Planetologia

Planetologia, nauki planetarne – interdyscyplinarna dziedzina nauki, wywodząca się z astronomii, zajmująca się badaniem budowy i ewolucji planet, księżyców, oraz mniejszych ciał niebieskich, a także procesów na nich zachodzących. Dzięki rozwojowi badań kosmosu od II połowy XX wieku, w szczególności misjom automatycznych sond kosmicznych, możliwości badania planet Układu Słonecznego nie ograniczają się już do samych obserwacji astronomicznych. Coraz częściej w badaniach planetologicznych wykorzystywane są metody geofizyczne i geologiczne.

Nauki o Ziemi również mogą być rozumiane jako część nauk planetarnych. Na niektórych uczelniach wyższych istnieją jednostki badawcze zajmujące się zarówno naukami o Ziemi, jak i innych planetach, lub kierunki studiów łączące te dziedziny (np. „Geofizyka w Geologii” na Uniwersytecie Warszawskim).

Metody badań planetologii

Teledetekcja 
Przy badaniu planet i księżyców Układu Słonecznego wykorzystuje się głównie metody teledetekcyjne, prowadząc obserwacje z Ziemi i z kosmosu. Badania planet wykraczające poza mechanikę nieba rozpoczęły się z rozwojem teleskopów, kiedy możliwe stało się identyfikowanie szczegółów ich powierzchni; w XIX wieku powstały pierwsze mapy Marsa. Obserwacje radioteleskopowe w latach 70. XX wieku pozwoliły poznać ukształtowanie powierzchni Wenus. Obserwacje naziemne i z niskiej orbity okołoziemskiej są kontynuowane także w epoce lotów międzyplanetarnych. Radary naziemne są regularnie wykorzystywane do obserwacji planetoid bliskich Ziemi

Obecnie najwięcej informacji wartościowych dla planetologii dostarczają sondy kosmiczne przelatujące w pobliżu planet i orbitujące wokół nich. Do tej pory (2018) udało się wprowadzić sztuczne satelity na orbity wokół Księżyca, sześciu planet Układu Słonecznego (z wyjątkiem Urana i Neptuna), a także niektórych planetoid i jądra komety 67P/Czuriumow-Gierasimienko.

Obserwacje ukształtowania powierzchni (w świetle widzialnym, podczerwieni oraz radarowe) pozwalają na dokonanie analiz geomorfologicznych. Dzięki nim możliwe jest postawienie hipotez dotyczących zjawisk kształtujących powierzchnię, w tym procesów impaktowych, tektonicznych i wulkanicznych. Prowadzone są także obserwacje spektroskopowe, ujawniające skład chemiczny powierzchni i dystrybucję minerałów. Satelita krążący po orbicie planety lub księżyca dostarcza informacji o polu grawitacyjnym okrążanego ciała, pozwalających planetologom tworzyć modele jego budowy wewnętrznej.

Badania powierzchniowe 
W miarę rozwoju planetologii możliwe staje się używanie na innych ciałach niebieskich metod badawczych wypracowanych na Ziemi. Badania takie są prowadzone przez lądowniki, łaziki, a w przypadku Księżyca także astronautów. W ramach programu Apollo na Księżyc dostarczony został zestaw instrumentów ALSEP, dzięki któremu przeprowadzone zostały m.in. eksperymenty sejsmiczne (aktywne i pasywne) i magnetometryczne. Sonda InSight, która wylądowała na Marsie w 2018 roku, ma mierzyć m.in. aktywność sejsmiczną planety i strumień ciepła dochodzący z jej wnętrza.

Współcześnie, dzięki zainteresowaniu możliwością istnienia życia i planami wyprawy załogowej, szczególnie rozwija się geologia Marsa. Na powierzchni planety działają (stan na marzec 2019) dwa roboty, stacjonarny lądownik InSight do badań geofizycznych i łazik Curiosity misji Mars Science Laboratory, wyposażony w laboratorium, umożliwiające m.in. badania mineralogiczne próbek, obserwacje radiometryczne i meteorologiczne. Marsjańskie lądowniki sond Viking w latach 1970. prowadziły nawet badania biologiczne.

Analizy próbek 

Głównym źródłem próbek materii pochodzącej z ciał Układu Słonecznego są meteoryty. Zidentyfikowano wśród nich skały wyrzucone z powierzchni Marsa (m.in. Allan Hills 84001 i Northwest Africa 7034), Księżyca (np. Yamato 791197) i Westy (meteoryty HED). Takie próbki, poddane badaniom laboratoryjnym, stanowią źródło wiedzy o budowie innych ciał niebieskich. Meteoryty pochodzące z Marsa są jak dotąd jedynym źródłem skał z tej planety na Ziemi.

Załogowe loty Apollo i bezzałogowe misje Łuna na Księżyc pozwoliły zdobyć próbki skał z tego globu, które zostały poddane analizom na Ziemi. Sondy przywiozły także materię z komety 81P/Wild i planetoidy (25143) Itokawa, wzbogacając wiedzę nie tylko o tych ciałach, ale także o historii i ewolucji Układu Słonecznego. W planach jest misja mająca na celu dostarczenie na Ziemię skał pochodzących bezpośrednio z Marsa, rozważane było nawet przechwycenie małej planetoidy bliskiej Ziemi.

Badania teoretyczne 
W ramach planetologii prowadzone są także badania teoretyczne. Jednym z ich dużych sukcesów było przewidzenie aktywności wulkanicznej na Io, księżycu Jowisza, na krótko przed przelotem sond Voyager, dokonane na podstawie obliczeń ilości ciepła wydzielanego przez siły pływowe pochodzące od planety.

Zobacz też 
 kosmochemia
 selenologia

Przypisy

Linki zewnętrzne