प्रकाश की सहायता से ग्रहों का पता कैसे लगाएं

दूसरे ग्रह, क्षुद्रग्रह या धूमकेतु के विस्तृत अध्ययन के लिए क्या आवश्यक है?
आरंभ करने के लिए, एक करीबी अंतरिक्ष यान लॉन्च करें। और इस जांच को उपकरणों के साथ सुसज्जित करें ताकि वे वॉल्यूम और द्रव्यमान पर प्रतिबंध के आधार पर अध्ययन के विषय के बारे में जितना संभव हो उतना बता सकें। आज हम देखेंगे कि एक व्यक्ति ऑप्टिकल साधनों का उपयोग करके सौर प्रणाली का अध्ययन कैसे करता है।

सूर्य के चारों ओर, कई ब्रह्मांडीय पिंड घूमते हैं, जो एक दूसरे से बहुत अलग हैं। गैस दिग्गजों के पास एक ठोस सतह नहीं होती है, और पत्थर के ग्रहों में नगण्य से सुपरडेंस तक विभिन्न घनत्वों का वातावरण होता है। क्षुद्रग्रह पत्थर और लोहे हैं, और धूमकेतु सूर्य से दूरी के आधार पर अपनी गतिविधि को बहुत बदल देते हैं।



यह स्पष्ट है कि विभिन्न गुणों वाली वस्तुओं के अध्ययन के लिए विभिन्न उपकरणों की आवश्यकता होगी। इसी समय, वैज्ञानिकों ने कई प्रकार के अनुसंधान विधियों के आवेदन में पहले से ही काफी अनुभव जमा किया है, यह समझने में सक्षम थे कि न्यूनतम द्रव्यमान के साथ अधिकतम उपयोगी जानकारी क्या प्रदान करती है। अब हम रोबोट अंतरिक्ष यात्री के ऐसे "सज्जन सेट" पर विचार कर सकते हैं।

दर्शनीय शूटिंग

आंखें हमारे मुख्य अनुसंधान उपकरण हैं, इसलिए पृथ्वी पर खगोलविदों ने विशाल दूरबीनों में अरबों का निवेश किया है, और अंतरिक्ष के लिए विशेष कैमरे बनाए गए हैं। वे एक वैज्ञानिक कैमरा बनाने की कोशिश करते हैं, यानी दो कैमरे लॉन्च: एक वाइड-एंगल, दूसरा टेलीफोटो। वाइड-एंगल आपको अपनी आंखों से महत्वपूर्ण रिक्त स्थान को कवर करने की अनुमति देगा, लेकिन इसकी शूटिंग में सभी ऑब्जेक्ट छोटे होंगे। टेलीफोटो एक "लंबी दूरी का हथियार" है जो आपको काफी दूरी से छोटे विवरणों पर विचार करने की अनुमति देता है।

यह सिद्धांत अंतरिक्ष में और ग्रहों की सतह पर दोनों संरक्षित है। तो, क्यूरियोसिटी मार्स रोवर में 34 मिमी वाइड-एंगल कलर लेंस, और 100 मिमी लंबा टेलीफोटो लेंस है।



कक्षीय मॉड्यूल के लिए, लंबे और चौड़े के बीच का अनुपात आमतौर पर बहुत अधिक होता है। एक टेलीफोटो लेंस के बजाय, उन्होंने एक पूर्ण दर्पण वाला दूरबीन रखा।



पृथ्वी की कक्षा के बाहर सबसे बड़ा दर्पण टेलीस्कोप अब मंगल की कक्षा में चल रहा है, और MRO उपग्रह का व्यास 50 सेमी है। HiRise कैमरा 26 सेमी तक अभूतपूर्व विस्तार में 250-300 किमी की ऊंचाई पर कब्जा कर लेता है।



यह वैज्ञानिकों को मंगल ग्रह का अध्ययन करने और रोवर्स, और उत्साही लोगों के आंदोलन की निगरानी करने की अनुमति देता है । , हमारी तरह, Martian पुरातत्व करते हैं ।

वैज्ञानिक कैमरों के अलावा, नेविगेशन कैमरों को अक्सर अंतरिक्ष यान पर रखा जाता है। वे उपकरणों के ऑपरेटरों के लिए "जमीन पर" बेहतर नेविगेट करना और वैज्ञानिक कैमरों के लिए लक्ष्य चुनना संभव बनाते हैं। नेविगेशन कैमरे व्यापक व्यूइंग एंगल्स को भी कवर कर सकते हैं, और इसे डबल भी बनाया जा सकता है, लेकिन पहले से ही विश्वसनीयता बढ़ाने या स्टीरियो शूटिंग के लिए।



वैज्ञानिक कैमरों और नेविगेशन के बीच का अंतर केवल देखने के कोण की चौड़ाई में नहीं है। वैज्ञानिक कैमरे भी विनिमेय रंग फिल्टर से सुसज्जित हैं जो आपको अध्ययन की गई वस्तुओं की सतह के कुछ वर्णक्रमीय विशेषताओं का विश्लेषण करने की अनुमति देते हैं। आमतौर पर फिल्टर एक विशेष पहिया में स्थित होते हैं, जो आपको कैमरे के ऑप्टिकल अक्ष पर उन्हें बदलने की अनुमति देता है।



डिफ़ॉल्ट रूप से, वैज्ञानिक कैमरे पंचरोमेटिक रेंज में शूट करते हैं - ब्लैक एंड व्हाइट मोड, जिसमें फोटोमेट्रिक्स सभी दृश्यमान प्रकाश प्राप्त करता है, और यहां तक ​​कि थोड़ा अदृश्य - अवरक्त के पास। ऐसा सर्वेक्षण आपको उच्चतम रिज़ॉल्यूशन प्राप्त करने और सबसे छोटे विवरण देखने की अनुमति देता है, इसलिए अंतरिक्ष से अधिकांश चित्र काले और सफेद होते हैं। हालांकि किसी को लगता है कि इसके साथ किसी तरह की साजिश जुड़ी हुई है।


पंचक्रोमाटिक (ब्लैक एंड व्हाइट) मोड में, विस्तार अधिक है।

रंग छवियों को कई बार शूटिंग के साथ छवियों को जोड़कर रंग फिल्टर के साथ प्राप्त किया जा सकता है। एक रंग फिल्टर के माध्यम से लिया गया एक फ्रेम भी काले और सफेद होगा, इसलिए चित्रों को तीन में संयोजित करने की आवश्यकता है। इसके अलावा, यह बिल्कुल आवश्यक नहीं है, छवि में परिणामी रंग वह होगा जो हमारी आंखें देखती हैं। मानव दृष्टि के लिए, दुनिया में लाल, हरे और नीले रंग के संयोजन शामिल हैं। और छवि का "वास्तविक" रंग लाल, हरे और नीले फिल्टर का उपयोग करके प्राप्त किया जा सकता है।


विभिन्न श्रेणियों में सतह की परावर्तन में एक जिज्ञासु अंतर।

लेकिन अगर फ्रेम के माध्यम से लिया जाता है, उदाहरण के लिए, नीले, लाल और अवरक्त फिल्टर, छवि का रंग "झूठा" हो जाएगा, हालांकि इसे प्राप्त करने के लिए भौतिक सिद्धांत बिल्कुल वास्तविक लोगों के समान हैं।



आधिकारिक साइटों पर रंग छवियों को प्रकाशित करते समय, वे संकेत देते हैं कि छवि में कौन से रंगीन फ़िल्टर उपयोग किए जाते हैं। लेकिन मीडिया में, ये तस्वीरें पहले से ही बिना स्पष्टीकरण के मिलती हैं। इसलिए, मंगल या चंद्रमा के छिपे हुए रंग के बारे में सभी प्रकार की अटकलें अभी भी इंटरनेट पर हैं ।

साधारण स्थलीय कैमरों में, बहु-रंगीन फिल्टर के माध्यम से शूटिंग भी उसी तरह से की जाती है, केवल उन्हें फोटोमेट्रिक्स ( बायर फिल्टर ) के तत्वों से चिपकाया जाता है और स्वचालन रंग मिश्रण में शामिल होता है, वैज्ञानिक नहीं। बेयर्स फिल्टर पहले से ही क्यूरियोसिटी रोवर पर स्थापित हैं, हालांकि एक अलग फिल्टर व्हील को बचाया गया है।

इन्फ्रारेड शूटिंग

हमारी आंखें अवरक्त प्रकाश नहीं देखती हैं, और त्वचा इसे गर्मी के रूप में मानती है, हालांकि अवरक्त रेंज दृश्यमान प्रकाश से कम नहीं है। आंखों से छिपी जानकारी अवरक्त कैमरों द्वारा प्राप्त की जा सकती है। यहां तक ​​कि सबसे साधारण फोटोमेट्रिक्स अवरक्त प्रकाश के पास देख सकते हैं (उदाहरण के लिए, स्मार्टफोन पर टीवी रिमोट कंट्रोल की रोशनी को हटा दें)। अवरक्त प्रकाश की मध्य श्रेणी को पंजीकृत करने के लिए, अलग-अलग कैमरों को एक अलग प्रकार के सेंसर के साथ, अंतरिक्ष प्रौद्योगिकी पर रखा जाता है। और अब तक इन्फ्रारेड के लिए पहले से ही एक गहन माइनस को सेंसर को ठंडा करने की आवश्यकता होती है।

अवरक्त प्रकाश की उच्च मर्मज्ञ शक्ति के कारण, गैस और धूल निहारिका के माध्यम से, और ग्रहों और अन्य ठोस निकायों की मिट्टी में गहरी जगह में दोनों को देखना संभव है।

इसलिए वैज्ञानिकों ने वीनस एक्सप्रेस ने शुक्र के वातावरण में मध्यम ऊंचाई पर बादलों की आवाजाही देखी।



न्यू होराइजन्स ने जोवियन उपग्रह आईओ के ज्वालामुखियों की थर्मल चमक दर्ज की।



शिकारी मोड में शूटिंग आत्मा और अवसर रोवर्स पर उपयोग की गई थी।



मंगल के ध्रुवों पर मार्स एक्सप्रेस पर एक नज़र कार्बन डाइऑक्साइड और बर्फ की सतह के बर्फ के पानी (गुलाबी - कार्बन डाइऑक्साइड, नीला - पानी बर्फ) के वितरण में अंतर दिखाती है।



अधिकतम जानकारी के लिए, इन्फ्रारेड कैमरे फिल्टर के एक बड़े सेट, या एक पूर्ण स्पेक्ट्रोमीटर से सुसज्जित हैं, जो आपको सतह से परावर्तित सभी प्रकाश को स्पेक्ट्रम पर रखने की अनुमति देता है। उदाहरण के लिए, न्यू होराइजन्स256 लाइनों में व्यवस्थित 65.5 हजार पिक्सेल तत्वों के साथ एक इन्फ्रारेड सेंसर है। प्रत्येक लाइन "संकीर्ण सीमा में" केवल विकिरण को देखती है, और सेंसर स्कैनर मोड में संचालित होता है, अर्थात उसके साथ एक कैमरा अध्ययन की गई वस्तु के साथ "संचालित" है।

जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, अवरक्त प्रकाश गर्मी है, इसलिए इस सीमा में शूटिंग ठोस ब्रह्मांडीय निकायों का अध्ययन करने का एक और अवसर खोलती है। यदि आप दिन में धूप से गर्म होने और रात में ठंडक के दौरान सतह का लंबे समय तक निरीक्षण करते हैं, तो आप देख सकते हैं कि सतह के कुछ तत्व जल्दी से गर्म हो जाते हैं और ठंडा हो जाते हैं, जबकि कुछ लंबे समय तक गर्म होते हैं और लंबे समय तक ठंडा होते हैं। इन टिप्पणियों को थर्मल जड़ता अध्ययन कहा जाता है। वे आपको मिट्टी की भौतिक विशेषताओं को निर्धारित करने की अनुमति देते हैं: एक नियम के रूप में, ढीले, आसानी से इकट्ठा करता है और आसानी से गर्मी देता है, और घने - लंबे समय तक गर्म होता है और लंबे समय तक गर्मी रखता है।


मानचित्र पर: गुलाबी - कम तापीय जड़ता के साथ, नीला - उच्च के साथ (यानी, लंबे समय तक ठंडा)।

एक दिलचस्प अवलोकन, थर्मल मोड में, सोवियत जांच "फोबोस -2" द्वारा किया गया था। थर्मल मोड में मंगल ग्रह की शूटिंग, उन्होंने एक लंबी पट्टी पर ध्यान दिया जो पूरे ग्रह में फैला था।



90 के दशक में, मंगल ग्रह के वातावरण में विमान के संक्षेपण निशान के बारे में रहस्यमय अटकलें व्यक्त की गई थीं, लेकिन वास्तविकता अधिक दिलचस्प थी, जो कि अधिक अभियुक्त थी। थर्मल चेंबर "फोबोस -2" ठंडी मिट्टी की एक पट्टी को ठीक करने में सक्षम था, जो कि मार्स-फोबोस उपग्रह की गुजरती छाया से परे फैली हुई है।

गलतियाँ हैं। उदाहरण के लिए, मंगल ओडिसी उपग्रह से गेल क्रेटर की जांच करके, वैज्ञानिकों ने जिज्ञासु क्यूरियोसिटी रोवर से बहुत दूर, उच्च तापीय जड़ता वाले क्षेत्र का निर्धारण किया। उन्हें घने चट्टान, और 6% तक की अपेक्षाकृत उच्च जल सामग्री वाली मिट्टी की चट्टानें मिलने की उम्मीद थी। यह पता चला कि उच्च तापीय जड़ता का कारण पानी था, पत्थर नहीं।

यूवी फोटोग्राफी



पराबैंगनी प्रकाश की मदद से, वे सौर मंडल के गैस घटक और वास्तव में पूरे ब्रह्मांड का अध्ययन करते हैं। एक हबल टेलीस्कोप पर एक पराबैंगनी स्पेक्ट्रोमीटर लगाया गया था, और इसकी मदद से बृहस्पति के वातावरण में पानी के वितरण को निर्धारित करना या इसके यूरोपीय उपग्रह के उपसमूह महासागर से उत्सर्जन का पता लगाना संभव था ।



पराबैंगनी में, ग्रहों के लगभग सभी वायुमंडलों का अध्ययन किया गया था, यहां तक ​​कि वे भी जो व्यावहारिक रूप से कोई नहीं हैं। MAVEN जांच के शक्तिशाली पराबैंगनी स्पेक्ट्रोमीटर ने सतह से काफी दूरी पर मंगल के आसपास हाइड्रोजन और ऑक्सीजन को देखना संभव बना दिया। उन। देखें कि कैसे, अब भी, मंगल के वातावरण से गैसों का पलायन जारी है, और गैस को हल्का करता है, यह उतना ही तीव्र होता है।



मंगल के वातावरण में हाइड्रोजन और ऑक्सीजन सौर विकिरण की कार्रवाई के तहत पानी के अणुओं के फोटोकेमिकल पृथक्करण (पृथक्करण) द्वारा प्राप्त किया जाता है, और मंगल पर पानी जमीन से वाष्पित हो जाता है। उन। MAVEN ने हमें इस सवाल का जवाब देने की अनुमति दी कि मंगल अब सूखा क्यों है, हालांकि एक बार समुद्र , झील और नदियां थीं ।

पराबैंगनी मेरिनर -10 जांच वीनसियन बादलों के विवरण को प्रकट करने में सक्षम थी, अशांत प्रवाह की वी-आकार की संरचना को देखें, और हवाओं की गति का निर्धारण करें।



वातावरण का अध्ययन करने का एक अधिक परिष्कृत तरीका प्रकाश के माध्यम से है। ऐसा करने के लिए, अध्ययन की गई वस्तु को प्रकाश स्रोत और अंतरिक्ष यान के स्पेक्ट्रोमीटर के बीच रखा जाता है। तो आप वायुमंडल के बंद होने से पहले और बाद में प्रकाश स्रोत के स्पेक्ट्रम के अंतर का मूल्यांकन करके वायुमंडल की संरचना का निर्धारण कर सकते हैं।



इस प्रकार, वायुमंडल में न केवल गैस सामग्री को निर्धारित करना संभव है, बल्कि धूल की अनुमानित संरचना भी है, अगर यह प्रकाश का हिस्सा भी अवशोषित करता है।


यह ध्यान देने योग्य है कि स्पेक्ट्रोस्कोपिक इंटरप्लेनेटरी रिसर्च के मामले में रूस अंतिम नहीं है। रूसी विज्ञान अकादमी के अंतरिक्ष अनुसंधान संस्थान की भागीदारी के साथ, मार्स एक्सप्रेस के लिए यूरोपीय ओमेगा अवरक्त स्पेक्ट्रोमीटर बनाया गया था; एक ही उपकरण पर रूसी, बेल्जियम और फ्रांसीसी वैज्ञानिकों के संयुक्त कार्य का परिणाम है - एसपीआईसीएएम अवरक्त और पराबैंगनी स्पेक्ट्रोमीटर; इटालियंस के साथ मिलकर, IKI RAS विशेषज्ञों ने PFS उपकरण विकसित किया। वीनस एक्सप्रेस तंत्र पर उपकरणों का एक समान सेट स्थापित किया गया था, जिसने 2014 के अंत में अपना मिशन पूरा किया। जैसा कि हम देख सकते हैं, प्रकाश हमें सौर मंडल के बारे में महत्वपूर्ण मात्रा में जानकारी प्रदान करता है, आपको केवल देखने और देखने में सक्षम होने की आवश्यकता है, लेकिन परमाणु और से संबंधित अन्य साधन हैं radiophysics। और यह अगली समीक्षा के लिए विषय है।

Source: https://habr.com/ru/post/hi382049/