صفحة ٢٥٨
انظر إلى هذه الصفحة الافتتاحية للفصل الأول عن المجموعة الشمسية. الفكرة العامة هنا تقوم على أن معظم أجرام النظام الشمسي تدور حول الشمس في مدارات شبه دائرية وتقع تقريباً في نفس المستوى. قسّم الدرس إلى جزأين: الأول عن الكواكب الداخلية التي تتشابه في التركيب الصخري وصغر الحجم وقلة التوابع، والثاني عن الكواكب الخارجية التي تتشابه في التركيب الغازي وكبر الحجم ووفرة التوابع. وفي صندوق الحقائق الفلكية، تلاحظ أن هناك خمسة كواكب قزمة رئيسية في النظام الشمسي؛ واحد فقط يقع في حزام الكويكبات وهو سيريس، بينما تقع الكواكب الأربعة الأخرى وهي بلوتو وماكيماكي وهوميا وإيريس في حزام كويبر، وبعضها يمتلك أقماراً خاصة به.
صفحة ٢٥٩
انظر إلى نشاطات تمهيدية. في التجربة الاستهلالية، تريد معرفة كيف يحافظ الكوكب على مداره حول الشمس. لعمل ذلك، ستستخدم مطوية تقارن بين الكواكب الداخلية والخارجية. الأدوات تشمل كرة حديدية بخطاف كثلتها وخيطاً قوياً طوله وأنبوباً بلاستيكياً بطول . اربط الكرة بالخيط وأدخله في الأنبوب، ثم اربط الثقل بالسفل، وأمسك الأنبوب بيدك وقم بتدوير الكرة الحديدية مع تثبيت الأنبوب. في التحليل، فكّر في سبب زيادة أو قلّة السرعة عند تدوير الكرة، ولماذا تدور الكرة في مسار دائري بسبب سحب الثقل، وقارن بين حركة الكرة ومحافظتها على مسارها الدائري وحركة الكواكب حول الشمس.
صفحة ٢٦٠
انظر إلى بداية الدرس الأول عن الكواكب الداخلية. الأهداف هنا هي مقارنة أغلفة الكواكب الداخلية، وحساب زمن بعد الكواكب عن الشمس بوحدة فلكية، وتفسير الدوران التراجعي للزهرة. في فقرة الربط مع الحياة، تعلم أن الأرض تنتمي للمجموعة الشمسية ومعها عطارد والزهرة والمريخ، وهي ترى بوضوح بعد غروب الشمس أو قبل شروقها. انظر إلى الشكل 1-1 الذي يوضح موقع المجموعة الشمسية في حافة ذراع الجبار في مجرة درب التبانة. عمر المجموعة الشمسية يقدر بنحو مليار سنة، وتقسم الكواكب إلى مجموعتين: الكواكب الداخلية وهي عطارد والزهرة والأرض والمريخ الشبيهة بالأرض، والكواكب الخارجية وهي المشتري وزحل وأورانوس ونبتون وهي الكواكب الغازية العملاقة.
صفحة ٢٦١
انظر إلى هذه الصفحة لمتابعة قصة كوكب بلوتو. قبل عام 2006 كان بلوتو يعد تاسع كواكب المجموعة الشمسية، ولكن بسبب اكتشاف أجرام أخرى تشابهه، وضع الاتحاد الفلكي الدولي شروطاً ليصبح الجرام كوكباً: أن يدور حول الشمس، وله كتلة كافية لخلق جاذبيته الذاتية، وخلو محيطه ومداره من أجرام أخرى أكبر حجماً. بما أن بلوتو لم يستوفِ الشرط الثالث لأن مداره مشترك مع نبتون، صنف ككوكب قزم. انظر إلى الشكل 2-1 الذي يوضح الكواكب القزمة مثل سيريس وماكيماكي وهوميا وبلوتو وإيريس. أما في الجزء السفلي، لتعيين المسافات الفلكية نستخدم الوحدة الفلكية وهي متوسط المسافة بين الأرض والشمس وتساوي مليون كيلومتر. احسب وقت وصول ضوء الشمس للأرض باستخدام المعادلة حيث المسافة و سرعة الضوء ، فيكون الناتج ثانية.
صفحة ٢٦٢
تابع حساب زمن وصول ضوء الشمس. بقسمة ثانية على ، ينتج دقائق، أي أن ضوء الشمس يستغرق دقائق و ثانية ليصل إلى الأرض. انظر إلى الشكل 3-1 الذي يوضح ترتيب الكواكب بعداً عن الشمس: عطارد، ثم الزهرة، ثم الأرض، ثم المريخ، ثم المشتري، ثم زحل، ثم أورانوس، ثم نبتون. بعد ذلك يبدأ تفصيل الكواكب الداخلية، وتحديداً عطارد. عطارد هو أصغر كواكب المجموعة الشمسية وأقربها إلى الشمس، وهو أكبر بقليل من قمر الأرض، ويدور حول نفسه ببطء شديد وبسرعة عالية حول الشمس بسبب جاذبيتها. تركيبه يحوي نواة من الحديد بنسبة من قطره مما يولد مجالاً مغناطيسياً، إضافة إلى ستار وقشرة. غلافه الجوي رقيق للغاية ويتكون من الأكسجين والصوديوم والهيدروجين والهيليوم.
صفحة ٢٦٣
تابع دراسة عطارد. درجات الحرارة على سطحه متطرفة للغاية، إذ تصل إلى نهاراً وتنخفض إلى ليلاً. سطحه مليء بالفوهات الناتجة عن اصطدام النيازك والمنخفضات والأحواض المحاطة بالجبال، وأشهرها حوض كالوريس الذي يبلغ قطره كما يظهر في الشكل 4-1، إضافة إلى وجود منحدرات كارنيجي روبس، ودليل على وجود جليد مائي في قطبيه. انظر إلى مهام استكشافية لكوكب عطارد: في عام 1973 أُرسلت مركب مارينر 10 لتصور من سطحه، وفي عام 2004 أُرسلت مركبة مسينجر الموضحة في الشكل 5-1 لدراسة الجيولوجيا والمجال المغناطيسي، وفي عام 2018 أُطلقت مركبة بيبيكولومبو المشتركة لدراسة التركيب الداخلي.
صفحة ٢٦٤
انظر إلى كوكب الزهرة. هو ألمع جرم في سمائنا بعد الشمس والقمر لانعكاسيه العالية، وثاني كواكب المجموعة الشمسية وأكثرها تشابهاً مع الأرض في الحجم والكتلة والكثافة، حيث يبلغ حجمه من حجم الأرض. تدور الزهرة حول نفسها باتجاه عقارب الساعة بعكس بقية الكواكب، وهي حركة تسمى الدوران التراجعي الموضحة في الشكل 6-1. غلافه الجوي يتكون من ثاني أكسيد الكربون بنسبة ونسبة قليلة من النيتروجين، وهذا الغلاف السميك يحجز أشعة الشمس مسبباً احتباساً حرارياً يجعل حرارة الزهرة تصل إلى ، وهي أشد حرارة من عطارد. سطحه مستوٍ نسبياً وتوجد فيه أراضٍ مرتفعة وسلاسل جبال وعم كوكب مكون من حمم بركانية.
صفحة ٢٦٥
تابع مهام استكشافية لكوكب الزهرة. بسبب غلافه الجوي السميك وصعوبة دراسة سطحه، أُسّست عدة مهام فضائية. في عام 1962 تمكنت مركبة مارينر 10 من التحليق بالقرب منه، وفي عام 1967 نجحت مركبة فينيرا 4 السوفيتية في الدخول للغلاف الجوي، وفي عام 1982 هبطت فينيرا 13 وصمدت على السطح لأكثر من ساعتين والتقطت صوراً لسطحه، وفي عام 1985 هبطت فيغا 2، وفي عام 1990 التقطت ماجلان صوراً واضحة لسطحه، وفي عام 2006 أُرسلت فينوس إكسبرس، وفي عام 2016 أُرسلت أكاتسكي، وفي عام 2020 قدمت مهمة مسبار باركر الشمسي قياسات للغلاف الجوي.
صفحة ٢٦٦
انظر إلى صفحة التجربة والتحليل. في تجربة سبب ارتفاع درجات حرارة كوكب الزهرة، تستخدم مقياسي درجات حرارة وإناء زجاجياً مع غطاء. ضع مقياساً داخل الإناء وأحكم إغلاقه، وضع الميزان الآخر بجوار الإناء تحت أشعة الشمس مباشرة، وسجل القراءات بعد عشرين دقيقة. في التحليل، فكّر في سبب ارتفاع درجة الحرارة داخل الإناء، وهل للون الإناء الشفاف دور مهم في التحكم بدرجة الحرارة داخل الإناء، وقارن بين ارتفاع درجة حرارة الإناء وبين درجة حرارة كوكب الزهرة. بعد ذلك، انتقل إلى كوكب الأرض الذي نعيش فيه، ونصف قطره ، وبعده عن الشمس وحدة فلكية واحدة، ومدة دورانه حول نفسه ساعة، ومدة دورانه حول الشمس يوماً أرضياً، وله قمر واحد وليس له حلقات. ثم يبدأ الحديث عن المريخ.
صفحة ٢٦٧
انظر إلى كوكب المريخ. هو الكوكب الرابع والأخير من الكواكب الصخرية، يميل محوره درجة مما يجعله يشارك الأرض في تغير فصول السنة. يمتلك المريخ مداراً أكبر من مدار الأرض، وتحدث لديه ظاهرة الحركة التراجعية الظاهرية الوهمية الموضحة في الشكلين 7-1 و8-1 عندما يسبق الأرض الكوكب الخارجي فيبدو وكأنه يتراجع. تركيب المريخ يشبه الأرض وله لب من الحديد والنيكل والكبريت، وغلافه الجوي رقيق يتكون من ثاني أكسيد الكربون والنيتروجين والأرجون، ومتوسط درجة الحرارة فيه . يُسمى بالكوكب الأحمر لاحتواء تربة سطحه على أكاسيد الحديد. من معالمه الكبرى الوادي العميق فالـس مارينيرز، ولديه قمران هوبوس وديموس. تاريخياً، كان يُنظر إلى المريخ على أنه الكوكب الذي يمكن أن يؤوي حياة، لذا أُرسلت له مركبات فضائية عديدة للتجوال في سطحه.
