Descoberta e exploração do Sistema Solar - Discovery and exploration of the Solar System

O Sol e os planetas do Sistema Solar. Plutão e os outros planetas anões não são mostrados. Os tamanhos relativos dos objetos são desenhados em escala; as distâncias entre eles não são.
Uma foto da Terra (circulada) tirada pela Voyager 1 , a 6,4 bilhões de quilômetros (4 bilhões de milhas) de distância. Os raios de luz são picos de difração que irradiam do Sol (fora do quadro à esquerda). Esta fotografia é conhecida como Ponto Azul Pálido .

A descoberta e exploração do Sistema Solar é a observação, visitação e aumento no conhecimento e compreensão da "vizinhança cósmica" da Terra . Isso inclui o Sol , a Terra e a Lua , os planetas principais Mercúrio , Vênus , Marte , Júpiter , Saturno , Urano e Netuno , seus satélites, bem como corpos menores, incluindo cometas , asteróides e poeira .

O Sistema Solar - o sistema de planetas, luas e detritos menores do nosso Sol - é o quintal cósmico da humanidade. Pequenos por fatores de milhões em comparação com as distâncias interestelares, os espaços entre os planetas são assustadores, mas tecnologicamente superáveis.

-  NASA

História

atmosfera da Terra
Analisador de plasma quadrisférico da sonda espacial Pioneer

Por muitos milhares de anos, os astrônomos mantiveram uma visão de mundo geocêntrica e não reconheceram a existência do Sistema Solar . A maioria acreditava que a Terra era estacionária no centro do Universo e categoricamente diferente dos objetos divinos ou etéreos que se moviam pelo céu. Embora o filósofo grego Aristarco de Samos tivesse especulado sobre uma reordenação heliocêntrica do cosmos, Nicolaus Copérnico no século 16 desenvolveu um sistema heliocêntrico matematicamente preditivo. Seus sucessores do século 17, Galileo Galilei , Johannes Kepler e Isaac Newton , desenvolveram uma compreensão moderna da física que levou à aceitação gradual da ideia de que a Terra se move ao redor do Sol e que os planetas são governados pelas mesmas leis físicas que governam a Terra . Em tempos mais recentes, isso levou à investigação de fenômenos geológicos, como montanhas e crateras, e fenômenos meteorológicos sazonais, como nuvens, tempestades de poeira e calotas polares em outros planetas.

Sabe-se agora que o Sistema Solar é um dos muitos sistemas planetários da galáxia. O sistema planetário que contém a Terra é denominado Sistema "Solar" porque a estrela local, o Sol, é denominada Sol, após a palavra latina para Sol, "solis". Qualquer coisa relacionada ao Sol é chamada de "solar"; por exemplo, o vento estelar do Sol é chamado de vento solar .

Antiguidade e primeiras observações

Os primeiros humanos tinham uma compreensão limitada dos corpos celestes que podiam ser vistos no céu. O Sol , porém, foi de interesse imediato, pois gera o ciclo diurno-noturno. Ainda mais, o amanhecer e o pôr do sol sempre aparecem aproximadamente nos mesmos pontos do horizonte, o que ajudou a desenvolver as direções cardeais . A Lua foi outro corpo de interesse imediato, devido ao seu tamanho visual superior. As fases lunares permitiam medir o tempo em períodos mais longos do que os dias e prever a duração das estações .

Um dos primeiros estudos de astronomia registrados é o Almagesto de Ptolomeu . Ele propôs o modelo geocêntrico , com a Terra no centro do universo e o Sol, a Lua e os planetas em órbita ao seu redor. As estrelas seriam fixadas em uma esfera gigante, além da Terra e dos planetas. O sol e a lua estavam em esferas simples, mas pensava-se que os planetas orbitariam ao redor de esferas que, por sua vez, orbitavam ao redor da Terra. Era um modelo complexo, mas podia prever os movimentos dos corpos celestes com uma precisão confiável e permaneceu em uso até o século XVI.

Observações telescópicas

Uma réplica do telescópio de Isaac Newton.

A primeira exploração do Sistema Solar foi conduzida por telescópio , quando os astrônomos começaram a mapear esses objetos muito fracos para serem vistos a olho nu.

Galileu foi o primeiro a descobrir detalhes físicos sobre os corpos individuais do Sistema Solar. Ele descobriu que a Lua tinha crateras, que o Sol estava marcado com manchas solares e que Júpiter tinha quatro satélites em órbita ao seu redor. Christiaan Huygens seguiu as descobertas de Galileu ao descobrir a lua de Saturno, Titã, e a forma dos anéis de Saturno . Giovanni Domenico Cassini mais tarde descobriu mais quatro luas de Saturno e a divisão Cassini nos anéis de Saturno.

O Sol fotografado por meio de um telescópio com filtro solar especial. Manchas solares e escurecimento de membros podem ser vistos claramente. Mercúrio está transitando na parte central inferior da face do Sol.

Por volta de 1677, Edmond Halley observou um trânsito de Mercúrio através do Sol, levando-o a perceber que as observações da paralaxe solar de um planeta (mais idealmente usando o trânsito de Vênus ) poderiam ser usadas para determinar trigonometricamente as distâncias entre a Terra, Vênus e o sol. Em 1705, Halley percebeu que os avistamentos repetidos de um cometa estavam registrando o mesmo objeto, retornando regularmente uma vez a cada 75-76 anos. Esta foi a primeira evidência de que algo diferente dos planetas orbitava o Sol, embora isso tenha sido teorizado sobre cometas no século I por Sêneca . Por volta de 1704, o termo "Sistema Solar" apareceu pela primeira vez em inglês.

Em 1781, William Herschel estava procurando estrelas binárias na constelação de Touro quando observou o que pensava ser um novo cometa. Sua órbita revelou que se tratava de um novo planeta, Urano, o primeiro a ser descoberto telescopicamente.

Giuseppe Piazzi descobriu Ceres em 1801, um pequeno mundo entre Marte e Júpiter. Foi considerado outro planeta, mas após descobertas subsequentes de outros pequenos mundos na mesma região, ele e os outros foram eventualmente reclassificados como asteróides .

Em 1846, as discrepâncias na órbita de Urano levaram muitos a suspeitar que um grande planeta devia estar puxando-o de um ponto mais distante. Os cálculos de Urbain Le Verrier eventualmente levaram à descoberta de Netuno. O excesso de precessão do periélio na órbita de Mercúrio levou Le Verrier a postular o planeta intra-mercuriano Vulcano em 1859, mas isso acabaria por não existir: o excesso de precessão do periélio foi finalmente explicado pela relatividade geral de Einstein .

Embora seja discutível quando o Sistema Solar foi realmente "descoberto", três observações do século 19 determinaram sua natureza e lugar no Universo além de qualquer dúvida razoável. Primeiro, em 1838, Friedrich Bessel mediu com sucesso uma paralaxe estelar , uma mudança aparente na posição de uma estrela criada pelo movimento da Terra em torno do Sol. Esta não foi apenas a primeira prova experimental direta do heliocentrismo, mas também revelou, pela primeira vez, a vasta distância entre o Sistema Solar e as estrelas. Então, em 1859, Robert Bunsen e Gustav Kirchhoff , usando o espectroscópio recém-inventado , examinaram a assinatura espectral do Sol e descobriram que era composta dos mesmos elementos que existiam na Terra, estabelecendo pela primeira vez uma semelhança física entre a Terra e os outros corpos visíveis da Terra. Então, o padre Angelo Secchi comparou a assinatura espectral do Sol com as de outras estrelas, e as descobriu virtualmente idênticas. A constatação de que o Sol era uma estrela levou à hipótese de que outras estrelas poderiam ter sistemas próprios, embora isso não fosse provado por quase 140 anos.

Imagem de radar de 2006 DP 14 , um pequeno asteróide próximo à Terra que passou pela Terra no início de fevereiro de 2014

Outras discrepâncias aparentes nas órbitas dos planetas externos levaram Percival Lowell a concluir que outro planeta, o " Planeta X ", deve estar além de Netuno. Após sua morte, seu Observatório Lowell conduziu uma pesquisa que levou à descoberta de Plutão por Clyde Tombaugh em 1930. Plutão foi, no entanto, considerado muito pequeno para ter interrompido as órbitas dos planetas exteriores, e sua descoberta foi, portanto, uma coincidência . Como Ceres, foi inicialmente considerado um planeta, mas após a descoberta de muitos outros objetos de tamanho semelhante em sua vizinhança, foi reclassificado em 2006 como um planeta anão pela IAU.

Em 1992, foi descoberta a primeira evidência de um sistema planetário diferente do nosso, orbitando o pulsar PSR B1257 + 12 . Três anos depois, 51 Pegasi b , o primeiro planeta extrasolar em torno de uma estrela semelhante ao Sol, foi descoberto. Em 2017, 2.687 sistemas planetários extrassolares foram encontrados.

Também em 1992, os astrônomos David C. Jewitt da Universidade do Havaí e Jane Luu do Instituto de Tecnologia de Massachusetts descobriram 15760 Albion . Este objeto provou ser o primeiro de uma nova população, que ficou conhecida como cinturão de Kuiper ; um análogo gelado ao cinturão de asteróides, do qual objetos como Plutão e Caronte faziam parte.

Mike Brown , Chad Trujillo e David Rabinowitz anunciaram a descoberta de Eris em 2005, um objeto de disco espalhado inicialmente considerado maior do que Plutão, o que o tornaria o maior objeto descoberto em órbita ao redor do Sol desde Netuno. O sobrevôo de Plutão da New Horizons em julho de 2015 resultou em medições mais precisas de Plutão, que é um pouco maior, embora menos massivo, do que Eris.

Observações por espaçonave

Lineae on Europa pela espaçonave Galileo
Linha do tempo de exploração do Sistema Solar.
Concepção artística do Pioneer 10 , que passou pela órbita de Plutão em 1983. A última transmissão foi recebida em janeiro de 2003, enviada de aproximadamente 82 UA de distância. A sonda espacial de 48-49 anos está se afastando do Sol a mais de 43.400 km / h (27.000 mph), desde que não tenha atingido nada

Desde o início da Era Espacial , uma grande quantidade de exploração tem sido realizada por missões de espaçonaves robóticas que foram organizadas e executadas por várias agências espaciais.

Todos os planetas do Sistema Solar já foram visitados em vários graus por espaçonaves lançadas da Terra. Por meio dessas missões não tripuladas, os humanos foram capazes de obter fotos em close de todos os planetas e, no caso das sondas , realizar testes nos solos e na atmosfera de alguns.

O primeiro objeto artificial enviado ao espaço foi o satélite soviético Sputnik 1 , lançado em 1957, que orbitou a Terra com sucesso até 4 de janeiro do ano seguinte. A sonda americana Explorer 6 , lançada em 1959, foi o primeiro satélite a obter imagens da Terra do espaço.

Flybys

A primeira sonda bem-sucedida a voar por outro corpo do Sistema Solar foi a Luna 1 , que passou pela Lua em 1959. Originalmente destinada a impactar com a Lua, ela errou o alvo e se tornou o primeiro objeto artificial a orbitar o Sol. A Mariner 2 foi o primeiro sobrevôo planetário , passando por Vênus em 1962. O primeiro sobrevôo bem-sucedido de Marte foi feito pela Mariner 4 em 1965. O Mariner 10 passou pela primeira vez por Mercúrio em 1974.

A primeira sonda a explorar os planetas externos foi a Pioneer 10 , que voou por Júpiter em 1973. A Pioneer 11 foi a primeira a visitar Saturno, em 1979. As sondas Voyager realizaram um grande tour pelos planetas externos após seu lançamento em 1977, com ambos sondas passando por Júpiter em 1979 e Saturno em 1980-1981. A Voyager 2 então passou a fazer aproximações de Urano em 1986 e Netuno em 1989. As duas sondas Voyager estão agora muito além da órbita de Netuno e estão em curso para encontrar e estudar o choque de terminação , heliosheath e heliopausa. De acordo com a NASA , ambas as sondas Voyager encontraram o choque de terminação a uma distância de aproximadamente 93 UA do sol.

O primeiro sobrevôo de um cometa ocorreu em 1985, quando o International Cometary Explorer (ICE) passou pelo cometa Giacobini – Zinner , enquanto os primeiros sobrevôos de asteróides foram conduzidos pela sonda espacial Galileo , que fotografou 951 Gaspra (em 1991) e 243 Ida (em 1993) a caminho de Júpiter .

Lançada em 19 de janeiro de 2006, a sonda New Horizons é a primeira espaçonave feita pelo homem a explorar o cinturão de Kuiper. Esta missão não tripulada passou por Plutão em julho de 2015. A missão foi estendida para observar uma série de outros objetos do cinturão de Kuiper, incluindo um sobrevôo de 486958 Arrokoth no dia de Ano Novo de 2019.

A partir de 2011, os cientistas americanos estão preocupados que a exploração além do Cinturão de Asteróides seja prejudicada pela escassez de Plutônio-238 .

Orbitadores, rovers e landers e sondas voadoras

Autorretrato do rover curioso no " Rocknest " (31 de outubro de 2012), com a borda da cratera Gale e as encostas do Mons de Aeolis à distância.

Em 1966, a Lua se tornou o primeiro corpo do Sistema Solar além da Terra a ser orbitado por um satélite artificial ( Luna 10 ), seguida por Marte em 1971 ( Mariner 9 ), Vênus em 1975 ( Venera 9 ), Júpiter em 1995 ( Galileu ), o asteróide 433 Eros em 2000 ( NEAR Shoemaker ), Saturno em 2004 ( Cassini – Huygens ) e Mercury e Vesta em 2011 ( MESSENGER e Dawn respectivamente). Amanhecer está orbitando o planeta anão asteróide Ceres a partir de 2015.

A primeira sonda a pousar em outro corpo do Sistema Solar foi a sonda Soviética Luna 2 , que impactou a Lua em 1959. Desde então, planetas cada vez mais distantes foram alcançados, com sondas pousando ou impactando as superfícies de Vênus em 1966 ( Venera 3 ) , Marte em 1971 ( Marte 3 , embora um pouso totalmente bem-sucedido não tenha ocorrido até o Viking 1 em 1976), o asteróide 433 Eros em 2001 ( NEAR Shoemaker ) e a lua de Saturno Titã ( Huygens ) e o cometa Tempel 1 ( Impacto Profundo ) em 2005. O orbitador Galileo também lançou uma sonda na atmosfera de Júpiter em 1995; como Júpiter não tem superfície física, foi destruído pelo aumento da temperatura e da pressão à medida que descia.

Até o momento, apenas dois mundos no Sistema Solar, a Lua e Marte, foram visitados por rovers móveis . O primeiro rover robótico a visitar outro corpo celeste foi o Lunokhod 1 soviético , que pousou na Lua em 1970. O primeiro a visitar outro planeta foi Sojourner , que viajou 500 metros pela superfície de Marte em 1997. A primeira sonda voadora em sistema solar são balões Vega , enquanto o primeiro vôo com motor foi realizado pela Ingenuity . O único veículo espacial tripulado a visitar outro mundo foi o Lunar Roving Vehicle da NASA , que viajou com as Apollos 15 , 16 e 17 entre 1971 e 1972.

Exploração de nave espacial

Visão geral de algumas missões do Sistema Solar.

Exemplos de missões
# Nave espacial
Ano de lançamento
Mercúrio Vênus Marte Ceres Júpiter Saturno Urano Netuno Plutão
Ano final
1 Venera 3 1965 Queda de emergência 1966
2 Pioneer 10 1972 Voar de 2003
3 Pioneer 11 1973 Voar de Voar de 1995
4 Mariner 10 1973 Voar de Voar de 1975
5 Voyager 1 1977 Voar de Voar de -
6 Voyager 2 1977 Voar de Voar de Voar de Voar de -
7 Galileo 1989 Voar de Orbiter 2003
8 Ulisses 1990 Voar de 2009
9 Cassini 1997 Voar de Voar de Orbiter 2017
10 Mars Odyssey 2001 Orbiter -
11 MER-A / B 2003 veículos robóticos 2010/2018
12 Mars Express 2003 Orbiter -
13 MENSAGEIRO 2004 Orbiter Voar de 2015
14 MRO 2005 Orbiter -
15 Venus Express 2005 Orbiter 2014
16 Novos horizontes 2006 Voar de Voar de -
17 Alvorecer 2007 Orbiter 2018
18 Juno 2011 Orbiter -
19 Curiosidade ( MSL ) 2011 Andarilho -
20 Perseverança ( Marte 2020 ) 2020 Andarilho -
20 Ingenuidade ( Marte 2020 ) 2020 Sonda voadora -

Veja também as categorias para missões a cometas , asteróides , a Lua e o Sol .

Exploração tripulada

Owen Garriott em uma órbita terrestre EVA, 1973

A exploração tripulada do Sistema Solar terminou em 1972. O primeiro ser humano a alcançar o espaço (definido como uma altitude de mais de 100 km ) e a orbitar a Terra foi Yuri Gagarin , um cosmonauta soviético que foi lançado na Vostok 1 em 12 de abril de 1961. O primeiro ser humano a andar na superfície de outro corpo do Sistema Solar foi Neil Armstrong , que pisou na Lua em 21 de julho de 1969 durante a missão Apollo 11 ; mais cinco pousos na Lua ocorreram em 1972. O ônibus espacial reutilizável dos Estados Unidos voou 135 missões entre 1981 e 2011. Dois dos cinco ônibus foram destruídos em acidentes.

A primeira estação espacial orbital a hospedar mais de uma tripulação foi o Skylab da NASA , que manteve com sucesso três tripulações de 1973 a 1974. O verdadeiro assentamento humano no espaço começou com a estação espacial soviética Mir , que foi continuamente ocupada por quase dez anos, de 1989 a 1999. Sua sucessora, a Estação Espacial Internacional , manteve uma presença humana contínua no espaço desde 2001. Em 2004, o presidente dos Estados Unidos George W. Bush anunciou a Visão para a Exploração Espacial , que exigia a substituição do velho ônibus espacial, um retorno à Lua e, em última análise, uma missão tripulada a Marte.

Exploração por país

Legenda:
☄ - órbita ou sobrevôo
Ѫ - pouso bem-sucedido em um objeto
⚗ - retorno de amostra
⚘ - missão tripulada
ↂ - estação espacial habitada permanente

' LEO Lua Marte Luas de marte SSSBs Vênus Mercúrio Sistema Solar Externo
 Estados Unidos Ѫ ⚗⚘ Ѫ Ѫ Ѫ
 União Soviética Ѫ Ѫ Ѫ
 Rússia (desde 1992) ⚘ↂ
 Ucrânia (desde 1992)
 República Popular da China Ѫ Ѫ
 União Européia Ѫ Ѫ
 Japão Ѫ
 Índia
 Irã
 Israel
 Coréia do Norte
 Nova Zelândia
 Emirados Árabes Unidos
Comercial

Notas:

  • Apenas as missões bem-sucedidas ou parcialmente bem-sucedidas são contadas; instrumentos em uma espaçonave fabricada por outro país não são contados como uma missão separada
  • Clicar no símbolo abre um artigo que descreve a primeira missão bem-sucedida nessa categoria

Pesquisa de exploração

Corpos fotografados de perto:

Sistema solar
Sun white.jpg
Júpiter e sua Grande Mancha Vermelha encolhida.jpg
Jóia do Sistema Solar.jpg
Uranus2.jpg
Netuno - Voyager 2 (29347980845) flatten crop.jpg
A Terra vista da Apollo 17.jpg PIA23791-Venus-NewlyProcessedView-20200608.jpg
Sol
(estrela)
Júpiter
(planeta)
Saturno
(planeta)
Urano
(planeta)
Netuno
(planeta)
Terra
(planeta)
Vênus
(planeta)
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Titan em true color.jpg
Mercúrio em cores - Prockter07-edit1.jpg
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Io resolução mais alta true color.jpg
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Marte
(planeta)
Ganimedes
(lua de Júpiter)
Titã
(lua de Saturno)
Mercúrio
(planeta)
Calisto
(lua de Júpiter)
Io
(lua de Júpiter)
Lua
(lua da Terra)
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Plutão em True Color - High-Res.jpg
Cor titânia (lua), editado.jpg
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Europa
(lua de Júpiter)
Tritão
(lua de Netuno)
Plutão
(planeta anão)
Titânia
(lua de Urano)
Rhea
(lua de Saturno)
Oberon
(lua de Urano)
Iapetus
(lua de Saturno)
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Caronte
(lua de Plutão)
Umbriel
(lua de Urano)
Ariel
(lua de Urano)
Dione
(lua de Saturno)
Tethys
(lua de Saturno)
Ceres
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Vesta
(cinturão de asteróide)
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Pallas
(cinturão de asteróide)
Enceladus
(lua de Saturno)
Miranda
(lua de Urano)
Proteus
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Mimas
(lua de Saturno)
Hyperion
(lua de Saturno)
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(cinturão de asteróide)
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Phoebe
(lua de Saturno)
Janus
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Amalteia
(lua de Júpiter)
Epimeteu
(lua de Saturno)
Tebe
(lua de Júpiter)
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(cinturão de asteróide)
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Pandora
(lua de Saturno)
Mathilde
(cinturão de asteróide)
Hydra
(lua de Plutão)
Nix
(lua de Plutão)
Helene
(lua de Saturno)
Ida
(cinturão de asteróide)
Atlas
(lua de Saturno)
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Eros - PIA02923 (cor) .jpg
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Pan
(lua de Saturno)
Telesto
(lua de Saturno)
Arrokoth
(objeto do cinturão de Kuiper)
Calypso
(lua de Saturno)
Phobos
(lua de Marte)
Eros
(asteróide próximo à Terra)
Deimos
(lua de Marte)
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Cometa 67P em 19 de setembro de 2014 NavCam mosaic.jpg
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Gaspra
(cinturão de asteróide)
Tempel 1
(cometa)
Šteins
(cinturão de asteróide)
Daphnis
(lua de Saturno)
Borrelly
(cometa)
Churyumov–
Gerasimenko

(cometa)
Wild 2
(cometa)
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Cometa Hartley 2 (super safra) .jpg
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Methone
(lua de Saturno)
Hartley 2
(cometa)
Dactyl
(lua de Ida )
Bennu
(asteróide próximo à Terra)
Objeto com imagem próxima apenas com imagens não livres: Toutatis , Ryugu , Itokawa
Objetos com imagem apenas em baixa resolução: Eris , Haumea , Makemake , Nereid , Larissa , Puck , Despina , Kerberos , Cometa Halley , Styx , Annefrank , Braille
;
veja também as imagens de radar em " objeto próximo à Terra "

Retorno de amostra

Uma rocha lunar devolvida pela Apollo 17

Veja também: Meteoritos e poeira cósmica

Veja também

Referências

Bibliografia

  • Masip, Joel Gabas (2016). El sistema solar, un rincón particular de la Vía Láctea [ O Sistema Solar, um lugar especial da Via Láctea ] (em espanhol). Espanha: RBA. ISBN 978-84-473-8562-1.