سیارک‌ها

سیارک‌ها (Asteroids ، minor planets) سیارات بسیار کوچکی هستند که از صخره و فلز ساخته شده‌اند. سیارک‌ها معمولاً اجسام نامنتظمی هستند و بر گرد خورشید حرکت می‌کنند. هزاران سیارک در منظومه خورشیدی ما وجود دارند. بسیاری از آنها میان مدار بهرام (مریخ) و مدار هرمز (مشتری) قرار گرفته‌اند و گرد خورشید می‌گردند. دسته‌ای دیگر از آنها در مکان‌های دیگر منظومه خورشیدی یافت می‌شوند.به نظر می رسد علت اینکه اغلب آن‌ها در فاصلهٔ مریخ و مشتری دیده می شوند این است که احتمالاً در مدار بین این دو سیاره، سیارهٔ دیگری نیز وجود داشته است که به علت جاذبهٔ شدید مشتری متلاشی شده است و سیارک‌ها پدید آمده باشند.

به سیارک‌هایی که بر اثر نیروی گرانش سیاره‌ها در مداری گیر افتاده باشند «سیارک اسیر» می‌گویند. در این صورت سیاره مزبور به گرد سیاره بزرگ‌تر می‌گردد.

نزدیک‌ترین سیارک به زمین، توتاتیس نام دارد.

تاریخچه 

در آغازین روزهای ژانویه ۱۸۰۱ جوزپه پیاتزی (۷ جولای ۱۷۴۶ - ۲۲ جولای ۱۸۲۶) جرمی را در آسمان رصد نمود که ابتدا یک دنباله‌دار به نظر می‌رسید ولی زمانی که مدار آن به درستی تعیین گردید، مشخص شد که سیاره بسیار کوچکی است، آنقدر کوچک که آن را در رده جدیدی به نام سیارک‌ها دسته‌بندی کردند. پیاتزی آن را سرس نامید. تا چند سال بعد سه سیارک جدید دیگر کشف شدند و تا پایان آن قرن صدها عدد از آنها شناسایی شده بودند. تا به امروز تعداد این سیارکها به چند صد هزار رسیده است و هنوز اکتشاف آنها ادامه دارد. تعدادی از سیارکها چنان کوچکند که از زمین قابل رؤیت نیستند اما بزرگترین آنها همان سِرِس است که شماره یک را بر پیشانی خود دارد.

نام گذاری سیارک‌ها

همینکه مدار سیارکی مشخص می‌گردد، عددی به ترتیب زمان کشف بدان نسبت داده می‌شود و به دنبال آن نامی می‌آورند که نام را معمولاً کاشف بر می‌گزیند مثلاً ۱ سرس. در آغاز نامهای زنانه از اسطوره‌های یونان و روم انتخاب می‌شد.بعدها نامهایی از نمایشنامه‌های شکسپیر و اپراهای واگنر برگزیده شدند. بسیاری از سیارک‌ها را کاشفان به نامهای زنان، دوستان و حتی سگها و گربه‌های خود نامیدند.همواره نامهایی مونث به کار رفته‌است، جز در مورد چند سیارک که مدارهایی نامتعارف دارند نامهای مذکر نهاده شده‌است.

کمربند سیارکها

کمربند سیارک‌ها همان طور که گفته شد ناحیه‌ای بین مریخ و مشتری است که سیارک‌ها در آن قرار دارند و بیشتر به مریخ نزدیک است تا به مشتری و سیارک‍‌های این ناحیه در حدود ۳۰۰ – ۶۰۰ میلیون ک م با خورشید فاصله دارند.(ناحیه داخلی منظومه شمسی سیارک‌ها). مدار سیارک‌ها بیضی شکل هست. بعضی از آنها هنگام گردش از داخل ناهید عبور می‌کنند و بعضی در دام گرانش مشتری گیر کرده و از کمربند سیارک‌ها خارج می‌شوند و بعضی در دام مریخ می‌افتند و یا با یکدیگر برخورد می‌کنند. قمرهای فوبوس و دیموس مریخ ممکن است سیارک‌هایی باشند که در دام آن افتاده‌اند.

برفراز تاریکی

همان طور که در شکل می‌بینید این کمربند شامل سه بخش دیگر نیز می‌باشد:

Trojans: تروجان‌ها یا سیارک‌های تراوایی مدار مشترک با مشتری دارند و با هر یک دور مشتری یک دور می‌زنند

Hildas: هر دو دور مشتری به دور خورسید برابر ۳ دور آنها به دور خورشید است

Greeks: تعداد دور این سیارک‌ها متغیر است.

علاوه بر اینها سه مدار دیگر نیز وجود دارد که برخی سیارک‌ها در آن قرار دارند که در شکل زیر مشخص است:

آپولوها: مدار زمین را قطع می‌کنند

آتن‌ها: همیشه از زمین به خورسید نزدیکترند

آمورها: سیارکهای بین زمین و مریخ

اندازه گیری

تاسال ۱۹۹۰ فقط ۳ راه برای اندازه گیری قطر سیارکها وجود داشت.

روش اول استفاده از تلسکوپ و اندازه گیری فاصله آن از خورشید و محاسبه مقدار نور خورشیدی که بر روی سیارک تابیده شده یا گرمایی که از آن آزاد شده که میزان نور منعکس شده و یا گرمای آزاد شده از سیارک متناسب با اندازه آن میباشد.

روش دوم استفاده از تلیکوپ و اندازه گیری مدت زمانی که سیارک از دید خارج شده و به پشت یک ستاره رفته و ایجاد سایه کند.

روش سوم استفاده از رادیو تلسکوپها و تهیه عکس از سیارک.

از سال ۱۹۹۱ دانشمندان روش چهارمی رو استفاده کردند که خیلی دقیقتر بود و آن استفاده از ماموریتها و اکتشافات فضایی میباشد(Space Probes). در آن سال اولین ماموریت فضایی آمریکا برای عکس برداری از سیارکها اغاز شد و سیارک Gaspra اولین سیارکی بود که توسط فضاپیمای گالیله مورد عکسبرداری واقع شد. ماموریت گالیله مشتری بود که در راه رسیدن به آن باید از کمربند سیارکها عبور میکرد. در سال ۹۶ ناسا ماموریت NEAR (Near Earth Asteroid Rendezvous) را انجام داد که به ۱۲۱۶ کیلومتری سیارک متیلدا رسید ماموریت نیر اولین ماموریتی بود ناسا یک فضاپیما را بر روی یک سیارک فرستاد و آنرا فرود اورد و توانست اطلاعات بسیار زیادی درباره ماهیت و منشا انها بدست آورد. این فضا پیما در فوریه ۲۰۰۱ در ساعت ۳:۰۱ بر روی سیارک eros فرود آمد. و در سالهای بعد این فضاپیما به دیگر سیارکها رسید.

ارزش اقتصادی 

سیارک‌ها می‌توانند برای تأمین مواد و آب مورد نیاز برای ساخت تجهیزات فضایی و مداری به کار روند.هم‌اکنون بسیاری از مراکز پژوهشی مرتبط با فناوری فضایی در حال مطالعه امکان سفر به سیارک‌ها و برداشت از ذخایر طبیعی آن‌ها هستند.

به تازگی و با کشف یخ آب بر سطح سیارک تمیس-۲۴، ایده‌هایی به منظور برداشت آب از سیارک‌ها جهت تولید آب مصرفی فضانوردان و تأمین اکسیژن و هیدروژن توسط الکترولیز آب برای مصرف تنفسی و یا سوخت فضاپیماهای آینده مطرح شده است.^[۶] اگر مدار سفرهای فضایی آینده را بتوان به گونه‌ای طراحی کرد که هر بار سیارک دارای ذخایر یخ آب در مسیر قرار داشته باشد می‌توان به سادگی تأسیسات لازم برای یک ایستگاه سوختگیری فضایی را روی آن سیارک بنا نمود. تأسیساتی تمام اتوماتیک که انرژی تابشی خورشیدرا توسط صفحات خورشیدی دریافت و به الکتریسیته تبدیل خواهد کرد سپس با استفاده از این انرژی الکتریکی، یخ آب موجود در خرده‌سیارک را با یک اجاق میکروویو ساده ذوب کرده و در ادامه آب حاصله را با یک دستگاه ساده الکترولیز به هیدروژن و اکسیژن خواهد شکاند. در انتها هیدروژن و اکسیژن به دست آمده در مخازن جدا از هم ذخیره خواهد شد. این طرح هنوز در مرحله ایده قرار داشته و عملیاتی نشده است.

برای معدن‌کاوی بر روی سیارک‌ها باید بتوان روی آن‌ها فرود آمد و این کاری است سخت و شاید هم ناممکن. به این خاطر دانشمندان در اندیشه راهی برای بازایستاندن سیارک‌های پیرامون زمین از چرخش هستند. برای این کار جیپ‌هایی در نظر گرفته شده که با نیروی موشکی کار می‌کنند. برای یک سیارک با قطر ۱۰۰ متر که ۴ بار در روز حول محور خود می‌چرخد، ۲۹ تن سوخت نیاز است تا از چرخش بازداشته‌شود.

عطارد

تیر (یا عُطارِد)، یکی از سیاره‌های منظومه خورشیدی ما است. تیر نزدیک‌ترین سیاره به [خورشید] است و به این خاطر سطح رو به خورشید آن بسیار داغ است. رویه پشت به خورشید تیر نیز بسیار سرد است.

سیاره تیر ماه ندارد. تیر، کوچک‌ترین سیاره منظومه خورشیدی است و همان‌گونه که یک رخ از کره ماه همیشه رو به زمین است، یک رخ از تیر نیز به حالتی ابدی رو به خورشید و رخ دیگر آن پشت به خورشید است. با وجود اندازه کوچک، سیاره تیر از میدان مغناطیسی نیرومندی برخوردار است

تیر تندروترین سیارهٔ منظومه خورشیدی است که با سرعتی حدود ۴۸ کیلومتر در ثانیه، هر ۸۸ روز یک بار خورشید را دور می‌زند.از این رو سیاره‌ای گریزپاست که دیدنش آسان نیست و به همین دلیل است که شاید، ایرانیان باستان آنرا «تیر» نامیده و در یونان «مرکوری» یا «پیک خدایان» لقبش داده بودند.

ویژگی‌ها

سیاره تیر یا عطارد با فاصلهٔ ۵۷ میلیون و ۹۲۴ هزار کیلومتری، نزدیکترین سیاره منظومه خورشیدی به خورشید است و کم‌ترین مسافتی که با زمین پیدا می‌کند، به ۸۰ میلیون کیلومتر می‌رسد. به خاطر نزدیکی این سیاره به خورشید اگر در طرف رو به خورشید آن (بخشی که روز است) قرار بگیرید به راحتی در دمای ۴۶۵درجه سانتیگراد پخته خواهید شد و به علت حرکتی وضعی آرامش اگر در طرف شب آن قرار بگیرید آن قدر سرد خواهد شد که در دمای ۱۴۸- درجه سانتیگراد به راحتی مرگ را بر اثر یخ بستن تجربه می‌کنید. گردش وضعی این سیاره، حدود دو ماه طول می‌کشد و از این رو، گرم شدن آن در روز و سرد شدنش در شب دیرپاست.

حفره‌های کوچک ویا بزرگ بسیاری در سطح سیارهٔ تیر دیده می‌شود که حکایت از برخورد شهاب‌سنگ‌های کوچک و بزرگ دارد البته قطر برخی از دهانه‌ها به ده‌ها کیلومتر می‌رسد. برخی از این دهانه‌ها محل خروج مواد مذاب است که امروزه با سنگهای مذاب پر شده‌اند و مانند کوه‌های آتشفشانی هستند. سطح تیر بیشتر خاکستری‌رنگ است و به خاطر نوع دهانه‌های آتشفشانی و آبگیرها خیلی شبیه کره ماه است. دانشمندان تصور می‌کردند که فعالیتهای آن مانند کره ماه است. اما اکنون می‌دانیم که سیاره عطارد با کره ماه بسیار متفاوت است. تیر کوه و آتشفشان‌های بزرگ و عمده‌ای ندارد و از نظر فعالیت‌های زمین‌شناختی سیاره‌ای مرده به‌شمار می‌آید.

تیر از دسته سیاره‌های زمین‌وار است. تیر همچون ناهید و ماه، حالت‌های گوناگونی از هلال تا قرص کامل را به خود می‌گیرد. قرص کامل، چون در آن سوی خورشید است دیده نمی‌شود. اما اشکال هلال و نیمهٔ آن به هنگام جلوه‌های شرقی و غربی، مشاهده می‌گردند.

نیروی گرانش این سیاره کم و دارای جو ناچیزی است که ۹۸٪ آن از هلیم و بقیه از هیدروژن، اکسیژن و سدیم ساخته شده‌است.بادهای خورشیدی به شدت به عطارد می‌دمند و این می‌رساند که تقریباً هیچ هوایی در آن وجود ندارد.

این سیاره نیز، مانند سیاره زهره بین زمین و خورشید قرار گرفته و به خاطر این ویژگی، حالاتی را که «گذر»، «جلوه‌های شرقی و غربی» و... نامیده می‌شوند، به وجود می‌آورد. عبور عطارد فقط یا در اردیبهشت ماه (ماه مه) و یا آبان ماه (ماه نوامبر) روی می دهد. و علت ندرت این عبور ها (که در هر قرن تا 13بار روی می دهند) به این علت است که زاویه میل مدار آن با مدار زمین ( 7درجه) سبب می شود که سیاره معمولاً یا از شمال و یا از جنوب خورشید بگذرد. اندازه گیری های دقیق عبورهای عطارد نه فقط برای تعیین دقیق مدار عطارد بلکه برای محاسبه دوره تناوب حرکت وضعی زمین نیز به کار می آید.

اساطیر

«عطارد» در ادبیات فارسی و عربی،«دبیر فلک» نیز خوانده شده‌است. نام اروپایی این سیاره Mercury از واژه‌ای لاتین گرفته شده که در مقابل نام یونانی هرمس است. خدائی که پیغام برنده برای خدایان دیگر بوده و به همین دلیل هرمس در اغلب تصاویر با صندلهای بالدار کشیده می‌شود. علاوه بر پیغام‌رسانی، او نگهدار بازرگانان و مسافران بود. مرکوری در ادبیات افسانه‌ای یونان و روم، خدای سخن‌وری و نویسندگی است.

اندازه تیر در مقیاس با زمین

به اعتقاد یوهان مرسیه رئیس دانشکده علوم اختری دانشگاه پاریس در مقاله ای که در اواخر سال ۲۰۰۹ منتشر شد احتمالا تیر یکی از ماه‌های سیارات داخلی منظومه خورشیدی بوده که از گرانش مادر خود جدا شده و به دام خورشید گرفتار گشته.

سیاره تیر و عصر فضا

در سال‌ ۱۹۷۴ میلادی، سفینهٔ مارینر ١٠ آمریکا، از نزدیکی سیارهٔ تیر گذشت و توانست ۶۴۸ عکس خوب، از حدود ۵۰٪ سطح سیاره، که در آن هنگام در برابر خورشید واقع شده بود، گرفته و مخابره کند.عکس‌ها نشان می‌دهند که سطح تیر نیز چون ماه، دارای کوه‌ها و نیز دره‌های فراوانی است که به نظر می‌آید به علت بمباران مداوم صدهاهزار سنگ آسمانی صورت گرفته باشد.زمان این بمباران‌ها شاید بلافاصله پس از پیدایش و تکوین دستگاه خورشیدی بوده‌است.

عکس‌هایی که فضاپیمای «مسنجر» ناسا از عطارد برداشته‌است شواهد فعالیت «گسترده» آتشفشانی بر سطح این سیاره را آشکار می‌کند.

در تیر، درهٔ بزرگی به قطر تقریبی ۱٬۳۰۰ کیلومتر وجود دارد که اطراف آن را کوه‌های به نسبت بلندی که ارتفاع برخی از آن‌ها به یک و نیم کیلومتر نیز می‌رسد، احاطه کرده‌اند.برخی از این گودی‌ها، شاید به علت جریان مواد مذاب آتشفشانی قدیمی، صاف و تیز شیار شیار شده‌اند.

ارتباط با مارینر ۱۰ در ۲۴ مارس ۱۹۷۵ قطع شد.این سفینه اولین و تنها سفینه‌ای بوده‌است که تا امروز به مقصد تیر روانه شده‌است.

در بررسی‌هایی که در سال ۱۹۹۰م از روی زمین در مورد سیارهٔ تیر به عمل آمد، دیده شد که دو ناحیه بر روی سطج این سیاره از نقاط دیگر بسیار داغ ترند، علت آن را تأثیِر توأم گردش‌های وضعی و انتقالی تیر در حفظ گرمای گرفته شده از خورشید دانستند. زیرا مدت یک شبانه روز در تیر دو سوم مدت یک سال آن است .

تیر بر خلاف اندازهٔ کوچکی که دارد، بسیار سنگین است و از این جهت ستاره‌شناسان معتقدند، در زیر پوستهٔ سنگی نازک این سیاره، هستهٔ مرکزی بزرگی ساخته شده از آهن، وجود داشته باشد.

زهره

ناهید (همچنین زهره) به ترتیب فاصله از خورشید، دومین سیاره سامانه خورشیدی است که میان زمین و تیر (عطارد) قرار گرفته‌است. این سیاره نزدیک‌ترین سیاره به زمین می‌باشد و بعد از ماه، درخشان‌ترین جرم آسمانی طبیعی است که به هنگام شب از زمین رویت می‌شود. ناهید داغ‌ترین سیاره در منظومهٔ خورشیدی است. جو ضخیم و غلیظ آن موجب میشود که دیدن سطح آن از طریق رصد، دشوار باشد.

این سیاره در فارسی بیدخت و بیلفت نیز نامیده می‌شد و واژه بیدُخت در شکل کهن‌تر خود بَغدخت و به معنای «دختر خدا» بوده‌است.

سیاره ناهید، فاقد ماه است و از بسیاری جهات چون اندازه، جرم، جاذبه و ترکیبات ساختاری، به زمین شباهت دارد و به همین دلیل به آن لقب خواهر زمین را داده‌اند. چنانکه قطر آن در حدود ۱۲٫۱۰۴ کیلومتر است، در مقایسه با زمین که قطرش ۱۲٫۷۵۶ کیلومتر است. جرم ناهید حدوداً ۸۱ درصد جرم زمین و چگالی آن، نزدیک به ۹۵ درصد چگالی زمین است. با اینحال ناهید در قیاس با بیشتر سیارات سامانه از جمله زمین، کروی‌تر است و به دلیل چرخش آهسته به دور مدارش، پدیده تورفتگی یا مسطح شدن قطبها و بادکردگی یا تورم نواحی استوایی در آن، کمتر از دیگر سیارات رخ میدهد.

این سیاره را جزء سیاره‌های زمین‌وار و متراکم طبقه بندی کرده‌اند که دارای آتشفشانهای فعال، «ناهیدلرزه» و کوهواره است. ناهید در مداری تقریباً دایره‌وار به فاصله میانگین ۱۰۸ میلیون کیلومتر از خورشید، به دور آن می‌گردد. هنگامی که در نزدیکترین وضعیت نسبت به زمین قرار میگیرد، فاصله آن با زمین ۴۲ میلیون کیلومتر میشود و در دورترین حالت ۲۵۷ میلیون کیلومتر با آن فاصله دارد.

زمان لازم برای یکبار گردش این سیاره به دور خورشید ۲۲۵ روز زمینی می‌باشد. تفاوت بزرگ ناهید با زمین، جو آن است که بیشتر آنرا دی‌اکسید کربن تشکیل داده و در ابرهای فوقانی آن قطرات ریز اسید سولفوریک وجود دارد. وجود دی‌اکسید کربن در جو این سیاره دمای آنرا به مقدار بسیار چشم‌گیری افزایش داده‌است. (۴۶۴ درجه سانتیگراد نزدیک سطح سیاره).

نور آفتاب پس از نفوذ در جو این سیاره و جذب شدن توسط سطح آن، به‌صورت گرما از سطح بازتابیده میشود، اما انبوه دی‌اکسید کربنِ جو ناهید، این گرمای بازتابیده را به دام انداخته و از رها شدن آن در فضا جلوگیری می‌کند. این جذب اضافی گرما، که به پدیده گلخانه‌ای معروف است، میانگین گرمای ناهید را بیش از هر سیاره دیگری (حتی سیاره تیر) در سامانه خورشیدی بالا برده‌است به‌طوریکه این حرارت برای ذوب کردن فلز سرب کافیست. از اینرو پیدایش زندگی در این سیاره، غیر ممکن است.

در اوایل سال ۱۹۶۰ راداری را به‌سوی ناهید نشانه‌روی کردند که سیگنال‌های آن از ابرهای این سیاره عبور کرده و پس از برخورد با سطح جامد سیاره، منعکس گردید. برای اولین بار دانشمندان اطلاع جالبی را درباره سطح ناهید به‌دست آوردند، که نشان می‌داد ناهید دارای حرکت چرخشی در جهت معکوس است. چرخش آن از شرق به غرب است و آفتاب از مغرب طلوع و در مشرق غروب می‌کند.

نام لاتین این سیاره، ونوس، برگرفته از نام خدای رومی عشق و زیبایی است. در یونان باستان، نام خدای آفرودیته بر آن نهاده شد و ایرانیان در زمان هخامنشیان، خدای مونث آناهیتا (ایزد باروری و آبها) را با این سیاره مرتبط میدانستند که در پارسی میانه، به اَناهید و در فارسی امروزی به ناهید تغییر یافته‌است.

کاوش‌های رباتیک در ناهید

سفینه مارینر ۲، که در اوت ۱۹۶۲ پرتاب شد، در دسامبر ۱۹۶۲ از ۳۵۰۰۰ کیلومتری ناهید گذشت. مشاهدات این سفینه نشان داد که زهره را ابرهای سفید رنگ مایل به زردی، کاملاً پوشانده‌است و شکافی در این ابرها نیست که از راه آن بتوان نظری به سطح جامد این سیاره افکند. سفینه مارینر ۱۰ در فوریه ۱۹۷۴ از ارتفاعی کمتر از ۶۵۰۰ کیلومتری، زهره را مورد پژوهش قرار داد و معلوم شد که این ابر‌ها حرکت منطقه‌ای دارند و با سرعتی بیش از ۲۴۰ کیلومتر در ساعت سیاره را دور می‌زنند و در مناطقی از زهره که رو به خورشید است، برهمکنشی میان جریان‌های بزرگ مقیاس همرفتی با این حرکت منطقه‌ای وجود دارد. در ۲۲ اکتبر ۱۹۷۵ وسیله‌ای از سفینه بدون سرنشین ونرا ۹ متعلق به اتحاد جماهیر شوروی سابق، بر زهره فرود آمد و علی رغم شرایط فوق العاده سخت دما و فشار توانست به مدت ۲ ساعت عکس‌هایی از چشم انداز این سیاره بگیرد و اطلاعات گسترده‌ای از سطح زهره بفرستد. سه روز بعد وسیله مشابهی از سفینه ونرا ۱۰ در ۲۲۰۰ کیلومتری محل فرود وسیله ونرا ۹ به زهره نشست و یافته‌های خود را به مدت ۶۵ دقیقه ارسال کرد. این عکس‌ها، نخستین عکس‌هایی بودند که تا آن زمان از سطح سیاره‌ای دیگر گرفته شده بود.

• کاوشگر مداری ونوس‌اکسپرس، یازدهم آوریل سال ۲۰۰۶ میلادی وارد مدار سیاره ناهید گشت و تنها پس از یک روز موفق شد اولین تصویر را از قطب جنوب این سیاره برداشت و به زمین مخابره کند. این اولین باری بود که تصویری از قطب جنوب سیاره ناهید برداشته می‌شد.