Венера – самая заметная и яркая обитательница земного неба после Солнца и Луны

Популярная механикаНаука

Путешествие на Венеру: как исследовали самую яркую планету

Венера – самая заметная и яркая обитательница земного неба после Солнца и Луны. Иногда ее можно наблюдать невооруженным глазом даже в дневное время.

Алексей Левин, Дмитрий Мамонтов

Расстояние между Венерой и Солнцем равняется примерно 72% астрономической единицы, длины большой полуоси земной орбиты. Будучи внутренней планетой, Венера никогда не приближается к зениту. Ее элонгация, максимальное возвышение над горизонтом, составляет около 48 градусов. Полный оборот вокруг Солнца Венера делает без малого за 225 земных суток.

Поскольку Венера обращается между Землей и Солнцем, она, подобно Меркурию, меняет свой облик от тонкого серпика до полного диска. Люди с очень хорошим зрением могут различать фазы Венеры даже простым глазом, и они великолепно видны даже в самые слабенькие телескопы. Поэтому не приходится удивляться, что в октябре 1610 года их наблюдал Галилей. Впрочем, он и не сомневался, что обнаружит их, поскольку наличие фаз у любой внутренней планеты однозначно следует из теории Коперника.

233140d8d27232557a210aaec8f4fa7a.jpg
Гипсометрическая карта Венеры, составленная в Государственном астрономическом институте им. Штернберга МГУ по данным, полученным американским космическим аппаратом Magellan.

Прохождение Венеры по диску Солнца в 1761 году позволило сделать первый по-настоящему нетривиальный вклад в наши знания об этой планете. Наблюдавший его Ломоносов заметил, что, когда венерианский диск покидал солнечный, на краю последнего возник и тут же исчез ярко светящийся выброс (Ломоносов назвал его пупырем). Михайло Васильевич совершенно правильно объяснил это явление наличием у Венеры «знатной воздушной атмосферы», преломляющей солнечные лучи. Европейские астрономы игнорировали это открытие до тех пор, пока в конце XVIII века его не подтвердили первооткрыватель Урана Уильям Гершель и астроном-любитель из Бремена Иоганн Шретер.

Положение, когда проекция Венеры на плоскость земной орбиты попадает на линию, соединяющую Землю и Солнце, называется соединением. Венера находится в верхнем соединении, когда Солнце оказывается между ней и Землей, и в нижнем, когда она сама вклинивается между ними. В нижнем соединении дистанция между планетами сокращается до 42 млн километров, а в верхнем увеличивается до 258 млн. Интервал между последовательными верхними и нижними соединениями называется синодическим периодом Венеры. В среднем он равен 584 земным суткам, хотя отклонения в ту или иную сторону доходят до сотни часов.

1a4620b34b2cd86296ba39f3d62cb679.jpg
От ядра до поверхности. В отличие от Земли, Венера не имеет подвижных литосферных плит, плавающих на вязкой мантии. Земная кора из-за их перемещений обновляется каждую сотню миллионов лет, а венерианская, судя по всему, не менялась впятеро дольше. Однако это не означает, что она стабильна. Из глубин Венеры идут потоки тепла, которые постепенно нагревают кору и размягчают ее вещество. Поэтому кора периодически становится пластичной и деформируется, что служит причиной глобальных изменений рельефа. Продолжительность таких циклов, по всей видимости, составляет не менее полумиллиарда лет. О внутреннем строении Венеры нам тоже известно очень немного. Изучить его можно только с помощью сейсмических методов, а это требует создания долгоживущих — не минуты и часы, а дни и недели! — спускаемых аппаратов. По аналогии с Землей принято считать, что планета состоит из базальтовой коры толщиной в несколько десятков километров, силикатной мантии и железного ядра радиусом меньше 3000 км.

Наблюдения с Земли

Телескопические наблюдения всегда давали столь нечеткие картинки поверхности Венеры, что любые попытки определить с их помощью продолжительность суток этой планеты ни разу не увенчались успехом (по этой же причине картография Венеры стала возможной лишь после того, как у нее появились искусственные спутники с радиолокационным оборудованием, хотя кое-что удалось сделать и наземным радиотелескопам).

А такие попытки предпринимались практически всеми астрономами, интересовавшимися этой планетой. Первым из них оказался великий Джованни Кассини, который изучал Венеру еще до переезда в Париж в своей обсерватории в Болонье. В 1667 году он объявил, что венерианские сутки почти равны земным — 23 часа 21 минута. За следующие 300 лет астрономы-телескописты сделали более сотни подобных оценок — увы, ошибочных.

50a37b5a5e0b5b84640419154143ab9c.jpg
Открытки с другой планеты. Первые цветные снимки Венеры, полученные аппаратурой спускаемого аппарата советской межпланетной станции «Венера-13».

Делу помогла радиолокация Венеры, да и то не сразу. Первые опыты такого рода были проведены в США (1958) и Великобритании (1959) — но без особого успеха. В мае 1961 года советские газеты сообщили, что группа сотрудников Института радиотехники и электроники АН СССР под руководством академика Котельникова с помощью межпланетного радара установила, что Венера делает один оборот вокруг своей оси приблизительно за 11 суток. Как и множество других, эта оценка оказалась чрезвычайно заниженной. Лишь спустя год радиофизики из Калифорнийского технологического института Голдстайн и Карпентер получили почти правильную величину — 240 земных суток. В последующие годы она неоднократно уточнялась, и сейчас продолжительность венерианских суток считают равной 243 земным (так что сутки Венеры длиннее ее года!). Тогда же было установлено, что Венера обращается вокруг своей оси не с запада на восток, как Земля, а с востока на запад. Если смотреть со стороны северного полюса Солнца, окажется, что Венера вращается по часовой стрелке, а не против нее, как Земля и остальные планеты (за исключением Урана, у которого ось собственного вращения почти параллельна орбитальной плоскости). Поскольку Венера, как и все планеты, обращается вокруг Солнца против часовой стрелки, ее орбитальная и осевая угловые скорости противоположны по знаку. Такое движение называется ретроградным.

2bf824ff3bd7798c65a2abe16562b701.jpg
Свет ночи. В высоких слоях венерианской атмосферы, над потоками газа, циркулирующего в режиме «суперротации», наблюдается другая циркуляция. Поток солнечного УФ-излучения на дневной стороне «разбивает» молекулы углекислого газа, высвобождая атомарный кислород, который транспортируется так называемыми «солнечными» потоками в термосфере на ночную сторону планеты. Там атомарный кислород спускается ниже, в мезосферу, где рекомбинирует в молекулярный, излучая на длине волны 1,27 мкм. Картинка составлена из двух частей, отснятых спектрометром VIRTIS (Visible and Infrared Thermal Imaging Spectrometer) на борту европейского спутника Venus Express.

Атмосфера Венеры

Первые сведения о составе венерианского воздуха были получены ровно за четверть века до начала космической эры. В 1932 году американские астрономы Уолтер Сидни Адамс и Теодор Данэм воспользовались для этой цели спектрографом, установленным на крупнейшем в мире 250-сантиметровом телескопе обсерватории Маунт-Вильсон. Они убедительно доказали, что газовое окружение Венеры в основном состоит из двуокиси углерода. Степень нагрева верхнего слоя венерианских облаков впервые измерили еще раньше, причем на этом же телескопе. Эдисон Петтит и Сет Николсон с помощью болометров выяснили, что его температура колеблется между 33−38°C. Эти измерения оказались до удивления точными, и в дальнейшем их достоверность неоднократно подтверждалась.

Прочие данные были получены уже с космических аппаратов. Сейчас мы знаем, что венерианский воздух на 96,5% состоит из углекислоты и на 3,5% - из азота. Остальные компоненты (двуокись серы, аргон, пары воды, окись углерода, гелий, совсем недавно обнаруженные зондом Venus Express гидроксильные группы) присутствуют лишь в небольших количествах. Тем не менее атмосферной серы вполне достаточно для формирования облаков, накрывающих планету, состоящих из двуокиси серы и аэрозольной серной кислоты.

c111254746fb0a524816b190008fa45a.jpg

Нижний слой венерианской атмосферы почти неподвижен, зато в тропосфере скорость ветра превышает 100 м/с. Эти бури сливаются в единый ураганный поток, который огибает планету за четверо земных суток. Он движется в сторону ее вращения (с востока на запад) и переносит плотные тучи, которые циркулируют вокруг планеты с такой же скоростью (это явление называется суперротацией).

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Как быстро сварить овощи в микроволновке – правильное питание без усилий Как быстро сварить овощи в микроволновке – правильное питание без усилий

Приготовление овощей в микроволновке сэкономит массу времени

Cosmopolitan
Тебя уволили? 5 советов, как действовать в этой ситуации (без паники) Тебя уволили? 5 советов, как действовать в этой ситуации (без паники)

Пять шагов, которые нужно предпринять в случае увольнения

Playboy
Трагедия Эйнштейна, или счастливый Сизиф Трагедия Эйнштейна, или счастливый Сизиф

Кто самый великий физик?

Наука и жизнь
Олег Целков: «Я хочу только рисовать и любить Тоню» Олег Целков: «Я хочу только рисовать и любить Тоню»

С родины его выслали за тунеядство

Караван историй
Как победить в снежки Как победить в снежки

Учим профессионально кидаться снегом

Maxim
Вступление Александра Македонского в Вавилон Вступление Александра Македонского в Вавилон

Эта серия картин принесла Шарлю Лебрёну дворянский титул и пожизненную пенсию

Дилетант
После прихода к власти Трампа состояние основателя Twitter выросло на 240% После прихода к власти Трампа состояние основателя Twitter выросло на 240%

С момента инаугурации президента США основатель Twitter разбогател почти на 240%

Forbes
8 фактов о космосе, в которые трудно поверить 8 фактов о космосе, в которые трудно поверить

Рассказываем, что необычного скрывает космос

РБК
«Ради роста экономики на 4% в год изучайте историю 1960-х»: самые важные идеи Давоса-2020 «Ради роста экономики на 4% в год изучайте историю 1960-х»: самые важные идеи Давоса-2020

Отказ от погони за прибылью, привычка делиться и другие идеи Давоса-2020

Forbes
Бой с тенью: тренировки по боксу в домашних условиях Бой с тенью: тренировки по боксу в домашних условиях

Бокс развивает выносливость и силу, «подсушивает» тело

Cosmopolitan
Опасный бодипозитив: надо ли бояться, что все растолстеют? Опасный бодипозитив: надо ли бояться, что все растолстеют?

Приведут ли полные модели на подиумах и в журналах к повальному набору веса

Cosmopolitan
Хроники безумия: почему нужно смотреть хоррор «Маяк» с Уиллемом Дефо Хроники безумия: почему нужно смотреть хоррор «Маяк» с Уиллемом Дефо

Классифицировать это кино можно как чистое экранное безумие

Forbes
«Все в итоге уходят под защиту государства». Как женщины управляют московскими театрами «Все в итоге уходят под защиту государства». Как женщины управляют московскими театрами

Директора московских театров о том, как руководить творческим коллективом

Forbes
Как выглядят спальни героев мультсериалов в реальной жизни: 6 фантазий дизайнеров Как выглядят спальни героев мультсериалов в реальной жизни: 6 фантазий дизайнеров

Создатели анимационных телешоу помогают нам сбежать из скучной реальности

Playboy
Проспект Мира сегодня и почти 100 лет назад: дорога с историей Проспект Мира сегодня и почти 100 лет назад: дорога с историей

Прогуляться по Москве середины XX века не желаете?

Популярная механика
Кризис, который оставляет детей без будущего Кризис, который оставляет детей без будущего

Мировая экономика переживает кризис в сфере обучения

Forbes
Как продавщица из Нижнего Новгорода построила бизнес на 1,5 млрд рублей и приучила к квашеной капусте Австралию Как продавщица из Нижнего Новгорода построила бизнес на 1,5 млрд рублей и приучила к квашеной капусте Австралию

Как Галина Сидарок придумала бизнес по засолке и квашению овощей

Forbes
Как Трамп попал в «ловушку Фукидида» Как Трамп попал в «ловушку Фукидида»

Напряженность вокруг Ирана не спровоцирована чьими-то планами на большую войну

Forbes
А так и не скажешь: 49 слов, которые невозможно перевести на русский язык А так и не скажешь: 49 слов, которые невозможно перевести на русский язык

Как одним словом выразить «непреодолимую тягу ущипнуть объект любви»

Esquire
Кэндес Бушнелл: Есть ли еще секс в большом городе? Отрывок из книги Кэндес Бушнелл: Есть ли еще секс в большом городе? Отрывок из книги

Кэндес Бушнелл: рассуждает об интимных вопросах в своей новой книге

СНОБ
Лимит в €200: чем обернется снижение пошлины на интернет-покупки Лимит в €200: чем обернется снижение пошлины на интернет-покупки

Рассказываем, как теперь совершать покупки и что будет дальше

РБК
Танцуют все! Танцуют все!

Попасть на сказочный бал просто, и фея не нужна

Лиза
Горшочек, вари! Горшочек, вари!

Китайцы уже несколько столетий самой полезной утренней едой считают рисовую кашу

Вокруг света
Сны о смерти: почему они иногда сбываются? Сны о смерти: почему они иногда сбываются?

Как быть со случаями вещих снов, предсказавших смерть

Psychologies
Улыбаемся и пашем Улыбаемся и пашем

Пять правил эффективной работы из дома

Лиза
Идем на рекорд! Как научиться быстро читать Идем на рекорд! Как научиться быстро читать

Как научиться быстро читать без профессиональной подготовки за короткие сроки

Cosmopolitan
Тех же щей погуще влей. Станет ли правительство Мишустина «командой прорыва» Тех же щей погуще влей. Станет ли правительство Мишустина «командой прорыва»

Стоит ли теперь ждать от кабинета Мишустина экономического прорыва?

СНОБ
15 мыслей Яна Яновского 15 мыслей Яна Яновского

Инвестбанкир Ян Яновский — о завещании и счастье

GQ
Возрастная забывчивость или болезнь Альцгеймера? Когда пора бить тревогу Возрастная забывчивость или болезнь Альцгеймера? Когда пора бить тревогу

Рассеянность старших родственников может сигнализировать о признаках заболевания

Psychologies
Правила жизни Брижит Бардо Правила жизни Брижит Бардо

Актриса, модель, защитница животных

Esquire
Открыть в приложении