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

В России разработали наноматериалы для экспресс-ДНК-диагностики В России разработали наноматериалы для экспресс-ДНК-диагностики

«Умный» материал, который может быть использован для экспресс-ДНК-анализа

Популярная механика
Директор Большого театра Владимир Урин: «Большой может чаще выступать бесплатно» Директор Большого театра Владимир Урин: «Большой может чаще выступать бесплатно»

Летом 2018 года Большой впервые опробовал формат опен-эйр в Москве

Forbes
Вам по дороге Вам по дороге

Машины, которые доставят вас в самые отдалённые уголки биосфер

Robb Report
Путь к господству биткоина: 13 событий, определивших будущее денег Путь к господству биткоина: 13 событий, определивших будущее денег

Главные события 2010-х, определивших будущее денег

Forbes
Скука-любовь Скука-любовь

Как зажечь былой огонь и вернуть сексу яркость и остроту?

Добрые советы
Как ходить по речному льду, чтобы не утонуть Как ходить по речному льду, чтобы не утонуть

Тевтонские псы-рыцари не стали читать эти советы и утонули, провалившись под лед

Maxim
Маленькие монстры: что стало с детьми из хорроров Маленькие монстры: что стало с детьми из хорроров

Как сложились жизнь маленьких актеров, которые недавно наводили ужас на зрителей

РБК
25 фактов об Антарктике 25 фактов об Антарктике

Самая холодная, самая ветреная и самая пустая — Антарктика

Maxim
В стране оленьей В стране оленьей

Финская Лапландия – сказочный, волшебный край

Psychologies
Едим мясо и худеем? Едим мясо и худеем?

Карнивор-диета – настоящий праздник для мясоедов, но чего от неё стоит ждать?

Лиза
Майк Эннесли: Как общаться с трудными людьми Майк Эннесли: Как общаться с трудными людьми

Каких типов бывают трудные люди и как с ними выстраивать коммуникацию

СНОБ
Чудесные мальчики из кино и рекламы: как сложились судьбы героев из 90-х Чудесные мальчики из кино и рекламы: как сложились судьбы героев из 90-х

Эти мальчишки прославились съемками в «Ералаше» и рекламе, что с ними сейчас?

Cosmopolitan
Идеальная пара Идеальная пара

Обувной бренд duet.by.me зарабатывает десятки миллионов рублей

Forbes
Несчастливы вместе. Почему новое поколение отказывается радоваться Несчастливы вместе. Почему новое поколение отказывается радоваться

Современные дети и подростки все чаще испытывают фрустрацию

СНОБ
Как посмотреть все драйверы в Windows 10 без установки сторонних приложений Как посмотреть все драйверы в Windows 10 без установки сторонних приложений

Управлять драйверами в Windows 10 можно с помощью лишь одной команды

CHIP
«Дали ему уехать». Как найти виновника ДТП во дворе «Дали ему уехать». Как найти виновника ДТП во дворе

Даже после предписания полиции записи с камер автомобилисту не выдают

РБК
И мой сурок со мною И мой сурок со мною

Почему нас захватывает рутина и как из неё вырваться?

Psychologies
Каучуковое свойство Каучуковое свойство

Михаил Сутягинский пытается развернуть высокотехнологичный бизнес в России

Forbes
Наша эра. К юбилею Леонида Парфенова Наша эра. К юбилею Леонида Парфенова

Что сделал Парфенов для отечественного ТВ и о силе его экранного образа

СНОБ
Ракетное топливо улучшили с помощью радиации Ракетное топливо улучшили с помощью радиации

Радиационная обработка полимеров ускоряет получение ракетного топлива

Популярная механика
Как заставить женщину ревновать? 6 популярных методов, которые на деле не работают Как заставить женщину ревновать? 6 популярных методов, которые на деле не работают

Ты уверен, что это тебе нужно?

Playboy
Принцип космической цензуры и еще 9 причин не пользоваться машиной времени Принцип космической цензуры и еще 9 причин не пользоваться машиной времени

Фантасты годами врали тебе про путешествия в прошлое посредством кино и книг

Maxim
Связи с общественностью Связи с общественностью

Основательница бренда I AM STUDIO — о новых правила общения с клиентами

OK!
5 шагов к счастливым отношениям 5 шагов к счастливым отношениям

Ключевые вопросы, которые лежат в основе отношений с собой и с другими людьми

Psychologies
Не бойся, я с тобой! Не бойся, я с тобой!

Ольга Бочкова создала профессиональную Академию детской безопасности

Домашний Очаг
Правила жизни Брижит Бардо Правила жизни Брижит Бардо

Актриса, модель, защитница животных

Esquire
Снюс: что это такое, вред и польза бездымного табачного продукта из Швеции Снюс: что это такое, вред и польза бездымного табачного продукта из Швеции

Снюс — что это, наркотик или хорошая альтернатива сигаретам?

Playboy
Это моя территория Это моя территория

Какие бывают личные границы и как их правильно выстраивать

Лиза
Иван Сорокин: От детского сада до вуза. Как меняется эффективность частного образования в России Иван Сорокин: От детского сада до вуза. Как меняется эффективность частного образования в России

Многие родители считают, что ребенка следует обучать чуть ли не с пеленок

СНОБ
Грянул Гром Грянул Гром

Перспективный режиссер Олег Трофим экранизирует комикс «Майор Гром»

Собака.ru
Открыть в приложении