Сестра Земли - Венера.

Внешний вид Венры в реальном освещении. 

Вене́ра — вторая по удалённости от Солнца планета Солнечной системы.

Венера — внутренняя планета, и на земном небе не удаляется от Солнца дальше 48°. Венера — третий по яркости объект на небе; её блеск уступает только блеску Солнца и Луны. Она относится к числу планет, известных человечеству с древнейших времён.

Основные сведения

Среднее расстояние Венеры от Солнца 108 млн км (0,723 а. е.). Её орбита очень близка к круговой — эксцентриситет составляет всего 0,0068. Период обращения вокруг Солнца равен 224,7 суток; средняя орбитальная скорость — 35 ^км/_с. Наклон орбиты к плоскости эклиптики равен 3,4°.

Венера вращается вокруг своей оси, наклонённой к плоскости орбиты на 2°, с востока на запад, т. е. в направлении, противоположном направлению вращения большинства планет. Один оборот вокруг оси занимает 243,02 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, т. е. ровно вчетверо дольше. В результате, в каждом нижнем соединении Венера обращена к Земле одной и той же стороной. Пока неизвестно, является ли это совпадением, или же здесь действует гравитационное притяжение Земли и Венеры.

По размерам Венера довольно близка к Земле. Радиус планеты равен 6051,8 км (95 % земного), масса — 4,87×10²⁴кг (81,5 % земной), средняя плотность — 5,24 ^г/_см³. Ускорение свободного падения равно 8,87 ^м/_с², вторая космическая скорость — 10,4 ^км/_с.

Атмосфера

Хотя Венера является самой близкой к Земле планетой, исследование её поверхности началось совсем недавно. Дело в том, что от взгляда земного наблюдателя поверхность планеты скрыта облачным покровом. Впрочем, даже если бы не было облаков, атмосфера Венеры настолько плотная, что сквозь неё разглядеть поверхность не удалось бы.

Атмосфера Венеры состоит в основном из углекислого газа (96 %) и азота (почти 4 %). Водяной пар и кислород содержатся в ней в следовых количествах (0,02 % и 0,1 %). Давление у поверхности достигает 93 атм, температура — 737 К. Это превышает температуру поверхности Меркурия, находящегося вдвое ближе к Солнцу. Причиной столь высокой температуры на Венере является парниковый эффект, создаваемый плотной углекислотной атмосферой. Плотность атмосферы Венеры всего в 14 раз меньше плотности воды. Интересно, что, несмотря на медленное вращение планеты, перепада температур между дневной и ночной стороной планеты не наблюдается — настолько велика тепловая инерция атмосферы.

Облачный покров расположен на высоте 30 — 60 км и состоит из нескольких слоёв. Их химический состав пока не установлен. Предполагается, что в них могут присутствовать капельки концентрированной серной кислоты, соединения серы и хлора. Измерения, проведённые с борта космических аппаратов, спускавшихся в атмосфере Венеры, показали, что облачный покров не очень плотный, и, скорее, напоминает лёгкую дымку.

В ультрафиолетовом свете облачный покров выглядит как мозаика светлых и тёмных полос, вытянутых под небольшим углом к экватору. Их наблюдения показывают, что облачный покров вращается с востока на запад с периодом 4 суток. Это означает, что на уровне облачного покрова дуют ветры со скоростью 100 ^м/_с.

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

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.

Климат

Температура на поверхности Венеры (на уровне среднего радиуса планеты)  —  около 750 К (475 °C), причём её суточные колебания незначительны. Давление — около 100 атм, плотность газа почти на два порядка выше, чем в атмосфере Земли. Установление этих фактов явилось разочарованием для многих исследователей, полагавших, что на этой, так похожей на нашу, планете условия близки к тем, что были на Земле в каменноугольный период, а следовательно, там и похожая биосфера. Первые определения температуры, казалось, могли оправдать такие надежды, но уточнения (в частности, при помощи спускаемых аппаратов) показали, что благодаря парниковому эффекту возле поверхности Венеры исключено всякое существование 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)°С) определён на высоте 100 — 120 км, а по мере дальнейшего подъёма температура растёт, достигая на высоте 12 тыс. км 600 — 800 К (325—525°С). Ветер, весьма слабый у поверхности планеты (не более 1 ^м/_с), на высоте свыше 50 км усиливается до 150 ^м/_с. Наблюдения с автоматических космических станций обнаружили в атмосфере грозы.

Поверхность и внутреннее строение

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. На поверхности планеты также выявлены многочисленные кратеры. Вероятно, они образовались, когда атмосфера Венеры была менее плотной. Значительная часть поверхности планеты геологически молода (порядка 500 млн лет). 90 % поверхности планеты покрыто базальтовой лавой.

Предложено несколько моделей внутреннего строения Венеры. Согласно наиболее реалистичной из них, на Венере имеется три оболочки. Первая — кора — толщиной примерно 16 км. Далее — мантия, силикатная оболочка, простирающаяся на глубину порядка 3300 км до границы с железным ядром, масса которого составляет около четверти всей массы планеты. Поскольку собственное магнитное поле планеты отсутствует, то следует считать, что в железном ядре нет перемещения заряженных частиц — электрического тока, вызывающего магнитное поле, следовательно, движения вещества в ядре не происходит, то есть оно находится в твердом состоянии. Плотность в центре планеты достигает 14 ^г/_см³.

Интересно, что все детали рельефа Венеры носят женские имена, за исключением высочайшего горного хребта планеты, расположенного на Земле Иштар близ плато Лакшми и названного в честь Джеймса Максвелла.

Рельеф.

«Венера-15» и «Венера-16» в 1983—1984 годах произвели с помощью радиоволн картографирование большей части 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, горы. Поверхностный слой (кора) очень тонок; ослабленный высокой температурой, он даёт много возможностей лаве вырваться наружу. Венера — самое активное небесное тело, вращающееся вокруг Солнца. Два венерианских континента — Земля Иштар и Земля Афродиты — по площади не меньше Европы каждая. 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. Кстати, горы Максвелла, а также области Альфа и Бета являются единственными исключениями из правила, принятого МАС. Всем остальным районам Венеры даны женские имена, в том числе русские: на карте можно найти Землю Лады, равнину Снегурочки и даже каньон Бабы-Яги. [1]

Ударные кратеры — редкий элемент венерианского пейзажа. На всей планете имеется лишь около 1000 кратеров. На снимке два кратера диаметрами около 40 — 50 км. Внутренняя область заполнена лавой. «Лепестки» вокруг кратеров представляют собой участки, покрытые раздробленной породой, выброшенной наружу во время взрыва при образовании кратера.

Вид с Земли

В телескоп, даже небольшой, можно без труда увидеть и пронаблюдать изменение видимой фазы диска планеты. Их впервые наблюдал в 1610 году Галилей. Атмосферу на Венере открыл М. В. Ломоносов 6 июня 1761 г. (по новому стилю).

Советские исследования
планеты Венера

Начиная с 1961 г. советские ученые проводят планомерное изучение планеты Венера. К этой планете запущено 14 советских автоматических станций, 8 из которых совершили посадку и выполнили ряд экспериментов на поверхности.

Почему изучение Венеры привлекает столь пристальное внимание и занимает столь важное место в советской программе исследования планет Солнечной системы? Венера - единственная планета Солнечной системы, которая по размерам, массе, плотности и другим характеристикам близка к Земле. Диаметр Венеры (6051 км) всего на 5% меньше диаметра Земли, лишь на 20% меньше земной ее общая масса, составляющая 4,9 1024 кг, средняя плотность вещества почти такая же, как у Земли. Можно сказать, что Венера не просто ближайшая соседка Земли, а ее «родная сестра», правда с несколько иным путем развития.

Венера в целом является наиболее сферической из всех планет с «выглаженным» рельефом. Около 65% поверхности Венеры - холмистая равнина, уровень которой отклоняется в пределах ± 1 км от уровня средней сферической поверхности; около 8% занимают горные районы и около 27% - низменности, расположенные на 2-3 км ниже среднего уровня. Среди горных районов есть и очень крупные массивы. Феноменальным образованием является крупный горный массив Максвелл, в центре которого на 14 км над средним уровнем поверхности возвышается вулканический конус, почти в 1,5 раза превосходящий высочайшую вершину Земли Эверест. Подошва этого массива достигает в поперечнике почти 1000 км. На поверхности Венеры имеются большие высокогорные плато до 8 км высотой, глубокие разломы, цепи вулканов, обширные площади с древней, сильно изрытой кратерами материковой корой и большие покрытые базальтами понижения поверхности, напоминающие дно Мирового океана на Земле. Все это свидетельствует о том, что история Венеры сходна с земной, но в отличие от нашей планеты ее поверхность не закрыта океаном и первичные породы на ней не перекрыты осадочными образованиями. Поэтому на Венере можно изучать начальные формации пород, аналогичные или близкие к самым ранним первичным породам континентов и дна Мирового океана на нашей планете. Ученые достаточно хорошо представляют геологическую историю Земли в течение последних 1,6 млрд. лет из 4,6 млрд. лет ее существования, а о первом миллиарде лет практически ничего не известно, так как пород древнее 3,8 млрд. лет на Земле не найдено. В то же время накопленные в последние годы материалы говорят о том, что ранние стадии развития небесных тел земного типа были принципиально близкими, а это значит, что данные истории Луны, Марса и особенно Венеры могут быть использованы при построении моделей «молодой» Земли.

С тех пор как стали изучать планеты с помощью космических аппаратов, наши знания о Венере несравненно выросли. Советскими учеными и специалистами была создана серия аппаратов «Венера», которые открыли один из наиболее экзотических миров в Солнечной системе.

12 февраля 1961 г. стартовала автоматическая межпланетная станция (АМС) «Венера-1». Это была первая попытка СССР проникнуть в дальний космос и разведать условия работы земной техники в межпланетном пространстве, уточнить космические условия на межпланетных трассах, проверить правильность принятых технических решений.

Большое внимание уделялось исследованию космического пространства. С этой целью «Венера-1» была оснащена аппаратурой для измерения интенсивности космического излучения, напряженности межпланетных магнитных полей, потоков заряженных частиц межпланетного газа и корпускулярных потоков Солнца. Были установлены также приборы для регистрации микрометеоров. К одной из панелей солнечных батарей был прикреплен блок специальных датчиков для исследования оптических коэффициентов различных покрытий в условиях межпланетного пространства на различных расстояниях от Солнца.

20 мая 1961 г. станция «Венера-1» достигла окрестностей планеты и прошла от нее на расстоянии менее 100 000 км. Станция передала на Землю первичную информацию о дальнем космосе.

12 и 16 ноября 1965 г. ушли в космос еще две АМС - «Венера-2» и «Венера-3», предназначенные для решения более широкого круга научных и технических задач. По сравнению со станцией «Венера-1» они имели в полтора раза большую массу (960 вместо 644 кг). Это позволило оснастить «Венеру-2» более разнообразной научной аппаратурой, а на «Венере-3» установить спускаемый аппарат.

На траектории перелета проводились эксперименты по измерению содержания нейтрального водорода в космическом пространстве; по исследованию космических лучей, как приходящих в Солнечную систему из глубин Галактики, так и порожденных самим Солнцем; по изучению солнечного и космического длинноволнового радиоизлучения; по исследованию солнечного ветра и магнитных полей в межпланетном пространстве.

1 марта 1966 г. впервые в истории человечества космический аппарат, созданный на Земле, АМС «Венера-3» достиг другой планеты и вошел в ее атмосферу. Анализ полученной с «Венеры-2» и «Венеры-3» информации обогатил их создателей новыми сведениями, позволил наметить оригинальные технические решения. Накопленный опыт был учтен при конструировании станции «Венера-4». Она стартовала 12 июня 1967 г. Более благоприятные баллистические условия при пуске в этом году дали возможность при использовании того же носителя увеличить массу новой станции примерно на 50 кг.

«Венера-4» значительно отличалась от своих предшественниц, особенно системой терморегулирования, которая стала проще и надежнее. Большие изменения претерпела конструкция спускаемого аппарата, благодаря чему он сумел преодолеть более чем трехсоткратные перегрузки в венерианскои атмосфере. Впервые в истории Земля в течение полутора часов принимала уникальную информацию с таинственной планеты. За это время спускаемый аппарат совершил парашютный спуск в атмосфере и прекратил существование на высоте 22 км, где давление достигло 18 атм и температура 277°С. Поверхности планеты аппарат не достиг, так как не был рассчитан на подобные условия. Но свою задачу он выполнил. Пришел конец всем спорам, заблуждениям, неопределенности. Полуторачасовой сеанс передачи данных с участка парашютирования принес информацию, которая по своему значению превзошла всю сумму сведений о Венере, накопленную астрономами за многовековую историю человечества. Самым значительным достижением создателей станции явилось доказательство наличия у планеты атмосферы, состоящей в основном из углекислого газа при относительной его объемной концентрации около 93%.

Стартовавшие в январе 1969 г. АМС «Венера-5» и «Венера-6» конструктивно не отличались от «Венеры-4», были лишь несколько упрочнены корпуса их спускаемых аппаратов. Это позволило произвести измерения параметров надоблачной и подоблачной атмосферы планеты на более низких высотах - до 19 км. Результаты полетов новых станций подтвердили выводы о составе атмосферы планеты, сделанные после полета «Венеры-4», и позволили уточнить данные о содержании в ней углекислого газа, азота, кислорода и водяного пара. Стало также очевидно, что для проведения измерений в нижних слоях атмосферы и на поверхности Венеры необходимы спускаемые аппараты, способные выдерживать внешнее давление более 100 атм и иметь теплоизоляцию, обеспечивающую работу бортовой аппаратуры при температуре окружающей среды до 475°С.

Такой спускаемый аппарат был создан. Он вошел в состав АМС «Венера-7», запущенной 17 августа 1970 г. и достигшей планеты 15 декабря того же года. Ее аппаратура проводила измерения не только во время спуска во всей толще атмосферы, но и после посадки на поверхность планеты в течение 23 мин. В частности, измерения показали, что температура у поверхности Венеры близка к 475°С.

С помощью спускаемого аппарата станции «Венера-8», запущенной 27 марта 1972 г., кроме традиционных измерений температуры и давления впервые были проведены разносторонние исследования атмосферы и поверхности планеты. Они, в частности, показали, что, несмотря на сплошной облачный покров, освещенность у поверхности достаточно высока для фотографирования места посадки спускаемого аппарата без искусственной подсветки. По доплеровскому смещению несущей частоты передатчика спускаемого аппарата рассчитывалась горизонтальная скорость ветра в атмосфере Венеры на различных высотах. Оказалось, что на высотах более 40 км над поверхностью эта скорость составляет 100-140 м/с, а на высотах менее 10 км не превышает 3 м/с, плавно уменьшаясь к поверхности до 0-0,5 м/с. Таким образом, с помощью АМС «Венера-4» - «Венера-8» удалось получить данные о температурном режиме подоблачной атмосферы Венеры и установить давление у поверхности планеты.

На «повестку дня» встала задача разработки межпланетных станций нового поколения, способных проводить более широкий круг научных исследований.

Накопленный опыт космических исследований Венеры позволил создать совершенно новый тип конструкции АМС, таких, как «Венера-9» и «Венера-10». В состав каждой из этих станций вошли искусственный спутник Венеры и спускаемый аппарат массой 1560 кг. При этом аппаратура искусственного спутника Венеры могла ретранслировать на Землю радиосигналы с борта спускаемого аппарата, совершившего посадку на освещенную Солнцем, но не видимую с Земли сторону планеты. «Венера-9» и «Венера-10» были запущены соответственно 8 и 14 июня 1975 г., а 22 и 25 октября их спускаемые аппараты произвели зондирование атмосферы и совершили мягкую посадку на поверхность Венеры. Впервые фототелевизионные устройства спускаемых аппаратов передали на Землю панорамные изображения поверхности Венеры, приборы определили содержание естественных радиоактивных элементов в ее грунте. На участках спуска измерялись скорость ветра, содержание водяного пара, температура, давление и освещенность. Относительная масса водяного пара в атмосфере Венеры на высоте 40 км над ее поверхностью оказалась равной примерно 10-3. Температура и давление у поверхности составляли 457°С и 90 атм. Это убеждало в том, что районы посадки на 1,5-2 км возвышаются над средним уровнем поверхности. Измерения солнечной радиации дали величину интегрального потока на поверхности Венеры около 100 Вт/м2 и освещенности 14 000 лк. Через двое суток после отделения спускаемых аппаратов станции «Венера-9» и «Венера-10» вышли на орбиты искусственных спутников Венеры. Их научная аппаратура позволила получить ценную информацию о температурном режиме и структуре верхней границы облаков и надоблачной дымки в атмосфере Венеры, о составе и температурном режиме в верхней части атмосферы. Получены также данные о взаимодействии солнечного ветра с планетой, о рельефе ее поверхности, диэлектрической проницаемости грунта, высотном распределении температуры, давления и плотности в атмосфере и другие характеристики. Впервые были надежно зарегистрированы спектры свечения ночного неба Венеры, обнаружены значительные изменения высотных распределений концентрации электронов в зависимости от времени суток.

9 и 14 сентября 1978 г. в сторону Венеры стартовали АМС «Венера-11» и «Венера-12», которые состояли из спускаемого и пролетного аппаратов, причем последний использовался и как ретранслятор при передаче телеметрической информации с борта спускаемого аппарата на Землю. 21 и 25 декабря 1978 г. на расстоянии около 34 000 км от Венеры прошли АМС «Венера-12» и «Венера-11». Ранее отделившиеся от них спускаемые аппараты совершили мягкую посадку на поверхность планеты. Комплекс приборов, установленных на спускаемых аппаратах, позволил уточнить химический состав газового и аэрозольного компонентов венерианской атмосферы, измерить структуру и концентрацию частиц ее облачного слоя, определить температуру, давление и плотность в различных районах поверхности Венеры. Получены данные о структуре планеты, ее поверхности, исследованы динамика, циркуляция, турбулентность, тепловой баланс и электрическая активность атмосферы.

Ниже приведены результаты анализа информации, которая была получена в основном с помощью автоматических межпланетных станций «Венера-11» и «Венера-12» (частично использованы данные американских АМС «Пионер-Венера-1» и «Пионер-Венера-2»).

 Рельеф и внутреннее строение Венеры

На спускаемых аппаратах АМС «Венера-8» - «Венера-10» были установлены многоканальные гамма-спектрометры, которые позволили определить содержание естественных радиоактивных элементов - урана, тория, изотопа калия в венерианском грунте. Результаты измерений показали, что в районах посадки спускаемых аппаратов грунт по содержанию радиоактивных элементов напоминает земные базальты, причем в районе посадки спускаемого аппарата «Венеры-8» эти базальты близки к щелочным. Определена и плотность камня, на который опустился датчик плотномера спускаемого аппарата «Венеры-10». Она оказалась равной 2,7-2,9 г/см3, что хорошо согласуется с выводом о базальтовом составе коры.

После фотометрических обработок панорамных снимков удалось определить отражательную способность (альбедо) поверхности в видимом диапазоне длин волн. Коэффициент отражения поверхности оказался близким к лунному. Среднее значение альбедо при падении света по нормали к поверхности равно 6% (на Луне 7%), а вариация альбедо находится в интервале 3-12°.

Усредненное для всей Венеры значение диэлектрической проницаемости грунта было ранее определено при проведении радиоинтерферометрических измерений (в 1964 г.). Полученное среднее значение диэлектрической проницаемости 3,6 ±1 согласуется с возможным диапазоном плотности грунта в слое толщиной около 1 м (1,2- 2,3 г/см3). На основе этих данных можно сделать вывод о том, что грунт на Венере более плотный, чем на Луне и Марсе.

С 1967 г. началось радиолокационное зондирование рельефа планеты с помощью наземных радиотелескопов, а впоследствии - искусственных спутников Венеры и спускаемых аппаратов.

Как указывалось выше, Венера является планетой с «выглаженным» рельефом. Но есть очень крупные горные массивы. Выше была дана общая характеристика горному району Максвелл. Весь этот район имеет тектоническое происхождение. Важную роль в формировании наблюдаемых структур играла и вулканическая деятельность. Возможно, центральная часть плато покрыта сравнительно молодыми лавовыми потоками. В пределах плоскогорья Афродиты обнаружены два обширных поднятия, названные Гаусс и Герц. Они несколько меньше, чем Максвелл - их размер в основании около 700 км, а высота над окружающей местностью 6 - 8 км. Помимо этих образований на больших площадях, обладающих приблизительно однородной отражательной способностью, обнаружены сравнительно малые хребты, холмы, впадины и котловины, среди которых особенно выделяется протяженная глубокая долина в южном полушарии. По своим размерам она напоминает рифтовые ущелья внутри основного поднятия, подобные рифтовым зонам на океаническом ложе Земли. Ряд дополнительных данных о рельефе, по-видимому, указывает на то, что эта долина опоясывает всю планету. Все это служит убедительным свидетельством существования активной тектонической деятельности на Венере. В пользу таких представлений говорят и чрезвычайно мелкие, сглаженные кратеры ударного происхождения в поперечнике до 150-200 км и глубиной 500-700 м вблизи экватора. Обнаруженные в последнее время громадные кратеры до 500-700 км в поперечнике оказались той же глубины. Возможно, это связано с высокой подвижностью коры планеты.

Предположение о подвижности венерианской коры и венеротрясениях были высказаны еще в 1975 г. после получения первых телефотометрических панорам поверхности, переданных со спускаемых аппаратов «Венеры-9» и «Венеры-10». Оказалось, что место посадки спускаемого аппарата «Венеры-10» выглядит как ровная каменистая пустыня без сколько-нибудь заметных перепадов высот. Крупная каменная глыба поперечником не менее 3 м, на которую опустился аппарат, испещрена темными пятнами, вероятно, представляющими собой небольшие углубления, заполненные грунтом. Сама эта глыба, как и другие, подобные ей, находящиеся на большем удалении от аппарата, погружена в более темный грунт. Весь ландшафт, видимо, представляет собой выходы коренных магматических пород, претерпевших значительные изменения под действием высокой температуры и давления атмосферы. На глыбе явно видны трещины. Они, возможно, появились вследствие внутренних процессов, происходящих на Венере. Но они могли образоваться и от удара при посадке спускаемого аппарата на поверхность планеты. Истинную причину установить не удалось.

Различия в микрорельефе поверхности и степени заполнения отдельных неровностей эродированным материалом отражают различия в составе пород, их неодинаковую устойчивость к факторам разрушения, среди которых основную роль, очевидно, играет химическое взаимодействие с атмосферными газами. Район посадки спускаемого аппарата «Венеры-9» отстоял от места, где опустился спускаемый аппарат «Венеры-10», примерно на 2000 км. На панораме, переданной из этого района, привлекает внимание обилие крупных (размером 50-70 см, высотой 15 - 20 см) остроугольных камней, которыми заполнена примерно половина поверхности. Для них характерны пластинообразная форма и наличие ступенчатых отколов. Пространство между камнями заполнено сравнительно светлым материалом, очевидно мелкозернистым грунтом. Возможно, он образовался в процессе разрушения и деформации поверхностной породы. Этот грунт, а также фрагментированный материал в месте посадки спускаемого аппарата «Венеры-10», покрывающий коренные скальные породы, подобны лунному реголиту. Происхождение ландшафта на панораме, переданной спускаемым аппаратом «Венеры-9», скорее всего, обусловлено разрушением горных пород скального типа под действием внутренних сдвигов и разломов в коре планеты. В результате этого процесса на склоне возвышенности, на которую опустился аппарат, образовалась каменистая осыпь. Крутизна склона около 30°, линия горизонта в отличие от панорамы, переданной спускаемым аппаратом «Венеры-10», находится на расстоянии всего нескольких десятков метров. Камни не подверглись заметному разрушению. Можно предположить, что такой ландшафт довольно типичен для Венеры и образовался сравнительно недавно (в геологическом масштабе времени). Возможно также, что происходит периодическое движение камней по склону из-за предполагаемой высокой сейсмичности Венеры. Экспериментальные исследования внутреннего строения Венеры еще не начаты. Но его можно представить, пользуясь аналогиями (методами сравнительной планетологии) на основании вполне достоверных результатов измерений различных параметров: массы, размеров, средней плотности, орбитальной скорости и скорости собственного вращения Венеры. Предполагается, что планета имеет кору толщиной около 16 км, силикатную оболочку и железное ядро (граница между ядром и оболочкой находится на глубине 3224 км).

 Характеристики атмосферы планеты Венера

Анализ результатов радиофизических измерений, полученных с помощью станции «Венера-4», позволил предположить, что температура и давление у поверхности Венеры достигают соответственно 700±100 К и 65Ы15 Последующие полеты станций «Венера-5» - «Венера-8» подтвердили это предположение. В частности, было установлено, что температура и давление у поверхности планеты могут достигать примерно 750К и 100 атм, а в районах посадок спускаемых аппаратов «Венеры-9» и «Венеры-10» они были равны соответственно 730К и 90 атм.

С помощью спускаемых аппаратов АМС «Венера» впервые удалось установить ветровой режим в нижних слоях атмосферы. По данным, переданным с спускаемого аппарата «Венеры-8», скорость ветра возрастает от 0-0,5 м/с у поверхности до 100-140 м/с в верхней атмосфере, причем направление ветра заметно не изменяется. В слое на высотах 20-40 км скорость ветра постоянна (30-36 м/с). На высотах 12-18 км и около 48 км находится зона резкого ее изменения, а в нижней части атмосферы (0-10 км) ветры очень слабые. Аппаратура спускаемых аппаратов «Венеры-9» и «Венеры-10» также зафиксировала малую скорость ветра у поверхности Венеры.

Сопоставление данных зондирования атмосферы Венеры в различных точках подтверждает предположение о малых горизонтальных контрастах температуры. Так, на высотах ниже 50 км эти контрасты не превышают нескольких градусов, причем более высокие температуры зарегистрированы в районах около 30° ю. ш. по сравнению с температурами областей, расположенных около 5 и 60° с. ш.

По-видимому, температура венерианской атмосферы возрастает с увеличением планетоцентрической широты до некоторого значения, а затем начинает убывать в направлении к полюсам. При этом в нижних слоях атмосферы температура практически выравнивается на высоте, соответствующей давлению 30 атм. Этого и следовало ожидать, учитывая значительную тепловую инерцию этих слоев.

Сведения о температуре на высотах 95-105 км показывают, что там расположен изотермический слой с температурой 175-180К. На высотах 60 - 70 км обнаружена весьма слабая волнообразная структура распределения температур, видимо, из-за тепловых приливов, происходящих в атмосфере Венеры.

Для понимания процессов, происходящих в атмосфере, необходимо знать ее химический состав, для чего используют эмпирические модели структуры атмосферы. При построении такой модели использовались данные, полученные с помощью станции «Венера-4», которые показали, что атмосфера на 93% состоит из углекислого газа и на 7% из азота.

Химический состав атмосферы Венеры был уточнен в ходе полетов к этой планете АМС «Венера-11» и «Венера-12», а также американских аппаратов «Пионер-Венера-1» и «Пионер- Венера-2». Анализ результатов показал, что в состав атмосферы Венеры помимо углекислого газа и азота входят водяной пар (0,05%), примеси окиси углерода, кислорода, соляной и плавиковой кислот, сероводорода, сернистого газа. Неожиданностью явилось то, что были обнаружены необычные концентрации аргона (0,01%), неона (0,001%) и криптона (0,0005%).

Масса атмосферы Венеры составляет 5,3·1023 г и очень близка к общей массе углекислого газа, содержащегося в земной коре (5,1- 1023 г). Учитывая такое совпадение, можно предположить, что состав первоначальных атмосфер Венеры и Земли был сходен, но в ходе эволюции углекислый газ на Земле оказался захваченным земной корой, а на Венере сохранился в атмосфере (например, благодаря высокой температуре поверхности).

Специфика Венеры состоит в том, что в отличие от земных условий на ней нет жидкой воды. До сих пор остается неясной судьба водяного пара Венеры, даже если принять, что из твердой оболочки в атмосферу его выделилось столько же, сколько и на Земле. Поэтому следует предположить, что Венера сформировалась из таких горных пород, которые не содержали значительного количества воды, а дегазированный углекислый газ не испытывал эволюции, подобной земной и связанной с образованием карбонатов. Следовательно, очень важно выяснить эволюцию парникового эффекта Венеры.

Хотя поверхности Венеры достигает сравнительно небольшая часть внеатмосферного потока солнечной радиации (около 1,8%), даже этого достаточно для достижения значительной освещенности на уровне поверхности по сравнению с земными условиями и поддержания высокой температуры в нижней части атмосферы. Это и объясняется как раз действием парникового эффекта. Заключается он в том, что венериан-ская атмосфера является практически непрозрачной для теплового излучения поверхности в космическое пространство.

Чтобы понять условия возникновения парникового эффекта, следовало провести ряд измерений освещенности в различных слоях венерианской атмосферы и на поверхности планеты. Первые такие измерения на различных высотах были проведены 22 июля 1972 г. с помощью фотометра во время снижения на парашюте спускаемого аппарата «Венеры-8». В результате обработки данных были выделены три основные области в атмосфере, в пределах которых свет ослабляется по-разному. Оказалось, что наибольшее ослабление происходит в слое между верхней границей облаков, определяемой по уровню, которому соответствует оптическая толщина, равная единице, и составляющей 65 - 70 км, до высоты 49 км, в то время как в границах между 49 и 32 км оно значительно слабее, а ниже 32 км атмосфера практически прозрачна, так как ослабление солнечного света здесь незначительно. Таким образом, результаты измерений освещенности свидетельствуют о вертикальной неоднородности атмосферы. Анализ полученных результатов убеждает в том, что ослабление света на высотах до 32 км обусловлено главным образом молекулярным рассеянием. На высотах же более 32 км такое ослабление может вызываться и рассеянием, и поглощением солнечной радиации аэрозольными компонентами.

Среди многочисленных проблем физики Венеры одна из наиболее волнующих и интересных связана с природой ее облаков. То, что эта планета окутана облаками, было известно давно: именно они препятствовали в течение столетий астрономическим наблюдениям, не позволяя увидеть поверхность и определить свойства подоблачной атмосферы.

Результаты измерений, проведенных автоматическими межпланетными станциями, показали, что венерианские облака представляют собой весьма сложные образования, не однородные по вертикальной структуре и обладающие сравнительно малой плотностью. Это скорее слабый туман, дымка, дальность видимости в которой превышает километр. Соответственно очень мала и масса облачных частиц. Вместе с тем протяженность облаков по высоте достигает почти 20 км, чем и объясняется их непрозрачность при наблюдениях с Земли даже при малой плотности. Нижняя граница облаков, по данным измерений освещенности, проведенных станциями «Венера», довольно стабильна и расположена на уровне 48-49 км с небольшими колебаниями по высоте и плотности.

Внутри облаков четко выделяются три отдельные зоны (ярусы): верхняя (67-58 км), средняя (58-52 км) и нижняя (52-48 км). Верхнюю зону в основном составляют мелкие сферические частицы размером 2-3 мкм, которые преломляют световые лучи так же, как 80%-ный раствор серной кислоты. Число капель невелико (100-300 частиц в 1 см3), но больше, чем в других зонах. Средняя и нижняя зоны содержат также и более крупные частицы размером 5 - 8 мкм, коэффициент преломления которых значительно меньше и почти такой же, как у воды или льда, а число таких частиц в 1 см3 меньше 100. В средней и нижней зонах облаков частицы, скорее всего, имеют вид сравнительно тонких пластинок из солей соляной кислоты. Показатель преломления и характер рассеяния света такими частицами хорошо согласуются с наблюдавшимися значениями. Это предположение подкрепляется также данными измерений, проведенных АМС «Венера-12» при помощи рентгенофлюоресцентного спектрометра, согласно которым в облаках содержится хлор в количестве, почти на порядок превышающем содержание серы. Последнее легко объяснить, если принять во внимание значительно большие размеры кристаллических частиц по сравнению с каплями серной кислоты. Следует также учитывать и то, что зарегистрированный хлор находится в виде капель соляной кислоты, также обладающих низким показателем преломления. Надоблачная дымка простирается от верхней границы облаков примерно до высоты 80 км. Но из чего состоят эти частицы, пока не известно.

Подоблачная дымка обнаружена под тремя основными слоями облаков до высоты 32 км над поверхностью. Наряду с мелкими субмикронными частицами здесь, вероятно, содержится небольшое количество более крупных частиц, обладающих высоким показателем преломления, как у серы. Образование и состав этой дымки, по-видимому, генетически связаны с самими облаками, у нижней границы которых при температуре 100°С серная кислота начинает интенсивно выкипать, а частицы серы плавиться.

Ниже уровня дымки и вплоть до поверхности атмосфера практически прозрачна, однако в районе высот 12- 17 и 8-12 км по результатам измерений спускаемого аппарата «Венеры-11» отмечались слои с незначительным содержанием аэрозолей (1-2 частицы в 1 см3), обладающих высоким показателем преломления. Возможно, что эти слои переменны по высоте и существуют непостоянно. Несмотря на высокую плотность атмосферы Венеры, у поверхности она не запылена. Этот важный вывод еще раньше был сделан на основании измерений малой скорости ветра в районах посадки спускаемых аппаратов «Венеры», а также из анализа телевизионных панорам.

С облаками Венеры связано еще одно чрезвычайно интересное явление - ее высокая грозовая активность. По частоте следования импульсов, регистрировавшихся в процессе спуска аппаратов «Венеры-11 и -12», был сделан вывод о том, что интенсивность электрических разрядов на Венере во много раз выше, чем на Земле. Это означает, что в протяженных облаках Венеры легче возникают электрические поля со средней напряженностью, достаточной для возникновения электрического разряда. Высокой грозовой активностью на Венере, очевидно, объясняется природа многократно наблюдавшегося слабого свечения ее ночной стороны, благодаря к