ВЕНЕРА ПОД ОБЛАКАМИ

Диаметр                                                       12102 км

Масса                                                             4,87*1024 кг

Плотность                                                   5250 кг/м³

Период вращения                                  243 суток (вращение обратное)

Среднее расстояние от Солнца       0,72 а. е.

Период обращения                                224,7 суток

Эксцентриситет орбиты                      0,007

Наклон орбиты                                         3,4°

          Эта планета — одно из красивейших светил неба. Не случайно именно ей древние римляне присвоили имя богини любви и красоты.

          Для земного наблюдателя Венера не отходит от Солнца дальше чем на 48°. Это объясняется тем, что она рас­положена ближе к Солнцу, чем Земля. В течение 585 суток чередуются периоды ее вечерней и утренней ви­димости.

          Почти каждая из планет Солнеч­ной системы может похвастаться ка­ким-нибудь космическим «рекордом». Например, Юпитер — крупнейшая среди планет, Земля — самая плотная, на Марсе самые высокие горы. Что касается Венеры, то у нее самая плот­ная атмосфера среди планет земной группы, самое медленное вращение вокруг оси и наименьший эксцентри­ситет орбиты (0,007).

АТМОСФЕРА

          В 1761 г. ожидалось редкое небесное явление: прохождение Венеры перед диском Солнца. Многие астрономы готовились к этому событию и даже снаряжали экспедиции в дальние края для его наблюдений. Ведь, если наблюдать моменты вступления Ве­неры на солнечный диск и схожде­ния с него из различных, отдален­ных друг от друга пунктов Земли, можно вычислить расстояние от Зе­мли до Солнца — астрономическую единицу, одну из фундаментальных постоянных в астрономии, входя­щую во многие формулы небесной механики.

          Готовились к наблюдениям и рус­ские астрономы. Их организатором был Михаил Васильевич Ломоносов. Он направил две экспедиции в Си­бирь: в Иркутск (под руководством Н. И. Попова) и в Селенгинск (во гла­ве с С. Я. Румовским), организовал наблюдения в Петербурге, на универ­ситетской обсерватории (А. Д. Кра­сильников, Н. Т. Курганов), сам же ре­шил наблюдать дома в небольшую трубу с целью изучения явления как такового.

          Когда черный диск Вене­ры уже сходил с солнечно­го диска, Ломоносов заме­тил, что тонкая дуга на краю Солнца изогнулась, как бы приподнятая дис­ком Венеры, и образо­вался яркий выступ — «пупырь»,  по выражению            Венера в ультрафиолетовых   Ломоносова. Затем «пупырь» лопнул и диск Венеры слился с темным фоном неба. Это явление позже, уже в XX в.,                лучах    получило название «явление Ломоносова». Предположив, что оно вызвано преломлением солнечных лучей в атмосфере Венеры, уче­ный подытожил свое исследование следующими словами: «По сим при­мечаниям господин советник Ломо­носов полагает, что планета Венера окружена знатной воздушной атмо­сферою, таковой (лишь бы не боль­шею), каковая обливается около на­шего шара земного».

          Ломоносов опубликовал свой труд на русском и немецком языках, но он прошел незамеченным, и в 90-х гг. XVIII в. Уильям Гершель и немецкий астроном Иоганн Шретер вторично «открыли» атмосферу Венеры. Прио­ритет Ломоносова был восстановлен лишь в 50-х гг. XX в. усилиями рос­сийских астрономов.

          Так или иначе, в конце XVIII сто­летия стало ясно, что Венера окруже­на плотной атмосферой и мощным облачным слоем. Из чего же состоит эта атмосфера? И какие частицы об­разуют облака Венеры?

          Когда в 60-х гг. XIX в. астрономы впервые попытались выяснить состав атмосферы Венеры методом спект­рального анализа, они прежде всего надеялись обнаружить там «газы жиз­ни» — кислород и водяной пар. Увы, их ожидания не оправдались. Поис­ки возобновились в XX в. Академик Аристарх Аполлонович Белопольский в Пулкове, Весто Мелвин Слайфер во Флагстаффе (штат Аризона, США) пытались найти признаки по­лос кислорода и водяного пара на многочисленных спектрограммах Венеры — и вновь безрезультатно.

          В 1932 г. американские астрономы У. Адаме и Т. Дэнхем на обсервато­рии Маунт-Вилсон зафиксировали в спектре Венеры три полосы,принад­лежащие углекислому газу (СО2). Их интенсивность указывала на то, что количество этого газа в атмосфере Ве­неры во много раз превышает его со­держание в земной атмосфере. По­пытки обнаружить в спектре Венеры признаки других газов долго остава­лись безуспешными. Планета была словно укутана чадрой и не желала раскрывать свои тайны.

          Тогда ученые принялись исследо­вать свойства облачного покрова Ве­неры. В 1923 г. Эдисоном Петтитом и Сэтом Николсоном на обсерватории Маунт-Вилсон были начаты измере­ния температуры облаков Венеры. Затем они многократно повторялись другими астрономами. Наиболее уве­ренные результаты получили в 1955 г. Уильям Синтон и Джон Стронг (США). Температура облачного слоя Венеры оказалась равной 233—240 К (около -40 °С). Близ полюсов плане­ты она понижалась до 205—213 К. В том, что температура облаков Венеры столь низкая, нет ничего удивитель­ного. И в стратосфере Земли царят весьма низкие температуры.

          Специальные наблюдения, выпол­ненные советскими учеными Н. П. Барабашовым, В. В. Шароновым, В. И. Езерским, французским астрономом Б. Лио, а также теория рассе­яния света плотными атмосферами планет,        Участок поверхности    развитая В. В. Соболевым, свидетельствовали о том, что размеры частиц облаков Венеры — около одного микрометра.                   Венеры                     Но какова при­рода этих частиц? На этот вопрос классические методы астрофизики ответить не могли.

          В середине 50-х гг. начались ис­следования Венеры методами радио­астрономии, а в 60-е гг. к этой неизведанной планете полетели межпланетные станции, созданные уче­ными и инженерами СССР и США. За последующие 40 лет о природе Вене­ры удалось узнать намного больше, чем за предыдущие 350 лет телеско­пических наблюдений.

          В 1956 г. астрономы Морской ис­следовательской лаборатории США впервые зарегистрировали тепловое излучение Венеры на волне 3 см. Оно соответствовало температуре 600 К (свыше 300 °С). После дискус­сии о том, что же обладает столь вы­сокой температурой — поверхность планеты или ее ионосфера, ученые пришли к выводу, что такова темпе­ратура поверхности. В 1967 г. в этом окончательно убедили спуск в атмо­сфере Венеры советской межпланет­ной станции «Венера-4» и пролет вблизи планеты американского «Маринера-5». А позднее, после посадки на поверхность планеты станций «Венера-7» (декабрь 1970 г.) и «Вене­ра-8» (июль 1972 г.), выяснилось, что ее температура еще выше, а именно 730—740 °С.

          В чем причина столь сильного разогрева поверхности Венеры? От Солнца она получает только вдвое больше тепла, чем Земля. Если бы Земля оказалась на ее месте, темпе­ратура нашей планеты повысилась бы не более чем на 60 °С. Значит, должно быть и другое объяснение. Его нашел американский ученый Карл Саган. Дело в том, что газовая оболочка Венеры — это гигантский парник. Она способна пропускать солнечное тепло, но не выпускает на­ружу, поглощает излучение самой планеты. Поглотителями являются углекислый газ, на долю которого приходится около 96% состава атмо­сферы, и водяной пар, хотя его и не­много (доли процента).

          Кроме того, в атмосфере Венеры были обнаружены азот (4%) и в небольших концентрациях другие газы (метан, аммиак, окислы азота, серы, соединения хлора и фтора, кислород).

          Астрономы детально изучили рас­пределение давления, плотности, состава и температуры атмосферы Венеры по высоте. Давление ее у поверхности достигало 90 атмосфер. Этот последний результат был полу­чен в начале 70-х гг. с помощью станций «Венера-7» и «Венера-8» и неоднократно уточнялся в ходе даль­нейших экспериментов.

          Длительные наблюдения за облач­ным слоем Венеры с «Маринера-10» позволили выявить ряд устойчивых деталей, хорошо заметных в ультра­фиолетовых лучах. Они перемеща­ются в сторону вращения планеты, значительно его опережая, — с пери­одом в четверо суток. Из этого сле­дует, что на уровне верхней границы облаков (65—70 км над поверхно­стью планеты) дуют ветры с постоян­ным направлением с востока на за­пад и скоростью (вблизи экватора) 110 м/с. По земным меркам это ветер ураганной силы.

          Вопрос о составе облаков Венеры длительное время оставался предме­том острых дискуссий. Гипотезы о том, что облака Венеры — это капель­ки воды, кристаллики льда, капли CO2, пылинки, отвергались одна за другой. Когда в начале 1967 г. французские астрофизики супруги Пьер и Жанна Конн обнаружили в спектре облаков Венеры следы соединений хлора и фтора (НСL и НF), их тоже рассматривали как возможные составляющие частиц облачного слоя. Но тщательный анализ показал, что и эта гипотеза неверна.

          Разгадка была получена в 1972 г., когда американские исследователи Луиза и Эндрю Янг, а также Годфри Силл независимо друг от друга пришли к выводу, что самым различным наблюдательным данным об облаках Венеры (их показателю преломления, спектральным характери­стикам) хорошо удовлетворяет предположение, что они состоят из капелек концентрированной серной кислоты (Н2SО4). Кроме того, серная кислота легко соединяется с водой.

          Давление водяного пара над уровнем облаков оказалось как раз таким, ка­кое должно быть, если облака состоят из капель 80-процентного раство­ра серной кислоты. Такие капельки встречаются и в земной стратосфере. Но в облаках Венеры они играют основную роль.                                                                                                                                                                                                                                                                    Гора Сиф на Венере

          Откуда же берется в атмосфере Ве­неры серная кислота? Исследования показали, что она образуется химиче­ским путем из диоксида серы (SО2), источниками которого могут быть серосодержащие породы поверхности (пириты) и вулканические извержения. А есть ли на Венере вулканы? Это еще предстояло выяснить.

СТРОЕНИЕ ПОВЕРХНОСТИ

          Тщательная радиолокационная съем­ка северного полушария Венеры с ав­томатических станций «Венера-15» и «Венера-16», выведенных в 1984 г. на орбиты спутников планеты, показала, что многие горные вершины имеют на склонах явные следы потоков лавы. Еще заметнее они на радиоизображениях, переданных американским аппаратом «Магеллан», который четыре года (1990—1994 гг.) работал на орбите спутника Венеры.

          Вулканы проявляют себя и в дру­гом: их извержения порождают мощные электрические разряды — насто­ящие грозы в атмосфере Венеры, которые неоднократно регистрировались приборами станций серии «Венера». Нет сомнения, что там случаются и венеротрясения. Сравнение изображений, полученных аппаратом «Магеллан» с интервалом в год, выявило явные изменения форм поверхности.

          Благодаря работе станций серии «Венера» (особенно «Венера-15 и -1б») были составлены карты релье­фа северного полушария планеты. Для этого отечественные специа­листы применили оригинальную методику с использованием двух ра­диолокаторов и с последующей ком­пьютерной обработкой изображений. Российские геологи провели детальный анализ рельефа Венеры.

          Позднее подробную съемку рельефа всей планеты осуществил американский космический аппарат «Магеллан».

          Теперь мы знаем, что рельеф планеты состоит из обширных равнин, пересеченных горными цепями и возвышенностями типа плато. Горные области выглядят как земные материки. Два «континента» Венеры — Земля Иштар и Земля Афродиты — сравнимы по площади с континентальной частью США. Земля Иштар выделяется горами Максвелла, возвышающимися над средним уров­нем на 11 км, т. е. они выше земного Эвереста. По восточному краю Земли Афродиты на 2200 км простираются две рифтовые долины, расположенные ниже среднего уровня венерианской поверхности. Горная область Бета представляет собой два громад­ных вулкана щитообразной формы наподобие вулканов Гавайских островов. Они, как и их земные двойники, поднимаются на 4000 м, но гораздо больше по площади.

          Низменности, похожие на океанские бассейны Земли, занимают только шестую часть поверхности планеты, тогда как на Земле — две трети. Есть на Венере и ударные кра­теры, подобные лунным. Для круп­ных метеоритов, астероидов и ядер комет даже плотная атмосфера не преграда. Основная же часть поверхности Венеры — это холмистая равнина с кратерообразными структура­ми (скорее всего вулканического происхождения), но меньших размеров, чем область Бета.

          Вулканизм Венеры свидетельствует об активности ее недр. Однако проявления этой активности не носят глобального характера, как на нашей планете. Земная кора расколота на несколько отдельных плит, на границах которых конвективные пото­ки жидкой мантии постоянно обновляют ее. На Венере же эти потоки заперты толстой базальтовой корой и большая часть лавы не достигает поверхности.

         У Венеры должно быть жидкое железное ядро, но движения вещества в нем не происходит — нет перемещения заряженных частиц, т. е. электрического тока, а значит, и не возникает собственное магнитное поле планеты.

          Так благодаря применению космической техники и радиолокации рас­крылись перед человечеством, казалось бы, надежно спрятанные под плотной атмосферой и облаками тайны Венеры.                                                                                              

ВРАЩЕНИЕ ВЕНЕРЫ

          Уже в 1667 г. Ажованни Доменико Кассини, работавший тогда в Болонье, предпринял первую попытку определить период враще­ния Венеры вокруг оси. На диске планеты не удалось обнаружить устойчивых деталей, как, например, на Марсе или Юпитере. Бы­ли заметны только слабые темные пятна. Все же Кассини опубликовал найденное им значение периода: 23 ч 21 мин

          Хотя это значение и не имеет ничего обшего с действительным, все же оно было получено не случайно. Ведь время,        Эти "оладьи" -  удобное для наблюдения Венеры, невелико: так, в период вечерней ви­димости от захода Солнца до ее собственного       своеобразное проявление захода проходит не более трех часов. Правда, Венеру можно наблюдать и днем, но рассеянный свет голубого неба          вулканизма, когда сквозь смазывает тонкие детали, которые необходимы для расчета. Таким образом, Кассини прихдилось наблюдать планету        трещины коры  примерно раз в сутки. Он видел те же детали и полагал, что за это время Венера сделала полный оборот вокруг оси. Зная   выдавливается очень периоды вращения Земли (24 ч) и Марса (24 ч 37 мин), он решил, что такой период характерен для планет земной              вязкая лава группы.                                                                                                                                 

          В 80-е гг. XIX в. итальянский астроном Ажованни Скиапарелли установил, что Венера вращается гораздо медленнее. Тогда он предположил, что планета обращена к Солнцу одной стороной, как Луна к Земле, и, стало быть, ее период вращения равен периоду обращения вокруг Солнца — 225 суткам. Та же точка зре­ния была высказана и в отношении Меркурия. Но в обоих случаях этот вывод оказался неверным.                                                                                                    

          Только в 60-е гг. XX столетия применение радиолокации позволило американским и советским астрономам доказать, что вращение Венеры — обратное, т. е. она вращается в направлении, противоположном направлению вращения Земли, Марса, Юпитера и других планет. В 1970 г. две группы американских ученых по наблюдениям за 1962—1969 гг. точно определили, что период вращения Венеры равняется 243 суткам. Близкое значение получили и советские радиофизики.

          Вращением вокруг оси и орбитальным движением планеты обусловлено видимое перемещение Солнца по ее небосклону. Зная периоды вращения и обращения, легко рассчитать продолжительность солнечных суток на Венере. Оказывается, они в 11 7 раз длиннее земных, и венерианский год состоит менее чем из двух таких суток.

          Теперь предположим, что мы наблюдаем Венеру в верхнем соединении, т. е. когда Солнце располагается между Землей и Венерой. Эта конфигурация повторится через 585 земных суток: находясь в других точках своих орбит, планеты займут то же положение относительно друг друга и Солнца. На Венере за это время пройдет ровно пять местных солнечных суток (585 = 11 7 • 5). И значит, она будет повернута к Солнцу (а стало быть, и к Земле) той же самой стороной, что и в момент предыдущего соединения. Такое взаимное движение планет называется резонансным; оно вызвано, по-видимому, длительным воздей­ствием на Венеру поля тяготения Земли.