Венера - Журнал "Все про Космос"

1. Загальні відомості
2. Астрономія
3. Вісь обертання Венери
4. Проходження по диску Сонця
5. супутники Венери
6. квазіспутніка
7. Планетологія
8. клімат
9. Поверхня і внутрішня будова
10. рельєф
11. особливості номенклатури
12. Терраформирование Венери
13. Дослідження планети за допомогою космічних апаратів

Знімок Венери з американської автоматичної міжпланетної станції Марінер-10

Загальні відомості

Середня відстань Венери від Сонця - 108 млн км (0,723 а. Е.). Відстань від Венери до землі змінюється в межах від 40 до 259 млн км. Її орбіта дуже близька до кругової - ексцентриситет становить всього 0,0068. Період обертання навколо Сонця дорівнює 224,7 земних діб; середня орбітальна швидкість - 35 км / с. Нахил орбіти до площини екліптики дорівнює 3,4 °.

Венера класифікується як землеподібну планета, і іноді її називають «сестрою Землі», тому що обидві планети схожі розмірами, силою тяжіння і складом. Однак умови на двох планетах дуже різняться. Атмосфера Венери, найщільніша серед землеподобних планет, складається головним чином з вуглекислого газу. Поверхня планети повністю приховують надзвичайно густі хмари сірчаної кислоти, непрозорі у видимому світлі. Суперечки про те, що знаходиться під густий хмарністю Венери, тривали до XX століття. У той же час атмосфера Венери прозора для радіохвиль, за допомогою яких згодом і був досліджений рельєф планети.

Атмосферний тиск на поверхні Венери в 92 рази більше, ніж на Землі. Детальний картографування поверхні Венери проводилося протягом останніх 22 років, зокрема проектом «Магеллан». Поверхня Венери носить яскраві ознаки вулканічної діяльності, а атмосфера містить багато сірки. Деякі експерти вважають, що вулканічна діяльність на Венері триває і зараз. Однак явних доказів цьому не було знайдено, оскільки поки ні на одній з вулканічних западин (кальдер) не було помічено лавових потоків. Дивно низьке число ударних кратерів говорить на користь того, що поверхня Венери відносно молода: їй приблизно 500 мільйонів років. Ніяких свідчень тектонічного руху плит на Венері не виявлено, можливо, тому що її літосфера через відсутність води дуже в'язка і, отже, недостатньо рухлива.

Астрономія

астрономічні характеристики

Венера - третій за яскравістю об'єкт на небі Землі після Сонця і Місяця і досягає видимої зоряної величини -4,6m. Оскільки Венера ближче до Сонця, ніж Земля, вона ніколи не віддаляється від Сонця більше ніж на 47,8 ° (для земного спостерігача). Тому зазвичай Венера видно незадовго до сходу або через деякий час після заходу Сонця, що дало привід називати її також Вечірня зірка або Ранкова зірка.

Венеру легко розпізнати, тому що за блиском вона набагато перевершує найяскравіші зірки. Відмітною ознакою планети є її рівний білий колір. Венера, так само як і Меркурій, не відходить на небі на велику відстань від Сонця. У моменти елонгацій Венера може відійти від нашої зірки максимум на 47,8 °. Як і у Меркурія, у Венери є періоди ранкової та вечірньої видимості. В давнину вважали, що ранкова і вечірня Венери - різні зірки. Венера - третій за яскравістю об'єкт на нашому небі. У періоди видимості її блиск в максимумі близько -4,4m.

Венера завжди яскравіше, ніж найяскравіші зірки

Вісь обертання Венери

Венера обертається навколо своєї осі, відхиленої на 2 ° від перпендикуляра до площини орбіти, зі сходу на захід, тобто в напрямку, протилежному напрямку обертання більшості планет. Один оборот навколо осі займає 243,02 земних діб. Комбінація цих рухів дає величину сонячної доби на планеті 116,8 земних діб. Цікаво, що один оберт навколо своєї осі по відношенню до Землі Венера здійснює за 146 діб, а синодичний період становить 584 діб, тобто рівно вчетверо довше. В результаті, в кожному нижньому сполученні Венера звернена до Землі однією і тією ж стороною. Поки невідомо, чи є це збігом, або ж тут діє гравітаційне тяжіння Землі і Венери.

Так як Венера розташована ближче до Сонця, ніж Земля, з Землі можна спостерігати проходження Венери по диску Сонця. При цьому планета постає у вигляді маленького чорного диска на тлі величезного світила. Однак це дуже рідкісне явище. Протягом приблизно двох з половиною століть трапляється чотири проходження - два грудневих і два червневих. Останнє сталося 6 червня 2012 року. Наступне проходження буде тільки 11 грудня 2117 року.

Проходження по диску Сонця

Вперше спостерігав проходження Венери по диску Сонця 4 грудня 1639 року англійський астроном Єремія Хоррокс (1619-1641). Він же це явище перечислити.

Венера на диску Сонця. Відео

Анімація. Змодельована поверхню Венери. Потім - візуальне видалення від Венери аж до Землі. Закінчення - проходження Венери по диску Сонця

Особливий інтерес для науки представляли спостереження «явища Венери на Сонце», які зробив М. В. Ломоносов 6 червня 1761 року. Це космічне явище було також заздалегідь обчислено і з нетерпінням очікувалося астрономами усього світу. Дослідження його потрібно для визначення паралакса, що дозволяв уточнити відстань від Землі до Сонця (за методом, розробленим англійським астрономом Е. Галлея), що вимагало організації спостережень з різних географічних точок на поверхні земної кулі - спільних зусиль вчених багатьох країн.

З рукопису М. В. Ломоносова «Явище Венери на Сонце ...». Тисячу сімсот шістьдесят один Аналогічні візуальні дослідження проводилися в 40 пунктах за участю 112 осіб. На території Росії організатором їх був М. В. Ломоносов, який звернувся 27 березня в Сенат з донесенням, що обгрунтовують необхідність спорядження з цією метою астрономічних експедицій до Сибіру, ​​клопотав про виділення коштів на це дорогий захід, він склав керівництва для спостерігачів і т. Д . Результатом його зусиль стало направлення експедиції Н. І. Попова в Іркутськ і С. Я. Румовского - в Селенгинск. Чималих зусиль також коштувала йому організація спостережень в Санкт-Петербурзі, в Академічній обсерваторії, за участю А. Д. Красильникова і Н. Г. Курганова. В їх завдання входило спостереження контактів Венери і Сонця - зорового торкання країв їхніх дисків. М. В. Ломоносов, найбільше цікавився фізичною стороною явища, ведучи самостійні спостереження в своїй домашній обсерваторії, виявив світловий обідок навколо Венери.

Це проходження спостерігалося в усьому світі, але тільки М. В. Ломоносов звернув увагу на те, що при зіткненні Венери з диском Сонця навколо планети виникло «тонке, як волосся, сяйво». Такий же світлий ореол спостерігався і при сходженні Венери з сонячного диска.

М. В. Ломоносов дав правильне наукове пояснення цьому явищу, вважаючи його результатом рефракції сонячних променів в атмосфері Венери. «Планета Венера, - писав він, - оточена повітряною атмосферою, такої (аби не більшою), яка обливається близько нашого кулі земного». Так вперше в історії астрономії, ще за сто років до відкриття спектрального аналізу, було покладено початок фізичній вивчення планет. У той час про планетах Сонячної системи майже нічого не було відомо. Тому наявність атмосфери на Венері М. В. Ломоносов розглядав як незаперечний доказ подібності планет і, зокрема, подібності між Венерою і Землею. Ефект побачили багато спостерігачів: Т. Бергман, П. Варгентін, Шапп д'Отерош, С. Я. Румовскій, але тільки М. В. Ломоносов правильно його витлумачив. В астрономії цей феномен розсіювання світла, відображення світлових променів при ковзному падінні (у М. В. Ломоносова - «пупирь»), отримав його ім'я - «явище Ломоносова».

Цікавий другий ефект, що спостерігався астрономами з наближенням диска Венери до зовнішнього краю диска Сонця або при видаленні від нього. Дане явище, відкрите також М. В. Ломоносовим, не було задовільно витлумачено, і його, як видно, слід розцінювати як дзеркальне відображення Сонця атмосферою планети. Особливо велике воно при незначних кутах ковзання, при знаходженні Венери поблизу Сонця. Вчений описує його наступним чином:

Чекаючи вступу Венерина на Сонце близько сорока хвилин після встановленого в ефемеридах часу побачив, нарешті, що сонячний край чаєм вступу став неявственен і кілька ніби знітився, а перед тим був дуже чистий і скрізь рівний. Повний виходження, або останнім дотик Венери заднього краю до Сонця при самому виході, було також з деяким відривом і з неясністю сонячного краю.

супутники Венери

Венера поруч із Сонцем, закритим Місяцем. Кадр апарату «Клементина»

У XIX столітті існувала гіпотеза, що в минулому супутником Венери був Меркурій, який згодом був нею «втрачений». У 1976 році Том ван Фландерн і Р. С. Харрінгтон за допомогою чисельного моделювання показали, що ця гіпотеза добре пояснює великі відхилення (ексцентриситет) орбіти Меркурія, його резонансний характер обертання навколо Сонця і втрату обертального моменту як у Меркурія, так і у Венери. Також пояснюється придбання Венерою обертання, зворотного основному в Сонячній системі, розігрів поверхні планети і виникнення щільної атмосфери.

У минулому так само мали місце численні заяви про спостереження супутників Венери, але вони завжди виявлялися заснованими на помилку. Перші заяви про те, що виявлений супутник Венери, відносяться до XVII століття. Всього за 120-річний період до 1770 року про спостереженні супутника повідомлялося більше 30 разів, як мінімум 20 астрономами.

До 1770 пошуки супутників Венери були практично припинені, в основному через те, що не вдавалося повторити результати попередніх спостережень, а також в результаті того, що жодних ознак наявності супутника не було виявлено при спостереженні проходження Венери по диску Сонця в 1761 і тисячі сімсот шістьдесят дев'ять році.

квазіспутніка

У Венери (як і у Марса і Землі) існує квазіспутніка, астероїд 2002 VE68, що обертається навколо Сонця таким чином, що між ним і Венерою існує орбітальний резонанс, в результаті якого на протязі багатьох періодів звернення він залишається поблизу планети.

Планетологія

атмосфера

Атмосферу на Венері відкрив М. В. Ломоносов під час проходження Венери по диску Сонця 6 червня 1761 року (за новим стилем).

Атмосфера Венери складається в основному з вуглекислого газу (96%) і азоту (майже 4%). Водяна пара і кисень містяться в ній у невеликій кількості (0,02% і 0,1%). Венерианская атмосфера містить в 105 разів більше газу, ніж земна. Тиск у поверхні досягає 93 атм, температура - 750 К (475 ° C). Це перевищує температуру поверхні Меркурія, що знаходиться вдвічі ближче до Сонця. Причиною такої високої температури на Венері є парниковий ефект, створюваний щільною углекислотной атмосферою.

Щільність атмосфери Венери у поверхні всього в 14 разів менше щільності води. Незважаючи на повільне обертання планети, перепаду температур між денною та нічною стороною планети не спостерігається - настільки велика теплова інерція атмосфери.

Атмосфера Венери простягається до висоти 250 км.

Хмарний покрив розташований на висоті 30-60 км і складається з декількох шарів. Хімічний склад хмар не встановлено. Передбачається, що в них можуть бути присутніми крапельки концентрованої сірчаної кислоти, сполуки сірки та хлору. Вимірювання, проведені з борту космічних апаратів, що спускалися в атмосфері Венери, показали, що хмарний покрив не дуже щільний, і, скоріше, нагадує легку серпанок.

Залежність температури атмосфери від висоти

В ультрафіолетовому світлі хмарний покрив виглядає як мозаїка світлих і темних смуг, витягнутих під невеликим кутом до екватора. Їх спостереження показують, що хмарний покрив обертається зі сходу на захід з періодом 4 доби. Це означає, що на рівні хмарного покриву дмуть вітри зі швидкістю 100 м / с.

Про невирішених проблемах, пов'язаних з атмосферою планети, висловився співробітник Інституту досліджень Сонячної системи Товариства Макса Планка (ФРН) Дмитро Титов:

Практично вся її атмосфера залучена в один гігантський ураган: вона обертається навколо планети зі швидкістю, що досягає 120-140 метрів в секунду біля верхньої межі хмар. Ми поки абсолютно не розуміємо, як це відбувається, і що підтримує це найпотужніше рух. Ще один приклад: відомо, що основний серосодержащий газ на Венері - це двоокис сірки. Але коли ми починаємо моделювати хімію атмосфери на комп'ютері, то з'ясовується, що двоокис сірки повинна бути «з'їдена» поверхнею протягом геологічно короткого часу. Цей газ повинен зникнути, якщо немає якоїсь постійного підживлення. Її приписують, як правило, вулканічної активності. У венеріанській атмосфері блискавки б'ють в два рази частіше, ніж в земній. Це явище отримало назву «електричний дракон Венери». Природа такої електричної активності поки невідома. Вперше цей феномен був зафіксований апаратом «Венера-2». Причому виявили його як перешкоди в радіопередачі.

За даними радянського спускається «Венера-8», освітленість у поверхні планети при висоті Сонця 5,5 ° над горизонтом становить 350 ± 150 люкс, тобто незначна частина сонячного випромінювання досягає поверхні планети. При знаходженні Сонця в зеніті освітленість складає вже 1000-3000 люкс. На Венері ніколи не буває ясних днів.

За даними апарату «Венера-експрес» в атмосфері Венери виявили озоновий шар. Він розташований набагато вище земного, на висоті близько 100 км, і містить в сотні разів менше озону. Передбачається, що озоновий шар на Венері утворюється під дією сонячного випромінювання з вуглекислого газу. Учені підкреслюють, що концентрація озону в атмосфері Венери характерна для неорганічного сценарію освіти.

клімат

Топографічна карта Венери

Цей ефект в атмосфері планети, призводить до сильного розігрівання поверхні, створюють вуглекислий газ і водяну пару, які інтенсивно поглинають інфрачервоні (теплові) промені, що випускаються нагрітої поверхнею Венери. Температура і тиск спочатку, падають зі збільшенням висоти. Мінімум температури 150-170 К (-125 ... -105 ° C) визначено на висоті 60-80 км, а в міру подальшого підйому температура росте, досягаючи на висоті 90-120 км 310-345 К (35-70 ° C).

Вітер, досить слабкий у поверхні планети (не більше 1 м / с), в районі екватора на висоті понад 50 км підсилюється до 150-300 м / с. Спостереження з автоматичних космічних станцій виявили в атмосфері грози.

Поверхня і внутрішня будова

Внутрішня будова Венери

У 2009 році була опублікована карта південної півкулі Венери, складена за допомогою апарату «Венера-експрес». На основі даних цієї карти виникли гіпотези про наявність у минулому на Венері океанів води і сильною тектонічної активності.

Предложено декілька моделей внутрішньої Будови Венери. Згідно найбільш реалістичною з них, на Венері є три оболонки. Перша - кора товщиною приблизно 16 км. Далі - мантія, силікатна оболонка, що простягається на глибину порядку 3300 км до кордону з залізним ядром, маса якого становить близько чверті всієї маси планети. Оскільки власне магнітне поле планети відсутня, то слід вважати, що в залізному ядрі немає переміщення заряджених частинок - електричного струму, що викликає магнітне поле, отже, руху речовини в ядрі не відбувається, тобто воно знаходиться в твердому стані. Щільність в центрі планети досягає 14 г / см³.

Переважна більшість деталей рельєфу Венери носить жіночі імена, за винятком найвищого гірського хребта планети, розташованого на Землі Іштар поблизу плато Лакшмі і названого на честь Джеймса Максвелла.

рельєф

Поверхня Венери, сфотографована апаратами Венера-9 і Венера-10.

Зображення поверхні Венери на основі радіолокаційних даних

особливості номенклатури

Оскільки хмари приховують поверхню Венери від візуальних спостережень, її можна вивчати тільки радіолокаційними методами. Перші, грубі, карти Венери були складені в 1960-і рр. на основі радіолокації, що проводиться з Землі. Світлі в радіодіапазоні деталі величиною в сотні і тисячі кілометрів отримали умовні позначення, причому існувало кілька систем таких позначень, які не мали загального ходіння, а використовувалися локально групами вчених. Одні застосовували букви грецького алфавіту, інші - латинські букви і цифри, треті - римські цифри, четверті - іменування на честь знаменитих учених, які працювали в сфері електро- і радіо- техніки (Гаусс, Герц, Попов). Ці позначення (за окремими винятками) нині вийшли з наукового вжитку, хоча ще зустрічаються в сучасній літературі по астрономії. Винятком є ​​область Альфа, область Бета і гори Максвелла, які були вдало зіставлені і ототожнені з уточненими даними, отриманими за допомогою космічної радіолокації.

Кратери на поверхні Венери

Правила іменування деталей рельєфу Венери були затверджені на XIX Генеральної асамблеї Міжнародного астрономічного союзу в 1985 році, після узагальнення результатів радіолокаційних досліджень Венери автоматичними міжпланетними станціями. Було вирішено використовувати в номенклатурі тільки жіночі імена (крім трьох наведених раніше історичних винятків):

Великі кратери Венери отримують назву в честь прізвищ знаменитих жінок, малі кратери - жіночі імена. Приклади великих: Ахматова, Барсова, Барто, Волкова, Голубкіна, Данилова, Дашкова, Єрмолова, Єфімова, Кленова, Мухіна, Обухова, Орлова, Осипенко, Потаніна, Руднєва, Русланова, Федорець, Яблочкина.

Приклади дрібних: Аня, Катя, Оля, Свєта, Таня і т. Д.

Некратерние форми рельєфу Венери отримують імена на честь міфічних, казкових і легендарних жінок: височин даються імена богинь різних народів, зниженнях рельєфу - інших персонажів з різних міфологій:

землі і плато отримують назву в честь богинь любові і краси; тессери - по імені богинь долі, щастя і удачі; гори, куполи, області називаються іменами різних богинь, велеток, титаніди; пагорби - іменами морських богинь; уступи - іменами богинь домашнього вогнища, вінці - іменами богинь родючості та землеробства; гряди - іменами богинь неба і жіночих персонажів, пов'язаних в міфах з небом і світлом.

Борозни і лінії отримують назви войовничих жінок, а каньйони - імена міфологічних персонажів, пов'язаних з місяцем , Полюванням і лісом.

Терраформирование Венери

терраформіровать Венера

Однак для фотосинтезу необхідна вода, якої, за останніми даними, на Венері практично немає (навіть у вигляді пари в атмосфері). Тому для реалізації такого проекту необхідно в першу чергу доставити на Венеру воду, наприклад, за допомогою бомбардування її водно-аміачними астероїдами або іншим шляхом.

Дослідження планети за допомогою космічних апаратів

«Венера-3» - перший космічний апарат, який досяг Венери