Planetologia

nauka badająca obiekty planetarne

Planetologia, nauki planetarne – interdyscyplinarna dziedzina nauki, wywodząca się z astronomii, zajmująca się badaniem budowy i ewolucji planet, księżyców, oraz mniejszych ciał niebieskich[1], a także procesów na nich zachodzących[2]. Dzięki rozwojowi badań kosmosu od II połowy XX wieku, w szczególności misjom automatycznych sond kosmicznych, możliwości badania planet Układu Słonecznego nie ograniczają się już do samych obserwacji astronomicznych. Coraz częściej w badaniach planetologicznych wykorzystywane są metody geofizyczne i geologiczne.

Mars: mapa Schiaparellego z 1888 roku i współczesna mapa oparta na obserwacjach satelitarnych
Geolog-astronauta Harrison Schmitt pobiera próbki skał księżycowych do badań
Aktywność wulkaniczna Io, przewidziana przez planetologów-teoretyków i obserwowana przez sondę Voyager 2

Nauki o Ziemi również mogą być rozumiane jako część nauk planetarnych. Na niektórych uczelniach wyższych istnieją jednostki badawcze zajmujące się zarówno naukami o Ziemi, jak i innych planetach[3], lub kierunki studiów łączące te dziedziny (np. „Geofizyka w Geologii” na Uniwersytecie Warszawskim)[4].

Metody badań planetologiiEdytuj

TeledetekcjaEdytuj

Przy badaniu planet i księżyców Układu Słonecznego wykorzystuje się głównie metody teledetekcyjne, prowadząc obserwacje z Ziemi i z kosmosu. Badania planet wykraczające poza mechanikę nieba rozpoczęły się z rozwojem teleskopów, kiedy możliwe stało się identyfikowanie szczegółów ich powierzchni; w XIX wieku powstały pierwsze mapy Marsa. Obserwacje radioteleskopowe w latach 70. XX wieku pozwoliły poznać ukształtowanie powierzchni Wenus[5]. Obserwacje naziemne i z niskiej orbity okołoziemskiej są kontynuowane także w epoce lotów międzyplanetarnych. Radary naziemne są regularnie wykorzystywane do obserwacji planetoid bliskich Ziemi[6]

Obecnie najwięcej informacji wartościowych dla planetologii dostarczają sondy kosmiczne przelatujące w pobliżu planet i orbitujące wokół nich. Do tej pory (2018) udało się wprowadzić sztuczne satelity na orbity wokół Księżyca, sześciu planet Układu Słonecznego (z wyjątkiem Urana i Neptuna), a także niektórych planetoid i jądra komety 67P/Czuriumow-Gierasimienko.

Obserwacje ukształtowania powierzchni (w świetle widzialnym, podczerwieni oraz radarowe) pozwalają na dokonanie analiz geomorfologicznych. Dzięki nim możliwe jest postawienie hipotez dotyczących zjawisk kształtujących powierzchnię, w tym procesów impaktowych, tektonicznych i wulkanicznych. Prowadzone są także obserwacje spektroskopowe, ujawniające skład chemiczny powierzchni i dystrybucję minerałów. Satelita krążący po orbicie planety lub księżyca dostarcza informacji o polu grawitacyjnym okrążanego ciała, pozwalających planetologom tworzyć modele jego budowy wewnętrznej.

Badania powierzchnioweEdytuj

W miarę rozwoju planetologii możliwe staje się używanie na innych ciałach niebieskich metod badawczych wypracowanych na Ziemi. Badania takie są prowadzone przez lądowniki, łaziki, a w przypadku Księżyca także astronautów. W ramach programu Apollo na Księżyc dostarczony został zestaw instrumentów ALSEP, dzięki któremu przeprowadzone zostały m.in. eksperymenty sejsmiczne (aktywne i pasywne) i magnetometryczne[7][8]. Sonda InSight, która wylądowała na Marsie w 2018 roku, ma mierzyć m.in. aktywność sejsmiczną planety i strumień ciepła dochodzący z jej wnętrza[9].

Współcześnie, dzięki zainteresowaniu możliwością istnienia życia i planami wyprawy załogowej, szczególnie rozwija się geologia Marsa. Na powierzchni planety działają (stan na marzec 2019) dwa roboty, stacjonarny lądownik InSight do badań geofizycznych[9] i łazik Curiosity misji Mars Science Laboratory, wyposażony w laboratorium, umożliwiające m.in. badania mineralogiczne próbek, obserwacje radiometryczne i meteorologiczne[10]. Marsjańskie lądowniki sond Viking w latach 1970. prowadziły nawet badania biologiczne[11].

Analizy próbekEdytuj

 
Anortozyt przywieziony z Księżyca

Głównym źródłem próbek materii pochodzącej z ciał Układu Słonecznego są meteoryty. Zidentyfikowano wśród nich skały wyrzucone z powierzchni Marsa (m.in. Allan Hills 84001[12] i Northwest Africa 7034[13]), Księżyca (np. Yamato 791197[14]) i Westy (meteoryty HED). Takie próbki, poddane badaniom laboratoryjnym, stanowią źródło wiedzy o budowie innych ciał niebieskich. Meteoryty pochodzące z Marsa są jak dotąd jedynym źródłem skał z tej planety na Ziemi.

Załogowe loty Apollo i bezzałogowe misje Łuna na Księżyc pozwoliły zdobyć próbki skał z tego globu, które zostały poddane analizom na Ziemi. Sondy przywiozły także materię z komety 81P/Wild i planetoidy (25143) Itokawa, wzbogacając wiedzę nie tylko o tych ciałach, ale także o historii i ewolucji Układu Słonecznego[15][16]. W planach jest misja mająca na celu dostarczenie na Ziemię skał pochodzących bezpośrednio z Marsa, rozważane było nawet przechwycenie małej planetoidy bliskiej Ziemi[17].

Badania teoretyczneEdytuj

W ramach planetologii prowadzone są także badania teoretyczne. Jednym z ich dużych sukcesów było przewidzenie aktywności wulkanicznej na Io, księżycu Jowisza, na krótko przed przelotem sond Voyager, dokonane na podstawie obliczeń ilości ciepła wydzielanego przez siły pływowe pochodzące od planety[18].

Zobacz teżEdytuj


PrzypisyEdytuj

  1. planetologia, [w:] Encyklopedia PWN [online] [dostęp 2022-12-10].
  2. Stuart Ross Taylor. Why can’t planets be like stars?. „Nature”. 430, s. 509, 2004-07-29. DOI: 10.1038/430509a. 
  3. Hawai‘i Institute of Geophysics & Planetology. Uniwersytet Hawajski. [dostęp 2014-01-10]. (ang.).
  4. Czym jest Geofizyka w Geologii?. Geofizyka w Geologii, Uniwersytet Warszawski. [dostęp 2017-09-06]. (pol.).
  5. Leszek Czechowski: Planety widziane z bliska. Warszawa: Wiedza Powszechna, 1985. ISBN 83-214-0461-8.
  6. Asteroid looks even better second time around. Phys.org, 2015-12-18. [dostęp 2015-12-18]. (ang.).
  7. Thomas A. Sullivan. Catalog of Apollo Experiment Operations. „NASA Reference Publication”. 1317, 1994. NASA. 
  8. Hamish Lindsay: ALSEP Apollo Lunar Surface Experiments Package. NASA, 2010-07-19. [dostęp 2019-09-09]. (ang.).
  9. a b Mission Overview. [w:] InSight Mars Lander [on-line]. NASA, 2018-04-26. [dostęp 2019-03-04].
  10. Mars Science Laboratory. NASA, Jet Propulsion Laboratory California Institute of Technology. [dostęp 2014-01-10]. (ang.).
  11. Loty kosmiczne: Viking-2. [dostęp 2014-01-10]. (pol.).
  12. Allan Hills 84001. The Meteoritical Society. [dostęp 2013-01-10]. (ang.).
  13. Northwest Africa 7034. The Meteoritical Society. [dostęp 2014-01-10]. (ang.).
  14. Yamato 791197. The Meteoritical Society. [dostęp 2014-01-10]. (ang.).
  15. Vince Stricherz: Comet from coldest spot in solar system has material from hottest places. University of Washington, 2006-03-13. [dostęp 2014-01-10].
  16. Tomoki Nakamura, Takaaki Noguchi, Masahiko Tanaka i inni. Itokawa Dust Particles: A Direct Link Between S-Type Asteroids and Ordinary Chondrites. „Science”. 333 (6046), s. 1113-1116, 2011-08-26. DOI: 10.1126/science.1207758. 
  17. Krzysztof Kanawka: Misja „po planetoidę” – jak miałaby wyglądać?. Kosmonauta.net, 2013-08-23. [dostęp 2014-11-25]. (pol.).
  18. S.J. Peale, P. Cassen, R.T. Reynolds. Melting of Io by tidal dissipation. „Science”. 203, s. 892-894, 1979-03-02. DOI: 10.1126/science.203.4383.892. Bibcode1979Sci...203..892P. (ang.). 

Linki zewnętrzneEdytuj