В Московском планетарии регулярно проходят различные лекции и другие научно-популярные мероприятия, которые помогают школьникам разобраться в темах, которые кажутся слишком сложными для понимания.
На лекции «Вода в атмосфере и в космосе» они узнали, как вода влияет на климатические условия и как проходят ее поиски в космическом пространстве.
— Вода играет важную роль как в нашей жизни, так и в физическом режиме более высоких слоев атмосферы, в Солнечной системе и далеких галактиках. Поэтому нынешние и планируемые миссии на Луну, Марс и другие космические тела связаны с водой.
70 процентов поверхности Земли покрыто водой, и 70 процентов массы человека тоже составляет вода, — начинает лекцию Олег Угольников, кандидат физико-математических наук.
Водяной пар влияет и на атмосферные процессы, хотя его в атмосфере меньше одного процента. Но именно он определяет климат, перемены погоды и температуры, и благодаря ему формируются облака. Объясняется это тем, что у водяного пара есть важное отличие от других газов: он имеет самую высокую температуру плавления (превращения изо льда в воду) и самую высокую температуру кипения. Водяной пар легче, чем кислород, азот и аргон.
Как же он остается жидким или твердым, когда все другие молекулы уже давно стали газом? Ведь чем легче водородное соединение, тем оно более летуче. Но водяной пар оказывается самым тугоплавким из всех водородных соединений за счет того, что его молекула состоит из атома кислорода и двух атомов водорода, а потому электрический заряд внутри нее расположен неравномерно. У воды молекулы способны притягиваться друг к другу и образовывать водородные связи. То есть они достаточно сильно взаимодействуют между собой, а для отсоединения их друг от друга нужно затратить много энергии. Чтобы превратить один килограмм воды в пар, требуется энергия 10 автомобилей, движущихся со скоростью 100 километров в час.
Такая удельная теплота парообразования у воды определяет наш климат, ведь она в атмосфере то испаряется, то конденсируется, поэтому образуются грозы и ураганы.
— Особенно актуально сегодня изучение источников воды в космическом пространстве. Идея создания постоянных поселений на поверхности космических тел будоражит умы людей. Об освоении других планет без источников воды на них и говорить нельзя, ведь количество потребляемой человеком воды огромно, и перевозить ее будет нереально. Поиски признаков наличия другой жизни тоже связаны с водой. Причем интересна и жизнь настоящая, и история ее вероятного существования раньше: были ли условия для испарения воды с поверхности космического тела или она там осталась, — рассказывает астроном Олег Угольников.
На условия возникновения воды в пределах Солнечной системы возникает жесткое ограничение: удаленность космического тела от Солнца, которое посылает туда тепло.
Если на планету без атмосферы, расположенную близко к Солнцу, вылить воду, то она быстро испарится из-за высокой температуры. Поэтому на многих телах во внутренней части Солнечной системы с водой не всегда все хорошо.
Например, на Луне, где две недели длится ночь, а две недели день, и днем температура достигает 130 градусов, лед испарится. Лед на Луне надо искать под поверхностью или в таких местах, куда солнечный свет не попадает. Такие области есть вблизи полюсов, на которых, вероятно, расположены глубокие кратеры, куда свет не добирается. Поэтому поиски воды космическими миссиями ведутся по полярным орбитам спутника.
И сегодня уже доказано, что остатки водяного льда в таких кратерах присутствуют, вопрос только, сколько его там. Возможно, будущим лунным поселенцам не придется везти с собой воду с Земли.
