Венера – вторая от Солнца планета Солнечной системы, названная в честь римской богини любви. Это один из самых ярких объектов на небесной сфере, «утренняя звезда», появляющаяся в небе на рассвете и на закате. Венера во многом похожа на Землю, однако вовсе не так дружелюбна, как кажется издали. Условия на ней совершенно непригодны для возникновения жизни. Поверхность планеты скрыта от нас атмосферой из углекислого газа и облаками серной кислоты, создающими сильнейший парниковый эффект. Непрозрачность облаков не позволяет изучить Венеру подробно, посему она до сих пор остается для нас одной из самых загадочных планет.
Краткая характеристика
Венера обращается вокруг Солнца на расстоянии 108 млн. км, и эта величина практически постоянна, поскольку орбита планеты почти идеально круговая. При этом расстояние до Земли изменяется ощутимо – от 38 до 261 млн. км. Радиус Венеры в среднем составляет 6052 км, плотность – 5,24 г/см³ (плотнее, чем земная). Масса равна 82% от массы Земли – 5·10 24 кг. Ускорение свободного падения также близко к земному – 8,87 м/с². Спутников у Венеры нет, однако вплоть до XVIII века предпринимались неоднократные попытки их поиска, не увенчавшиеся успехом.
Полный круг по орбите планета совершает за 225 дней, а сутки на Венере самые длинные во всей Солнечной системе: они длятся целых 243 дня, – дольше, чем венерианский год. Венера движется по орбите со скоростью 35 км/с. Наклон орбиты к плоскости эклиптики довольно существенен – 3,4 градуса. Ось вращения практически перпендикулярна плоскости орбиты, благодаря чему северное и южное полушария освещаются Солнцем почти одинаково, и смена сезонов на планете отсутствует. Еще одна особенность Венеры в том, что направления ее вращения и обращения не совпадают, в отличие от других планет. Предполагается, что это связано с мощным столкновением с крупным небесным телом, изменившим ориентацию оси вращения.
Венеру относят к планетам земного типа, а также называют сестрой Земли из-за схожести размеров, масс и состава. Но условия на Венере сложно назвать похожими на земные. Ее атмосфера, состоящая в основном из углекислого газа, самая плотная среди всех планет того же типа. Атмосферное давление больше земного в 92 раза. Поверхность обволакивают густые облака серной кислоты. Для видимого излучения они непрозрачны, даже с искусственных спутников, что долгое время мешало увидеть, что находится под ними. Только радиолокационные методы впервые позволили изучить рельеф планеты, так как венерианские облака оказались прозрачными для радиоволн. Было выяснено, что на поверхности Венеры есть множество следов вулканической активности, однако действующих вулканов найдено не было. Кратеров очень мало, что говорит о «молодости» планеты: ее возраст – около 500 млн. лет.
Образование
Венера по своим условиям и особенностям движения очень отличается от других планет Солнечной системы. И до сих пор невозможно дать ответ на вопрос, в чем причина такой уникальности. Прежде всего, является ли это результатом естественной эволюции или же геохимических процессов, обусловленных близостью к Солнцу.
Согласно единой гипотезе происхождения планет в нашей системе, все они возникли из гигантской протопланетной туманности. Благодаря этому состав всех атмосфер долгое время был одинаковым. Спустя некоторое время только холодные планеты-гиганты смогли удержать самые распространенные элементы – водород и гелий. С более близких к Солнцу планет эти вещества были фактически «сдуты» в космическое пространство, и в их состав вошли более тяжелые элементы – металлы, оксиды и сульфиды. Атмосферы планет образовывались прежде всего за счет вулканической активности, и их изначальный состав зависел от состава вулканических газов в недрах.
Атмосфера
Венера обладает очень мощной атмосферой, скрывающей от непосредственного наблюдения свою поверхность. Большая ее часть состоит из углекислого газа (96%), 3% составляет азот, а других веществ – аргона, водяного пара и других – и того меньше. Кроме того, в атмосфере в большом объеме присутствуют облака серной кислоты, и именно они делают ее непрозрачной для видимого света, однако инфракрасное, микроволновое и радиоизлучение через них проходят. Атмосфера Венеры в 90 раз массивнее земной, а также гораздо горячее – температура ее составляет 740 К. Причина такой нагретости (больше, чем на поверхности более близкого к Солнцу Меркурия) кроется в парниковом эффекте, возникающем из-за высокой плотности углекислого газа – основной составляющей атмосферы. Высота венерианской атмосферы около 250-350 км.
Атмосфера Венеры постоянно и очень быстро циркулирует и вращается. Период ее вращения во много раз меньше, чем у самой планеты, – всего 4 суток. Скорость ветра также огромна – около 100 м/с в верхних слоях, что гораздо больше, чем на Земле. Однако на небольших высотах движение ветров существенно ослабевает и достигает лишь порядка 1 м/с. На полюсах планеты формируются мощные антициклоны – полярные вихри, имеющие S-образную форму.
Как и земная, венерианская атмосфера состоит из нескольких слоев. Нижний слой – тропосфера – наиболее плотный (99% от общей массы атмосферы) и простирается на высоту в среднем 65 км. Из-за высокой температуры поверхности нижняя часть этого слоя самая горячая в атмосфере. Скорость ветра здесь также невысока, но с увеличением высоты она увеличивается, а температура и давление уменьшаются, и на высоте примерно 50 км уже приближаются к земным значениям. Именно в тропосфере наблюдается наибольшая циркуляция облаков и ветров, и наблюдаются погодные явления – вихри, ураганы, мчащиеся с огромной скоростью, и даже молнии, которые здесь бьют в два раза чаще, чем на Земле.
Между тропосферой и следующим слоем – мезосферой – находится тонкая граница – тропопауза. Здесь условия наиболее схожи с условиями на земной поверхности: температура от 20 до 37 °C, а давление приблизительно такое же, как на уровне моря.
Мезосфера занимает высоты от 65 до 120 км. Нижняя ее часть имеет почти постоянную температуру 230 К. На высоте около 73 км начинается облачный слой, и здесь температура мезосферы постепенно уменьшается с высотой до 165 К. Примерно на высоте 95 км начинается мезопауза, и здесь атмосфера снова начинает нагреваться до значений порядка 300-400 К. Такая же температура и у лежащей выше термосферы, простирающейся до верхних границ атмосферы. Стоит отметить, что в зависимости от освещенности Солнцем поверхности планеты температуры слоев на дневной и ночной стороне существенно отличаются: например, дневные значения для термосферы около 300 К, а ночные – всего около 100 К. Кроме того, на Венере также существует протяженная ионосфера на высотах 100 – 300 км.
На высоте 100 км в атмосфере Венеры имеется озоновый слой. Механизм его образования аналогичен земному.
Собственного магнитного поля на Венере нет, однако есть индуцированная магнитосфера, образованная потоками ионизированных частиц солнечного ветра, приносящих за собой магнитное поле звезды, вмороженное в корональное вещество. Силовые линии индуцированного магнитного поля как бы обтекают планету. Но из-за отсутствия собственного поля солнечный ветер беспрепятственно проникает в ее атмосферу, провоцируя ее отток через магнитосферный хвост.
Плотная и непрозрачная атмосфера практически не позволяет солнечному свету достигать поверхности Венеры, поэтому ее освещенность очень невысока.
Строение
Фотография с межпланетного космического аппарата
Информация о рельефе и внутреннем строении Венеры стала доступна сравнительно недавно благодаря развитию радиолокации. Съемки планеты в радиодиапазоне позволили создать карту ее поверхности. Известно, что более 80% поверхности залито базальтовой лавой, и это говорит о том, что современный рельеф Венеры образован в основном вулканическими извержениями. И действительно, на поверхности планеты очень много вулканов, особенно мелких, диаметром около 20 километров и высотой 1,5 км. Есть ли среди них действующие, на данный момент сказать невозможно. Кратеров же на Венере гораздо меньше, чем на других планетах земной группы, поскольку плотная атмосфера препятствует проникновению сквозь нее большинства небесных тел. Кроме того, космические аппараты обнаружили на поверхности Венеры возвышенности высотой до 11 км, занимающие около 10% всей площади.
Единой модели внутреннего строения Венеры не разработано и по сей день. По наиболее вероятной из них, планета состоит из тонкой коры (около 15 км), мантии толщиной более 3000 км и массивного железно-никелевого ядра в центре. Отсутствие магнитного поля на Венере может объясняться отсутствием в ядре движущихся заряженных частиц. Это означает, что ядро планеты твердое, поскольку в нем не происходит движения вещества.
Наблюдение
Поскольку из всех планет Венера наиболее близко подходит к Земле и потому видна на небе наиболее ярко, наблюдение ее не составит особого труда. Она видна невооруженным глазом даже в дневное время, ну а ночью или в сумерки Венера предстает перед взором самой яркой «звездой» на небесной сфере со звездной величиной -4,4 m . Благодаря такой внушительной яркости планету можно наблюдать в телескоп даже днем.
Как и Меркурий, Венера сильно не удаляется от Солнца. Максимальный угол ее отклонения – 47 ° . Удобнее всего наблюдать ее незадолго до восхода или сразу после заката, когда Солнце еще находится за горизонтом и своим ярким светом не препятствует наблюдению, а небо еще недостаточно темное для того, чтобы планета светилась слишком ярко. Поскольку детали на диске Венеры едва уловимы при наблюдениях, необходимо использовать качественный телескоп. И даже в него скорее всего только сероватый круг без каких-либо подробностей. Однако при хороших условиях и качественном оборудовании иногда все же удается увидеть темные причудливые формы и белые пятна, образованные атмосферными облаками. Бинокль же пригодится лишь для поиска Венеры на небе и ее простейших наблюдений.
Атмосфера на Венере была открыта М.В. Ломоносовым во время ее прохождения по диску Солнца в 1761 году.
Венера, как Луна и Меркурий, имеет фазы. Это объясняется тем, что ее орбита находится ближе к Солнцу, чем земная, и поэтому, когда планета находится между Землей и Солнцем, видимой оказывается только часть ее диска.
Зона тропопаузы в атмосфере Венеры из-за схожих с земными условий рассматривается для размещения там исследовательских станций и даже для колонизации.
Венера не имеет спутников, однако долгое время существовала гипотеза, согласно которой ранее им был Меркурий, но из-за некоего внешнего катастрофического воздействия покинул ее гравитационное поле и стал самостоятельной планетой. Кроме того, Венера имеет квазиспутник – астероид, орбита вращения которого вокруг Солнца такова, что он долгое время не выходит из-под воздействия планеты.
В июне 2012 года состоялось последнее в нынешнем веке прохождение Венеры по диску Солнца, полностью наблюдавшееся в Тихом океане и почти на всей территории России. Прошлое прохождение наблюдалось в 2004 году, а более ранние – в XIX веке.
Из-за множества сходств с нашей планетой долгое время жизнь на Венере считалась возможной. Но с тех пор, как стало известно о составе ее атмосферы, парниковом эффекте и других климатических условиях, очевидно, что подобная земной жизнь на этой планете невозможна.
Венера – один из кандидатов на терраформирование – изменение климата, температуры и других условий на планете с целью сделать ее пригодной для жизни земных организмов. В первую очередь, для этого понадобится доставить на Венеру достаточное количество воды для начала протекания процесса фотосинтеза. Также необходимо сделать температуру на поверхности существенно меньше. Для этого нужно свести на нет парниковый эффект за счет переработки углекислого газа в кислород, с чем могли бы справиться цианобактерии, которые потребуется распылить в атмосфере.
Венера - вторая внутренняя планета Солнечной системы, имеющая периодом обращения в 224,7 Земных дней. Планета получила своё название в честь богини любви Венеры из римского пантеона.
Планету Венеру часто называют «космической сестрой» Земли. Действительно, по своим внешним данным эта планета напоминает Землю. Ее поперечник всего на 600 км меньше земного, а сила тяжести на поверхности Венеры почти такая же, как и на Земле. Гиря в 1 кг, будучи перенесена на Венеру, весила бы там 850 г.
Однако на этом сходство кончаются — для землян высадка на «сестринскую» планету была бы фатальной: давление в 90 раз превышающее земное и температура в +400 градусов по Цельсию — лишь часть «сюрпризов», что приготовила нам Венера.
Среднее расстояние Венеры от Земли составляет 41 млн. км в ближайшей точке (в 2 раза ближе, чем ) и 259 млн.км в дальней точке орбиты. Расстояние от Венеры до Солнца составляет 108,2 млн. км.
Венера имеет практически сферическую форму, орбита планеты практически круговая, ее эксцентриситет равен 0,0068 — самый маленький в Солнечной системе. Скорость движения Венеры по орбите — 35 км/с. Период обращения по орбите — 224,7 земных суток, а период вращения вокруг оси — 243,02 земных суток.
Особенностью вращения вокруг своей оси является то,что Венера вращается в обратную сторону, по сравнению с другими планетами Солнечной системы. Такое движение называют ретроградным
.
Благодаря этому одни сутки на Венере продолжаются 116,8 земных суток (т.е. половину венерианского года). Таким образом, день и ночь на Венере длятся по 58,3 земных суток.
Поверхность планеты постоянно закрыта плотными облаками.
Планета Венера какой её можно видеть с орбиты — поверхность планеты никогда не видна из-за завесы облаков
Атмосфера планеты Венера
Облачная пелена на Венере совершенно непрозрачна, и если бы мы очутились на поверхности этой планеты, то были бы навеки лишены вида Солнца и звездного неба. Поэтому рассматривая Венеру в телескопы, мы не видим поверхности планеты, а наблюдаем лишь верхнюю кромку облачности.
Что касается химического состава венерианской атмосферы, то единственным надежно определяемым ее компонентом является углекислый газ, относительное содержание которого по астрономическим данным должно составлять около 95%. Есть и надежные свидетельства о наличии в газовой оболочке Венеры водяного пара. В верхних слоях атмосферы Венеры содержание кислорода не превосходит 0,1% его содержания в таких же слоях атмосферы Земли.
Парниковый эффект имеет место и в атмосферах других планет. Но если в атмосфере Марса он поднимает среднюю температуру у поверхности на 9°, в атмосфере Земли на 35°, то в атмосфере Венеры этот эффект достигает 400 градусов. Зарегистрированный максимум температур на поверхности +480°C — выше температуры плавления свинца!
Столь высокая температура требует объяснения. Как показывают расчеты, она не может быть следствием одной только близости Венеры к Солнцу. Должны действовать какие-то дополнительные факторы, способствующие разогреванию. Скорее всего, таким фактором является чрезвычайно сильный «парниковый эффект» венерианской атмосферы. Вероятно, газовая оболочка планеты, хорошо пропуская видимый солнечный свет, почти полностью поглощает инфракрасное излучение, возникающее в результате нагревания поверхности планеты.
На Земле парниковый эффект связан с наличием в атмосфере углекислого газа и водяного пара. На Венере углекислый газ тоже есть и в большом количестве. Но углекислый газ в инфракрасной области спектра поглощает далеко не все длины волн. Водяной пар мог бы «заполнить» эти «окна прозрачности». Но вода в атмосфере Венеры обнаружена лишь в очень небольших количествах. Конечно, не исключена возможность, что, тепловое излучение планеты поглощает еще какой-либо газ, но какой именно, совершенно не ясно. Кроме того, обращает на себя внимание, что дневная и ночная стороны планеты одинаково горячи.
В связи с этим возникает естественное предположение о высокой внутренней температуре облачной планеты. Вполне возможно, что на Венере в настоящее время происходит бурная вулканическая деятельность. В таком случае высокие температуры, обнаруженные на поверхности Венеры, объясняются мощным притоком энергии из ее недр.
Исследования Венеры с помощью космических аппаратов
Космический зонд «Венера-1» был первым космическим аппаратом с Земли построенным специально для изучения других планет, он стартовал 12 февраля 1961 г., однако вскоре связь с ним была потеряна.
Поэтому первым искусственным аппаратом самостоятельно «измерившем» Венеру стал американский «Маринер 2», запущенный 27 августа 1962 года и уже в декабре того же года передавший ценные сведения о огромной температуре поверхности и полном отсутствии магнитного поля у планеты.
Зато потом советские «Венеры» окупили первые неудачи — 16 советских космических аппаратов передали на Землю колоссальный объем информации о планете №2, а «Венера-7» 15 декабря 1970 года произвела мягкую посадку на Венеру и успешно передала не только данные об параметрах атмосферы, но и фотографии поверхности — первые фотографии поверхности иной планеты, которые увидели земляне. Всего «Венера-7» проработала 23 минуты, пока суровые условия «злой сестры» земли не положили конец миссии аппарата.
Аппараты «Венера-13» и «Венера-14» выяснили, что грунт Венеры состоит на 50 % из кремнезема, 16 % — алюминиевых квасцов и на 11 % из окиси магния.
Период вращения планеты и координаты ее Северного полюса, полученные в результате совместной обработки бортовых радиолокационных и доплеровских измерений «Магеллана» и «Венеры-15, Венеры-16» для 20 опорных точек поверхности Венеры, оказались следующими: Период вращения Т=243.0183 земных суток. Прямое восхождение = 272.57. Склонение = 67.14.
Вторая планета от Солнца Венера является самым ярким светилом в Солнечной системе после Солнца и Луны. Максимальная звездная величина планеты -4,4. При наблюдениях в телескоп хорошо видно, что планета меняет свои фазы, как и Луна. Почти круговая орбита Венеры находится внутри орбиты Земли. Максимальный угол удаления планеты от нашего светила достигает 48°, и в этих положениях Венера может быть видна около 3-х часов перед восходом или после захода Солнца.
В отдельные годы могут наблюдаться прохождения планеты по диску Солнца.
Венера вращается вокруг своей оси, наклоненной к плоскости орбиты на 2°, с запада на восток, то есть в противоположном направлении го сравнению с большинством планет.
Облачная атмосфера Венеры состоит в основном из углекислого газа большой плотности, что не дает рассмотреть поверхность планеты. Только с помощью радиолокационных измерений ученые смогли удалось «разглядеть» рельеф планеты, покрытой сотнями тысяч гор, ущелий и кратеров вулканов. Некоторые из вулканов достигают высоты в 3 км; их диаметр - около 500 км. Некоторые ученые полагают, что вулканическая активность существует на планете до сих пор. Однако подтверждения этому не найдено.
В силу схожести Венеры и Земли , ученые предполагают, что в древности она имела океаны, как на нашей планете. Однако, они могли полностью испариться из за сильного нагрева поверхности планеты.
Плотность атмосферы Венеры составляет 1/14 плотности воды. Поэтому давление на поверхности планеты очень большое - порядка 93 атмосфер. Расчеты показывают, что на Венере почти вся атмосфера вовлечена в единое движение, образуя гигантский ураган, дующий со скоростью около 130 м/сек на верхнем уровне облаков.
Плотная атмосфера Венеры простирается до высоты в 250 км. Температура поверхности достигает почти 500 градусов по Цельсию из за сильного парникового эффекта.
В древнеримской мифологии Венера богиня любви и красоты. В мифах Древней Греции Венерой называют Афродиту.
Исследование Венеры
Латинское название: Venus
Символ: богиня любви и красоты
Средний радиус: 6052 км (7-е место)
Масса: 48,685 х 1023 кг (7-е место)
Плотность: 5,204 г/см3
Ускорение св. падения: 8,87 м/с2
Период обращения вокруг Солнца: 225 земных суток
Орбитальная скорость: 35,0 км/с
Длительность суток: 243 земных суток
Диаметр орбиты: 1,446 а. е.
Наклон орбиты: 3,39°
Магнитное поле: нет
Спутники: нет
Атмосфера: из двуокиси углерода (96,5%)
Более 20 космических аппаратов (КА) посетили Венеру и ее окрестности, начиная с «Маринера 2» («Mariner 2») в 1962 г. «Венера 9» была первым космическим аппаратом, осуществившим мягкую посадку на поверхность планеты в 1975 г. Американский аппарат Пионер-Венера (Pioneer-Venus) позволил получить первую качественную карту поверхности планеты в 1978 г. Успешнее других оказался «Магеллан», запущенный в 1989 г. С помощью этого аппарата удалось получить детальные снимки 98 % поверхности планеты.
И, наконец, аппарат «Венера-Экспресс», который был запущен в октябре 2005 г., начал работу на орбите планеты в мае 2006 г.
Впервые фазы Венеры обнаружил Г. Галилеи и 1610 г. Прохождение Венеры по диску Солнца 4 декабря 1639 г, первым наблюдал английский астроном Джеримайя Хоррокс (1619-1641).
В1761 г. состоялось очередное прохождение Венеры по солнечному диску. Оно позволяло уточнит расстояние от Земли до Солнца по методу, разработанному английским астрономом Э. Галлеем. Однако, для этого требовались наблюдения этого явления по всему миру.
В России наблюдения за Венерой организовал М. В. Ломоносов. Он обратился в Сенат с предложением, где обосновал необходимость снарядить экспедицию для астрономических исследований в Сибирь. Во время наблюдения «явления Венеры на Солнце» 6 июня 1761 г., М. В. Ломоносов заметил, что при «соприкосновении» Венеры с диском Солнца, форма диска планеты в точке касания искривилась. Одновременно появилась «тонкая, как волос, светлая часть солнца», разделявшая небесные тела. Это явление можно было объяснить только преломлением солнечных лучей в атмосфере планеты.
В 1990 г. во время пролета КА «Galileo» мимо Венеры была проведена съемка поверхности планеты ИК спектрометром. Были обнаружены «прозрачные окна», через которые видна поверхность планеты.
И третьим по яркости объектом на небосклоне после Солнца и Луны. Иногда эту планету называют сестрой Земли , что связано с определенной схожестью по массе и размерам. Поверхность Венеры покрыта полностью непроницаемым слоем облаков, основным компонентом которых является серная кислота.
Называние Венера планета получила в честь римской богини любви и красоты. Еще во времена древних римлян люди уже знали, что эта Венера является одной из четырех, отличающихся от Земли планет. Именно самый высокий показатель яркости планеты, заметность Венеры, сыграл свою роль в том, что она была названа в честь богини любви, и это позволило годами ассоциировать планету с любовью, женственностью и романтикой.
Долгое время считалось, что Венера и Земля — это планеты близнецы. Причиной тому было их сходство по размерам, плотности, массе и объему. Однако позже ученые выяснили, что не смотря на очевидную схожесть данных планетарных характеристик, планеты очень сильно отличаются друг от друга. Речь идет о таких параметрах как атмосфера, вращение, температура поверхности и наличие спутников (у Венеры их нет).
Как и в случае с Меркурием знания человечества о Венере значительно возросли во второй половине двадцатого века. До того как США и Советский Союз начали организовывать свои миссии с 1960-х годов, у ученых еще была надежда на то, что условия под невероятно плотными облаками Венеры могут быть пригодны для жизни. Но данные, собранные в результате этих миссий, доказали обратное, — условия на Венере слишком суровы для существования на ее поверхности живых организмов.
Существенный вклад в изучение как атмосферы, так и поверхности Венеры внесла миссия СССР с одноименным названием. Первым космическим кораблем, отправленным к планете и совершивший пролет мимо планеты был «Венера-1» разработанный Ракетно-космической корпорацией «Энергия» имени С.П. Королёва (сегодня НПО «Энергия). Несмотря на то, что с этим кораблем, как и с несколько другими аппаратами миссии связь была потеряна, были те которые смогли не только изучить химический состав атмосферы, но и даже достичь самой поверхности.
Первым кораблем, запущенным 12 июня 1967 года, который смог провести исследования атмосферы был «Венера-4». Спускаемый аппарат корабля был в буквальном смысле раздавлен давлением в атмосфере планеты, однако орбитальный модуль успел сделать целый ряд ценнейших наблюдений и получить первые данные о температуре Венеры, плотности и химическом составе. Миссия позволила определить, что атмосфера планеты состоит на 90% из углекислого газа с незначительным содержанием кислорода и водяного пара.
Приборы орбитального аппарата указали на то, что у Венеры отсутствуют радиационные пояса, а магнитное поле в 3000 раз слабее магнитного поля Земли. Индикатор ультрафиолетового излучения Солнца на борту корабля позволил выявить водородную корону Венеры, содержание водорода в которой было примерно в 1000 раз меньше, чем в верхних слоях атмосферы Земли. Данные были в дальнейшем подтверждены миссиями «Венера-5», «Венера-6».
Благодаря этим и последующим исследованиям, сегодня ученые могут выделить в атмосфере Венеры два широких слоя. Первый и основной слой – это облака, которые непробиваемой сферой охватывают всю планету. Второй — это все, что ниже этих облаков. Облака, окружающие Венеру, простираются от 50 до 80 километров над поверхностью планеты и состоят в основном из двуокиси серы (SO2) и серной кислоты (H2SO4). Эти облака настолько плотные, что они отражают обратно в космос 60% всего солнечного света, который получает Венера.
Второй слой, который находится под облаками, имеет две основных функции: плотность и состав. Совместный эффект этих двух функций на планете огромен, — он делает Венеру самой горячей и наименее гостеприимной из всех планет в Солнечной системе. Из за парникового эффекта температура слоя может достигать 480°С., что позволяет нагревать поверхность Венеры до максимальных в нашей системе температур.
Облака Венеры
На основании наблюдений спутника Venus Express, работу которого курирует Европейское космическое агентство (ЕКА) ученым впервые удалось показать, каким образом погодные условия в толстых слоях облаков Венеры связаны с топографией ее поверхности. Оказалось, что облака Венеры способны не только препятствовать наблюдению за поверхностью планеты, но и давать подсказки о том, что именно на ней расположено.
Считается, что на Венере очень жарко из-за невероятного парникового эффекта, который нагревает ее поверхность до температур в 450 градусов по Цельсию. Климат на поверхности угнетающий, а сама она очень слабо освещена, так как укрыта невероятно толстым слоем облаков. При этом ветер, который присутствует на планете имеет скорость не превышающей скорость легкой пробежки - 1 метр в секунду.
Однако при взгляде издалека, планета, которую также называют сестрой Земли, выглядит совсем иначе - планету окружают гладкие, яркие облака. Эти облака образуют толстый двадцатикилометровый слой, который находится над поверхностью и, таким образом намного холоднее, чем сама поверхность. Типовая температура этого слоя около -70 градусов по Цельсию, что сравнимо с температурами, на облачных вершинах Земли. В вернем слое облака погодные условия гораздо более экстремальны, ветер дует в сотни раз быстрее, чем на поверхности и даже быстрее скорости вращения самой Венеры.
При помощи наблюдений Venus Express ученым удалось значительно улучшить климатическую карту Венеры. Они смогли выделить сразу три аспекта облачной погоды планеты: насколько быстро способны циркулировать ветры на Венере, какое количество воды содержится в облаках и каким образом ярки эти облака распределены по всему спектру (в ультрафиолетовом свете).
«Наши результаты показали, что все эти аспекты: ветер, содержание воды и состав облаков так или иначе связаны со свойствами самой поверхности Венеры», — отметил Жан-Лу Берто из обсерватории LATMOS во Франции, ведущий автор нового исследования Venus Express. «Мы использовали наблюдения с космического корабля, которые охватывают период в шесть лет, с 2006 по 2012 год и это позволило нам изучить закономерности долгосрочных изменения погоды на планете».
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.
1 – спускаемый аппарат;
2 – панели солнечных батарей;
3 – датчик астроориентации;
4 – защитная панель;
5 – корректирующая двигательная установка;
6 – коллекторы пневмосистемы с управляющими соплами;
7 – счетчик космических частиц;
8 – орбитальный отсек;
9 – радиатор-охладитель;
10 – малонаправленная антенна;
11 – остронаправленная антенна;
12 – блок автоматики пневмосистемы;
13 – баллон сжатого азота
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.
Модуль запущенного вслед корабля «Венера-14» смог передать первые панорамные снимки поверхности планеты:
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.
Исследование вулканической активности планеты позволило выявить еще более характерные черты поверхности.
Первой особенностей, является вышеописанные огромные равнины, созданные лавовыми потоками в прошлом. Эти равнины охватывают порядка 80% всей венерианской поверхности. Второй характерной особенностью являются вулканические образования, которые весьма многочисленны и разнообразны. Помимо щитовых вулканов, которые существуют и на Земле (например, Мауна Лоа), на Венере были обнаружено множество плоских вулканов. Эти вулканы отличаются от земных, так как они имеют отличительную плоскую диск-образную форму по причине того, что происходило извержение сразу всей лавы, содержащейся в вулкане. После подобного извержения, лава выходит наружу единым потоком, распространяясь круговым способом.
Геология Венеры
Как и в случае с другими планетами земной группы, Венера по существу состоит из трех слоев: коры, мантии и ядра. Однако есть и то, что весьма интригует — недра Венеры (в отличие от или ) очень похожи на недра Земли. Из-за того, что пока невозможно сравнить истинный состав двух планет, такие выводы были сделаны на основании их характеристиках. На данный момент считается, что кора Венеры имеет толщину 50 километров, толщина мантии 3000 километров, а ядро имеет диаметр 6000 километров.
Кроме того у ученых до сих пор нет ответа на вопрос о том, является ли ядро планеты жидким или же представляет собой твердое тело. Все что остается, это в виду схожести двух планет предполагать, что оно такое же жидкое как у Земли.
Однако некоторые исследования указывают на то, что ядро Венеры твердое. В доказательство этой теории исследователи приводят то, что планете существенно не хватает магнитного поля. Проще говоря, планетарные магнитные поля являются результатом переноса тепла изнутри планеты на ее поверхность, а необходимым компонентом этой передачи является жидкое ядро. Недостаточная мощность магнитных полей, согласно этой концепции, указывает на то, что существование жидкой сердцевины у Венеры попросту невозможно.
Орбита и вращение Венеры
Наиболее примечательным аспектом орбиты Венеры является ее равномерность отдаления от Солнца. Эксцентриситет орбиты составляет всего лишь.00678, то есть орбита Венеры является самой круговой всех планет. Более того, столь маленький эксцентриситет указывает на то, что разница между перигелием Венеры (1,09 х 10 8 км.) и его афелием (1,09 х 10 8 км.) составляет всего 1,46 х 10 6 километров.
Информация о вращении Венеры, как и данные о ее поверхности оставались загадкой до второй половины двадцатого века, когда были получены первые радиолокационные данные. Выяснилось, что вращение планеты вокруг своей оси осуществляется против часовой стрелки, если смотреть с «верхней» плоскости орбиты, но на самом деле вращение Венеры является ретроградным или по часовой стрелке. Причина этого в настоящее время неизвестна, но существует две популярные теории, объясняющие данное явление. Первая указывает на 3:2 спин-орбитальный резонанс Венеры с Землей. Сторонники теории считают, что в течение миллиардов лет сила гравитации Земли изменила вращение Венеры до его нынешнего состояния.
Сторонники другой концепции сомневаются, что сила тяготения Земли была достаточно велика для того, чтобы изменить вращение Венеры таким фундаментальным образом. Вместо этого они ссылаются на ранний период существования Солнечной системе, когда происходило формирование планет. Согласно этой точке зрения, оригинальный оборот Венеры был похож на вращение других планет, но был изменен на текущую ориентацию при столкновении молодой планеты с большим планетезималем. Столкновение было такой силы, что перевернуло планету «с ног на голову».
Вторым неожиданным открытием, связанным с вращением Венеры, является ее скорость.
Для того, чтобы сделать полный оборот вокруг своей оси планете требуется около 243 земных дней, то есть день на Венере дольше, чем на любой другой планете и день на Венере сравним с годом на Земле. Но еще больше ученых поразил тот факт, что год на Венере почти на 19 земных дней меньше чем один день Венеры. Таких свойств, опять же, нет ни у одной другой планеты Солнечной системы. Эту особенность ученые связывают как раз с обратным вращением планеты, особенности исследования которого были описаны выше.
- Венера является третьим по яркости природным объектом на небосклоне Земли после Луны и Солнца. Планета имеет зрительную величину от -3.8 до -4.6, что делает ее видимой даже в ясный день.
Венеру иногда называют «утренней звездой» и «вечерней звездой». Это связано связано с тем, что представители древних цивилизаций принимали эту планету за две разных звезды, в зависимости от времени суток.
Один день на Венере дольше, чем один год. Из-за медленного вращения вокруг своей оси день длится 243 земных дней. Оборот по орбите планеты занимает 225 земных дней.
Венера названа в честь римской богини любви и красоты. Считается, что древние римляне назвали ее так из-за высокой яркости планеты, что в свою очередь могло прийти от времен Вавилона, жители которого называли Венеру «яркая королева неба».
У Венеры нет спутников и колец.
Миллиарды лет назад, климат Венеры мог быть похож на Земной. Ученые считают, что Венера когда-то обладала большим количеством воды и океанами, однако из-за высоких температур и парникового эффекта вода выкипела, и поверхность планеты в настоящее время слишком раскалена и враждебна для поддержания жизни.
Венера вращается в противоположном направлении по отношению к другим планетам. Большинство других планет вращаются вокруг своей оси против часовой стрелки, однако Венера, как и , вращается по часовой стрелке. Это известно как ретроградное вращение и, возможно, было вызвано столкновением с астероидом или другим космическим объектом, который изменил направление ее вращения.
Венера является самой горячей планетой в Солнечной системе со средней температурой поверхности 462°C. Кроме того, Венера не имеет наклона своей оси, что означает, что на планете нет сезонов. Атмосфера очень плотная и содержит 96,5% углекислого газа, который задерживает тепло и вызывает парниковый эффект, который испарил источники воды миллиарды лет назад.
Температура на Венере практически не меняется при смене дня и ночи. Это происходит из-за слишком медленного движения солнечного ветра по всей поверхности планеты.
Возраст венерианской поверхности составляет около 300-400 миллионов лет. (Возраст поверхности Земли составляет около 100 миллионов лет).
Атмосферное давление Венеры в 92 раза сильнее, чем на Земле. Это означает, что любые небольшие астероиды, входящие в атмосферу Венеры будут раздавлены огромным давлением. Это объясняет фактор отсутствия небольших кратеров на поверхности планеты. Данное давление эквивалентно давлению на глубине около 1000 км. в океанах Земли.
Венера имеет очень слабое магнитное поле. Это удивило ученых, которые ожидали, что у Венеры магнитное поле, аналогичное по силе земному. Одной из возможных причин этого является то, что Венера имеет твердое внутреннее ядро или, что оно не охлаждается.
Венера единственная планета в Солнечной системе названая в честь женщины.
Венера — ближайшая к Земле планета. Расстояние от нашей планеты до Венеры составляет 41 миллион километров.
Фото Венеры
Первые и единственные на сегодняшний день фотографические снимки поверхности Венеры были получены космическими кораблями советской космической программы «Венера». Но есть еще и снимки планеты, полученные зондом Akatsuki.
Плюсануть
Страница 1 из 2
Венера в Солнечной системе
Венера — вторая по счету планета Солнечной сис-темы, среднее расстояние между ней и Солнцем со- ставляет 108,2 миллиона километров. Ее орбита рас-положена внутри орбиты Земли, поэтому Венера, как и Меркурий, является внутренней планетой.
Орбита Венеры по форме ближе к окружности, чем орбиты других планет. Венера совершает оборот вок- руг Солнца за 224,7 земных суток, двигаясь со ско-ростью 35 километров в секунду. Во время нижних соединений Венера может приближаться к Земле менее чем на 40 млн. км — ближе любой другой боль- шой планеты Солнечной системы. Синодический пе- риод (от одного нижнего соединения до другого) ра- вен 583,92 суткам, а пять таких периодов почти точ-но укладываются в восемь земных лет. Наилучшие условия видимости Венеры приходится на период элонгации, когда угловое расстояние Венеры от Сол- нца достигает 48 градусов; для земного наблюдателя на большее расстояние от нашего дневного светила она никогда не удаляется, поэтому планета видна только после захода Солнца ("вечерняя звезда") либо незадолго до его восхода ("утренняя звезда"). Древ-ние астрономы одно время даже предполагали, что это два разных небесных тела, и дали им различные названия — Фосфор и Люцифер.
Необычно собственное вращение Венеры: длитель- ность одного оборота вокруг оси относительно звезд (звездные сутки) превышает венерианский год и рав- на 243,16 земным суткам, а направление вращения противоположно вращению большинства планет. Вокруг своей оси Венера вращается в обратном на-правлении — с востока на запад (или по часовой стрел- ке, если смотреть со стороны Северного полюса мира), а не с запада на восток, как Земля и другие планеты, кроме Урана. Ось вращения Венеры почти перпенди- кулярна к орбитальной плоскости (наклон экватора к плоскости орбиты — около 2,6°, или же 177,4°, с уче- том обратного вращения), поэтому на планете нет сме-ны времен года. Один день там похож на другой, име- ет одинаковую продолжительность и, по всей види- мости, одинаковую погоду. Из-за необычного сочета- ния направлений и периодов вращения и обращения вокруг Солнца смена дня и ночи на Ве- нере происходит почти за 117 суток, поэтому день и ночь там продолжаются по 58,5 суток. Сутки, которые обычно сравнивают с годом — это солнечные сутки, синодический период враще-ния. Синодический период равен: 1/(1/243 + 1/224,7) = 116,7 земных су-ток (знак "плюс" взят с учетом проти-воположного направления вращения). Именно столько и длятся солнечные сутки на Венере.
Однотипность погоды усиливается сильным парниковым эффектом, созда- ваемым венерианской атмосферой.
Венера схожа с нашей Землей по размерам и массе. Радиус Венеры — 6052 км (у Земли — 6378 км). Масса Венеры составляет 0,815 массы Земли, средняя плотность планеты 5240 кг/м 3 , ускорение свободного падения на эква- торе 8,76 м/с (89% от земного). Из-за медленного вращения эффект сплюс-нутости планеты со стороны полюсов отсутствует.
После Солнца и Луны Венера являет- ся самым ярким светилом земного не-ба: ее звездная величина в максимуме иногда превышает -4,5 т, планету часто наблюдают на дневном небе невоору- женным глазом, а при благоприятных условиях можно даже наблюдать тень от предметов, создаваемую светом Ве-неры (правда, в условиях современной цивилизации найти такие условия до-вольно трудно).
Первый взгляд на Венеру в телескоп
Изучать планету пытались едва ли не сразу после изобретения человечес- твом телескопа. В 1610 году Галилео Галилей впервые наблюдал смену фаз у Венеры, т.е. изменение ее видимой фор- мы от диска до узкого серпа. "Не окон- ченное и скрытое прочтено мною" — та- кую анаграмму опубликовал великий Галилей, чтобы оставить за собой право первенства открытия смены фаз у Вене- ры. Анаграмма содержала сообщение: "Мать любви подражает фигурам Цин- тии". Это можно расшифровать так: "мать любви (Венера) наблюдается в различных фазах подобно Луне (Цин-тии)". Не этим ли открытием утвержда-лась правота гелиоцентрической систе- мы Коперника?
Следом за открытием венерианских фаз появились и заявки других ученых на "открытия", ничем, однако, не под-твержденные. Так, например, Франческо Фонтана из Неаполя в 1643 г. увидел на Венере "горы, поднимавшие- ся на несколько десятков километров". Спор о "Гималаях" на Венере впоследс- твии не затухал, и самым курьезным является то, что современные плане-тологи действительно обнаружили там высокие горные кряжи. Все дело в том, что терминатор, граница дня и ночи, на Венере представляется изло-манной линией. Франческо Фонтана полагал, что неровность терминатора зависит от теней, отбрасываемых ре-льефом. Он наивно применил к Венере выводы, которые в свое время Гали-лей сделан по отношению к лунному терминатору, где изломанность дейс-твительно связана с лунным рельефом. Отсюда нелепый результат, поскольку линия терминатора Венеры зависит лишь от неравномерности ее облачно-го покрова. Начиная с XVII века, аст-рономы не раз пытались "разглядеть" Венеру, но каких-либо подробных де-талей на поверхности планеты уверен-но найти никому не удавалось. Из-за плотной облачности она представляет- ся однородной.
В 1761 году Михайло Ломоносов наблюдал прохождение планеты по диску Солнца. В результате этих наб-людений было сделано открытие ат-мосферы Венеры, описанное в статье "Явление Венеры на Солнце, наблю-денное в Санкт-Петербургской импе-раторской Академии наук мая 26 дня 1761 года". Наблюдая за вхождением Венеры на диск Солнца, Ломоносов за- метил помутнение края солнечного диска при первом контакте: "...Ожи-дая вступления Венерина на Солнце... увидел, наконец, что солнечный край чаемого вступления стал неявственен и несколько будто стушеван, а прежде был весьма чист и везде равен..." Когда диск Венеры почти полностью всту- пил на диск Солнца, вокруг части дис-ка планеты, находившейся еще на фо-не неба, вспыхнул тонкий световой ободок, по яркости близкий к яркости Солнца. Этот ободок Ломоносов назвал "тонкое, как волос сияние". Точно та-кой же световой ободок наблюдался Ломоносовым и при выходе Венеры с диска Солнца: "появился на краю Сол-нца пупырь, который тем явственнее учинился, чем ближе Венера к выступ- лению приходила".
Появление этого ободка впоследс-твии назвали "явлением Ломоносова". Ученый дал ему правильное объясне-ние, написав: "Сие ничто иное показы- вает, как преломление лучей солнеч-ных в Венериной атмосфере", и пояс-нил эту мысль чертежом, на котором был представлен ход преломленных лучей. На основании этого был сделан следующий вывод: "По сим примеча-ниям господин советник Ломоносов рассуждает, что планета Венера окру-жена знатною воздушною атмосфе-рою, таковою (лишь бы не большею), какова обливается около нашего шара земного".
Это стало, по сути, вторым великим открытием в исследованиях Венеры. После него стало понятным, что повер- хность Венеры в оптическом диапазоне никогда не наблюдается, поскольку она скрыта от глаз непроницаемой завесой облаков.
Атмосфера и поверхность
Несмотря на то, что Венеру изучали телескопическими методами почти 400 лет, лишь в середине XX века, с нача-лом "космической эры человечества", стала проясняться картина химическо-го состава планеты и структуры ее по-верхности.
Прежние гипотезы и догадки ученых
о безбрежном гигантском океане, по-крывавшем всю поверхность планеты, или же о безводной пустыне с неутихающими
пылевыми бурями, не были возведены в ранг научной теории. По-
верхность Венеры полностью скрыта мощным облачным покровом, и только
с помощью радиолокаторов возможно "увидеть" ее рельеф.
