Венера

Венера является второй планетой от Солнца, ближайшей планетой к Земле 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 самая высокий показатель яркости планет, заметность Венеры, сыграли свою роль в том, что она была названа в честь богини любви, что 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).

 

Земля и Венера

 

Смотрите также: Роскосмос планирует возобновить полёты на Венеру

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.

Атмосфера Венеры

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».

Смотрите также: Начинается период наблюдения Венеры – астрономы

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.

Рекомендуем: Представитель РАН рассказал о жизни на Венере

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.

 

Венера-7

 

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 Меркурия или Марса) 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 108 км.) и его афелием (1,09 х 108 км.) составляет всего 1,46 х 106 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 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.

Интересные факты о Венере

•      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 Уран, 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.

10 фактов о планете Венера

Venus Transit 2012 / Прохождение Венеры по диску Солнца

Прохождение Венеры по диску Солнца 8 июня 2004 г.

•       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.

 

Снимок Венеры, снятый японским зондом Akatsuki