Программа секции «Планетные исследования» ЛКШ-2024

Наша Солнечная система кажется хорошо знакомой и исследованной: мы изучили и сфотографировали все большие планеты и несколько карликовых, многие астероиды и кометы. Но все еще есть множество неразгаданных тайн. Есть ли действующие вулканы на Венере? На что похожи условия в подледных океанов Энцелада и Европы? Как криовулканизм формирует поверхность холодных миров? Где можно найти следы жизни кроме Земли? Секция планетных исследований познакомит участников с всем многообразием небесных тел нашей родной системы, их строением, особенностями, деталями их поверхности. Вы узнаете о методах исследования Солнечной системы и с Земли и с автоматических межпланетных станций.

Расписание занятий

Расписание занятий секции «Планетные исследования» ЛКШ-2024

Длительность программы: 20 часов занятий в секции (лекции и практика)

Программа секции: разработана в сотрудничестве с учеными из ИКИ РАН, ГЕОХИ РАН — ведущих научных учреждений, занимающихся исследованиями тел Солнечной системы. Ключевой особенностью программы являются практические занятия, которые позволят участникам получить опыт работы с различными типами научных данных — от фотометрии и спектроскопии, до анализа шлифов метеоритного вещества.

Практика: участники секции освоят определение спектрального состава атмосферы по спектральным изменениям, научатся определять минеральный состав поверхности по данным гиперспектральной съемки, попробуют определить период вращения астероида по данным фотометрии, проведут эксперименты с веществами-аналогами лунного и марсианского грунта, и поработают с тонкими срезами (шлифами) различных типов метеоритного вещества.

В симуляции научной экспедиции по Солнечной системе участники секции будут отвечать за выбор целей для проведения экспериментов на каждом из этапов симуляции, за выработку требований к траектории космического корабля, составление циклограмм экспериментов в части, касающейся работы научной аппаратуры, сбор и анализ научных данных, полученных в ходе экспериментов с подходом виртуальной обсерватории.

Что узнают и чему научатся участники:

1. какие объекты населяют Солнечную систему и какие у них характеристики и динамика;
2. как они устроены с точки зрения геологии и какими силами формируется их поверхность;
3. как изучают Солнечную систему с Земли, с орбиты автоматическими межпланетными станциями и с поверхности посадочными аппаратами, летальными аппаратами и роверами.

Основные темы

1. объекты Солнечной системы и история их открытия;
2. методы исследования небесных тел Солнечной системы;
3. проблемы и незакрытые вопросы в их исследовании.

Программа секции:

1. Солнечная система и ее население
   Теория: история открытия и изучения небесных тел в Солнечной системе, характеристики и классификация небесных тел: планеты, карликовые планеты, спутники, астероиды, планеты земной группы, планеты-гиганты.
   Практика: методы изучения характеристик небесных тел: определение типа и периода вращения малых небесных тел с помощью фотометрии.
2. Динамика Солнечной системы
   Теория: характеристики орбит планет и их эволюция, понятие о орбитальном резонансе, приливные силы и обмен моментом движения, типы населения малых тел солнечной системы: главный пояс астероидов, троянские астероиды планет, кентавры, рассеянный диск, пояс Койпера, облако Оорта, планета X.
   Практика: динамическое моделирование эволюции системы многих тел, представляющих аналог главного пояса астероидов.
3. Планетарная геология
   Теория: строение и состав разных типов небесных тел в Солнечной системе, источники энергии у небесных тел: тепло радиоизотопного распада, приливные силы, тепло первичной аккреции, процессы, формирующие поверхность небесных тел: ударные события, эоловые и флювиальные процессы.
4. Планетарная геоморфология
   Теория: Типы поверхности небесных тел, типы форм рельефа, общие для разных небесных тел, уникальные формы рельефа, планетарный вулканизм в Солнечной системе, криовулканизм.
5. Космохимия и петрология
   Теория: распределение элементов во Вселенной, массовый химический состав тел Солнечной системы и их поверхности, изотопы, датирование по соотношению изотопов, минералы и их эволюция на телах Солнечной системы, анализ образцов грунта с других небесных тел, история воды в Солнечной системе.
   Практика: метеоритика и изучение метеоритного материала, анализ шлифов метеоритного вещества.
6. Инструменты для исследования планет: с Земли и с орбиты
   Теория: дистанционные методы получения информации о планетах: астрометрия, фотометрия, спектроскопия, радарное просвечивание и получение изображений, инструменты: оптические телескопы (видимы, ИК и УФ), радиотелескопы, камеры и спектрографы для космических аппаратов.
7. Инструменты для исследования планет: с поверхности
   Теория: нейтронная планетология, рентгеновские методы анализа поверхности, методы химического анализа состава образцов поверхности, масс-спектроскопия.
8. Методы исследования: спектроскопия планетных атмосфер
   Теория: Понятие спектра. Линии поглощения и излучения. Спектр Солнца. Спектр излучения абсолютно черного тела. Как работают спектрометры. Спектроскопия атмосфер планет. Спектры наиболее часто встречающихся веществ. Некоторые результаты спектроскопии.
   Практика: Работа с генератором синтетических спектральных данных NASA Planetary Spectrum Generator. Знакомство с интерфейсом. Знакомство с разными методами. Влияние разных параметров на результат моделей. Спектры атмосфер разных тел Солнечной системы. Определение спектральных линий веществ. Визуализация данных.
9. Методы исследования: гиперспектральная съемка поверхности
10. Космическая гляциология
    Теория: История воды в Солнечной системе, изотопный состав воды из разных источников, лед как основной поверхностно образующий материал, формы рельефа, связанные с присутствием воды и льда на разных небесных телах, подледные океаны, криовулканизм.
    Практика: VR лаборатория по добыче и анализу ледяных кернов.