Як ранкова зірка, вечірня зірка та найяскравіший природний об’єкт на небі (після Місяця), люди знали про Венеру споконвіку. Незважаючи на те, що минуло б багато тисяч років, перш ніж його визнали як планету, вона була частиною людської культури з початку записаної історії.
Через це планета відіграла життєво важливу роль у міфології та астрологічних системах незліченних народів. З світанком сучасної доби інтерес до Венери зростав, і спостереження, зроблені щодо її положення на небі, зміни зовнішнього вигляду та подібних до Землі характеристик, багато чому навчили нас щодо нашої Сонячної системи.
Розмір, маса та орбіта:
Через подібні розміри, масу, близькість до Сонця та склад, Венеру часто називають «сестринською планетою Землі». З масою 4,8676 × 1024 кг, площа поверхні 4,60 х 108 км², а об’єм 9,28 × 1011 км3, Венера на 81,5% масивніша, ніж Земля, і має 90% своєї поверхні та 86,6% свого об’єму.
Венера орбітує Сонце на середній відстані близько 0,72 АС (108 000 000 км / 67 000 000 миль) майже без ексцентриситету. Насправді, з найдальшою орбітою (афелієм) 0,728 АС (108,939 000 км) і найближчою орбітою (перигелієм) 0,718 АС (107,477 000 км), вона має найбільш кругову орбіту будь-якої планети Сонячної системи.
Коли Венера лежить між Землею та Сонцем, положенням, відомим як неповноцінний зв'язок, вона робить найближчий наближення до Землі будь-якої планети, на середній відстані 41 мільйон км (що робить її найближчою до Землі планетою). Це відбувається в середньому один раз на 584 дні. Планета виконує орбіту навколо Сонця кожні 224,65 дня, це означає, що рік на Венері на 61,5% довший, ніж рік на Землі.
На відміну від більшості інших планет Сонячної системи, які обертаються на своїх осях проти годинникової стрілки, Венера обертається за годинниковою стрілкою (називається "ретроградним" обертанням). Він також обертається дуже повільно, займаючи 243 земні дні, щоб здійснити один обертання. Це не тільки найповільніший період обертання будь-якої планети, це також означає, що бічний день на Венері триває довше, ніж венеріанський рік.
Особливості складу та поверхні:
Немає прямої інформації про внутрішню структуру Венери. Однак, виходячи зі схожості його по масі та щільності із Землею, вчені вважають, що вони поділяють схожу внутрішню будову - ядро, мантію та кору. Як і у Землі, вважається, що венеріанське ядро є принаймні частково рідким, оскільки дві планети охолоджуються приблизно з однаковою швидкістю.
Однією з різниць між двома планетами є відсутність доказів для тектоніки плит, яка може бути через те, що її кора занадто сильна, щоб піддаватися без води, щоб зробити її менш в'язкою. Це призводить до зниження втрат тепла від планети, запобігання його охолодженню та можливості втрати внутрішнього тепла при періодичних великих подій. Це також запропоновано як можливу причину того, що у Венери немає внутрішнього генерованого магнітного поля.
Здається, поверхня Венери була сформована великою вулканічною активністю. На Венері також є в кілька разів більше вулканів, ніж Земля, і є 167 великих вулканів, що проходять понад 100 км. Наявність цих вулканів пояснюється відсутністю тектоніки плит, що призводить до отримання більш старої, більш збереженої кори. Якщо океанічна земна кора Землі підлягає зниженню на своїх межах плит і в середньому становить ~ 100 мільйонів років, поверхня Венеції оцінюється у віці 300-600 мільйонів років.
Є вказівки на те, що на Венері може тривати вулканічна активність. Місії, виконані радянською космічною програмою в 1970-х і нещодавно Європейським космічним агентством, виявили грози блискавки в атмосфері Венери. Оскільки на Венері не спостерігається опадів (за винятком сірчаної кислоти), то було теоретично, що блискавка викликається виверженням вулкана.
Іншими свідченнями є періодичне підвищення та падіння концентрації діоксиду сірки в атмосфері, що може бути наслідком періодичних, великих вулканічних вивержень. І нарешті, на поверхні з’явилися локалізовані інфрачервоні гарячі точки (ймовірно, вони будуть в діапазоні 800 - 1100 К), які могли б представляти лаву, щойно виділилася вулканічними виверженнями.
Збереження поверхні Венери також відповідає за її кратери, які бездоганно зберігаються. Існує майже тисяча кратерів, які рівномірно розподілені по всій поверхні і мають діаметр від 3 км до 280 км. Немає кратерів менше 3 км через вплив щільної атмосфери на вхідні об'єкти.
По суті, об'єкти з меншою, ніж певна кількість кінетичної енергії сповільнюються настільки атмосферою, що вони не створюють кратера удару. А вхідні снаряди діаметром менше 50 метрів будуть фрагментуватися і згоряти в атмосфері, перш ніж дістатися до землі.
Атмосфера та клімат:
Поверхневі спостереження за Венерою були важкими в минулому через надзвичайно щільну атмосферу, яка складається в основному з вуглекислого газу з невеликою кількістю азоту. При 92 бар (9,2 МПа) атмосферна маса в 93 рази більша від атмосфери Землі, а тиск на поверхні планети приблизно в 92 рази більше, ніж на поверхні Землі.
Венера - також найгарячіша планета нашої Сонячної системи, із середньою поверхневою температурою 735 К (462 ° С / 863,6 ° F). Це пов'язано з атмосферою, багатою СО2, яка поряд з густими хмарами сірчистого газу створює найсильніший парниковий ефект у Сонячній системі. Над щільним шаром CO 2 густі хмари, що складаються переважно з двоокису сірки та крапель сірчаної кислоти, розкидають близько 90% сонячного світла назад у космос.
Поверхня Венери є ефективно ізотермічною, це означає, що їх температура практично не змінюється в температурі поверхні Венери між днем і вночі, або екваторі та полюсах. Хвилинний осьовий нахил планети - менше 3 ° порівняно з 23 ° Землі - також мінімізує сезонні зміни температури. Єдине помітне коливання температури відбувається з висотою.
Отже, найвища точка Венери, Максвелл Монтес, є найкрутішою точкою на планеті, з температурою близько 655 К (380 ° С) та атмосферним тиском близько 4,5 МПа (45 бар).
Ще одне поширене явище - сильний вітер Венери, який досягає швидкості до 85 м / с (300 км / год; 186,4 миль / год) на вершинах хмари і обходить планету кожні чотири-п’ять земних днів. З цією швидкістю ці вітри рухаються до 60 разів більше швидкості обертання планети, тоді як найшвидші вітри Землі становлять лише 10-20% від швидкості обертання планети.
Венерині мухомор також вказали, що його щільні хмари здатні виробляти блискавки, як і хмари на Землі. Їх переривчаста поява вказує на закономірність, пов’язану з погодними діями, а швидкість блискавки становить щонайменше половину від Землі.
Історичні спостереження:
Хоча стародавні народи знали про Венеру, деякі культури вважали це двома окремими небесними об’єктами - вечірньою зіркою та ранковою зіркою. Хоча вавілоняни зрозуміли, що ці дві "зірки" насправді є одним і тим же об'єктом - як зазначено у Венериній табличці Аммісадуки, датованій 1581 р. До н.е. - це було не в 6 столітті до нашої ери, це стало загальним науковим розумінням.
Багато культур ототожнювали планету зі своєю відповідною богинею любові та краси. Венера - римська назва богині кохання, тоді як вавилоняни назвали її Іштар, а греки назвали її Афродітою. Римляни також позначали ранковий аспект Венери Люцифер (буквально "Світлоносій") і вечірній аспект як Веспер ("вечір", "вечеря", "захід"), обидва вони були буквальними перекладами відповідних грецьких імен ( Фосфор і Геспер).
Транзит Венери перед Сонцем вперше спостерігав перський астроном Авіценна, який зробив висновок, що Венера ближче до Землі, ніж Сонце. У XII столітті андалузький астроном Ібн Баджая спостерігав дві чорні плями перед сонцем, які пізніше були ідентифіковані як транзити Венери та Меркурія іранським астрономом Котб аль-Діном Ширазі у 13 столітті.
Сучасні спостереження:
На початку 17 століття транзит Венери спостерігав англійський астроном Ієремія Хоррокз 4 грудня 1639 року від свого дому. Вільям Кребтрі, товариш англійського астронома і друг Горрокса, спостерігав за транзитом в той же час, також з його дому.
Коли Галілей Галілей вперше спостерігав планету на початку 17 століття, він виявив, що на ній виявляються фази, подібні до Місяця, від півмісяця до хибного до повного, і навпаки. Така поведінка, яка могла бути можливою лише в тому випадку, якщо Венера орбітала на Сонце, стала частиною виклику Галілея для Птолемейської геоцентричної моделі та його прихильності коперніканської геліоцентричної моделі.
Атмосфера Венери була відкрита в 1761 році російським полімахом Михайлом Ломоносовим, а потім спостерігалася в 1790 році німецьким астрономом Йоганом Шретером. Шретер виявив, коли планета була тонким півмісяцем, кущі простягалися на більш ніж 180 °. Він правильно переконав, що це було через розсіювання сонячного світла в щільній атмосфері.
У грудні 1866 р. Американський астроном Честер Сміт Ліман зробив спостереження за Венерою з Єльської обсерваторії, де він був на борту керівників. Спостерігаючи за планетою, він помітив повне кільце світла навколо темної сторони планети, коли воно було неповноцінним сполученням, надаючи додаткові докази атмосфери.
Про Венеру було ще мало що було відкрито до 20 століття, коли розвиток спектроскопічних, радіолокаційних та ультрафіолетових спостережень дозволив сканувати поверхню. Перші ультрафіолетові спостереження були проведені у 1920-х роках, коли Френк Е. Росс виявив, що ультрафіолетові фотографії виявили значну деталізацію, яка виявилася результатом щільної, жовтої нижньої атмосфери з високими хмарними хмарами над ним.
Спектроскопічні спостереження на початку 20 століття також дали перші підказки про обертання Венеції. Весто Сліфер намагався виміряти доплерівський зсув світла з Венери. Виявивши, що він не міг виявити жодного обертання, він здогадувався, що планета повинна мати дуже довгий період обертання. Пізніші роботи в 1950-х роках показали, що обертання було ретроградно.
Радіолокаційні спостереження за Венерою вперше були проведені в 1960-х роках і дали перші вимірювання періоду обертання, які були близькими до сучасного значення. Радіолокаційні спостереження в 1970-х роках за допомогою радіотелескопа в обсерваторії Аресібо в Пуерто-Рико вперше виявили деталі поверхні Венери, наприклад, наявність гір Максвелла Монтеса.
Дослідження Венери:
Перші спроби дослідити Венеру були здійснені Радами у 1960-х роках за допомогою програми Венери. Перший космічний корабель, Венера-1 (також відомий на заході як Sputnik-8) був запущений 12 лютого 1961 р. Однак контакт був втрачений через сім днів місії, коли зонд був приблизно в 2 млн км від Землі. До середини травня було підраховано, що зонд пройшов за 100 000 км від Венери.
США запустили Маринець 1 зонд 22 липня 1962 року з наміром провести проліт Венери; але і тут контакт був втрачений під час запуску. The Маринець 2 місія, запущена 14 грудня 1962 року, стала першою успішною міжпланетною місією і пройшла в межах 34 833 км (21 644 миль) від поверхні Венери.
Його спостереження підтвердили раніше наземні спостереження, які вказували на те, що хоч вершини хмари були прохолодними, поверхня була надзвичайно гарячою - принаймні 425 ° C (797 ° F). Це припинило всі міркування про те, що планета може переховувати життя. Маринець 2 також отримали покращені оцінки маси Венери, але не змогли виявити ні магнітне поле, ні радіаційні пояси.
The Венера-3 космічний корабель був другою спробою радянських військ дістатися до Венери, і їх першою спробою було розмістити десант на поверхні планети. Космічний корабель приземлився на Венері 1 березня 1966 року і був першим техногенним об’єктом, який увійшов в атмосферу і вразив поверхню іншої планети. На жаль, його система зв'язку не вдалася до того, як змогла повернути будь-які планетарні дані.
18 жовтня 1967 р. Ради знову спробували с Венера-4 космічний корабель. Після досягнення планети зонд успішно увійшов в атмосферу і почав вивчати атмосферу. Окрім відзначення поширеності вуглекислого газу (90-95%), він вимірював температури, що перевищують що Маринець 2 спостерігали, досягаючи майже 500 ° C. Через товщину атмосфери Венери зонд опускався повільніше, ніж передбачалося, і його батареї вичерпалися через 93 хвилини, коли зонд був ще на 24,96 км від поверхні.
Через день, 19 жовтня 1967 р. Маринець 5 провів проліт на відстані менше 4000 км над вершинами хмари. Спочатку побудований як резервна копія для Марса Марина 4, зонд був повторно встановлений для місії Венери після Венера-4Успіху. Зонду вдалося зібрати інформацію про склад, тиск та щільність атмосфери Венери, яка потім була проаналізована разом із Венера-4 дані радянсько-американської наукової команди під час серії симпозіумів.
Венера-5 і Венера-6 були запущені в січні 1969 року, і досягли Венери 16 та 17 травня. Беручи до уваги надзвичайну щільність і тиск атмосфери Венери, ці зонди змогли досягти більш швидкого спуску і досягли висоти 20 км до того, як були розбиті - але не до того, як повернутись за 50 хвилин атмосферних даних.
The Венера-7 був побудований з метою повернення даних з поверхні планети і був побудований з посиленим модулем спуску, здатним витримувати інтенсивний тиск. Під час виходу в атмосферу 15 грудня 1970 року зонд врізався в поверхню, очевидно, через зірваний парашут. На щастя, йому вдалося повернути 23 хвилини температурних даних і першу телеметрію з поверхні іншої планети, перш ніж виходити в офлайн.
Радяни запустили ще три зонди Венери між 1972 і 1975 рр. Перший приземлився на Венеру 22 липня 1972 року і встиг передати дані протягом 50 хвилин. Венера-9 і 10 - що ввійшли в атмосферу Венери 22 жовтня та 25 жовтня 1975 року відповідно - обом вдалося надіслати зображення поверхні Венери, перші зображення, зроблені з пейзажу іншої планети.
3 листопада 1973 року Сполучені Штати надіслали Марина 10 зонд на гравітаційній траєкторії рогатки повз Венеру на шляху до Меркурія. До 5 лютого 1974 року зонд пройшов в межах 5790 км від Венери, повернувши понад 4000 фотографій. Зображення, які були найкращими на сьогоднішній день, показали, що планета майже не відрізняється від видимого світла; але виявили ніколи раніше не бачені подробиці про хмари ультрафіолетовому світлі.
В кінці сімдесятих НАСА розпочала проект «Піонерська Венера», який складався з двох окремих місій. Першим був Піонерська орбіта Венера, яка вставилася на еліптичну орбіту навколо Венери 4 грудня 1978 року, де вона вивчала її атмосферу та картографувала поверхню протягом 13 днів. Другий, the Піонерська багатопрофільна Венера, випустили загалом чотири зонди, які потрапили в атмосферу 9 грудня 1978 року, повертаючи дані про його склад, вітри та теплові потоки.
Ще чотири місії приземлення "Венери" відбулися в період з кінця 70-х - початку 80-х років.Венера 11 і Венера 12 виявлені венеріанські електричні бурі; і Венера 13 і Венера 14 приземлився на планету 1 та 5 березня 1982 року, повернувши перші кольорові фотографії поверхні. Програма Venera завершилася в жовтні 1983 року, коли Венера 15 і Венера 16 були розміщені на орбіті для проведення картографування венеринської місцевості за допомогою синтетичного радіолокатора.
У 1985 р. Ради брали участь у спільній діяльності з кількома європейськими державами щодо запуску програми "Вега". Ця ініціатива для двох космічних кораблів мала на меті скористатися появою комети Галлея у внутрішній Сонячній системі та поєднати місію до неї з пролетом Венери. Під час руху до Галлея 11 та 15 червня, два космічні апарати "Вега" скинули зонди в стилі "Венера", підтримувані повітряними кулями, у верхню атмосферу - що виявило, що воно було більш бурхливим, ніж раніше оцінювалося, та зазнало сильного вітру та потужних осередків конвекції.
НАСА Магеллан космічний корабель був запущений 4 травня 1989 р. з завданням зіставити поверхню Венери за допомогою радарів. У ході своєї чотири з половиною роки місії Магеллан надав найвищі зображення з високою роздільною здатністю на сьогоднішній день планети і зміг скласти 98% поверхні та 95% гравітаційного поля. У 1994 році, наприкінці своєї місії, Магеллан було відправлено на його знищення в атмосферу Венери, щоб кількісно визначити її щільність.
Венера спостерігали за Галілей і Кассіні космічні кораблі під час літаючих польотів на відповідних місіях на зовнішні планети, але Магеллан був останньою відданою місією на Венеру протягом більше десяти років. Лише жовтень 2006 року та червень 2007 року зонд MESSENGER провів проліт Венери (і збирав дані), щоб уповільнити її траєкторію можливого введення орбіти Меркурія.
Експрес Венери, зонд, розроблений та побудований Європейським космічним агентством, успішно взяв на себе полярну орбіту навколо Венери 11 квітня 2006 р. Цей зонд провів детальне вивчення атмосфери та хмар Венери, а також виявив озоновий шар та завихрення подвійного вихору на Південний полюс до завершення своєї місії у грудні 2014 року.
Майбутні місії:
Японське агентство аерокосмічних досліджень (JAXA) розробило орбіту Венери - Акацукі (раніше «Планета-С») - проводити поверхневі знімки інфрачервоною камерою, дослідження блискавки Венери та визначати існування поточного вулканізму. Судно було запущено 20 травня 2010 року, але судно не змогло вийти на орбіту в грудні 2010 року. Його основний двигун все ще знаходиться в режимі офлайн, але його контролери намагатимуться використовувати свої невеликі рушії управління ставленням, щоб зробити ще одну спробу введення орбіти 7 грудня, 2015 рік.
Наприкінці 2013 року НАСА запустила Спектральний ракетний експеримент «Венера», суб-орбітальний космічний телескоп. Цей експеримент покликаний провести дослідження ультрафіолетового світла атмосфери Венери, щоб дізнатися більше про історію води на Венері.
Європейське космічне агентство (ESA) BepiColombo Місія, яка запуститься в січні 2017 року, виконає два літаки Венери до того, як вона вийде на орбіту Меркурія в 2020 році. NASA запустить Сонячний зонд плюс у 2018 році, яка виконає сім літальних ліній Венери під час своєї шестирічної місії з вивчення Сонця.
У рамках своєї програми "Нові кордони" НАСА запропонувала встановити місію десанту на Венеру під назвою " Провідник «Венера» до 2022 р. Метою буде вивчення поверхневих умов Венери та дослідження елементарних та мінералогічних особливостей реголіту. Зонд буде оснащений пробовідбірником для свердління на поверхню та вивчення незайманих зразків гірської породи, не витриманих суворими поверхневими умовами.
Космічний корабель "Венера-Д" - це запропонований російським космічним зондом на Венеру, який планується запустити близько 2024 року. Ця місія проводитиме спостереження за дистанційним зондуванням по всій планеті та розгортатиме землю, засновану на дизайні Венери, здатної вижити для тривала тривалість на поверхні.
Через свою близькість до Землі та схожість за розмірами, масою та складом колись вважали, що Венера тримає життя. Насправді ідея Венери як тропічного світу зберігалася добре і в 20 столітті, поки програми Венери та Марінера не продемонстрували абсолютні пекельні умови, які існують насправді на планеті.
Тим не менш, вважається, що Венера, можливо, колись була схожа на Землю, з подібною атмосферою і теплою, проточною водою на її поверхні. Це поняття підкріплюється тим, що Венера сидить у внутрішньому краї заселеної зони Сонця і має озоновий шар. Однак завдяки втечі парникового ефекту та відсутності магнітного поля ця вода зникла багато мільярдів років тому.
Все-таки є такі, хто вірив, що Венера може одного дня підтримувати людські колонії. В даний час атмосферний тиск біля землі є надто екстремальним, щоб населені пункти могли будуватись на поверхні. Але 50 км над поверхнею і температура, і тиск повітря схожі на земні, і азот і кисень, як вважають, існують. Це призвело до пропозицій щодо побудови «плаваючих міст» в атмосфері Венеції та вивчення атмосфери за допомогою дирижаблів.
Крім того, були внесені пропозиції, які передбачають, що Венера повинна бути облаштована. Вони варіювались від встановлення величезного космічного відтінку для боротьби з парниковим ефектом, до зіткнення комет на поверхню, щоб підірвати атмосферу. Інші ідеї передбачають перетворення атмосфери, використовуючи кальцій і магній для секвестрації вуглецю.
Ці ідеї, подібні до пропозицій щодо терасового Марса, все ще в зародковому стані і важко наполягають на вирішенні довгострокових проблем, пов'язаних зі зміною клімату планети. Однак вони показують, що захоплення людини Венерою з часом не зменшилося. Від того, що була центральною для нашої міфології та першою зіркою, яку ми бачили вранці (і останню, яку ми бачили вночі), з тих пір Венера стала предметом захоплення астрономами та можливою перспективою нерухомості у світі .
Але до тих пір, поки технологія не поліпшиться, Венера залишатиметься ворожою та непривітною «сестринською планетою» Землі з сильним тиском, дощами сірчаної кислоти та токсичною атмосферою.
Ми написали багато цікавих статей про Венеру тут, у Космічному журналі. Наприклад, ось планета Венера, цікаві факти про Венеру, яка середня температура Венери? Як ми можемо формувати Венеру? та колонізація Венери з плаваючими містами.
Астрономічна ролях також має епізод на цю тему - Епізод 50: Венера та Ларрі Еспозіто та Венера Експрес.
Для отримання додаткової інформації обов'язково ознайомтеся з дослідженням сонячної системи НАСА: Факти Венери та НАСА: Місія Магеллана на Венеру.
