Планета Венера

Планета Венера Венера — найближча сусідка Землі, друга усе своєю чергою планета Сонячної системи, її середнє відстань до Сонця 108,2 мільйона кілометрів. Розміри та величезною масою Венери і Землі також дуже близькі: радіус Венери 6051 км (6378 км у Землі), маса Венери становить 0,815 маси Землі, середня щільність 5240 кг/м, прискорення вільного падіння на екваторі 8,76 м/с, що становить 0,89 земного. Після Сонця і Місяця Венера є яскравим світилом на земній небі: її зоряна величина в максимумі сягає 4,45m, і за сприятливі умови можна навіть спостерігати тінь від предметів, створювану світлом Венери. Вона робить один оборот орбітою навколо Сонця за 225 земних діб. Власне обертання Венери незвичайно: тривалість одного обороту перевищує венерианский рік і дорівнює 243 земним діб, напрям обертання протилежно обертанню інших планет. При цьому сонячні добу тривають близько 117 днів. Середня швидкість руху Венери по орбіті 34,99 км/с. Кут між площинами екватора і орбіти дорівнює 25о06, орбіта планети кругова, і на Венері немає зміни часів года.

В 1610 року Галілей вперше спостерігав зміну фаз у Венери, тобто. зміна її видимої форми від диска до вузького серпа. У 1761 року Ломоносов, спостерігаючи проходження планети по диску Сонця, виявив у Венери атмосферу. Починаючи з XVII століття астрономи не раз намагалися «розгледіти «Венеру, однак через щільного хмарного покриву Венера в видимому діапазоні довжин хвиль представляється однородной.

Совершенствование техніки астрономічних спостережень, використання поляриметрических і стереоскопічних вимірів, освоєння інфрачервоного і ультрафіолетового діапазонів довжин хвиль дали деяку інформацію про характеристиках атмосфери Венери лише на рівні верхньої межі облаков.

В двадцятих — тридцятих роках нашого століття було проведено перші спостереження Венери в інфрачервоної області 8−13 мікрон, які дозволяли визначити температуру атмосфери у верхньої межі хмар (Петтит і Нікольсон, 1929 рік), виявлено смуги вуглекислого газу (Адамс і Данхэм, 1932 рік), проведено перші поляриметрические виміру (Лио, 1929 рік). Подальший розвиток наземних спектроскопических спостережень дозволило Конну та інших. в 1969 році одержати прекрасний атлас інфрачервоних спектрів Венери й інших планет зі спектральним дозволом порядку 1055, знайти лінії окису вуглецю, соляної і фтористо-водородной кислот в спектрі Венери й оцінити цих компонент. Поруч дослідників в 60-ті роки виявили атмосфері планети пари воды.

До польотів космічних станцій до Венері єдину можливість зондування подоблачной атмосфери планети надавали радіоастрономічні спостереження сантиметровом і дециметровому діапазонах довжин хвиль. Ці спостереження, виконані наприкінці п’ятдесятих — початку шістдесятих років у СРСР та, і навіть спільні спостереження з обох країн показали, що нижня атмосфера Венери має температуру 500 700 ДО чи 250−450оС. Тоді ж у 1961;1962 років у СРСР, навіть Великобританії було проведено радіолокація Венери, що дозволило визначити напрям і швидкість власного обертання, вивчити топографічні характеристики поверхні, уточнити розмір Венеры.

Хотя наземні астрономічні спостереження Венери продовжують розвиватись агресивно та понині, основна інформація про цю планеті протягом останніх через два десятиліття отримали з космічних аппаратов.

Первым дослідницьким апаратом, спрямованим землянами в іншу планеті, стала радянська автоматична станція «Венера-1 », що стартувала 12 лютого 1961 року. Три місяці вони минули з відривом близько 100 тисячі кілометрів від Венери й вийшла орбіту супутника Сонця. Основними завданнями станції «Венера-1 «були перевірка методів виведення космічних об'єктів на міжпланетну трасу, перевірка наддалекої радіозв'язку та управління станцією, проведення фізичних досліджень, у космосе.

В грудні 1962 року американський зонд «Маринер-2 «пролетів з відривом 35 тисяч км від Венери, маючи на борту радіометр сантиметрового діапазону, магнітометр і кілька приладів на дослідження заряджених частинок у космічній пилу. Магнітне полі виявлено було; за даними радіометра дійшли висновку, що радіовипромінювання формується у нижній атмосфері Венери, а чи не в іоносфері, як це допускалося ранее.

В 1965 році вже до «чудової із зірок небесних », таку назву дав Венеру Гомер, пішла «Венера-2 », яка привела звані польотні дослідження. Надійно працювали прилади для виміру космічного проміння, магнітних полів, потоків заряджених частинок і микрометеоритов, радіопередавачі і весь система передачі результатів наукових спостережень. Розправлені крила сонячних батарей живили прилади й апаратуру электроэнергией.

Основная технічна проблема, яка стояла перед конструкторами міжпланетної станції, полягала у забезпечення її досягнення в час спуску у атмосфері Венери в умовах величезних температур і тиску, соціальній та період аеродинамічного торможения.

И настав якісно новий етап: в 1965 року «Венера-3 «вперше досягла поверхні планети, а 1967 року «Венера-4 «вперше здійснила плавний спуск у її атмосфери і провела безпосередні фізико-хімічні дослідження. Перший історії людства сеанс міжпланетної радіозв'язку тривав 93 хвилини. Були обмірювані залежно від висоти щільність, тиск і температура атмосфери, проведено хімічний аналіз складу атмосфери. Спускний аппрарат був расчитан на тиск до 20 атмосфер, і передачі даних припинилася перед посадкою на тверду поверхню Венери. Встановлено, що вуглекислий газ є основним компонентом атмосфери (щонайменше 95%), отримані межі змісту інших компонент, однозначно встановлено існування високих тисків і температурах атмосфері планети. На пролетном апараті виміряти воднева корона Венери, проведено спостереження заряджених частинок і микрометеоритов.

Через день після посадки «Венеры-4 «повз планети повз планети з відривом 4000 км пролетів «Маринер-5 », з допомогою якого треба було досліджувана проходження радіосигналу через атмосферу і іоносферу (радіопросвічування) і проведені виміри водневої корони. За даними радіопросвічування були отримані залежності температури і тиску від висоти не більше 90−35 км і концентрація електронів ионосфере.

Существование менш щільною, ніж земна, водневої корони у Венери було знайдено вимірами на космічних апаратах «Венера-4 «і «Маринер-5 ». Для верхніх областей Венери характерний ряд особливостей, визначених фотохимией CO2 з можливим через участь у комплексі реакцій води та галогенів, за умов атомних і молекулярних взаємодій і взаємодії з сонячним ветром.

Основная мета запуску в 1969 року двох станцій «Венера-5 «і «Венера-6 «- збільшення проникнення атмосферу Венери, підвищення точності вимірів хімічного складу, параметрів атмосфери і лобіювання відповідних їм висот. Корпус спускного апарата був останні кілька зміцнений, що дозволило провести виміру подоблачной атмосфери більш низьких висотах (до 19 км від поверхні планеты).

Спускаемый апарат нової конструкції створений і ввійшло до складу станції «Венера-7 », яка досягла околиць планети у грудні 1970 року. Її апаратура проводила виміру лише у час спуску в усій товщі атмосфери, а й у протягом 23 хвилин самісінькому поверхні планети. Умови виявилися надзвичайно суворими: тиск досягало 90 атмосфер, а температура — до 500оС; в хмарному покрові, окутывающем планету, дуже багато вуглекислого газу та мало кисню. Отримано дані про характер порід поверхневого шару Венеры.

С допомогою спускного апарата станції «Венера-8 «в 1972 року було проведено різнобічні дослідження атмосфери і поверхні Венери. Крім вимірів атмосферного тиску, щільності і температури було виміряно освітленість і вертикальна структура аерозольним середовища, зокрема і хмарного шару, визначено швидкості вітру в різних висотах у атмосфері по доплеровскому зрушенню частоти радіопередавача, проведена гамма-спектроскопия поверхневих порід. Фотометрические виміру показали, що хмарний шар простирається до висот близько сорока км, оцінена його оптична товщина і; освітленість лежить на поверхні денний боку Венери виявилася достатньої для зйомки зображення місця посадки. Вперше отримано висотний профіль швидкості вітру, що характеризується зростанням швидкості від 0,5 м/сек у поверхні до 100 м/сек у верхньої межі хмар. За змістом природних радіоактивних елементів (уран, торій, калій) поверхневі породи на Венері займають проміжне становище між базальтами і гранитами.

В лютому 1974 року в відстані 6000 кілометрів від Венери пройшов американський зонд «Маринер-10 », де були встановлено телевізійна камера, ультрафіолетовий спектрометр і інфрачервоний радіометр. Отримані телевізійні зображення хмарного шару використовувалися на дослідження динаміки атмосфери. З допомогою ультрафіолетового спектрометра виявлено і обмірювані кількості гелію в атмосфере.

Станции нового покоління «Венера-9 «і «Венера-10 », досягли планети в жовтні 1975 року, стали першими штучними супутниками Венери, які що встановлюють апарати зробили м’яку посадку на освітленої боці планети. Вперше було передано панорамні телевізійні зображення з іншого планети, обмірювані на спущені апаратах щільність, тиск, температура атмосфери, кількість водяної пари, проведено нефелометрические виміру частинок хмар, виміру освітленості у різних ділянках спектра. Для вимірів характеристик грунту крім гамма-спектрометра використовувався радіаційний плотнометр. Штучні супутники дали телевізійні зображення хмарного шару, розподіл температури по верхньої кордоні хмар, спектри нічного світіння планети, провести дослідження водневої корони, багаторазове радіопросвічування атмосфери і іоносфери, вимір магнітних полів і околопланетной плазми. На станціях другого покоління інформація зі спущені апаратів віддавалася на орбітальний апарат, та був ретранслировалась на Землю. Це спричинило значного збільшення кількості одержуваної информации.

На панорамах видно виходи корінних порід поруч із эродированным матеріалом; розвали каменів може бути результатом зсувів в корі і бути підтвердженням тектонічної активності на Венері. У цілому нині поверхню Венери — це гаряча суха кам’яниста пустыня.

В 1978 року за міжпланетної трасі минулися, і досягли заданої мети решта 2 посланця — «Венера-11 «і «Венера-12 », основним завданням яких, було детальне дослідження хімічного складу нижньої атмосфери методами масс-спектрометрии, газової хроматографії, оптичної і рентгенівської спектроскопії. Були обмірювані кількості азоту, окису вуглецю, двоокису сірки, водяної пари, сірки, аргону, неону і визначено ізотопні відносини аргону, неону, кисню, вуглецю, виявлено хлор і сірка в частинках хмар, отримані детальні дані про поглинання сонячного випромінювання в різних висотах в атмосфері, необхідних вивчення його теплового режиму. Спеціальним приймачем було зареєстровано імпульси електромагнітного випромінювання, що вказують існувати електричних зарядів у атмосфері наподобе земних блискавок. На прогонних апаратах було встановлено ультрафіолетові спектрометри на дослідження складу верхньої атмосферы.

Основная складова атмосфери Венери — вуглекислий газ (96% за обсягом), азот (4%), окис углеродадвуокись сірки, кисню у тому, зміст водяного пара, очевидно, колеблетсяот 0,1 — 0,4% під хмарними верствами до 15−30% вище них. Наземними спектроскопическими дослідженнями знайдено також молекули HCl.

Температура атмосфери Венери у поверхні планети (лише на рівні, відповідному радіусу 6052 км) 735 До, тиск 9 МПа, щільність газу 60 разів більше, ніж у земної атмосфері. Атмосфера Венери до 50 кілометрів від поверхні зберігається близька до адиабатической, а вище 50 км температурний градієнт зменшується приблизно вдвічі. Добові коливання температури у поверхні 1 До, але в висоті 50−80 км досягають 15−20 До. Температура верхньої межі хмарного шару в приполярній зоні на 5−10 До вище, ніж в екватора, що, певне, пов’язана зі зміною висоти розташування хмар. Висока температура атмосфери у поверхні пояснюється дією парникового ефекту: за даними прямих вимірів, значна частина сонячного випромінювання (3 — 4%) сягає поверхні і є нагріває її, а сильна непрозорість задля власного інфрачервоних променів щільною вуглекислої атмосфери з додатком водяної пари перешкоджає остигання поверхности.

Обнаружена висока грозова активність Венери: інтенсивність електричних розрядів, регистрировавшаяся за частотою прямування низькочастотних імпульсів на спущені апаратах «Венера-11 «і «Венера-12 », виявилася в багато разів вище, ніж Землі. Вочевидь поблизу поверхні Венери виникають електричні половіючі жита із напруженістю на сотні кВ/м. Висока грозова активність може бути пояснюється наявністю діючих вулканів лежить на поверхні Венеры.

Космические засвідчили, що власного магнітного поля у Венери нет.

Одновременно з «Венерой-11 «і «Венерой-12 «проходила робота американського проекту «Пионер-Венера », куди входили супутник і чотири атмосферних зонда з апаратурою для вимірювань тиску, щільності, температури, оптичної товщини хмар і теплового випромінювання у атмосфері. В одному з зондів були додатково встановлено мас-спектрометр, газовий хроматограф, спектрометр розмірів аерозольних частинок і двоє фотометра. На борту супутника перебували мас-спектрометри нейтрального і іонного складу, ультрафіолетовий спектрометр, інфрачервоний радіометр, поляриметр, магнітометр, аналізатори плазми і електричних полів, радар на дослідження рельєфу. 4 грудня 1978 року в околопланетную орбіту виведений американський космічний апарат «Пионер-Венера-1 », а 9 грудня на Венері чотири точках планети висадилися одну велику і трьох малих зонда (великий і тільки малий на денну бік, 2 інших малих — на нічну поверхню), доставлені космічним апаратом «Пионер-Венера-2 «(сам космічний апарат згорів в атмосфері Венери). Під час цих експериментів було проведено дослідження структури, хімічного складу, оптичних властивостей і теплового режиму атмосфери, властивостей хмар. Проведено також виміру нейтрального і іонного складу верхньої атмосфери; плазмові і магнітні виміру; методом радиовысотометрии досліджений рельєф значній своїй частині планеты.

На спущені апаратах «Венера-13 «і «Венера-14 «(1982 рік) була встановлено вдосконалена апаратура хімічного аналізу атмосфери (мас-спектрометри, газові фроматографы, оптичні і рентгенівські спектрометри), на дослідження частинок хмарного шару. Цими станціях вперше отримано кольорові панорами поверхні планети, проведено буріння й аналіз грунту. Була розв’язано проблему створення і методи обробки грунтозаборного устрою, взяті зразки грунту доставлені всередину спущені апаратів і піддані рентгенівському аналізу, що дало зміст основних елементів в досліджених зразках грунта.

Главной метою космічного експерименту на штучних супутниках Венери автоматичних міжпланетних станціях «Венера-15 «і «Венера-16 «(1983 рік) було радіолокаційне картографування поверхні північного півкулі з допомогою радіолокаторів бічного огляду. Вперше отримані радіолокаційні зображення північної приполярній області Венери. На зображеннях різняться кратери, гряди, височини, великі розлами, гірські хребти і деталі рельєфу розміром 1−2 км. На супутниках було також встановлено прилади для зондування поверхні, і атмосфери планети в радіодіапазоні і інфрачервоний Фурье-спектрометр, створений вченими НДР та СРСР на дослідження хімічного складу, будівлі, теплового режиму і динаміки атмосфери на висотах 55−100 км.

Получение з допомогою розвідників космосу різноманітної інформації про районах далеких і ближніх, Венері, інших кутках Сонячної системи має величезну наукове і пізнавальне значення. Пізнавши минуле люди зможуть передбачити будущее.

Список литературы

Шаталов В. А. Ребров М. Ф. Баскевич Э. А. «Планета », Москва, 1982 рік.

" Космонавтика «Енциклопедія.

" Радянська енциклопедія ", Москва, 1985 рік.

Для підготовки даної праці були використані матеріали із російського сайту internet.