Rozwój poglądów na budowę Układu Słonecznego

Teoria geocentryczna jest to teoria budowy świata, według której nieruchoma Ziemia znajduje się w centrum Wszechświata, a wokół niej krążą wszystkie pozostałe ciała niebieskie. U podstaw teorii geocentrycznej leżały założenia o centralnym położeniu Ziemi, kulistym kształcie ciał niebieskich oraz o kołowości i jednostajności ich ruchów. Teoria ta powstała w starożytności, największą popularność w jej zakresie zyskały: system stref homocentrycznych, stworzony przez Platona, Eudoksosa z Knidos i Arystotelesa, oraz system epicykliczny, stworzony przez Apoloniusza i Hipparcha, opracowany ostatecznie przez Ptolemeusza (przez to nazywana teorią ptolemeuszowską). Teoria heliocentryczna jest to teoria budowy Układu Słonecznego, według której Słońce jest centralnym ciałem układu, a Ziemia, jako jedna z planet, obiega Słońce.

Wkład Mikołaja Kopernika w rozwój astronomii
Gdy urodził się w Toruniu w 1473 r., świat trwał jeszcze w przeciętnym od starożytnych przekonaniu, że Ziemia jest płaską tarczą osadzoną w centrum wszechświata, a wokół niej krążą Księżyc, Słońce i planety. Gdy umarł w 1543 r., pozostawił w swym dziele De revolutionibus orbitum coelestium (O obrotach ciał niebieskich) podstawy systemu, który nie tylko odrzucał błędy nauki ptolemejskiej, ale też stał się punktem wyjścia wszystkich znanych dziś odkryć dotyczących budowy wszechświatai rządzących nim sił. W 1491r. podjął studia humanistyczne, matematyczne i astronomiczne na uniwersytecie w Krakowie, które kontynuował w latach 1496-1500 w Bolonii. W roku 1503 uzyskał tytuł doktora prawa kościelnego. Od 1512 r. Kopernik mieszkał we Fromborku, skąd udał się do Olsztyna, aby być tam do 1521 r. administratorem dóbr katedralnych. W 1523 r. Powołano go na generalnego zarządcę diecezji. Studiując dawne pisma odkrył, że już w III w. p.n.e. greccy filozofowie przypuszczali iż Ziemia mogła być kulista i obracać się wokół własnej osi. Ich poglądy nie znalazły uznania, zwłaszcza że były sprzeczne z nauką Arystotelesa, którego tezy przez całe średniowiecze uchodziły za bezwzględnie słuszne. Jeszcze większe znaczenie miał jednak fakt, że Biblia określała jednoznacznie położenie Ziemi w środku kosmosu, ustanawiając dogmat, którego kościół nie pozwalał podważać. Kopernik wiedział, z jakim sprzeciwem współczesnych mogą spotkać się jego odkrycia. Mimo że nowy obraz wszechświata był już w jego zapiskach ukształtowany na początku XVI w., zwlekał z ogłoszeniem owych tez i dopiero na krótko przed śmiercią uległ naciskom przyjaciół i zgodził się wydrukować oraz rozpowszechnić swe dzieło. Śmierć była jednak szybsza i autor nie doczekał się jego wydania. Ale dzieło pojawiło się i miało zmienić świat. Jego treścią był system heliocentryczny . To nie Ziemia jest centrum wszechświata, ale Słońce. Słońce jest centralną gwiazdą potężnego systemu, w którym Ziemia jest tylko jedną z planet. W tym systemie wszystkie zjawiska astronomiczne, które kiedyś nastręczały wiele zagadek, zostają wyjaśnione: sprawa dnia i nocy, "przyrastanie" i "ubywanie" Księżyca, zaćmienia Słońca i Księżyca oraz ruch planet.Napisane po łacinie dzieło było zrozumiałe tylko dla matematyków i dlatego początkowo dyskutowało nad nim nieliczne grono ekspertów. Dopiero pod koniec XVI w. scholastycy, trwający niezmiennie przy systemie ptolemejskim, zdali sobie sprawę z przełomowego charakteru nowej nauki. Dyskusja przeniosła się z płaszczyzny matematycznej na płaszczyznę religijną i filozoficzną. Kościół katolicki zwlekał z osądem podczas gdy protestanci szybko zajęli stanowisko odrzucające nową doktrynę. W końcu w 1616 r. Dzieło Kopernika zostało wpisane na indeks ksiąg zakazanych dla pobożnych katolików. W zawziętym sporze między reprezentantami systemu arystotelowsko-ptolemejskiego i zwolennikami Kopernika uczestniczyli uczeni, duchowni i osoby świeckie. Ale gdy w 1835 r. skreślono wreszcie z indeksu ksiąg zakazanych dzieło Galileusza Dialog o dwu najważniejszych układach świata: ptolemeuszowym i kopernikowym, zwycięstwo systemu heliocentrycznego było już dawno faktem dokonanym i podstawą naszej wiedzy na temat wszechświata (dzieło Kopernika skreślono z indeksu już w 1828 r.).

Ciała tworzące Układ Słoneczny.
Planety są to ciała niebieskie świecące światłem słonecznym, odbitym od jego powierzchni. Krążą one wokół słońca po drodze zwanej orbitą planety, wirujące wokół własnej osi. Mające średnicę ponad 1000 km.
Planetoidy (asteroidy) są to ciała niebieskie będące bryłą skalną o średnicy poniżej 1000 km. Obiegają Słońce po orbitach eliptycznych w większości zawarte między orbitami Marsa i Jowisza. Ich okresy obiegu wahają się od ok. 3 do ok. 6 lat.
Komety są to ciała niebieskie poruszające się w Układzie Planetarnym po orbitach. Mają znacznie mniejsze masy od mas planet i odmiennej budowie. Obserwowane są w czasie ich przelotu w pobliżu słońca. Składają się zwykle z jądra (jedna lub kilka brył) oraz gazowo-pyłowej otoczki, która rozbudowuje się zwykle w zawierającą jądro główkę. Posiadają długi warkocz wytworzony pod wpływem spalania gazów. Jak dotychczas ich pochodzenie jest nie znane. Kliknij, aby zobaczyć kometę Halleya.
Gwiazdy są jak istoty żywe rodzą się, starzeją i w końcu umierają. Ich ewolucja przebiega jednak bardzo powoli i trwa miliony, a nawet miliardy lat. Są to kule gazowe o masach nieprzekraczających kilkudziesięciu mas Słońca. Przynajmniej przez część swej ewolucji świecą w wyniku reakcji termojądrowych (głównie przemiany wodoru w hel) zachodzących w ich wnętrzu. Najbliższa Słońcu jest Proxima Centauri odległa od niego o 0,000016 lat świetlnych. Satelity (księżyce) są to ciała niebieskie obiegające planetę.
Satelity sztuczne są to obiekty wprowadzone na orbitę wokół planety lub jej naturalnego satelity. Ruch sztucznych satelit dzieli się na trzy fazy: start, lot i lądowanie. Start i wprowadzenie ich na określoną orbitę odbywa się przy użyciu rakiety nośnej, której zadaniem jest nadanie my określonej prędkości i kierunku lotu. Lot przebiega zwykle ruchem bezwładnym pod wpływem pola grawitacyjnego. Istnieją różne typy satelit krążących wokół Ziemi np.: wojskowe, meteorologiczne, naukowo badawcze, telekomunikacyjne.

MERKURY
Merkury jest planetą znajdującą sie najbliżej Słońca. Merkury jest mniejszy niż księżyce Ganymede i Tytan, ale większy od planety Pluton. Na powierzchni Merkurego znajduje sie wiele kraterów, będących świadectwem niezliczonych kolizji z meteorytami. Stare wylewy lawy oraz uskoki tektoniczne kształtują zewnętrzną powłokę Merkurego. Merkury nie posiada atmosfery. Naukowcom udało się znaleźć dowody na istnienie polarnej czapy lodowej na tym małym gorącym globie. Merkury był badany podczas trzech przelotów sondy Mariner 10 w 1974 i w 1975 roku.

WENUS
Mniej więcej tej samej wielkości co nasza Ziemia, Wenus posiada grubą warstwę toksycznej atmosfery składającej się głównie z dwutlenku węgla i kwasu siarkowego. Bardzo wysoka temperatura i wysokie ciśnienie na powierzchni Wenus czynią z niej planetę całkowicie nie do zamieszkania. Sonda Magellan, wysłana przez NASA, przy użyciu specjalnego radaru ujawniła rzeźbę powierzchni Wenus podczas trwającego cztery lata pobytu na orbicie planety od 1990 roku do 1994. Wylewy lawy wulkanicznej, uskoki tektoniczne i inne powierzchniowe formy geologiczne były poraz pierwsze oglądane przez człowieka. Planeta była również badana podczas przelotów sondy Mariner 2, 5 i 10, a także orbitującej sondy Pioneer.

ZIEMIA
Duża błękitna planeta jest naszym domem. Jest to jedyna znana obecnie planeta zamieszkana przez żywe organizmy. Znajdują się na niej ogromne zbiorniki wodne, mające przewagę nad lądami pod względem wielkości zajmowanego obszaru. Wiele satelitów naukowych znajdujących się na orbicie nieustannie bada naszą planetę. Człowiek był już w stanie wylądować na naturalnym satelicie Ziemi - Księżycu.

MARS
Mars zawsze intrygował naukowców i opinię publiczną ponieważ z wszystkich planet naszego układu słonecznego jego środowisko naturalne najbardziej przypomina ziemskie. Mimo iż obecnie powierzchnia tej planety jest całkowicie pozbawiona wody, wielu naukowców uważa jednak że na Marsie istniała kiedyś woda. Klimat na Marsie jest bardzo surowy, a atmosfera stanowi jedynie cienką warstwę w porównaniu z warunkami istniejącymi na Ziemi. Planeta ta była badana podczas przelotów sondy Mariner 4, 6 i 7 w latach 1960-tych oraz przez orbitującą sondę Mariner 9 w roku 1971. Było to jeszcze zanim NASA rozpocząła misję Viking, podcas której wystrzelono dwie sondy orbitalne i dwa lądowniki w kierunku planety w 1975 roku. Lądowniki nie znalazły żadnych chemicznych dowodów istnienia życia na Marsie. Mars Pathfinder wylądował na planecie 4 lipca 1997 roku. Mars Global Surveyor jest z kolei odpowiedzialny za stworzenie najwyższej rozdzielczości mapy powierzchni Marsa.

JOWISZ
Jest to największa planeta w naszym układzie słonecznym. Pod względem wielkości mogłaby starać się o miano gwiazdy. Jowisz był bydany podczas przelotów sondy Pioneer 10 i 11 oraz Voyager 1 i 2 w latach 70-tych. Obecnie znajdująca się na orbicie planety sonda Galileo dostarcza naukowcom wielu informacji na temat tej planety. Jowisz jest ogromną kulą gazów, podobnie jak Słońce. W skład tych gazów wchodzą głównie wodór i hel. Jowisz nie posiada solidnej skalistej powierzchni jako takiej. Wirująca atmosfera planety cechuje się różnorodnością barw i kolorów. Dużą zagadką tej planety jest Wielka Czerwona Plama, która jest burzą szalejącą na obszarze o wielkości zbliżonej do trzech globów ziemskich. Burza ta trwa już ponad 300 lat.

SATURN
Druga planeta pod względem wielkości w naszym układzie słonecznym i szósta planeta od Słońca. Saturn posiada charakterystyczny system pierścieni, które przez wieki fascynują astronomów. Pierścienie owe złożone są z lodu i odłamków skał - niektóre wielkości domu - które są najprawdopodobnie fragmentami komet lub asteroidów, które uległy rozpadowi zanim dotarły do powierzchni planety. Saturn był badany podczas przelotów sondy Pioneer 10 i 11 w latach 70-tych oraz Voyager 1 i 2 w latach 1980-81. Sonda Cassini, wystrzelona w 1997, dotrze do Saturna w roku 2004.

URAN
Uran uznawany jest za dosyć nietypową planetę naszego układu słonecznego. A to na skutek bocznej rotacji tej planety. Ten przedziwny układ może być wynikiem kolizji z kometą milliony lat temu, co spowodowało przechylenie osi obrotowej planety o kilka stopni. Uran był badany przez sondę Voyager 2 w 1986 roku

NEPTUN
Neptun był ostatnią badaną planetą przez sondę Voyager 2 w 1989 roku podczas długiej wędrówki tej sondy po naszym układzie słonecznym. Jest to najbardziej oddalona od Słońca planeta, należąca do grupy planet gigantów. Jest to także jedna z bardziej tajemniczych planet naszego układu słonecznego. Wielka Ciemna Plama jest utworzona przez burzę szalejącą w atmosferze Neptuna, podobnie jak w przypadku opisywanej wcześniej Wielkiej Czerwonej Plamy Jowisza.

PLUTON
Pluton jest uznawany za najodleglejszą planetą od Słońca. Jest to także jedyna planeta która nie była dotąd badana przez żadną sondę. NASA obecnie przygotowywuje takową misję, która opierać będzie się na zastosowaniu ekstra lekkiej, zaawansowanej technologii. Pierwsze spotkanie sondy z planetą Pluton ma nastąpić w roku 2010 bądź później. Planeta ta została odkryta dopiero w 1930 roku.

Idea podróży kosmicznych nurtowała ludzkie umysły od stuleci, ale pozostawała marzeniem aż do czasu zbudowania potężnych rakiet zdolnych unieść ładunek użyteczny daleko w przestrzeń. Takie właśnie rakiety powstawały w połowie XX w. w USA i ZSRR. Pierwszym człowiekiem w kosmosie był radziecki kosmonauta Jurij Gagarin. Został wystrzelony w kosmos 12 kwietnia 1961 r. Jego historyczny lot (jedno okrąże nie Ziemi) trwał niecałe dwie godziny.

Wyprawy na Księżyc
Od 1959 roku wysyłano w stronę Księżyca kilkadziesiąt sond automatycznych. Pierwsze miały tylko zrobić jego zdjęcia - czy to przelatując obok niego, czy też przed rozbiciem się o jego powierzchnię.
W październiku 1959 roku rosyjska sonda Łuna-3 przekazała na Ziemię pierwsze obrazy niewidocznej strony Księżyca. Potem lądujące łagodnie na jego powierzchni sondy dostarczyły nam dokładniejszych informacji o tym globie. Później miesiącami badały go i fotografowały satelity umieszczone na orbitach okołoziemskich. W końcu na Księżycu postawił stopę człowiek. W latach 1969 - 1972 podjęto, w ramach programu Apollo, sześć wypraw; w ich wyniku wylądowało na Księżycu dwunastu amerykańskich astronautów. Pierwsi stanęli na jego powierzchni 20 lipca 1969 roku Neil Armstrong i Edwin Aldrin, którzy dotarli tam statkiem Apollo-11. Kosmonauci, którzy byli na Księżycu, zrobili tysiące jego zdjęć, rozmieścili tam przyrządy naukowe, dokonali wielu pomiarów i przywieźli na Ziemię około 400 kg próbek skał księżycowych.

Wyprawy ku planetom

Zaczęło się od tego, że 2 i 14 grudnia 1962 roku amerykańska sonda Mariner-2 przeleciała w pobliżu planety Wenus.

PIERWSZE ZBLIŻENIE
Wenus: 1962, Mariner 2 (USA)
Mars: 1965, Mariner 4 (USA)
Jowisz: 1973, Pioneer 10 (USA)
Merkury: 1974, Mariner 10 (USA)
Saturn: 1979. Pioneer 11 (USA)
Uran: 1986, Voyager 2 (USA)
Neptun: 1989, Voyager 2 (USA)

PIERWSZE WEJŚCIE NA ORBITĘ
Wenus: 1975, Wenera 9 i Wenera 10 (ZSRR)
Mars: 1971, Mariner 9 (USA)

PIERWSZE LĄDOWANIE
Wenus: 1967, Wenera 4 (ZSRR)
Mars: 1971, Mars 3 (ZSRR)
W ciągu niespełna trzydziestu lat sondy kosmiczne przeleciały obok wszystkich planet, z wyjątkiem Plutona. Wprowadzono statki kosmiczne na orbity wokół Wenus i Marsa, na obu tych planetach wylądowały sondy. Od 1976 roku dwie amerykańskie sondy z serii Viking przez wiele lat badały i fotografowały planetę Mars. Analizy chemiczne gruntu nie wykryły żadnego śladu życia. Dzięki wystrzelonym w 1977 roku dwum amerykańskim sondom z serii Voyager rozporządzamy licznymi zdjęciami i danymi naukowymi o czterech wielkich planetach: Jowiszu, Saturnie, Uranie i Neptunie oraz o ich pierścieniach i księżycach. W latach 1990 - 1994 amerykańska sonda Magellan, która krążyła po orbicie okołowenusjańskiej, sporządziła za pomocą radaru mapy powierzchni tej planety. Wyprawy na Marsa mają być kontynuowane do końca tego wieku. W lipcu 1997 sonda Pathfinder wylądowała na powierzchni Marsa, pobrała próbki ziemi i zrobiła setki zdjęć.