Эта прекрасная планета океаны

Секрет раскрыт: почему наша Земля — это и есть планета-океан из «Интерстеллара»

Наша планета действительно прекрасна. Если взглянуть на остальные гигантские шары в космосе в представлении художников или даже на редких фотографиях, можно увидеть красоту, которая завораживает, но все же наш дом обладает самой красивой и наиболее разнообразной цветовой гаммой. Большое количество морей и океанов позволяет Земле приобрести такой внешний вид, каким она обладает сейчас.

Планеты-океаны

Слышали ли вы что-нибудь о планетах-океанах? Планеты-океаны в астрономии — это отдельный подвид планет в разных галактиках, поверхность которых покрыта водой в разных ее формах. На одну из таких планет прилетают Купер и его коллеги в фильме «Интерстеллар».

С одной стороны, страшно себе представить, что ты окажешься на такой планете. А с другой стороны, это так завораживает! А что, если вы узнаете, что наша Земля и есть одна из таких планет? Но дело было в прошлом.

Земля: планета—океан

Издание Livescience опубликовало данные, согласно которым наша с вами планета три миллиарда лет назад была полностью покрыта океаном. Почти пять миллиардов лет назад образовалась наша Земля. Что было до этого и как развивалась Земля, можете почитать вот здесь. Из различных космических веществ и активного взаимодействия небесных тел и пыли родилась целая планета: когда-то она была раскаленным шаром, как и все новые небесные тела. Она вращалась и остывала с каждым миллионом лет.

Горящая Земля более четырех миллиардов лет назад

И вот однажды на ней появились минеральные кристаллы: их позже нашли ученые. Путем исследования выяснили — это остатки древних пород с океанического дна. Именно они и стали одним из главных аргументов теории планеты—океана. По мнению исследователей, континенты возникли гораздо позже, чем было принято считать ранее. Тектонические плиты вытолкнули сушу на поверхность воды, вследствие чего и возникли континенты. По версии исследователей, вода на Земле появилась по двум причинам: либо комета с огромными наслоениями льда ударилась о Землю, либо облако частиц с пылью и элементами воды обрушилось на планету.

Ученый из университета Айовы Бенджамин Джонсон и его коллега нашли древнюю скалистую структуру, которая была океаническим дном более трех миллиардов лет назад. Анализ этой структуры позволил им предположить, что раньше в океане было больше элемента кислород-18, а не кислород-16, который сегодня наполняет наши океаны. Ученые стали строить новые модели Земли и ее элементов для научных исследований и поняли — такое содержание кислорода возможно лишь в случае, если на поверхности планеты больше нет ничего, кроме воды. Выходит, вполне возможно, что наша планета раньше была такой же невероятно красивой и морской, как выглядят сейчас на картинках другие обнаруженные учеными планеты-океаны.

Источник

Модель разрешила небольшие океаны на спутниках планет-сирот

Avila et al. / International Journal of Astrobiology, 2021

Ученые смоделировали условия на поверхности спутника массивной планеты, которая покинула родную звездную систему и стала планетой-сиротой. Они учли массу тел, их орбиту, химический состав и химическую эволюцию на протяжении десяти миллионов лет. Расчет показал, что при соблюдении ряда условий на спутнике может образовываться значительное количество жидкой воды, хоть и гораздо меньше, чем на Земле. Статья опубликована в журнале International Journal of Astrobiology.

В ходе существования планеты могут менять орбиту. В основном, это происходит от взаимодействия с другими массивными телами, планетами или звездами-компаньонами материнской звезды. Например, подобный сценарий хорошо объясняет необычный химический состав Марса: некоторые ученые предполагают, что он сформировался в зоне главного пояса астероидов, и лишь затем под действием гравитации Юпитера сместился на современную орбиту. При более сильном взаимодействии орбита может перестать быть замкнутой, и планета улетит из звездной системы в космическое пространство, став планетой-сиротой.

На первый взгляд может показаться, что условия на такой планете или ее спутниках будут максимально далекими от земных, поскольку лишенное звезды тело обречено замерзнуть. На самом деле, это не всегда так, как минимум для спутников этих планет. Исследования спутников Юпитера и Сатурна показали, что Солнце для них — далеко не единственный источник тепла. Спутники планет-гигантов разогреваются изнутри за счет трения от приливной деформации, происходящей при вращении по орбите. Дополнительный вклад в это тепло вносит распад радиоактивных элементов, которые находятся в недрах ядра. В результате внутри Европы, Энцелада и ряда других спутников существует подледный океан, причем из Энцелада регулярно бьют гигантские гейзеры. Подробно о морях Солнечной системы мы рассказывали в материале «Море внутри».

Группа ученых под руководством Патрисио Авила (Patricio Ávila) из Университета Консепсьона провела моделирование и выяснила, при каких условиях спутник планеты-сироты может обладать жидкой водой на поверхности. В первую очередь, для того, чтобы система планеты и спутника была стабильной, планета должна обладать большой массой. Для сильного приливного разогрева спутник должен иметь вытянутую орбиту и, опять же, вращаться вокруг массивного тела. Поэтому для моделирования выбрали планету массой с Юпитер, вокруг которой вращается спутник земной массы по эллиптической орбите с эксцентриситетом от 0,001 до 0,5.

Далее, для сохранения тепла необходим парниковый эффект. Для расчета необходимого уровня непрозрачности исследователи использовали алгоритм Patmo, который позволяет рассчитывать взаимодействие атмосферы с электромагнитным излучением на протяжении прямого отрезка, учитывая при этом множество факторов, включая проходящие в газе фотохимические реакции. Наконец, для образования воды требуется определенный химический состав небесного тела. Во всех рассмотренных сценариях ученые исходили из того, что атмосфера спутника на 90 процентов состоит из углекислого газа и на 10 — из водорода. Основным драйвером химических реакций для такой атмосферы станут космические лучи, которые будут разлагать CO₂ на CO + O. Затем высвободившийся кислород будет связываться с водородом и образовывать воду, но, в то же время, вода под действием космических лучей будет разлагаться на OH + H. Для расчета химической эволюции атмосферы спутника и вычисления точек равновесия разных химических реакций исследователи использовали симулятор Stand.

Расчеты показали, что вода образуется как при сравнительной низком атмосферном давлении, так и при значительно более высоком, около 10 бар. Различия же в интенсивности космического излучения практически не играют роли в долгосрочной перспективе. В сценарии с низким давлением за 10 миллионов лет воды образуется немного: сто тысяч миллиардов тонн, что в десятки тысяч раз меньше гидросферы Земли. В сценарии высокого давления воды образуется примерно в 13 раз больше. По мнению ученых, такое небесное тело можно считать вполне жизнепригодным — хуже, чем Земля, но лучше, чем Марс. Однако орбита спутника будет постепенно скругляться, и за десять миллионов лет перестанет обеспечивать приливный разогрев, достаточный для поддержания температуры поверхности выше точки таяния воды. Растянуть этот срок позволит лишь наличие других лун, которые вращаются в резонансе с исследуемым спутником.

Вода — распространенное вещество во Вселенной. В том числе ее много и на полюсах Луны, хотя появилась она там иными путями, нежели на Земле или гипотетическом спутнике планеты-сироты. Ожидается, что в ближайшем будущем американский ровер пробурит скажину для ее добычи на южном лунном полюсе.

Источник

Прекрасная планета — A Beautiful Planet

Режиссер Тони Майерс Произведено Тони Майерс Написано Тони Майерс Передал Дженифер Лоуренс Музыка от Микки Эрбе
Марибет Соломон Кинематография Джеймс Нейхаус Отредактировано Тони Майерс

• 29 апреля 2016 г. (США) ( 2016-04-29 )

46 минут Страна Соединенные Штаты Язык английский Театральная касса 25,7 млн. Долл. США

A Beautiful Planet — американский документальный фильм в формате IMAX 2016 года, снятый, написанный и продюсерский Тони Майерс . В документальном фильме использованы кадры, сделанные астронавтами на борту Международной космической станции в течение пятнадцати месяцев. Передал Дженнифер Лоуренс , фильм исследует повседневную жизнь астронавтов представляющих соответствующие космические агентства , для Соединенных Штатов Америки , России , Европы и Японии . Это подразумевает влияние человека на Землю .

СОДЕРЖАНИЕ

Содержание

Красивая планета использует крупномасштабные экраны кинотеатров , чтобы показать всему миру капитала города освещаемые ночного неба , грозы видно из выше облаков , Супер Тайфун Maysak , как видно из его глаз , полярные сияния смотрел с низкой околоземной орбиты , в районе Великих озер из Северной Америки заперли в лед и снег, а также рифы под поверхностью Карибского моря .

Большая картинка

В фильме показаны виды из космоса с Международной космической станции (МКС) на географические образования, которые могут быть невидимы с суши, такие как кольцевое озеро , озеро Маникуаган в Квебеке, Канада.

Изначально « Красивая планета» была выпущена исключительно для кинотеатров IMAX, что подчеркивало масштабные географические особенности Земли.

Кадры из документального фильма показывают заснеженный сегмент Южной Америки «s Анды , на самом длинный континентальный горный хребет в мире. Анды простираются от Венесуэлы к северу от экватора через тропики и вниз до южной части Аргентины , где находятся «одни из самых экстремальных климатических зон на Земле, от ледяных полей до пустынь ». Андские горы включают Аконкагуа , самую высокую вершину в Северной и Южной Америке , а также самую высокую вершину в Южном полушарии .

В кино представляет сухие и влажные участки Земли с подвесной последовательностью пустыни Намиба на восточной расщелине ТНИ Атлантический океан «s Берег Скелеты на западе. В фильме повторяется консенсус в отношении того, что Намиб является «старейшей пустыней » на Земле, климат здесь более длительный, чем в любом другом регионе мира, и на десятки миллионов лет дольше, чем в Сахаре .

Фильм начинается с компьютерного путешествия длиной в световые годы через рои звезд в Млечном Пути ; сжатое путешествие заканчивается Солнечной системой .

В фильме используется покадровая съемка, чтобы показать, как потепление климата Земли вызывает таяние ледникового покрова Гренландии , с использованием видеозаписи отела ледника Якобсхавн .

A Beautiful Planet также представляет изображения километров масштабной вырубки лесов на Мадагаскаре . Этот эволюционно изолированный остров страдает от широко распространенной эрозии почвы и разрушения среды обитания местной дикой природы острова , такой как лемур . Фильм также показывает сжигание в бразильских тропических лесах из космоса, космонавты , наблюдая дым , поднимающийся из джунглей Амазонки.

Несмотря на мрачный тон « Прекрасной планеты » в отношении изменения климата и деградации окружающей среды , режиссер Тони Майерс хотел прежде всего дать кинозрителям веские причины, по которым они могли бы лучше заботиться о Земле. Она сказала Los Angeles Times , «Я хотел , чтобы вдохновить людей , особенно о том , как прекрасна планета, насколько хрупким это, как сложный и разнообразный и варьировалась это . Больше всего я хотел бы показать , почему мы хотим , чтобы найти решения для заботы о нашей планете. Это единственное наше решение ».

Космонавты

Актерский состав фильма состоит из экипажей МКС из разных стран. Среди астронавтов, появившихся в фильме: Скотт Келли ( НАСА / США), который провел в космосе около года во время длительного непрерывного пребывания на борту Международной космической станции, Саманта Кристофоретти ( Европейское космическое агентство / Италия), которая потратила больше время в непрерывном космическом полете, чем любой другой европейский астронавт, Барри «Бутч» Уилмор (НАСА / США), командир 42-й экспедиции на МКС с 10 ноября 2014 г. по 11 марта 2015 г., Терри Виртс (НАСА / США), командир участника 43-й экспедиции на МКС с 11 марта 2015 г. по 11 июня 2015 г. — Антон Шкаплеров ( Роскосмос / Россия), командир корабля «Союз» , доставившего Кристофоретти и Виртса на космическую станцию, Челл Линдгрен (НАСА / США), врач , который ранее работал в качестве полетной хирурга поддержки медицинских операций и подготовки космической станции в НАСА космический центр имени Джонсона и Юи, Кимия ( Японское аэрокосмическое агентство / Япония), космический исследователь , который был сделан глава JAXA Astronau • Группа после того, как он вернулся из своего пребывания на космической станции.

Исследовательская лаборатория

Космическая станция — это научная лаборатория , и во многих экспериментах на МКС астронавты сами участвуют в исследованиях, чтобы определить, как космический полет влияет на человеческий организм . 28 марта 2015 года Скотт Келли и Михаил Корниенко прибыли на космическую станцию, чтобы начать широко обсуждаемую одногодичную миссию по изучению воздействия на здоровье длительного космического путешествия . Ученые надеются проанализировать свою миссию и выяснить, как будущие исследователи космоса могут приспособиться к эффектам невесомости , изоляции , радиационного облучения и стресса , с которыми они столкнутся в 30-месячной экспедиции туда и обратно на Марс или в еще более продолжительном путешествии за пределы Марса. Марс. Вскоре после прибытия Келли на космическую станцию «Красивая планета» показывает, как он участвует в первоначальном обследовании своего глаза , чтобы изучить и исправить любое ухудшение зрения, о котором сообщают многие астронавты.

У Скотта Келли есть идентичный близнец, Марк Келли , который также является астронавтом НАСА в отставке. Братья согласились стать объектами беспрецедентного исследования близнецов ; Марк оставался на Земле в течение одиннадцати месяцев, проведенных Скоттом на борту МКС, чтобы исследователи могли изучить, как длительный космический полет повлиял на тело Скотта по сравнению с Марком. В то время как Скотт был в космосе, а затем продолжил свое путешествие по возвращении, оба близнеца периодически сдавали образцы крови и мазки ДНК , а также прошли сканирование тела и множество других медицинских тестов . В эпилоге к своей книге 2017 года о годичной миссии Скотт написал, что очень предварительные оценки данных миссии и исследования близнецов были многообещающими:

Пока я пишу это, данные все еще анализируются, и ученые взволнованы тем, что они видят на данный момент. В генетических различиях между моим братом и мной с этого года могут открыть новые знания, а не только о том, что космический полет делает для нашего тела, но и о том , как мы стареем здесь , на Земле. Исследование Fluid Shifts, которое мы провели с Мишей [Михаилом], многообещающе с точки зрения улучшения здоровья космонавтов в длительных полетах. Исследования, которые я провел на своих глазах — которые, похоже, не ухудшились во время этой миссии — могли бы помочь разгадать загадку того, что вызывает повреждение зрения астронавтов , а также помочь нам лучше понять анатомию и процессы болезни глаз вообще .

На этапе критического вкусового тестирования эксперимента с космическим сельским хозяйством Келли и его товарищам из экипажа 44 -й экспедиции Кьеллу Линдгрену и Кимия Юи показывают образцы красного салата ромэн , выращенного в системе «Veggie» (или производство овощей) космической станции . Серия экспериментов Veggie предназначена для того, чтобы будущие исследователи, посещающие Луну , Марс или астероид, имели доступ к свежим продуктам , а также предоставить им возможность расслабиться и избавиться от стресса или скуки .

Обсерватория Земли

Когда Саманта Кристофоретти прибывает на космическую станцию, она приветствует членов экипажа, уже находящихся на борту, а затем движется к окну портала, чтобы посмотреть на Землю с высоты примерно 400 километров над поверхностью, движущейся по орбите со скоростью 28 000 километров в час.

Описывая свой первый вид со станции, Кристофоретти говорит: «Я просто не могла удержаться от взгляда. Я могла видеть, как Земля величественно течет, почти как река. Я не знаю, что такое счастье, но я определенно был счастлив. в то время.»

В A Beautiful Planet можно увидеть крупным планом Купол , куполообразную смотровую площадку с обзором на 360 градусов на надирной (обращенной к Земле) стороне модуля Спокойствия / Узла 3 станции . Он имеет шесть угловых наружу окон, расположенных вокруг центрального круглого окна, обращенного прямо к Земле. Круглое окно имеет диаметр 80 сантиметров; это самое большое окно, когда-либо отправленное в космос. Многие сцены фильма были сняты с Купола, а сами астронавты фотографируют и смотрят через его окна на Землю.

Купол был построен Европейским космическим агентством с утилитарной целью — предоставить астронавтам рабочую станцию, на которой они могли бы наблюдать за Землей, внешним видом станции, прибывающими транспортными средствами и работой роботизированных манипуляторов МКС. Он также служит зоной омоложения, где космонавты могут расслабиться и найти вдохновение.

Учебный центр

Большая часть аспекта «учебной базы» миссии МКС направлена ​​на предоставление практического опыта, чтобы астронавты, космические агентства , аэрокосмические инженеры и ученые были готовы к гораздо более длительным космическим полетам, включая возможное присутствие человека на Марсе или Луне .

Астронавты на космической станции должны ежедневно уделять около двух часов физическим тренировкам, чтобы предотвратить потерю плотности костей , атрофию мышц и невесомость . В фильме Терри Виртс получает сердечно-сосудистую тренировку , бегая на беговой дорожке ISS, а Саманта Кристофоретти выполняет силовые тренировки на тренажере ISS, который имитирует упражнения с тяжелой атлетикой . Обе машины имеют приспособления, которые позволяют им работать в среде с микрогранулами . Беговая дорожка оснащена ремнями безопасности и эластичными шнурами, которые не позволяют бегунам-космонавтам уплыть от нее, а тренажер для «тяжелой атлетики» заменяет веса (которые ничего не « взвешивают » на орбите ) двумя контейнерами, которые создают небольшой вакуум, против которого выполняются упражнения. космонавты могут тянуть.

Положение космической станции на низкой околоземной орбите фактически находится за пределами заметной атмосферы Земли и представляет собой тренировочную площадку, в которой астронавты могут надевать скафандры , оставлять системы жизнеобеспечения МКС и проводить выход в открытый космос — или » внекорабельную деятельность». (EVA) «. Выход в открытый космос может быть предпринят для ремонта , перенастройки станции для размещения новых модулей , развертывания нового оборудования и т. Д. Орбиты МКС достаточно высоки, чтобы позволить астронавту и их спонсирующей стране получить ценный опыт выхода в открытый космос за пределами атмосферы, но он низкий. достаточно, чтобы избежать повышенного радиационного облучения и других трудностей, связанных с дальнейшим выходом из гравитационного колодца Земли . (Если сравнить Землю с 16-дюймовым пляжным мячом, орбита МКС будет примерно на полдюйма выше поверхности пляжного мяча.)

Бутч Уилмор и Терри Виртс объединились, чтобы совершить три выхода в открытый космос в течение девяти дней с 21 февраля по 1 марта 2015 года , а A Beautiful Planet демонстрирует кадры некоторых их действий в открытом космосе за пределами космической станции. Пока они работали, оба исследователя остро осознавали, что выход в открытый космос по своей природе опасен. В фильме Виртс объясняет, что возможные проколы их скафандров EMU вызвали особую озабоченность, потому что «вы« ходите », хватаясь за вещи своими перчатками . За пределами космической станции [это] джунгли из проводов и оборудования, и металлические прутья и фермы. Если вы случайно порежете перчатку или скафандр по одному из острых краев, это может вызвать утечку, а если утечка будет достаточно большой, вы умрете ». Описывая некоторые другие опасности выхода в открытый космос, Уилмор уточняет, что температура составляет «почти 300 градусов [по Фаренгейту] на солнечной стороне космической станции, [но когда] вы попадаете в тень, это минус 275 градусов. Мои пальцы на солнечном свете будут чувствовать, что они почти горят . [Кроме того,] у вас есть страховочный трос, прикрепленный к Станции, и он на катушке . Вы можете быть перевернутым, скрученным, перевернутым; вы можете полностью потерять пространственное осознание того, где вы находитесь и каково ваше отношение, и вы можете легко запутаться в этой страховочной веревке, если не будете осторожны. Каждое движение, которое вы делаете, вы пытаетесь думать [ вещи] через «.

Экзопланета Кеплер-186f

В заключительных сценах « Прекрасной планеты» кратко исследуется внесолнечная планета (планета за пределами нашей планетной системы ), которая была открыта в 2014 году. Планета Кеплер-186f была первой планетой размером примерно с Землю, вращающейся внутри звезды. обитаемая зона или орбитальная область, где жидкая вода предположительно может существовать без замерзания или испарения . Это было первое открытие планеты размером с Землю, на которой могла жить жизнь .

Название «Кеплер» происходит от его открытия космическим телескопом Кеплера или « космической обсерваторией № 10 NASA Discovery », которая предназначена для поиска экзопланет в нашем регионе Галактики Млечный Путь , которые размером с Землю и меньше, и которые находятся в жилой зоне. Планета вращается вокруг Кеплера-186 , красного карлика, который по размеру и массе вдвое меньше Солнца, который находится в направлении созвездия Лебедя , примерно в 500 световых годах от нас. Число «186» в названии планеты относится к порядку открытия ее планетной системы, когда ученые обрабатывали все данные, полученные космическим телескопом Кеплера. Планета обозначена «f», потому что первая открытая планета в системе обозначена как планета «b», вторая открытая планета — «c» и т. Д., И это была пятая открытая планета.

Хотя идея межзвездного путешествия к другой планетной системе, такой как Кеплер-186, неосуществима с учетом современных технологий космонавтики , некоторые футуристы космических полетов (например, Саманта Кристофоретти) находят ценность в рассуждениях о невозможном в настоящее время. В фильме Кристофоретти выражает надежду, что когда-нибудь у будущих исследователей появится возможность лично исследовать систему Kepler-186.

Производство

«Красивая планета» был написан, продюсирован и снят Тони Майерс , который создал семь других фильмов IMAX на космическую тематику, таких как « Хаббл 3D» и « Космическая станция 3D» . Премьера фильма состоялась на Манхэттене 16 апреля 2016 года, а его театральный дебют состоялся 29 апреля 2016 года. Несмотря на то, что он был объявлен дистрибьютором, Walt Disney Studios позже удалила связь с фильмом перед его выпуском.

Повествование Дженнифер Лоуренс

«Прекрасная планета» рассказана актрисой Дженнифер Лоуренс . Обсуждая свое участие в создании фильма, она сказала: «Для меня было честью озвучить такой прекрасный фильм, который просвещает публику».

Рассказывая документальный фильм IMAX на научную тему, Лоуренс присоединился к группе известных актеров, которые записывали закадровый голос для аналогичных фильмов IMAX, в том числе Тома Круза ( озвучивал космическую станцию ​​3D ) и Леонардо Ди Каприо (озвучивал Хаббл 3D ).

Когда генерального директора IMAX Ричарда Гельфонда попросили сравнить, сколько денег IMAX заплатила Крузу, ДиКаприо и Лоуренсу за рассказы их соответствующих документальных фильмов, Гельфонд ответил, что никто из них не делал это ради денег.

Цифровые камеры IMAX

Космонавты , которые снимали фильм использовали цифровые IMAX камеры , и большая часть отснятого материала они произвели был снят через семь оконных стекол на космической станции в куполообразной Купола модуля . Использование цифровых камер позволило кинематографисту Джеймсу Нейхаусу практически сразу просматривать последовательности изображений и вносить предложения по повторным съемкам и было легкой альтернативой использованию пленки IMAX, которую можно проявить только после возвращения из космоса.

Майерс и Нейхаус согласовали со своей съемочной группой астронавтов использование расширенных возможностей цифровых камер для съемки при тусклом свете. По словам Майерса, «у нас не было бы ночных сцен без цифрового динамического диапазона . Цифровой захват полностью открыл нам этот ночной мир со звездами, ночными городами, молниями и другими явлениями, которые вы видите на ночь, как северное сияние «.

Есть предположение, что после того, как производственная группа фильма загрузила последовательности изображений, камеры, использованные для этого фильма, были сожжены на «мусорной свалке» МКС на борту корабля снабжения Cygnus из-за затрат на возврат предметов со станции. (Cygnus — это грузовой автомобиль с односторонним движением, который спроектирован так, чтобы сгорать при повторном входе в атмосферу.) Общая стоимость отправки и получения одного килограмма припасов на Станцию ​​и Землю может превышать 40 000 долларов.

Прием

«Прекрасная планета » была хорошо принята обозревателями фильмов, научно-популярными публикациями и аудиторией.

Все 13 обзоров фильмов, перечисленных на сайте агрегатора обзоров Rotten Tomatoes, дали фильму положительные отзывы. Этот фильм получил 100% -ную оценку на Rotten Tomatoes и 79% -ную оценку зрительских симпатий.

Большая часть похвалы фильму была сосредоточена вокруг его уникальной кинематографии. Обзор в британской газете The Guardian назвал это «широкоформатным открытием глаз, [которое] открывает захватывающий новый взгляд на земную жизнь», в то время как другая оценка в The New York Times спросила: «Как могут ваши глаза не вылезать, когда учитывая трехмерные изображения Земли, сделанные из космоса, на многоэтажном экране [IMAX]? «

Источник