Венера

Венера — вторая по удалённости от Солнца и шестая по размеру планета Солнечной системы, относящаяся к классу планет земной группы. Названа в честь древнеримской богини любви и красоты. Венера является одним из ярчайших объектов на земном небе после Солнца и Луны, достигая видимой звёздной величины −4,6. Планета известна своей плотной, непрозрачной атмосферой, состоящей преимущественно из углекислого газа, и крайне высокими температурами на поверхности, что делает её одним из самых негостеприимных мест в Солнечной системе.

Физические характеристики

Венера — самая горячая планета Солнечной системы, несмотря на то, что она не является ближайшей к Солнцу (этот статус принадлежит Меркурию). Средняя температура на её поверхности составляет около 462 °C, что выше температуры плавления свинца. Столь высокая температура обусловлена мощным парниковым эффектом, создаваемым плотной атмосферой.

Размеры и масса

По размерам и массе Венера близка к Земле, за что её часто называют «сестрой Земли». Диаметр планеты составляет 12 104 км (95 % земного), масса — 4,87×10²⁴ кг (81,5 % земной). Средняя плотность Венеры (5,24 г/см³) немного меньше земной (5,51 г/см³), что указывает на сходный, но не идентичный химический состав.

Внутреннее строение

Считается, что Венера имеет железное ядро радиусом около 3000 км, мантию из силикатных пород и кору толщиной от 10 до 30 км. Однако, в отличие от Земли, у Венеры отсутствует тектоника плит в привычном понимании. Её кора, по-видимому, является единой цельной оболочкой, которая периодически перерабатывается за счёт глобальных вулканических событий.

Рельеф

Поверхность Венеры скрыта от наблюдения в оптическом диапазоне плотными облаками, поэтому её рельеф был изучен в основном с помощью радиолокации, в том числе космическими аппаратами «Венера» (СССР) и «Магеллан» (США). Примерно 80 % поверхности занимают равнины вулканического происхождения. Выделяются два крупных континентальных региона: Земля Афродиты (к югу от экватора, размером с Африку) и Земля Иштар (в северных широтах, размером с Австралию). На Земле Иштар находится высочайшая точка планеты — горы Максвелла, достигающие высоты около 11 км над средним уровнем поверхности.

На Венере обнаружено множество вулканов, в том числе щитовых, и обширных лавовых равнин. Крупнейший вулкан — гора Маат (около 8 км высотой). Ударных кратеров на Венере сравнительно мало — около 1000, что свидетельствует о молодости её поверхности (возраст большинства участков оценивается в 300–500 миллионов лет). Атмосфера планеты настолько плотна, что мелкие метеориты сгорают в ней, не достигая поверхности, а крупные оставляют кратеры, которые быстро сглаживаются вулканической и ветровой эрозией.

Атмосфера

Состав и строение

Атмосфера Венеры является самой плотной среди планет земной группы. Давление у поверхности достигает 92 атмосфер (9,3 МПа), что соответствует давлению на глубине около 900 метров в земном океане. Основной компонент — углекислый газ (CO₂, около 96,5 %), с примесями азота (3,5 %) и следовыми количествами сернистого газа, аргона, водяного пара и других газов.

Облачный покров Венеры состоит из капель серной кислоты (H₂SO₄) и серы. Облака расположены на высотах от 50 до 70 км и полностью непрозрачны для видимого света. Ниже облаков, на высотах 30–50 км, находится слой тумана из серной кислоты. В нижних слоях атмосферы (0–30 км) преобладает углекислый газ, а содержание водяного пара ничтожно мало.

Парниковый эффект

Мощный парниковый эффект на Венере обусловлен высокой концентрацией CO₂, который эффективно задерживает тепловое излучение поверхности. В результате температура на планете на сотни градусов выше, чем была бы в отсутствие атмосферы. Это делает Венеру классическим примером неконтролируемого парникового эффекта.

Ветры и климат

Атмосфера Венеры находится в состоянии сверхвращения: скорость ветра в верхних слоях облаков (на высоте 50–70 км) достигает 100 м/с (360 км/ч), что в десятки раз превышает скорость вращения самой планеты. Ветры дуют в направлении вращения планеты, с востока на запад. У поверхности скорость ветра резко падает до нескольких метров в секунду из-за огромного давления.

На Венере отсутствует смена времён года, так как ось её вращения почти перпендикулярна плоскости орбиты (наклон составляет всего 2,64°). Климат на планете крайне сухой и жаркий, осадков в виде дождя не бывает — серная кислота испаряется, не достигая поверхности.

Орбита и вращение

Орбита

Венера обращается вокруг Солнца по почти круговой орбите (эксцентриситет 0,0068) на среднем расстоянии 108,2 млн км. Период обращения (год) составляет 224,7 земных суток.

Вращение

Венера вращается вокруг своей оси в направлении, противоположном большинству планет Солнечной системы (ретроградное вращение). Один оборот вокруг оси занимает 243,02 земных суток — это самый медленный период вращения среди всех планет. Таким образом, венерианский день длиннее венерианского года. Из-за ретроградного вращения Солнце на Венере восходит на западе и заходит на востоке. Промежуток между двумя последовательными восходами Солнца (солнечные сутки) составляет около 116,8 земных суток.

Причины ретроградного вращения Венеры до конца не выяснены. Основные гипотезы включают столкновение с крупным протопланетным телом на раннем этапе формирования или гравитационное воздействие Солнца и других планет, приведшее к перевороту оси вращения.

Магнитное поле

Венера не имеет собственного глобального магнитного поля. Измерения показывают, что его напряжённость примерно в 20 000 раз слабее земного. Отсутствие поля объясняется медленным вращением планеты, которое недостаточно для генерации динамо-эффекта в жидком ядре. Однако у Венеры существует индуцированное магнитное поле, возникающее при взаимодействии солнечного ветра с ионосферой планеты. Это поле образует головную ударную волну на высоте около 1900 км от поверхности.

Исследования

Ранние наблюдения

Венера известна человечеству с глубокой древности. Древние греки считали, что утренняя и вечерняя «звезда» — разные объекты, и называли их Фосфор и Геспер соответственно. Пифагор Самосский первым предположил, что это одно и то же небесное тело. Галилео Галилей в 1610 году обнаружил фазы Венеры, что подтвердило гелиоцентрическую систему Коперника.

Советская программа «Венера»

Наибольший вклад в изучение планеты внёс СССР. В 1961 году советская автоматическая станция «Венера-1» впервые в истории пролетела вблизи планеты. В 1966 году «Венера-3» стала первым в мире космическим аппаратом, достигшим поверхности другой планеты (хотя связь была потеряна до посадки). В 1970 году «Венера-7» совершила первую успешную мягкую посадку и передала данные с поверхности, подтвердив экстремальные условия (температура 475 °C, давление 90 атмосфер). В 1975 году «Венера-9» и «Венера-10» передали первые в истории панорамные изображения поверхности другой планеты. В 1981 году «Венера-13» и «Венера-14» провели цветную съёмку и анализ грунта. В 1985 году в рамках программы «Вега» были запущены аэростатные зонды, которые в течение 46 часов дрейфовали в атмосфере Венеры на высоте около 54 км.

Другие миссии

США исследовали Венеру с помощью автоматических станций «Маринер» (пролёты в 1962, 1967, 1974 годах) и «Пионер-Венера» (орбитальный аппарат и зонды в 1978 году). В 1989 году был запущен аппарат «Магеллан», который с помощью радиолокации составил карту 98 % поверхности планеты с разрешением до 100 метров. В 2005 году Европейское космическое агентство (ЕКА) запустило орбитальный аппарат «Венера-Экспресс», проработавший до 2014 года и изучавший атмосферу, климат и плазменное окружение планеты.

Современные и планируемые миссии

В 2020-х годах интерес к Венере возрос. В 2021 году НАСА объявило о двух новых миссиях: «Веритас» (орбитальный аппарат для картографирования) и «Да Винчи» (атмосферный зонд). ЕКА планирует миссию «Энвижн» (орбитальный аппарат). Россия также разрабатывает проект «Венера-Д» (посадочный аппарат и орбитальный модуль), запуск которого планируется не ранее 2030-х годов.

Интересные факты

• Венера — единственная планета Солнечной системы, названная в честь богини женского пола.
• Из-за высокой отражательной способности облаков (альбедо около 0,65) Венера является третьим по яркости объектом на земном небе после Солнца и Луны.
• Венерианские сутки (243 земных дня) длиннее венерианского года (224,7 земных дня).
• В атмосфере Венеры на высоте около 50 км температура и давление близки к земным (около 30 °C и 1 атмосфера), что делает этот слой гипотетически пригодным для размещения аэростатных станций или колоний.
• В 2020 году в атмосфере Венеры был обнаружен возможный биомаркер — фосфин (PH₃), что вызвало дискуссию о возможности существования микробной жизни в облачном слое. Последующие исследования поставили это открытие под сомнение, указав на возможные ошибки в обработке данных.
• Венера не имеет естественных спутников.

Источники

• Бурба Г. А. Венера: рельеф и недра. — М.: Наука, 1982.
• Маров М. Я. Планеты Солнечной системы. — М.: Наука, 1986.
• Сурдин В. Г. Солнечная система. — М.: Физматлит, 2008.
• NASA. Venus: Exploration (официальный сайт).
• Европейское космическое агентство (ЕКА). Venus Express (официальные материалы миссии).
• Данные миссий «Венера» (СССР) и «Магеллан» (США).