Венера – самая заметная и яркая обитательница земного неба после Солнца и Луны

Популярная механикаНаука

Путешествие на Венеру: как исследовали самую яркую планету

Венера – самая заметная и яркая обитательница земного неба после Солнца и Луны. Иногда ее можно наблюдать невооруженным глазом даже в дневное время.

Алексей Левин, Дмитрий Мамонтов

Расстояние между Венерой и Солнцем равняется примерно 72% астрономической единицы, длины большой полуоси земной орбиты. Будучи внутренней планетой, Венера никогда не приближается к зениту. Ее элонгация, максимальное возвышение над горизонтом, составляет около 48 градусов. Полный оборот вокруг Солнца Венера делает без малого за 225 земных суток.

Поскольку Венера обращается между Землей и Солнцем, она, подобно Меркурию, меняет свой облик от тонкого серпика до полного диска. Люди с очень хорошим зрением могут различать фазы Венеры даже простым глазом, и они великолепно видны даже в самые слабенькие телескопы. Поэтому не приходится удивляться, что в октябре 1610 года их наблюдал Галилей. Впрочем, он и не сомневался, что обнаружит их, поскольку наличие фаз у любой внутренней планеты однозначно следует из теории Коперника.

233140d8d27232557a210aaec8f4fa7a.jpg
Гипсометрическая карта Венеры, составленная в Государственном астрономическом институте им. Штернберга МГУ по данным, полученным американским космическим аппаратом Magellan.

Прохождение Венеры по диску Солнца в 1761 году позволило сделать первый по-настоящему нетривиальный вклад в наши знания об этой планете. Наблюдавший его Ломоносов заметил, что, когда венерианский диск покидал солнечный, на краю последнего возник и тут же исчез ярко светящийся выброс (Ломоносов назвал его пупырем). Михайло Васильевич совершенно правильно объяснил это явление наличием у Венеры «знатной воздушной атмосферы», преломляющей солнечные лучи. Европейские астрономы игнорировали это открытие до тех пор, пока в конце XVIII века его не подтвердили первооткрыватель Урана Уильям Гершель и астроном-любитель из Бремена Иоганн Шретер.

Положение, когда проекция Венеры на плоскость земной орбиты попадает на линию, соединяющую Землю и Солнце, называется соединением. Венера находится в верхнем соединении, когда Солнце оказывается между ней и Землей, и в нижнем, когда она сама вклинивается между ними. В нижнем соединении дистанция между планетами сокращается до 42 млн километров, а в верхнем увеличивается до 258 млн. Интервал между последовательными верхними и нижними соединениями называется синодическим периодом Венеры. В среднем он равен 584 земным суткам, хотя отклонения в ту или иную сторону доходят до сотни часов.

1a4620b34b2cd86296ba39f3d62cb679.jpg
От ядра до поверхности. В отличие от Земли, Венера не имеет подвижных литосферных плит, плавающих на вязкой мантии. Земная кора из-за их перемещений обновляется каждую сотню миллионов лет, а венерианская, судя по всему, не менялась впятеро дольше. Однако это не означает, что она стабильна. Из глубин Венеры идут потоки тепла, которые постепенно нагревают кору и размягчают ее вещество. Поэтому кора периодически становится пластичной и деформируется, что служит причиной глобальных изменений рельефа. Продолжительность таких циклов, по всей видимости, составляет не менее полумиллиарда лет. О внутреннем строении Венеры нам тоже известно очень немного. Изучить его можно только с помощью сейсмических методов, а это требует создания долгоживущих — не минуты и часы, а дни и недели! — спускаемых аппаратов. По аналогии с Землей принято считать, что планета состоит из базальтовой коры толщиной в несколько десятков километров, силикатной мантии и железного ядра радиусом меньше 3000 км.

Наблюдения с Земли

Телескопические наблюдения всегда давали столь нечеткие картинки поверхности Венеры, что любые попытки определить с их помощью продолжительность суток этой планеты ни разу не увенчались успехом (по этой же причине картография Венеры стала возможной лишь после того, как у нее появились искусственные спутники с радиолокационным оборудованием, хотя кое-что удалось сделать и наземным радиотелескопам).

А такие попытки предпринимались практически всеми астрономами, интересовавшимися этой планетой. Первым из них оказался великий Джованни Кассини, который изучал Венеру еще до переезда в Париж в своей обсерватории в Болонье. В 1667 году он объявил, что венерианские сутки почти равны земным — 23 часа 21 минута. За следующие 300 лет астрономы-телескописты сделали более сотни подобных оценок — увы, ошибочных.

50a37b5a5e0b5b84640419154143ab9c.jpg
Открытки с другой планеты. Первые цветные снимки Венеры, полученные аппаратурой спускаемого аппарата советской межпланетной станции «Венера-13».

Делу помогла радиолокация Венеры, да и то не сразу. Первые опыты такого рода были проведены в США (1958) и Великобритании (1959) — но без особого успеха. В мае 1961 года советские газеты сообщили, что группа сотрудников Института радиотехники и электроники АН СССР под руководством академика Котельникова с помощью межпланетного радара установила, что Венера делает один оборот вокруг своей оси приблизительно за 11 суток. Как и множество других, эта оценка оказалась чрезвычайно заниженной. Лишь спустя год радиофизики из Калифорнийского технологического института Голдстайн и Карпентер получили почти правильную величину — 240 земных суток. В последующие годы она неоднократно уточнялась, и сейчас продолжительность венерианских суток считают равной 243 земным (так что сутки Венеры длиннее ее года!). Тогда же было установлено, что Венера обращается вокруг своей оси не с запада на восток, как Земля, а с востока на запад. Если смотреть со стороны северного полюса Солнца, окажется, что Венера вращается по часовой стрелке, а не против нее, как Земля и остальные планеты (за исключением Урана, у которого ось собственного вращения почти параллельна орбитальной плоскости). Поскольку Венера, как и все планеты, обращается вокруг Солнца против часовой стрелки, ее орбитальная и осевая угловые скорости противоположны по знаку. Такое движение называется ретроградным.

2bf824ff3bd7798c65a2abe16562b701.jpg
Свет ночи. В высоких слоях венерианской атмосферы, над потоками газа, циркулирующего в режиме «суперротации», наблюдается другая циркуляция. Поток солнечного УФ-излучения на дневной стороне «разбивает» молекулы углекислого газа, высвобождая атомарный кислород, который транспортируется так называемыми «солнечными» потоками в термосфере на ночную сторону планеты. Там атомарный кислород спускается ниже, в мезосферу, где рекомбинирует в молекулярный, излучая на длине волны 1,27 мкм. Картинка составлена из двух частей, отснятых спектрометром VIRTIS (Visible and Infrared Thermal Imaging Spectrometer) на борту европейского спутника Venus Express.

Атмосфера Венеры

Первые сведения о составе венерианского воздуха были получены ровно за четверть века до начала космической эры. В 1932 году американские астрономы Уолтер Сидни Адамс и Теодор Данэм воспользовались для этой цели спектрографом, установленным на крупнейшем в мире 250-сантиметровом телескопе обсерватории Маунт-Вильсон. Они убедительно доказали, что газовое окружение Венеры в основном состоит из двуокиси углерода. Степень нагрева верхнего слоя венерианских облаков впервые измерили еще раньше, причем на этом же телескопе. Эдисон Петтит и Сет Николсон с помощью болометров выяснили, что его температура колеблется между 33−38°C. Эти измерения оказались до удивления точными, и в дальнейшем их достоверность неоднократно подтверждалась.

Прочие данные были получены уже с космических аппаратов. Сейчас мы знаем, что венерианский воздух на 96,5% состоит из углекислоты и на 3,5% - из азота. Остальные компоненты (двуокись серы, аргон, пары воды, окись углерода, гелий, совсем недавно обнаруженные зондом Venus Express гидроксильные группы) присутствуют лишь в небольших количествах. Тем не менее атмосферной серы вполне достаточно для формирования облаков, накрывающих планету, состоящих из двуокиси серы и аэрозольной серной кислоты.

c111254746fb0a524816b190008fa45a.jpg

Нижний слой венерианской атмосферы почти неподвижен, зато в тропосфере скорость ветра превышает 100 м/с. Эти бури сливаются в единый ураганный поток, который огибает планету за четверо земных суток. Он движется в сторону ее вращения (с востока на запад) и переносит плотные тучи, которые циркулируют вокруг планеты с такой же скоростью (это явление называется суперротацией).

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

9 условий, которые нужно соблюдать, чтобы не раздражать своего кота 9 условий, которые нужно соблюдать, чтобы не раздражать своего кота

Что нужно делать, чтобы жизнь твоего кота была счастливой?

Maxim
Природный инстинкт Природный инстинкт

Что делать, если ты не владеешь тонким искусством обольщения?

Лиза
7 личных качеств, от которых зависит прочность отношений 7 личных качеств, от которых зависит прочность отношений

Если вы обладаете этими качествами, ваш брак будет долговечным и счастливым

Psychologies
Полчаса до чуда Полчаса до чуда

Рассказ Татьяны Выводновой

Лиза
Опасный бодипозитив: надо ли бояться, что все растолстеют? Опасный бодипозитив: надо ли бояться, что все растолстеют?

Приведут ли полные модели на подиумах и в журналах к повальному набору веса

Cosmopolitan
Амбарцум Кабанян: «Что такое успех? Это когда узнают на улице?» Амбарцум Кабанян: «Что такое успех? Это когда узнают на улице?»

Амбарцум Кабаняна — о театре и кино, а заодно об «авгиевых конюшнях» наших дней

РБК
Красная стрела: как Борис Ротенберг готовит нового пилота «Формулы-1» из России Красная стрела: как Борис Ротенберг готовит нового пилота «Формулы-1» из России

Роберт Шварцман получил контракт с «Феррари» и сезон-2020 проведет в «Формуле-2»

Forbes
Члены королевских семей, которые добровольно отказывались от статуса Члены королевских семей, которые добровольно отказывались от статуса

Кто из представителей монархии складывал с себя полномочия

Cosmopolitan
Дмитрию Маликову - 50! Любопытные факты о нем, которых ты точно не знала Дмитрию Маликову - 50! Любопытные факты о нем, которых ты точно не знала

Вспоминаем интересные моменты биографии Дмитрия Маликова

Cosmopolitan
«Сидел в камере без окон». Карлос Гон объяснил побег «Сидел в камере без окон». Карлос Гон объяснил побег

Экс-глава Renault–Nissan–Mitsubishi исключил причастность к махинациям

РБК
Совсем распустились Совсем распустились

Российская почва всегда была благодатна для юмора

Glamour
Трое в кадре не считая собаки Трое в кадре не считая собаки

Интервью с Аглаей Тарасовой, Машей Миногаровой и Александром Гудковым

Glamour
Вот 11 настоящих замков, в которых вы можете пожить Вот 11 настоящих замков, в которых вы можете пожить

Для того, чтобы жить в замке, совершенно не обязательно становиться монархом

GQ
«Бизнес будет только расти»: почему Трамп не остановит поток российских рожениц в США «Бизнес будет только расти»: почему Трамп не остановит поток российских рожениц в США

Президент США Дональд Трамп принял меры, ограничивающие выдачу виз женщинам

Forbes
Древние хищники московской подземки: что скрывается в метро Древние хищники московской подземки: что скрывается в метро

Доисторические хищники, современники динозавров и другие существа в метро

Популярная механика
Рейтинг рантье Рейтинг рантье

Рынок коммерческой недвижимости оживает

Forbes
Глобальное потепление в режиме онлайн. Почему на Севере нет снега, а Австралию уничтожают пожары Глобальное потепление в режиме онлайн. Почему на Севере нет снега, а Австралию уничтожают пожары

Что думают метеорологи о погодных аномалиях

СНОБ
Как изменился Конор Макгрегор после поражения от Хабиба Как изменился Конор Макгрегор после поражения от Хабиба

Конор Макгрегор стал ответственнее подходить к боям и научился уважать соперника

GQ
Какие опасности несет бесснежная зима Какие опасности несет бесснежная зима

Финский эколог рассказал о последствиях погодных аномалий

National Geographic
Таблетка для стартапера: как выдерживать высокие нагрузки и не сойти с ума Таблетка для стартапера: как выдерживать высокие нагрузки и не сойти с ума

Что делать предпринимателю, чтобы выдерживать нагрузки и оставаться эффективным?

Forbes
Красавица и чужой: почему девушек так тянет к иностранцам Красавица и чужой: почему девушек так тянет к иностранцам

Почему иногда женщины любят вместо тебя каких-то мексиканцев?

Maxim
Десять прорывов за десять лет. Как 2010-е годы изменили науку Десять прорывов за десять лет. Как 2010-е годы изменили науку

Десять самых важных научных свершений, которыми отмечено минувшее десятилетие

СНОБ
Нарасхват: бренд, с которым в этом сезоне дизайнеры сотрудничали чаще всего Нарасхват: бренд, с которым в этом сезоне дизайнеры сотрудничали чаще всего

Триумфальное шествие adidas началось в Лондоне

GQ
15 мыслей Яна Яновского 15 мыслей Яна Яновского

Инвестбанкир Ян Яновский — о завещании и счастье

GQ
Стирка прокладок и еще 5 привычек из СССР, которые снова в моде (и это бесит!) Стирка прокладок и еще 5 привычек из СССР, которые снова в моде (и это бесит!)

Рожденные в конце девяностых выросли и начали задавать тренды

Cosmopolitan
Уиллем Дефо: «Временами мне было страшновато на съемках „Маяка“» Уиллем Дефо: «Временами мне было страшновато на съемках „Маяка“»

Уиллем Дефо о том, как оказался на необитаемом острове с Робертом Паттинсоном

Maxim
Как работает медицина в разных странах Как работает медицина в разных странах

Правда ли, что в Европе и США лечиться лучше?

СНОБ
Не надо нагнетать. Как избежать пузыря на рынке высокодоходных облигаций Не надо нагнетать. Как избежать пузыря на рынке высокодоходных облигаций

Бум частных инвестиций в России повлиял на многие секторы фондового рынка

Forbes
7 мифов об эректильной дисфункции, в которые пора перестать верить 7 мифов об эректильной дисфункции, в которые пора перестать верить

Пора взглянуть в лицо фактам, а не домыслам

Playboy
Мировая война, она же Мелкая пакость Мировая война, она же Мелкая пакость

Стартовая фактура всем известна, не будем повторяться

СНОБ
Открыть в приложении