Путешествие на Венеру: как исследовали самую яркую планету

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

Животные испытывают те же типы привязанности, что и люди Животные испытывают те же типы привязанности, что и люди

Кошки тоже умеют привязываться к хозяевам — совсем как мы к ним

Psychologies
Сергей Минаев — об итогах десятилетия Сергей Минаев — об итогах десятилетия

Сергей Минавев — каким исследователи из будущего увидят наши 2010-е

Esquire
Творческий путь Айзека Азимова: 100 лет знаменитому фантасту Творческий путь Айзека Азимова: 100 лет знаменитому фантасту

О жизни и ключевых работах писателя Айзека Азимова

Популярная механика
EMS-тренировки для похудения — результаты до и после EMS-тренировки для похудения — результаты до и после

EMS-тренировки: 20 минут в течение месяца – и подтянутое тело готово

Cosmopolitan
Мариэтт Линдстин: Секта с Туманного острова. Отрывок из книги Мариэтт Линдстин: Секта с Туманного острова. Отрывок из книги

София ищет своё истинное предназначение

СНОБ
Психолог Алексей Красиков — о причинах неврозов и панических атак Психолог Алексей Красиков — о причинах неврозов и панических атак

Как развить эмоциональный интеллект и избавиться от внутренних конфликтов.

РБК
Что нам стоит дом построить? Что нам стоит дом построить?

О том, как строятся отношения архитектора с заказчиком

AD
Острая нехватка Острая нехватка

Недостаток витаминов и минералов зимой – обычное дело. Следи за сигналами тела

Лиза
Кеннеди, Романовы, Гуччи и Хемингуэй: родовые проклятья известных семей Кеннеди, Романовы, Гуччи и Хемингуэй: родовые проклятья известных семей

Во всем виноваты семейные проклятия, считают мистики, изучившие биографии родов

Cosmopolitan
Давай после праздников: почему можно не начинать новую жизнь с нового года Давай после праздников: почему можно не начинать новую жизнь с нового года

Почему возвращаться в обычную жизнь бывает так трудно

Forbes
Хорошо закончили, хорошо начинаем Хорошо закончили, хорошо начинаем

На отечественном рынке акций и облигаций видится особенно много перспектив

Эксперт
Свергнуть авторитарного Бога и разрушить царствие Его: «Темные начала» — самый антиклерикальный сериал в истории телевидения Свергнуть авторитарного Бога и разрушить царствие Его: «Темные начала» — самый антиклерикальный сериал в истории телевидения

Действительно ли трилогия Пулмана «Темные начала» направлена против христианства

СНОБ
30 отличных подкастов на любой вкус — про деньги, секс, кино (и не только) 30 отличных подкастов на любой вкус — про деньги, секс, кино (и не только)

Подкасты стали главным медиатрендом 2019 года

Esquire
Задержки развития речи и приступы гнева: ученые установили связь двух проблем Задержки развития речи и приступы гнева: ученые установили связь двух проблем

У детей с задержками в развитии речи в два раза выше риск возникновения истерик

Psychologies
Клара Клара

Заучиваем новые правила французского стиля на примере модели Клары Берри

Elle
Женщины бьют тревогу­: современные мужчины устали от секса Женщины бьют тревогу­: современные мужчины устали от секса

И дело либо в алкоголе, либо в депрессии, либо в отсутствии брака.

GQ
Тюнинг по-японски Тюнинг по-японски

Японский архитектор и его российские коллеги преобразили загородный дом

SALON-Interior
Почему во многих российских городах так не любят Москву Почему во многих российских городах так не любят Москву

У России немало претензий к собственной столице

GQ
«Чужак»: Путеводитель по сериалу Стивена Кинга, который впечатлит фанатов «Настоящего детектива» и «Секретных материалов» «Чужак»: Путеводитель по сериалу Стивена Кинга, который впечатлит фанатов «Настоящего детектива» и «Секретных материалов»

Сериал сочетает психологический реализм с научно-фантастическим хоррором

Esquire
Любовь не знает границ Любовь не знает границ

Судьба подбрасывает Любе новые испытания, но следом всегда приходит помощь

Лиза
Рекомендовано специалистами: 6 советов для тех, кто борется с бессонницей Рекомендовано специалистами: 6 советов для тех, кто борется с бессонницей

Несложные правила, которые помогут справиться с бессонницей

Популярная механика
Юрий Абрамов: Спасать жизни — моя профессия. Отрывок из книги Юрий Абрамов: Спасать жизни — моя профессия. Отрывок из книги

Отрывок из сборника воспоминаний советского хирурга

СНОБ
Новый Audi Q3. Как VW Tiguan, только лучше Новый Audi Q3. Как VW Tiguan, только лучше

Брифинг перед тест-драйвом нового Audi Q3 в Неаполе получился многообещающим

4x4 Club
Мумификация ХХ века Мумификация ХХ века

Подобия ленинского мавзолея в XX веке были во многих коммунистических странах

Дилетант
Валерий Лукин Валерий Лукин

Главный архитектор Эрмитажа провел всю блокаду в Ленинграде

Собака.ru
Сыр с плесенью: польза и вред всех сортов «пахучего» продукта Сыр с плесенью: польза и вред всех сортов «пахучего» продукта

Пахучий, изысканный и необычный.

Playboy
Диета ДАН: строго, но эффективно Диета ДАН: строго, но эффективно

Как продержаться на диете ДАН и не сойти с ум?

Cosmopolitan
Практические советы для конструктивного общения в паре Практические советы для конструктивного общения в паре

Эти практические советы помогают улучшить навыки общения в семье

Psychologies
15 книг миллиардеров, которые помогут создать прибыльный бизнес 15 книг миллиардеров, которые помогут создать прибыльный бизнес

Мемуары людей из списка Forbes, которые стоит прочитать

Forbes
Тайны замка Во Тайны замка Во

Приютские девочки уже расселись, каждая на своё место

Наука и жизнь
Открыть в приложении