Реферат на тему планета венера
Обновлено: 02.07.2024
Основные сведения о Венере: атмосфера, климат, поверхность и внутреннее строение. Проведение исследований планеты с помощью космических аппаратов. Особенность движения Венеры в космосе. Парниковый эффект, создаваемый плотной углекислотной атмосферой.
| Рубрика | Астрономия и космонавтика |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 01.06.2015 |
| Размер файла | 416,3 K |
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
ФГБОУ ВПО Псковский государственный университет
студентка 2 курса
исторического факультета заочной
формы обучения направления
венера космос планета
1. Основные сведения о Венере
1.3 Поверхность и внутреннее строение
2. Наблюдение Венеры
3. Исследования планеты с помощью космических аппаратов
4. Особенности номенклатуры
5. Венера в культуре
Венемра -- вторая, после Меркурия, внутренняя планета Солнечной системы с периодом обращения в 224,7 земных суток. Ее орбита имеет форму почти правильного круга.
Это единственная из восьми основных планет Солнечной системы, получившая название в честь женского божества. Венера - в римской мифологии первоначально богиня весны и садов, впоследствии отождествлялась с греческой богиней Афродитой и почиталась как богиня любви и красоты.
Выделяют особенность движения Венеры в космосе: если все планеты (кроме Урана) вращаются вокруг своей оси против часовой стрелки (если смотреть со стороны Северного полюса мира), то Венера вращается в противоположном направлении - по часовой стрелке.
Ее называют сестрой Земли, близнецом, поскольку у них схожие размеры. Диаметр Венеры немного уступает диаметру Земли, и равен 12 100 км. Однако условия на двух планетах очень разнятся.
Венера -- третий по яркости объект на небе Земли после Солнца и Луны и достигает видимой звёздной величины в ? 4,6. Поскольку Венера ближе к Солнцу, чем Земля, она никогда не удаляется от Солнца более чем на 47,8° (для земного наблюдателя). Лучше всего она видна незадолго до восхода или через некоторое время после захода Солнца, что дало повод называть её также Вечерняя звезда или Утренняя звезда.
Никакая другая планета солнечной системы не оспорит у Венеры титул самой загадочной. Плотная вуаль ее серных облаков надежно закрывает поверхность от любопытных глаз в телескопах.
1. Основные сведения о Венере
Среднее расстояние Венеры от Солнца -- 108 млн. км (0,723 а. е.). Расстояние от Венеры до Земли меняется в пределах от 40 до 259 млн. км. Период обращения вокруг Солнца равен 224,7 земных суток; средняя орбитальная скорость -- 35 км/с.
Венера наряду с Меркурием является планетой, не имеющей естественных спутников. В прошлом имели место многочисленные заявления о наблюдении спутников Венеры, но они всегда оказывались основанными на ошибке. Первые заявления о том, что обнаружен спутник Венеры, относятся к XVII веку. Всего за 120-летний период до 1770 года о наблюдении спутника сообщалось более 30 раз, как минимум 20 астрономами.
До начала современного исследования космоса о Венере практически ничего не было известно. Всему виною - плотнейшая завеса облаков, мешающая разглядеть поверхность даже с помощью телескопа. Космическим кораблям посчастливилось преодолеть разрушительную атмосферу Венеры из углекислого газа, азота и малой частицей кислорода. Облака Венеры бледно-зеленые или бледно-желтые, орошающие поверхность отнюдь не живительными кислотными дождями.
Сходная с земной проблема Венеры - парниковый эффект, только сильней в несколько сотен раз. Именно из-за парникового эффекта на Венере так губительно для всего живого жарко. Солнечное тепло удерживается венерианской атмосферой как огромным плотным одеялом. К примеру, парниковый эффект Земли увеличивает общую температуру планеты на 30 градусов по Цельсию, на Венере же - на 400 градусов. Стоит задуматься и сделать своевременные выводы, к чему может привести развитие процесса парникового эффекта на нашей родной планете. В первую очередь, к концентрации в атмосфере Земли углекислого газа приводит постоянное сжигание угля и нефти.
1.3 Поверхность и внутреннее строение
Предложено несколько моделей внутреннего строения Венеры. Согласно наиболее реалистичной из них, на Венере есть три оболочки. Первая -- кора толщиной примерно 16 км. Далее -- мантия, силикатная оболочка, простирающаяся на глубину порядка 3300 км до границы с железным ядром, масса которого составляет около четверти всей массы планеты. Поскольку собственное магнитное поле планеты отсутствует, то следует считать, что в железном ядре нет перемещения заряженных частиц -- электрического тока, вызывающего магнитное поле, следовательно, движения вещества в ядре не происходит, то есть оно находится в твёрдом состоянии. Плотность в центре планеты достигает 14 г/смі.
Ударные кратеры -- редкий элемент венерианского пейзажа. На всей планете имеется лишь около 1000 кратеров.
2. Наблюдение Венеры
Венеру легко распознать, так как по блеску она намного превосходит самые яркие звёзды. Отличительным признаком планеты является её ровный белый цвет. Венера, так же как и Меркурий, не отходит на небе на большое расстояние от Солнца. В моменты элонгаций Венера может удалиться от нашей звезды максимум на 47,8°. Как и у Меркурия, у Венеры есть периоды утренней и вечерней видимости: в древности считали, что утренняя и вечерняя Венеры -- разные звёзды. Венера -- третий по яркости объект на нашем небе.
Так как Венера расположена ближе к Солнцу, чем Земля, с Земли можно наблюдать прохождение Венеры по диску Солнца. При этом планета предстаёт в виде маленького чёрного диска на фоне огромного светила. Однако это очень редкое явление. В течение примерно двух с половиной столетий случается четыре прохождения -- два декабрьских и два июньских. Последнее произошло 6 июня 2012 года. Следующее прохождение будет только 11 декабря 2117 года.
Впервые наблюдал прохождение Венеры по диску Солнца 4 декабря 1639 года английский астроном Иеремия Хоррокс (1619--1641). Он же это явление предвычислил.
Аналогичные визуальные исследования производились в 40 пунктах при участии 112 человек.
3. Исследования планеты с помощью космических аппаратов
4. Особенности номенклатуры
Поскольку облака скрывают поверхность Венеры от визуальных наблюдений, её можно изучать только радиолокационными методами. Первые, грубые, карты Венеры были составлены в 1960-е гг. на основе радиолокации, проводимой с Земли. Светлые в радиодиапазоне детали величиной в сотни и тысячи километров получили условные обозначения, причём существовало несколько систем таких обозначений, которые не имели всеобщего хождения, а использовались локально группами учёных. Одни применяли буквы греческого алфавита, другие -- латинские буквы и цифры, третьи -- римские цифры, четвёртые -- именования в честь знаменитых учёных, работавших в сфере электро- и радио- техники (Гаусс, Герц, Попов). Эти обозначения (за отдельными исключениями) ныне вышли из научного употребления, хотя ещё встречаются в современной литературе по астрономии. Исключением являются область Альфа, область Бета и горы Максвелла, которые были удачно сопоставлены и отождествлены с уточнёнными данными, полученными с помощью космической радиолокации.
Правила именования деталей рельефа Венеры были утверждены на XIX Генеральной ассамблее Международного астрономического союза в 1985 году, после обобщения результатов радиолокационных исследований Венеры автоматическими межпланетными станциями. Было решено использовать в номенклатуре только женские имена (кроме трёх приведённых ранее исторических исключений):
Крупные кратеры Венеры получают название в честь фамилий знаменитых женщин, малые кратеры -- женские имена. Примеры крупных: Ахматова, Барсова, Барто, Волкова, Голубкина, Данилова, Дашкова, Ермолова, Ефимова, Клёнова, Мухина, Обухова, Орлова, Осипенко,Потанина, Руднева, Русланова, Федорец, Яблочкина. Примеры мелких: Аня, Катя, Оля, Света, Таня и т. д. [32][33]
Некратерные формы рельефа Венеры получают имена в честь мифических, сказочных и легендарных женщин: возвышенностям даются имена богинь разных народов, понижениям рельефа -- прочих персонажей из различных мифологий:
земли и плато получают название в честь богинь любви и красоты; тессеры -- по имени богинь судьбы, счастья и удачи; горы, купола, области называются именами различных богинь, великанш, титанид; холмы -- именами морских богинь; уступы -- именами богинь домашнего очага, венцы -- именами богинь плодородия и земледелия; гряды -- именами богинь неба и женских персонажей, увязанных в мифах с небом и светом.
5. Венера в культуре
Венера занимает второе место среди планет солнечной системы после Марса по той роли, которую она играет в литературе и других жанрах искусства.
Венера обозначила своё влияние даже в различных культурах:
В ритуальном варианте календаря майя, применяемом и другими народами Месоамерики (ацтеками, тольтеками и т. д.), существовали циклы по 584 дня, примерно совпадающие с синодическим периодом обращения Венеры.
Особую роль Венера играла в мифологии и астрономии инков, где она называлась Ч'аска (кечуа Ch'aska).
Попав на Венеру, мы окажемся в совершенно особой, не только нам привычной, но гибельной для всего живого природной обстановке.
Романтики постоянно твердили, что на Венере, возможно, есть жизнь. Но наука не стоит на месте, и постепенно даже самые оптимистично настроенные стали понимать, что невозможно выжить на поверхности планеты, температура которой 480 градусов. Только лишь далеко в верхних слоях атмосферы при выполнении целого ряда условий возможно существование жизни или колонизация человеком. Губительно на Венере и то, что солнечные УФ лучи ничего не останавливает, на Земле функцию щита от них выполняет озоновый слой.
Когда-то, в абсолютно немыслимом прошлом, Венера и Земля имели сходный климат. Даже вода существовала на Венере, но не в форме привычного для нас океана, а присутствовала в атмосфере. Сильнейшее солнечное излучение привело Венеру к современному ее раскаленному состоянию.
Уровень знаний о Венере ныне настолько вырос, что попытка охватить разные области исследований заведомо не может быть одинаково успешной.
1. Л.В. Ксанфомалити, Планета Венера. - М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1985.
В центре Солнечной системы находится наша дневная звезда — Солнце. Вокруг него вместе со своими спутниками обращаются 9 больших планет: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон.
Возраст Солнечной системы был определён учёными на основании лабораторного изотопного анализа земных скальных пород, а также метеоров и доставленных на Землю космическими аппаратами образцов лунного грунта. Оказалось, что наиболее старые из них имеют возраст около 4,5 млрд. лет. Поэтому считается, что все планеты сформировались приблизительно в одно время — 4,5 — 5 млрд. лет тому назад.
Венера, вторая по близости к Солнцу планета, почти такого же размера, как Земля, а её масса более 80 % земной массы. Расположенная ближе к Солнцу, чем наша планета, Венера получает от него в два с лишним раза больше света и тепла, чем Земля. Тем не менее с теневой стороны на Венере господствует мороз более 20 градусов ниже нуля, так как сюда не попадают солнечные лучи в течении очень долгого времени. Она имеет очень плотную, глубокую и очень облачную атмосферу, не позволяющую нам увидеть поверхность планеты. Атмосферу — газовую оболочку, на Венере, открыл М. В. Ломоносов, в 1761 году, что так же показало сходство Венеры с Землёй.
Среднее расстояние от Венеры до Солнца 108,2 млн. км; оно практически постоянно, поскольку орбита Венеры ближе к окружности, чем у любой другой планеты. Временами Венера подходит к Земле на расстояние, меньшее 40 миллионов км.
Древние греки дали этой планете имя своей лучшей богини Афродиты, римляне же потом переиначили по — своему и назвали планету Венерой, что, в общем, одно и то же. Однако случилось это не сразу. Одно время считалось, что в небе находится сразу две планеты. Вернее, тогда ещё звезды, одна — ослепительно яркая, была видна утром, другая, такая же — вечером. Их даже называли по — разному, пока халдейские астрономы после долгих наблюдений и ещё более долгих размышлений не пришли к выводу, что звезда — то всё — таки одна, что делает им честь как большим специалистам.
Свет Венеры столь ярок, что если на небе нет ни Солнца, ни Луны, он заставляет предметы отбрасывать тени. Однако при взгляде в телескоп, Венера разочаровывает, и не удивительно, что до последних лет её считали “планетой тайн”.
В 1930 году о Венере появилась некоторая информация. Было установлено, что её атмосфера состоит, в основном, из углекислого газа, который способен действовать как своего рода покрывало, задерживая солнечное тепло. Были популярны две картины планеты. Одна рисовала поверхность Венеры почти полностью покрытой водой, в которой могли развиваться примитивные формы жизни, — как это было на Земле миллиарды лет назад. Другая представляла Венеру как раскалённую, сухую и пыльную пустыню.
Эра автоматических космических зондов началась в 1962 году, когда американский аппарат “Маринер — 2” прошёл вблизи Венеры и передал информацию, которая подтвердила, что её поверхность очень горяча. Было установлено также, что период вращения Венеры вокруг оси — длительный, около 243 земных суток, — больше, чем период обращения вокруг Солнца (224,7 суток) , поэтому на Венере “сутки” длиннее года и календарь совершенно необычен.
Теперь известно, что Венера вращается в обратном направлении — с востока на запад, а не с запада на восток, как Земля и большинство других планет. Для наблюдателя на поверхности Венеры Солнце восходит на западе, а заходит на востоке, хотя в действительности облачная атмосфера полностью закрывает небо.
“Маринер — 10” приблизился к Венере в феврале 1974 года и передал первые снимки верхнего слоя облаков. Этот аппарат только один раз прошёл около Венеры — его основной целью была самая внутренняя планета — Меркурий. Однако снимки были высокого качества и показали полосатую структуру облаков. Они также подтвердили, что период вращения верхнего слоя облаков всего лишь 4 суток, так что строение атмосферы Венеры не похоже на земное.
Тем временем американские радиолокационные исследования показали, что на поверхности Венеры имеются большие по размеру, но мелкие кратеры. Происхождение кратеров неизвестно, но, поскольку в такой плотной атмосфере должна быть сильная эрозия, по “геологическим “стандартам они вряд ли могут быть очень старыми. Причиной возникновения кратеров может быть вулканизм, поэтому гипотезу о том, что на Венере происходят вулканические процессы, пока нельзя исключить. Также на Венере найдено несколько горных областей. Самый большой горный район — Иштар — по площади вдвое превышает Тибет. В центре его на высоту 11 км поднимается гигантский вулканический конус. Было обнаружено, что в облаках содержится большое количество серной кислоты (возможно, даже фтористо-серной кислоты) .
Следующий важный шаг был сделан в октябре 1975 года, когда два советских аппарата — “Венера — 9” и “Венера — 10” — совершили управляемую посадку на поверхность планеты и передали на Землю снимки. Снимки были ретранслированы орбитальными отсеками станций, остававшимися на околопланетной орбите на высоте порядка 1500 км. Это был триумф советских учёных, даже несмотря на то, что и “Венера — 9” и “Венера — 10” вели передачи всего лишь не более часа, пока не перестали раз и навсегда действовать из — за слишком высоких температур и давления.
Оказалось, что поверхность Венеры была усыпана гладкими скальными обломками, по составу похожими на земные базальты, многие из которых имели около 1 м в поперечнике. Поверхность была хорошо освещена: по описанию советских учёных, света было столько, сколько бывает в Москве в облачный летний полдень, так что даже не потребовались прожекторы аппаратов. Оказалось к тому же, что атмосфера не обладает чрезмерно высокими преломляющими свойствами, как ожидалось и все детали ландшафта были чёткими. Давление в 90 раз превышало давление у поверхности Земли. Было обнаружено, кроме того, что слой облаков кончается на высоте около 30 км. Ниже находится область горячего едкого тумана. На высотах 50 — 70 км располагаются мощные облачные слои и дуют ураганные ветры. У поверхности Венеры атмосфера очень плотная (всего лишь в 10 раз меньше плотности воды).
Венера отнюдь не гостеприимный мир, как это когда — то предполагалось. Со своей атмосферой из углекислого газа, облаков из серной кислоты и страшной жарой она совершенно не пригодна для человека. Под тяжестью этой информации рухнули некоторые надежды: ведь менее чем 20 лет назад многие учёные считали Венеру более обещающим объектом для космических исследований, чем Марс.
Венера всегда притягивала к себе взгляды писателей — фантастов, поэтов, учёных. О ней и про неё много писали и, наверное, ещё многое напишут и возможно даже, что когда-нибудь часть её тайн откроется человеку.
Список литературы
1. Баев К. Л. Земля и Планеты; Москва — 1956.
2. Воротников А. А. География и Астрономия; Минск — 1995.
3. Засов А. В., Кононович Э. В. Астрономия; Москва — 1993.
4. Полак И. Ф. Строение Вселенной; Москва — 1947.
5. Наука и Вселенная; Том 1; Перевод с английского; редакторы: А. Д. Суханова, Г. С. Хромова; Москва — 1983.
Венера – вторая после Меркурия по удаленности от Солнца (108 млн. км) планета земной группы. Она занимает промежуточное положение между Меркурием и Землей. Ее орбита имеет форму почти правильного круга, планета, почти такого же размера, как Земля. Орбита Венеры ближе к окружности, чем у любой другой планеты Солнечной Системы. Временами Венера подходит к Земле на расстояние, меньшее 40 млн. км. Венера вращается в обратном направлении - с востока на запад, а не с запада на восток, как Земля и большинство других планет, кроме Венеры и Урана. Период вращения Венеры вокруг оси относительно звёзд, звёздные сутки - длительный, около 243 земных суток,
Однако следует обратить внимание на то - что сутки, которые обычно сравнивают с годом - это солнечные сутки, синодический период вращения. Его несложно вычислить, он равен: 1/(1/243 + 1/224.7) = 116.7 земных суток. Именно столько и длятся солнечные сутки на Венере.
Плотность атмосферы Венеры в 35 раз больше Земной. Давление на поверхности планеты составляет около 95 атмосфер. Состоит эта атмосфера, в основном, из углекислого газа с примесями азота и кислорода. Углекислый газ, пропуская солнечные лучи, позволяет нагреваться поверхности, и не выпускает тепло обратно в космос, что является причиной явления, которое называется парниковым эффектом. Из-за этого поверхность Венеры сильно разогрета.
Облачный слой Венеры, скрывающий от нас ее поверхность, расположен на высотах 49-68 км. над поверхностью, по плотности напоминает легкий туман и состоит, в основном, из паров 80 %-ной серной кислоты. Облака Венеры движутся с востока на запад с преобладающими на планете ветрами, совершая полный оборот вокруг ее оси за 4 дня, а освещенность на поверхности в дневное время подобна земной в серый пасмурный день.
Большая протяженность облачного слоя делает его совершенно непрозрачным для земного наблюдателя, поэтому изучение планеты ведется в основном радиолокационными методами. Американские радиолокационные исследования показали, что на поверхности Венеры имеются большие по размеру, но мелкие кратеры. Происхождение кратеров неизвестно, но, поскольку в такой плотной атмосфере должна быть сильная эрозия, по "геологическим" стандартам они вряд ли могут быть очень старыми. Причиной возникновения кратеров может быть и вулканизм, поэтому гипотезу о том, что на Венере происходят вулканические процессы, пока нельзя исключить. Также на Венере найдено несколько горных областей. Самый большой горный район - Иштар, по площади вдвое превышает Тибет. В центре его на высоту 11 км поднимается гигантский вулканический конус.
В зоне съемки "Венеры-15, -16" (спутников, которые были посланы на Венеру учёными СССР) было обнаружено около 150 ударных кратеров диаметром от 8 до 140 км. Их возраст: 0.5-1 млрд. лет.
Анализ данных "Венеры-15,16" привел к выводу о том, что в пределах зоны съемки нет признаков "тектоники плит" - для которой характерно разделение верхней жесткой оболочки - литосферы - на несколько крупных, горизонтально передвигающихся относительно друг друга, плит. Главной движущей силой вулканических тектонических процессов на Венере, по результатам анализа данных "Венеры-15,16", представлялись вертикальные, восходящие и нисходящие, движения вещества недр планеты за счет тепловых неоднородностей - так называемых "горячих пятен" Горячие пятна существенны и в геологии Земли, но роль их все-таки второстепенна.
Hа поверхности равнин планеты в ряде мест, зафиксированных на снимках "Магеллана" обнаружены загадочные "русла" длиной от сотен до нескольких тысяч километров и шириной от 2 до 10 км. Они имеют типичные признаки долин, прорезанных течением какой-то жидкости, расхождение и
схождение в редких случаях - нечто вроде дельты. В начале самого длинного русла, названного долиной Балтис, протяженностью около 7000 км при очень выдержанной (2-3 км) ширине находится вулкан поперечником около 100 км.
Остается загадкой, какая жидкость прорезала эти русла. Проще всего было бы считать, что они - результат термической эрозии текущим потоком лавы. Hо расчеты показывают, что на пути длиной 7000 км у потока лавы не хватит запаса тепла, чтобы безостановочно. Вероятнее всего это, например, жидкости вроде расплавленных карбонатов или расплавленной серы.
Открытые в ходе съемки "Венеры-15, -16" кольцевые структуры венцов на снимках "Магеллана" обнаружили существенные детали их строения. Кольцевое обрамление этих структур, обычно поперечником от 150 до 1000 км, имели радиально-концентрический рисунок. Явные аналоги венцов Венеры на других планетных телах земной группы не известны. На заснятых "Магелланом" 98% поверхности планеты удалось обнаружить около 930 ударных кратеров диаметром от 2 до 280 км. На его снимках удалось увидеть некоторые неожиданные стороны процесса образования ударных кратеров в условиях Венеры.
Хотя у Венеры и Земли близки размеры, средняя плотность и даже внутреннее строение, тем не менее, Земля имеет достаточно сильное магнитное поле, а Венера нет. По одной из современных теорий напряженность дипольного магнитного поля зависит от прецессии полярной оси и угловой скорости вращения. Именно эти параметры на Венере ничтожно малы, но измерения указывают на еще более низкую напряженность, чем предсказывает теория.
1. Венера – крупная планета внутренней группы, лишь немного уступающая по своим размерам и массе Земле, но в 8 раз превосходящая массу Марса. Еще сравнительно недавно предполагалось, что природные условия на Венере похожи на земные и что эта планета может быть населена организмами. Однако полученные в последние десятилетия фактические данные полностью опровергли это заключение. Природные условия на Венере оказались резко отличающимися от земных.
2. Большая масса обеспечила планете активную внутреннюю жизнь в течение всей ее истории, включая и современную эпоху. Это выражается в образовании крупных мно- гочисленных морфоструктур: отраженных в рельефе текто- нических форм, а также элементов вулканического релье- фа – нагорий, конусов, лавовых потоков и т. д.
3. Большая масса планеты способствовала при расплав- лении вещества и следующей за ней фазы вулканической активности удержанию выделившихся из недр огромных масс газов и паров воды, необходимых для построения атмосферы и гидросферы. Сформировавшаяся атмосфера оказалась необычайно плотной (в 90 раз плотнее земной) и на 97% состоящей из углекислого газа. Гидросфера же (в широком понимании этого слова) отсутствует на Венере. В атмосфере содержится менее 0,1% водяного пара, а вода в жидкой и твердой фазах находится лишь в верхней части основного облачного слоя, на высоте примерно 60 км. Но и там ее очень мало, она не оказывает никакого влияния на поверхностные процессы и природную среду в целом.
4. Атмосфера обладает колоссальным парниковым эффектом, результатом чего является необычайно высокая температура поверхности планеты и нижних слоев тропо- сферы (470 С).
5. Отсутствие на Венере климатического круговорота воды крайне тормозит развитие комплекса экзогенных процессов и формирование природных условий в целом, особенно необходимой среды для зарождения и развития жизни.
6. Поверхность Венеры консервативна, что следует из широкого распространения на ней ударных кратеров, их хорошей сохранности и слабой обработанности экзоген- ными процессами. В этом отношении поверхность Венеры аналогична лунной и меркурианской. Она соответствует им и по уровню эволюции, хотя отстает от марсианской, не говоря уже о земной.
7. Причина огромного скопления в атмосфере углекислого газа объясняется отсутствием на планете водных бассейнов, которые могли бы поглотить этот газ.
8. Вопрос о том, почему на Венере нет жидкой воды, пока остается открытым. Высказываются предположения, что под влиянием высокой температуры произошло разложение воды на кислород и водород. Водород как легкий газ образовал верхнюю атмосферу, а кислород был использован на окисление пород.
Венера — вторая внутренняя планета Солнечной системы с периодом обращения в 224,7 земных суток. Планета получила своё название в честь Венеры, богини любви из римского пантеона.
Венера — третий по яркости объект на небе Земли после Солнца и Луны и достигает видимой звёздной величины в −4,6. Поскольку Венера ближе к Солнцу, чем Земля, она никогда не удаляется от Солнца более чем на 47,8° (для земного наблюдателя). Своей максимальной яркости Венера достигает незадолго до восхода или через некоторое время после захода Солнца, что дало повод называть её также Вечерняя звезда или Утренняя звезда.
В глубокой древности Венера, как полагают, настолько разогрелась, что подобные земным океаны, которыми, как считается, она обладала, полностью испарились, оставив после себя пустынный пейзаж с множеством плитоподобных скал. Одна из гипотез полагает, что водяной пар из-за слабости магнитного поля поднялся так высоко над поверхностью, что был унесён солнечным ветром в межпланетное пространство.
Венера — единственная в Солнечной системе планета, получившая своё имя в честь женского божества (Церера и Эрида — карликовые планеты).
1. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ
Среднее расстояние Венеры от Солнца 108 млн км (0,723 а. е.). Расстояние от Венеры до Земли меняется в пределах от 40 до 259 млн км. Её орбита очень близка к круговой — эксцентриситет составляет всего 0,0068. Период обращения вокруг Солнца равен 224,7 земных суток; средняя орбитальная скорость — 35 км/с. Наклон орбиты к плоскости эклиптики равен 3,4°. Сравнительные размеры Меркурия, Венеры, Земли и Марса изображены на рисунке 1.
Рисунок 1 - Сравнительные размеры Меркурия, Венеры, Земли и Марса
Венера вращается вокруг своей оси, отклонённой на 2° от перпендикуляра к плоскости орбиты, с востока на запад, то есть в направлении, противоположном направлению вращения большинства планет. Один оборот вокруг оси занимает 243,02 земных суток. Комбинация этих движений даёт величину солнечных суток на планете 116,8 земных суток. Интересно, что один оборот вокруг своей оси по отношению к Земле Венера совершает за 146 суток, а синодический период составляет 584 суток, то есть ровно вчетверо дольше. В результате, в каждом нижнем соединении Венера обращена к Земле одной и той же стороной. Пока неизвестно, является ли это совпадением, или же здесь действует гравитационное притяжение Земли и Венеры.
По размерам Венера довольно близка к Земле. Радиус планеты равен 6051,8 км (95 % земного), масса — 4,87×10 24 кг (81,5 % земной), средняя плотность — 5,24 г/см³. Ускорение свободного падения равно 8,87 м/с², вторая космическая скорость — 10,46 км/с.
1.1. Атмосфера
Атмосфера Венеры состоит в основном из углекислого газа (96 %) и азота (почти 4 %). Водяной пар и кислород содержатся в ней в следовых количествах (0,02 % и 0,1 %). Венерианская атмосфера содержит в 105 раз больше газа чем Земная. Давление у поверхности достигает 93 атм, температура — 750 К (475 °C). Это превышает температуру поверхности Меркурия, находящегося вдвое ближе к Солнцу. Причиной столь высокой температуры на Венере является парниковый эффект, создаваемый плотной углекислотной атмосферой. Плотность атмосферы Венеры у поверхности всего в 14 раз меньше плотности воды. Интересно, что, несмотря на медленное вращение планеты, перепада температур между дневной и ночной стороной планеты не наблюдается — настолько велика тепловая инерция атмосферы. Зависимость температуры атмосферы от высоты изображена на рисунке 2.
Рисунок 2 - Зависимость температуры атмосферы от высоты
Атмосфера Венеры простирается до высоты 250 км.
Облачный покров расположен на высоте 30—60 км и состоит из нескольких слоёв. Химический состав облаков пока не установлен. Предполагается, что в них могут присутствовать капельки концентрированной серной кислоты, соединения серы и хлора. Измерения, проведённые с борта космических аппаратов, спускавшихся в атмосфере Венеры, показали, что облачный покров не очень плотный, и, скорее, напоминает лёгкую дымку.
Атмосферу на Венере открыл М. В. Ломоносов 6 июня 1761 года (по новому стилю).
В ультрафиолетовом свете облачный покров выглядит как мозаика светлых и тёмных полос, вытянутых под небольшим углом к экватору. Их наблюдения показывают, что облачный покров вращается с востока на запад с периодом 4 суток. Это означает, что на уровне облачного покрова дуют ветры со скоростью 100 м/с.
О нерешённых проблемах, связанных с атмосферой планеты, высказался сотрудник Института исследований Солнечной системы Общества Макса Планка (ФРГ) Дмитрий Титов:
Расчёты показывают, что при отсутствии атмосферы максимальная температура поверхности Венеры не превышала бы 80 °C. В действительности же температура на поверхности Венеры (на уровне среднего радиуса планеты) — около 750 К (475 °C), причём её суточные колебания незначительны. Давление — около 93 атм, 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 может существовать похожая биосфера. Первые определения температуры, казалось, могли оправдать такие надежды, но уточнения (в частности, при помощи спускаемых аппаратов) показали, что благодаря парниковому эффекту возле поверхности Венеры исключена всякая возможность существования жидкой воды. Топографическая карта Венеры изображена на рисунке 3.
Рисунок 3 - Топографическая карта Венеры
Этот эффект в атмосфере планеты, приводящий к сильному разогреванию поверхности, создают углекислый газ и водяной пар, которые интенсивно поглощают инфракрасные (тепловые) лучи, испускаемые нагретой поверхностью Венеры. Температура и давление сначала падают с увеличением высоты. Минимум температуры 150—170 К (−125… −105 °C) определён на высоте 60—80 км, а по мере дальнейшего подъёма температура растёт, достигая на высоте 90—120 км 310—345 К (35—70 °C).
Ветер, весьма слабый у поверхности планеты (не более 1 м/с), в районе экватора на высоте свыше 50 км усиливается до 150—300 м/с. Наблюдения с автоматических космических станций обнаружили в атмосфере грозы.
1.3. Поверхность и внутреннее строение
Рисунок 4 - Внутреннее строение Венеры
Предложено несколько моделей внутреннего строения Венеры. Согласно наиболее реалистичной из них, на Венере имеется три оболочки. Первая — кора — толщиной примерно 16 км. Далее — мантия, силикатная оболочка, простирающаяся на глубину порядка 3300 км до границы с железным ядром, масса которого составляет около четверти всей массы планеты. Поскольку собственное магнитное поле планеты отсутствует, то следует считать, что в железном ядре нет перемещения заряженных частиц — электрического тока, вызывающего магнитное поле, следовательно, движения вещества в ядре не происходит, то есть оно находится в твёрдом состоянии. Плотность в центре планеты достигает 14 г/см³.
Интересно, что все детали рельефа Венеры носят женские имена, за исключением высочайшего горного хребта планеты, расположенного на Земле Иштар близ плато Лакшми и названного в честь Джеймса Максвелла.
Рисунок 5 - Кратеры на поверхности Венеры
Рисунок 6 - поверхности Венеры
2. НАБЛЮДЕНИЕ ВЕНЕРЫ
2.1. Вид с Земли
Венеру легко распознать, так как по блеску она намного превосходит самые яркие из звёзд. Отличительным признаком планеты является её ровный белый цвет. Венера, так же, как и Меркурий, не отходит на небе на большое расстояние от Солнца. В моменты элонгаций Венера может удалиться от нашей звезды максимум на 47,8°. Как и у Меркурия, у Венеры есть периоды утренней и вечерней видимости: в древности считали, что утренняя и вечерняя Венеры — разные звёзды. Венера — третий по яркости объект на нашем небе. В периоды видимости её блеск в максимуме около m = −4,4.
2.2. Прохождение по диску Солнца
Так как Венера является внутренней планетой Солнечной системы по отношению к Земле, её обитатель может наблюдать прохождение Венеры по диску Солнца, когда с Земли в телескоп эта планета предстаёт в виде маленького чёрного диска на фоне огромного светила. Однако это астрономическое явление — одно из самых редких возможных для наблюдения с поверхности Земли. Примерно в течение двух с половиной столетий случается четыре прохождения — два декабрьских и два июньских. Ближайшее произойдёт 6 июня 2012 года. Венера на диске Солнца изображена на рисунке 8.
Рисунок 8 - Венера на диске Солнца
Впервые наблюдал прохождение Венеры по диску Солнца 4 декабря 1639 года английский астроном Иеремия Хоррокс (1619—1641) Он же это явление предвычислил.
Аналогичные визуальные исследования производились в 40 пунктах при участии 112 человек. На территории России организатором их был М. В. Ломоносов, обратившийся 27 марта в Сенат с донесением, обосновывавшим необходимость снаряжения с этой целью астрономических экспедиций в Сибирь, ходатайствовал о выделении денежных средств на это дорогостоящее мероприятие, он составил руководства для наблюдателей и т. д. Результатом его усилий стало направление экспедиции Н. И. Попова в Иркутск и С. Я. Румовского — в Селенгинск. Немалых усилий также стоила ему организация наблюдений в Санкт-Петербурге, в Академической обсерватории, при участии А. Д. Красильникова и Н. Г. Курганова. В их задачу входило наблюдение контактов Венеры и Солнца — зрительного касания краёв их дисков. М. В. Ломоносов, более всего интересовавшийся физической стороной явления, ведя самостоятельные наблюдения в своей домашней обсерватории, обнаружил световой ободок вокруг Венеры.
Интересен второй эффект, наблюдавшийся астрономами с приближением диска Венеры к внешнему краю диска Солнца или при удалении от него. Данное явление, открытое также М. В. Ломоносовым, не было удовлетворительно истолковано, и его, по всей видимости, следует расценивать как зеркальное отражение Солнца атмосферой планеты — особенно велико оно при незначительных углах скольжения, при нахождении Венеры вблизи Солнца. Учёный описывает его следующим образом:
Ожидая вступления Венерина на Солнце около сорока минут после предписанного в эфемеридах времени, увидел наконец, что солнечный край чаемого вступления стал неявственен и несколько будто стушеван, а прежде был весьма чист и везде ровен. Полное выхождение, или последнее прикосновение Венеры заднего края к Солнцу при самом выходе, было также с некоторым отрывом и с неясностью солнечного края.
3. ИССЛЕДОВАНИЯ ПЛАНЕТЫ С ПОМОЩЬЮ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ
4. ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ СВЕДЕНИЯ
4.1. Спутник Венеры
К 1770 году поиски спутников Венеры были практически прекращены, в основном из-за того, что не удавалось повторить результаты предыдущих наблюдений, а также в результате того, что никаких признаков наличия спутника не было обнаружено при наблюдении прохождения Венеры по диску Солнца в 1761 и 1769 году.
У Венеры (как и у Марса и Земли) существует квазиспутник, астероид 2002 VE68, обращающийся вокруг Солнца таким образом, что между ним и Венерой существует орбитальный резонанс, в результате которого на протяжении многих периодов обращения он остаётся вблизи планеты.
4.2. Терраформирование Венеры
Венера — кандидат на терраформирование. По одному из планов предполагалось распылить в атмосфере Венеры генетически модифицированные сине-зелёные водоросли, которые, перерабатывая углекислый газ (атмосфера Венеры на 96 % состоит из углекислого газа) в кислород, значительно уменьшили бы парниковый эффект и понизили бы температуру на планете.
Однако для фотосинтеза необходимо наличие воды, которой, по последним данным, на Венере практически нет (даже в виде паров в атмосфере). Поэтому для реализации такого проекта необходимо в первую очередь доставить на Венеру воду — например, посредством бомбардировки её водно-аммиачными астероидами или иным путём.
Следует отметить, что на высоте ~ 50—100 км в атмосфере Венеры существуют условия, при которых могут существовать некоторые земные бактерии.
4.3 Венера в различных культурах
В ритуальном варианте календаря майя, применяемом и другими народами Месоамерики (ацтеками, тольтеками и т. д.), существовали циклы по 584 дня, примерно совпадающие с синодическим периодом обращения Венеры.
Особую роль Венера играла в мифологии и астрономии инков, где она называлась Ч’аска(кечуа Ch’aska).
Читайте также: