Земля в электротехнике — ElectrikTop.ru

Землей называют точку цепи, электрический потенциал которой считается равным нулю. Такую точку можно выбирать условно. Землей ее называют традиционно, поскольку один из проводников электрических генераторов соединяли с землей при помощи зарытого в землю проводника. Электрикам-профессионалам и тем, кто имеет дело с электричеством необходимо знать, что такое фаза и что такое ноль.

Ток в цепи

Электрический ток может протекать только в замкнутом контуре. Электрическая цепь состоит из источника Э. Д. С. – электродвижущей силы и замыкающего этот источник сопротивления нагрузки, которое может быть очень разветвленным. Если говорить о бытовой электросети, то здесь источником ЭДС является вторичная обмотка трансформатора ближайшей подстанции, или еще проще, таким источником является ввод в здание.

Один из проводов источника заземлен, этот провод (или шина) называется нейтралью, N, в современной электротехнике. Потенциал этой шины относительно земли равняется нулю, поэтому этот провод называют землей.

Другие три провода называют фазами. Эти провода находится под переменным потенциалом, который меняется от 311 до -311 Вольт относительно земли в сети 220 В 50 Гц (50 раз в секунду). 220 Вольт – это, так называемое, действующее напряжение. Для тока и напряжения синусоидальной формы это среднеквадратичное значение. Это напряжение называют фазным.

Напряжение между двумя фазами называют линейным и оно выше: 380-400 В. Таким образом, размах напряжения в трехфазной сети может достигать величины 760-800 В. Поэтому электроинструмент должен уверенно выдерживать испытательное напряжение не менее 1 кВ = 1000 Вольт.

При замыкании фазы на ноль через какое-либо сопротивление в цепи течет ток. Еще больший ток через то же сопротивление потечет, если оно будет подключено между двумя фазами. В трехфазной цепи у конечных потребителей обычно действующее напряжение между фазами 380 В, а фаза и ноль образуют пару, напряжение на которой всегда равно напряжению между фазами, деленному на квадратный корень из числа 3. Это один из результатов теоретической электротехники. Отсюда и получается известная всем величина 220.

История заземления

В самых старых системах бытового электроснабжения переменного тока, которых теперь уже не найдешь, у конечного потребителя заземления не было (система TT, заземлялась только нейтраль на подстанции, если вторичная обмотка трансформатора соединялось звездой).

Это была однофазная сеть, распределяющаяся ток от понижающей обмотки трансформатора подстанции. Здесь вопрос о том, что такое фаза или нулевой провод даже не возникал – оба провода по отношению к земле были равноправными. Человек мог стоять на земле и держаться за любой из проводов по отдельности. При этом он ничего не чувствовал.

Наиболее старые трансформаторы, питающие однофазную сеть, имели схему, показанную на следующем рисунке. Первичные обмотки соединялись треугольником, нейтрали не было, и заземлялся только корпус трансформатора на месте установки. Теперь таких уже давно нет или они применяются где-то для полевых условий в сельском хозяйстве.

Поражение током происходило, если человек дотрагивался до двух проводов одновременно или, если один из проводов был кем-либо заземлен, а человек дотрагивался до другого. Старые электроплитки делались с открытой спиралью, люди готовили в металлической посуде и касались токоведущих частей. Старые телевизоры, например, изготавливались с автотрансформатором ради простоты конструкции и человек, дотрагиваясь до металлического шасси такого аппарата, фактически находился под напряжением сети.

Проблема возникла, когда жилой сектор стал снабжаться промышленным способом подключения (как на первом рисунке). Это произошло потому, что мощность, потребляемая частным сектором, значительно выросла, а в городах он фактически был перемешан с промышленностью (дома-хрущевки).

Тогда человек, стоящий на влажном полу, или держащийся за батарею, получал сильное поражение током с вероятностью 50%, в зависимости от того, как он включил вилку электроприбора в розетку. Если фаза тока попадала на шасси такого старого телевизора или радиоприемника, то прикосновение к нему было опасно для жизни.

Промышленность в области ширпотреба быстро перешла на производство нагревательных приборов с закрытым и изолированным нагревательным элементом (ТЭНы), а бытовые радио и телевизионные приборы стали производить исключительно с трансформаторами, где первичная обмотка была полностью изолирована от остальной части прибора, что сделало их безопасными для людей.

Но почему появилось заземление в промышленности? Нам надо рассмотреть и этот вопрос. В принципе, ни для работы потребителей, ни для транспортировки электроэнергии ничего заземлять не требуется.

Трехфазная система переменного тока была принята только потому, что это упрощало конструкцию электродвигателей, так необходимых станкам и машинам в промышленности. По трехфазной схеме в треугольник можно соединять и нагревательные приборы, пример тому – тэны, рассчитанные на 380 В.

Трехфазные системы могут соединяться звездой (первый рисунок). Такое соединение стало очень распространенным, так как оно позволяет без больших проблем питать трехфазные потребители напряжением 380 В, и в то же время, без лишних расходов устроить однофазные сети 220 В. Это хороший способ сэкономить на трансформаторах.

Так появился проводник, который назвали нейтралью (N). Его также называют – нулевой провод. При равном токе по всем фазам ток в нулевом проводе равен нулю. Энергетики стараются распределить нагрузку равномерно. Но это не всегда получается. Вот простой пример. Пусть на заводе был запитан офисный корпус. Для этого была выделена одна фаза.

Затем к этой же фазе подключили жилой дом недалеко. Остальные две фазы оказываются неуравновешены и в нейтрали появляется значительный ток. Это приводит ко всякого рода неопределенностям при измерениях. К тому же, как бы ровно не распределили нагрузку, на корпусах электрооборудования появляются опасные напряжения, если нейтраль оборвана.

Начало TN

В 1913 году немецкий концерн AEG предложил систему с заземленной нейтралью, позже названную TN-C. Здесь электрики стали использовать понятия фаза и ноль. Позже, в 1930-х годах появилась система TN-S, в которой заземление и нейтраль были разделены. Это дополнительно увеличивало безопасность, так как теперь, если нулевой провод оборван с очень высокой вероятностью оставался целым другой проводник. Но такая система оказывалась неоправданно дорогой.

Поэтому, со временем было предложено еще одно решение: нулевой провод от подстанции (PEN – защитная земля и нейтраль) расщеплялся на две части перед вводом в здание. Одна часть шла как нейтраль N, а другая получила название защитной земли PE. Если происходил обрыв нейтрали то фаза переменного тока, в случае попадания на корпус электрооборудования, пропускала свой ток в землю. Такая система получила название TN-C-S (заземленная нейтраль комбинированная, с разделением на месте).

Система TN-C-S имеет всего один недостаток – местное заземление должно быть повышенной надежности так как при обрыве нейтрали фазное напряжение, попавшее на корпус, будет заземлено только по цепи PE. Поэтому, при сооружении этой цепи принимают все меры по ее механической прочности и снижению электрического сопротивления.

Для этого используют металлические части зданий, трубопроводы и т.д. Однако все эти части соединяются всего в одной точке при помощи шин. Существует точка (шина) где ноль и земля соединяются, она называется шина уравнивания потенциалов. С ней соединяется и шина контура заземления.

В настоящее время TN-C-S является основной в городах и на предприятиях. В сельской местности еще много систем TT. Это связано с тем, что в сельской местности еще много деревянных домов и TT, при всех прочих недостатках имеет положительную сторону: она безопаснее в отношении грозы.

Novaya Zemlya — Wikipedia

Arctic archipelago in northern Russia

Novaya Zemlya (, also , ;^[1][2]Russian: Но́вая Земля́, IPA: [ˈnovəjə zʲɪmˈlʲa], lit. »New Land»), also known as Nova Zembla (especially in Dutch), is an archipelago in the Arctic Ocean in northern Russia and the extreme northeast of Europe, the easternmost point of Europe lying at Cape Flissingsky on the Northern island. West of Novaya Zemlya is the Barents Sea, and to the east is the Kara Sea.

Novaya Zemlya is composed of two main islands, the northern Severny Island and the southern Yuzhny Island, which are separated by the Matochkin Strait. Administratively, it is incorporated as Novaya Zemlya District, one of the twenty-one in Arkhangelsk Oblast, Russia.^[3]Municipally, it is incorporated as Novaya Zemlya Urban Okrug.^[4]

The population of Novaya Zemlya, as of the 2010 Census, was about 2,429, of which 1,972 resided in Belushya Guba,^[5] an urban settlement that is the administrative center of Novaya Zemlya District. The indigenous population (from 1872^[6][7] to the 1950s when it was resettled to the mainland) consisted of about 50–300 Nenetses^[8] who subsisted mainly on fishing, trapping, reindeer herding, polar bear hunting and seal hunting.^[9][10] Natural resources include copper, lead, and zinc.

[9]

Novaya Zemlya was a sensitive military area during the Cold War years, and parts of it are still used for airfields today. The Soviet Air Force maintained a presence at Rogachevo on the southern part of the southern island, on the westernmost peninsula (71°37′04″N 52°28′44″E / 71.61787°N 52.47884°E / 71.61787; 52.47884). It was used primarily for interceptor aircraft operations, but also provided logistical support for the nearby nuclear test area. Novaya Zemlya was the site of one of the two major nuclear test sites managed by the USSR, used for air drops and underground testing of the largest of Soviet nuclear bombs, in particular the October 30, 1961, air burst explosion of Tsar Bomba, the largest, most powerful nuclear weapon ever detonated.

History[edit]

The Russians knew of Novaya Zemlya from the 11th century, when hunters from Novgorod visited the area.^[11] For Western Europeans, the search for the Northern Sea Route in the 16th century led to its exploration.

[11] The first visit from a Western European was by Hugh Willoughby in 1553.^[11] Dutch explorer Willem Barentsz reached the west coast of Novaya Zemlya in 1594, and in a subsequent expedition of 1596, he rounded the northern cape and wintered on the northeastern coast.^[12] (Barentsz died during the expedition, and may have been buried on Severny Island.^[13]) During a later voyage by Fyodor Litke in 1821–1824, the western coast was mapped.^[11]Henry Hudson was another explorer who passed through Novaya Zemlya while searching for the Northeast Passage.^[14]

The islands were systematically surveyed by Pyotr Pakhtusov and Avgust Tsivolko during the early 1830s. The first permanent settlement was established in 1870 at Malye Karmakuly, which served as capital of Novaya Zemlya until 1924. Later the administrative center was transferred to Belushya Guba,^[7][15] in 1935 to Lagernoe,^[7] but then returned to Belushya Guba.

Small numbers of Nenets were resettled to Novaya Zemlya in the 1870s in a bid by Russia to keep out the Norwegians. This population, then numbering 298, was transferred to the mainland in 1957 before nuclear testing began.^{[10][16][17][18]}

In 1943, during the Second World War, Novaya Zemlya briefly served as a secret seaplane base for Nazi Germany’s Kriegsmarine, to provide German surveillance of Allied shipping en route to Siberia. The seaplane base was established by U-255 and U-711, which were operating along the northern coast of Soviet Russia as part of 13th U-boat Flotilla. Seaplane sorties were flown in August and September 1943.^[19]

• 

  1599–1601 map of Novaya Zemlya

• 

  Map of Novaya Zemlya from 1720.

World War II[edit]

In the months following Hitler’s June 1941 invasion of the Soviet Union, the United States and Great Britain organized convoys of merchant ships under naval escort to deliver Lend-Lease supplies to northern Soviet seaports. The Allied convoys up to PQ 12 arrived unscathed but German aircraft, ships and U-boats were sent to northern Norway and Finland to oppose the convoys.

Convoy PQ 17[edit]

Convoy PQ 17 consisted of thirty-six merchant ships containing 297 aircraft, 596 tanks, 4,286 other vehicles and more than 150,000 long tons (152,407 t) of other cargo, six destroyer escorts, fifteen additional armed ships (among which were two Free-French corvettes) and three small rescue craft. The convoy departed Iceland on June 27, 1942, one ship running aground and dropping out of the convoy. The convoy was able to sail north of Bear Island but encountered ice floes on June 30; a ship was damaged too badly to carry on and broke radio silence. On the following morning, the convoy was detected by German U-boats and German reconnaissance aircraft and torpedo bomber attacks began on July 2.

On the night of July 2/3, the German battleship Tirpitz and the heavy cruiser Admiral Hipper, sortied from Trondheim with four destroyers and two smaller vessels. Admiral Scheer, Lutzow and six destroyers sailed from Narvik but Lutzow and three destroyers ran aground. The British Admiralty responded on July 4 by diverting the escort vessels to the west to rendezvous with the Home Fleet and ordered the merchant vessels to scatter. Seeking safety in the Matochkin Strait, several ships headed toward Novaya Zemlya. S.A. Kerslake, a crew-member aboard the British trawler Northern Gem, recorded in his diary:^{[citation needed]}

…we were making all haste for Novaya Zemlya, hoping that no German ships had arrived there before us. If they had, and it was thought that escape by sea was impossible, then the three trawlers would be run ashore on one of these God-forsaken islands. We could then salvage what we could from them and try to make our way overland and the sea ice, until we found a settlement, or until we reach the Russian mainland…not a very charming or happy prospect to look forward to.^{[citation needed]}

When the Northern Gem approached Novaya Zemlya and neared the entrance to Matochkin Strait, it quickly reduced speed. Kerslake wrote:

All eyes were hypnotized by the sight of the strait opening up like a page of a picture book. From behind the port side promontory appeared the bows of a ship, and as the angle of our approach opened up the straits more of the vessel came into view. In those first few minutes we thought that the enemy had got there before us, and were waiting to blast us out of the water, but to our intense relief…we saw that it was a corvette…^{[citation needed]}

Another seaman described the strait as “very barren and uninviting, but almost with «Welcome» written along it.

On July 7 at 4:00 p.m., Captain J. H. Jauncey, the commander of the British anti-aircraft ship Palomares, called a meeting of the commanders of the other ships which had reached the strait. At first, they discussed breaking into the Kara Sea from the east end of the Strait. An officer familiar with the region raised the possibility that the strait, navigable on the west end, might, at the other end, be ice-locked. A seaplane was dispatched which found that the eastern entrance was blocked. Other officers suggested that the ships remain in the strait until «the hue and cry had died down», adding that «the high cliffs on either side would afford some protection from dive-bombing».^{[citation needed]}

The ships were painted white and positioned with its armament facing the west entrance. The French corvettes Lotus and La Malouine were dispatched to patrol the entrance to watch for German submarines.^{[citation needed]}

The Breakout[edit]

At 7:00 p.m., the ships re-entered the Barents Sea and headed south. Anticipating the breakout, Rear Admiral Hubert Schmundt had positioned several U-boats near the west end of the strait. Six of the seventeen Allied ships exiting the strait were sunk. The badly-damaged American freighter Alcoa Ranger was beached on the west coast of Novaya Zemlya; the crew found shelter and were eventually rescued by a Russian vessel which took them to Belushya Bay. The Germans also damaged the Soviet tankers Donbass and Azerbaijan which reached the sanctuary of Archangel.^{[citation needed]} Of the thirty-four merchant ships in PQ 17, twenty-four were sunk. The American contingent alone lost more than three-fourths of the merchant ships committed to the convoy — more than one fourth of the losses to American shipping in all convoys to northern Russia.^{[citation needed]}

The PQ 17 delivered 896 vehicles and 3,350 were lost, 164 tanks arrived and 430 did not, 87 aircraft reached the USSR and 210 were lost; 57,176 long tons (58,093 t) of cargo were delivered and 99,316 long tons (100,910 t) was sunk at a cost to the Germans of five aircraft.Karlo Štajner, a Gulag prisoner in Norilsk in 1942, wrote «the German cruiser’s attack on Novaya Zemlya and the sinking of the food transports had catastrophic consequences… the population was left without provisions… supplies in the warehouses of Norilsk [were] distributed among the NKVD, the guards, and the few free civilians that lived in the town». Štajner and his fellow prisoners received nothing.^{[citation needed]} Between July and August 1942, German U-boats destroyed the Maliyye Karmakuly polar station and damaged the station at Mys Zhelaniya. German warships also destroyed two Soviet seaplanes and staged an attack on ships in Belushya Bay.^{[citation needed]}

Operation Wunderland[edit]

In August 1942, the German Navy commenced Operation Wunderland, to enter the Kara Sea and sink as many Soviet ships as possible. Admiral Scheer and other warships rounded Cape Desire, entered the Kara Sea and attacked a shore station on Dikson Island, badly damaging the Soviet ships Dezhnev and Revolutionist.^{[citation needed]} Later that year, Karlo Štajner made the acquaintance of a new prisoner, «Captain Menshikov» who told him

In August 1942, another…transport arrived in Novaya Zemlya. The escort ships turned around and went back. Just a few hours later, the watchman in the tower announced that a ship was in sight. Everyone assumed it was one of the Allied warships and didn’t give the matter any importance. Shortly after, the watchman announced that the ship was nearing the bay. I went outside…to see for myself. As soon as I had climbed the tower, I realized to my horror that this was a German warship. I gave the alarm, but it was too late… the German cruiser was coming closer. One of the Allied freighters — the first ship we managed to get moving — steered its way out of the bay. That’s all the Germans were waiting for. At the moment when the ship reached the narrowest part of the bay, the German guns sent off their first salvo — a direct hit… our coastal batteries opened fire… but the guns didn’t reach far enough… [they] came closer and destroyed all the ships in the bay, as well as a large part of the harbor [and] left a hundred dead and wounded.

Whether the attack on Menshikov’s battery occurred on Dikson Island or on Novaya Zemlya, Stajner’s account illuminated the fate of a Soviet officer imprisoned by his countrymen for the «crime» of suffering defeat at the hands of the enemy. Not surprisingly, Menshikov’s arrest was never announced in the Soviet press. In August 1943, a German U-boat sank the Soviet research ship Akademic Shokalskiy near Mys Sporyy Navolok but the Soviet Navy, now on the offensive, destroyed the German submarine U-639 near Mys Zhelaniya.

Nuclear testing[edit]

Novaya Zemlya Test Site
Novaya Zemlya Test Site boundaries and facilities
Type	Nuclear test site
Area	land: 55,200 km2 (21,300 sq mi) water: 36,000 km2 (14,000 sq mi)
Site information
Operator	Russian Federation (formerly Soviet Union)
Status	Active
Site history
In use	1955–present
Test information
Subcritical tests	not known
Nuclear tests	224

In July 1954, Novaya Zemlya was designated the Novaya Zemlya Test Site, construction of which began in October^[25] and existed during much of the Cold War. «Zone A», Chyornaya Guba (70°42′N 54°36′E / 70.7°N 54.6°E / 70.7; 54.6), was used in 1955–1962 and 1972–1975.^[25] «Zone B», Matochkin Shar (73°24′N 54°54′E / 73.4°N 54.9°E / 73.4; 54.9), was used for underground tests in 1964–1990.^[25] «Zone C», Sukhoy Nos (73°42′N 54°00′E / 73.7°N 54.0°E / 73.7; 54.0), was used in 1958–1961 and was the site of the 1961 test of the Tsar Bomba, the most powerful nuclear weapon ever detonated.^[25]

Other tests occurred elsewhere throughout the islands, with an official testing range covering over half of the landmass. In September 1961, two propelled thermonuclear warheads were launched from Vorkuta Sovetsky and Salekhard to target areas on Novaya Zemlya. The launch rocket was subsequently deployed to Cuba.^[26]

1963 saw the implementation of the Limited Test Ban Treaty which banned most atmospheric nuclear tests.^[27] The largest underground test in Novaya Zemlya took place on September 12, 1973, involving four nuclear devices of 4.2 megatons total yield. Although far smaller in blast power than the Tsar Bomba and other atmospheric tests, the confinement of the blasts underground led to pressures rivaling natural earthquakes. In the case of the September 12, 1973 test, a seismic magnitude of 6.97 on the Richter Scale was reached, setting off an 80 million ton avalanche that blocked two glacial streams and created a lake 2 kilometres (1.2 mi) in length.^[27]

Over its history as a nuclear test site, Novaya Zemlya hosted 224 nuclear detonations with a total explosive energy equivalent to 265 megatons of TNT.^[25] For comparison, all explosives used in World War II, including the detonations of two US nuclear bombs, amounted to only two megatons.^[27]

In 1988–1989, glasnost helped make the Novaya Zemlya testing activities public knowledge,^[25] and in 1990 Greenpeace activists staged a protest at the site.^[28] The last nuclear test explosion was in 1990 (also the last for the entire Soviet Union and Russia). The Ministry for Atomic Energy has performed a series of subcritical underwater nuclear experiments near Matochkin Shar each autumn since 1998.^[29] These tests reportedly involve up to 100 grams (3.5 oz) of weapons-grade plutonium.^[30]

In October 2012, it was reported that Russia would resume subcritical nuclear testing at «Zone B». In Spring 2013, construction of what would become a new tunnel and four buildings^[31] was initiated near the Severny settlement, 3 km west-northwest to the Mount Lazarev.^[32][33]

Geography[edit]

Novaya Zemlya is an extension of the northern part of the Ural Mountains,^[34] and the interior is mountainous throughout.^[11] It is separated from the mainland by the Kara Strait.^[11] Novaya Zemlya consists of two major islands, separated by the narrow Matochkin Strait, as well as a number of smaller islands. The two main islands are:

The coast of Novaya Zemlya is very indented, and it is the area with the largest number of fjords in the Russian Federation. Novaya Zemlya separates the Barents Sea from the Kara Sea. The total area is about 90,650 square kilometers (35,000 sq mi). The highest mountain is located on the Northern island and is 1,547 meters (5,075 ft) high.^[35]

Compared to other regions that were under large ice sheets during the last glacial period, Novaya Zemlya shows relatively little isostatic rebound. Possibly this is indebted to a counter-effect created by the growth of glaciers during the last few thousand years.^[36]

Environment[edit]

The ecology of Novaya Zemlya is influenced by its severe climate, but the region nevertheless supports a diversity of biota. One of the most notable species present is the polar bear, whose population in the Barents Sea region is genetically distinct from other polar bear subpopulations.^[37]

Climate[edit]

Climate data for Malye Karmakuly, Novaya Zemlya
Month	Jan	Feb	Mar	Apr	May	Jun	Jul	Aug	Sep	Oct	Nov	Dec	Year
Record high °C (°F)	2.6 (36.7)	1.7 (35.1)	2.0 (35.6)	7.8 (46.0)	17.6 (63.7)	22.2 (72.0)	28.3 (82.9)	23.8 (74.8)	16.5 (61.7)	9.7 (49.5)	4.5 (40.1)	2.5 (36.5)	28.3 (82.9)
Average high °C (°F)	−10.9 (12.4)	−11.5 (11.3)	−9.1 (15.6)	−6.7 (19.9)	−1.4 (29.5)	4.9 (40.8)	10.3 (50.5)	9.0 (48.2)	5.5 (41.9)	−0.1 (31.8)	−4.8 (23.4)	−8.1 (17.4)	−1.9 (28.6)
Daily mean °C (°F)	−14.1 (6.6)	−14.7 (5.5)	−12.2 (10.0)	−9.9 (14.2)	−3.7 (25.3)	2.5 (36.5)	7.3 (45.1)	6.8 (44.2)	3.7 (38.7)	−1.8 (28.8)	−7.1 (19.2)	−11.1 (12.0)	−4.5 (23.9)
Average low °C (°F)	−17.3 (0.9)	−17.9 (−0.2)	−15.2 (4.6)	−13.0 (8.6)	−5.8 (21.6)	0.7 (33.3)	5.1 (41.2)	4.9 (40.8)	2.1 (35.8)	−4.0 (24.8)	−9.9 (14.2)	−14.1 (6.6)	−7.0 (19.4)
Record low °C (°F)	−36.0 (−32.8)	−37.4 (−35.3)	−40.0 (−40.0)	−29.9 (−21.8)	−25.9 (−14.6)	−9.6 (14.7)	−2.8 (27.0)	−1.7 (28.9)	−9.9 (14.2)	−21.1 (−6.0)	−29.1 (−20.4)	−36.2 (−33.2)	−40.0 (−40.0)
Average precipitation mm (inches)	30 (1.2)	26 (1.0)	24 (0.9)	20 (0.8)	15 (0.6)	23 (0.9)	36 (1.4)	31 (1.2)	39 (1.5)	35 (1.4)	24 (0.9)	33 (1.3)	336 (13.2)
Average rainy days	1	1	1	1	3	10	15	17	19	9	3	2	82
Average snowy days	18	18	19	17	17	10	1	1	6	17	19	20	163
Average relative humidity (%)	78	77	77	76	78	81	83	83	85	82	79	78	80
Mean monthly sunshine hours	0	25	107	215	189	173	229	143	73	40	3	0	1,197
Source #1: Pogoda.ru.net[38]
Source #2: NOAA (sun 1961–1990)[39]

Polar bears enter human-inhabited areas more frequently than previously, which has been attributed to climate change. Global warming reduces sea ice, forcing the bears to come inland to find food. In February 2019, a mass migration occurred in the northeastern portion of Novaya Zemlya. Dozens of polar bears were seen entering homes, public buildings, and inhabited areas, so Arkhangelsk region authorities declared a state of emergency on Saturday, February 16, 2019.^[40][41]

See also[edit]

References[edit]

Notes[edit]

1. ^ Wells, John C. (2008). Longman Pronunciation Dictionary (3rd ed.). Longman. ISBN 978-1-4058-8118-0.
2. ^ Upton, Clive; Kretzschmar, Jr., William A. (2017). The Routledge Dictionary of Pronunciation for Current English (2nd ed.). Routledge. p. 910. ISBN 978-1-138-12566-7.
3. ^ Law #65-5-OZ
4. ^ Law #258-vneoch.-OZ
5. ^ Russian Federal State Statistics Service (2011). «Всероссийская перепись населения 2010 года. Том 1» [2010 All-Russian Population Census, vol. 1]. Всероссийская перепись населения 2010 года [2010 All-Russia Population Census] (in Russian). Federal State Statistics Service.
6. ^ «Новая земля – история заселения». Belushka.virtbox.ru. Retrieved September 27, 2012.
7. ^ ^{a b c} «Новая земля в 1917–1941 гг». Belushka.virtbox.ru. Retrieved September 27, 2012.
8. ^ «Microsoft Word — North Test Site _FINAL_.doc» (PDF). Retrieved September 27, 2012.
9. ^ ^{a b c} Novaya Zemlya in: «The Columbia Encyclopedia, 6th ed». Retrieved October 14, 2006.
10. ^ ^{a b} Ядерные испытания СССР. Том 1. Глава 2 Archived April 14, 2010, at the Wayback Machine, p. 58.
11. ^ ^{a b c d e f} Chisholm, Hugh, ed. (1911). «Novaya Zemlya» . Encyclopædia Britannica. 19 (11th ed.). Cambridge University Press. pp. 832–833.
12. ^ Whitfield, Peter (1998). New Found Lands: Maps in the History of Exploration. UK: Routledge. ISBN 0-415-92026-4.
13. ^ Zeeberg, Jaapjan J.; et al. (2002). «Search for Barents: Evaluation of Possible Burial Sites on North Novaya Zemlya, Russia». Arctic. 55 (4): 329–338. JSTOR 40512490.
14. ^ Henry Hudson in: Microsoft Encarta Online Encyclopedia 2006. Archived from the original on November 1, 2009. Retrieved October 14, 2006.
15. ^ «Health, science and education, history and trade among others – news review from the Arkhangelsk region». Barents.fi. August 3, 2005. Retrieved September 27, 2012.
16. ^ «Nenets», Arctic Network for the Support of the Indigenous Peoples of the Russian Arctic
17. ^ «The Nenets», The Red Book of the Peoples of the Russian Empire
18. ^ «Nuclear Free Seas» Archived January 10, 2009, at the Wayback Machine, Greenpeace
19. ^ Warship International No. 3, 1987, p. 318.
20. ^ ^{a b c d e f} Khalturin, Vitaly I.; Rautian, Tatyana G.; Richards, Paul G.; Leith, William S. (2005). «A Review of Nuclear Testing by the Soviet Union at Novaya Zemlya, 1955–1990» (PDF). Science and Global Security. 13 (1): 1–42. doi:10.1080/08929880590961862. Archived from the original (PDF) on September 8, 2006. Retrieved October 14, 2006.
21. ^ «Testing the Kosmos 2 rocket». Astronautix.com. Archived from the original on July 8, 2012. Retrieved September 27, 2012.
22. ^ ^{a b c} Pratt, Sara (November 28, 2005). «Frozen in Time: A Cold War Relic Gives up its Secrets». Lamont-Doherty Earth Observatory, Columbia University. Retrieved October 14, 2006.
23. ^ «The early history of Greenpeace Russia». Greenpeace Russia. Archived from the original on May 2, 2007. Retrieved October 14, 2006.
24. ^ Jasinski, Michael; Chuen, Cristina; Ferguson, Charles D. (October 2002). «Russia: Of truth and testing». Bulletin of the Atomic Scientists . 58 (5): 60–65. Retrieved September 22, 2009.
25. ^ «Russia: Central Test Site, Novaya Zemlya». Nuclear Threat Initiative. July 30, 2003. Retrieved October 14, 2006.
26. ^ 73°22′03″N 54°48′00″E / 73.367363°N 54.799984°E / 73.367363; 54.799984
27. ^ «Russia May Resume Subcritical Atomic Testing: Sources». Nuclear Threat Initiative. Retrieved January 22, 2020.
28. ^ «The Underground Nuclear Test Site at Novaya Zemlya». Ceros. Retrieved January 22, 2020.
29. ^ «Novaya Zemlya, Northern Russia». NASA. Archived from the original on October 11, 2006. Retrieved October 14, 2006.
30. ^ Russian military mapping. The highest point is located at 75°10′N 57°50′E / 75.167°N 57.833°E / 75.167; 57.833
31. ^ Feldskaar, Willy; Amantov, Aleksey (August 21, 2017). «Liten landheving på Novaya Zemlya?». geoforskning.no (in Norwegian). Retrieved April 29, 2016.
32. ^ C. Michael Hogan (2008) Polar Bear: Ursus maritimus, Globaltwitcher.com, ed. Nicklas Stromberg Archived December 24, 2008, at the Wayback Machine
33. ^ «Weather and Climate-The Climate of Malye Karmakuly» (in Russian). Weather and Climate (Погода и климат). Retrieved February 27, 2016.
34. ^ «Malye Karmakuly Climate Normals 1961–1990». National Oceanic and Atmospheric Administration. Retrieved February 27, 2016.
35. ^ Abellan Matamoros, Cristina (February 13, 2019).

Планета Земля

Атмосфера Земли

Атмосфера Земли в основном состоит из азота (78,08%), кислорода (20,95%), аргона (0,93%) и углекислого газа (0,04%), также в зависимости от климата она может включать 0,1 до 1,5% водного пара.

Среднее атмосферное давление на Земле (на уровне моря) составляет 1 атмосферу (101,325 кПа).

Три четверти массы атмосферы содержится в первых 11 километрах от поверхности Земли.

Земная атмосфера не имеет определенных границ, она постепенно становится тоньше и разреженнее, переходя в космическое пространство.

Атмосфера Земли условно разделена на слои, различающиеся по плотности, температуре и составу: тропосфера, стратосфера, мезосфера, термосфера, ионосфера, экзосфера.

Климат Земли

Климат на нашей планете носит сезонный характер из-за угла наклона оси 23,44 градуса.

Количество солнечной энергии, достигнувшее поверхности Земли, уменьшается с увеличением широты.

Земля разделена на климатические пояса – природные зоны, имеющие приблизительно однородный климат.

В системе классификации Кеппена критерием определения типа климата является то, какие растения произрастают на данной местности. В систему входят пять основных климатических зон (влажные тропические леса, пустыни, умеренный пояс, континентальный климат и полярный тип), которые, в свою очередь, подразделяются на более конкретные подтипы.

Круговорот воды в природе жизненно необходим для существования жизни на суше.

Морские течения являются важным фактором в формировании климата Земли, как и термохалинная циркуляция, создаваемая за счет перепада плотности воды и переносящая тепловую энергию из экваториальных регионов в полярные.

Рельеф Земли

Приблизительно 70,8% поверхности планеты занимает Мировой океан.

На материках расположены реки, озера, подземные воды и льды, вместе с Мировым океаном они составляют гидросферу.

Подводная поверхность гористая, включает систему срединно-океанических хребтов, а также подводные вулканы, океанические желоба, подводные каньоны, океанические плато и абиссальные равнины.

На суше выделяют горы, пустыни, равнины, плоскогорья и другие типы рельефа.

Полюсы Земли покрыты ледяным панцирем, который включает в себя морской лед Арктики и антарктический ледяной щит.

Интересные факты о Земле

Земля является наиболее исследованной планетой Солнечной системы и единственной обитаемой планетой из известных науке.

Земля самая плотная планета Солнечной системы.

Земля образовалась из солнечной туманности около 4,5 миллиарда лет назад.

Гравитационное воздействие Луны на Землю является причиной возникновения океанских приливов.

Землю населяют около 8,7 миллиона видов живых существ, и человек – один из них.

Поверхность планеты постоянно изменялась: континенты появлялись и разрушались, перемещались по поверхности, то собираясь в суперконтинент, то расходясь на изолированные материки.

Падение на Землю астероидов диаметром в несколько тысяч километров представляет опасность ее разрушения, однако все наблюдаемые тела для этого слишком малы и опасны только для биосферы.

Впервые Земля была сфотографирована из космоса в 1959 году космическим аппаратом «Explorer 6».

Первым человеком, увидевшим Землю из космоса, стал в 1961 году Юрий Гагарин.

Из открытого космоса и с планет, расположенных за орбитой Земли, можно наблюдать прохождение нашей планеты через фазы, подобные лунным.

Фотографии Земли

Первый снимок полумесяцев Земли и Луны, полученный «Voyager 1»

Один из трех самых первых снимков Земли с орбиты Луны

Земля и Луна с орбиты Марса

Земля с орбиты Луны от японской миссии SELENE

Западная Европа с борта МКС

Гора Фудзияма с борта МКС

Австралия с борта МКС

Земля и Луна с борта МКС

Съемка Земли космическим аппаратом «Kepler»

Последние новости о Земле

Точки Лагранжа — Википедия

Точки Лагранжа и эквипотенциальные поверхности системы двух тел (с учётом центробежного потенциала)

Точки Лагра́нжа, точки либра́ции (лат. librātiō — раскачивание) или L-точки — точки в системе из двух массивных тел, в которых третье тело с пренебрежимо малой массой, не испытывающее воздействия никаких других сил, кроме гравитационных, со стороны двух первых тел, может оставаться неподвижным относительно этих тел.

Более точно точки Лагранжа представляют собой частный случай при решении так называемой ограниченной задачи трёх тел — когда орбиты всех тел являются круговыми и масса одного из них намного меньше массы любого из двух других. В этом случае можно считать, что два массивных тела обращаются вокруг их общего центра масс с постоянной угловой скоростью. В пространстве вокруг них существуют пять точек, в которых третье тело с пренебрежимо малой массой может оставаться неподвижным во вращающейся системе отсчёта, связанной с массивными телами. В этих точках гравитационные силы, действующие на малое тело, уравновешиваются центробежной силой.

Точки Лагранжа получили своё название в честь математика Жозефа Луи Лагранжа, который первым^[1] в 1772 году привёл решение математической задачи, из которого следовало существование этих особых точек.

Схема пяти лагранжевых точек в системе двух тел, когда одно тело намного массивнее другого (Солнце и Земля). В такой системе точки L₃, L₄, L₅ показаны на самой орбите, хотя фактически L₄ и L₅ будут находиться немного за ней, а L₃ — внутри неё.

Все точки Лагранжа лежат в плоскости орбит массивных тел и обозначаются заглавной латинской буквой L с числовым индексом от 1 до 5. Первые три точки расположены на линии, проходящей через оба массивных тела. Эти точки Лагранжа называются коллинеарными и обозначаются L₁, L₂ и L₃. Точки L₄ и L₅ называются треугольными или троянскими. Точки L₁, L₂, L₃ являются точками неустойчивого равновесия, в точках L₄ и L₅ равновесие устойчивое.

L₁ находится между двумя телами системы, ближе к менее массивному телу; L₂ — снаружи, за менее массивным телом; и L₃ — за более массивным. В системе координат с началом отсчета в центре масс системы и с осью, направленной от центра масс к менее массивному телу, координаты этих точек в первом приближении по α рассчитываются с помощью следующих формул^[2][3]:

r1=(R[1−(α3)1/3],0){\displaystyle r_{1}=\left(R\left[1-\left({\frac {\alpha }{3}}\right)^{1/3}\right],0\right)}

r2=(R[1+(α3)1/3],0){\displaystyle r_{2}=\left(R\left[1+\left({\frac {\alpha }{3}}\right)^{1/3}\right],0\right)}

r3=(−R[1+512α],0){\displaystyle r_{3}=\left(-R\left[1+{\frac {5}{12}}\alpha \right],0\right)}

где α=M2M1+M2{\displaystyle \alpha ={\frac {M_{2}}{M_{1}+M_{2}}}},

R — расстояние между телами,

M₁ — масса более массивного тела,

M₂ — масса второго тела.

L₁[править | править код]

Точка L₁ лежит на прямой, соединяющей два тела с массами M₁ и M₂ (M₁ > M₂), и находится между ними, вблизи второго тела. Её наличие обусловлено тем, что гравитация тела M₂ частично компенсирует гравитацию тела M₁. При этом чем больше M₂, тем дальше от него будет располагаться эта точка.

Пример: Объекты, которые движутся вокруг Солнца ближе, чем Земля, как правило, имеют меньшие орбитальные периоды, чем у Земли, если они не входят в зону влияния земного притяжения. Если объект находится непосредственно между Землёй и Солнцем, то действие земной силы тяжести отчасти компенсирует влияние гравитации Солнца, за счёт этого происходит увеличение орбитального периода объекта. Причём чем ближе к Земле находится объект, тем сильнее этот эффект. И наконец, на определённом приближении к планете — в точке L₁ — действие земной силы тяжести уравновешивает влияние солнечной гравитации настолько, что период обращения объекта вокруг Солнца становится равным периоду обращения Земли. Для нашей планеты расстояние до точки L₁ составляет около 1,5 млн км. Притяжение Солнца здесь (118 мкм/с²) на 2 % сильнее, чем на орбите Земли (116 мкм/с²), тогда как снижение требуемой центростремительной силы вдвое меньше (59 мкм/с²). Сумма этих двух эффектов уравновешивается притяжением Земли, которое составляет здесь также 177 мкм/с².

Использование

В системе Солнце—Земля точка L₁ может быть идеальным местом для размещения космической обсерватории для наблюдения Солнца, которое в этом месте никогда не перекрывается ни Землёй, ни Луной. Первым аппаратом, работавшим вблизи этой точки, был запущенный в августе 1978 года аппарат ISEE-3. Аппарат вышел на периодическую гало-орбиту вокруг этой точки 20 ноября 1978 года^[4] и был сведён с этой орбиты 10 июня 1982 года (для исполнения новых задач)^[5]. На такой же орбите с мая 1996 года работает аппарат SOHO. Аппараты ACE, WIND и DSCOVR находятся на квази-периодических орбитах Лиссажу́ близ этой же точки, соответственно, с 12 декабря 1997^[6], 16 ноября 2001 и 8 июня 2015 года^[7]. В 2016-2017 годах также в окрестностях этой точки проводил эксперименты аппарат LISA Pathfinder.^[8]

Лунная точка L₁ (в системе Земля — Луна; удалена от центра Земли примерно на 315 тыс.км^[9]) может стать идеальным местом для строительства космической пилотируемой орбитальной станции, которая, располагаясь на пути между Землёй и Луной, позволила бы легко добраться до Луны с минимальными затратами топлива и стать ключевым узлом грузового потока между Землёй и её спутником^[10].

L₂[править | править код]

Точка L₂ в системе Солнце — Земля, располагающаяся далеко за пределами орбиты Луны

Точка L₂ лежит на прямой, соединяющей два тела с массами M₁ и M₂ (M₁ > M₂), и находится за телом с меньшей массой. Точки L₁ и L₂ располагаются на одной линии и в пределе M₁ ≫ M₂ симметричны относительно M₂. В точке L₂ гравитационные силы, действующие на тело, компенсируют действие центробежных сил во вращающейся системе отсчёта.

Пример: у объектов, расположенных за орбитой Земли (от Солнца), орбитальный период почти всегда больше, чем у Земли. Но дополнительное влияние на объект силы тяжести Земли, помимо действия солнечной гравитации, приводит к увеличению скорости вращения и уменьшению времени оборота вокруг Солнца, в результате в точке L₂ орбитальный период объекта становится равным орбитальному периоду Земли.

Точка L₂ в системе Солнце — Земля является идеальным местом для строительства орбитальных космических обсерваторий и телескопов. Поскольку объект в точке L₂ способен длительное время сохранять свою ориентацию относительно Солнца и Земли, производить его экранирование и калибровку становится гораздо проще. Однако эта точка расположена немного дальше земной тени (в области полутени)^{[прим. 1]}, так что солнечная радиация блокируется не полностью. На гало-орбитах вокруг этой точки уже находятся аппараты американского и европейского космических агентств — WMAP, «Планк», «Гершель» и Gaia, 13 июля 2019 года рентгеновская обсерватория «Спектр-РГ» вышла на путь к точке Лагранжа L₂, а в 2021 году к ним должен присоединиться телескоп «Джеймс Уэбб».

Точка L₂ в системе Земля—Луна может быть использована для обеспечения спутниковой связи с объектами на обратной стороне Луны, а также быть удобным местом для размещения заправочной станции для обеспечения грузопотока между Землёй и Луной^[11]

Если M₂ много меньше по массе, чем M₁, то точки L₁ и L₂ находятся на примерно одинаковом расстоянии r от тела M₂, равном радиусу сферы Хилла :

r≈RM23M13{\displaystyle r\approx R{\sqrt[{3}]{\frac {M_{2}}{3M_{1}}}}}

где R — расстояние между компонентами системы.

Это расстояние можно описать как радиус круговой орбиты вокруг M₂, для которой период обращения в отсутствие M₁ в 3≈1.73{\displaystyle {\sqrt {3}}\approx 1.73} раз меньше, чем период обращения M₂ вокруг M₁.

Примеры[править | править код]

L₃[править | править код]

Три из пяти точек Лагранжа расположены на оси, соединяющей два тела

Точка L₃ лежит на прямой, соединяющей два тела с массами M₁ и M₂ (M₁ > M₂), и находится за телом с бо́льшей массой. Так же, как для точки L₂, в этой точке гравитационные силы компенсируют действие центробежных сил.

Пример: точка L₃ в системе Солнце — Земля находится за Солнцем, на противоположной стороне земной орбиты. Однако, несмотря на свою малую (по сравнению с cолнечной) гравитацию, Земля всё же оказывает там небольшое влияние, поэтому точка L₃ находится не на самой орбите Земли, а чуть ближе к Солнцу (на 2 тыс. км, или около 0,002 %)^[12], так как вращение происходит не вокруг Солнца, а вокруг барицентра^[12]. В результате в точке L₃ достигается такое сочетание гравитации Солнца и Земли, что объекты, находящиеся в этой точке, движутся с таким же орбитальным периодом, как и наша планета.

До начала космической эры среди писателей-фантастов была очень популярна идея о существовании на противоположной стороне земной орбиты в точке L₃ другой аналогичной ей планеты, называемой «Противоземлёй», которая из-за своего расположения была недоступна для прямых наблюдений. Однако на самом деле из-за гравитационного влияния других планет точка L₃ в системе Солнце — Земля является крайне неустойчивой. Так, во время гелиоцентрических соединений Земли и Венеры по разные стороны Солнца, которые случаются каждые 20 месяцев, Венера находится всего в 0,3 а.е. от точки L₃ и таким образом оказывает очень серьёзное влияние на её расположение относительно земной орбиты. Кроме того, из-за несбалансированности^{[прояснить]} центра тяжести системы Солнце — Юпитер относительно Земли и эллиптичности земной орбиты, так называемая «Противоземля» всё равно время от времени была бы доступна для наблюдений и обязательно была бы замечена. Ещё одним эффектом, выдающим её существование, была бы её собственная гравитация: влияние тела размером уже порядка 150 км и более на орбиты других планет было бы заметно^[13]. С появлением возможности производить наблюдения с помощью космических аппаратов и зондов было достоверно показано, что в этой точке нет объектов размером более 100 м^[14].

Орбитальные космические аппараты и спутники, расположенные вблизи точки L₃, могут постоянно следить за различными формами активности на поверхности Солнца — в частности, за появлением новых пятен или вспышек, — и оперативно передавать информацию на Землю (например, в рамках системы раннего предупреждения о космической погоде NOAA Space Weather Prediction Center^[en]). Кроме того, информация с таких спутников может быть использована для обеспечения безопасности дальних пилотируемых полётов, например к Марсу или астероидам. В 2010 году были изучены несколько вариантов запуска подобного спутника^[15]

L₄ и L₅[править | править код]

Гравитационное ускорение в точке L₄

Если на основе линии, соединяющей оба тела системы, построить два равносторонних треугольника, две вершины которых соответствуют центрам тел M₁ и M₂, то точки L₄ и L₅ будут соответствовать положению третьих вершин этих треугольников, расположенных в плоскости орбиты второго тела в 60 градусах впереди и позади него.

Наличие этих точек и их высокая стабильность обусловливается тем, что, поскольку расстояния до двух тел в этих точках одинаковы, то силы притяжения со стороны двух массивных тел соотносятся в той же пропорции, что их массы, и таким образом результирующая сила направлена на центр масс системы; кроме того, геометрия треугольника сил подтверждает, что результирующее ускорение связано с расстоянием до центра масс той же пропорцией, что и для двух массивных тел. Так как центр масс является одновременно и центром вращения системы, результирующая сила точно соответствует той, которая нужна для удержания тела в точке Лагранжа в орбитальном равновесии с остальной системой. (На самом деле, масса третьего тела и не должна быть пренебрежимо малой). Данная треугольная конфигурация была обнаружена Лагранжем во время работы над задачей трёх тел. Точки L₄ и L₅ называют треугольными (в отличие от коллинеарных).

Также точки называют троянскими: это название происходит от троянских астероидов Юпитера, которые являются самым ярким примером проявления этих точек. Они были названы в честь героев Троянской войны из «Илиады» Гомера, причём астероиды в точке L₄ получают имена греков, а в точке L₅ — защитников Трои; поэтому их теперь так и называют «греками» (или «ахейцами») и «троянцами».

Расстояния от центра масс системы до этих точек в координатной системе с центром координат в центре масс системы рассчитываются по следующим формулам:

r4=(R2β,3R2){\displaystyle r_{4}=\left({\frac {R}{2}}\beta ,{\frac {{\sqrt {3}}R}{2}}\right)}

r5=(R2β,−3R2){\displaystyle r_{5}=\left({\frac {R}{2}}\beta ,-{\frac {{\sqrt {3}}R}{2}}\right)}

где

β=M1−M2M1+M2{\displaystyle \beta ={\frac {M_{1}-M_{2}}{M_{1}+M_{2}}}},

R — расстояние между телами,

M₁ — масса более массивного тела,

M₂ — масса второго тела.

Примеры[править | править код]

• В 2010 году в системе Солнце — Земля в троянской точке L₄ обнаружен астероид^[16]. В L₅ пока не обнаружено троянских астероидов, но там наблюдается довольно большое скопление межпланетной пыли.
• По некоторым наблюдениям, в точках L₄ и L₅ системы Земля — Луна находятся очень разрежённые скопления межпланетной пыли — облака Кордылевского.
• В системе Солнце — Юпитер в окрестностях точек L₄ и L₅ находятся так называемые троянские астероиды. По состоянию на 21 октября 2010 известно около четырёх с половиной тысяч астероидов в точках L₄ и L₅^[17].
• Троянские астероиды в точках L₄ и L₅ есть не только у Юпитера, но и у других планет-гигантов^[18].
• Другим интересным примером является спутник Сатурна Тефия, в точках L₄ и L₅ которой находятся два небольших спутника — Телесто и Калипсо. Ещё одна пара спутников известна в системе Сатурн — Диона: Елена в точке L₄ и Полидевк в точке L₅. Тефия и Диона в сотни раз массивнее своих «подопечных», и гораздо легче Сатурна, что делает систему стабильной.
• Один из сценариев модели ударного формирования Луны предполагает, что гипотетическая протопланета (планетезималь) Тейя, в результате столкновения которой с Землёй образовалась Луна, сформировалась в точке Лагранжа L₄ или L₅ системы Солнце — Земля^[19].
• Первоначально считалось, что в системе Kepler-223 две из четырёх планет обращаются вокруг своего солнца по одной орбите на расстоянии 60 градусов^[20]. Однако дальнейшие исследования показали, что данная система не содержит коорбитальных планет^[21].

Изображение двойной звезды Мира (омикрон Кита), сделанное космическим телескопом «Хаббл» в ультрафиолетовом диапазоне. На фотографии виден поток материи, направленный от основного компонента — красного гиганта — к компаньону — белому карлику. Массообмен осуществляется через окрестности точки L₁

Тела, помещённые в коллинеарных точках Лагранжа, находятся в неустойчивом равновесии. Например, если объект в точке L₁ слегка смещается вдоль прямой, соединяющей два массивных тела, сила, притягивающая его к тому телу, к которому оно приближается, увеличивается, а сила притяжения со стороны другого тела, наоборот, уменьшается. В результате объект будет всё больше удаляться от положения равновесия.

Такая особенность поведения тел в окрестностях точки L₁ играет важную роль в тесных двойных звёздных системах. Полости Роша компонент таких систем соприкасаются в точке L₁, поэтому, когда одна из звёзд-компаньонов в процессе эволюции заполняет свою полость Роша, вещество перетекает с одной звезды на другую именно через окрестности точки Лагранжа L₁^[22].

Несмотря на это, существуют стабильные замкнутые орбиты (во вращающейся системе координат) вокруг коллинеарных точек либрации, по крайней мере, в случае задачи трёх тел. Если на движение влияют и другие тела (как это происходит в Солнечной системе), вместо замкнутых орбит объект будет двигаться по квазипериодическим орбитам, имеющим форму фигур Лиссажу. Несмотря на неустойчивость такой орбиты, космический аппарат может оставаться на ней в течение длительного времени, затрачивая относительно небольшое количество топлива^[23].

В отличие от коллинеарных точек либрации, в троянских точках обеспечивается устойчивое равновесие, если M₁/M₂ > 24,96. При смещении объекта возникают силы Кориолиса, которые искривляют траекторию, и объект движется по устойчивой орбите вокруг точки либрации^[2].

Информация в этом разделе устарела. Вы можете помочь проекту, обновив его и убрав после этого данный шаблон.

Исследователи в области космонавтики давно уже обратили внимание на точки Лагранжа. Например, в точке L₁ системы Земля — Солнце удобно разместить космическую солнечную обсерваторию — она никогда не будет попадать в тень Земли, а значит, наблюдения могут вестись непрерывно. Точка L₂ подходит для космического телескопа — здесь Земля почти полностью заслоняет солнечный свет, да и сама не мешает наблюдениям, поскольку обращена к L₂ неосвещенной стороной. Точка L₁ системы Земля — Луна удобна для размещения ретрансляционной станции в период освоения Луны. Она будет находиться в зоне прямой видимости для большей части обращённого к Земле полушария Луны, а для связи с ней понадобятся передатчики в десятки раз менее мощные, чем для связи с Землёй.

В настоящее время несколько космических аппаратов, в первую очередь, астрофизических обсерваторий, размещены или планируются к размещению в различных точках Лагранжа Солнечной системы^[23]:

Точка L₁ системы Земля—Солнце:

• ISEE-3 International Cometary Explorer (запущен в 1978 году)

Точка L₂ системы Земля—Солнце:

Другие точки Лагранжа:

• в сентябре-октябре 2009 года два аппарата STEREO совершили транзит через точки L₄ и L₅^[30].
• JIMO^[en] (Jupiter Icy Moons Orbiter) — отменённый проект NASA по исследованию спутников Юпитера, который должен был активно использовать систему точек Лагранжа для перехода от одного спутника к другому с минимальными затратами топлива. Этот манёвр получил название «лестница Лагранжа»^[31].
• THEMIS несколько аппаратов вокруг точек L1 и L2 системы Земля-Луна
• ретрансляционный спутник Цюэцяо, выведенный на орбиту 20 мая 2018 года с помощью ракеты Чанчжэн-4C^[32], циркулирует по гало-орбите вокруг точки Лагранжа L2 системы Земля-Луна^[33].

Точки Лагранжа довольно популярны в научно-фантастических произведениях, посвящённых освоению космоса. Авторы часто помещают в них обитаемые или автоматические станции — см., например, «Возвращение к звёздам» Эдмонда Гамильтона, «Глубина в небе» Вернора Винджа, «Нейромант» Уильяма Гибсона, «Семиевие» Нила Стивенсона, телесериал «Вавилон-5», компьютерные игры Prey, Borderlands 2, Lagrange Point^[en].

Иногда в точки Лагранжа помещают и более интересные объекты — мусорные свалки («Единение разумов» Чарльза Шеффилда, «Нептунова арфа» Андрея Балабухи), инопланетные артефакты («Защитник» Ларри Нивена) и даже целые планеты («Планета, с которой не возвращаются» Пола Андерсона). Айзек Азимов предлагал отправлять в точки Лагранжа радиоактивные отходы («Вид с высоты»).

1. ↑ Угловой размер Земли с расстояния 1,5 млн км — 29,3′, а Солнца с 1 а. е. + 1,5 млн км — 31,6′

1. ↑ Lagrange, Joseph-Louis (англ.)русск.. Tome 6, Chapitre II: Essai sur le problème des trois corps // Oeuvres de Lagrange (фр.). — Gauthier-Villars. — С. 229—334.
2. ↑ ^{1 2} Расчёт положения точек Лагранжа (неопр.) (недоступная ссылка). Дата обращения 12 декабря 2005. Архивировано 7 сентября 2015 года.
3. ↑ Расчёт положения точек L₄ и L₅ (другой вариант)
4. ↑ ISEE-3/ICE profile Архивная копия от 20 июля 2015 на Wayback Machine by NASA Solar System Exploration
5. ↑ NSSDC Master Catalog: ISEE 3 / ICE
6. ↑ http://www.srl.caltech.edu/ACE/ASC/DATA/ace_dly_reprts/HTML/December_text_1997.html
7. ↑ Nation’s first operational satellite in deep space reaches final orbit, NOAA (8 июня 2015). Архивировано 8 июня 2015 года. Дата обращения 8 июня 2015.
8. ↑ LISA Pathfinder Will Concludee Trailblazing Mission (неопр.). ESA Science and Technology. ESA (20 июня 2017). Дата обращения 17 августа 2017.
9. ↑ http://esamultimedia.esa.int/docs/edu/HerschelPlanck/EN_13e_L_Points_EarthMoonSystem.pdf
10. ↑ Ken Murphy. EML-1: the next logical destination (англ.). The Space Review (24 January 2011). Дата обращения 5 ноября 2017.
11. ↑ Zegler, Frank; Bernard Kutter. Evolving to a Depot-Based Space Transportation Architecture (неопр.) (недоступная ссылка). AIAA SPACE 2010 Conference & Exposition. AIAA (2 сентября 2010). — «L₂ is in deep space far away from any planetary surface and hence the thermal, micrometeoroid, and atomic oxygen environments are vastly suberior to those in LEO. Thermodynamic stasis and extended hardware life are far easier to obtain without these punishing conditions seen in LEO. L₂ is not just a great gateway – it is a great place to store propellants. … L₂ is an ideal location to store propellants and cargos: it is close, high energy, and cold. More importantly, it allows the continuous onward movement of propellants from LEO depots thus subpressing their size and effectively minimizing the near-earth boiloff penalties». Дата обращения 25 января 2011. Архивировано 20 октября 2011 года.
12. ↑ ^{1 2} The Lagrange points // Australian Space Academy. — Дата обращения: 07.11.2017.
13. ↑ Could There Be a Planet Hidden on the Opposite Side of our Sun? PopSci asks the scientist who has peered around it (англ.)
14. ↑ Новости миссии STEREO на сайте НАСА
15. ↑ Tantardini, Marco; Fantino, Elena; Yuan Ren, Pierpaolo Pergola, Gerard Gymez and Josep J. Masdemont. Spacecraft trajectories to the L₃ point of the Sun–Earth three-body problem (англ.) // Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy (Springer) : journal. — 2010.
16. ↑ Астрономы обнаружили у Земли первый троянский спутник
17. ↑ List of Jupiter Trojans
18. ↑ List Of Neptune Trojans (неопр.). Minor Planet Center. Дата обращения 27 октября 2010. Архивировано 24 августа 2011 года.
19. ↑ Belbruno, E.; J. Richard Gott III (2005). «Where Did The Moon Come From?». The Astronomical Journal 129 (3): 1724—1745. arXiv: astro-ph/0405372
20. ↑ Впервые найдены две планеты на одной орбите
21. ↑ Beatty, Kelly. Kepler Finds Planets in Tight Dance (неопр.). Sky and Telescope (2011). Дата обращения 11 марта 2011. Архивировано 25 января 2013 года.
22. ↑ Астронет > Тесные двойные звезды на поздних стадиях эволюции
23. ↑ ^{1 2} WMAP Observatory — Lagrange points (NASA)
24. ↑ Genesis: Search for Origins | Mission | JPL | NASA (неопр.). genesismission.jpl.nasa.gov. Дата обращения 26 марта 2019.
25. ↑ Lenta.ru о телескопе «Гершель»
26. ↑ Космический телескоп «Планк» стал самым холодным объектом во Вселенной (неопр.). Lenta.ru (6 июля 2009). Дата обращения 14 августа 2010.
27. ↑ The James Webb Space Telescope (NASA) (англ.)
28. ↑ Обсерватория «Спектр-РГ» отделилась от разгонного блока на целевой орбите (неопр.). ТАСС. Дата обращения 14 июля 2019.
29. ↑ Европейское космическое агентство в 2024 году запустит телескоп PLATO
30. ↑ Space.com: The Search for the Solar System’s Lost Planet (англ.)
31. ↑ Александр Сергеев. «Лестница Лагранжа» (врезка к статье Игоря Афанасьева и Дмитрия Воронцова «Межпланетная эквилибристика»), «Вокруг света», № 8 (2815) 2008.
32. ↑ Queqiao relay satellite launched ahead of Chang’e-4 lunar mission (неопр.) (20 мая 2018).
33. ↑ Китайский спутник-ретранслятор добрался до «рабочего места» за обратной стороной Луны, nplus1 (14 июня 2018). Дата обращения 23 октября 2018.

Неведомая Южная земля — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 22 декабря 2019; проверки требуют 2 правки. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 22 декабря 2019; проверки требуют 2 правки. Запрос «Terra Incognita» перенаправляется сюда; о рассказе Владимира Набокова см. Terra Incognita (рассказ).

Неведомая Южная земля (лат. Terra Australis Incognita; также: Неизвестная Южная земля, Таинственная Южная земля, иногда — просто Южная земля^{[источник не указан 1303 дня]}) — гипотетический материк вокруг Южного полюса, изображавшийся на картах в XV—XVIII веках. Очертания материка изображались произвольными, нередко изображали горы, леса и реки. Гипотеза о Южной земле основывалась на ошибочном представлении, что большое количество суши в Северном полушарии должно «уравновешиваться» не меньшим в Южном — «иначе Земля бы перевернулась»^[1]. Хотя Антарктида и существует в реальности, никаких сведений о ней в то время не было, и по размерам она несравнимо меньше, чем материк, предсказывавшийся гипотезой.

Хотя предполагаемая земля по южному краю карты присутствует на некоторых древних картах, таких как карта Птолемея, первое документальное свидетельство о гипотезе про «уравновешивание» относится к схеме Макробия в V в. н. э.^[2]

Практический интерес к поиску Южной земли возник в эпоху Великих географических открытий, пик же его пришёлся на XVIII век в связи с продолжающейся колониальной экспансией ведущих европейских держав.

Северными мысами или частями территории Южной земли в разное время изображались Огненная Земля (таким образом, Магелланов пролив считался границей между Южной Америкой и Terra Australis), остров Эстадос, остров Эспириту-Санто, Южная Георгия, остров Буве, Австралия и Новая Зеландия.

В 1770 году географ британского Адмиралтейства Александер Далримпл написал труд, где привёл доказательства, что население Южного континента превышает 50 миллионов человек. Это была одна из последних теорий о Южной земле^[3].

В 1772—1774 годах Джеймс Кук во время своей второй экспедиции обошёл и нанёс на карту подавляющую часть южного океана в районе 55—60-й параллелей, трижды пересек Южный полярный круг, почти вплотную подойдя к Антарктиде, однако не сумел пробиться через преградившие ему путь ледяные поля. По возвращении он заявил, что если Южный континент и существует, то лишь вблизи полюса, поэтому не представляет никакой ценности.

После этого Южный континент на картах изображать перестали. После открытия Антарктического полуострова его изображали в виде острова (Земля Палмера, Земля Грейама). Даже через 50 лет после открытия Антарктиды Жюль Верн написал роман «Двадцать тысяч льё под водой», где герои достигают Южного полюса на подводной лодке.

Антарктида (южная земля) была открыта 16 (28) января 1820 года русской экспедицией под руководством Фаддея Беллинсгаузена и Михаила Лазарева, которые на шлюпах «Восток» и «Мирный» подошли к ней в точке 69°21′ ю. ш. 2°14′ з. д. (район современного шельфового ледника Беллинсгаузена).

Другие названия для гипотетического континента включали: Terra Australis Ignota, Terra Australis Incognita («неизвестная земля юга») или Terra Australis Nondum Cognita («южная земля, ещё не известная»). Другими именами были Brasiliae Australis («юг Бразилии») и Magellanica («земля Магеллана»).

Неизведанный южный континент был частым фантастическим сюжетом в 17-м и 18-м веках в жанре воображаемых путешествий. Среди работ, посвященных воображаемым визитам на континент, были: