoshini sig'dira olmadi. Biz boshqa narsani o'ylab topishimiz kerak edi. Orbital mexaniklar yordamga keldi. Sun'iy yo'ldoshning balandligi qanchalik baland bo'lsa, u Yerga nisbatan sekinroq harakat qiladi. Ekvatordan 36 000 km balandlikda sun'iy yo'ldosh doimiy ravishda Yerning bir nuqtasi ustida harakatlanib turadi (geostatsionar orbita shu g'oyada ishlaydi). Va agar biz sun'iy yo'ldoshni cho'zilgan ellips bo'lgan orbitaga qo'ysak, uning tezligi sezilarli darajada o'zgaradi. Periapsisda (orbitaning Yerga eng yaqin nuqtasi) u juda tez uchadi, lekin apoapsis hududida (orbitaning Yerdan eng uzoq nuqtasi) deyarli bir necha soat davomida o'z joyida harakatlanadi. Agar siz sun'iy yo'ldosh yo'lini bir soatlik oraliqda nuqtalar bilan belgilasangiz, quyidagi rasmni olasiz:
Deyarli harakatsiz bo'lishdan tashqari, yuqori balandlikda sun'iy yo'ldosh sayyoramizning keng maydonini ko'radi va uzoq nuqtalar o'rtasida aloqani ta'minlay oladi. Orbitaning yuqori moyilligi Arktikada ham signalni qabul qilishda muammolar bo'lmasligini anglatadi. Va agar siz 63,4 ° ga yaqin moyillikni tanlasangiz, unda Yerdan tortishish aralashuvi minimal bo'ladi va siz deyarli hech qanday tuzatishsiz orbitada bo'lishingiz mumkin. Molniya orbitasi quyidagi parametrlar bilan tug'ilgan:
- Markaziy markaz: 500 km
- Apomarkaz: 40 000 km
- Nishab: 62,8 °
- Aylanma muddati: 12 soat
Temirda ishlangan
8K78 raketasi yuqori elliptik orbitaga 1600 kg gacha ucha oladi. Ishlab chiquvchilar uchun bu baxt edi - katta imkoniyatlarga ega kuchli sun'iy yo'ldoshni yaratish va shu bilan birga aloqa sun'iy yo'ldoshlari massasi 300 kg dan oshmagan amerikaliklarning "burnini artish" mumkin edi. Olingan qurilma o'zining xususiyatlari bilan hayratlanarli edi:
Sun'iy yo'ldosh uskunasiga 40 Vt quvvatga ega uchta takrorlagich va 20 Vt quvvatga ega ikkita zaxira qurilma kiritilgan bo'lib, ular uchun elektr energiyasi umumiy quvvati bir yarim kilovatt bo'lgan quyosh panellari tomonidan ishlab chiqarilgan. Ma'lumotni qabul qilish va uzatish uchun diametri 1,4 metr bo'lgan ikkita boshqariladigan parabolik antennalardan foydalanilgan. Qurilma zamonaviy kompyuterlarning ajdodi bo'lgan tranzistorli dastur-vaqt qurilmasi tomonidan boshqarildi va yo'nalish noyob uch quvvatli gyro tomonidan qo'llab-quvvatlandi. Boshqarish tizimi uch eksa yo'nalishi bilan parvoz rejimlari uchun murakkab algoritmlarni amalga oshirdi. Ish joyida qurilma quyosh panellari bilan Quyosh tomon doimiy yo'nalishni saqlab turdi va boshqariladigan asosiy antennalar bilan Yerga hamroh bo'ldi. Ishchi qismni tugatgandan so'ng, qurilma peritsentrda orbital tezlik vektoriga parallel joyni egallaguncha infraqizil vertikal ma'lumotlarga ko'ra aylantirildi. Periapsis sohasida, xotirada saqlangan buyruqlarga ko'ra, u orbitani tuzatishi mumkin edi.
Yuqoridan ko'rinishda harakatlanish tizimining konusi va harakatni boshqarish tizimi uchun siqilgan azotning sharsimon silindrlari aniq ko'rinadi.
Pastki ko'rinish, ko'rinadigan quyosh panellari, oxirida sensor birligi va antennalar
Qurilmaning faol ishlash muddati bir yildan oshadi, deb taxmin qilingan edi, bu o'sha paytda ajoyib ko'rsatkich edi. Qurilma "Molniya" deb nomlandi va oldinga qarab, aytaylik, u shunchalik davrli bo'lib chiqdiki, orbita ham, 8K78 raketasi ham uning sharafiga nomlangan.
Operatsiya
"Molniya" LV avlodi "Molniya-M" ni ishga tushiring.
O'sha paytda boshlash oson bo'lmagan. 1964 yil 4 iyunda birinchi Molniya raketa ishlamay qolganligi sababli orbitaga chiqa olmadi. 1964 yil 22 avgustda ikkinchi transport vositasi loyihaga yaqin orbitaga muvaffaqiyatli uchirildi. Ammo bu erda muammo bor - bir-birini takrorlashi kerak bo'lgan ikkala asosiy antenna ham ochilmadi. Tekshiruv shuni ko'rsatdiki, sinov paytida antennalardan birida kabel izolatsiyasining shikastlanishi aniqlangan va antenna novdalari, dizaynerning qaroriga binoan, qo'shimcha ravishda vinilxlorid lenta bilan o'ralgan. Kosmosda, quyosh panellari soyasida lenta muzlab qoldi va antennalarni ochish allaqachon qiyin bo'lgan buloqlar muzlatilgan plastmassani engib o'tolmadi. Ikkinchi Molniya yo'qolib qoldi. Kelajakda muammoni hal qilish oson edi, antenna novdalaridagi buloqlar antennalarni to'liq ochish uchun kafolatlangan elektr motorlar bilan almashtirildi. Nihoyat, 1965 yil 23 aprelda uchinchi Molniya muvaffaqiyatli ishga tushirildi va to'liq ishga tushdi. Asosiy o'rni birinchi marta yoqishni istamagan asabiy lahzalar bo'ldi, lekin takrorlagichni yoqish uchun Yerdan doimiy buyruqlar yuborilgan bir necha daqiqadan so'ng u yoqildi. Moskva va Vladivostok o'rtasida birinchi sovet releyli sun'iy yo'ldoshi orqali aloqa o'rnatildi:
Molniya yordamida uzatilgan birinchi televizion kadrlar
Signalning yuqori kuchi uni qabul qilish uchun katta antennalar kerak emasligini anglatardi, mamlakat bo'ylab nisbatan kichik Orbit pavilyonlari qurila boshlandi:
Sun'iy yo'ldoshli eshittirish stantsiyalari tarmog'i tezda SSSRning shimoliy va sharqiy qismlarini qamrab oldi:
Va sun'iy yo'ldosh televideniesi, texnik mo''jiza tufayli, Uzoq Sharqdagi mintaqaviy qo'mita raisi darhol eshittirish bilan bog'liq muammolar bo'lsa, u shaxsan Brejnevga shikoyat qilishini e'lon qildi; 1984 yilga kelib, "Orbita" stantsiyalarining soni yuzdan oshdi, bu Sovet sun'iy yo'ldosh televideniesini hatto kichik shaharlarda ham foydalanishga imkon berdi. Stansiyalar Moskva signalini mahalliy televizion markazga uzatdi, bu esa o'z navbatida katta hududga xizmat qildi.
Birinchi Molniya sun'iy yo'ldoshlari bir yillik xizmat muddatidan oshib keta olmadi. Sun'iy yo'ldosh har kuni to'rt marta radiatsiya kamarlaridan uchib o'tganligi sababli, quyosh panellari tezda buzilib keta boshladi. Birinchi "Chaqmoq" apreldan noyabrgacha omon qola oldi. Sun'iy yo'ldosh dizayniga zaxira quyosh panellari qo'shildi, agar kerak bo'lsa, asosiylari buzilganidan keyin joylashtirildi. Allaqachon "Molniya" № 7 1966 yil oktyabridan 1968 yil yanvarigacha faol mavjud bo'lgan. Sovet sun'iy yo'ldoshlari uchun bu juda uzoq vaqt edi.
"Chaqmoq" S.P. Dizayn byurosida ishlab chiqilgan. Korolev va 1965 yilda ishlab chiqarish Mixail Reshetnev boshchiligida Krasnoyarsk "2-sonli filialiga" o'tkazila boshlandi. Shu bilan korxonaning shonli tarixi boshlandi, hozirda "XKS" OAJ nomi bilan mashhur. Akademik Reshetnev. Molniya qurilmalari faol ishlab chiqildi. Parabolik antenna to'rt spiral bilan almashtirildi:
Qiziqarli sinov tasvirlari va to'rt spiralli antenna haqidagi hikoya:
Qo'shimcha quyosh panellari
Qurilmalar to'lqin uzunligi santimetr diapazoniga o'tdi, butun mamlakat bo'ylab emas, balki alohida vaqt zonalarida eshittirishni o'rgandi, aloqa kanallari soni va ularning sig'imi doimiy ravishda oshdi. Vaqt o'tishi bilan Molniyas fuqarolik teleko'rsatuvlari uchun foydalanishni to'xtatdi va asosan harbiy aloqa sun'iy yo'ldoshlariga aylandi. Molniya oilasining oxirgi qurilmasi Molniya-3K 2001 yilda ishga tushirilgan.
Bugun va ertaga
SSSR/Rossiyadagi fuqarolik televideniyesi oxir-oqibat geostatsionar orbitaga o'tdi. 1975 yilda geostatsionar stansiyaga sun'iy yo'ldoshlarni uchirishni boshlagan yanada qobiliyatli Proton raketasi paydo bo'ldi. Orbit paviloniga o'n ikki metrli harakatlanuvchi antenna kerak edi va hozir hamma joyda mavjud bo'lgan sun'iy yo'ldosh "idishlari" dan kam edi. Molniya sun'iy yo'ldoshlari hayotlarini tugatdi. Ammo Molniya orbitasi o'lmadi. U bizning yuqori kengliklarimiz uchun talabga ega va hozirda Meridian aloqa sun'iy yo'ldoshlari uchadi va 2012 yildan boshlab Arktika meteorologik tizimini rivojlantirish davom etmoqda. Orbitaning noyob xususiyatlari chet elda ham qo'llaniladi - Amerika harbiy sun'iy yo'ldoshi NROL-35, taxminiy raketa hujumidan ogohlantirish tizimining sun'iy yo'ldoshlari bilan bog'liq va 2014 yil dekabr oyida uchirilgan, Molniya orbitasiga chiqarilgan. Kim biladi, ehtimol qizning qo'lidagi missiya emblemasidagi chaqmoq orbita nomiga ishoradir?
Molniya orbitasining bir varianti, aposentri 46-52 ming kilometr va bir kunlik orbital davriga ega Tundra orbitasi uchta Sirius XM radio sun'iy yo'ldoshlari va Yaponiyaning QZSS navigatsiya tizimi tomonidan qo'llaniladi.
Kelajakda Molniya orbitasi unutilmaydi. Geostatsionar orbita haddan tashqari yuklangan bo'lsa, sun'iy yo'ldoshlar yuqori elliptik orbitalarga o'tishni boshlashlari mumkin. Hatto Yerdan tashqarida ham Sovet ballistikasi ixtirosi qo'llanilishi mumkin: HERRO Marsga boshqariladigan missiya loyihasida real vaqt rejimida robotlarni yer yuzida boshqarish uchun Molniya orbitasining analogidan foydalanish taklif etiladi.
Deorbitaning 3 ta varianti mavjud - yangi orbitaga o'tish (u o'z navbatida quyoshga yaqinroq yoki uzoqroq bo'lishi mumkin yoki hatto juda cho'zilgan bo'lishi mumkin), Quyoshga tushib, quyosh tizimini tark eting. Keling, faqat uchinchi variantni ko'rib chiqaylik, bu mening fikrimcha, eng qiziqarli.
Quyoshdan uzoqlashar ekanmiz, fotosintez uchun ultrabinafsha nurlar kamroq bo'ladi va sayyoradagi o'rtacha harorat yildan-yilga pasayadi. O'simliklar birinchi bo'lib aziyat chekadi, bu esa oziq-ovqat zanjirlari va ekotizimlarda katta buzilishlarga olib keladi. Va muzlik davri juda tez keladi. Ko'p yoki kamroq sharoitga ega bo'lgan yagona vohalar geotermal buloqlar va geyzerlar yaqinida bo'ladi. Lekin uzoq emas.
Bir necha yil o'tgach (darvoqe, boshqa fasllar bo'lmaydi), quyoshdan ma'lum masofada sayyoramiz yuzasida g'ayrioddiy yomg'ir boshlanadi. Bu kislorod yomg'irlari bo'ladi. Nasib qilsa, balki kisloroddan qor yog'ar. Er yuzidagi odamlar bunga moslasha oladimi yoki yo'qligini aniq ayta olmayman - oziq-ovqat ham bo'lmaydi, bunday sharoitda po'lat juda mo'rt bo'ladi, shuning uchun yoqilg'ini qanday olish mumkinligi noma'lum. okean yuzasi sezilarli chuqurlikka muzlaydi, muzning kengayishi tufayli muz qatlami tog'lardan tashqari sayyoramizning butun yuzasini qoplaydi - sayyoramiz oq rangga aylanadi.
Ammo sayyora yadrosi va mantiya harorati o'zgarmaydi, shuning uchun muz qoplami ostida bir necha kilometr chuqurlikdagi harorat juda bardoshli bo'lib qoladi. (agar siz bunday konni qazib, uni doimiy oziq-ovqat va kislorod bilan ta'minlasangiz, u erda yashash ham mumkin bo'ladi)
Eng kulgili narsa dengiz tubida. Qaerga hozir ham yorug'lik nuri kirmaydi. U erda, okean yuzasidan bir necha kilometr chuqurlikda, quyoshga, fotosintezga, quyosh issiqligiga mutlaqo bog'liq bo'lmagan butun ekotizimlar mavjud. U moddalarning o'ziga xos aylanishiga ega, fotosintez o'rniga kimyosintez va kerakli harorat bizning sayyoramizning issiqligi (vulqon faolligi, suv ostidagi issiq buloqlar va boshqalar) tufayli saqlanadi , massa, hatto quyoshsiz ham, u quyosh tizimlaridan tashqarida, barqaror sharoitlar va kerakli harorat u erda saqlanadi. Dengiz qa’rida, ummon tubida qaynayotgan hayot esa quyoshning g‘oyib bo‘lganini ham sezmaydi. Bu hayot bizning sayyoramiz qachonlardir quyosh atrofida aylanganini bilmaydi ham. Ehtimol, u rivojlanadi.
Shuningdek, qor to'pi - Yerning bir kun kelib, milliardlab yillar o'tib, galaktikamiz yulduzlaridan biriga uchib ketishi va uning orbitasiga tushishi ham dargumon, ammo mumkin. Boshqa yulduz orbitasida sayyoramiz "eriydi" va sirtda hayot uchun qulay sharoitlar paydo bo'lishi ham mumkin. Ehtimol, dengiz tubidagi hayot bu yo'lni bosib o'tib, bir marta sodir bo'lganidek, yana yuzaga chiqadi. Ehtimol, evolyutsiya natijasida bundan keyin sayyoramizda aqlli hayot yana paydo bo'ladi. Va nihoyat, ehtimol ular ma'lumotlar markazlaridan birining qoldiqlarida saytdan savollar va javoblar bilan omon qolgan ommaviy axborot vositalarini topishlari mumkin.
Ma'lum uchta tsiklik jarayon Quyosh konstantasi qiymatlarida sekin, dunyoviy deb ataladigan tebranishlarga olib keladi. Tegishli dunyoviy iqlim o'zgarishlari, odatda, M.V.ning asarlarida o'z aksini topgan quyosh doimiysidagi bu tebranishlar bilan bog'liq. Lomonosov, A.I. Voeykova va boshqalar keyinchalik bu masalani ishlab chiqishda paydo bo'ldi M. Milankovichning astronomik gipotezasi, geologik o'tmishda Yer iqlimidagi o'zgarishlarni tushuntirib beradi. Quyosh konstantasining dunyoviy tebranishlari yer orbitasining shakli va holatining sekin o'zgarishi, shuningdek, er va boshqa sayyoralarning o'zaro tortishishi natijasida yuzaga keladigan dunyo fazosida er o'qining yo'nalishi bilan bog'liq. Quyosh tizimining boshqa sayyoralarining massalari Quyosh massasidan sezilarli darajada kam bo'lganligi sababli, ularning ta'siri Yer orbitasi elementlarining kichik buzilishlari shaklida seziladi. Gravitatsion kuchlarning murakkab o'zaro ta'siri natijasida Yerning Quyosh atrofidagi yo'li doimiy ellips emas, balki ancha murakkab yopiq egri chiziqdir. Ushbu egri chiziqdan keyin Yerning nurlanishi doimiy ravishda o'zgarib turadi.
Birinchi tsiklik jarayon orbital shaklining o'zgarishi taxminan 100 000 yillik davr bilan elliptikdan deyarli aylanagacha; u ekssentriklik tebranishi deb ataladi. Eksentriklik ellipsning cho'zilishini xarakterlaydi (kichik ekssentriklik - dumaloq orbita, katta ekssentriklik - orbita - cho'zilgan ellips). Hisob-kitoblar shuni ko'rsatadiki, ekssentriklik o'zgarishining xarakterli vaqti 10 5 yil (100 000 yil).
Guruch. 3.1 - Yerning orbital ekssentrisitetining o'zgarishi (miqyosda emas) (J. Silver, 2009 dan)
Eksantriklikdagi o'zgarishlar davriy emas. Ular 0,0163 dan 0,0658 gacha bo'lgan 0,028 qiymati atrofida o'zgarib turadi. Hozirgi vaqtda 0,0167 orbital ekssentrikligi pasayishda davom etmoqda va uning minimal qiymatiga 25 ming yil ichida erishiladi. Eksentriklikning pasayishining uzoqroq davrlari ham kutilmoqda - 400 ming yilgacha. Yer orbitasining ekssentrikligining o'zgarishi Yer va Quyosh o'rtasidagi masofaning o'zgarishiga olib keladi va shuning uchun yuqori chegarada quyosh nurlariga perpendikulyar bo'lgan birlik maydonga vaqt birligida beriladigan energiya miqdori o'zgaradi. atmosfera. Aniqlanishicha, ekssentriklik 0,0007 dan 0,0658 gacha o'zgarganda, Yer orbita perigeliyasi va afeliyasidan o'tgan holatlar uchun quyosh energiyasi oqimlarining ekssentriklikdan o'rtasidagi farq quyosh doimiyligining 7 dan 20−26% gacha o'zgarishi aniqlandi. Hozirgi vaqtda Yer orbitasi biroz elliptik bo'lib, quyosh energiyasi oqimidagi farq taxminan 7% ni tashkil qiladi. Eng katta elliptiklik davrida bu farq 20−26% ga yetishi mumkin. Bundan kelib chiqadiki, kichik ekssentriklarda orbitaning perigeliy (147 million km) yoki afeliy qismida (152 million km) joylashgan Yerga keladigan quyosh energiyasi miqdori bir oz farq qiladi. Eng katta ekssentrisitetda perigeliyaga afeliydan ko'ra ko'proq energiya quyosh doimiyligining to'rtdan biriga teng miqdorda keladi. Eksantriklik tebranishlarida quyidagi xarakterli davrlar aniqlanadi: taxminan 0,1; 0,425 va 1,2 million yil.
Ikkinchi tsiklik jarayon - er o'qining ekliptika tekisligiga moyilligining o'zgarishi, uning davri taxminan 41000 yil. Bu vaqt ichida nishab 22,5 ° (21,1) dan 24,5 ° gacha o'zgaradi (3.2-rasm). Hozirda u 23°26"30" burchakning oshishi yozda Quyosh balandligining oshishiga, qishda esa pasayishiga olib keladi, va ekvatorda u Bu moyillik qanchalik kichik bo'lsa, qish va yoz o'rtasidagi farq shunchalik kam bo'ladi, qishda esa sovuqroq bo'ladi, bu esa qorning erishiga to'sqinlik qiladi, bu esa muzliklarning o'sishiga yordam beradi ko'payadi, fasllar ko'proq bo'ladi, qish sovuqroq va qor kamroq bo'ladi, yoz esa issiqroq bo'ladi va bu muzliklarning qutbli hududlarga chekinishiga yordam beradi , lekin Yerdagi quyosh radiatsiyasi miqdoridagi kenglik farqlarini kamaytiradi.
Guruch. 3.2 - Vaqt o'tishi bilan Yerning aylanish o'qining moyilligining o'zgarishi (J. Silver, 2009 dan)
Uchinchi tsiklik jarayon globusning aylanish o'qining tebranishi bo'lib, u presessiya deb ataladi. Yer o'qining presessiyasi- Bu Yer aylanish o'qining aylana konus bo'ylab sekin harakatlanishi. Yer o'qining jahon fazosida yo'nalishining o'zgarishi erning markazi, uning tekisligi tufayli va Yer-oy-Quyoshning tortishish o'qi o'rtasidagi nomuvofiqlik bilan bog'liq. Natijada, Yerning o'qi ma'lum bir konusning sirtini tasvirlaydi (3.3-rasm). Ushbu tebranish davri taxminan 26 000 yilni tashkil qiladi.
Guruch. 3.3 - Yer orbitasining buzilishi
Hozirda Yer iyun oyiga qaraganda yanvar oyida Quyoshga yaqinroq. Ammo pretsessiya tufayli 13 000 yildan keyin u yanvarga qaraganda iyun oyida Quyoshga yaqinroq bo'ladi. Bu Shimoliy yarim sharda mavsumiy harorat o'zgarishlarining kuchayishiga olib keladi. Yer o'qining presessiyasi orbita perigeliyasiga nisbatan qishki va yozgi kun to'xtash nuqtalarining holatini o'zaro o'zgarishiga olib keladi. Orbital perihelion va qishki kunning o'zaro pozitsiyasi takrorlanadigan davr 21 ming yil. Yaqinda, 1250 yilda orbitaning perigelioni qishki kunning to'g'ri kelishiga to'g'ri keldi. Endi Yer 4-yanvarda perigeliydan oʻtadi, qishki kun turasi esa 22-dekabrda sodir boʻladi. Ularning orasidagi farq 13 kun yoki 12º65". Perihelionning qishki kunning keyingi nuqtasi bilan mos kelishi 20 ming yildan so'ng sodir bo'ladi, avvalgisi esa 22 ming yil oldin bo'lgan. Biroq, bu hodisalar orasida yozgi kunning to'g'ri kelishi vaqtiga to'g'ri kelgan. perihelion.
Kichik ekssentrikliklarda yozgi va qishki kunlarning orbital perihelionga nisbatan pozitsiyasi qish va yoz fasllarida yerga kiradigan issiqlik miqdorining sezilarli o'zgarishiga olib kelmaydi. Agar orbital ekssentriklik katta bo'lib chiqsa, rasm keskin o'zgaradi, masalan, 0,06. Eksentriklik 230 ming yil oldin shunday bo'lgan va 620 ming yil ichida shunday bo'ladi. Yerning katta ekssentrisitetlarida quyosh energiyasining miqdori eng katta bo'lgan orbitaning perigeliyaga tutashgan qismi tez o'tadi va cho'zilgan orbitaning qolgan qismi bahorgi tengkunlik orqali afelionga sekin, uzoq vaqt davomida o'tadi. vaqt Quyoshdan juda uzoqda. Agar bu vaqtda perigelion va qishki kunning toʻgʻri kelishi nuqtasiga toʻgʻri kelsa, Shimoliy yarim sharda qisqa, issiq qish va uzoq, salqin yoz, janubiy yarimsharda esa qisqa, issiq yoz va uzoq, sovuq qish boʻladi. Agar yozgi kunning toʻxtash nuqtasi orbitaning perigeliyasiga toʻgʻri kelsa, u holda Shimoliy yarimsharda issiq yoz va uzoq sovuq qish kuzatiladi, janubiy yarimsharda esa aksincha. Uzoq, salqin, nam yoz quruqlikning katta qismi to'plangan yarim sharda muzliklarning o'sishi uchun qulaydir.
Shunday qilib, sanab o'tilgan barcha quyosh radiatsiyasining turli o'lchamdagi tebranishlari bir-birining ustiga qo'yiladi va quyosh konstantasidagi o'zgarishlarning murakkab dunyoviy yo'nalishini beradi va natijada quyosh nurlari miqdorining o'zgarishi orqali iqlimning shakllanishi shartlariga sezilarli ta'sir ko'rsatadi. qabul qilingan quyosh radiatsiyasi. Quyosh issiqligining tebranishlari ushbu tsiklik jarayonlarning uchtasi fazada bo'lganda eng aniq namoyon bo'ladi. Shunda Yerda katta muzliklar yoki muzliklarning to'liq erishi mumkin.
Astronomik sikllarning yer iqlimiga ta'sir qilish mexanizmlarining batafsil nazariy tavsifi 20-asrning birinchi yarmida taklif qilingan. muzlik davrining davriyligi nazariyasini ishlab chiqqan taniqli serb astronomi va geofiziki Milutin Milankovich. Milankovich faraz qildiki, Yer orbitasining ekssentrikligi (uning elliptikligi), sayyoraning aylanish o'qining qiyshayish burchagining o'zgarishi va bu o'qning presessiyasining tsiklik o'zgarishi Yerdagi iqlimning sezilarli o'zgarishiga olib kelishi mumkin. Masalan, taxminan 23 million yil oldin, Yer orbitasining eksantrikligining minimal qiymati va Yerning aylanish o'qi moyilligining minimal o'zgarishi davrlari bir-biriga to'g'ri kelgan (fasllarning o'zgarishi uchun aynan shu moyillik javobgardir). 200 ming yil davomida Yerda mavsumiy iqlim o'zgarishlari minimal bo'lgan, chunki Yerning orbitasi deyarli aylana bo'lgan va Yer o'qining egilishi deyarli o'zgarmagan. Natijada, qutblarda yoz va qishki harorat farqi bor-yo‘g‘i bir necha darajani tashkil etdi, muz yoz davomida erishga ulgurmadi va uning maydoni sezilarli darajada o‘sdi.
Milankovichning nazariyasi bir necha bor tanqid qilingan, chunki bu sabablarga ko'ra nurlanishning o'zgarishi. nisbatan kichik, va yuqori kenglikdagi radiatsiyadagi bunday kichik o'zgarishlar iqlimning sezilarli o'zgarishiga olib kelishi va muzliklarga olib kelishi mumkinmi degan shubhalar bildirildi. 20-asrning ikkinchi yarmida. Pleystotsendagi global iqlim o'zgarishlari haqida ko'plab yangi dalillar olindi. Ularning muhim qismini okean cho'kindilari ustunlari tashkil etadi, ular quruqlikdagi cho'kindilarga nisbatan muhim afzalliklarga ega, chunki ular cho'kindilar ketma-ketligining quruqlikka qaraganda ancha katta yaxlitligiga ega, cho'kindilar ko'pincha kosmosda siljigan va qayta-qayta cho'kindi. O'shanda taxminan 500 ming yilga oid bunday okeanik ketma-ketliklarning spektral tahlili o'tkazildi. Tahlil qilish uchun markaziy Hind okeanidan subtropik konvergentsiya va Antarktika okeanining qutb jabhasi (43-46 ° S) o'rtasidagi ikkita yadro tanlangan. Bu hudud qit'alardan bir xilda uzoqda joylashgan va shuning uchun ulardagi eroziya jarayonlarining tebranishlari kam ta'sir qiladi. Shu bilan birga, hudud ancha yuqori cho'kindilanish tezligi bilan tavsiflanadi (3 sm / 1000 yil), shuning uchun 20 ming yildan sezilarli darajada kam bo'lgan iqlim o'zgarishlarini ajratib ko'rsatish mumkin. Iqlim o'zgarishlarining ko'rsatkichlari sifatida biz planktonik foraminiferalarda og'ir kislorod izotopi DO 18 ning nisbiy tarkibini, radiolar jamoalarining tur tarkibini, shuningdek radiolariya turlaridan birining nisbiy tarkibini (foizda) tanladik. Davisiana sikladoforasi. Birinchi ko'rsatkich Shimoliy yarim sharda muz qatlamlarining paydo bo'lishi va erishi bilan bog'liq bo'lgan okean suvining izotopik tarkibidagi o'zgarishlarni aks ettiradi. Ikkinchi ko'rsatkich er usti suvlari haroratining o'tgan o'zgarishlarini ko'rsatadi (Ts) . Uchinchi ko'rsatkich haroratga befarq, ammo sho'rlanishga sezgir. Uchta indikatorning har birining tebranish spektrlari uchta tepalikning mavjudligini ko'rsatadi (3.4-rasm). Eng katta cho'qqi taxminan 100 ming yil, ikkinchisi 42 ming yil va uchinchisi 23 ming yilga to'g'ri keladi. Bu davrlarning birinchisi orbital ekssentrisitetning o'zgarish davriga juda yaqin bo'lib, o'zgarishlar fazalari bir-biriga to'g'ri keladi. Iqlim ko'rsatkichlarining tebranishlarining ikkinchi davri er o'qining moyillik burchagining o'zgarishi davriga to'g'ri keladi. Bunday holda, doimiy fazaviy munosabatlar saqlanadi. Nihoyat, uchinchi davr presessiyadagi kvaziperiodik o'zgarishlarga to'g'ri keladi.
Guruch. 3.4. Ayrim astronomik parametrlarning tebranish spektrlari:
1 - eksa egilishi, 2 - pretsessiya ( A); 55° janubda insolatsiya. w. qishda ( b) va 60° N. w. yozda ( V), shuningdek, so'nggi 468 ming yil ichida uchta tanlangan iqlim ko'rsatkichlaridagi o'zgarishlar spektrlari (Hays J.D., Imbrie J., Shackleton N.J., 1976)
Bularning barchasi bizni yer orbitasining parametrlaridagi o'zgarishlarni va yer o'qining egilishini iqlim o'zgarishining muhim omillari sifatida ko'rib chiqishga majbur qiladi va Milankovichning astronomik nazariyasining g'alabasidan dalolat beradi. Oxir oqibat, pleystotsendagi global iqlim o'zgarishlarini aynan shu o'zgarishlar bilan izohlash mumkin (Monin A.S., Shishkov Yu.A., 1979).
Arizona cho'lidagi qadimiy qoyalarni burg'ilayotgan olimlar Yer orbitasida har 405 000 yilda bir marta takrorlanadigan va tabiiy iqlim o'zgarishlarida rol o'ynaydigan bosqichma-bosqich siljishini aniqladilar.
Astrofiziklar uzoq vaqtdan beri osmon mexanikasi hisob-kitoblari asosida tsikl mavjudligini taxmin qilishgan, ammo yangi tadqiqot mualliflari birinchi tekshiriladigan jismoniy dalillarni topdilar.
Ular tsiklning dinozavrlar paydo bo'lishidan boshlab yuz millionlab yillar davomida barqaror bo'lganligini va bugungi kunda ham ishlayotganligini ko'rsatdi. Tadqiqot nafaqat iqlim tadqiqotlariga, balki Yerdagi hayot evolyutsiyasi va quyosh tizimining evolyutsiyasi haqidagi tushunchamizga ham ta'sir qilishi mumkin.
Olimlar o'nlab yillar davomida Yerning Quyosh atrofidagi orbitasi har 405 000 yilda bir marta deyarli aylanadan 5 foiz elliptik orbitaga o'zgarishiga ishonishgan. Bu siljish Venera va Yupiterning boshqa quyosh tizimi jismlari bilan birga Quyosh atrofida aylanadigan tortishish ta'siri bilan murakkab o'zaro ta'sirga bog'liq deb taxmin qilinadi.
Astrofiziklar tsikl ortidagi matematika 50 million yilgacha ishonchli ekanligiga ishonishadi, ammo bundan keyin muammo juda murakkablashadi, chunki e'tiborga olish kerak bo'lgan juda ko'p omillar mavjud.
"Boshqa, qisqaroq, orbital aylanishlar ham bor, lekin vaqtga nazar tashlasangiz, har qanday vaqtda nima bilan shug'ullanayotganingizni bilish juda qiyin, chunki hamma narsa doimo o'zgarib turadi", dedi bosh muallif Dennis Kent, paleomagnitizm bo'yicha mutaxassis. Kolumbiya universiteti va Rutgers universiteti qoshidagi Lamont-Doherti Yer observatoriyasida.
Yangi dalillar Kent va uning hammualliflari 2013-yilda Arizona shtatidagi milliy bog‘da burg‘ulagan toshdan 500 metr masofada, shuningdek, Nyu-York va Nyu-Jersi chekkasidagi oldingi chuqur yadrolarda joylashgan. Arizona jinslari 209 milliondan 215 million yil oldin, kech Trias davrida, cho'kindi cho'kindilarni to'playdigan daryolar bilan qoplangan paytda hosil bo'lgan. Ilk dinozavrlar aynan shu davrda rivojlana boshladi.
Olimlar Arizona jinslarini oldindan taxmin qilinadigan tezlikda parchalanadigan radioizotoplarni o'z ichiga olgan vulqon kulining ko'milgan qatlamlarini tahlil qilish orqali o'rganishdi. Cho'kindilar ichida ular sayyora magnit maydonining qutbliligida takroriy o'zgarishlarni ham aniqladilar. Keyin jamoa bu ma'lumotlarni Nyu-York va Nyu-Jersi yadrolari bilan solishtirdi, ular eski ko'llar va tuproqlarga kirib, Yer tarixida nam va quruq davrlarning almashinishiga oid dalillarni saqlab qoldi.
Kent va Olsen uzoq vaqtdan beri Nyu-York va Nyu-Jersi qoyalarida kuzatilgan iqlim o'zgarishlari 405 000 yillik tsikl tomonidan nazorat qilinganligini ta'kidlab kelishgan. Biroq, aniq sanalarni aniqlash uchun vulqon kulining qatlamlari yo'q. Ammo bu yadrolar Arizonada topilganlar kabi qutblilikni o'zgartirishni o'z ichiga oladi.
Ikki ma'lumot to'plamini birlashtirgan holda, jamoa ikkala joy bir vaqtning o'zida o'zgarib borayotganini va 405,000 yillik interval haqiqatan ham iqlim o'zgarishlarini nazorat qiluvchi asosiy nazoratchi ekanligini ko'rsatdi. Tadqiqot hammuallifi paleontolog Pol Olsenning aytishicha, tsikl iqlimni bevosita o'zgartirmaydi; balki to'g'ridan-to'g'ri ishlaydigan qisqa davrlarning ta'sirini kuchaytiradi yoki zaiflashtiradi.
Iqlim o'zgarishiga olib keladigan sayyoralar harakati 1920-yillarda ularni ishlab chiqqan serb matematigi nomi bilan atalgan Milankovich tsikllari deb nomlanadi. Ular Yer orbitasining ekssentrikligida 405 000 yillik katta tebranishga o'xshash 100 000 yillik tsikldan iborat; Yer o'qining Quyosh atrofidagi orbitasiga nisbatan egilishida 41 000 yillik tsikl; va sayyora o'qining tebranishidan kelib chiqqan 21 000 yillik tsikl. Birgalikda bu o'zgarishlar Shimoliy yarim sharga keladigan quyosh energiyasi ulushini o'zgartiradi va bu o'z navbatida iqlimga ta'sir qiladi.
1970-yillarda olimlar Milankovich tsikllari sayyoraning qayta-qayta isishi va sovishi va shu tariqa so'nggi bir necha million yil ichida muzlik davrining boshlanishi va to'xtashi uchun mas'ul ekanligini ko'rsatdi.
Ammo ular hali ham bu davrdagi ma'lumotlardagi nomuvofiqliklar, shuningdek, bir tomondan karbonat angidrid darajasining ko'tarilishi va pasayishi bilan tsikllar o'rtasidagi munosabatlar, boshqa tomondan esa aniq asosiy iqlim nazorati haqida bahslashmoqda. Bularning barchasi uzoq o'tmishda qanday ishlaganini tushunish yanada qiyinroq. Birinchidan, qisqaroq davrlarning chastotalari vaqt o'tishi bilan deyarli o'zgargan, ammo hech kim qancha ekanligini aniq ayta olmaydi.
Boshqa tomondan, tsikllar doimo bir-biriga ta'sir qiladi. Ba'zida ba'zilari boshqalar bilan mos kelmaydi va ular bir-birini bekor qilishga moyildirlar; yoki to'satdan, radikal o'zgarishlarni boshlash uchun bir nechta tsikllar ketma-ket kelishi mumkin. Agar biz o'tmishga nazar tashlamoqchi bo'lsak, ularning barchasi bir-biriga qanday mos kelishini hisoblash yanada qiyinlashadi.
Kent va Olsen har 405 000 yilda, orbital ekssentriklik eng yuqori cho'qqisiga chiqqanda, qisqaroq davrlar tufayli kelib chiqadigan mavsumiy farqlar kuchayib boradi; yoz issiqroq va qish sovuqroq; Qurg'oqchilik davri yanada quruq, yomg'irli davr yanada nam.
Buning aksi 202 500 yil o'tgach, Yer orbitasi eng aylana bo'lganida bo'ladi. Kechki Trias davrida, noma'lum sabablarga ko'ra, ko'plab tsikllardan so'ng, hozirgidan ancha issiqroq edi va muzlik deyarli bo'lmagan. Keyin 405 000 yillik tsikl navbatma-navbat nam va quruq davrlarda namoyon bo'ldi. Yomg'ir orbita eng eksantrik bo'lganida cho'qqisiga chiqdi va Shimoliy Amerikaning sharqiy qismida qora slanets qatlamlarini qoldiradigan chuqur suv kengliklarini yaratdi. Orbita aylanaga eng yaqin bo'lganda, ular qurib, engilroq tuproq qatlamlarini qoldirdi.
Raqobatchi omillar tufayli Kent va Olsen hali o'rganishimiz kerak bo'lgan ko'p narsalarni aytishadi. "Bu haqiqatan ham qiyin material", dedi Olsen. "Biz asosan kosmik kemalarni jo'natish uchun foydalanadigan matematikadan foydalanamiz va, albatta, u ishlaydi. Ammo iqlimga ta'sirini aniqlash uchun sayyoralararo harakatlarni o'z vaqtida orqaga qaytarishni boshlaganingizdan so'ng, bularning barchasi qanday ishlashini aniq tushuna olmaysiz." Uning so'zlariga ko'ra, 405 minginchi tsiklning metronomik ritmi tadqiqotchilarga ushbu qiyin masalani tushunishga yordam beradi.
Agar siz qiziqqan bo'lsangiz, Yer hozirda 405 000 yillik davrning deyarli aylana qismida joylashgan. Bu biz uchun nimani anglatadi? "Ehtimol, unchalik sezilmaydigan narsa yo'q", deydi Kent. "Bularning barchasi biz uchun muhim bo'lgan vaqt o'tishi bilan iqlimga ta'sir qilishi mumkin bo'lgan boshqa ko'plab omillar ro'yxatidan ancha pastdir." Dennis Kentning ta'kidlashicha, Milankovichning nazariyasiga ko'ra, biz oxirgi muzlik davri bilan yakunlangan 20 000 yillik tsiklda isinish tendentsiyasining eng yuqori cho'qqisida bo'lishimiz kerak; Oxir oqibat, Yer minglab yillar ichida yana sovib ketishi mumkin va ehtimol keyin yana muzlik davri sodir bo'ladi.
Batafsil ma'lumot: Dennis V. Kent el al., "Yuz millionlab yillar davomida 405 kilometrlik Yupiter-Venera ekssentriklik tsiklining barqarorligi uchun empirik dalillar", PNAS (2018). www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1800891115
“...Men Olamning aslida qanday ko‘rinishi haqida bir qator ishlarni boshlayapman.
O'quvchi tayyormisiz? Xo'sh, u erda osilib turing va aql-idrokingizga g'amxo'rlik qiling. Endi bu haqiqat bo'ladi. Lekin birinchi navbatda menga bitta savolga javob bering:
Astronomiya astrologiyadan qanday farq qiladi?
Munajjimlikda Zodiakning 12 ta belgisi, astronomiyada esa 13 ta yulduz turkumi mavjud. Zmeelov ham hammaga ma'lum bo'lganlarga qo'shiladi. Astrologiyada barcha belgilar oylarga bo'linadi, taxminan teng kunlar soni 12 ni tashkil qiladi - metrik tizimga hurmat. Astronomiyada hamma narsa boshqacha: aylana 360 darajaga ega va har bir yulduz turkumining o'z burchak o'lchamlari bor. Burjlar har xil va ularning burchak kattaliklari har xil. Agar biz ularni radianlarga, radianlarni kunlarga aylantirsak, yulduz turkumlarining kunlarda har xil davom etishi aniq bo'ladi. Ya'ni, Quyosh turli burjlarda harakatlanib, ular orqali turli kunlarda o'tadi.
Toros - 14.05 - 23.06
Egizaklar 23.06 - 20.07
Saraton 20.07 - 11.08
Arslon 11.08 - 17.09
Bokira 17.09 - 21.10
Tarozi 21.10 - 22.11
Chayon 22.11 - 30.11
Ilon tutuvchi 30.11 - 18.12
Sagittarius 12.18 - 19.01
Uloq 19.01 - 16.02
Kova 16.02 - 12.03
Baliqlar 12.03 - 18.04
Qo'y 18.04 - 14.05
Ko'rib turganingizdek, astronomik kuzatishlarga ko'ra, Quyoshning haqiqiy yulduz turkumlari butunlay boshqacha oraliqlarda joylashgan va astronomik oylar hammasi boshqacha: 8 kundan 42 kungacha.
Yer nafaqat Quyosh atrofida, balki Quyosh ham ekliptika tekisligida ma'lum bir markaz atrofida aylanadi. Agar siz donutga o'xshash torusning geometrik figurasini tasavvur qilsangiz, unda torusning o'rtasida biz sayyoradagi insoniyat yashaydigan joylardan kuzatishimiz mumkin bo'lgan burjlar mavjud. Qutblarda yulduzlar dunyosining boshqacha tasviri mavjud. Shunday qilib, quyosh tizimi donutning ichki tomoni bo'ylab harakatlanadi va donutning o'zida bizga ko'rinadigan yulduzlar mavjud.
Quyosh Zodiak yulduz turkumlaridan birida bo'lsa, biz uning qaysi birida ekanligini ko'ra olmaymiz, chunki u oq kun va yulduz bizni ko'r qiladi va yulduzlar osmonda ko'rinmaydi. Munajjimlar nima qilishadi? Aynan kechasi 12 da ular osmonga qarashadi va qaysi burj eng baland ekanligini ko'rishadi, so'ngra barcha oylar deyarli teng bo'lgan aylana bo'ylab chizilgan SIGN Zodiakda to'liq teskarisini olishadi. Bu Quyosh hozir qaysi yulduz turkumida ekanligini aniqlaydi. Lekin bu yolg'on. Men yulduz turkumlari osmonda turli o'lchamlarga ega ekanligini ko'rsatdim, ya'ni dunyoda qabul qilingan Zodiak belgisi oddiygina konventsiyadir. Ya'ni, Zodiak belgilari aslida yillik tsikl bilan bog'liq bo'lmagan xayoliy oylarni ifodalaydi.
Oldinga qarab, shuni aytmoqchimanki, bu butun torusli tizim harakatsiz emas, balki ma'lum bir o'q bo'ylab harakat qiladi, shu bilan birga quyosh tizimining sayyoralari Quyosh atrofida kichik spiral bo'ylab, Quyosh esa katta spiral bo'ylab harakatlanadi. torus. ..."
