На далекой звезде Венере
Солнце пламенней и золотистей,
На Венере, ах, на Венере
У деревьев синие листья.

Николай Гумилёв

Планета римской богини любви и красоты, утренняя и вечерняя звезда... Вы наверняка её видели - рано утром, когда солнце вот-вот взойдёт, она последней исчезает на светлеющем небе. Или, наоборот, первой загорается на фоне гаснущего заката - самая яркая, если не считать Солнце и Луну, в 17 раз ярче самой яркой звезды - Сириуса. Если присмотреться, она и не похожа на звезду - не мерцает, а светит ровным белым светом.

А вот в полночь вы её никогда не увидите. Венера для земного наблюдателя не удаляется от Солнца больше, чем на 48°, - ведь мы смотрим на её орбиту «снаружи». Поэтому Венеру хорошо видно в двух случаях: когда она правее, западнее Солнца - это называется западная элонгация - в это время она садится раньше Солнца и раньше Солнца встаёт, поэтому хорошо видна перед восходом; и когда она слева от Солнца и в течение дня следует по небу за ним, тогда её видно вечером (рис. 1). Период, когда планета близка к линии Земля - Солнце, называется соединением (планета «соединяется» с Солнцем), в это время её не видно.

Впрочем, не совсем так. Венеру не видно глазом, когда она близко к Солнцу, но в телескоп - если точно знать, где её искать - разглядеть можно. (Кстати, задача - нарисуйте, как выглядит в телескоп Венера, например, в восточной элонгации.) А изредка бывает, что она проходит для земного наблюдателя не возле Солнца, а прямо по его диску. Во время такого прохождения, наблюдая его в телескоп, Ломоносов и открыл атмосферу Венеры. Когда бо льшая часть Венеры уже была на диске Солнца, он на мгновение увидел тонкий светящийся ободок вокруг остальной части планеты (рис. 2). Этот ободочек видели многие, но не придали ему значения. И только Ломоносов понял, что это косые солнечные лучи подсветили атмосферу планеты, как фонарик в темноте подсвечивает дым и делает его видимым.

Атмосфера эта оказалась совсем не подарком. Для начала выяснилось, что она непрозрачна для «обычного» (видимого) света и не даёт разглядеть поверхность планеты: это всё равно что пытаться увидеть дно кастрюли через слой молока. Но главное люди узнали, только когда на Венеру попробовали посадить спускаемый аппарат.

По размеру Венера почти как Земля, да и по массе ненамного меньше; казалось бы, эти две планеты почти одинаковы. Так что ещё в начале ХХ века можно было предполагать, что на Венере растут деревья и вообще кто-нибудь живёт. Или что на ней, например, могут поселиться земляне. Однако эти надежды не оправдались: первый аппарат, попытавшийся сесть на Венеру (в 1967 году), был раздавлен, ещё не долетев до поверхности!

Оказалось, что на Венере - чудовищное атмосферное давление: почти в 100 раз больше, чем на Земле. На каждый квадратный сантиметр поверхности столб воздуха давит с такой силой, как если бы на Земле на этот сантиметр поставили стокилограммовую гирю! Плотность венерианского «воздуха» всего в 14 раз меньше плотности воды. Температура всегда - что днём, что ночью - равна 470°C, больше, чем в самом жарком месте Меркурия! Вдобавок атмосфера, состоящая в основном из углекислого газа (CO 2), содержит кучу ядовитых и едких соединений серы, в том числе и серную кислоту. До сих пор ни один спускаемый аппарат - а было их около десятка - не продержался в этой обстановке дольше двух часов...

Попробуйте представить себе эту картину. Небо на Венере оранжевое, всегда покрыто облаками из серной кислоты. Солнца никогда не видно за сплошным слоем облаков. Никакой воды, естественно, нет - при такой температуре она давно испарилась (а раньше, похоже, были океаны!). Иногда идут кислотные дожди (буквально: вместо воды кислота), но до поверхности не долетают - испаряются от жары. Ветра внизу почти нет, всего 1 м/с, но «воздух» до того плотный, что даже такой слабый ветер поднимает пыль и мелкие камешки, всё это как будто плывёт в воздухе. Зато наверху, на высоте облаков, постоянно свирепствует гигантский ураган - скорость ветра там достигает 100 м/с, то есть 360 км/час, и даже больше! (Откуда этот ураган взялся, до сих пор неизвестно.)

Как же так получилось? Почему эта картина так сильно отличается от земной? Давайте разбираться.

Соединения серы и углекислый газ (которого на Венере 96%) в атмосферу попали из вулканов. Вулканов много - тысячи, вся поверхность покрыта застывшей лавой. Возможно, какие-то из вулканов действуют и сейчас, но пока извержения на Венере увидеть не удалось.

У всех этих «вулканических» газов молекулы тяжёлые: например, молекула углекислого газа весит в 1,5 раза больше, чем молекулы азота и кислорода, составляющие земную атмосферу. И их очень много. Поэтому «воздух» там такой плотный и тяжёлый.

А почему температура так высока? Опять виноваты вулканические газы, в первую очередь углекислый газ. Он создаёт так называемый парниковый эффект , суть которого вот в чём. Солнце освещает планету (Землю, например) и тем самым её нагревает, передавая ей каждую секунду (через лучи света) сколько-то энергии. Благодаря этой энергии дуют ветры, текут реки, живут растения и животные. Но энергия никогда не исчезает, она может только превращаться из одного вида в другой. Мы съели бутерброд - спрятанная в нём (химическая) энергия потратилась на подогрев нашего тела. Течёт река - вода ударяется о камни и тоже их нагревает. Так что в конечном счёте энергия, переданная Солнцем планете, переходит в тепло - планета нагревается. А куда девается энергия дальше? Нагретая поверхность планеты испускает уже чуть-чуть другое излучение, невидимое глазу, - инфракрасное. Чем горячее поверхность, тем сильнее излучение. Это излучение уходит в космос и уносит «лишнюю» энергию - ровно столько, сколько её приходит от Солнца. Соблюдается равновесие: сколько взял - столько верни.

А если вернуть (то есть излучить) меньше, чем взял (получил от Солнца)? Энергия начнёт накапливаться на планете, и температура поверхности и воздуха будет расти. Сильнее нагретая поверхность излучает больше инфракрасных лучей - и скоро равновесие восстановится, но при более высокой температуре.

Вот парниковый эффект - это перегрев, который возникает как раз от такого временного нарушения равновесия. Дело в том, что углекислый газ поглощает инфракрасные лучи. Поверхность планеты их излучает, а углекислый газ в атмосфере - не выпускает наружу, в космос! Внутрь солнечная энергия с видимым светом попадает, а наружу - атмосфера не пускает. Так и копится энергия, пока вся атмосфера не прогреется настолько, что уже верхний её слой сможет наконец излучить в космос нужное количество энергии и восстановить равновесие. Это и произошло на Венере - чтобы восстановить равновесие, её поверхности пришлось нагреться градусов на 400. Так может случиться и с Землёй, если в её атмосфере накопится слишком много углекислого и других «сложных» газов!

Есть ещё одна интересная особенность. Почти всё в Солнечной системе - все планеты и бо льшая часть астероидов - обращается вокруг Солнца в одну и ту же сторону. И вокруг оси все большие планеты вращаются в ту же сторону - все, кроме одной . Венера вертится «не как все», правда, очень медленно: 1 оборот вокруг оси за 243 земных суток, в то время как венерианский год длится 225 земных суток. То есть Венера вращается вокруг Солнца даже чуть-чуть быстрее, чем вокруг оси! Натренировавшись на Меркурии, вы, конечно, без труда разберётесь, сколько времени длился бы день и сколько - ночь на Венере, если бы эти два периода совпадали (этот ответ почти настоящий, так как разница мала). Резонанс с Солнцем опять неполный - и опять, возможно, причина в Земле: как Меркурий в своём «вальсе» всё время поворачивается к нам при встречах одной и той же стороной, так и Венера в каждом соединении с Солнцем повёрнута к Земле одинаково. Так что неточный резонанс с Солнцем - зато есть резонанс с Землёй.

Почему она крутится не в ту сторону? Непонятно. Есть разные гипотезы, одна другой сомнительнее. Все они так или иначе сводятся к тому, что «в детстве» с Венерой случилось какое-то несчастье. Кто-то толкнул или ударил... Зато хорошо известен ответ на предыдущий вопрос - почему все остальные планеты так дружно (и все, кроме Меркурия, быстро) крутятся в одну и ту же сторону? Попробуйте догадаться.

Ответы

1. При взгляде в телескоп у Венеры хорошо виден диск, поэтому видны и фазы - как у Луны. И по той же причине: видно только её освещённую сторону. В восточной элонгации мы видим ровно полкруга «в виде буквы Р» (см. рис. 1 статьи), как Луна в первой четверти. Но в отличие от Луны, месяц Венеры в это время не растёт, а убывает: дальше Земля и Солнце окажутся по разные стороны от неё, и её серп станет очень узким.

2. Если бы год и звёздные сутки совпадали, день и ночь длились бы по четверти года - см. рисунок ниже. На самом деле солнечные сутки на Венере длятся 116 земных суток, то есть больше полугода, но меньше половины звёздных суток.

3. Вращение (и годичное, и суточное) в одну сторону - следствие общего происхождения. Все планеты «слепились» из комков (планетезималей) в большом протопланетном облаке, которое всё в целом небыстро вращалось в одну (случайную) сторону, как суп в кастрюле, если его слегка помешать ложкой. Когда образовалось Солнце, всё облако уплотнилось (сжалось к центру) и, как фигурист, прижавший в «винте» руки к туловищу, стало вращаться быстрее; в физике это называется сохранением момента импульса. Отдельные комки тоже сжимались (и очень сильно), образуя планеты, и их вращение вокруг оси сильно ускорилось. Поэтому планеты крутятся вокруг оси быстро; Меркурий затормозился уже потом.

Художник Мария Усеинова

На Земле такое давление тоже можно найти - в океане, на глубине 1 км.

На самом деле небольшой парниковый эффект (но не из-за углекислого газа, а из-за водяного пара) на Земле есть, и очень кстати: без него температура была бы градусов на 20–30 ниже, чем сейчас.

Формально «не в ту сторону» вертится ещё Уран, но про него мы поговорим отдельно.

Нужно только рисунок нарисовать... Если не получится, см. ответы.

Характеристики планеты:

• Расстояние от Солнца: 108.2 млн км
• Диаметр планеты: 12 103 км
• Сутки на планете: 243 суток 14 мин *
• Год на планете: 224,7 суток *
• t° на поверхности: +470 °C
• Атмосфера: 96% углекислый газ; 3,2% азот; есть немного кислорода
• Спутники: не имеет

* период вращения вокруг собственной оси (в земных сутках)
** период обращения по орбите вокруг Солнца (в земных сутках)

Венеру очень часто называют «сестрой» Земли, поскольку их размеры и масса очень приближены друг к другу, но существенные отличия наблюдаются в их атмосфере и поверхности планет. Ведь если большая часть Земли покрыта океанами, то на Венере увидеть воду просто невозможно.

Презентация: планета Венера

По предположениям ученых когда-то поверхность планеты была также представлена водным пространством, но в определенный момент произошло сильное повышение внутренней температуры Венеры и все океаны попросту испарились, а пары были унесены в космос солнечным ветром.

Венера является второй по степени близости к Солнцу планетой, имеющей форму орбиты, приближенную к идеальному кругу. Она находится от Солнца на расстоянии 108 миллионов километров. В отличие от большинства планет Солнечной системы ее движение происходит в противоположном направлении, не с запада на восток, а с востока на запад. При этом поворот Венеры по отношению к Земле происходит за 146 суток, а оборот вокруг собственной оси совершается на протяжении 243 суток.

Радиус Венеры составляет 95 % от земного и равен 6051,8 км, из которых толщина коры занимает порядка 16 км, а силикатная оболочка, называемая мантией, - 3300 км. Под мантией находится железное ядро, не имеющее магнитного поля, на которое приходится четверть массы планеты. В центре ядра плотность составляет 14 г/см 3 .

Полноценно изучить поверхность Венеры стало возможным только с появлением методов радиолокации, благодаря чему были выявлены крупные возвышенности, которые по величине можно сравнить с земными материками. Порядка 90 % поверхности покрыто базальтовой лавой, находящейся в застывшем состоянии. Особенностью планеты являются многочисленные кратеры, образование которых можно отнести к тому времени, когда плотность атмосферы была значительно ниже. На сегодняшний день давление у самой поверхности Венеры составляет порядка 93 атм., при этом у поверхности температура достигает 475 о С, на высоте около 60 км она находится в диапазоне от -125 до -105 о С, а в районе 90 км начинается опять ее увеличение до 35-70 о С.

У поверхности планеты дует слабый ветер, который с увеличением высоты до 50 км становится очень сильным и составляет порядка 300 метров в секунду. В атмосфере Венеры, простирающейся до высоты 250 км, наблюдается такое явление, как гроза, причем происходит оно в два раза чаще, чем на Земле. На 96 % атмосфера состоит из углекислого газа и всего на 4% из азота. Остальные элементы практически не наблюдаются, содержание кислорода не превышает 0,1%, а пары воды составляют не более 0, 02%.

Для человеческого глаза Венера является хорошо различимой даже без телескопа, особенно через час после захода Солнца и примерно за час до его восхода, поскольку плотная атмосфера планеты хорошо отражает свет. С помощью телескопа можно легко проследить за изменениями, происходящими с видимой фазой диска.

Исследования с помощью космических аппаратов проводились еще с семидесятых годов прошлого века разными странами, но первые фотографии были получены только в 1975 году, в 1982 году были получены первые цветные изображения. Сложные условия на поверхности не позволяют проводить работу дольше, чем в течение двух часов, но сегодня планируется осуществить в ближайшем будущем отправку российской станции с зондом, который сможет проработать около месяца.

Четыре раза в 250 лет происходит прохождение Венеры по диску Солнца, которое в ближайшем будущем ожидается теперь только в декабре 2117 года, поскольку последний раз явление наблюдалось в июне 2012 года.

Венера – вторая от Солнца планета Солнечной системы, названная в честь римской богини любви. Это один из самых ярких объектов на небесной сфере, «утренняя звезда», появляющаяся в небе на рассвете и на закате. Венера во многом похожа на Землю, однако вовсе не так дружелюбна, как кажется издали. Условия на ней совершенно непригодны для возникновения жизни. Поверхность планеты скрыта от нас атмосферой из углекислого газа и облаками серной кислоты, создающими сильнейший парниковый эффект. Непрозрачность облаков не позволяет изучить Венеру подробно, посему она до сих пор остается для нас одной из самых загадочных планет.

Краткая характеристика

Венера обращается вокруг Солнца на расстоянии 108 млн. км, и эта величина практически постоянна, поскольку орбита планеты почти идеально круговая. При этом расстояние до Земли изменяется ощутимо – от 38 до 261 млн. км. Радиус Венеры в среднем составляет 6052 км, плотность – 5,24 г/см³ (плотнее, чем земная). Масса равна 82% от массы Земли – 5·10 24 кг. Ускорение свободного падения также близко к земному – 8,87 м/с². Спутников у Венеры нет, однако вплоть до XVIII века предпринимались неоднократные попытки их поиска, не увенчавшиеся успехом.

Полный круг по орбите планета совершает за 225 дней, а сутки на Венере самые длинные во всей Солнечной системе: они длятся целых 243 дня, – дольше, чем венерианский год. Венера движется по орбите со скоростью 35 км/с. Наклон орбиты к плоскости эклиптики довольно существенен – 3,4 градуса. Ось вращения практически перпендикулярна плоскости орбиты, благодаря чему северное и южное полушария освещаются Солнцем почти одинаково, и смена сезонов на планете отсутствует. Еще одна особенность Венеры в том, что направления ее вращения и обращения не совпадают, в отличие от других планет. Предполагается, что это связано с мощным столкновением с крупным небесным телом, изменившим ориентацию оси вращения.

Венеру относят к планетам земного типа, а также называют сестрой Земли из-за схожести размеров, масс и состава. Но условия на Венере сложно назвать похожими на земные. Ее атмосфера, состоящая в основном из углекислого газа, самая плотная среди всех планет того же типа. Атмосферное давление больше земного в 92 раза. Поверхность обволакивают густые облака серной кислоты. Для видимого излучения они непрозрачны, даже с искусственных спутников, что долгое время мешало увидеть, что находится под ними. Только радиолокационные методы впервые позволили изучить рельеф планеты, так как венерианские облака оказались прозрачными для радиоволн. Было выяснено, что на поверхности Венеры есть множество следов вулканической активности, однако действующих вулканов найдено не было. Кратеров очень мало, что говорит о «молодости» планеты: ее возраст – около 500 млн. лет.

Образование

Венера по своим условиям и особенностям движения очень отличается от других планет Солнечной системы. И до сих пор невозможно дать ответ на вопрос, в чем причина такой уникальности. Прежде всего, является ли это результатом естественной эволюции или же геохимических процессов, обусловленных близостью к Солнцу.

Согласно единой гипотезе происхождения планет в нашей системе, все они возникли из гигантской протопланетной туманности. Благодаря этому состав всех атмосфер долгое время был одинаковым. Спустя некоторое время только холодные планеты-гиганты смогли удержать самые распространенные элементы – водород и гелий. С более близких к Солнцу планет эти вещества были фактически «сдуты» в космическое пространство, и в их состав вошли более тяжелые элементы – металлы, оксиды и сульфиды. Атмосферы планет образовывались прежде всего за счет вулканической активности, и их изначальный состав зависел от состава вулканических газов в недрах.

Атмосфера

Венера обладает очень мощной атмосферой, скрывающей от непосредственного наблюдения свою поверхность. Большая ее часть состоит из углекислого газа (96%), 3% составляет азот, а других веществ – аргона, водяного пара и других – и того меньше. Кроме того, в атмосфере в большом объеме присутствуют облака серной кислоты, и именно они делают ее непрозрачной для видимого света, однако инфракрасное, микроволновое и радиоизлучение через них проходят. Атмосфера Венеры в 90 раз массивнее земной, а также гораздо горячее – температура ее составляет 740 К. Причина такой нагретости (больше, чем на поверхности более близкого к Солнцу Меркурия) кроется в парниковом эффекте, возникающем из-за высокой плотности углекислого газа – основной составляющей атмосферы. Высота венерианской атмосферы около 250-350 км.

Атмосфера Венеры постоянно и очень быстро циркулирует и вращается. Период ее вращения во много раз меньше, чем у самой планеты, – всего 4 суток. Скорость ветра также огромна – около 100 м/с в верхних слоях, что гораздо больше, чем на Земле. Однако на небольших высотах движение ветров существенно ослабевает и достигает лишь порядка 1 м/с. На полюсах планеты формируются мощные антициклоны – полярные вихри, имеющие S-образную форму.

Как и земная, венерианская атмосфера состоит из нескольких слоев. Нижний слой – тропосфера – наиболее плотный (99% от общей массы атмосферы) и простирается на высоту в среднем 65 км. Из-за высокой температуры поверхности нижняя часть этого слоя самая горячая в атмосфере. Скорость ветра здесь также невысока, но с увеличением высоты она увеличивается, а температура и давление уменьшаются, и на высоте примерно 50 км уже приближаются к земным значениям. Именно в тропосфере наблюдается наибольшая циркуляция облаков и ветров, и наблюдаются погодные явления – вихри, ураганы, мчащиеся с огромной скоростью, и даже молнии, которые здесь бьют в два раза чаще, чем на Земле.

Между тропосферой и следующим слоем – мезосферой – находится тонкая граница – тропопауза. Здесь условия наиболее схожи с условиями на земной поверхности: температура от 20 до 37 °C, а давление приблизительно такое же, как на уровне моря.

Мезосфера занимает высоты от 65 до 120 км. Нижняя ее часть имеет почти постоянную температуру 230 К. На высоте около 73 км начинается облачный слой, и здесь температура мезосферы постепенно уменьшается с высотой до 165 К. Примерно на высоте 95 км начинается мезопауза, и здесь атмосфера снова начинает нагреваться до значений порядка 300-400 К. Такая же температура и у лежащей выше термосферы, простирающейся до верхних границ атмосферы. Стоит отметить, что в зависимости от освещенности Солнцем поверхности планеты температуры слоев на дневной и ночной стороне существенно отличаются: например, дневные значения для термосферы около 300 К, а ночные – всего около 100 К. Кроме того, на Венере также существует протяженная ионосфера на высотах 100 – 300 км.

На высоте 100 км в атмосфере Венеры имеется озоновый слой. Механизм его образования аналогичен земному.

Собственного магнитного поля на Венере нет, однако есть индуцированная магнитосфера, образованная потоками ионизированных частиц солнечного ветра, приносящих за собой магнитное поле звезды, вмороженное в корональное вещество. Силовые линии индуцированного магнитного поля как бы обтекают планету. Но из-за отсутствия собственного поля солнечный ветер беспрепятственно проникает в ее атмосферу, провоцируя ее отток через магнитосферный хвост.

Плотная и непрозрачная атмосфера практически не позволяет солнечному свету достигать поверхности Венеры, поэтому ее освещенность очень невысока.

Строение

Фотография с межпланетного космического аппарата

Информация о рельефе и внутреннем строении Венеры стала доступна сравнительно недавно благодаря развитию радиолокации. Съемки планеты в радиодиапазоне позволили создать карту ее поверхности. Известно, что более 80% поверхности залито базальтовой лавой, и это говорит о том, что современный рельеф Венеры образован в основном вулканическими извержениями. И действительно, на поверхности планеты очень много вулканов, особенно мелких, диаметром около 20 километров и высотой 1,5 км. Есть ли среди них действующие, на данный момент сказать невозможно. Кратеров же на Венере гораздо меньше, чем на других планетах земной группы, поскольку плотная атмосфера препятствует проникновению сквозь нее большинства небесных тел. Кроме того, космические аппараты обнаружили на поверхности Венеры возвышенности высотой до 11 км, занимающие около 10% всей площади.

Единой модели внутреннего строения Венеры не разработано и по сей день. По наиболее вероятной из них, планета состоит из тонкой коры (около 15 км), мантии толщиной более 3000 км и массивного железно-никелевого ядра в центре. Отсутствие магнитного поля на Венере может объясняться отсутствием в ядре движущихся заряженных частиц. Это означает, что ядро планеты твердое, поскольку в нем не происходит движения вещества.

Наблюдение

Поскольку из всех планет Венера наиболее близко подходит к Земле и потому видна на небе наиболее ярко, наблюдение ее не составит особого труда. Она видна невооруженным глазом даже в дневное время, ну а ночью или в сумерки Венера предстает перед взором самой яркой «звездой» на небесной сфере со звездной величиной -4,4 m . Благодаря такой внушительной яркости планету можно наблюдать в телескоп даже днем.

Как и Меркурий, Венера сильно не удаляется от Солнца. Максимальный угол ее отклонения – 47 ° . Удобнее всего наблюдать ее незадолго до восхода или сразу после заката, когда Солнце еще находится за горизонтом и своим ярким светом не препятствует наблюдению, а небо еще недостаточно темное для того, чтобы планета светилась слишком ярко. Поскольку детали на диске Венеры едва уловимы при наблюдениях, необходимо использовать качественный телескоп. И даже в него скорее всего только сероватый круг без каких-либо подробностей. Однако при хороших условиях и качественном оборудовании иногда все же удается увидеть темные причудливые формы и белые пятна, образованные атмосферными облаками. Бинокль же пригодится лишь для поиска Венеры на небе и ее простейших наблюдений.

Атмосфера на Венере была открыта М.В. Ломоносовым во время ее прохождения по диску Солнца в 1761 году.

Венера, как Луна и Меркурий, имеет фазы. Это объясняется тем, что ее орбита находится ближе к Солнцу, чем земная, и поэтому, когда планета находится между Землей и Солнцем, видимой оказывается только часть ее диска.

Зона тропопаузы в атмосфере Венеры из-за схожих с земными условий рассматривается для размещения там исследовательских станций и даже для колонизации.

Венера не имеет спутников, однако долгое время существовала гипотеза, согласно которой ранее им был Меркурий, но из-за некоего внешнего катастрофического воздействия покинул ее гравитационное поле и стал самостоятельной планетой. Кроме того, Венера имеет квазиспутник – астероид, орбита вращения которого вокруг Солнца такова, что он долгое время не выходит из-под воздействия планеты.

В июне 2012 года состоялось последнее в нынешнем веке прохождение Венеры по диску Солнца, полностью наблюдавшееся в Тихом океане и почти на всей территории России. Прошлое прохождение наблюдалось в 2004 году, а более ранние – в XIX веке.

Из-за множества сходств с нашей планетой долгое время жизнь на Венере считалась возможной. Но с тех пор, как стало известно о составе ее атмосферы, парниковом эффекте и других климатических условиях, очевидно, что подобная земной жизнь на этой планете невозможна.

Венера – один из кандидатов на терраформирование – изменение климата, температуры и других условий на планете с целью сделать ее пригодной для жизни земных организмов. В первую очередь, для этого понадобится доставить на Венеру достаточное количество воды для начала протекания процесса фотосинтеза. Также необходимо сделать температуру на поверхности существенно меньше. Для этого нужно свести на нет парниковый эффект за счет переработки углекислого газа в кислород, с чем могли бы справиться цианобактерии, которые потребуется распылить в атмосфере.

Венера — планета №2 в нашей системе. Самое горячее небесное тело после Солнца, знакомое людям уже тысячи лет.

Планета Венера является одной из самых близких к нам. Расстояние от Земли составляет 38 миллионов километров — по астрономическим меркам совсем рядом. Credit: КТ «Хаббл», NASA.

История изучения Венеры

Когда-то земляне считали этот объект двумя разными звездами из-за того, что он мог появляться на небе и днем, и ночью. Римляне называли его Люцифером и Веспером. Позже планета (с VI в. она воспринимается как единое целое) была названа в честь богини любви: Афродитой (Ἀφροδίτη) в Древней Греции и Венерой (Venus) в Древнем Риме.

Самое первое письменное упоминание небесного тела — вавилонская запись 1580 г. до н. э., в которой были объяснены история открытия планеты и ее особенности.

Детально небесное тело было описано в:

• 650 г. до н. э. — астрономами майя;
• 1032 г. — Авиценной;
• XVII в. — Галилео Галилеем;
• 1761 г. — Михаилом Ломоносовым.

Размер, масса и орбита планеты Венера

Венеру часто называют Земным близнецом. Между этими планетами есть немало общего, например, они похожи по своему диаметру. Возможно, что и происхождение у них также одинаково.

Ученые называют близнецами эти планеты и не зря. Обе похожи по размеру, массе, плотности и гравитации. Credit: espogor.ru.

Физические характеристики

Среди основных физических характеристик Венеры:

• масса — 4900 трлн т;
• площадь поверхности — 460 млн кв. км;
• объем — 930 млрд куб. км.

Эти значения составляют соответственно 82, 90 и 87% от аналогичных земных параметров.

Средний венерианский радиус — 6051 км. Плотность слагающих планету горных пород — 5,24 г/см³.

Орбита и вращение

Планета Венера вращается на расстоянии 108 млн км от Солнца, несясь по орбите со скоростью 35,02 км/с. Ее орбитальная траектория занимает почти 225 суток, а период вращения вокруг своей оси — 242 дня, т.е. день планеты длится дольше, чем ее год.

Оборот вокруг оси Венера совершает со скоростью 6,52 км/ч, причем делает это, как и Уран, по часовой стрелке, в отличие от других наших планет.

Кроме того, Венера ретроградна — она вращается вокруг центра системы в направлении, противоположном общепринятому.

Природных спутников это небесное тело не имеет.

Планета Венера вращается вокруг своей оси, отклонённой на 2,6 градуса от перпендикуляра к плоскости орбиты, с востока на запад. То есть в направлении, противоположном вращению большинства планет. Credit: sliderpoint.org.

Состав и поверхность планеты

Строение небесного тела немного напоминает земную структуру:

• ядро, которое имеет диаметр около 3200 км, состоит из железисто-никелиевых соединений и весит 25% от общей массы небесного тела;
• планетарная мантия до глубины около 3300 км;
• верхняя кора толщиной 18 кг.

Так как наши планеты родились и остывали примерно в одно время, венерианское ядро, по логике, хотя бы частично должно быть жидким. Но кора планеты прочная и удерживает тепло внутри, за счет этого у Венеры отсутствует внутреннее магнитное поле. Кроме того, это объясняет отсутствие тектонических подвижек.

Венерианская поверхность сегодня такая же, как и на заре своего развития, 300-500 млн лет назад.

Однако местные вулканы (их здесь множество, только тех, которые выше 100 км, тут больше 160 шт.) все еще способны извергать лаву. В атмосфере были замечены грозовые штормы, однако осадков на Венере нет и молнии могут создаваться только в результате вулканической деятельности. Вероятность извержений подтверждают и колебания концентрации в воздухе диоксида серы.

Почти вся (до 90%) поверхность Венеры покрыта окаменевшей лавой базальтового типа. В местном рельефе присутствуют исполинские возвышенности размером с земные материки и горы. Крупные впадины, а также кратерные кольца от ударов других небесных объектов практически отсутствуют.

Кора Венеры имеет толщину примерно 16 км. Далее идет мантия, в глубину на 3300 км – до границы с железным ядром. Credit: infourok.ru.
В 1982 году советская автоматическая межпланетная станция «Венера-13» сумела приземлиться на поверхность планеты и сделать несколько снимков. Credit: АМС «Венера-13», СССР.
Планета Венера имеет на своей поверхности кратеры. Отличительной особенностью поверхности планеты стало малое количество кратеров космического происхождения. Credit: КС «Магеллан», NASA.

Атмосфера и температура Венеры

Небесное тело имеет плотную атмосферу, более 96% которой составляет углекислый газ. Он удерживает планетарное тепло и создает парниковый эффект, а помогают ему в этом облака из диоксида серы и серной кислоты, висящие на высоте 50-80 км.

Они настолько плотные, что отражают в космическое пространство 60% всей поступающей сюда солнечной энергии. Высокая облачность приводит к тому, что планета слабо освещена.

В венерианском воздухе также имеется большое количество азота. На высоте 5500 км, на своей верхней границе, атмосфера практически полностью состоит из водорода.

Атмосферные слои планеты вращаются, причем делают это в 60 раз быстрее, чем сама Венера. Скорость ветров на высоте может достигать 350 км/ч, а у поверхности воздух движется в 100 раз медленнее.

Температура на поверхности может достигать 462°C и отличается незначительными колебаниями в течение года. Планета не имеет выраженного осевого наклона и по этой причине лишена сезонности. В облаках холоднее — до -70°C.

Сутки на Венере имеют смену дня и ночи, но температурные показатели при этом практически не меняются. Это объясняется слишком медленным движением солнечного ветра вдоль поверхности.

Искусственный спутник Венеры Akatsuki делает снимки атмосферы планеты ультрафиолетовой камерой UVI. Это позволяет увидеть атмосферу в деталях. На снимке планета Венера изображена с ночной стороны. Credit: JAXA /ISAS/DARTS.

Исследование планеты

Детальные исследования небесного тела астрономия начала в 1860-х гг.. Первые точные результаты измерений были получены только в середине XX в.. Тогда были найдены орбитальная скорость, время вращения вокруг собственной оси в сутках, расстояние до Солнца, дистанции до соседних планет.

Планета Венера — один из первых небесных объектов, куда были направлены космические аппараты:

1. «Венера-1».
   В 1961 г. это был зонд «Венера-1», запущенный в СССР. Связь с ним прервалась.
2. «Маринер-1».
   Был отправлен в 1962 г. NASA «Маринер-1», связь прервалась.
3. Станции «Венера».
   В 1966-67 гг. на поверхность планеты последовательно опустились советские станции «Венера-3» и «Венера-4», детально рассмотревшие объект, скрытый за плотным кислотным туманом. После этого были «Венера-5, 6 и 7». Они спускались в атмосферу и непосредственно на поверхность, проводили химические анализы газовой среды, давали описание местной погоды. Ученым хотелось бы заполучить хоть несколько килограммов венерианского грунта. Но домой на Землю эти станции не возвращались.
4. «Маринер-10».
   В 1967 г. космическая станция NASA «Маринер-10» направилась к Меркурию. Пролетая всего в паре тысяч километров от поверхности планеты, передала на Землю данные о составе атмосферы, давлении и некоторую другую информацию, позволившую составить впечатление о местном климате.
5. Советские зонды.
   В 1972-1975 гг. около Венеры работали 3 советских зонда, сделавшие первые подробные фотоснимки поверхности. Благодаря им мы знаем, как выглядит этот объект.
6. «Венера-Экспресс».
   Исследования продолжились и в XXI в. В 2006-2015 гг. планету сопровождал летящий по ее орбите аппарат «Венера-Экспресс». С его помощью было обнаружено множество вулканов и удалось детально изучить рельеф небесного тела.

Карта поверхности Венеры

Самые подробные карты планеты в крупном масштабе были составлены после радиолокационного картографического исследования Венеры космическим аппаратом «Магеллан», запущенным NASA в 1990 г.

Фотографии планеты делали только станции советской космической программы «Венера» и японский зонд «Акацуки».

Это третья по яркости для землян планета после Солнца и Луны. Она настолько яркая, что ее можно наблюдать на небе днем. Кроме того, она такая большая, что этого гиганта можно увидеть с Земли невооруженным глазом, но получится это лишь в сумерках и ранним утром.

Один раз в каждые 584 дня планета Венера приближается к нам на расстояние 38-41 млн км — ближе не подходит ни одна планета Солнечной системы. Максимальная дистанция между этим небесным телом и Землей может составлять 261 млн км.

Сходство некоторых венерианских параметров с земными и тот факт, что планета находится в Обитаемой зоне космоса давало ученым надежду на обнаружение здесь жизни. Сегодня нам понятно, что это невозможно, но не исключено, что когда-то тут существовали вода и благоприятная атмосфера, впоследствии уничтоженные парниковым эффектом.

Это одна из планет, колонизация которой возможна. Самые подходящие для жизни землян на Венере условия можно создать на высоте 50 км, потому космическим поселенцам придется строить воздушные города, поддерживаемые прочными дирижаблями.

Венера является второй планетой в Солнечной системе, период обращения которой составляет 224,7 земных дней. Названа она в честь римской богини любви. Планета является одной из всех, которая получила название женского божества. По яркости это третий объект на небе после Луны и Солнца. Так как Венера находится к Солнцу ближе, чем Земля, она от него никогда не отдаляется больше чем на 47,8 градусов. Ее лучше всего рассмотреть до восхода или чуть позже заката. Этот факт дал повод называть ее Вечерней или Утренней звездой. Иногда планету называют сестрой Земли. Они обе схожи по размерам, составу и силе тяжести. Но вот условия очень различаются.

Поверхность Венеры скрыта густыми облаками серной кислоты, что мешает в видимом свете увидеть ее поверхность. Атмосфера планеты прозрачна для радиоволн. С их помощью исследовали рельеф Венеры. Долго продолжались споры о том, что же находится под облаками планеты. Но множество тайн было раскрыто планетологией. Венера имеет самую плотную из всех землеподобных планет атмосферу. Главным образом она состоит из углекислого газа. Объясняется это тем, что здесь нет жизни и круговорота углерода. Полагается, что в древности планета сильно нагрелась. Это привело к тому, что все океаны, которые здесь существовали, испарились. После себя они оставили пустынный пейзаж с большим количеством плитоподобных скал. Предполагают, что благодаря слабому магнитному полю водяной пар унесся в межпланетное пространство солнечным ветром. Ученые установили, что и сейчас атмосфера Венеры теряет кислород и водород в соотношении 1:2. Атмосферное давление в 92 раза больше земного. На протяжении последних 22 лет проводилось картографирование планеты проектом «Магеллан».

В атмосфере Венеры содержится много серы, а поверхность носит признаки вулканической деятельности. Некоторые ученые утверждают, что эта деятельность продолжается и сейчас. Точных доказательств этому нет, ведь лавовые потоки не были замечены ни на одной из впадин. Небольшое количество кратеров говорит о том, что поверхность планеты молодая: ей примерно 500 млн лет. Также здесь не обнаружено свидетельств тектонического движения плит. Из-за отсутствия воды литосфера планеты очень вязкая. Предполагается, что постепенно планета теряет свою высокую внутреннюю температуру.

Основные сведения

Расстояние до Солнца составляет 108 млн километров. Расстояние до Земли меняется от 40 до 259 млн километров. Орбита планеты близка к круговой. Вокруг Солнца она обращается за 224,7 суток, а скорость вращения вокруг орбиты 35 км в секунду. К плоскости эклиптики наклон орбиты составляет 3,4 градуса. Вокруг своей оси Венера вращается с востока на запад. Это направление противоположно вращению большинства планет. На один оборот уходит 243,02 земных дня. Соответственно, солнечные сутки на планете равны 116,8 земным. По отношению к Земле Венера делает один оборот вокруг оси за 146 суток. Синодический период ровно в 4 раза больше и составляет 584 суток. Как результат, к Земле планета обращена одной стороной в каждом нижнем соединении. Пока не ясно, это простое совпадение или действует гравитационное притяжение Венеры и Земли. Размеры планеты приближены к земным. Радиус Венеры составляет 95% радиуса Земли (6051,8 километра), масса равна 81,5% земной (4,87·10 24 килограмм), а средняя плотность составляет 5,24 г/ см³.

Атмосфера планеты

Атмосфера была открыта Ломоносовым в то время, когда планета проходила по диску Солнца в 1761 году. В основном она состоит из азота (4%) и углекислого газа (96%). Кислород и водяной пар в ней содержатся в следовых количествах. Также атмосфера Венеры газа содержит в 105 раз больше, чем атмосфера Земли. Температура составляет 475 градусов, а давление достигает 93 атм. Температура Венеры превышает Меркурий, который находится в 2 раза ближе к Солнцу. Этому есть причина – парниковый эффект, который создается плотной углекислотной атмосферой. У поверхности плотность атмосферы в 14 раз меньше водной. Несмотря на то что вращается планета медленно, перепад дневной и ночной температуры не наблюдается. Простирается атмосфера Венеры до высоты 250 километров. Облака расположены на высоте 30-60 километров. Покров состоит из нескольких слоев. Его химический состав пока не установили. Но есть предположения, что здесь присутствуют соединения хлора и серы. Проводились измерения с бортов космических аппаратов, которые спускались в атмосфере планеты. Они показали, что покров облаков не очень плотный и похож на легкую дымку. В ультрафиолете он похож на мозаику темных и светлых полос, которые вытянуты к экватору под небольшим углом. Облака вращаются с востока на запад.

Период движения равен 4 суткам. Отсюда выплывает, что скорость ветров, которые дуют на уровне облаков, равна 100 м в секунду. Молнии здесь бьют в 2 раза чаще, чем в атмосфере Земли. Это явление было названо «электрический дракон Венеры». Впервые он зафиксирован аппаратом «Венера-2». Он был обнаружен в виде помех в радиопередаче. По данным аппарата «Венера-8», только незначительная часть солнечных лучей доходят до поверхности Венеры. Когда Солнце находится в зените, освещенность равна 1000-300 люкс. Ярких дней здесь никогда не бывает. «Венера-экспресс» обнаружил в атмосфере озоновый слой, который расположен на высоте 100 километров.

Климат Венеры

Как показывают расчеты, если бы отсутствовал парниковый эффект, максимальная температура Венеры не была бы выше 80 градусов. На самом деле температура планеты равна 477 градусам, давление – 93 атм. Эти расчеты разочаровали некоторых исследователей, которые считали, что условия на Венере близки к земным. Парниковый эффект приводит к сильному разогреву поверхности планеты. Здесь ветер довольно слабый, а в районе экватора он усиливается до 200 – 300 м в секунду. Также в атмосфере были обнаружены грозы.

Внутреннее строение и поверхность

Благодаря развитию радиолокационных методов стало возможно исследование поверхности Венеры. Самая подробная карта была составлена аппаратом «Магеллан». Он заснял 98% планеты. На планете были выявлены обширные возвышенности. Самые крупные из них – Земля Афродиты и Земля Иштар. На планете относительно немного ударных кратеров. 90% Венеры покрыто базальтовой застывшей лавой. Значительная часть поверхности молода. С помощью «Венера-экспресс» была составлена и опубликована карта южного полушария планеты. На основе этих данных появились гипотезы о существовании здесь сильной тектонической активности и океанов. Существует несколько моделей ее строения. По самой реалистичной, Венера имеет 3 оболочки. Первая – кора, толщина которой составляет 16 км. Вторая – мантия. Это оболочка, которая простирается на глубину 3300 км. Так как у планеты нет магнитного поля, считают, что в ядре нет электрического тока, который его вызывает. Значит, ядро находится в твердом состоянии. В центре плотность достигает 14 г/см³. Большое количество деталей рельефа планеты имеет женские имена.

Рельеф

Аппараты «Венера-16» и «Венера-15» зафиксировали часть северного полушария Венеры. С 1989 по 1994 г. «Магеллан» произвел более точное картографирование планеты. Здесь были обнаружены древние вулканы, которые извергают лаву, горы, арахноиды, кратеры. Кора очень тонкая, так как она ослаблена высокой температурой. Земля Афродиты и Иштар не меньше Европы по площади, а по протяжности каньоны Парнгэ их превосходят. Похожие на океанские впадины низменности занимают 1/6 поверхности планеты. На Земле Иштар горы Максвелла возвышаются на 11 километров. Ударные кратеры являются редким элементом пейзажа планеты. На всей поверхности имеется приблизительно 1000 кратеров.

Наблюдение

Венеру очень легко распознать. Она сияет гораздо ярче любых звезд. Ее можно отличить благодаря ровному белому цвету. Как и Меркурий, она не отходит от Солнца на большое расстояние. Она может удалиться от желтой звезды на 47,8 градусов в моменты элонгаций. У Венеры, как и Меркурия, есть периоды вечерней и утренней видимости. В древние времена считали, что вечерняя и утренняя Венера – это две разные звезды. Даже в небольшой телескоп можно легко пронаблюдать изменения видимой фазы ее диска. Впервые его наблюдал Галилей в 1610 году.

Прохождение по диску Солнца

Венера выглядит как маленький черный диск на фоне большого светила. Но это явление очень редкое. За 2,5 столетия происходит 4 прохождения – 2 июньских и 2 декабрьских. Последнее мы могли наблюдать 6 июня 2012 г. 11 декабря 2117 года ожидается следующее прохождение. Астроном Хоррокс впервые наблюдал это явление 4 декабря 1639 года. Именно он его и вычислил.

«Явления Венеры на Солнце» также представляли особый интерес. Их сделал Ломоносов в 1761 году. Оно также было вычислено заранее и ожидалось астрономами всего мира. Его исследование нужно было для определения параллакса, который позволяет уточнить расстояние от Солнца до Земли. Это требовало наблюдения с разных точек планеты. Они проводились в 40 пунктах с участием 112 человек. Ломоносов был организатором в России. Он интересовался физической стороной явления и благодаря самостоятельным наблюдениям обнаружил вокруг Венеры световой ободок.

Спутник

Венера, как и Меркурий, не имеет естественных спутников. Раньше существовало множество заявлений об их существовании, но все они были основаны на ошибке. Эти поиски были практически завершены к 1770 году. Ведь во время наблюдения прохождения планеты по диску Солнца признаков существования спутника не обнаружили. У Венеры есть квазиспутник, который обращается вокруг Солнца так, что между Венерой и ним существует орбитальный резонанс, астероид 2002 VE. В 19 веке считали, что Меркурий является спутником Венеры.

Интересные факты о Венере:

Венера не на много меньше Земли.

Это вторая планета от Солнца. Расстояние между ними составляет 108 млн км.

Венера – это твердая планета. Относится к планетам земного типа. Поверхность ее имеет вулканический пейзаж и множество кратеров.

Вокруг Солнца планета обращается за 225 земных суток.

Атмосфера Венеры токсичная и плотная. Она состоит из азота, углекислого газа. Также имеются облака, которые состоят из серной кислоты.

У планеты нет спутников.

Венеру исследовали больше 40 аппаратов. В 1990-х Магеллан отобразил примерно 98% планеты.

Доказательств жизни нет.

Планета вращается в обратном направлении, в сравнении с остальными. Солнце здесь на востоке заходит, а на западе встает.

Венера может отбрасывать на поверхность Земли тень в безлунную ночь. Эта планета самая яркая из всех.

Магнитного поля нет.

Сфера у планеты идеальная, в отличие от земной, которая обладает приплюснутой сферой у полюсов.

Благодаря сильному ветру облака полностью облетают планету за 4 земных дня.

Увидеть Землю или Солнце с поверхности планеты невозможно, так как ее постоянно окутывают облака.

Диаметр кратеров на поверхности Венеры достигает двух и больше километров.

Отсутствует смена времени года из-за медленного вращения вокруг оси.

Предполагают, что раньше здесь были большие запасы воды, но благодаря солнечному излучению она испарилась.

Венера является первой планетой, которую увидели из космоса.

Размеры планеты меньше, чем размеры Земли, плотность ниже, а масса равна 4/5 массы нашей планеты.

Из-за низкой силы притяжения человек весом 70 кг на Венере будет весить не более 62 кг.

Наш земной год чуть больше венерианских суток.