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-开普勒定律:第一定律表明行星轨道是椭圆;第二定律说明行星与太阳连线在相等时间内扫过相等面积;第三定律指出行星公转周期的平方与轨道半径的立方成正比。
-轨道偏心率:行星轨道并非完美圆形,偏心率在0到1之间变化,偏心率越大轨道越扁,水星轨道偏心率较大,而金星、地球等轨道偏心率相对较小。
-轨道倾角:行星轨道平面与地球赤道平面存在夹角,称为倾角,如天王星的自转轴倾斜角度很大,导致其季节变化非常奇特。
-进动现象:行星绕太阳公转时,由于自转的存在,其轨道平面会绕太阳旋转。
-逆行现象:行星在轨道运动时会出现相对于太阳旋转方向相反的情况。
太阳系各大行星卫星的发现主要有以下几种方式:
早期的肉眼观测与望远镜观测
-肉眼观测:一些较亮且离地球较近的行星卫星,如月球,在古代就被人类直接用肉眼观测到。
-望远镜观测:1610年,伽利略使用望远镜发现了木星的四颗卫星,即木卫一、木卫二、木卫三和木卫四,这是人类首次通过望远镜发现行星的卫星。
此后,惠更斯通过望远镜发现了土星的卫星泰坦(土卫六)和土星环的形状。
借助数学计算预测
海王星的发现是通过数学计算预测的典型例子。
在19世纪,天文学家发现天王星的轨道存在异常,推测是受到另一颗未知行星的引力影响。
勒威耶和亚当斯分别独立地通过对天王星轨道的观测数据进行计算,预测出了海王星的位置,后来伽勒根据勒威耶的计算结果成功观测到了海王星。
太空探测器探测
-飞越探测:1959年,苏联的“月球1号”
飞越了月球,成为第一个飞越过太阳系内其他天体的探测器。
此后,“水手2号”
“水手4号”
“先驱者10号”
“旅行者1号”
“旅行者2号”
等探测器分别对金星、火星、木星、土星、天王星和海王星进行了飞越探测,在探测过程中发现了许多行星的卫星,并对它们进行了近距离观测和拍照。
-环绕探测:一些探测器进入行星的轨道进行环绕探测,能够对行星及其卫星进行更详细的观测和研究。
例如,“伽利略号”
探测器于1995年进入木星轨道,对木星及其卫星进行了长期的观测,发现了一些新的卫星;“卡西尼号-惠更斯号”
探测器于2004年到达土星,对土星及其卫星进行了深入探测,发现了土卫二的喷泉喷发现象等。
太空探测器探测卫星的主要设备有:
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一、光学相机
-功能:用于拍摄行星及其卫星的图像,能够提供卫星的表面特征、形状、颜色等信息。
可以拍摄高分辨率的照片,帮助科学家了解卫星的地貌、大气层、云层等情况。
-举例:“卡西尼号”
探测器上的光学相机拍摄了大量土卫六等土星卫星的清晰照片。
二、红外探测器
-功能:探测卫星发出的红外辐射,通过分析不同区域的红外辐射强度,可以了解卫星的温度分布情况。
这对于研究卫星的表面物质、地质活动以及可能存在的地下热源等非常重要。
-举例:在探测木星的卫星时,红外探测器可以帮助确定卫星表面的热点区域,暗示可能存在火山活动或地下海洋与表面的热交换。
三、磁强计
-功能:测量卫星周围的磁场强度和方向。
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