行星物理

人类对地球附近星球的探索 ——月球、火星和金星 ——月球

一、月球 1、月球的直径是3476千米， -----约为太阳直径的1/400，地球直径的27%。 2、地月距离约38.44万千米， ------是日地距的1/400。 3、月球的体积约为地球的1/49，而质量只有地球的1/81， ------因为月球离地球比太阳离地球近得多，所以月球看起来与太阳大小差不多，月球的引力约为地球的1/6。

4、月球现在没有明显的磁场，但月岩有微弱的剩磁， ------表明月球曾经有过较弱的全球偶极磁场。 月球南极 4、月球现在没有明显的磁场，但月岩有微弱的剩磁， ------表明月球曾经有过较弱的全球偶极磁场。 5、月球表面无大气，月表平均温度白天 110C ，夜晚 -150 C。太阳不能照到的阴影区至-180C。

6、月球的自转速度和公转速度是相等的，都是27.3天，而且转动方向也相同， ------所以我们在地球上总是看到月球的一面。

7、由于没有大气保护，月球表面留下了大量的陨石坑， ------月表直径大于1公里的撞击坑总数约有33000个，占表面积的9%，月表没有水，但在北极的永久阴影区可能存在冰水，可能是彗星撞击后留下来的。 月坑和环形山

人类对月球的探测 人类探测月球频率最高的时期是20世纪五十到七十年代： LUNA 1 人类探测月球频率最高的时期是20世纪五十到七十年代： 1、前苏联仅LUNA系列（无人探测器）就有45次发射，17次成功。其中，LUNA 1 是首枚进入绕月轨道的探测器。另外还进行了ZOND系列（准备载人登月）的探测任务。 Proton K & Zond circumlunar spacecraft

2、美国的对月探测工程也是相当庞大：先后进行了Pioneer、Ranger、Lunar Obiter、Surveyor等系列共26次17次成功的无人探测；另外，让世界瞩目的Apollo载人飞船登月计划让美国在1969年7月20日成为人类历史上第一个登上月球的国家。 Ranger 7 - 1st US probe photo

进入新世纪我国也开启了探月工程 嫦娥系列： 2007年10月24日发射嫦娥一号，并且科学仪器全面开启。根据设计要求，月球探测卫星重量为2350公斤，有效载荷总重量130公斤，在轨运行寿命为1年。

二、探测火星 火星为距太阳第四远，也是太阳系中第七大行星： 公转轨道: 离太阳227,940,000 千米 (1.52 天文单位) 行星直径: 6,794 千米 质量: 6.4219e23 千克 长期以来，火星都是科学家寻找外地生命的目标之一，但是，由于这里贫瘠且干旱，人们的注意力便逐渐从寻找火星人转移到发现简单的生命形态上了。

1、 由于火星距离太阳比较远，所接收到的太阳辐射能只有地球的43％，因而地面平均温度大约比地球低30多摄氏度，昼夜温差可达上百摄氏度。在火星赤道附近，最高温度可达20℃左右。火星平均温度在-23摄氏度以下，这与地球南极洲的年平均气温-25摄氏接近。极有可能存在生命现象。这也是人类探测火星的主要原因。 2、水，被称为生命之母，那么科学家们主要检测火星上是否有水存在。2008年7月31日，美国航空航天局科学家宣布，凤凰号火星探测器在火星上加热土壤样本时鉴别出有水蒸气产生，从而最终确认火星上有水存在。 火星表面干涸的河床 美探测器拍到火星“春天”奇景

3、人类第一次对火星的探测是1965年美国水手4号飞行器。1976年的两艘海盗号飞行器在火星表面成功软着。1997年火星探路者登上火星2004年美国宇航局的孪生火星探索探测器“勇气号”和“机遇号”登上火星。

三、金星探测 金星是太阳系八大行星的第二顆行星，距离太阳0.72天文单位，轨道在水星与地球之间。磁场強度只有地球的 10 万分之一左右。 金星的自转方向与地球以及其他行星的自转方向相反，十分奇特，至今无法合理解释。 自转时间约243天，公转约225天。 金星没有卫星。 表面温度： 平均温度726K。不适合生命体生存。

金星与其他星体比较

金星本身的磁场与太阳系的其它行星相比是非常弱的。这可能是因为金星的自转不够快，其地核的液态铁产生的磁场较弱造成的。这样一来，太阳风就可以毫无缓冲地撞击金星上层大气。 　 金星的天空是橙黄色的。金星上也有雷电，金星12号探测器曾经记录到的最大一次闪电持续了15分钟。 另外，根据探测器探测，发现金星岩浆里含有水。金星可能与地球一样有过大量的水，但都被蒸发，消散殆尽，使如今变得非常干燥。地球如果再离太阳近一些的话也会有相同的命运。我们会知道为什么基础条件如此相似但却有如此不同现象的原因。 Venus as seen by Venera 13 (1-Mar-1982)

麦哲伦号探测器 金星探测器 前苏联于1961年1月24日发射“巨人”号金星探测器，在空间启动时因运载火箭故障而坠毁。之后接连发射金星1，2，3号，结果一无所获，均告失败。尽管如此，前苏联科学家认为还是有收获的，因为取得可直接“命中”金星的首战告捷。开启了探测金星的先河。 前苏联探测金星的事情，极大地刺激了美国人。美国也发射了水手系列金星探测器、先驱者－金星系列和麦哲伦号探测器。后来的事实说明，“麦哲伦”号是迄今最先进最为成功的金星探测器。 金星快车是欧洲对金星的第一次任务，发射日期是2005年11月9日。2006年4月到达金星轨道。

外行星的磁层

太阳风特性的变化 IMF的r分量与日心距离的平方成反比，IMF的切向分量与日心距离的一次方成反比。IMF的螺旋角越来越与r方向成90度。

磁层的尺度

磁场重联 行星的卫星和行星磁层的相互作用 辐射带 波动和不稳定性 无线电波辐射