Венера
| Венера - вторая планета Солнечной системы | |
| Среднее расстояние от Солнца | 108,2 млн. км. |
| Масса | 4,87·1024 кг |
| Плотность | 5,24 г/см3 |
| Экваториальный диаметр | 12103 км |
| Минимальная температура | 670 К |
| Максимальная температура | 800 К |
| Период вращения вокруг оси | 243 земных суток |
| Период вращения вокруг Солнца | 224,7 земных суток |
В ряду девяти больших планет Венера занимает второе место (если считать от Солнца) и является нашей ближайшей соседкой. Двигаясь внутри земной орбиты, она, как и Меркурий, может оказаться точно между Землей и Солнцем. Тогда для земного наблюдателя планета в течение нескольких часов бывает видна на солнечном диске. Такие явления называются прохождениями Венеры по диску Солнца. Пожалуй, это самое редкое небесное явление. Примерно в течение двух с половиной столетий случается четыре прохождения - два декабрьских и два июньских. Ближайшее произойдет 6 июня 2012 г.
Впервые наблюдал прохождение Венеры по диску Солнца 4 декабря 1639 года английский астроном Джеримайя Хоррокс (1619-1641). Он же это явление предвычислил.
Особый интерес для науки представляли наблюдения "явления Венеры на Солнце", которые сделал русский ученый М. В. Ломоносов 6 июня 1761 года. Это прохождение наблюдалось во всем мире, но только Ломоносов обратил внимание на то, что при соприкосновении диска Венеры с диском Солнца вокруг планеты возникло "тонкое, как волос, сияние". Такой же светлый ореол наблюдался и когда Венера сходила с солнечного диска.
Ломоносов дал правильное научное объяснение этому явлению, считая его результатом преломления солнечных лучей в атмосфере Венеры. "Планета Венера,- писал он,- окружена знатной воздушной атмосферой, таковой (лишь бы не большею), какова обливается около нашего шара земного". Так впервые в истории астрономии, еще за сто лет до открытия спектрального анализа, было положено начало физическому изучению планет. В то время о планетах Солнечной системы почти ничего не было известно. Поэтому присутствие атмосферы на Венере Ломоносов рассматривал как неоспоримое доказательство сходства планет и, в частности, сходства между Венерой и Землей.
Венера действительно оказалась окутана очень плотной облачной атмосферой. И так как поверхность ее совершенно недоступна взору астронома, то телескопические наблюдения планеты сводились в основном к исследованию верхних слоев венерианскои атмосферы.
Многим казалось, что обилие тепла на Венере, а также наличие плотной атмосферы должны благоприятствовать развитию на ней буйной растительности, подобной той, которая произрастала на Земле в каменноугольный период.
Но вот в 1961 году радиоастрономы СССР, США и Англии нацелили на Венеру сверкающие чаши своих радиотелескопов и провели опытную радиолокацию Венеры. Первые же результаты таких наблюдений были ошеломляющими. Венера оказалась похожей не на ботанический сад с экзотической растительностью, а на раскаленную пустыню.
Было установлено, что на дневном полушарии планеты в подсолнечной точке (наблюдатель, находящийся в этой точке планеты, видел бы Солнце в зените) жара достигает 479 °С! Есть на Венере и "полюсы холода". Ими оказались полюсы планеты. Температура там +227 °С. Как видим, понятие холода на Венере весьма условное.
| Венеру иногда называют одной из самых таинственных планет Солнечной системы: плотный облачный покров окутывает ее поверхность. Атмосфера на Венере была открыта М. В. Ломоносовым. Наблюдая 6 июня 1761 прохождение Венеры по диску Солнца (событие довольно редкое, происходящее примерно дважды в столетие), он заметил, что в начале прохождения, когда Венера только небольшой частью нашла на солнечный диск, возникло «тонкое как волос сияние», окружившее часть диска планеты, еще не вступившей на солнечный диск. Подобным же образом, при схождении Венеры с диска, «появился на краю Солнца пупырь, который тем явственнее учинялся, чем ближе Венера к выхождению приходила». Эти наблюдения послужили доказательством наличия атмосферы у Венеры. |
Наиболее успешные радиолокационные наблюдения были проведены в 1964 году советским академиком Владимиром Александровичем Котельниковым из Института радиотехники и электроники Академии наук СССР и американскими исследователями.
Прежде всего, радиолокация Венеры позволила уточнить значение астрономической единицы и измерить расстояние до поверхности планеты с невиданной ранее точностью - до 2 км! Анализируя результаты измерений, ученые установили, что Венера вращается вокруг своей оси гораздо медленнее Земли. Период одного оборота составляет 243,02 земных суток. Причем вращение совершается не с запада на восток, как у Земли и других планет, а в обратном направлении - с востока на запад. Будь небо на Венере ясное, можно было бы наблюдать, как Солнце и звезды восходят в западной части горизонта, а заходят на востоке.
Методом радиолокации впервые был определен и наклон оси вращения Венеры. Оказалось, что она почти перпендикулярна к плоскости орбиты планеты. Но при таком положении оси на планете не может быть смены времен года. На Венере состояние как бы вечного весеннего равноденствия - вечной весны, а температура должна постепенно убывать от экватора к полюсам. Такое убывание температуры действительно отмечено радиоизмерениями. Максимальная разница в температурах между подсолнечной точкой в области экватора и полюсами планеты достигает 250 "С. Обратное вращение Венеры в сочетании с ее орбитальным движением привело к тому, что солнечные сутки на соседней планете длятся 116,8 земных суток. А так как продолжительность венерианского года составляет 224,7 земных суток, то в году на Венере всего лишь двое суток, причем вторые - неполные. Жителям Земли такой календарь показался бы очень странным.
Космическая эра открыла перед человечеством безграничные возможности в изучении Вселенной. На "свидание" с таинственной соседкой Земли отправляются космические аппараты. Советские АМС "Венера" зондируют атмосферу планеты, бурят ее грунт и анализируют его химический состав, передают на землю панорамы венерианских пейзажей. Американские КА "Маринер" и "Пионер-Венера" сообщают первые данные о магнитном поле планеты, уточняют ее массу, передают на Землю снимки облачного покрова Венеры, исследуют ее атмосферу и поверхность. Словом, два десятилетия космических исследований Венеры были более плодотворными, чем все предшествующие им три с половиной столетия телескопических наблюдений. И что же? Соседняя планета оказалась совершенно не похожей на "рай обетованный", как это многим представлялось.
Сурова и агрессивна среда на Венере. Поверхность планеты раскалена, как сковородка: почти 500 °С! При такой жаре плавится не только олово и свинец, но даже цинк! А атмосферное давление достигает 90 земных атмосфер, то есть такое же, как в наших океанах на 900-метровой глубине!
Говоря о венерианской атмосфере, следует четко представлять себе, что ничего общего с земным воздухом она не имеет. Это даже не атмосфера в нашем обычном понимании, а океан раскаленного и спрессованного ядовитого газа. У поверхности планеты плотность венерианской атмосферы в 60 раз превышает плотность атмосферы у поверхности Земли.
Как известно, причина долгих заблуждений, способствовавшая созданию вокруг Венеры ореола глубокой таинственности,- совершенно непроницаемые для оптических телескопов облака. Исследования, выполненные "Венерой-13" и "Венерой-14", показали, что они больше похожи не на облака, а на легкий земной туман, который окутывает планету в интервале высот от 48 до70 км. Вот эта многокилометровая "мгла" и скрывает поверхность Венеры от астрономов.
Более трудной задачей было выяснение состава венерианских облаков, ибо жидкие и твердые вещества, из которых они должны состоять, не образуют узких спектральных линий, как это свойственно атмосферным газам.
В 1972 году американские астрономы высказали предположение, что облака Венеры состоят из концентрированного водного раствора серной кислоты. Данные, полученные в октябре 1975 года "Венерой-9" и "Венерой-10", впервые подтвердили справедливость этой, казалось бы, фантастической гипотезы. Причем состав облаков оказался более сложным, чем предполагали ученые: в них присутствуют еще хлористый и фтористый водород. Это очень едкие газы: растворяясь в воде, они образуют соляную и фтористоводородную кислоты.
Кислоты, находящиеся в атмосфере Венеры, должны растворяться в капельках воды. Можно предположить, что число таких капелек на единицу объема возрастает с глубиной венерианской атмосферы. Ниже верхнего слоя облаков капельки будут приближаться друг к другу, объединяться в более крупные капли и выпадать в виде дождя из серной кислоты. Когда капля серной кислоты падает через более горячий слой атмосферы, с ее поверхности испаряется вода и кислота становится более концентрированной. Дождь из горячих концентрированных кислот на Венере может быть самой едкой жидкостью в Солнечной системе. Однако он никогда не проливается на раскаленные камни венерианских пустынь - его едкие капли испаряются в атмосфере на большом расстоянии от поверхности горячей планеты.
В атмосфере Венеры постоянно дуют ветры. У самой поверхности планеты их скорость не превышает 1 м/с. Зато на уровне верхнего слоя облаков скорость ветра достигает 100 м/с и более. Гонимые ураганным ветром, облачные массы движутся с востока на запад и над экватором планеты совершают полный круг за четверо земных суток, что примерно в 60 раз превышает скорость вращения самой планеты. Единая циркуляция мощных воздушных течений охватывает всю атмосферу Венеры. По-видимому, важную роль в этой глобальной циркуляции венерианской атмосферы играют температурные различия между дневным и ночным полушариями планеты, а также между ее экватором и полюсами.
Как было уже сказано, Венера постоянно затянута толщей сплошного тумана, и поэтому мы не видим с Земли ее поверхности.
И все же люди увидели эту таинственную поверхность. Впервые она предстала нам в октябре 1975 года на панорамных изображениях, переданных с помощью телевизионных камер, которые были установлены на спускаемых аппаратах станций "Венера-9" и "Венера-10". Это - каменистая пустыня.
В марте 1982 года спускаемые аппараты станций "Венера-13" и "Венера-14" передали с поверхности Венеры панорамные изображения окружающей местности. Передача осуществлялась через цветные светофильтры (красный, синий и зеленый). Это впервые позволило получить цветные снимки венерианского ландшафта. Везде преобладают оранжево-коричневые тона со странным зеленоватым отливом. Оказалось, таков спектральный состав солнечного излучения, прошедшего через плотную венерианскую атмосферу. В силу этого на поверхности Венеры нет цветовых контрастов. Даже небо в этом аду не голубое, а огненно-оранжевое. С наступлением утра оно медленно светлеет, но не на востоке, а на западе, потому что вращается Венера медленно и в обратном направлении.
Хотя венерианское небо постоянно затянуто облачной пеленой и с поверхности планеты никогда не бывает видно Солнце (не говоря уже о звездах), облака все же пропускают около 10% солнечного света и освещенность на Венере примерно такая же, как на Земле в пасмурный полдень.
10 августа 1990 года на орбиту спутника Венеры был выведен американский КА "Магеллан". За два года работы (с сентября 1990-го по сентябрь 1992 года) им была выполнена радиолокационная съемка 98% поверхности планеты. В результате составлены подробнейшие карты со средним разрешением не менее 300 м, а геологическая съемка Венеры выполнена даже лучше, чем для Земли. По меркам геологической истории поверхность Венеры оказалась молодой - средний возраст около 500 млн лет.
Все разнообразие венерианского рельефа можно свести к трем основным типам. Наиболее распространены на Венере холмистые возвышенности. На них, как на материках Луны, Меркурия и Марса, наблюдаются метеоритные кратеры. Это самые древние районы Венеры. Низменности с относительно "спокойным" (равнинным) рельефом занимают только шестую часть поверхности планеты; все остальное - горные области. В общем же поверхность Венеры более сглаженная по сравнению с другими планетами земной группы и Луной.
Особый интерес вызывают высокогорные районы Венеры, такие как земля Афродиты в экваториальной области планеты и земля Иштар в ее северном полушарии. Земля Иштар хотя и уступает по размерам земле Афродиты, но выделяется горами Максвелла. Здесь находится высочайшая точка венерианской поверхности. Она возвышается над сферой нулевого уровня на 11,5 км. На склоне этой горы расположен громадный вулканический кратер диаметром 95 км, дно которого опущено почти на 2 км. Любопытно, что внутри этого кратера обнаружен другой - диаметром 55 км. Земля Афродиты на ее восточном краю опоясана двумя рифтовыми долинами. Подобно земным срединно-океаническим рифтам (разломам), они расположены ниже среднего уровня венерианской поверхности и очень напоминают большую долину Маринера на Марсе.
К северу от экватора на Венере находится знаменитая область Бета. Она представляет собой два громадных щитообразных вулкана, похожих на вулканы Гавайских островов. Они поднимаются примерно на 4 км, но в отличие от своих земных двойников занимают очень большую площадь.
В целом на Венере наиболее распространен скалистый ландшафт. Однако ни песка, ни пыли, как на Марсе, ни порошкообразного вещества с включением каменных обломков - лунного реголита - в местах посадки спускаемых аппаратов не оказалось. Зато обнаружено наличие плотных слоистых пород. Их образование приписывается осаждению из атмосферы вулканического пепла и метеорной пыли. Итак, с помощью космических аппаратов на соседней планете были найдены важные доказательства ее вулкано-тектонической активности.
На борту станций "Венера-15" и "Венера-16" работала аппаратура, исследовавшая тепловое излучение планеты. Она обнаружила на поверхности Венеры горячие точки с температурой около 700°С! Очень похоже на то, что это и есть действующие вулканы.
Самый полный и наглядный ответ на вопрос о современной вулканической активности Венеры дал КА "Магеллан". Он заснял на поверхности соседней планеты 543 вулканических кратера. Некоторые венерианские вулканы и вправду оказались действующими!
Как считает видный планетолог Геннадий Николаевич Каттерфельд, в нынешнем рельефе Венеры можно наблюдать то, что было на нашей планете в далекую протерозойскую эру. Подобного рода информация особенно интересна для геохимиков и геологов, ибо она помогает им "прочесть" стертые страницы в истории Земли.
Изучая Венеру, мы познаем геологическое прошлое Земли и в то же самое время стараемся заглянуть в ее будущее.
Коротцев О.Н.
