Кратери можуть багато розповісти вченим про поверхні планет, їх супутників та інших небесних тіл. По одному лише параметру того, наскільки близько до ідеального кола форма кратера геологи-планетологи можуть багато розповісти про те, як кратер був сформований, і якою була поверхня, на яку він впав. Параметр цей залежить від числа "пі", периметра кратера і його площі.

Щороку 14 березня світова спільнота відзначає день числа "пі". Справа в тому, що дата 3.14 повторює перші три цифри цього загадкового числа. саме тому вчені співають похвали цієї математичної константі. А для того, щоб показати справжні масштаби використання цього числа в астрономії і космонавтиці, наведемо 18 прикладів того, як "пі" дозволяє досліджувати космос.

1. Спуск на Марс на парашуті

Жоден марсіанський посадковий модуль ні однаковим, але у кожного з них є одна спільна риса - парашут. Атмосферний гальмування марсохода або якогось посадкового модуля при приземленні на Марс критично необхідно для того, щоб у самій поверхні апарат мав таку швидкість, яку зможе погасити гальмівна рухова установка. При розробці парашута фахівці беруть до уваги безліч чинників: масу і швидкість апарату, нахил поверхні відносно горизонту в місці посадки, щільність атмосфери і багато інших. Число "пі" допомагає інженерам визначити те, наскільки великим повинен бути купол парашута, щоб забезпечити необхідну зниження швидкості.

1. Вивчення Сатурна під різними кутами

Космічна станція "Кассіні" провела цілих 13 років на орбіті Сатурна, дослідивши навіть моря і джети з водяного льоду на його супутниках, спостерігаючи його систему кілець. Двічі за місію інженери використовували метод, який звучить як "пі-перехід", щоб оновити параметри орбіти апарату. Точно розрахувавши момент прольоту повз Титана і фахівцям вдалося перевернути орбіту "Кассіні" на 180 градусів, що в радіанах якраз і дорівнює числу "пі". Завдяки такому маневру змінилися параметри освітлення з боку апарату, що дозволило зафіксувати Сатурн і Титан в новому світлі.

1. Картографування недосліджених світів

Також як і дослідники старовини, космічні апарати, коли прибувають до інших планет і світів, створюють їх карти. Навіть якщо взяти добре досліджені планети, як наша Земля, фахівці знайдуть завдання, заради якої потрібно формування певної карти. Наприклад, рух води по земній кулі. Космічні апарати формують карти поверхні в міру руху по орбіті. Їх камери мають прямокутне поле зору, внаслідок чого формуються своєрідні смуги поверхні планет. У цьому випадку фахівці використовують число "пі" для того, щоб за формулою підрахувати кількість кадрів, яке буде потрібно, щоб відобразити всю планету або інше небесне тіло.

1. Посадка на Марс

Інженери використовують це число, щоб оцінити ступінь невизначеності позиції, в яку повинен приземлитися марсіанський посадковий модуль або ровер. А невизначеними в даній ситуації є безліч аспектів: вітер, щільність повітря, початкова швидкість апарату і його положення при зближенні з червоною планетою. Навіть точне положення самого Марса невідомо напевно. До приземлення на планету більшість цих невизначеностей можна змоделювати за допомогою математичного розподілу, яке включає в своїх розрахунках число "пі". Коли симулюються все невизначеності відразу, то підсумковий результат може істотно відрізнятися від того, де спочатку планувалася точка посадки. Саме тому потрібно брати до уваги цю невизначеність і дивитися уважно, куди цілишся. Можна, наприклад, приземлитися близько, але не зовсім вже близько, до якійсь горі, як це і було з марсоходом Curiosity, який сів поруч з горою Еоліда.

1. Дослідження нових світів

Дослідники використовують "пі" для пошуку екзопланет - тобто таких планет, які обертаються у інших зірок не в нашій Сонячній системі. Потужні наземні і космічні телескопи постійно фіксують кількість світла, що випускається далекими зірками. Коли планета проходить по диску зірки для земного спостерігача, проявляється ледве помітне падіння світності. Знаючи процентне значення цього падіння, а також рівняння площі кола, вчені можуть приблизно обчислити розмір планети.

1. Пошук потенційно населених світів

Коли вчені знаходять нові екзопланети, одна з головних речей, яку вони намагаються зрозуміти полягає в оцінці того, чи може новий світ підтримувати життя. Ця потенційно населена планета повинна обертатися в області навколо зірки, яку називають "зоною населеності" - особливої ​​області, не зовсім близько до зірки, і не надто далеко, щоб вода могла знаходитися в рідкому вигляді. Вчені використовують "пі" щоб обчислити зовнішній і внутрішній край цієї зони навколо зірки. До того ж, це число. разом з третім законом Кеплера, використовується для обчислення часу, яке займе у екзопланети, щоб зробити один повний оберт навколо своєї зірки. Саме це допомагає уточнити розташування планети щодо зони населеності.

1. Пошук марсотрясения

Дослідники використовую число "пі" щоб досліджувати землетрусу, а незабаром і марсотрясения. майбутня марсіанська місія InSight оснащена особливим приладом, який здатний досліджувати сейсмічну активність червоної планети. Під час марсотрясения крізь поверхню проходять хвилі, що поширюються з епіцентру у всіх напрямках. Зареєструвавши час прибуття цих хвиль до приймача вчені можуть обчислити час, в яке відбулося марсотрясения.

1. Зв'язок з космічними станціями

Передача сигналів до далеких космічних станцій і прийом зворотних сигналів від них вимагає наявності мережі масивних антен, розташованих по всій земній кулі. Це є необхідною умовою для того, щоб сигнал від апарату ніколи не пропадав. У НАСА мережу таких антен називаються Мережею далекого космічного зв'язку. Інженери, які зв'язуються з апаратами за допомогою цієї мережі, в математичних формулах використовують число "пі", а ці формули потрібні для того, щоб повідомлення надсилалися і приймалися. Це дуже важливе завдання, особливо розуміючи той факт, що ці повідомлення можуть нести особливі команди, наприклад, для марсохода, або для космічної станції, якій треба зробити фото Плутона.

1. переміщення марсоходів

На марсоходах не використовуються джойстики або рулі. Замість цього ровери приймають команди операторів із Землі, які в точності пояснюють, куди їхати і яке фото робити, куди повертати колеса і як використовувати маніпулятори. Деякі ці функції задані в градусах, а деякі в радіанах, тому число "пі" досить часто використовується для того, щоб перейти від одного параметра до іншого.

1. Висновок апарату на орбіту

Інженери використовують число "пі", щоб виводити космічні апарати на орбіти навколо інших планет. Щоб зробити це, вони гальмують апарат до потрібної швидкості і роблять це саме тоді, коли сама планета за допомогою своєї гравітації переведе станцію на свою орбіту. Фахівці визначають ступінь впливу гравітації на апарат, як швидко він рухається і параметри нової орбіти. Використовуючи ці числа разом з "пі" можна точно обчислити кількість енергії, за допомогою якого вийде загальмувати апарат до потрібної швидкості. Робиться це за допомогою двигунів, які в цей момент соплами спрямовані у напрямку руху.

1. Стеження за астероїдами

Одне із завдань програм з пошуку небезпечних астероїдів і комет полягає у визначенні того, як швидко досліджуваний об'єкт обертається. За допомогою цих спостережень за об'єктами вчені можуть обчислити час, який буде потрібно астероїда для одного обороту навколо своєї осі. Після цього проводиться переклад одиниць в інший вимір і обчислюється кутова швидкість об'єкта, яка зазвичай виражається в радіанах в секунду.

1. Обчислення ресурсу коліс марсохода

Колеса марсохода мають особливий малюнок, який залишає чіткий слід на поверхні Марса. Цей малюнок містить особливі мітки, які Ізет оператор на Землі. Число "пі" використовується для обчислення того, наскільки далеко може проїхати ровер за один оборот колеса. Вимірюючи відстані між мітками на грунті інженер може оцінити, прослизають чи колеса або марсохід проїхав необхідну відстань.

1. Дослідження чужорідних льодів

Вчені досліджують екстремальні умови навколишнього середовища, як, наприклад, на кометах або супутниках Юпітера і Сатурна, намагаються зрозуміти, які процеси протікають під їх поверхнями. У випадку з крижаною поверхнею можна використовувати лазери для розігрівання і випаровування льоду. Потім відбувається дослідження хімічного взаємодії пара. Число "пі" в цьому випадку використовується для обчислення ширини лазерного променя і розуміння того, яка кількість енергії потрапило на зразок льоду.

1. заправка апарату

Також як і автомобілі, космічні апарати вимагають паливо для виконання своєї місії і маневрування при перельоті туди. Але в космосі немає заправних станцій, тому, розуміння того, яка кількість палива потрібно апарату і скільки вже було використано, є дуже делікатним завданням. Інженери використовують число "пі" для того, щоб обчислити кількість палива, доступного в баках, які зазвичай є сферичними, і як швидко паливо переміщається по циліндричним трубах. Навіть при використанні торові баків, які містять в собі багато палива і займають мало місця, при розрахунках використовується це число.

1. Вимірювання розмірів "серця" Плутона

Під час дослідження поверхні інших планет вчені використовують "пі" для визначення розмірів об'єктів, що знаходяться на поверхні. Для образмеріваніях круглих особливостей, таких як кратери, використовується проста математика. А для незвичайних форм, таких як "серце" Плутона використовується вже тригонометрія.

1. Виявлення інформації про кратерах

Кратери можуть багато розповісти вченим про поверхні планет, їх супутників та інших небесних тіл. По одному лише параметру того, наскільки близько до ідеального кола форма кратера геологи-планетологи можуть багато розповісти про те, як кратер був сформований, і якою була поверхня, на яку він впав. Параметр цей залежить від числа "пі", периметра кратера і його площі.

1. Виявлення складу планет і астероїдів

Як вчені здатні визначити з чого складаються планети і астероїди, якщо не можуть особисто відвідати їх? Звичайно ж за допомогою числа "пі"! Палеонтологи використовують його для обчислення обсягу кам'яних планет або астероїдів. Знаючи обсяг і масу можна знайти щільність. А так як фахівці знають приблизну щільність твердої породи, льоду і металів, то можуть і висувати припущення про склад досліджуваного об'єкта, грунтуючись на його щільності.

1. Вивчення глибинних шарів атмосфери Юпітера

Одним із способів, за допомогою якого вчені можуть зрозуміти те, що відбувається за щільними хмарами планет-гігантів, таких як Юпітер і Сатурн, є відправка до них космічних апаратів, які можуть оцінити їх хімічний склад. Потім використовується число "пі" в комбінації з даними від датчиків апарату, щоб оцінити обсяг речовини в атмосфері планети. Наприклад, в 1995 році апарат "Галілео" скинув зонд на Юпітер і виявив низький рівень вмісту гелію в верхніх шарах атмосфери. Після осмислення цих даних фахівці припустили, що гелій може нестися з верхніх шарів атмосфери Юпітера, а число "пі" є ключем для розуміння кількості цього виносу.

За інформацією НА СА .

Якщо ви знайшли помилку, будь ласка, виділіть фрагмент тексту і натисніть Ctrl + Enter.