Венера. Общая информация.
Венера движется вокруг Солнца по орбите, располагающейся между орбитами Меркурия и Земли, с сидерическим периодом, равным 224,7 земных суток. Орбита Венеры близка к круговой — она имеет самый малый эксцентриситет среди планет Солнечной системы. Орбита наклонена к плоскости эклиптики под углом 3°23'39''.
Венера — единственная планета Солнечной системы, собственное вращение которой противоположно направлению ее обращения вокруг Солнца. Период собственного вращения близок к 243 земным суткам, что соответствует угловой скорости вращения 2,99 · 10-7 рад/с (у Земли 7,292 · 10-5 рад/с). Из-за «обратного» направления вращения Венеры длительность солнечных суток на ней в 116,8 раз больше, чем на Земле, так что за один венерианский год восход и заход Солнца на Венере происходит всего дважды.
Расстояние от Венеры до Земли изменяется от 38 млн. км до 258 млн. км. Наклон плоскости экватора Венеры к плоскости ее орбиты не превышает 3°, из-за чего сезонные изменения на ней незначительны.
Для земного наблюдателя угловое расстояние Венеры от Солнца не превышает 48°, вследствие чего она видна только в течение некоторого времени после захода Солнца (вечерняя звезда) или незадолго до его восхода (утренняя звезда). Венера — наиболее яркое (после Солнца и Луны) светило земного неба. В максимуме блеска она достигает -4,8 звездной величины. Еще одним следствием нахождения Венеры внутри орбиты Земли является такая же, как у Луны, смена фаз, открытая еще в 1610г Г. Галилеем. Во время наибольшего сближения, когда Венера становится особенно яркой, даже в небольшой телескоп можно увидеть, что планета имеет вид серпа. Кроме того можно наблюдать довольно редкое явление - прохождение Венеры по диску Солнца. Событие довольно редкое, происходящее примерно дважды в столетие - точнее периодичность 121,5-8-105,5-8 лет. Предыдущее прохождение было 6 декабря 1882г, а следующие теперь будут 8 июня 2004 года и 6 июня 2012г.
Период вращения планеты и координаты ее Северного полюса, полученные в результате совместной обработки бортовых радиолокационных и доплеровских измерений "Магеллана" и "Венеры-15, -16" для 20 опорных точек поверхности Венеры, оказались следующими: Период вращения Т=243,0183 земных суток. Прямое восхождение = 272,57. Склонение = 67,14.
Атмосфера планеты
Венеру иногда называют одной из самых таинственных планет Солнечной системы: плотный облачный покров окутывает ее поверхность. Атмосфера на Венере была открыта М. В. Ломоносовым. Наблюдая 6 июня 1761 прохождение Венеры по диску Солнца , он заметил, что в начале прохождения, когда Венера только небольшой частью нашла на солнечный диск, возникло «тонкое как волос сияние», окружившее часть диска планеты, еще не вступившей на солнечный диск. Подобным же образом, при схождении Венеры с диска, «появился на краю Солнца пупырь, который тем явственнее учинялся, чем ближе Венера к вырождению приходила». Эти наблюдения послужили доказательством наличия атмосферы у Венеры.
Масса атмосферы Венеры примерно в 100 раз превышает массу атмосферы Земли. Преобладающую долю атмосферы составляет углекислый газ (CO2 ~ 97%); азота(N2)— около 3%; водяного пара (H2O)- 0,05%, кислорода — тысячные доли процента. В очень малых количествах имеются также примеси SO2 , H2S, CO, HCl, HF. Температура на поверхности Венеры (на уровне среднего радиуса планеты) — около 750 К (470°C, а максимальная зарегистрирована 530°C), причем ее суточные колебания незначительны. Давление — около 107 Па, или 100 ат, плотность газа почти на два порядка выше, чем в атмосфере Земли. Установление этих фактов явилось разочарованием для многих исследователей, полагавших, что на этой, так похожей на нашу, планете условия близки к тем, что были на Земле в каменноугольный период, а следовательно, там и похожая фауна. Первые определения температуры, казалось, могли оправдать такие надежды, но уточнения (в частности, при помощи спускаемых аппаратов) показали, что благодаря парниковому эффекту возле поверхности Венеры исключено всякое существование жидкой воды.
Облака Венеры состоят в основном из 75-80-процентной серной кислоты. Капельки раствора серной кислоты, возникших под действием солнечного света из присутствующих в атмосфере углекислоты, а также в облаках присутствует водяной пар и соединений серы. Концентрация водяного пара увеличивается с высотой, достигая максимума на высоте около 50 км, где она в сто раз выше, чем у твердой поверхности, то есть доля пара на этой высоте приближается к одному проценту. Температура и давление сначала падают с увеличением высоты. Минимум температуры (150-170 К) определен на высоте 100-120 км, а по мере дальнейшего подъема температура растет, достигая на высоте 12 тыс. км 600-800 К. Установлено, что легкого изотопа аргона на Венере на два порядка больше, чем на Земле. Верхние слои облаков Венеры отражают 76% падающего на них солнечного света.
Ветер, весьма слабый у поверхности планеты (не более 1 м/с), на высоте свыше 50 км усиливается до 150 м/с. Наблюдения с автоматических космических станций обнаружили в атмосфере грозы.
Форма и размеры. Рельеф поверхности
До тех пор пока для исследований Венеры использовались только оптические телескопы, удавалось измерить лишь верхнюю границу радиуса плотного облачного покрова, закрывающего поверхность Венеры. Появление радиоинтерференционных методов позволило (поскольку облака прозрачны для электромагнитных волн радиодиапазона) перейти к исследованию ее твердой поверхности. Еще более точные данные были получены, когда Венера оказалась в пределах досягаемости космических аппаратов (советских, серий «Венера», и американских, серий «Маринер» и «Пионер-Венера»). Наиболее точное значение среднего радиуса твердой поверхности, найденное к настоящему времени при помощи радиовысотометрических и траекторных измерений, составляет 6051,5 ± 0,1 км. Радиус верхней границы облаков — около 6120 км.
Фигура планеты близка к сферической. Более точно она может быть представлена трехосным эллипсоидом, у которого полярное сжатие на два порядка меньше, чем у Земли. В экваториальной плоскости полуоси эллипсоида равны 6052,02 ± 0,1 км и 6050,99 ± 0,14 км; полярная полуось равна 6051, 54 ± 0,1 км.
Центр масс планеты смещен по отношению к ее геометрическому центру на 430 ± 120 км. Объем твердой части Венеры составляет 0,859 объема Земли.
Перспективный вид венерианской вулканической горы Сив в условных цветах, полученный на основе радиолокационных изображений с "Магеллана". Вулкан имеет 300 км в диаметре и 2 км в высоту.
Вид участка поверхности Венеры в условных цветах, полученный на основе радиолокационных изображений с "Магеллана". На переднем плане видна гора Шапаш высотой 1,5 км и 400 км в поперечнике. На заднем плане на горизонте можно видеть гору Маат.
Используя КА удалось провести анализ химического состава некоторых поверхностных пород и передать несколько панорамных изображений пустынных скалистых ландшафтов. Первые радиолокационные карты, составленные одним из орбитальных космических аппаратов, показали, что большая часть поверхности Венеры занята обширными равнинами (на 85% равнинная), над которыми возвышаются три области - большие плато высотой в несколько километров. Одна из них представляет собой огромное вулканическое плато (архипелаг Иштар - земля Иштар), сравнимое по размерам с Австралией - в северном полушарии и земля Афродиты вблизи экватора. Выше всех (на 12 км выше среднего уровня поверхности) поднимаются горы Максвелла. Перепад высот вдоль экватора примерно 5 км. Низшая точка на поверхности находится на глубине 2,5 км от среднего уровня.
На поверхности Венеры обнаружены кратеры, разломы и другие признаки протекавших на ней интенсивных тектонических процессов. Отчетливо просматриваются и следы ударной бомбардировки. Поверхность покрыта камнями и плитами различных размеров; поверхностные породы близки по составу к земным осадочным породам.
В 1990г космический зонд США "Магеллан" начал программу картирования поверхности с применением сложных радиолокационных методов и со степенью детализации, намного превышающей достигнутый к тому времени уровень. На Землю было передано множество изображений, свидетельствующих как об образовании ударных структур, так и о наличии в относительно недавнем прошлом вулканической деятельности. По стандартам Солнечной системы поверхность Венеры достаточно молода: самые старые кратеры, по-видимому, появились около 800 млн. лет назад. Однако доказательств современной вулканической активности не обнаружено. Из-за мощной атмосферы и высокой температуры ударные кратеры на Венере по форме довольно сильно отличаются от кратеров на других планетах и лунах. Небольшие метеориты, как правило, сгорают в атмосфере Венеры, поэтому на ее поверхности маленьких кратеров нет. Что касается ударных воздействий больших метеоритов, то выброшенное вещество при ударе не раскидывалось по большой площади, а в расплавленном виде растекалось вокруг образовавшихся кратеров. Было обнаружено множество различных деталей вулканического происхождения: потоки лавы, небольшие купола 2-3 км в поперечнике, большие вулканические конусы, имеющие в поперечнике сотни километров, "венцы" и паутинообразные структуры - так называемые "арахноиды". Венцы Венеры - круглые или овальные вулканические образования, окруженные хребтами, углублениями и радиальными линиями.