Венера


П Л А Н Е Т А В Е Н Е Р А

Венера – ближайшая соседка Земли, вторая по порядку

Планета Солнечной системы, ее среднее расстояние до Солнца

108,2 миллиона километров. Размеры и массы Венеры и Земли

Также очень близки : радиус Венеры 6051 км (6378 км у Зем-

Ли), масса Венеры составляет 0,815 массы Земли, средняя

Плотность 5240 кг/м, ускорение свободного падения на эква-

Торе 8,76 м/с, что составляет 0,89 земного. После Солнца и

Луны Венера является самым ярким светилом на земном небе :

Ее звездная величина в максимуме достигает 4,45m, и при бла-

Гоприятных условиях можно даже наблюдать тень от предметов,

Создаваемую светом Венеры. Она совершает один оборот по ор-

Бите вокруг Солнца за 225 земных суток. Собственное вращение

Венеры необычно : длительность одного оборота превышает ве-

Нерианский год и равна 243 земным суткам, направление враще-

Ния противоположно вращению других планет. При этом солнеч-

Ные сутки длятся около 117 дней. Средняя скорость движения

Венеры по орбите 34,99 км/с. Угол между плоскостями экватора

И орбиты равен 25о06, орбита планеты круговая, и поэтому на

Венере не происходит смены времен года.

В 1610 году Галилей впервые наблюдал смену фаз у Вене-

Ры, т. е. изменение ее видимой формы от диска до узкого сер-

Па. В 1761 году Ломоносов, наблюдая прохождение планеты по

Диску Солнца, обнаружил у Венеры атмосферу. Начиная с XVII

Века астрономы не раз пытались “разглядеть” Венеру, однако

Из-за плотного облачного покрова Венера в видимом диапазоне

– 2 –

Длин волн представляется однородной.

Совершенствование техники астрономических наблюдений,

Использование поляриметрических и стереоскопических измере-

Ний, освоение инфракрасного и ультрафиолетового диапазонов

Длин волн позволили получить некоторую информацию о характе-

Ристиках атмосферы Венеры на уровне верхней границы облаков.

В двадцатых – тридцатых годах нашего столетия были про-

Ведены первые наблюдения Венеры в инфракрасной области 8-13

Микрон, позволившие определить температуру атмосферы у верх-

Ней границы облаков (Петтит и Никольсон, 1929 год), обнару-

Жены полосы углекислого газа (Адамс и Данхэм, 1932 год),

Проведены первые поляриметрические измерения (Лио, 1929

Год). Дальнейшее развитие наземных спектроскопических наблю-

Дений позволило Конну и др. в 1969 году получить прекрасный

Атлас инфракрасных спектров Венеры и других планет со спект-

Ральным разрешением порядка 1055, обнаружить линии окиси уг-

Лерода, соляной и фтористо-водородной кислот в спектре Вене-

Ры и оценить содержание этих компонент. Рядом исследователей

В шестидесятые годы были обнаружены в атмосфере планеты пары

Воды.

До полетов космических станций к Венере единственную

Возможность зондирования подоблачной атмосферы планеты пре-

Доставляли радиоастрономические наблюдения в сантиметровом и

Дециметровом диапазонах длин волн. Эти наблюдения, выполнен-

Ные в конце пятидесятых – начале шестидесятых годов в СССР и

США, а также совместные наблюдения ученых обеих стран пока-

Зали, что нижняя атмосфера Венеры имеет температуру 500 –

700 К или 250-450оС. Тогда же в 1961-1962 годах в СССР, США

– 3 –

И Великобритании была проведена радиолокация Венеры, которая

Позволила определить направление и скорость собственного

Вращения, изучить топографические характеристики поверхнос-

Ти, уточнить размер Венеры.

Хотя наземные астрономические наблюдения Венеры продол-

Жают развиваться и поныне, основная информация об этой пла-

Нете за последние два десятилетия была получена с космичес-

Ких аппаратов.

Первым исследовательским аппаратом, направленным земля-

Нами к другой планете, стала советская автоматическая стан-

Ция “Венера-1”, стартовавшая 12 февраля 1961 года. Через три

Месяца она прошла на расстоянии около 100 тысяч километров

От Венеры и вышла на орбиту спутника Солнца. Основными зада-

Чами станции “Венера-1” являлись проверка методов вывода

Космических объектов на межпланетную трассу, проверка сверх-

Дальней радиосвязи и управления станцией, проведение физи-

Ческих исследований в космосе.

В декабре 1962 года американский зонд “Маринер-2” про-

Летел на расстоянии 35 тысяч километров от Венеры, имея на

Борту радиометр сантиметрового диапазона, магнитометр и ряд

Приборов для исследования заряженных частиц в космической

Пыли. Магнитное поле не было обнаружено; по данным радиомет-

Ра был сделан вывод, что радиоизлучение формируется в нижней

Атмосфере Венеры, а не в ионосфере, как это допускалось

Ранее.

В 1965 году к “прекраснейшей из звезд небесных”, так

Назвал Венеру Гомер, ушла “Венера-2”, которая провела так

Называемые полетные исследования. Надежно работали приборы

– 4 –

Для измерения космических лучей, магнитных полей, потоков

Заряженных частиц и микрометеоритов, радиопередатчики и вся

Система передачи результатов научных наблюдений. Расправлен-

Ные крылья солнечных батарей питали приборы и аппаратуру

Электроэнергией.

Основная техническая проблема, стоявшая перед конструк-

Торами межпланетной станции, заключалась в обеспечении ее

Работы во время спуска в атмосфере Венеры в условиях огром-

Ных температур и давления, а также в период аэродинамическо-

Го торможения.

И вот наступил качественно новый этап: в 1965 году “Ве-

Нера-3″ впервые достигла поверхности планеты, а 1967 году

“Венера-4” впервые осуществила плавный спуск в ее атмосфере

И провела непосредственные физико-химические исследования.

Первый в истории человечества сеанс межпланетной радиосвязи

Продолжался 93 минуты. Были измерены в зависимости от высоты

Плотность, давление и температура атмосферы, проведен хими-

Ческий анализ состава атмосферы. Спускаемый аппрарат был

Расчитан на давление до 20 атмосфер, и передача данных прек-

Ратилась до посадки на твердую поверхность Венеры. Было ус-

Тановлено, что углекислый газ является основной компонентой

Атмосферы (не менее 95%), получены пределы содержания ряда

Других компонент, однозначно установлено существование высо-

Ких давлений и температур в атмосфере планеты. На пролетном

Аппарате измерена водородная корона Венеры, проведены наблю-

Дения заряженных частиц и микрометеоритов.

Через день после посадки “Венеры-4” мимо планеты мимо

Планеты на расстоянии 4000 км пролетел “Маринер-5”, с по-

– 5 –

Мощью которого было исследовано прохождение радиосигнала че-

Рез атмосферу и ионосферу (радиопросвечивание) и проведены

Измерения водородной короны. По данным радиопросвечивания

Были получены зависимости температуры и давления от высоты в

Пределах 90-35 км и концентрация электронов ионосфере.

Существование менее плотной, чем земная, водородной ко-

Роны у Венеры было обнаружено измерениями на космических ап-

Паратах “Венера-4” и “Маринер-5”. Для верхних областей Вене-

Ры характерен ряд особенностей, определяемых фотохимией CO2

C возможным участием в комплексе реакций воды и галогенов, в

Условиях атомных и молекулярных взаимодействий и взаимодейс-

Твия с солнечным ветром.

Основная цель запуска в 1969 году двух станций “Вене-

Ра-5″ и “Венера-6” – увеличение проникновения в атмосферу

Венеры, повышение точности измерений химического состава,

Параметров атмосферы и соответствующих им высот. Корпус

Спускаемого аппарата был несколько упрочен, что позволило

Провести измерения подоблачной атмосферы на более низких вы-

Сотах (до 19 км над поверхностью планеты).

Спускаемый аппарат новой конструкции был создан и вошел

В состав станции “Венера-7”, которая достигла окрестностей

Планеты в декабре 1970 года. Ее аппаратура проводила измере-

Ния не только во время спуска во всей толще атмосферы, но и

В течение 23 минут на самой поверхности планеты. Условия

Оказались необыкновенно суровыми : давление достигало 90 ат-

Мосфер, а температура – до 500оС; в облачном покрове, окуты-

Вающем планету, очень много углекислого газа и мало кислоро-

Да. Получены данные о характере пород поверхностного слоя

– 6 –

Венеры.

С помощью спускаемого аппарата станции “Венера-8” в

1972 году были проведены разносторонние исследования атмос-

Феры и поверхности Венеры. Кроме измерений атмосферного дав-

Ления, плотности и температуры были измерены освещенность и

Вертикальная структура аэрозольной среды, в том числе и об-

Лачного слоя, определены скорости ветра на различных высотах

В атмосфере по доплеровскому сдвигу частоты радиопередатчи-

Ка, проведена гамма-спектроскопия поверхностных пород. Фото-

Метрические измерения показали, что облачный слой простира-

Ется до высот около 40 км, оценена его оптическая толщина и

Прозрачность; освещенность на поверхности дневной стороны

Венеры оказалась достаточной для съемки изображения места

Посадки. Впервые получен высотный профиль скорости ветра,

Который характеризуется возрастанием скорости от 0,5 м/сек у

Поверхности до 100 м/сек у верхней границы облаков. По со-

Держанию естественных радиоактивных элементов (уран, торий,

Калий) поверхностные породы на Венере занимают промежуточное

Положение между базальтами и гранитами.

В феврале 1974 года на расстоянии 6000 км от Венеры

Прошел американский зонд “Маринер-10”, на котором были уста-

Новлены телевизионная камера, ультрафиолетовый спектрометр и

Инфракрасный радиометр. Полученные телевизионные изображения

Облачного слоя использовались для исследования динамики ат-

Мосферы. С помощью ультрафиолетового спектрометра обнаружены

И измерены количества гелия в атмосфере.

Станции нового поколения “Венера-9” и “Венера-10”, дос-

Тигшие планеты в октябре 1975 года, стали первыми искусс-

– 7 –

Твенными спутниками Венеры, а их спускаемые аппараты совер-

Шили мягкую посадку на освещенной стороне планеты. Впервые

Были переданы панорамные телевизионные изображения с другой

Планеты, измерены на спускаемых аппаратах плотность, давле-

Ние, температура атмосферы, количество водяного пара, прове-

Дены нефелометрические измерения частиц облаков, измерения

Освещенности в различных участках спектра. Для измерений ха-

Рактеристик грунта помимо гамма-спектрометра использовался

Радиационный плотнометр. Искусственные спутники позволили

Получить телевизионные изображения облачного слоя, распреде-

Ление температуры по верхней границе облаков, спектры ночно-

Го свечения планеты, провести исследования водородной коро-

Ны, многократное радиопросвечивание атмосферы и ионосферы,

Измерение магнитных полей и околопланетной плазмы. На стан-

Циях второго поколения информация со спускаемых аппаратов

Предавалась на орбитальный аппарат, а затем ретранслирова-

Лась на Землю. Это привело к значительному увеличению коли-

Чества получаемой информации.

На панорамах видны выходы коренных пород наряду с эро-

Дированным материалом; развалы камней могут быть результатом

Смещений в коре и служить подтверждением тектонической ак-

Тивности на Венере. В целом поверхность Венеры – это горячая

Сухая каменистая пустыня.

В 1978 году по межпланетной трассе прошли и достигли

Заданной цели еще два посланца – “Венера-11” и “Венера-12”,

Основной задачей которых, было детальное исследование хими-

Ческого состава нижней атмосферы методами масс-спектромет-

Рии, газовой хроматографии, оптической и рентгеновской

– 8 –

Спектроскопии. Были измерены количества азота, окиси углеро-

Да, двуокиси серы, водяного пара, серы, аргона, неона и оп-

Ределены изотопные отношения аргона, неона, кислорода, угле-

Рода, обнаружены хлор и сера в частицах облаков, получены

Детальные данные по поглощению солнечного излучения на раз-

Личных высотах в атмосфере, необходимые для изучения его

Теплового режима. Специальным приемником были зарегистриро-

Ваны импульсы электромагнитного излучения, указывающие на

Существование электрических зарядов в атмосфере наподобе

Земных молний. На пролетных аппаратах были установлены уль-

Трафиолетовые спектрометры для исследования состава верхней

Атмосферы.

Основная составляющая атмосферы Венеры – углекислый газ

(96% по объему ), азот ( 4%), окись углеродадвуокись серы,

Кислорода практически нет, содержание водяного пара, по-ви-

Димому, колеблетсяот 0,1 – 0,4% под облачными слоями до

15-30% выше них. Наземными спектроскопическими исследования-

Ми найдены также молекулы HCl.

Температура атмосферы Венеры у поверхности планеты ( на

Уровне, соответствующем радиусу 6052 км) 735 К, давление 9

МПа, плотность газа в 60 раз больше, чем в земной атмосфере.

Атмосфера Венеры до 50 км от поверхности сохраняется близкой

К адиабатической, а выше 50 км температурный градиент умень-

Шается приблизительно вдвое. Суточные колебания температуры

У поверхности 1 К, а на высоте 50-80 км достигают 15-20 К.

Температура верхней границы облачного слоя в приполярной зо-

Не на 5-10 К выше, чем у экватора, что, видимо, связано с

– 9 –

Изменением высоты расположения облаков. Высокая температура

Атмосферы у поверхности объясняется действием парникового

Эффекта : согласно данным прямых измерений, значительная

Часть солнечного излучения (3 – 4%) достигает поверхности и

Нагревает ее, а сильная непрозрачность для собственного инф-

Ракрасного излучения плотной углекислой атмосферы с примесью

Водяного пара препятствует остыванию поверхности.

Обнаружена высокая грозовая активность Венеры : интен-

Сивность электрических разрядов, регистрировавшаяся по час-

Тоте следования низкочастотных импульсов на спускаемых аппа-

Ратах “Венера-11” и “Венера-12”, оказалась во много раз вы-

Ше, чем на Земле. Очевидно вблизи поверхности Венеры возни-

Кают электрические поля с напряженностью в сотни кВ/м. Высо-

Кая грозовая активность предположительно объясняется наличи-

Ем действующих вулканов на поверхности Венеры.

Космические исследования показали, что собственного

Магнитного поля у Венеры нет.

Одновременно с “Венерой-11” и “Венерой-12” проходила

Работа американского проекта “Пионер-Венера”, который вклю-

Чал спутник и четыре атмосферных зонда с аппаратурой для из-

Мерения давления, плотности, температуры, оптической толщины

Облаков и теплового излучения в атмосфере. На одном из зон-

Дов были дополнительно установлены масс-спектрометр, газовый

Хроматограф, спектрометр размеров аэрозольных частиц и два

Фотометра. На борту спутника находились масс-спектрометры

Нейтрального и ионного состава, ультрафиолетовый спектро-

Метр, инфракрасный радиометр, поляриметр, магнитометр, ана-

Лизаторы плазмы и электрических полей, радар для исследова-

– 10 –

Ния рельефа. 4 декабря 1978 года на околопланетную орбиту

Выведен американский космический аппарат “Пионер-Венера-1”,

А 9 декабря на Венере в четырех точках планеты совершили по-

Садку один большой и три малых зонда (большой и один малый

На дневную сторону, 2 других малых – на ночную поверхность),

Доставленные космическим аппаратом “Пионер-Венера-2” (сам

Космический аппарат сгорел в атмосфере Венеры). Во время

Этих экспериментов были проведены исследования структуры,

Химического состава, оптических свойств и теплового режима

Атмосферы, свойств облаков. Проведены также измерения нейт-

Рального и ионного состава верхней атмосферы; плазменные и

Магнитные измерения; методом радиовысотометрии исследован

Рельеф значительной части планеты.

На спускаемых аппаратах “Венера-13” и “Венера-14” (1982

Год) была установлена усовершенствованная аппаратура хими-

Ческого анализа атмосферы (масс-спектрометры, газовые фрома-

Тографы, оптические и рентгеновские спектрометры), для исс-

Ледования частиц облачного слоя. На этих станциях впервые

Были получены цветные панорамы поверхности планеты, провед-

Ены бурение и анализ грунта. Была решена проблема создания и

Обработки грунтозаборного устройства, взятые образцы грунта

Доставлены внутрь спускаемых аппаратов и подвергнуты рентге-

Новскому анализу, который дал содержание основных элементов

В исследованных образцах грунта.

Главной целью космического эксперимента на искусствен-

Ных спутниках Венеры автоматических межпланетных станциях

“Венера-15” и “Венера-16” (1983 год) являлось радиолокацион-

Ное картографирование поверхности северного полушария с по-

– 11 –

Мощью радиолокаторов бокового обзора. Впервые получены ради-

Олокационные изображения северной приполярной области Вене-

Ры. На изображениях различаются кратеры, гряды, возвышеннос-

Ти, крупные разломы, горные хребты и детали рельефа размером

1-2 км. На спутниках были также установлены приборы для зон-

Дирования поверхности и атмосферы планеты в радиодиапазоне и

Инфракрасный Фурье-спектрометр, созданный учеными ГДР и СССР

Для исследования химического состава, строения, теплового

Режима и динамики атмосферы на высотах 55-100 км.

Получение с помощью разведчиков космоса разнообразной

Информации о районах дальних и ближних, Венере, других угол-

Ках Солнечной системы имеет огромное научное и познаватель-

Ное значение. Познав прошлое люди смогут предсказать будущее.

Литература.

“В Е Г А” Международный проект “Венера-Галлей”

Центр Управления Полетом, 1985 год

“К звездам – To the stars”

Шаталов В. А.

Ребров М. Ф.

Баскевич Э. А.

“Планета”, Москва, 1982 год

“Космонавтика” Энциклопедия

“Советская энциклопедия”, Москва, 1985 год



Зараз ви читаєте: Венера