Венера

Венера
Венера в естественном цвете
Орбитальные характеристики
Эпоха: J2000.0
Перигелий	107 476 259 км 0,71843270 а. е.
Афелий	108 942 109 км 0,72823128 а. е.
Большая полуось (a)	108 208 930 км 0,723332 а. е.
Эксцентриситет орбиты (e)	0,0068
Сидерический период обращения	224,698 дней
Синодический период обращения	583,92 дней
Орбитальная скорость (v)	35,02 км/с
Наклонение (i)	3,86° (относительно солнечного экватора); 3,39458° (относительно эклиптики); 2,5° (относительно инвариантной плоскости)
Долгота восходящего узла (Ω)	76,67069°
Аргумент перицентра (ω)	54,85229°
Чей спутник	Солнце
Спутники	нет
Физические характеристики
Полярное сжатие	0
Средний радиус	6051,8 ± 1,0 км
Площадь поверхности (S)	4,60·108 км² 0,902 земных
Объём (V)	9,38·1011 км³ 0,857 земных
Масса (m)	4,8675·1024 кг 0,815 земных
Средняя плотность (ρ)	5,24 г/см³
Ускорение свободного падения на экваторе (g)	8,87 м/с² 0,904 g
Первая космическая скорость (v1)	7,328 км/с
Вторая космическая скорость (v2)	10,363 км/с
Экваториальная скорость вращения	6,52 км/ч
Период вращения (T)	243,023±0,002 дней
Наклон оси	177,36°
Прямое восхождение северного полюса (α)	18 ч 11 мин 2 с 272,76°
Склонение северного полюса (δ)	67,16°
Альбедо	0,67 (геометрическое), 0,90 (Бонда)
Видимая звёздная величина	−4,6
Угловой диаметр	9,7"–66,0"
Температура
На поверхности	737 К (464 °C)
Атмосфера
Атмосферное давление	9,3 МПа (93 бар)
Состав: ~96,5 % углекислый газ (CO2) ~3,5 % азот (N2) 0,018 % диоксид серы (SO2) 0,007 % аргон (Ar) 0,003 % водяной пар (H2O) 0,0017 % угарный газ (CO) 0,0012 % гелий (He) 0,0007 % неон (Ne) следы хлороводорода (HCl), фтороводорода (HF), криптона (Kr), ксенона (Xe) и др.

Вене́ра — вторая планета Солнечной системы. Названа в честь древнеримской богини любви Венеры.

Общие сведения

Среднее расстояние Венеры от Солнца — 108 млн км (0,723 а. е.). Расстояние от Венеры до Земли меняется в пределах от 38 до 261 млн км. Её орбита очень близка к круговой — эксцентриситет составляет всего 0,0067. Период обращения вокруг Солнца равен 224,7 земных суток; средняя орбитальная скорость — 35 км/с. Наклон орбиты к плоскости эклиптики равен 3,4°. По размерам Венера довольно близка к Земле. Радиус планеты равен 6051,8 км (95 % земного), масса — 4,87·10²⁴ кг (81,5 % земной), средняя плотность — 5,24 г/см³. Ускорение свободного падения равно 8,87 м/с², вторая космическая скорость — 10,36 км/с.

Венера классифицируется как землеподобная планета, и иногда её называют «сестрой Земли», потому что обе планеты похожи размерами и составом. Однако условия на двух планетах очень разнятся. Атмосфера Венеры, самая плотная среди землеподобных планет, состоит главным образом из углекислого газа. Поверхность планеты полностью скрывают облака серной кислоты, непрозрачные в видимом свете. Споры о том, что находится под густой облачностью Венеры, продолжались до XX века. В то же время атмосфера Венеры прозрачна для радиоволн, с помощью которых впоследствии и был исследован рельеф планеты.

Сравнительные размеры (слева направо) Меркурия, Венеры, Земли и Марса

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 из-за слабости магнитного поля водяной пар (расщеплённый солнечным излучением на элементы) был унесён солнечным ветром в межпланетное пространство. Установлено, что атмосфера планеты и сейчас теряет водород и кислород в соотношении 2:1.

Атмосферное давление на поверхности Венеры в 92 раза больше, чем на Земле. Подробное картографирование поверхности Венеры проводилось в течение последних 22 лет, в частности проектом «Магеллан». Поверхность Венеры носит яркие признаки вулканической деятельности, а атмосфера содержит серу. Есть некоторые признаки того, что вулканическая деятельность на Венере продолжается и сейчас, но доказательств этому не найдено. Удивительно низкое число ударных кратеров говорит в пользу того, что поверхность Венеры относительно молода: ей приблизительно 500 миллионов лет. Тектоники плит на Венере нет (вероятно, потому что её литосфера из-за отсутствия воды слишком вязкая и, следовательно, недостаточно подвижна), но есть много следов менее масштабных тектонических движений.

Астрономия

Астрономические характеристики

Венера — третий по яркости объект на небе Земли после Солнца и Луны и достигает видимой звёздной величины −4,6^m . Поскольку Венера ближе к Солнцу, чем Земля, она никогда не удаляется от Солнца более чем на 47,8° (для земного наблюдателя). Поэтому обычно Венера видна незадолго до восхода или через некоторое время после захода Солнца, что дало повод называть её также Вечерняя звезда или Утренняя звезда.

Венера всегда ярче, чем самые яркие звёзды (кроме Солнца). На этом снимке Венера отражается в водах Тихого океана

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. В периоды видимости её блеск в максимуме около −4,4^m.

В телескоп, даже небольшой, можно без труда наблюдать изменение видимой фазы диска планеты. Его впервые наблюдал в 1610 году Галилей.

Ось вращения

Венера вращается вокруг своей оси, отклонённой на 177,36° 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. Поэтому в каждом нижнем соединении Венера обращена к Земле одной и той же стороной. Пока неизвестно, является ли это совпадением, или же здесь действует приливное взаимодействие Земли и Венеры.

Прохождение по диску Солнца

Воспроизвести медиафайл

Венера на диске Солнца. Видео

Воспроизвести медиафайл

Анимация. Смоделирована поверхность Венеры. Затем — визуальное удаление от Венеры вплоть до Земли. Окончание — прохождение Венеры по диску Солнца

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.

Особый интерес для науки представляли наблюдения «явления Венеры на Солнце», которые сделал М. В. Ломоносов 6 июня 1761 года. Это космическое явление было также заранее вычислено и с нетерпением ожидалось астрономами всего мира. Исследование его требовалось для определения параллакса, позволявшего уточнить расстояние от Земли до Солнца (по методу, разработанному английским астрономом Э. Галлеем), что требовало организации наблюдений из разных географических точек на поверхности земного шара — совместных усилий учёных многих стран.

Из рукописи М. В. Ломоносова «Явление Венеры на Солнце…». 1761

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.

Это прохождение наблюдалось во всём мире, но только М. В. Ломоносов обратил внимание на то, что при соприкосновении Венеры с диском Солнца вокруг планеты возникло «тонкое, как волос, сияние». Такой же светлый ореол наблюдался и при схождении Венеры с солнечного диска.

М. В. Ломоносов дал правильное научное объяснение этому явлению, считая его результатом рефракции солнечных лучей в атмосфере Венеры. «Планета Венера, — писал он, — окружена знатной воздушной атмосферой, таковой (лишь бы не большею), какова обливается около нашего шара земного». Так впервые в истории астрономии, ещё за сто лет до открытия спектрального анализа, было положено начало изучению физико-химических свойств планет. Поэтому наличие атмосферы на Венере М. В. Ломоносов рассматривал как неоспоримое доказательство сходства планет и, в частности, сходства между Венерой и Землёй. Эффект увидели многие наблюдатели: Т. Бергман, П. Варгентин, Шапп д’Отерош, С. Я. Румовский, но только М. В. Ломоносов правильно его истолковал. В астрономии этот феномен рассеяния света, отражение световых лучей при скользящем падении (у М. В. Ломоносова — «пупырь»), получил его имя — «явление Ломоносова».

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.

Спутники

Венера рядом с Солнцем, закрытым Луной. Кадр аппарата «Клементина»

Венера наряду с Меркурием является планетой, не имеющей естественных спутников.

В XIX веке существовала гипотеза, что в прошлом спутником Венеры являлся Меркурий, который впоследствии был ею «потерян». В 1976 году Том ван Фландерн и Р. С. Харрингтон при помощи численного моделирования показали, что эта гипотеза хорошо объясняет большие отклонения (эксцентриситет) орбиты Меркурия, его резонансный характер обращения вокруг Солнца и потерю вращательного момента как у Меркурия, так и у Венеры. Также объясняется приобретение Венерой вращения, обратного основному в Солнечной системе, разогрев поверхности планеты и возникновение плотной атмосферы.

В прошлом было сделано много заявлений о наблюдении спутников Венеры, но они всегда оказывались основанными на ошибке. Первые такие заявления относятся к XVII веку. Всего за 120-летний период до 1770 года о наблюдении спутника сообщалось более 30 раз, как минимум 20 астрономами.

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.

Квазиспутники

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.

Планетология

Магнитное поле

Венера не имеет магнитного поля. Причина его отсутствия не ясна, но, вероятно, связана с медленным вращением планеты или отсутствием конвекции в мантии. Венера имеет только индуцированную магнитосферу, образованную ионизированными частицами солнечного ветра. Этот процесс можно представить в виде силовых линий, обтекающих препятствие — в данном случае Венеру.

Индуцированная магнитосфера

Индуцированная магнитосфера Венеры имеет ударную волну, магнитослой, магнитопаузу и хвост магнитосферы с токовым слоем. В подсолнечной точке ударная волна находится на высоте 1900 км (0,3R_v, где R_v — радиус Венеры). Это расстояние измерялось в 2007 году вблизи минимума солнечной активности. Вблизи её максимума эта высота может быть в несколько раз меньше. Магнитопауза расположена на высоте 300 км. Верхняя граница ионосферы (ионопауза) находится вблизи 250 км. Между магнитопаузой и ионопаузой существует магнитный барьер — локальное усиление магнитного поля, что не позволяет солнечной плазме проникать глубоко в атмосферу Венеры, по крайней мере, вблизи минимума солнечной активности. Значение магнитного поля в барьере достигает 40 нТл. Хвост магнитосферы тянется на расстояние до десяти радиусов планеты. Это наиболее активная часть венерианской магнитосферы — здесь происходит пересоединение силовых линий и ускорение частиц. Энергия электронов и ионов в хвосте магнитосферы составляет около 100 эВ и 1000 эВ соответственно.

Взаимодействие Венеры с солнечным ветром. Показаны компоненты индуцированной магнитосферы.

В связи с отсутствием у Венеры собственного магнитного поля солнечный ветер проникает глубоко в её экзосферу, что ведет к существенным потерям атмосферы. Потери происходят в основном через хвост магнитосферы. В настоящее время основными типами ионов, которые уходят из атмосферы, являются O⁺, H⁺ и He⁺. Отношение ионов водорода к кислороду составляет около 2 (то есть почти стехиометрическое), то есть указывает на непрекращающуюся потерю воды.

Атмосфера

Структура

В структуре строения атмосферы Венеры выделяют следующие оболочки:

• Экзосфера — верхняя граница атмосферы, внешняя оболочка планеты на высоте 220—350 км
• Термосфера — находится на границе между 120 и 220 км.
• Мезопауза — находится между 95 и 120 км
• Верхняя мезосфера — на границе между 73—95 км
• Нижняя мезосфера — на границе между 62-73 км.
• Тропопауза — расположена на границе чуть выше 50 и чуть ниже 65 км. Область, где условия наиболее похожи на условия у поверхности Земли.
• Тропосфера — наиболее плотная часть атмосферы Венеры, нижняя граница которой представляет собой полужидкий-полугазообразный океан из углекислого газа (сверхкритическая жидкость).

Термосфера является разрежённой и сильно ионизированной оболочкой атмосферы. Как и для термосферы Земли, для термосферы Венеры характерны значительные перепады температур. Температура ночной стороны термосферы достигает — 100 К (−173 °C). На дневной стороне температура возрастает до 300—400 К (от 27 до 127 °C).

Мезосфера Венеры находится на высотах между 65 и 120 км. В мезосфере Венеры можно выделить два уровня:

• верхний (73—95 км)
• нижний (62—73 км)

В верхнем уровне мезосферы на высоте 95 км температура составляет около 165 К (−108 °C). В нижнем уровне мезосферы температура почти постоянна и составляет 230 К (−43 °С). Этот уровень совпадает с верхней границей облаков.

Зависимость температуры атмосферы от высоты

Тропопауза — граница между тропосферой и мезосферой — расположена в районе чуть выше 50 и чуть ниже 65 км. По данным советских зондов (от «Венера-4» до «Венера-14») и американских «Пионер-Венера-2», область атмосферного слоя в районе 52,5 до 54 км имеет температуру между 293 К (+20 °C) и 310 K (+37°C), а на высоте 49,5 км давление становится таким же, как на Земле на уровне моря.

Тропосфера — начинается на поверхности планеты и простирается до 65 км. Ветры у раскалённой поверхности слабые, однако в верхней части тропосферы температура и давление уменьшаются до земных значений, и скорость ветра возрастает до 100 м/с.

Плотность у поверхности составляет 67 кг/м³, то есть 6,5 % от плотности жидкой воды на Земле. Атмосферное давление на поверхности Венеры равно давлению на глубине около 910 метров под водой. Из-за этого углекислый газ фактически является уже не газом, а сверхкритической жидкостью. Таким образом, нижние 5 км тропосферы представляют собой горячий полужидкий-полугазообразный океан CO₂. Температура здесь составляет 740 К (467 °C). Это больше температуры поверхности Меркурия, находящегося вдвое ближе к Солнцу. Причиной столь высокой температуры на Венере является парниковый эффект, создаваемый углекислым газом и густыми кислотными облаками. Несмотря на медленное вращение планеты, перепад температур между дневной и ночной стороной планеты (а также между экватором и полюсами) составляет около 1—2 K — настолько велика тепловая инерция тропосферы.

Озоновый слой

В 2011 году учёные, работающие с аппаратом Venus Express, обнаружили у Венеры озоновый слой. Озоновый слой располагается на высоте 100 километров. Для сравнения, озоновый слой Земли располагается на высоте 15-20 километров, а концентрация озона в нем на несколько порядков больше.

Состав

Атмосфера Венеры состоит в основном из углекислого газа (96,5 %) и азота (3,5 %). Содержание других газов очень мало: диоксида серы — 0,018 %, аргона — 0,007 %, водяного пара — 0,003 %, у остальных составляющих — ещё меньше.

Атмосферные явления

Ветры

О нерешённых проблемах, связанных с атмосферой планеты, высказался сотрудник Института исследований Солнечной системы Общества Макса Планка (ФРГ) Дмитрий Титов:

Практически вся её атмосфера вовлечена в один гигантский ураган: она вращается вокруг планеты со скоростью, достигающей 120—140 метров в секунду у верхней границы облаков. Мы пока совершенно не понимаем, как это происходит, и что поддерживает это мощнейшее движение. Ещё один пример: известно, что основной серосодержащий газ на Венере — это двуокись серы. Но когда мы начинаем моделировать химию атмосферы на компьютере, то выясняется, что двуокись серы должна быть «съедена» поверхностью в течение геологически короткого времени. Этот газ должен исчезнуть, если нет какой-то постоянной подпитки. Её приписывают, как правило, вулканической активности.

Облака и парниковый эффект

См. также: парниковый эффект

Облачный покров расположен на высотах примерно 48—65 км. Облака Венеры довольно плотны и состоят из сернистого газа и капель серной кислоты. Есть признаки наличия там и других веществ. В частности, известно, что в составе частиц облаков есть хлор. Их желтоватый оттенок может быть вызван примесью серы или хлорного железа.

Толщина облачного покрова такова, что поверхности достигает лишь незначительная часть солнечного света, и во время нахождения Солнца в зените уровень освещенности составляет всего 1000—3000 люкс. Для сравнения, на Земле в пасмурный день освещенность составляет 1000 люкс, а в ясный солнечный день в тени — 10—25 тыс. люкс. Влажность у поверхности составляет менее 0,1 %. Из-за высокой плотности и отражающей способности облаков суммарное количество солнечной энергии, получаемой планетой, меньше, чем у Земли.

Густые облака делают невозможным наблюдение поверхности в видимом свете. Они прозрачны лишь в радио- и микроволновом диапазонах, а также в отдельных участках ближней инфракрасной области.

Во время пролёта «Galileo» мимо Венеры была проведена съёмка инфракрасным спектрометром NIMS, и неожиданно выяснилось, что на волнах длиной 1,02, 1,1 и 1,18 мкм сигнал коррелирует с топографией поверхности, то есть для соответствующих частот существуют «окна», через которые видна поверхность Венеры.

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 (на уровне облачного покрова дуют ветры со скоростью 100 м/с).

Углекислый газовый океан и плотные облака из серной кислоты создают сильный парниковый эффект у поверхности планеты. Они делают поверхность Венеры самой горячей в Солнечной системе, хотя Венера расположена вдвое дальше от Солнца и получает на единицу площади вчетверо меньше энергии, чем Меркурий. Средняя температура её поверхности — 740 К (467 °С). Это выше температуры плавления свинца (600 К, 327 °C), олова (505 К, 232 °C) и цинка (693 K, 420 °C). Из-за плотной тропосферы разница температур между дневной и ночной сторонами незначительна, хотя сутки на Венере очень длинны: в 116,8 раз дольше земных.

Грозы и молнии

Наблюдения с автоматических космических станций зафиксировали в атмосфере Венеры электрическую активность, которую можно описать как грозы и молнии. Впервые эти явления были обнаружены аппаратом «Венера-2» как помехи в радиопередаче. Вспышки в оптическом диапазоне, предположительно, являвшиеся молниями, были зафиксированы станциями «Венера-9 и -10» и аэростатными зондами «Вега-1 и -2». Аномальные усиления электромагнитного поля и радиоимпульсы, также, возможно, вызванные молниями, были обнаружены ИСВ «Пионер—Венера» и спускаемыми аппаратами «Венера-11 и -12». А в 2006 году аппарат «Венера-Экспресс» обнаружил в атмосфере Венеры геликоны, интерпретированные как результат молний. Нерегулярность их всплесков напоминает характер погодной активности. Интенсивность молний составляет по меньшей мере половину земной.

По мнению учёных, облака Венеры способны создавать молнии по тому же принципу, что и облака на Земле. Но молнии Венеры примечательны тем, что они, в отличие от молний Юпитера, Сатурна и (в большинстве случаев) Земли, не связаны с водяными облаками. Они возникают в облаках из серной кислоты.

Дожди на Венере

Предположительно, в верхних слоях тропосферы Венеры время от времени идут кислотные дожди.

Кислотные дожди на Венере, вероятно, никогда не достигают поверхности планеты, а испаряясь от жары, образуют явление, известное как вирга.

Климат

Топографическая карта Венеры

Расчёты показывают, что при отсутствии парникового эффекта максимальная температура поверхности Венеры не превышала бы 80 °C^{[уточнить]}. В действительности же температура на поверхности Венеры (на уровне среднего радиуса планеты) — около 750 К (477 °C), причём её суточные колебания незначительны. Давление — около 93 атм, плотность газа почти на два порядка выше, чем в атмосфере Земли. Установление этих фактов разочаровало 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 по причине парникового эффекта возле поверхности Венеры исключена всякая возможность существования жидкой воды.

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.

Поверхность и внутреннее строение

Внутреннее строение Венеры

Исследование поверхности Венеры стало возможным с развитием радиолокационных методов. Наиболее подробную карту составил американский аппарат «Магеллан», заснявший 98 % поверхности планеты. Картографирование выявило на Венере обширные возвышенности. Крупнейшие из них — Земля Иштар и Земля Афродиты, сравнимые по размерам с земными материками. Ударных кратеров на Венере относительно немного. Значительная часть поверхности планеты геологически молода (порядка 500 млн лет). 90 % поверхности планеты покрыто застывшей базальтовой лавой.

В 2009 году была опубликована карта южного полушария Венеры, составленная с помощью аппарата «Венера-экспресс». На основе данных этой карты возникли гипотезы о наличии в прошлом на Венере океанов воды и сильной тектонической активности.

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/см³.

Подавляющее большинство деталей рельефа Венеры носит женские имена, за исключением высочайшего горного хребта планеты, расположенного на Земле Иштар близ плато Лакшми и названного в честь Джеймса Максвелла.

Рельеф

Ударный кратер на Венере

Радарный снимок русел лавовых потоков на Венере

Аппараты «Венера-15» и «Венера-16» в 1983—1984 годах с помощью радара закартировали большую часть северного полушария. Американский «Магеллан» с 1989 по 1994 год произвёл более детальное (с разрешением 300 м) и почти полное картографирование поверхности планеты. На ней обнаружены тысячи древних вулканов, извергавших лаву, сотни кратеров, арахноиды, горы. Поверхностный слой (кора) очень тонок; ослабленный высокой температурой, он слабо препятствует прорыванию лавы наружу. Два венерианских континента — Земля Иштар и Земля Афродиты — по площади не меньше Европы каждый, однако по протяжённости их несколько превосходят каньоны Парнгэ, названные в честь хозяйки леса у ненцев, которые являются самой большой деталью рельефа Венеры. Низменности, похожие на океанские впадины, занимают на Венере только одну шестую поверхности. Горы Максвелла на Земле Иштар возвышаются на 11 км над средним уровнем поверхности. Горы Максвелла, а также области Альфа и Бета являются единственными исключениями из правила о наименованиях, принятого МАС. Всем остальным районам Венеры даны женские имена, в том числе русские: на карте можно найти Землю Лады, равнину Снегурочки и каньон Бабы-Яги.

Ударные кратеры — редкий элемент венерианского пейзажа: на всей планете их лишь около 1000. На снимке справа — кратер Адывар диаметром около 30 км. Внутренняя область заполнена застывшим расплавом пород. «Лепестки» вокруг кратера образованы раздроблённой породой, выброшенной наружу во время взрыва при его образовании.

Особенности номенклатуры

Поскольку облака скрывают поверхность Венеры от визуальных наблюдений, её можно изучать только радиолокационными методами. Первые, довольно 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 в то время 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 радиотехники (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.

Схема деления карты Венеры на листы (для каждого указано буквенно-цифровое обозначение и латинское название по примечательной детали рельефа)

Первую карту части венерианской поверхности по данным радиолокации составила Геологическая служба США в 1980 году. Для картографирования была использована информация, собранная радиозондом «Пионер-Венера-1» («Пионер-12»), который работал на орбите Венеры с 1978 по 1992 год.

Карты северного полушария планеты (треть поверхности) составлены в 1989 году в масштабе 1:5 000 000 совместно Американской геологической службой и российским Институтом геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского. Использовались данные советских радиозондов «Венера-15» и «Венера-16». Полная (кроме южных полярных областей) и более детальная карта поверхности Венеры составлена в 1997 году в масштабах 1:10 000 000 и 1:50 000 000 Американской геологической службой. При этом были использованы данные радиозонда «Магеллан».

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.

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, связанных в мифах с небом и светом.
• Борозды и линии получают названия воинственных женщин, а каньоны — имена мифологических персонажей, связанных с Луной, охотой и лесом.

Историография

Древний Мир и Средние Века. Исследования с помощью храмов-обсерваторий

Вавилонские астрономы уделяли большое внимание планете Венере. В текстах позднего периода она, вместе с Луной и Солнцем, составляет триаду. Согласно некоторым предположениям, вавилонские астрономы знали, что в период своей большой яркости после или до нижнего соединения Венера кажется серпом. Согласно этой версии, вавилонские астрономы уделяли столь большое внимание Венере именно из-за этой её особенности, поскольку эта особенность делала её сестрой Луны. Поэтому в интересах древних культов вавилонские астрономы внимательно наблюдали за Венерой, а в поздний период (1500—1000 годы до н. э.) даже пытались использовать величину периодов её исчезновений и появлений для астрологических предсказаний.

Определённый вклад в наблюдения Венеры сделала греко-римская цивилизация античности, откуда собственно планета и получила своё название.

Венера являлась наиболее приоритетным астрономическим объектом для астрономов цивилизации майя. Её календарь можно обнаружить на листах 24 — 29 в Дрезденского кодекса.

Венера в культуре античного мира и средневековья

Исследования небесных тел в храмах-обсерваториях в Древнем Мире проводились невооружённым глазом. Главными инструментами древних обсерваторий были: гномон для систематических наблюдений полуденных высот Солнца, солнечные часы и клепсидры для измерения времени; без помощи инструментов наблюдали Луну и её фазы, планеты, моменты восхода и заката светил, прохождения их через меридиан, солнечные и лунные затмения. Майя проводили астрономические исследования вообще без каких бы то ни было приборов, стоя на вершинах пирамид-«обсерваторий». Единственный инструмент, который они использовали, это скрещенные палки для фиксации точки наблюдения. Жрецы, которые изучают звёзды, изображены вместе с приборами в рукописях Наттол, Сельдена и Ботли.

Ввиду примитивности инструментов, древние астрономы могли изучать лишь механику движения планет и относительные характеристики яркости. Представления о планете Венера в культуре данного периода истории нашли своё отражение главным образом в мифологии, философии, астрологии и оккультизме.

Древнегреческая философия

В зависимости от философской школы, в античной древнегреческой культуре можно выделить два основных представления о планетах — как материальный объект природы (небесное светило, укреплённое на небесной сфере), либо как личность божества. Таким образом, планета Венера представлялась в древнегреческой культуре либо как светило, либо как божество.В первом случае Венера имела мало общего с тем, что сейчас мы понимаем под термином «планета». В понимании греческих философов ионийской школы она была ближе к тому, что сейчас современная наука определяет как «звезда». Во втором случае (версия древнегреческой школы италийцев) планета отождествлялась с личностью богини любви, греческой Афродитой. Впоследствии ставшей известной как римская Венера. Отсюда планета и получила своё знаменитое название.

Древнесемитский оккультизм

В оккультизме Венера соотносится со сфирой Нецах. (См. также Халдейский ряд).

Мифология народов доколумбовой Америки

Венера была важным объектом для древних цивилизаций Америки, в частности, майя, которые называли её Нох Эк — «Великая звезда», или Шуш Эк — «Звезда Осы». Они верили, что Венера олицетворяет бога Кукулькана (также известного как Гукумац или Кетцалькоатль в других частях древней Центральной Америки). В рукописях майя описан полный цикл движений Венеры.

Новое Время. Исследование с помощью оптических телескопов

Первые наблюдения Венеры с помощью оптического телескопа были сделаны Галилео Галилеем в 1610-м году. Галилей установил, что Венера меняет фазы. С одной стороны, это доказывало, что она светит отражённым светом Солнца (насчёт чего в астрономии предшествующего периода не было ясности). С другой стороны, порядок смены фаз соответствовал гелиоцентрической системе: в теории Птолемея Венера как «нижняя» планета была всегда ближе к Земле, чем Солнце, и «полновенерие» было невозможно.

В 1639 году английский астроном Джереми Хоррокс впервые наблюдает прохождение Венеры по диску Солнца.

Атмосферу на Венере открыл М. В. Ломоносов во время прохождения Венеры по диску Солнца 6 июня 1761 года (по новому стилю).

Новейшее Время. Исследования с помощью радиотелескопов и космических аппаратов

Венера довольно интенсивно исследовалась с помощью космических аппаратов. Первым аппаратом, предназначавшимся для изучения Венеры, была советская «Венера-1», запущенная 12 февраля 1961 года; эта попытка оказалась неудачной. После этого к планете направлялись советские аппараты серии «Венера», «Вега», американские «Маринер», «Пионер-Венера-1», «Пионер-Венера-2», «Магеллан», европейский «Венера-экспресс», японский «Акацуки». В 1975 году космические аппараты «Венера-9» и «Венера-10» передали на Землю первые фотографии поверхности Венеры; в 1982 году «Венера-13» и «Венера-14» передали с поверхности Венеры цветные изображения. Впрочем, условия на поверхности Венеры таковы, что ни один из космических аппаратов не проработал на планете более двух часов. Роскосмос планирует отправку станции «Венера-Д» со спутником планеты и более живучим зондом, который должен проработать на поверхности планеты не менее месяца, а также комплекса «Венера-Глоб» из орбитального спутника и нескольких спускаемых модулей.

Хронология

Список успешных запусков космических аппаратов, передавших сведения о Венере.

Страна или космическое агентство	Название	Запуск	Примечание
СССР	Венера-1	12 февраля 1961	Первый пролёт мимо Венеры. Из-за потери связи научная программа не выполнена
США	Маринер-2	27 августа 1962	Пролёт. Сбор научной информации
СССР	Зонд-1	2 апреля 1964
СССР	Венера-2	12 ноября 1965
СССР	Венера-3	16 ноября 1965	Достижение Венеры. Сбор научной информации
СССР	Венера-4	12 июня 1967	Атмосферные исследования и попытка достижения поверхности (аппарат раздавлен давлением, о котором до этих пор ничего не было известно)
США	Маринер-5	14 июня 1967	Пролет с целью исследований атмосферы
СССР	Венера-5	5 января 1969	Спуск в атмосфере, определение её химического состава
СССР	Венера-6	10 января 1969
СССР	Венера-7	17 августа 1970	Первая мягкая посадка на поверхность планеты. Сбор научной информации
СССР	Венера-8	27 марта 1972	Мягкая посадка. Пробы грунта.
США	Маринер-10	4 ноября 1973	Пролёт к Меркурию, научные исследования
СССР	Венера-9	8 июня 1975	Мягкая посадка модуля и искусственный спутник Венеры. Первые чёрно-белые фотографии поверхности.
СССР	Венера-10	14 июня 1975	Мягкая посадка модуля и искусственный спутник Венеры. Чёрно-белые фотографии поверхности.
США	Пионер-Венера-1	20 мая 1978	Искусственный спутник, радиолокация поверхности
США	Пионер-Венера-2	8 августа 1978	Вхождение в атмосферу, научные исследования
СССР	Венера-11	9 сентября 1978	Мягкая посадка модуля, пролёт аппарата
СССР	Венера-12	14 сентября 1978
СССР	Венера-13	30 октября 1981	Мягкая посадка модуля. Первая запись звука на поверхности и первая передача цветного панорамного изображения
СССР	Венера-14	4 ноября 1981	Мягкая посадка модуля. Передача цветного панорамного изображения
СССР	Венера-15	2 июня 1983	Искусственный спутник Венеры, радиолокация
СССР	Венера-16	7 июня 1983
СССР	Вега-1	15 декабря 1984	Исследование атмосферы зондом-аэростатом, пролёт аппарата к комете Галлея
СССР	Вега-2	21 декабря 1984
США	Магеллан	4 мая 1989	Искусственный спутник Венеры, подробная радиолокация
США	Галилео	18 октября 1989	Пролёт мимо на пути к Юпитеру, научные исследования
США	Кассини-Гюйгенс	15 октября 1997	Пролёт мимо на пути к Сатурну
США	Мессенджер	3 августа 2004	Пролёт мимо на пути к Меркурию, фото издалека
ЕКА	Венера-экспресс	9 ноября 2005	Искусственный спутник Венеры, радиолокация южного полюса
Япония	Акацуки	21 мая 2010	Исследование атмосферы. Попытка выхода на орбиту Венеры в 2010-м году закончилась неудачей. После повторной попытки 7 декабря 2015 года аппарат смог удачно выйти на заданную орбиту.

Венера в культуре новейшего времени

Венера занимает второе место среди планет Солнечной системы после Марса по той роли, которую она играет в литературе и других жанрах искусства.

В первой половине/середине XX века условия на поверхности Венеры ещё не были известны даже приблизительно. Невозможность наблюдения в оптический телескоп поверхности планеты, постоянно закрытой облаками, оставляла простор для фантазии писателей и режиссёров. Даже многие учёные того времени, исходя из общей близости основных параметров Венеры и Земли, считали, что условия на поверхности планеты должны быть достаточно близки к земным. С учётом меньшего расстояния до Солнца допускалось, что на Венере будет заметно жарче, но считалось, что там вполне может существовать жидкая вода и, следовательно, биосфера, возможно даже с высшими животными. В связи с этим в массовой культуре сложилось представление, что мир Венеры представляет собой аналог «мезозойской эры» Земли — влажный тропический мир, населённый гигантскими ящерами.

Во второй половине XX века, когда Венеры достигли первые АМС, оказалось, что эти представления находятся в разительном несоответствии с реальностью. Как было установлено, условия на поверхности Венеры исключают не только возможность существования жизни, подобной земной, но даже представляют серьёзные затруднения для работы автоматических роботов из титана и стали.

Обозримое будущее

Терраформирование Венеры

Терраформированная Венера

Венера — кандидат на терраформирование. По одному из планов предполагалось распылить в атмосфере Венеры генетически модифицированные цианобактерии, которые, перерабатывая углекислый газ (составляющий 96 % атмосферы Венеры) в кислород, значительно уменьшили бы парниковый эффект и понизили бы температуру на планете.

Однако для фотосинтеза необходима вода, которой 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.

См. также

• Жизнь на Венере
• Венера (космическая программа)

Примечания

Комментарии

Использованная литература и источники

Литература

• Кондратьев К.Я., Крупенио Н.Н., Селиванов А.С. Планета Венера. — Л.: Гидрометеоиздат, 1987. — 276 с.
• Короновский Н. Н. Морфология поверхности Венеры // Соросовский образовательный журнал. — 2004.
• Бурба Г. А. Венера: русская транскрипция названий // Лаборатория сравнительной планетологии ГЕОХИ, май 2005 г.
• Паннекук, Антон. Часть 1. Астрономия в Древнем Мире // История астрономии / Перевод с английского Невской Н. И., под редакцией Кукаркина Бориса Васильевича и Куликовского Петра Григорьевича. — М.: Наука, 1966.

Ссылки

• Информация о Венере // на web.archive.org
• Солнечная система. Планеты Солнечной системы. Венера
• Георгий Бурба. Кривое зеркало Земли // Вокруг света № 6, 2003
• Известия Науки — новая карта Рельефа Венеры
• «Венера-Экспресс»: итоги основной миссии
• Родионова Ж. Ф. «Венера — ближайшая к нам планета» // «Дельфис» № 39, 2004
• Алексей Левин, Дмитрий Мамонтов «Планета оранжевых сумерек» // «Популярная механика» № 11, 2008
• Видео. Венера манит // Телестудия Роскосмоса
• Снимки, сделанные советскими космическими аппаратами (англ.)