Эта статья входит в число добротных статей

Кольца Земли

Перейти к навигацииПерейти к поиску
Сгенерированное программой Celestia изображение Земли с кольцами. Видна широкая тень, отбрасываемая планетой на кольца, и узкая тень от колец на поверхности (по экватору)

Кольца Земли — гипотетический астрономический объект, представляющий собой плоские концентрические образования, состоящие из пыли или иных компонентов, обращающиеся вокруг Земли. Гипотезы о существовании колец в настоящее время или в прошлом выдвигались различными авторами. В частности, гипотезы Джона О’Кифа, Питера Фосетта и Марка Бослоу связывают глобальные климатические изменения, имевшие место в геологической истории Земли, с формированием и существованием системы колец. Общепризнанных научных доказательств наличия системы колец у Земли в настоящее время или в каком-либо из периодов её существования не имеется.

В настоящее время планетарные кольца обнаружены у Сатурна, Юпитера, Урана и Нептуна, возможно также их присутствие у Реи (спутника Сатурна) и Плутона. У планет же земной группы колец не обнаружено.

Сценарии, в которых Земля имеет или приобретает систему колец, встречаются в научно-фантастической литературе, фильмах и иных произведениях искусства.

Гипотезы о нестабильности колец

По словам Линды Спилкер из Jet Propulsion Laboratory, специалиста по кольцевым системам планет, гипотетическая система колец вокруг Земли являлась нестабильной и могла быть разрушена в течение короткого (по астрономическим масштабам) периода. Основными факторами, определяющими нестабильность кольца, являются приливное воздействие Луны и Солнца, разрушающее кольцо, а также солнечный ветер, выметающий из околоземного пространства мелкие составляющие кольца[1].

Гипотезы о существовании колец в прошлом

В 1980 году в журнале Nature была опубликована статья, автор которой, Джон О’Киф из Goddard Space Flight Center, предположил, что 34 миллиона лет назад у Земли могли существовать кольца, подобные кольцам Сатурна. О’Киф связал уменьшение зимних температур в позднем эоцене с выпадением большого числа тектитов.

Он предположил, что тектиты и микротектиты, захваченные гравитационным полем Земли, могли образовать кольцо, стабильное на протяжении нескольких миллионов лет. Затенение Земли кольцом могло привести к глобальному похолоданию, с которым связывается вымирание многих видов морских организмов в позднем эоцене[2][3].

По мнению Питера Фосетта (Университет Нью-Мексико) и Марка Бослоу (Sandia National Laboratories, Министерство энергетики США), формирование системы колец, состоящих из вещества, выброшенного при столкновении комет и астероидов с Землёй, могло стать одной из причин глобального оледенения[4].

Исследование сообщений о падении метеоритов, наблюдении болидов и метеорных дождей за период с 800 года до н. э. по 1750 год н. э., проведённое учёными Национального музея Дании, показало, что можно выделить 16 периодов увеличения числа подобных явлений. Авторы исследования связывают такие увеличения с распадом захваченного Землёй небольшого небесного тела (кометы или астероида) в зоне Роша с последующим образованием кольца и выпаданием его материала в форме метеоров и метеоритов[5].

Гипотезы о наличии колец в настоящее время

Согласно сообщению, напечатанному в журнале «Наука и жизнь» в 1988 году, советскими учёными в начале 1980-х годов на основе обработки данных спутников «Электрон-1», «Электрон-3» и «ГЕОС-2» был сделан вывод о том, что у Земли имеются кольца, состоящие из мелких пылинок и располагающиеся на расстоянии от 400 до 235 000 км от поверхности планеты, причём плотность колец уменьшается с ростом расстояния от Земли. Эти кольца по-разному наклонены к плоскости экватора и из-за небольшого размера пылинок невидимы с Земли. Был также сделан вывод о наличии аналогичных колец у Луны (на основании данных, полученных станцией «Луна-10»)[6].

Учёные из Jet Propulsion Laboratory, используя планетарный радар обсерватории Голдстоун, обнаружили, что на высоте 600 км присутствует поток мелких частиц (6,4 частицы на квадратный километр в день, размером от 1,8 мм), причём 40 % из них сконцентрированы на одной или двух орбитах. Одним из возможных объяснений является наличие у Земли пылевого кольца с наклонением 35,1°[7].

Проекты создания искусственных колец

Один из проектов Николы Теслы предполагал постройку вокруг экватора Земли твёрдого кольца с использованием гигантской системы подпорок. После завершения строительства подпорки должны были быть убраны, после чего кольцо должно было оказаться подвешенным в пространстве, вращаясь с той же скоростью, что и Земля. По словам Теслы, если бы удалось затормозить вращение этого кольца, оно бы могло использоваться для путешествий с огромной скоростью[8]. Аналогичные проекты с использованием современных технологий (например, колоссальных углеродных трубок) предлагаются и в настоящее время[9].

В начале 1960-х годов искусственное кольцо вокруг Земли было создано Вооружёнными силами США для нужд дальней радиосвязи в рамках проекта West Ford. Кольцо состояло из 480 000 000[10] медных дипольных антенн (иглы длиной 1,78 см, диаметром 25,4 (1961) или 17,8 мкм (1963)[11][12]), выведенных на орбиту. Первая попытка запуска состоялась 21 октября 1961 года[12], однако иглы не распределились по орбите. Успешный запуск состоялся 9 мая 1963 года[12], после чего кольцо успешно использовалось для радиосвязи. Иглы находились на средней околоземной орбите высотой от 3500 до 3800 км с наклонением 96 и 87°[13]. Проект был закрыт в связи с разработкой современных спутников связи и из-за протестов со стороны учёных и общественности относительно загрязнения космоса[14]. К 1970 году большинство игл под воздействием давления солнечного ветра вошли в атмосферу и опустились на Землю; из-за их небольшого размера они достигли поверхности невредимыми: в Арктике на квадратный километр выпало до 5 игл[14]. По состоянию на 2008 год несколько скоплений игл ещё оставалось на орбите[15].

Создание вокруг Земли искусственных колец может использоваться как способ изменения климата. Так, по проекту американской компании Star Technology and Research, создание каменного кольца на экваториальной орбите позволило бы уменьшить поток солнечных лучей в экваториальных районах Земли и компенсировать влияние глобального потепления[16]. Стоимость проекта оценивается в сумму от 6 триллионов до 200 триллионов долларов США в случае создания каменного кольца и 500 миллиардов долларов США при создании кольца из искусственных спутников Земли[17].

При этом отмечается, что любые попытки глобального воздействия на климат являются опасными, так как отсутствует достаточное понимание процессов изменения климата, в частности их стабильности[17].

В искусстве и культуре

  • Во втором сезоне телесериала «Грозовые камни» главный герой уничтожает гигантскую комету, угрожающую жизни на Земле. Её обломки образуют кольцо.
  • В фильме «Машина времени» (2002) из-за термоядерных взрывов, используемых при строительстве лунной колонии, Луна раскалывается и образует кольцо из своих обломков.
  • В фильме «Звёздный десант» в одном из эпизодов имеется искусственное кольцо вокруг Луны, используемое, видимо, как гигантский порт для межпланетных кораблей.
  • В аниме «Mobile Suit Gundam 00» Землю опоясывает искусственное кольцо на трёх подпорках, которое используется людьми в качестве массивной солнечной электростанции.

См. также

Примечания

  1. ↑ Matson J. What would rings around Earth look like? (англ.). Scientific American Blogs (25 ноября 2009). Дата обращения: 11 сентября 2011. Архивировано 28 августа 2012 года.
  2. ↑ Grrl Scientist. What Earth might look like with Saturn's rings (англ.). Nature Blogs (2 мая 2011). Дата обращения: 11 сентября 2011. Архивировано 24 января 2012 года.
  3. ↑ O'Keefe J. A. The terminal Eocene event: formation of a ring system around the Earth? (англ.) // Nature. — 1980. — Vol. 285. — P. 309—311. — doi:10.1038/285309a0.
  4. ↑ Rings Around The Earth: A Clue To Climate Change? (англ.). Space Daily (17 сентября 2002). Дата обращения: 11 сентября 2011. Архивировано 24 января 2012 года.
  5. ↑ Rasmussen, K. L. Historical Accretionary Events from 800 BC to AD 1750-AD: Evidence for Planetary Rings around the Earth (англ.) // Royal Astron. Soc. Quart. Jrn. — 1991. — Vol. 32. — P. 25—34. Архивировано 28 октября 2017 года.
  6. ↑ Кольца земли // Наука и жизнь. — 1988. — № 8. — С. 76. Архивировано 11 октября 2011 года.)
  7. ↑ Goldstein R.M., Randolph L.W. Rings of Earth (англ.) // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. — 1992. — Vol. 40, iss. 6. — P. 1077—1080. — ISSN 0018-9480. — doi:10.1109/22.141338.
  8. ↑ O'Neill J. Prodigal Genius: The Life of Nikola Tesla. — Book Tree, 2007. — P. 37. — 336 p. — ISBN 9781585093083.
  9. ↑ Meulenberg A., Balaji P. S. K. The LEO Archipelago: A system of earth-rings for communications, mass-transport to space, solar power, and control of global warming (англ.) // Acta Astronautica. — 2011. — Vol. 68, iss. 11—12. — P. 1931—1946. — doi:10.1016/j.actaastro.2010.12.002. Архивировано 25 сентября 2022 года.
  10. ↑ I. I. Shapiro; H. M. Jones; Perkins, C.W.: Orbital properties of the West Ford dipole belt Архивная копия от 21 июня 2016 на Wayback Machine; Proceedings of the IEEE; Volume 52, Issue 5, May 1964 Page(s): 469—518 (Abstract, english)
  11. ↑ Lovell, A. C. B.; Blackwell, M. Ryle; D. E.; Wilson, R. (June 1962), "West Ford Project, Interference to Astronomy from Belts of Orbiting Dipoles (Needles)", Quarterly Journal of the Royal Astronomical Society, 3: 100, Bibcode:1962QJRAS...3..100L
  12. ↑ 1 2 3 Wiedemann, C.; Bendisch, J.; Krag, H.; Wegener, P.; Rex, D. (March 19-21, 2001), written at Darmstadt, Germany, Sawaya-Lacoste, Huguette (ed.), "Modeling of copper needle clusters from the West Ford Dipole experiments", Proceedings of the Third European Conference on Space Debris, 1, Noordwijk, Netherlands: ESA Publications Division (published October 2001): 315—320, Bibcode:2001ESASP.473..315W, ISBN 92-9092-733-X
  13. ↑ "Position Paper on Space Debris Mitigation - Implementing Zero Debris Creation Zones" (PDF), International Academy of Astronautics (Final Issue Approved for Publication ed.), Paris, France: International Academy of Astronautics (published 2005-10-15), October 12 2005, Архивировано (PDF) 5 февраля 2012, Дата обращения: 11 сентября 2011 {{citation}}: Проверьте значение даты: |date= () Источник. Дата обращения: 11 сентября 2011. Архивировано 5 февраля 2012 года.
  14. ↑ 1 2 Kendall, Anthony Earth's Artificial Ring: Project West Ford (англ.). DamnInteresting.com (2 мая 2006). Дата обращения: 16 октября 2006. Архивировано 28 августа 2012 года.
  15. ↑ Hall, Christopher D. (2003-09-18), West Ford dipoles, Blacksburg, Virginia: Virginia Tech Department of Aerospace and Ocean Engineering, Архивировано 12 марта 2007, Дата обращения: 11 сентября 2011, many clumps of the needles are indeed still in orbit Источник. Дата обращения: 11 сентября 2011. Архивировано из оригинала 12 марта 2007 года.
  16. ↑ Pearson J., Oldson J., Levin E. Earth Rings for Planetary Environment Control (англ.) // 53rd International Astronautical Congress. — 2002. Архивировано 27 сентября 2011 года.
  17. ↑ 1 2 "Предложен проект искусственного кольца Сатурна для затенения Земли". Membrana. 2005-06-28. Архивировано 19 января 2012. Дата обращения: 11 сентября 2011.

Ссылки