Удивительный и непознанный мир венеры

Соединения

Диаграмма прохождений Венеры и угол между орбитами Венеры и Земли

В большинстве случаев, когда Земля и Венера образуют нижнее соединение, они не располагаются на одной линии с Солнцем. Орбита Венеры находится под углом в 3,4° к орбите Земли, так что обычно она проходит чуть выше или чуть ниже Солнца. Хотя наклон орбиты Венеры только 3,4°, в нижнем соединении планета может быть видимой с Земли на расстоянии в 9,6° от Солнца. Так как угловой диаметр Солнца около 0,5°, получается, что Венера может появляться выше или ниже него на расстоянии 18 солнечных диаметров. Однако когда нижнее соединение Земли и Венеры происходит вблизи линии, по которой пересекаются их орбиты, то есть вблизи либо восходящего, либо нисходящего узлов орбиты Венеры, тогда и наблюдается прохождение Венеры по диску Солнца.

Если воображаемый наблюдатель находится в центре Земли и над головой у него — Северный полюс мира (т. н. геоцентрическое положение), то во время прохождения Венера будет двигаться по диску Солнца слева направо (поскольку в нижнем соединении она движется попятно) и сверху вниз в случае нисходящего узла (июньские прохождения, например, в 2004 и 2012 гг.), либо слева направо и снизу вверх в случае восходящего узла (декабрьские прохождения, например, в 1874 и 1882 гг.). При реальном наблюдении с поверхности Земли направление движения Венеры при её прохождении по диску Солнца зависит от координат точки наблюдения.

Последовательность прохождений повторяется каждые 243 года, по два (через 8 лет) с промежутками 121,5 и 105,5 года. Это объясняется тем, что 243 сидерических орбитальных периодов Земли (каждый — по 365,25636 дня, что чуть больше тропического года) составляют 88 757,3 дня, и 395 сидерических орбитальных периодов Венеры (224,701 дня) составляют 88 756,9 дня. Таким образом, через этот промежуток времени и Венера, и Земля возвращаются почти на ту же точку в своих орбитах. Этот период соответствует 152 синодическим периодам Венеры.

Последовательность промежутков «105,5 — 8 — 121,5 — 8» — не единственная возможная в 243-летнем цикле вследствие небольших несоответствий в периодах возвращения планет к точкам соединения. До 1518 года эта последовательность выглядела как «8 — 113,5 — 121,5», а до 546 года произошло 8 прохождений, промежутки между которыми равнялись 121,5 году. Существующая сейчас последовательность сохранится до 2846 года, после чего её сменит другая: «105,5 — 129,5 — 8». Получается, что период в 243 года относительно стабилен, но число прохождений внутри него и длительность промежутков могут меняться с течением времени.

Атмосфера и температура

Рассмотреть поверхность Венеры ранее было крайне трудно, потому что вид загораживала невероятно плотная атмосферная дымка, представленная двуокисью углерода с небольшими примесями азота. Давление – 92 бара, а атмосферная масса превосходит земную в 93 раза.

Не будем забывать, что Венера — самая горячая среди солнечных планет. Средний показатель – 462°C, который стабильно удерживается ночью и днем. Все дело в присутствии огромного количества СО₂, который с облаками из двуокиси серы формирует мощный парниковый эффект.

Поверхность характеризуется изотермичностью (вообще не влияет на распределение или перемены в температурном показателе). Минимальный наклон оси – 3°, что также не позволяет появляться сезонам. Перемены в температуре наблюдаются только с высотой.

Стоит отметить, что температура на наивысшей точке Горе Максвелла достигает 380°C, а атмосферное давление – 45 бар.

Если окажитесь на планете, то сразу же столкнетесь с мощными ветровыми потоками, чье ускорение достигает 85 км/с. Они обходят всю планету за 4-5 дней. Кроме того, плотные облака способны формировать молнии.

Поверхность второй планеты

Ее поверхность представлена тысячами вулканами, которые часто извергаются. В эти моменты начинаются особо сильные грозы. Погода здесь и правда непредсказуема.

Рельеф очень разнообразен: есть протяженные равнины, а есть и длинные горные хребты с пиками, где-то достигающими в высоту километр, но зато они очень широкие диаметр составляет 200-300 километров.

Но все-таки на ней очень мало кратеров, потому что все внешние повреждения сглаживаются лавой.

Первые фото поверхности были получены в 1975 году в ходе операции «Венера-9». До этого спутники передавали информацию о грунте и атмосфере.

Значения из эфемерид DE405

Эфемериды DE405 / LE405 из Лаборатории реактивного движения — это широко используемые эфемериды, датируемые 1998 годом и охватывающие всю Солнечную систему. Таким образом, массы планет образуют самосогласованный набор, что не всегда верно для более свежих данных (см. Ниже).

Масса Земли и лунная масса

Если у планеты есть естественные спутники, ее масса обычно указывается для всей системы (планета + спутники), поскольку это масса всей системы, которая действует как возмущение на орбитах других планет. Различие очень незначительное, поскольку естественные спутники намного меньше своих родительских планет (как видно из таблицы выше, где перечислены только самые большие спутники).

Примером могут служить Земля и Луна, отчасти потому, что Луна необычно велика (чуть более 1% массы Земли) по сравнению с ее родительской планетой по сравнению с другими естественными спутниками. Есть также очень точные данные, доступные для системы Земля – Луна, в частности, из эксперимента по лазерной дальнометрии Луны (LLR).

Геоцентрическая гравитационная постоянная — произведение массы времен Земли в ньютоновской гравитационной постоянной — может быть измерена с высокой точностью из орбит Луны и искусственных спутников. Отношение двух масс можно определить по небольшому колебанию орбиты Земли, вызванному гравитационным притяжением Луны.

Интересные факты о Венере

Чтобы выполнить одну ось вращения, уходит 243 дня. Пролет по орбите вокруг Солнца занимает 225 дней, а один день (солнечный) – 117 дней.

Венера — единственная из солнечных планет, которая совершает оборот не против часовой стрелки, а вслед за ней. Возможно, в прошлом Венера столкнулась с крупным телом, которое изменило механизм ее функционирования.

Лидирует земной спутник Луна. Но кажущаяся величина Венеры может быть от -3.8 до -4.6, поэтому иногда планету удается разглядеть и днем.

По размеру и массе Земля и Венера похожи. Но ее плотная атмосферная шапка не пускает к поверхности мелкие астероиды. Поэтому кратеры оставлены лишь от крупных объектов. Если вы окажетесь там, то почувствуете себя будто на дне океана.

Среди интересных фактов про Венеру стоит отметить, что среди всех солнечных планет эта сильнее всех напоминает Землю. Даже по структурному плану (ядро, мантия и кора) они похожи.

Древние народы верили, что перед ними два разных объекта, поэтому планету именовали дважды: Фосфор и Геспер (греки) или Люцифер и Веспери (Рим), Дело в том, что из-за своей позиции Венеру можно было наблюдать утром или вечером. Именно поэтому египтяне именовали ее вечерней и утренней звездой.

Все сложилось таким образом, что вторая планета от Солнца Венера стала самой горячей. Отсутствие сезонов и концентрация углекислого газа в атмосфере (96.5%) привели к тому, что ее температурная отметка замирает на 462°C.

Полезные статьи:

• Интересные факты о Венере;
• Венера – утренняя и вечерняя звезда
• История Венеры
• Почему Венера так ужасна?
• Почему Венера такая горячая?
• К какому типу планет принадлежит Венера?
• Как Венера получила свое имя?
• Кто открыл Венеру?
• Возраст Венеры

Поверхность Венеры

• Атмосфера Венеры;
• Кратеры на Венере
• Альбедо Венеры
• Парниковый эффект на Венере
• Климат на Венере
• Поверхность Венеры;
• Погода на Венере
• Ветра на Венере
• Облака на Венере
• Гравитация на Венере
• Вода на Венере
• Цвет Венеры;
• Температура на Венере;

Строение Венеры

• Строение Венеры;
• Размеры Венеры;
• Спутники Венеры;
• Кольца Венеры;
• Масса Венеры
• Плотность Венеры
• Состав Венеры
• Ядро Венеры

Положение и движение Венеры

• Как найти Венеру на ночном небе;
• Расстояние от Солнца до Венеры;
• Расстояние от Земли до Венеры;
• Сколько лететь до Венеры;
• Ось вращения Венеры
• Период вращения Венеры
• Как быстро вращается Венера?
• Орбита Венеры;
• Фазы Венеры;
• У какой планеты самый длинный день?
• Ретроградная Венера;
• День на Венере;
• Венера и Земля;
• Венера и Юпитер
• Венера и Меркурий;

Последние исследования

На Венере три миллиарда лет назад могли существовать пригодные для жизни условия и, возможно, сама жизнь. Об этом заявили в Институте космических исследований Годдарда в США. По их мнению, именно Венера, а не Земля была первой пригодной для обитания планетой в Солнечной системе.

Ученые пришли к выводу, что ранее Венера обладала мягким климатом, а на ее поверхности находились водные океаны глубиной до двух километров. Расчеты показали, что океаны на Венере исчезли сравнительно недавно – около 715 миллионов лет назад. То есть, времени их существования хватило бы для появления микробов. Ожидается, что полный отчет будет представлен в конце текущей недели на заседании Американского астрономического общества в Пасадене.

Отметим, что Венера вызывает интерес в первую очередь своим сходством с Землей и есть вероятность, что наша планета может пойти по ее пути. Ученые считают, что ранее Венера и Земля находились ближе, чем сейчас и климат у них был идентичен.

Существует гипотеза, что в далеком прошлом в эту планету врезался другой космический объект, удар которого заставил ее вращаться в обратную сторону. В следствии этого Венера лишилась магнитного поля и водяной пар был унесен солнечным ветром. Венеру часто называет злой сестрой-близнецом Земли, поскольку сейчас на этой планете самые суровые условия в Солнечной системе.

Ранее сообщалось, что у ближайшей к Солнцу звезды Проксима Центавра обнаружена экзопланета Proxima b, которая может быть пригодна для жизни. А зонд Juno прислал фотографии, которые свидетельствуют о том, что Юпитер оказался не таким, каким мы его знали.

Авторы Гайдпарка

• Goshaperfect

  Запад теряет союзников – Франция может встать на сторону России

  Читать полностью

• Барон Мюнхгаузен

  Туман времени

  Читать полностью

• Сергей Копылов Викторович

  Оппозиция и гибридная война

  Читать полностью

• bambambigelow

  Лондон неожиданно встал на сторону «Северного потока – 2»

  Читать полностью

• VOLF

  В Перми похоронили главу регионального СК, который покончил с собой

  Читать полностью

• Петр Новыш

  Так в Ленинграде милые проказницы надули мужичка. И это была вовсе не диктатура пролетариата

  Читать полностью

• Владимир Фёдоров

  Я бы тоже пошёл с ним в разведку

  Читать полностью

• Василий Иванов

  Верите ли Вы, что партия «Новые люди» преодолела 5% барьер на выборах в Госдуму РФ?

  Читать полностью

• Александр Рохмистров

  Пилотируемый полет к Луне — 1,7 млрд руб., а «суверенный Рунет» — 31 млрд. Почувствуйте разницу!

  Читать полностью

• Петр Новыш

  Должен ли быть инженер изобретателем? Мои свидетельства и мнение

  Читать полностью

• Василий Иванов

  Как Вы считаете, рассыплется ли Россия, как карточный домик в обозримом будущем?

  Читать полностью

• Настя Иванова

  США – главный организатор и спонсор мирового терроризма

  Читать полностью

Облака

Венера покрыта толстым слоем облаков, протяженностью по высоте свыше 20 км и оптической толщиной 20–40 единиц (чему соответствует ослабление прямого излучения в сотни миллионов раз в видимом диапазоне). Слой состоит из трех разделенных частей: верхней, средней и нижней. Основной компонент облаков — серная кислота концентрацией ≥75%. Верхний слой (60–70 км) — разреженный, со шкалой высоты 4 км в низких широтах и уменьшающийся до 1–2 км к полюсам. Высота верхней границы верхнего слоя, по данным VIRTIS (Visible and InfraRed Thermal Imaging Spectrometer

) и ФС «Венеры-15» понижается к полюсам, а высота среднего слоя (по данным ФС) не зависит от широты (рис. 7).

Рис. 7.

Карта высот верхней границы облаков, вычисленная по глубине полосы 1,5 мкм СО2 в южной полярной области Венеры (VIRTIS VEX) и наложенная на УФ-изображение, которое получила камера VMC VEX (слева ). Положение верхних границ верхнего и среднего облачных слоев в северном полушарии по измерениям на 1218 см−1 и 365 см−1 соответственно, выполненным ФС «Венеры-15» (справа ). Разница в высоте верхней границы в низких широтах и на полюсах достигает 10 км

Верхний слой содержит частицы двух типов (мод): субмикронные и микронные. Характерный размер частиц растет с глубиной. В среднем (ниже 57 км) и нижнем (48–50 км) облачных слоях появляются крупные частицы (мода 3), радиус которых достигает 3–4 мкм. Концентрация серной кислоты изменяется от 75–80% в верхнем слое до 90% в нижнем. Таким образом, капли серной кислоты имеют в своем составе 10–25% воды. Температура и давление в нижнем облачном слое не сильно отличаются от условий на поверхности Земли. Космические аппараты «ВЕГА-1и 2» обнаружили в нем хлор, серу и фосфор [].

Облака Венеры практически не поглощают солнечное излучение в видимом и ближнем ИК-диапазоне, и оно, многократно рассеянное, доходит до поверхности. На ночной стороне планеты, в окнах прозрачности между полосами СО2 (1,0; 1,1; 1,18; 1,27; 1,74; 2,35 мкм), непосредственно наблюдается тепловое излучение горячей нижней атмосферы и поверхности. Это излучение на несколько порядков слабее рассеянного солнечного, его нельзя выделить при наблюдении дневной стороны Венеры. На рис. 8 показано изображение нижнего облачного слоя в «окне» 2,35 мкм. В «окне» 1 мкм атмосферное влияние наименьшее, и потому оно используется для изучения поверхности, в частности для поиска возможной вулканической активности.

Рис. 8.

Изображение нижнего облачного слоя (высота около 50 км) вблизи полуночи на 2,35 мкм (изображения на восьми орбитах, выполненные 13–23 февраля 2007 г.).Яркие области соответствуют более высокой температуре,темные области вокруг южного полюса — холодный воротник (сам полюс вне изображения). По перемещению деталей измерена скорость ветра — 50 м/с на высоте 50 км (VIRTIS VEX)

Облака, простираясь от 48 до 70 км (или от 30 до 90 км — c учетом подоблачной и надоблачной дымки) над поверхностью, несмотря на малую плотность, играют огромную роль в парниковом эффекте, химии и динамике атмосферы.

1970: Посадочный аппарат «Венера-7» привенерился на поверхность Венеры

17 августа 1970 советский посадочный аппарат «Венера-7» привенерился на поверхность Венеры — человечество получило первую информацию о соседней планете. Первая мягкая посадка земного аппарата на другой планете.

Венера-7

Завлабораторией Института космических исследований РАН Людмила Засова — о посадке «Венеры-7»: До этого миссии шести аппаратов, которые назвались «Венера», оказались неудачными. Станции «Венера-4», -5 и -6 вошли в атмосферу, но их раздавило на высоте 20-25 километров над поверхностью. После посадки «Венеры-7» поняли, какое давление на планете — 90 атмосфер. Это было для всех удивительно. Температура была более-менее известна.

Посадочная станция подарила другие научные открытия: измерила скорость ветра, состав атмосферы, уровень радиации. Информация пригодилась для подготовки посадок следующих аппаратов, в том числе «Венеры-9», которая первой сфотографировала то, что скрывается под густыми облаками атмосферы планеты.

Когда спускалась «Венера-7», не знали даже, жидкая поверхность или твердая. Полагали, что там нефтяные озера могли быть, джунгли. Но когда сели, стало понятно, что поверхность там каменистая, твердая.

По составу основная часть поверхности планеты похожа на земные вулканические базальты — застывшая лава от извержений вулканов, происходивших 700 миллионов лет назад. Только 8% поверхности планеты — горная местность, в которой сохранились древние породы. Там могут быть следы океанов, следы минералов, которые были в океане, может быть, какие-то следы остатков свидетельств, что когда-то в этих океанах была жизнь.

«Венера-7» стартовала 12 августа 1970 года. Через четыре месяца, 15 декабря, ее спускаемый аппарат вошел в атмосферу планеты, во время аэродинамического торможения снизил скорость с 11,5 км/с до 200 м/с, достигнув расчётных перегрузок в 350 единиц, и дальнейшее движение осуществлялось на парашюте из термостойкой ткани.

Наземные средства связи принимали радиосигналы со спускаемого аппарата в течение 53 минут – с момента окончания плазменного участка спуска, и в том числе тогда, когда он опустился на поверхность. К сожалению, при входе в атмосферу отказал телеметрический коммутатор, и станция передавала информацию лишь об окружающей температуре.

Но и по косвенным признакам (времени снижения спускаемого аппарата в атмосфере, длине траектории спуска, скорости и характеру изменения передаваемых с него данных) учёным удалось составить профиль соответствия окружающей температуры высоте до поверхности планеты.

Прежние представления о газовой оболочке Утренней звезды оказались ошибочными. Полёт советского зонда помог установить состояние её атмосферы: на поверхности планеты в месте посадки спускаемого аппарата температура зафиксирована – 475±20°С, давление – 90±15 атм.

По допплеровскому сдвигу радиосигнала, шедшего от спускаемого аппарата до Земли, удалось оценить качество поверхности, на которую села станция. Небольшой «тормозной путь» (глубина, на которую спускаемый аппарат зарылся в почву после его свободного падения в результате преждевременного отстрела парашютных строп) указывал, что венерианский «грунт» напоминает что-то среднее между песком и вулканическим туфом.

Миссия «Венеры-7» стала новым достижением советских инженеров и учёных и продемонстрировала новый уровень их технических возможностей.

Схема межпланетной автоматической станции «Венера-7». Фото из архива РГАНТД

Поверхностные особенности

Наша планета выделяется тем, что 70.8% ее поверхности заполнены жидкой водой. К тому же она отличается огромным количеством различных формирований: долины, горы, ущелья, пещеры, пустыни, равнины, плато и т.д.

На Венере иная ситуация. Если бы планета смогла накапливать воду, то поверхность на 80% была бы ниже уровня моря. Большая часть суши была бы представлена всего двумя материками. В процессе формирования большую роль сыграла активность вулканов, а не тектоники.

Сейчас вулканы спят, но их насчитывает 167 (больше, чем на Земле) и они вытягиваются больше 100 км в высоту. Если у нас поверхность обновлялась, то на Венере она уже не меняется 300-600 миллионов лет.

Ну а что дальше?

Начнем с американских и российских миссий по сроку предполагаемого запуска.

В 2028 году планируется миссия VERITAS. Ее цель – создание самой совершенной на сегодняшний момент карты Венеры в высоком разрешении. Комбинация топографических данных, радиолокации и инфракрасной спектроскопии должна помочь ответить на ряд вопросов:

• какие тектонические процессы происходили на Венере в прошлом;

• какие процессы происходят в данный момент;

• присутствовала ли вода на поверхности планеты или вблизи ее.

Два прибора будут представлять полезную нагрузку: VEM (Venus Emissivity Mapper) и VISAR (Venus Interferometric Synthetic Aperture Radar), спектрометр и интерферометр для наиболее точного картирования поверхности Венеры. Продолжительность миссии орбитального аппарата составит 3 года.

Аппарат миссии VERITAS в представлении художника

Российскую “Венеру-Д” планируют к запуску в 2029 году. С ее помощью предполагается комплексное изучение планеты с помощью спутникового модуля и спускаемой на поверхность станции. По состоянию на 17 мая 2021 года Роскосмос разместил на портале госзакупок контракт с НПО им. Лавочкина на разработку технического предложения на космический комплекс «Венера-Д».

Этот проект планировалось реализовывать сначала с Европейским космическим агентством, а в последствии, в сотрудничестве с НАСА. В качестве одного из элементов вклада НАСА в миссию, рассматривалась управляемая атмосферная платформа VAMP (Venus Atmospheric Manoeuvrable Platform). Предполагалось, что этот аппарат после отделения от орбитальной станции надуется, и будет дрейфовать в атмосфере. При подъеме до 70 км днем будет происходить зарядка солнечных батарей, опускаясь ночью до 55 км, платформа будет дрейфовать благодаря своей плавучести.

В сентябре 2020 года Роскосмос заявил, что “Венера-Д” станет полностью отечественным проектом. Однако, не исключаются какие-либо формы сотрудничества, хотя по этому вопросу на сегодняшний день пока ничего неизвестно. Если проект удастся, то это будет первый отечественный аппарат, который отправится к этой планете с 1984 года.

В дальнейшем на данных этой миссии планируется создание комплексной станции «Венера-Глоб», задачей которой будет всесторонне исследовать Венеру. В ее состав войдут: орбитальный аппарат, долгоживущая венерианская станция, аэростатные зонды, возможно венероход.  

Миссия DAVINCI+ назначена на 2029-2030 годы. В ее состав войдут орбитальная станция и спускаемый зонд. Цели – изучение состава атмосферы и ее эволюции, установление наличия океана в прошлом. Зонд должен сделать высококачественные снимки поверхности при спуске через атмосферу. Они помогут лучше понять геологию Венеры и проанализировать тектоническую активность, если таковая имеется.

Спускаемый модуль миссии DAVINCI+ в представлении художника

Циркуляция атмосферы

Скорость ветра в нижней атмосфере Венеры измерялась на всех посадочных аппаратах, начиная с «Венеры-4», но впервые вертикальный профиль ветра от поверхности до 60 км высоты получили «Венера-9 и 10» (1975). Оказалось, что скорость ветра растет от 0,5–1,5 м/с у поверхности до 50–60 м/с на уровне среднего облачного слоя (55–60 км). У верхней границы облаков она достигает 100 м/с. Таким образом, оказалось, что планета и ее атмосфера вращаются с разными скоростями. Венера совершает оборот вокруг оси за 243 суток (земных), а ее атмосфера (на уровне верхнего облачного слоя) — примерно за 4 суток, т. е. более чем в 60 раз быстрее! Эта особенность атмосферы получила название «суперротация». Да и само осевое вращение Венеры и ее атмосферы, в отличие от других планет (кроме Урана), направлено в сторону, противоположную орбитальному вращению вокруг Солнца.

Структура атмосферы Венеры отличается от земной. Прежде всего, в ней отсутствует стратосфера. За самым нижним слоем — тропосферой — находится тропопауза, в зависимости от широты расположенная на высоте 56–62 км. Выше нее — мезосфера, на высоте приблизительно 100–110 км, — мезопауза, а еще выше — термосфера. В тропосфере градиент температуры близок к адиабатическому. При определенных условиях в этом слое могут рождаться вертикальные конвективные потоки. Выше тропопаузы атмосфера стабильна, т. е. в ней не происходит вертикального перемешивания. Средний облачный слой — конвективный. Именно там плавали баллоны аппаратов «ВЕГА-1 и 2». Возможно, в тропосфере существуют еще две конвективные зоны: на высоте 20–30 км и вблизи поверхности [].

Венера — планета медленно вращающаяся, с осью вращения, практически перпендикулярной плоскости эклиптики. И потому на ней нет смены времен года. Динамическое состояние мезосферы Венеры определяется циклострофическим балансом: силы, связанные с градиентом давления, уравновешиваются центробежной силой. Уравнение баланса позволяет теоретически оценить скорость зонального (т. е. вдоль параллелей) термического ветра до высоты 80–90 км. На высоте 90–110 км расположена переходная область между двумя основными модами циркуляции: зональной суперротацией и движением потока, который поднимается вверх в подсолнечной точке и опускается на противоположной стороне планеты, в антисолнечной точке (так называемый SS—AS-перенос).

Один из методов изучения динамики атмосферы выше 90 км — наблюдение пространственного распределения яркости ночных свечений, в частности свечений молекулярного кислорода. Эта самая яркая ночная эмиссия возникает при рекомбинации атомов кислорода, которые образуются при фотолизе СО₂ на дневной стороне, переносятся циркуляцией на ночную сторону на высоте 90–130 км (в верхней мезосфере и нижней термосфере), рекомбинируют в нисходящем потоке и высвечивают энергию в полосе O₂ 1,27 мкм. Измерения свечения О₂ картирующим спектрометром VIRTIS VEX подтвердили, что, хотя основная мода циркуляции верхней атмосферы — SS—AS-перенос, на нее могут накладываться и зональная суперротация, и волны масштабом от нескольких километров до планетарных.

Похожие записи:

Что значит символ «альфа»? символы «альфа» и «омега» Уран в знаках зодиака влияние Лучшие снимки телескопа хаббл за последнее время Фаза луны 1 января 2017 года 1951 год по китайскому гороскопу К чему снится одноклассница? сонник