Венера

Венера – вторая планета от Солнца и самая горячая планета в Солнечной системе. Для древних людей Венера была неизменной спутницей. Это вечерняя звезда и ярчайший сосед, за которым наблюдали еще за тысячи лет после признания планетарной природы. Именно поэтому она фигурирует в мифологии и отметилась во многих культурах и народах. С каждым веком интерес возрастал, и эти наблюдения помогли разобраться в структуре нашей системы.

Физические характеристики

Экваториальный радиус 6051,5 км
Средний радиус 6051,8 км
Площадь поверхности 4,60·108 км²
Объём 9,38·1011 км³
Масса 4,86·1024 кг
Средняя плотность 5,24 г/см³
Ускорение свободного падения на экваторе 8,87 м/с²
0,904 g
Первая космическая скорость 7,328 км/с
Вторая космическая скорость 10,363 км/с
Экваториальная скорость вращения 6,52 км/ч
Период вращения 243,02 дней
Наклон оси 177,36°
Прямое восхождение северного полюса 18 ч 11 мин 2 с
272,76°
Склонение северного полюса 67,16°
Альбедо 0,65
Видимая звёздная величина −4,7
Угловой диаметр 9.7″–66.0″

Общие сведения

Среднее расстояние Венеры от Солнца – 108 млн. км (0,723 а. е.). Расстояние от Венеры до Земли меняется в пределах от 38 до 261 млн. км. Её орбита очень близка к круговой – эксцентриситет составляет всего 0,0067. Период обращения вокруг Солнца равен 224,7 земных суток; средняя орбитальная скорость – 35 км/с. Наклон орбиты к плоскости эклиптики равен 3,4°. По размерам Венера довольно близка к Земле. Радиус планеты равен 6051,8 км (95 % земного), масса – 4,87•1024 кг (81,5 % земной), средняя плотность – 5,24 г/см³. Ускорение свободного падения равно 8,87 м/с², вторая космическая скорость – 10,36 км/с.

Венера классифицируется как землеподобная планета, и иногда её называют «сестрой Земли», потому что обе планеты похожи размерами и составом. Однако условия на двух планетах очень разнятся. Атмосфера Венеры, самая плотная среди землеподобных планет, состоит главным образом из углекислого газа. Поверхность планеты полностью скрывают облакасерной кислоты, непрозрачные в видимом свете. Споры о том, что находится под густой облачностью Венеры, продолжались до XX века. В то же время атмосфера Венеры прозрачна для дециметровых радиоволн, с помощью которых впоследствии и был исследован рельеф планеты.

В глубокой древности Венера, как полагают, настолько разогрелась, что подобные земным океаны, которыми, как считается, она обладала, полностью испарились, оставив после себя пустынный пейзаж с множеством плитоподобных скал. Одна из гипотез полагает, что из-за слабости магнитного поля водяной пар (расщеплённый солнечным излучением на элементы) был унесён солнечным ветром в межпланетное пространство. Установлено, что атмосфера планеты и сейчас теряет водород и кислород в соотношении 2:1.

Атмосферное давление на поверхности Венеры в 92 раза больше, чем на Земле. Подробное картографирование поверхности Венеры проводилось в течение последних 22 лет, в частности проектом «Магеллан». Поверхность Венеры носит яркие признаки вулканической деятельности, а атмосфера содержит серу. Есть некоторые признаки того, что вулканическая деятельность на Венере продолжается и сейчас, но доказательств этому не найдено. Удивительно низкое число ударных кратеров говорит в пользу того, что поверхность Венеры относительно молода: ей приблизительно 500 миллионов лет. Тектоники плит на Венере нет (вероятно, потому что её литосфера из-за отсутствия воды слишком вязкая и, следовательно, недостаточно подвижна), но есть много следов менее масштабных тектонических движений.

Орбита Венеры

Орбита Венеры проста (почти круговая), и в то же время, очень уникальна в Солнечной системе. У нее самый маленький эксцентриситет (как уже отмечено выше, равный 0,0068). Но самая значительная и загадочная особенность в том, что она вращается вокруг своей оси в противоположную сторону движения своей орбите вокруг Солнца. Это редкое явление в характеристике планет Солнечной системы, (кроме Урана), имеющего такую же характерную особенность.

Вращается она вокруг оси с востока на запад. Если взгляд направить с её Северного полюса, то она по орбите вращается по часовой стрелке, хотя все остальные планеты нашей системы вращаются против часовой стрелки. Почему это так происходит – остается загадочной тайной на сегодняшнем этапе развития науки. Расхождение в направлении движения планеты вокруг своей собственной оси по орбите дает нам длительность суток на Венере (в 116,8 раз больше, чем на нашей Земле), и поэтому там только дважды в году бывает восход и заход Солнца. Сутки (т.е. день и ночь) равны 58,4 земным суткам. Планета облетает Солнце за 224,7 суток (сидерический период) со скоростью 34,99 км/сек., при собственном вращении вокруг оси 243 суток (земные сутки).

На планете свой необычный календарь, где год длится меньше суток. Из-за незначительного наклона плоскости орбиты к плоскости экватора на Венере практически нет сезонных изменений. В связи с тем, что орбита Венеры находится между орбитами Меркурия и нашей планетой, и ближе к Солнцу, чем мы, то земляне могут наблюдать у Венеры изменение фаз, как и у Луны. Впервые такое изменение фаз было зафиксировано в 1610 году Галилеем, после изобретения им телескопа, и при наблюдении за Венерой. Но в хорошую безоблачную погоду, во время наибольшего сближения Венеры с Землей, и без телескопа можно заметить на небе серпик Венеры. Наблюдать планету можно недолго, только в период после заката и потом перед восходом Солнца, так как её орбита удаляется от Солнца не более, чем на 48 градусов. В нижнем соединении к Земле Венера всегда повернута одной стороной. 

Атмосфера Венеры

Атмосфера Венеры Плотная атмосфера Венеры, состоящая в основном из углекислого газа, тяжелым покрывалом окутывает планету. Если бы вы оказались на поверхности Венеры, ее атмосферный столб давил бы на вас с силой 85 килограммов на 1 квадратный сантиметр.

На Земле атмосферное давление в 85 раз меньше. Монетка, брошенная с высоты в атмосфере Венеры, будет медленно падать, как будто сквозь слой воды. Хождение по поверхности Венеры так же трудно, как хождение по дну земного океана. Если вдруг поднимется ветер с Венеры, он понесет вас, как морская волна несет щепку. Атмосфера Венеры на 96 процентов состоит из углекислого газа. Это создает на ее поверхности парниковый эффект.

Солнце нагревает поверхность планеты, но образовавшееся тепло не может рассеяться в космосе, так как отражается слоем углекислоты. Поэтому температура на поверхности Венеры, как в жарочном шкафу, около 480 градусов Цельсия. Об облаках Венеры лучше вообще не вспоминать. Эти грязные бело – желтые клубы состоят в основном из паров серной кислоты и воняют тухлыми яйцами. В ходе химических реакций, протекающих в облаках, образуются кислоты, в которых растворяются свинец, цинк и алмаз. Венера полностью окутана многими слоями таких облаков. Долгие годы земляне могли только гадать, что же находится под облачным покровом планеты – соседки.

Поверхность Венеры

До проведения радиолокационных исследований планеты, самые ценные данные о поверхности были получены при помощи все той же советской космической программе «Венера». Первым аппаратом, который совершил мягкую посадку на поверхность Венеры, был космический зонд «Венера-7», запущенный 17 августа 1970 года.

Несмотря на то, что еще до посадки многие приборы корабля уже вышли из строя, ему удалось выявить показатели давления и температуры на поверхности, которые составили 90 ±15 атмосфер и 475 ±20 °C.

Последующая миссия «Венера-8» оказалась еще более успешной, – удалось получить первые пробы грунта поверхности. Благодаря установленному на корабле гамма-спектрометру удалось определить содержание в породах радиоактивных элементов, таких как калий, уран, торий. Выяснилось, что грунт Венеры напоминает по своему составу земные породы.

Первые черно-белые фотографии поверхности были сделаны зондами «Венера-9» и «Венера-10», которые были запущены практически друг за другом и совершили мягкую посадку на поверхность планеты 22 и 25 октября 1975 года соответственно.

После этого были получены первые радиолокационные данные венерианской поверхности. Снимки были сделаны в 1978 году, когда первый из космических американских аппаратов Pioneer Venus прибыл на орбиту планеты. Созданные на основании снимков карты, показали, что поверхность, состоит в основном из равнин, причиной образования которых являются мощные потоки лавы, а также двух горных регионов, получивших называния Иштар Терры и Афродиты. Данные были впоследствии  подтверждены миссиями «Венера-15» и «Венера-16», которые сделали картирование северного полушария планеты.

Первые цветные изображения поверхности Венеры и даже запись звука были получены с помощью спускаемого модуля «Венера-13». Камера модуля осуществила 14 цветных и 8 черно-белых фотографий поверхности. Также для анализа образцов грунта впервые был использован рентгеновский флуоресцентный спектрометр, благодаря чему удалось выявить приоритетную породу в месте посадки – лейцитовый щелочный базальт. Средняя температура поверхности в во время работы модуля составляло 466,85 °C, а давление 95,6 бар.

Не смотря на то, что полученные с помощью космической программы «Венера» фотографические изображения поверхности планеты до сих пор являются единственными и уникальными, представляют ценнейший научный материал, эти фотографии не могли дать масштабное представление о рельефе планеты. Проанализировав полученные результаты, космические державы сосредоточились на радиолокационном исследовании Венеры.

В 1990 году свою работу на орбите Венеры начал космический аппарат под названием Magellan. Ему удалось сделать более качественные радиолокационные снимки, которые оказались намного более детальными и информативными. Так, например, выяснилось, что из 1000 ударных кратеров, которые обнаружил Magellan, ни один по своему диаметру не превышал двух километров. Это навело ученых на мысль, что любой метеорит диаметром менее двух километров, просто напросто сгорал при прохождении через плотную венерианскую атмосферу.

Из-за густой облачности, окутывающей Венеру, детали ее поверхности нельзя рассмотреть с помощью простых фотографических средств. К счастью, ученые смогли использовать метод радаров для  получения необходимой информации.

Несмотря на то, что и фотографические средства, и радиолокаторы работают путем сбора излучения, которое отражается от объекта, у них есть большая разница и  заключается она в отражении форм радиации. Фото фиксирует видимое световое излучение, а радиолокационное картографирование отражает микроволновое излучение. Преимущество использования радаров в случае с Венерой оказалось очевидным, так как микроволновое излучение может проходить сквозь толстые облака планеты, тогда как свет, необходимый для фотосъемки не в состоянии сделать это.

Таким образом, дополнительные исследования размеров кратеров помогли пролить свет на факторы, говорящие о возрасте поверхности планеты. Выяснилось, что небольшие ударные кратеры практически отсутствуют на поверхности планеты, но при этом нет и кратеров большого диаметра. Это навело ученых на мысль о том, что поверхность была сформирована после периода тяжелой бомбардировки, в промежутке от 3,8 до 4,5 миллиарда лет назад, когда образовались большое количество ударных кратеров на внутренних планетах. Это указывает на то, что поверхности Венеры имеет относительно небольшой геологический возраст.

Вулканы и лава

Поверхность Вспори покрыта сотнями тысяч вулканов. Есть несколько очень, больших: высотой 3 км и шириной 500 км. Но большая часть вулканов имеет 2–3 км в поперечнике и около 100 м в высоту. Излияние лавы па Венере происходит значительно дольше, чем на Земле. Венера слишком горяча для того, чтобы там были лед, дожди или бури, поэтому там не происходит существенных атмосферных воздействий (выветривания). А значит, вулканы и кратеры почти не изменились с тех нор, как они образовались миллионы лет назад. На фотографиях Венеры, сделанных с «Магеллана», мы пилим такой древний ландшафт, какого не увидишь на Земле, – и все-таки он моложе, чем на многих других планетах и лупах.

По-видимому, Венера покрыта твердыми породами. Под ними циркулирует раскаленная лава, вызывающая напряжение топкого поверхностного слоя. Лава постоянно извергается из отверстий и разрывов в твердых породах. Кроме того, вулканы псе время выбрасывают струи мелких капелек серной кислоты. В некоторых местах густая лава, постепенно сочась, скапливается в виде огромных луж шириной до 25 км. В других местах громадные пузыри лапы образуют на поверхности купола, которые затем опадают.

На Земле геологам не просто выяснить историк) нашей планеты, поскольку пол воздействием ветра и дождя горы и долины постоянно подвергаются эрозии. Венера очень интересует ученых по той причине, что ее поверхность подобна древним ископаемым пластам. Детали ее ландшафта, обнаруженные «Магелланом», имеют возраст а сотни миллионов лет.

Вулканы и потоки лавы сохраняются в неизменном пиле на этом сухой планете, мир которой – ближайший к нашему.

Спутники

Венера наряду с Меркурием является планетой, не имеющей естественных спутников.

В XIX веке существовала гипотеза, что в прошлом спутником Венеры являлся Меркурий, который впоследствии был ею «потерян». В 1976 году Том ван Фландерн и Р. С. Харрингтон при помощи численного моделирования показали, что эта гипотеза хорошо объясняет большие отклонения (эксцентриситет) орбиты Меркурия, его резонансный характер обращения вокруг Солнца и потерю вращательного момента, как у Меркурия, так и у Венеры. Также объясняется приобретение Венерой вращения, обратного основному в Солнечной системе, разогрев поверхности планеты и возникновение плотной атмосферы.

В прошлом было сделано много заявлений о наблюдении спутников Венеры, но они всегда оказывались основанными на ошибке. Первые такие заявления относятся к XVII веку. Всего за 120-летний период до 1770 года о наблюдении спутника сообщалось более 30 раз, как минимум 20 астрономами. К 1770 году поиски спутников Венеры были практически прекращены, в основном из-за того, что не удавалось повторить результаты предыдущих наблюдений, а также в результате того, что никаких признаков наличия спутника не было обнаружено при наблюдении прохождения Венеры по диску Солнца в 1761 и 1769 году.

У Венеры (как и у Марса и Земли) существует квазиспутник, астероид 2002 VE68, обращающийся вокруг Солнца таким образом, что между ним и Венерой существует орбитальный резонанс, в результате которого на протяжении многих периодов обращения он остаётся вблизи планеты.

Исследование планеты Венера космическими аппаратами

Космические исследования Венеры начались в 1961 году с полета советской автоматической межпланетной станции «Венера-1», пролетевшей в 100 тысячах километрах от планеты. После этого были полеты еще нескольких «Венер» и американских «Маринеров» (Mariner). В 1970 году космический аппарат (КА) «Венера-7» впервые совершил на планету мягкую посадку, а в 1975 году с КА «Венера-9» и «Венера-10» были получены панорамные изображения поверхности Венеры.

В 1978 году на планету совершили посадку спускаемые аппараты «Венера-11» и «Венера-12», изучившие в том числе и электрическую активность атмосферы Венеры. В том же году был запущен американский проект «Пионер–Венера» (Pioneer-Venus), результатом которого стала топографическая карта, созданная на основе радарной съемки.

В 1982 году «Венера- 13» и «Венера-14» передали первые цветные снимки поверхности планеты. Дальнейшим продолжением программы «Венера» в СССР стал международный проект «Вега» по исследованию Венеры (зондами в атмосфере), а также кометы Галлея.

По программе «Вега» в создании научных приборов и обслуживающих их систем вместе с советскими специалистами принимали участие представители Австрии, Болгарии, Венгрии, ГДР, Польши, Франции, ФРГ и Чехословакии. В проекте участвовали Европейское космическое агентство, Япония, США.

В рамках программы были созданы две идентичные станции – «Вега-1» и «Вега-2». Каждая из них состояла из пролётного модуля и спускаемого аппарата, который в свою очередь подразделялся на посадочный модуль и аэростатный атмосферный зонд. Аэростат, вес которого вместе с системой наполнения не превышал 110 килограмм, был разработан в Научно-производственного объединения имени С.А. Лавочкина.

15 декабря 1984 года с космодрома Байконур стартовала ракета-носитель «Протон-К», которая вывела на траекторию полета к Венере автоматическую межпланетную станцию «Вега-1». Впервые в СССР запуск межпланетной станции был показан по телевидению, и впервые о нем было известно заранее. Следующая станция «Вега-2» была отправлена в полет 21 декабря 1984 года.

11 июня 1985 года спускаемый аппарат станции «Вега-1» вошел в атмосферу Венеры на ночной стороне. После отделения от него верхней полусферы, в которой в сложенном состоянии находился аэростатный зонд, каждая часть совершала автономный спуск. Через несколько минут началось наполнение аэростата гелием, по мере прогрева гелия зонд всплыл на расчетную высоту (53-55 километров), начался дрейф.

У межпланетной станции «Вега-2» 13 июня 1985 года произошло разделение спускаемого и пролетного аппаратов, с уводом последнего с помощью собственной двигательной установки на пролетную траекторию. 15 июня 1985 года прошли операции по входу ее спускаемого аппарата в атмосферу Венеры и приему информации с него. Посадка спускаемого аппарата произошла без сбоев. В результате, грунтозаборное устройство отработало штатно, что позволило провести анализ грунта в месте посадки, в предгорьях Земли Афродиты в южном полушарии, примерно в 1600 километрах от места посадки спускаемого аппарата «Веги-1».

В 1989 году США запустили к Венере автоматическую межпланетную станцию «Магеллан» (Magellan), которая в течение нескольких лет провела глобальное картографирование планеты.

Позже межпланетные станции «Галилео» (Galileo), Cassini («Кассини») и Messenger («Мессенджер») прошли мимо Венеры по дороге к своим целям (соответственно, Юпитеру, Сатурну и Меркурию) и передали на Землю немало ценных сведений.

9 ноября 2005 года ракетой-носителем «Союз-ФГ» с космодрома Байконур был запущен европейский корабль «Венера-Экспресс» (Venus Express), предназначенный для изучения поверхности Венеры и ее атмосферы. В апреле 2006 года аппарат встал на орбиту планеты и проработал до декабря 2014 года, передав на Землю тысячи уникальных снимков и множество интереснейшей информации о Венере. Станция впервые сделала изображение южного полюса планеты.

В 2010 году для изучения атмосферы Венеры к ней был направлен японский космический аппарат «Акацуки» (Akatsuki), но ему не удалось выйти на орбиту вокруг планеты. Очередная попытка вывести его на эту орбиту будет предпринята в 2016 году, когда «Акацуки» снова приблизится к Венере.

Запуск российского зонда для исследования Венеры – аппарата «Венера-Д», был включен в Федеральную космическую программу на 2006-2015 годы. В 2009 году срок запуска сдвинулся на 2018 год. В настоящее время он планируется не ранее 2024 года.

Последние исследования

На Венере три миллиарда лет назад могли существовать пригодные для жизни условия и, возможно, сама жизнь. Об этом заявили в Институте космических исследований Годдарда в США.  По их мнению, именно Венера, а не Земля была первой пригодной для обитания планетой в Солнечной системе.

Ученые пришли к выводу, что ранее Венера обладала мягким климатом, а на ее поверхности находились водные океаны глубиной до двух километров.  Расчеты показали, что океаны на Венере исчезли сравнительно недавно – около 715 миллионов лет назад. То есть, времени их существования хватило бы для появления микробов. Ожидается, что полный отчет будет представлен в конце текущей недели на заседании Американского астрономического общества в Пасадене.

Отметим, что Венера вызывает интерес в первую очередь своим сходством с Землей и есть вероятность, что наша планета может пойти по ее пути. Ученые считают, что ранее Венера и Земля находились ближе, чем сейчас и климат у них был идентичен.

Существует гипотеза, что в далеком прошлом в эту планету врезался другой космический объект, удар которого заставил ее вращаться в обратную сторону. В следствии этого Венера лишилась магнитного поля и водяной пар был унесен солнечным ветром. Венеру часто называет злой сестрой-близнецом Земли, поскольку сейчас на этой планете самые суровые условия в Солнечной системе.

Ранее сообщалось, что у ближайшей к Солнцу звезды Проксима Центавра обнаружена экзопланета Proxima b, которая может быть пригодна для жизни. А зонд Juno прислал фотографии, которые свидетельствуют о том, что Юпитер оказался не таким, каким мы его знали.

Интересные факты о Венере

  1. День длится дольше года. Чтобы выполнить один осевой оборот, уходит 243 дня. Орбитальный проход занимает 225 дней, а один день (солнечный) – 117 дней.
  2. Венера испытывает ретроградное вращение. Это единственная из солнечных планет, которая совершает оборот не против часовой стрелки, а вслед за ней. Возможно, в прошлом Венера столкнулась с крупным телом, которое изменило механизм ее функционирования.
  3. На втором месте по яркости. Лидирует земной спутник. Но кажущаяся величина Венеры может быть от -3.8 до -4.6, поэтому иногда ее удается разглядеть и днем.
  4. Атмосферное давление превышает земное в 92 раза. По размеру и массе Земля и Венера похожи. Но ее плотная атмосферная шапка не пускает к поверхности мелкие астероиды. Поэтому кратеры оставлены лишь от крупных объектов. Если вы окажетесь там, то почувствуете себя будто на дне океана.
  5. Земная сестра. Ученые отметили, что среди всех солнечных планет эта сильнее всех напоминает Землю. Даже по структурному плану (ядро, мантия и кора) они похожи.
  6. Полагали, что это два разных объекта. Древние народы верили, что перед ними два разных объекта, поэтому планету именовали дважды: Фосфор и Геспер (греки) или Люцифер и Веспери (Рим), Дело в том, что из-за своей позиции Венеру можно было наблюдать утром или вечером. Именно поэтому египтяне именовали ее вечерней и утренней звездой.
  7. Самая раскаленная планета в системе. Все сложилось таким образом, что вторая планета от Солнца стала самой горячей. Отсутствие сезонов и концентрация углекислого газа в атмосфере (96.5%) привели к тому, что ее температурная отметка замирает на 462°C.

Видео


Источники