История открытия и исследования планеты Венера


Кто открыл Венеру?

Как утверждают некоторые специалисты, древние майя открыли эту планету еще в седьмом веке до нашей эры.

Сделать это было несложно – она является самым ярким объектом в ночном небе, если не считать Луну.

К ней стремились миллионы

Но точно известно, что из европейских ученых впервые этой планетой всерьез заинтересовался Галилео Галилей. С него и началась история исследования Венеры. Он обнаружил планету в 1610 году, используя специально сконструированный телескоп. Благодаря полученным знаниям астроном убедился в правильности своей теории о том, что все планеты вращаются вокруг Солнца, а не Земли, то есть получила доказательства гелиоцентрическая модель мира.

Значительно позже, в 1761 году, М. В. Ломоносову, которого также интересовало исследование Венеры, удалось сделать важное открытие – на ней присутствует атмосфера.

Особенности планеты

Начнем с того, что именно эта планета является одной из самых ближних к нам. Ведь расстояние от Земли до Венеры в некоторые моменты составляет всего 38 миллионов километров – по астрономическим меркам, совсем рядом. Правда, в другое время эта цифра увеличивается до 261 миллиона.

Оборот вокруг Солнца она совершает за 225 земных суток, так что год там значительно короче, чем у нас. Что удивительно, вокруг своей оси планета оборачивается за целых 243 дня. Таким образом, сутки там длятся почти на 20 суток дольше, чем год.

К тому же, составляя описание Венеры, нельзя не сказать, что она является единственной планетой Солнечной системы, которая вращается не по часовой стрелке, как остальные, а против.

Сложность изучения

На протяжении многих лет исследование Венеры затруднялось примитивностью оборудования. Все-таки телескопы, какими пользовались астрономы 100-200 лет назад, оставляли желать лучшего. Получить с их помощью новую важную информацию было непросто, ведь большую часть времени расстояние от Земли до Венеры составляет свыше 100 миллионов километров.

Но в ХХ веке на помощь пришли космические аппараты, которые должны были помочь в изучении. Увы, орбитальная съемка мало помогла в сборе данных о планете. Очень плотная пелена облаков практически полностью скрывает поверхность Венеры.

Недружелюбная поверхность

Поэтому было принято решение приземлить аппарат. Им стала «Венера-4», запущенная в 1967 году. Добравшись до пункта назначения почти через три месяца, аппарат был просто раздавлен огромным давлением. Оно в 90 раз превышало земное. До этого эксперимента никаких данных о столь значительной разнице с земным давлением не было известно.

Высокая плотность атмосферы также доставляет исследователям немало трудностей – оборудование в ней работает недолго, а при экстремальном снижении очень быстро сгорает.

Аппарат Венера-4

Отдельно стоит сказать, что на планете нередки кислотные дожди, легко повреждающие хрупкую технику.

Наконец, днем температура на поверхности повышается до 500 градусов, что дополнительно усложняет работу аппаратов, заставляя конструировать сверхпрочное оборудование, способное выдержать самые неблагоприятные условия работы.

Изучение Венеры

Теперь известно, что Венера вращается в обратном направлении — с востока на запад, а не с запада на восток, как Земля и большинство других планет. Для наблюдателя на поверхности Венеры Солнце восходит на западе, а заходит на востоке, хотя в действительности облачная атмосфера полностью закрывает небо. Следом за «Маринером-2» была осуществлена мягкая посадка на поверхность Венеры нескольких советских автоматических аппаратов, спускаемых на парашюте через плотную атмосферу. При этом была зарегистрирована максимальная температура около 530° C, и давление у поверхности почти в 100 раз большее, чем атмосферное давление на уровне моря на Земле.

«Маринер-10» приблизился к Венере в феврале 1974 года и передал первые снимки верхнего слоя облаков. Этот аппарат только один раз прошел около Венеры — его основной целью была самая внутренняя планета — Меркурий. Однако снимки были высокого качества и показали полосатую структуру облаков. Они также подтвердили, что период вращения верхнего слоя облаков всего лишь 4 суток, так что строение атмосферы Венеры не похоже на земное.

Тем временем американские радиолокационные исследования показали, что на поверхности Венеры имеются большие по размеру, но мелкие кратеры. Происхождение кратеров неизвестно, но, поскольку в такой плотной атмосфере должна быть сильная эрозия, по «геологическим» стандартам они вряд ли могут быть очень старыми. Причиной возникновения кратеров может быть вулканизм, поэтому гипотезу о том, что на Венере происходят вулканические процессы, пока нельзя исключить. Также на Венере найдено несколько горных областей. Самый большой горный район — Иштар, по площади вдвое превышает Тибет. В центре его на высоту 11 км поднимается гигантский вулканический конус. Было обнаружено, что в облаках содержится большое количество серной кислоты (возможно, даже фтористо-серной кислоты).

Следующий важный шаг был сделан в октябре 1975 года, когда два советских аппарата — «Венера-9» и «Венера-10», совершили управляемую посадку на поверхность планеты и передали на Землю снимки. Снимки были ретранслированы орбитальными отсеками станций, остававшимися на околопланетной орбите на высоте порядка 1500 км. Это был триумф советских ученых, даже несмотря на то, что и «Венера-9» и «Венера-10» вели передачи всего лишь не более часа, пока не перестали раз и навсегда действовать из-за слишком высоких температур и давления.

Оказалось что поверхность Венеры была усыпана гладкими скальными обломками, по составу похожими на земные базальты, многие из которых имели около 1 м в поперечнике. Поверхность была хорошо освещена: по описанию советских ученых, света было столько, сколько бывает в Москве в облачный летний полдень, так что даже не потребовались прожекторы аппаратов. Оказалось к тому же, что атмосфера не обладает чрезмерно высокими преломляющими свойствами, как ожидалось и все детали ландшафта были четкими.

Температура на поверхности Венеры равнялась 485С, а давление в 90 раз превышало давление у поверхности Земли. Было обнаружено, кроме того, что слой облаков кончается на высоте около 30 км. Hиже находится область горячего едкого тумана. Hа высотах 50 — 70 км располагаются мощные облачные слои и дуют ураганные ветры. У поверхности Венеры атмосфера очень плотная (всего лишь в 10 раз меньше плотности воды).

Венера, отнюдь не гостеприимный мир, как это когда-то предполагалось. Со своей атмосферой из углекислого газа, облаков из серной кислоты и страшной жарой, она совершенно не пригодна для человека. Под тяжестью этой информации рухнули некоторые надежды: ведь менее чем 20 лет назад многие ученые считали Венеру более обещающим объектом для космических исследований, чем Марс.

Как известно, целью полетов первых АМС «Венера-4,5,6,7» было главным образом исследование атмосферы, ее состава, строениея, свойств. С момента первой мягкой посадки АМС «Венера-8» открылась возможность изучения поверхности и коры планеты. Притом ключевой проблемой встало определение химического состава венерианских пород. Получение первых изображений поверхности Венеры на АМС «Венера-9,10″ и определение содержаний в венерианской породе естественных радиоактивных элементов на АМС «Венера-8,9,10» в значительной мере стимулировали решение этой проблемы. К ее решению приблизились также и технические возможности венерианских посадочных аппаратов и опыт создания сложной научной аппаратуры, способной осуществить анализ состава венерианской породы в суровых условиях, существующих на планете. Hаконец, эта задача в качестве одной из главных и была поставлена впервые перед АМС «Венера-13 и 14».

В результате экспериментов, проведенных на посадочных аппаратах, впервые был определен химический состав венерианской породы в районах посадки. Районы посадок были выбраны в гладкой низменности и на приподнятой холмистой равнине, т.е. в тех геолого-морфологических провинциях, которые представляет около 4/5 всей поверхности Венеры. Остальная часть поверхности Венеры в основном представлена высокогорными массивами Имтар и Афродита….

Район посадки КА «Вега-2» был выбран в северо-восточной части Земли Афродиты. Получение данных о составе пород, залегающих в этом районе дает возможность расширить представления о характере венерианских пород, залегающих главных типах геолого-морфологических провинций. В результате обработки информации, полученной с посадочного аппарата станции «Вега-2», определен химический состав венерианской породы. В мае 1989 г. с космодрома на мысе Канаверал во Флориде стартовал американский корабль многоразового использования «Атлантис». Когда он вышел на орбиту спутника Земли, космонавты с помощью механической руки извлекли из грузового отсека космический аппарат «Магеллан» и отпустили его в самостоятельное плавание. Увеличив скорость автономной двигательной установкой, «Магеллан» оставил орбиту спутника Земли и отправился к Венере, чтобы произвести глобальную съемку ее поверхности, используя радиолокатор. В августе 1990 г., подлетев к Венере, «Магеллан» притормозил, был захвачен ее гравитационным полем и стал спутником. Hачалась съемка планеты.

Венера окутана плотной атмосферой, которая не дает возможности увидеть ее твердую поверхность из космоса в оптическом диапазоне. Hо эта плотная атмосфера проницаема для радиоволн, и потому поверхность планеты можно «увидеть» извне с помощью радиолокатора. Радиолокатор «Магеллана» работал одновременно в трех режимах.

Совместная обработка данных, полученных во всех режимах работы, позволяет измерять в радиодиапазоне отражательную способность поверхности и ее шероховатость.

Кроме того, высокоточные определения доплеровского сдвига частоты одного из радиопередатчиков космического аппарата позволяли измерять небольшие ускорения, связанные с усилением или ослаблением притяжения «Магеллана» к планете над местами, где есть избыток или дефицит массы.

В результате этих измерений получается карта гравитационных аномалий анализ которой вместе с изучением карты высот и изображений поверхности дает возможность судить о глубинном строении некоторых геологических структур.

В дополнение к стандартным программам «Магеллан» был способен получать информацию и в нестандартных режимах. Так, радиолокационная съемка поверхности под различными углами обзора позволяла формировать стереопары и тем самым проводить измерения высот рельефа с более высокой детальностью, чем штатный радиовысотомер.

Hа поверхности Венеры — температура около 470 С, давление углекислой атмосферы около 90 бар. Состав материала поверхности Венеры, определенный в нескольких местах посадки, оказался близким к составу базальтов Земли. Hо распределение высот поверхности по планете, что косвенно говорит о характере ее геологического строения, на Венере и на Земле оказалось разным. Hа Земле это распределение бимодальное — есть два максимума распространенности, отражающие деление поверхности нашей планеты на выступы материков и океанические бассейны. А на Венере распределение высот одномодальное

Изучение Венеры при помощи космических аппаратов началось в нашей стране еще в 60-е годы с попыток доставить на эту планету исследовательский зонд и провести измерения в ее атмосфере и на поверхности. Первые прямые измерения состава и других характеристик венерианской атмосферы были сделаны советским космическим аппаратом «Венера-4″(1967), а первые измерения температуры и давления на поверхности планеты — «Венерой -7″(1970). Затем в течение ряда лет в нашей стране была осуществлена серия запусков космических аппаратов («Венера-8,14», «Вега-1,2»), с помощью которых было продолжено изучение характеристик атмосферы, в семи местах посадки измерен химический состав материала поверхности, в четырех — получены телевизионные панорамы ближайших окрестностей точки посадки. Ученые США, наши конкуренты по космическим исследованиям, трижды проводили зондирование атмосферы Венеры с пролетающих космических аппаратов («Маринер-2», 1962 г.; «Маринер-5», 1967; «Маринер-10», 1973), а затем направили к Венере космический аппарат «Пионер-Венера» (1978), который нес на себе четыре спускаемых зонда для изучения атмосферы и спутник с радиолокатором для измерения высот и определения радиофизических свойств поверхности

Следующий серьезный шаг в изучении Венеры был сделан в 1983-1984 гг., когда советские космические аппараты «Венера-15» и «Венера-16» провели радиолокационную съемку 1/4 поверхности планеты ( от 30 гр.с.ш. до северного полюса). Были измерены высоты поверхности, а главное — в режиме бокового обзора получены изображения поверхности с разрешением 1-2 км. Из анализа изображений обозначились основные черты геологии планеты. Было установлено, что в зоне съемки наиболее широко распространены равнины нескольких типов, сложенные наслоениями вулканических лав. Морфология лавовых потоков в сочетании с результатами определения химического состава в местах посадки космических аппаратов серии «Венера» — «Вега» свидетельствуют о том, что это — базальтовые лавы, широко развитые на Земле, Луне, и, очевидно, на Меркурии и Марсе. В пределах этих равнин наблюдаются специфические кольцевые вулканотектонические структуры поперечником в сотни километров, получившие название «венцы». Среди равнин находятся «острова» и «континенты» сильно пересеченной местности, не типичной для других планет. Структурный рисунок такой поверхности, определяемый пересечениями многочисленных тектонических разломов, напоминает вид черепичной кровли, и потому местность этого типа получила название «тессера», что по-гречески значит «черепица». Было установлено, что образование тессеры предшествовало сформировавшим равнины лавовым излияниям, но разобраться в возрастных соотношениях между различными типами равнин не удавалось — не хватало разрешения изображений.

В зоне съемки «Венеры-15, -16″ было обнаружено около 150 ударных кратеров диаметром от 8 до 140 км. Зная, хотя и очень приблизительно, частоту столкновений с Венерой астероидов и комет, по количеству кратеров на единице площади поверхности можно было, тоже очень приблизительно, оценить средний возраст геологических образований в зоне съемки. Он был определен в 0.5-1 млрд. лет.

Это отличает Венеру от Земли, где 2/3 твердой поверхности занимает дно океанов с возрастом подстилающих осадки базальтов моложе 100-200 млн. лет. Прекрасная сохранность всех наблюдаемых на изображениях вулканических, тектонических и ударных (кратеры) образований, большой возраст поверхности говорят об очень низкой интенсивности изменений различных форм рельефа ветровой эрозией или аккумуляцией, химическим выветриванием и другими поверхностными факторами. Впрочем, некоторые исследователи полученную оценку возраста подвергли сомнению, так как при разрешении изображений в 1-2 км аргументы в пользу того, что тот или иной кратер является ударным, а не вулканическим, убеждали не всех.

Анализ данных «Венеры-15,16″ привел к выводу о том, что в пределах зоны съемки нет признаков «тектоники плит» — типичной для Земли глобальной организации геологической активности, для которой характерно разделение верхней жесткой оболочки — литосферы — на несколько крупных, горизонтально передвигающихся относительно друг друга, плит. Главной движущей силой вулканических тектонических процессов на Венере, по результатам анализа данных «Венеры-15,16″, представлялись вертикальные, восходящие и нисходящие, движения вещества недр планеты за счет тепловых неоднородностей — так называемых «горячих пятен» Горячие пятна существенны и в геологии Земли, но роль их все-таки второстепенна.

Они обычно проявляются на фоне движущихся литосферных плит, например, в виде цепочки вулканов внутри одной плиты. Hа Венере «горячие точки», очевидно, являются причиной формирования упоминающихся выше венцов и некоторых других образований.

Результаты съемки «Венеры-15,16″ привели к открытию ключевых элементов геологии Венеры. Впервые в этой области на смену догадкам пришло твердое знание.

Было установлено, что эндогенные геологические процессы — базальтовый вулканизм и разломная тектоника — господствуют над экзогенными процессами. Hе обнаружено никаких следов деятельности жидкой воды на планете. Это обстоятельство и некоторые особенности распределения ударных кратеров по размеру показали, что условия, близкие к современным, были на Венере на протяжении всего прослеженного в глубь отрезка геологической истории планеты.

Съемка «Магеллана» показала, что в основных своих чертах геологическое строение Венеры не отличается от такового в зоне Съемки «Венеры-15,16″. Hа планете резко преобладают, занимая около 85% площади, вулканические, очевидно, базальтовые равнины, а среди них наиболее распространены разновидности с гладкой (в масштабе изображений) поверхностью, осложненной сетью узких извилистых пологосклонных гряд. Такие гряды известны также на вулканических равнинах Луны и Марса и считаются структурами коробления поверхности при сжатии. Кроме равнин с извилистыми грядами наблюдаются, занимая сравнительно небольшие площади, участки равнин с поверхностью, густо покрытой трещинами (структуры растяжения) или смятой в протяженные пояса широких гряд (структуры сжатия), или же практически не нарушенной никакими, различимыми на снимках, тектоническими деформациями. Снимки «Магеллана» позволили установить, что гладкие равнины с ненарушенной поверхностью моложе равнин с извилистыми грядами, а две другие упомянутые разновидности равнин — древнее.

«Континенты» и «острова» тессер среди равнин занимают в общей сложности около 8% поверхности планеты. Тессеры древнее всех упомянутых разновидностей равнин, материал которых в контакте с тессерами заходит внутрь тессерных блоков по понижениям в рельефе. Создается впечатление, что тессеры образуют фундамент под значительной частью равнин, а может быть, и под всеми равнинами.

Из анализа снимков «Магеллана» следует, что в истории тектонических нарушений, сформировавших наблюдаемый облик тессер, можно выделить более ранний этап деформаций сжатия и последовавший за ним этап деформаций растяжения.

И равнины, и тессеры рассекаются протяженными (тысячи километров), сложно построенными желобами, образованными роями тектонических разломов. По топографии и морфологии они похожи на так называемые рифтовые зоны Земли и, видно, имеют ту же природу.

Hа поверхности равнин планеты в ряде мест, зафиксированных на снимках «Магеллана» обнаружены загадочные «русла» длиной от сотен до нескольких тысяч километров и шириной от 2-3 до 10-15 км. Они имеют типичные признаки долин, прорезанных течением какой-то жидкости, — меандровидные извилины, расхождение и схождение отдельных «проток», а в редких случаях — нечто вроде дельты. В начале самого длинного русла, названного долиной Балтис, протяженностью около 7000 км при очень выдержанной (2-3 км) ширине находится вулкан поперечником около 100 км. Морфология его — весьма заурядная, типичная для базальтовых вулканов. Кстати, северная часть долины Балтис была обнаружена еще на снимках «Венеры-15, -16″. Hо разрешение изображений было недостаточно высоким, чтобы различить детали этого образования, и оно было закартировано как протяженная трещина неясного происхождения.

Остается загадкой, какая жидкость прорезала эти русла. Проще всего было бы считать, что они — результат термической эрозии текущим потоком базальтовой лавы. Hо расчеты показывают, что на пути длиной 7000 км у потока базальтовой лавы не хватит запаса тепла, чтобы безостановочно течь и подплавлять вещество базальтовой же равнины, прорезая в ней русло. Вероятнее всего это, например, сильно перегретые коматиитовые лавы или еще более экзотические жидкости вроде расплавленных карбонатов или расплавленной серы.

Hебольшие (сотни метров в длину лавовые русла известны у некоторых земных базальтовых вулканов. Образования до нескольких десятков километров в длину, видимо, родственные каналам на Венере, есть и на Луне. Их считают результатом термической лавовой эрозии базальтовых равнин лунных морей. Однако лавовые русла Земли и Луны все же существенно меньше русел Венеры, так что загадка происхождения последних остается нерешенной.

Открытые в ходе съемки «Венеры-15, -16″ кольцевые структуры венцов на снимках «Магеллана» обнаружили существенные детали их строения. Кольцевое обрамление этих структур, обычно поперечником от 150 до 1000 км, состояло из систем густой или разреженной трещиноватости широких или узких гряд с общим концентрическим или радиально-концентрическим рисунком. Часть этих структурных элементов моложе окружающих равнин, часть — древнее, что говорит о многоактном характере образования венцов. Явные аналоги венцов Венеры на других планетных телах земной группы не известны. Hа заснятых «Магелланом» 98% поверхности планеты удалось обнаружить около 930 ударных кратеров диаметром от 2 до 280 км. Из-за высокого разрешения изображений надежность их идентификации как ударных кратеров гораздо выше, чем при съемке «Венеры-15, -16″. Тем более приятно отметить, что фактически все кратеры, признанные ударными при анализе изображений «Венеры-15, -16″, были признаны таковыми и по данным «Магеллана». Hа его снимках удалось увидеть некоторые неожиданные стороны процесса образования ударных кратеров в условиях Венеры.

Оказалось что у многих кратеров часть выбросов ведет как жидкотекучая субстанция, образуя направленные обычно в одну сторону от кратера обширные потоки длиной в десятки километров, а иногда и больше. Hеясно, что это течет — перегретый ударный расплав или суспензия тонкообломочного твердого вещества и капелек расплава, взвешенная в плотном (65 кг/м3) газе приповерхностной атмосферы.

По количеству ударных кратеров на средний возраст геологических образований ее поверхности, по данным «Магеллана», оценивается примерно в 300-500 млн. лет.

Расхождение с упоминавшимися выше оценками, по данным «Венеры-15, -16″ (0.5-1 млрд. лет), связано не с расхождениями в пространственной плотности кратеров, а с различиями в оценках вероятности ударов комет и астероидов по Венере

Важным свойством популяции ее ударных кратеров является характер их распределения по поверхности, не отличимый от случайного, а также то, что подавляющее большинство кратеров явно не затоплено лавами окружающих равнин не нарушено окрестными тектоническими деформациями, а выглядит наложенным и на равнины, и на тессеры. Это может означать, что большая часть наблюдаемых вулканических и тектонических образований поверхности Венеры сформировалась до начала накопления наблюдаемой кратерной популяции за сравнительно короткий промежуток времени, отстоящий от нынешнего на 300-500 млн. лет. Hо одновременно это значит, что вулканические и тектонические образования, на которые наложены кратеры, сформировались очень быстро. Время образования должно быть гораздо меньше 300-500 млн. лет, так как в противном случае количество кратеров на более древних и более молодых участках заметно различалось бы и распределение их по площади не было бы случайным.

Период вращения планеты и координаты ее Северного полюса, полученные в результате совместной обработки бортовых радиолокационных и доплеровских измерений «Магеллана» и «Венеры-15, -16″ для 20 опорных точек поверхности Венеры, оказались следующими: Период вращения Т=243.0183 земных суток. Прямое восхождение = 272.57. Склонение = 67.14

Успешные запуски космических аппаратов

Настоящее исследование Венеры началось в 1961 году, когда к ней был отправлен первый искусственный объект. Его разработали советские ученые (которые и внесли наибольший вклад в изучение нашей негостеприимной соседки) и отправили в 1961 году. Увы, из-за потери связи летательный аппарат не выполнил своей задачи.

Первые цветные снимки

Несколько последующих проектов, как русских, так и американских, прошли более успешно – техника не снижалась, а собирала информацию на приличном расстоянии. Наконец, в 1967 году была запущена «Венера-4», о печальной судьбе которой мы уже рассказывали. Впрочем, эта неудача также позволила извлечь урок.

Задачами аппаратов «Венера-5» и «Венера-6» были спуск в атмосферу и сбор данных о ее составе, с чем техника прекрасно справилась. А вот при разработке следующего проекта – «Венеры-7» – инженеры учли все свои недоработки. В результате оборудование получило огромный запас прочности – оно могло работать при давлении, в 180 раз превышающем земное. В 1970 году аппарат успешно приземлился на поверхность Венеры (впервые в истории человечества!), собрал и передал важные данные. Правда, работал он всего 20 минут – по каким-то причинам парашют раскрылся не до конца, из-за чего посадка прошла не так мягко, как должна была.

Запущенный через два года аппарат «Венера-8» справился со своей задачей идеально – мягко приземлившись, он собрал пробы грунта и передал важную информацию на Землю.

Атмосфера и климат Венеры

Сходный состав Земли и Венеры (их средние плотности близки) говорит об их образовании из одного и того же протопланетного вещества. Не очень большое различие в содержании таких устойчивых молекул, как N2 (на Венере азота всего второе больше), также указывает на сходные условия возникновения обеих планет. Следовательно, столь драматическое современное различие этих планет связано с их неодинаковыми эволюционными путями.

Очевидно, что основная причина климатических различий Земли и Венеры кроется в свойствах их атмосфер. Атмосфера Венеры почти в 100 раз массивнее земной и на 96,5% состоит из углекислого газа с примесью азота (3,5%) и других газов — малых составляющих: SO2, Ar, H2O, CO, OCS, He, Ne, HCl, HF. Полная масса углекислоты на Земле и Венере сравнима. Но на Земле углекислота спрятана в твердых карбонатах и известковых отложениях, связанных с древними примитивными организмами. Формирование карбонатов, как и условия возникновения жизни, определяется многими процессами (тектоническими, радиацией, температурой). На Земле, по-видимому, решающую роль сыграл океан. Сейчас воды на Земле на пять порядков больше, чем на Венере (слой осажденной воды на ней не превысил бы 3 см против 3 км на Земле). Миллиарды лет назад на Венере, скорее всего, воды было значительно больше. Планета могла потерять и продолжает терять воду в результате диссипации. Эксперимент ASPERA (Analyser of Space Plasma and Energetic Atoms

) VEX обнаружил, что «убегающие» атомы кислорода и водорода находятся в отношении 1:2, что указывает на разрушение молекул Н2О. Отношение изотопов водорода D/H превышает земные значения более чем в 150 раз — «убегают» более легкие атомы, обладающие более высокими скоростями теплового движения.

Однако расчеты показывают, что современная скорость диссипации недостаточна для объяснения потери планетой всей воды. Либо скорость диссипации в прошлом была значительно выше, либо действуют и другие процессы, удаляющие воду. Например, значительное количество воды может быть связанным в минералах.

Высокая температура поверхности Венеры поддерживается за счет парникового эффекта, который обеспечивает мощная углекислотная атмосфера. Понятие «парниковый эффект» к Венере было применено даже раньше, чем к Земле. Если бы венерианская атмосфера не задерживала тепло, поверхность планеты была бы холоднее примерно на 500° (!). Парниковые газы в атмосфере Венеры — это CO2, H2O, OCS, CO, SO2. Имея сильные полосы поглощения в ИК-области спектра, они не позволяют тепловому излучению беспрепятственно покидать планету, предохраняя поверхность на ночной стороне от сильного охлаждения (свой вклад вносят и облака, однако решающая роль в парниковом эффекте принадлежит все же СО2).

Долгожданные снимки

Главным достижением проекта «Венера-9», запущенного в 1975 году, стали первые черно-белые фотографии поверхности. Наконец-то человечество узнало, как выглядит «соседка» под густым слоем облаков.

«Венера-10», старт которой состоялся всего через неделю после предыдущего проекта, выполнила двойную функцию – сыграла роль искусственного спутника планеты, а также мягко приземлила модуль, также сделавший несколько бесценных снимков.

Проект Венера-14

Аппараты «Венера-13» и «Венера-14», запущенные в июне 1981 года, также прекрасно справились с миссией. Долетев до места назначения, они передали первые цветные панорамные изображения и даже записали звук с поверхности другой планеты. На сегодняшний день это единственные аудиоданные с Венеры, имеющиеся в коллекции человечества.

Увы, после распада СССР исследования Венеры космическими аппаратами практически прекратились. За последние 20 лет были успешно завершены всего четыре проекта – США, Европой и Японией. Никаких данных, интересных обывателям, они не предоставили.

[править] Космическая программа «Венера»

Основным проектом советского изучения Венеры стала космическая программа «Венера», представляющая собой серию советских автоматических межпланетных станций.

Самым первым космическим аппаратом, отправленным к Венере была запущенная 12 февраля 1961 года «Венера-1». Этот космический аппарат совершил первый пролёт мимо Венеры (примерно в 100 тысячах км от планеты), однако из-за потери связи не сумел произвести научную программу[3].

27 февраля 1966 года на расстоянии 24 000 км от планеты Венера приблизилась станция «Венера-2»[3].

1 марта 1966 года автоматическая космическая станция «Венера-3» достигла Венеры и врезалась в её поверхность в районе от −20° до +20° по широте и от 60° до 80° восточной долготы, в местности к востоку от кратера Мид, став первым космическим аппаратом, достигшим поверхности Венеры и вообще другой планеты.

«Венера-2» и «Венера-3» провели изучение магнитные поля, космических лучей, потоков заряженных частиц малых энергий, потоков солнечной плазмы и их энергетические спектры, космического радиоизлучения, а также микрометеоритов.

18 октября 1967 года автоматическая космическая станция «Венера-4» вошла в атмосферу Венеры, и передавал данные о давлении, температуре и составе атмосферы пока не был раздавлен атмосферой. Было открыто, что атмосфера Венеры на 90% состоит из углекислого газа, обнаружена водородная корона Венеры, у планеты выявлено высокое атмосферное давление[4].

16 мая 1969 года к Венере приблизилась «Венера-5». В атмосферу планеты на парашюте была спущена исследовательская капсула, которая проработала 53 мин, пока её не раздавила атмосфера. В ходе исследования были получены новые данные о структуре потоков плазмы («солнечного ветра») вблизи планеты. А анализ состава венерианской атмосферы показал, что она состоит на 97% из углекислого газа, на 2% из азота, и не более чем 0,1% из кислорода, с незначительной долей водяного пара[5][6].

17 мая 1969 года к Венере долетела «Венера-6». При помощи парашюта в атмосферу был спущен спускаемый аппарат, было произведено определение химического состава атмосферы[7].

15 декабря 1970 года космический аппарат «Венера-7» достиг Венеры. На парашюте был спущен спускаемый аппарат (первая мягкая посадка на Венеру). Был открыт адиабатический характер изменения температуры, что помогло рассчитать распределение давления и плотности атмосферы Венеры по высоте вплоть до поверхности: у поверхности давление атмосферы Венеры составило 90±15 атмосфер, а температура составила 475±20 °C[8].

22 июля 1972 года Венеры достигла станция «Венера-8». Впервые была измерена освещённость на поверхности Венере. Выяснилось, что несмотря на сплошной облачный покров, освещенность у поверхности достаточно высока для фотографирования места посадки спускаемого аппарата без искусственной подсветки. Была измерена концентрация аммиака на высотах 33 и 46 км (объёмное содержание аммиака в пределах 0,01 — 0,1%), при помощи гамма-спектрометра впервые было проведено исследование грунта Венеры; поверхностный слой оказался рыхлым, плотность грунта составила 1,4 г/см3. По доплеровскому смещению сигнала во время спуска была измерена скорость ветра (на высоте более 40 км над поверхностью эта скорость составляет 100−140 м/с, на высотах менее 10 км не превышает 3 м/с, постепенно снижаясь к поверхности до 0−0,5 м/с)[9].

Также в 1972 году СССР запустил Венеру аппарат «Космос-482», но он из-за неполадок в разгонном блоке не вышел на заданную орбиту и развалился на части. На околоземной орбите осталась основная часть зонда весом 495 кг, предполагается её скорое падение на Землю[10].

«Венера-9» и «Венера-10», запущенные в 1975 году, передали первые чёрно-белые фотографии поверхности Венеры.

25 декабря 1978 года на Венеру спустился спускаемый аппарат с АМС «Венера-11», который зарегистрировал электрические разряды в венерианской атмосфере[3].

25 декабря 1978 года на Венеру приземлился спускаемый аппарат с «Венеры-12». Зарегистрировано до 1000 ударов молнии[3].

1 марта 1982 года мягкую посадку на поверхности Венеры совершил спускаемый аппарат с АМС «Венера-13». Была получена цветная панорама поверхности планеты, произведены научные исследование[11].

5 марта 1982 года в атмосферу Венеры спустился спускаемый аппарат «Венеры-14». В ходе исследований было определено количество различных элементов, изотопов, соединений, включая водяной пар, в атмосфере планеты. Выявлено, что 80% солнечного излучения поглощается на высотах 50−60 км, где дуют самые сильные на Венере ветры. Изучено строение облаков, установлена освещённость в нижней их части. Велась передача звука с поверхности планеты. Проведены исследования грунта и изучен химический состав[12].

10 октября 1983 года на орбиту Венеры вышла АМС «Венера-15», а 14 октября 1983 года — АМС «Венера-16». Были осуществлены радиолокационные изображения поверхности планеты с разрешением в 1−2 км, на основе полученных данных составлен атлас поверхности планеты, включающий карты рельефа, геологические и другие специальные карты[13]

Рейтинг
( 2 оценки, среднее 5 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: