Природа Венеры

План

Введение 2

Изучение Вселенной при помощи автоматических межпланетных станций 4

Природа Венеры 6

Результаты астрономических наблюдений Венеры 6

Исследования Венеры с помощью АМС 7

АМС первого поколения 8

АМС второго поколения 10

Программа "Магеллан" 16

Заключение 17

Литература 19

Рода Энеева мать, людей и бессмертных услада,

О, благая Венера! Под небом скользящих созвездий

Жизнью ты наполняешь и все судоносное море,

И плодородные земли; тобою все сущие твари,

родившися,

Жить начинают и свет солнечный видят.

Ветры, богиня, бегут пред тобою; с твоим приближением

Тучи уходят с небес, Земля - искусница- пышный

Стелет цветочный ковер, улыбаются волны морские,

И небосвода лазурь сияет разлившимся светом.

Лукреций «О природе вещей».

Введение

Венера - ближайшая соседка Земли, вторая по порядку планета Солнечной

системы, ее среднее расстояние до Солнца 108,2 миллиона километров.

Размеры и массы Венеры и Земли также очень близки: радиус Венеры 6051

км (6378 км у Земли), масса Венеры составляет 0,815 массы Земли, средняя

плотность 5240 кг/м, ускорение свободного падения на экваторе 8,76 м/с, что

составляет 0,89 земного.

После Солнца и Луны Венера является самым ярким светилом на земном

небе: ее звездная величина в максимуме достигает 4,45m, и при благоприятных

условиях можно даже наблюдать тень от предметов, создаваемую светом Венеры.

Она совершает один оборот по орбите вокруг Солнца за 225 земных суток.

Собственное вращение Венеры необычно: длительность одного оборота

превышает венерианский год и равна 243 земным суткам, направление вращения

противоположно вращению других планет. При этом солнечные сутки длятся

около 117 дней. Средняя скорость движения Венеры по орбите 34,99 км/с. Угол

между плоскостями экватора и орбиты равен 25о06, орбита планеты круговая, и

поэтому на Венере не происходит смены времен года.

В 1610 году Галилей впервые наблюдал смену фаз у Венеры, т.е. изменение

ее видимой формы от диска до узкого серпа. В 1761 году Ломоносов, наблюдая

прохождение планеты по диску Солнца, обнаружил у Венеры атмосферу. Начиная

с XVII века астрономы не раз пытались "разглядеть" Венеру, однако из-за

плотного облачного покрова Венера в видимом диапазоне длин волн

представляется однородной.

Совершенствование техники астрономических наблюдений, использование

поляриметрических и стереоскопических измерений, освоение инфракрасного и

ультрафиолетового диапазонов длин волн позволили получить некоторую

информацию о характеристиках атмосферы Венеры на уровне верхней границы

облаков.

В двадцатых - тридцатых годах нашего столетия были проведены первые

наблюдения Венеры в инфракрасной области 8-13 микрон, позволившие

определить температуру атмосферы у верхней границы облаков (Петтит и

Никольсон, 1929 год), обнаружены полосы углекислого газа (Адамс и Данхэм,

1932 год), проведены первые поляриметрические измерения (Лио, 1929

год). Дальнейшее развитие наземных спектроскопических наблюдений позволило

Конну в 1969 году получить прекрасный атлас инфракрасных спектров Венеры и

других планет со спектральным разрешением порядка 1055, обнаружить линии

окиси углерода, соляной и фтористо-водородной кислот в спектре Венеры и

оценить содержание этих компонент. Рядом исследователей в шестидесятые годы

были обнаружены в атмосфере планеты пары воды.

До полетов космических станций к Венере единственную возможность

зондирования подоблачной атмосферы планеты предоставляли

радиоастрономические наблюдения в сантиметровом и дециметровом диапазонах

длин волн.

Эти наблюдения, выполненные в конце пятидесятых - начале шестидесятых

годов в СССР и США, а также совместные наблюдения ученых обеих стран

показали, что нижняя атмосфера Венеры имеет температуру 500 - 700? К или

250-450?С. Тогда же в 1961-1962 годах в СССР, США и Великобритании была

проведена радиолокация Венеры, которая позволила определить направление и

скорость собственного вращения, изучить топографические характеристики

поверхности, уточнить размер Венеры.

Хотя наземные астрономические наблюдения Венеры продолжают развиваться

и поныне, основная информация об этой планете за последние два десятилетия

была получена с космических аппаратов.

Изучение Вселенной при помощи автоматических

межпланетных станций

Автоматические межпланетные станции (АМС) - беспилотные космические

летательные аппараты, предназначенные для полета к другим небесным телам с

целью изучения Солнечной системы - межпланетного пространства, Луны,

планет, Солнца, комет и др. АМС - разведчики Вселенной. Автоматы всегда

предшествуют проникновению человека в космос. Более того, автоматические

межпланетные станции могут быть направлены к таким планетам, в такие

области солнечной системы, где физические условия слишком сложны, чтобы

туда мог проникнуть человек по крайней мере в ближайшие десятилетия, а

может быть и века.

АМС запускаются многоступенчатыми ракетами - носителями, которые, как

правило, сначала выводят их на промежуточные околоземные орбиты, а затем

сообщают им вторую космическую скорость и выводят их на межпланетные

орбиты.

Исследования с помощью АМС осуществляются по различным схемам:

- пролетный (облетный) вариант - при пролете АМС на близком

расстоянии от небесного тела, причем измерения проводятся на

участке максимального сближения (например, американские АМС

"Маринер" и "Пионер", исследовавшие Венеру);

- вариант спутника планеты;

- вариант посадки на небесное тело.

В последнее время исследования чаще всего ведутся по смешанным

вариантам: АМС совершает облет небесного тела или выводится на орбиту его

искусственного спутника, от нее отделяется отсек или спускаемый аппарат,

который совершает посадку на планету. По такой смешанной схеме велись

исследования Венеры советскими АМС "Венера".

Как правило, в состав служебных систем АМС входят системы

астроориентации по звездам, электропитание обеспечивают солнечные батареи

или радиоизотопные источники электроэнергии. Поскольку АМС приходится

передавать полезную информацию на Земля с огромных расстояний, они имеют

крупные параболические антенны, диаметр которых достигает 2 - 3 м. Они

оборудованы также двигательными установками для коррекций траекторий на

межпланетных участках полета, перехода на орбиту вокруг планеты и

маневрирования в околопланетном пространстве. Массы АМС самые различные: от

десятков до тысяч килограммов, Например, АМС "Венера - 10" имела массу

5033 кг.

АМС оснащаются разнообразной научной аппаратурой для исследования самой

планеты и ее атмосферы. Состав научной аппаратуры определяется задачами.

Если полет к какой- либо планете - первый, то измерения стремятся провести

по возможно более широкой программе, основываясь на сведениях о планете из

астрономических наблюдений. При последующих полетах ставятся более узкие,

более конкретные задачи. На АМС устанавливаются телевизионные камеры для

съемок планеты, магнитометры для регистрации магнитных полей, приборы для

измерения заряженных частиц, датчики для регистрации микрометеоритов. Для

исследования атмосферы планеты добавляются приборы для определения

химического состава атмосферы, ее плотности, давления и температуры. Если

планируются работы на поверхности планеты, АМС оборудуется аппаратурой для

изучения химического состава и физико - механических свойств поверхности, а

иногда специальными приборами для обнаружения признаков обитания

биологических объектов.

Природа Венеры

Результаты астрономических наблюдений Венеры

В таблице 1 приведены основные характеристики планеты Венера, известные

из астрономических наблюдений еще до эры исследования планет с помощью

космических аппаратов.

Таблица 1.

Сравнительные данные о Земле и Венере

|Характеристика |Венера |Земля |

|Среднее расстояние от Солнца |0,72 |1 |

|Период обращения по орбите |224,70 суток |365,26 суток |

|Период вращения |243,0 суток |24 часа |

|Наклон плоскости экватора к плоскости |177,4 |23,45 |

|орбиты (град.) | | |

|Максимальный угловой диаметр (сек |66 |- |

|дуги) | | |

|Диаметр экваториальный |12,1 / 0,95 |12,8 / 1 |

|(тыс. км / един. диам. Земли) | | |

|Масса (един. массы Земли) |0,815 |1 |

|Средняя плотность, г/см3 |5,24 |5,52 |

|Ускорение силы тяжести |8,6 |9,81 |

|Наличие атмосферы |да |да |

|Основной газ атмосферы |СО2 |N2 |

Венера - вторая по расстоянию от Солнца и ближайшая к Земле планета

Солнечной системы. Среднее расстояние от Солнца - 108 млн. км. Венера видна

на небе либо после Захода Солнца (вечерняя звезда), либо незадолго до его

восхода (утренняя звезда). Венера - самое яркое светило на небе после

Солнца и Луны, и при благоприятных условиях можно даже наблюдать тень от

предметов, создаваемую светом Венеры. Эта планета известна людям с глубокой

древности. Уже в 1610 году Галилей произвел первые телескопические

наблюдения небесных светил и наблюдал смену фаз у Венеры, т.е. изменение ее

видимой формы от диска до узкого серпа.

Существование атмосферы Венеры было обнаружено в 1761 году

М.В. Ломоносовым при наблюдениях прохождения ее по диску Солнца.

Вращение любой планеты и ориентирование оси вращения в пространстве

обычно изучались по наблюдениям различных деталей, видимых на ее

поверхности. Однако поверхность Венеры постоянно скрыта плотной атмосферой

и облачным слоем, окутывающим планету, состоящим из капель серной кислоты и

вращающимся гораздо быстрее, чем сама планета. Поэтому параметры вращения

Венеры были определены только после возникновения в 30-х годах нашего

столетия и развития радиолокационных наблюдений. Интересно, что Венера

вращается в обратную сторону по сравнению с Землей и другими планетами c

наклоном оси вращения к плоскости орбиты почти 900. Из-за такого необычного

сочетания направлений и периодов вращения и обращения вокруг Солнца смена

дня и ночи на Венере происходит за 117 суток, поэтому день и ночь

продолжаются по 58,5 сут.

В ХХ в. с помощью спектральных исследований в атмосфере Венеры найден

углекислый газ, который оказался основным газом ее атмосферы (96,5 %), в

состав которой входит также около 3 % азота и небольшие количества инертных

газов, кислорода, окиси углерода, хлороводорода и фтороводорода. Кроме

того, в ее атмосфере содержится около 0,1 % водяного пара. Углекислый пар и

водяной пар создают в атмосфере Венеры парниковый эффект (причиной которого

является сильное поглощение этими газами теплового излучения), приводящий к

сильному разогреванию поверхности планеты. Температура ее поверхности около

5000С.

Заметим, что великолепное представление о дикой "природе" Венеры -

планеты бурь, адской жары и ядовитых облаков - дает один из ранних

фантастических романов братьев Стругацких "Страна Багровых Туч" об

экспедиции землян на Венеру.

Рисунок Венеры, сделанный А. Дольфюсом на обсерватории Пик Миди,

содержит большие подробности, чем любая фотография, полученная с Земли, но

детали видимой поверхности настолько неясны, что их трудно зарисовать

точно. К тому же облачный покров изменяется очень быстро.

Новая эра в астрономии - исследования планет с помощью космических

Страницы: 1, 2, 3