Женщины. Космос. Вселенная.

Венера

Главная
Вселенная
Солнечная система
Созвездия
Животные в космосе
Космонавты
Ссылки
Автор

Атмосфера

В 1761 г. ожидалось редкое небесное явление: прохождение Венеры перед диском Солнца. Многие астрономы готовились к этому событию и даже снаряжали экспедиции в дальние края для его наблюдений. Ведь, если наблюдать моменты вступления Ве­неры на солнечный диск и схожде­ния с него из различных, отдалён­ных друг от друга пунктов Земли, можно вычислить расстояние от Зе­мли до Солнца - астрономическую единицу, одну из фундаментальных постоянных в астрономии, входящую во многие формулы небесной механики.

Готовились к наблюдениям и русские астрономы. Их организатором был Михаил Васильевич Ломоносов. Он направил две экспедиции в Си­бирь: в Иркутск (под руководством Н. И. Попова) и в Селенгинск (во гла­ве с С. Я. Румовским), организовал наблюдения в Петербурге, на универ­ситетской обсерватории (А. Д. Кра-сильников, Н. Т. Курганов), сам же ре­шил наблюдать дома в небольшую трубу с целью изучения явления как такового.

Когда чёрный диск Венеры уже сходил с солнечного диска, Ломоносов заметил, что тонкая дуга на краю Солнца изогнулась, как бы приподнятая дис­ком Венеры, и образо­вался яркий выступ - «пупырь», по выраже­нию Ломоносова. Затем «пупырь» лопнул и диск Венеры слился с тёмным фоном неба. Это явление позже, уже в XX в., получи­ло название «явление Ломо­носова». Предположив, что оно вызвано преломлением солнечных лучей в атмосфере Венеры, учёный подытожил своё исследование следующими словами: "По сим примечаниям господин советник Ломоносов полагает, что планета Венера окружена знатной воздушной атмосферою, таковой (лишь бы не большею), каковая обливается около нашего шара земного".

Ломоносов опубликовал свой труд на русском и немецком языках, но он прошёл незамеченным, и в 90-х гг. XVIII в. Уильям Гершель и немецкий астроном Иоганн Шретер вторично "открыли" атмосферу Венеры. Приоритет Ломоносова был восстановлен лишь в 50-х гг. XX в. усилиями российских астрономов.

Так или иначе, в конце XVIII столетия стало ясно, что Венера окружена плотной атмосферой и мощным облачным слоем. Из чего же состоит эта атмосфера? И какие частицы образуют облака Венеры?

Когда в 60-х гг. XIX в. астрономы впервые попытались выяснить состав атмосферы Венеры методом спектрального анализа, они прежде всего надеялись обнаружить там "газы жизни" - кислород и водяной пар. Увы, их ожидания не оправдались. Поиски возобновились в XX в. Академик Аристарх Аполлонович Белопольский в Пулкове, Весто Мелвин Слайфер во Флагстаффе (штат Аризона, США) пытались найти признаки полос кислорода и водяного пара на многочисленных спектрограммах Венеры - и вновь безрезультатно.

В 1932 г. американские астрономы У. Адамс и Т. Дэнхем на обсерватории Маунт-Вилсон зафиксировали в спектре Венеры три полосы, принадлежащие углекислому газу (СО2). Их интенсивность указывала на то, что количество этого газа в атмосфере Венеры во много раз превышает его содержание в земной атмосфере. Попытки обранаружить в спектре Венеры признаки других газов долго оставались безуспешными. Планета была словно укутана чадрой и не желала раскрывать свои тайны.

Тогда учёные принялись исследовать свойства облачного покрова Венеры. В 1923 г. Эдисоном Петтитом и Сэтом Николсоном на обсерватории Маунт-Вилсон были начаты измере­ния температуры облаков Венеры. Затем они многократно повторялись другими астрономами. Наиболее уве­ренные результаты получили в 1955 г. Уильям Синтон и Джон Стронг (США). Температура облачного слоя Венеры оказалась равной 233-240 К (около -40 °С). Близ полюсов плане­ты она понижалась до 205-213 К. В том, что температура облаков Венеры столь низкая, нет ничего удивитель­ного. И в стратосфере Земли царят весьма низкие температуры.

Специальные наблюдения, выпол­ненные советскими учёными Н. П. Ба-рабашовым, В. В. Шароновым, В. И. Езерским, французским астро­номом Б. Лио, а также теория рассе­яния света плотными атмосферами планет, развитая В. В. Соболевым, свидетельствовали о том, что разме­ры частиц облаков Венеры - около одного микрометра. Но какова при­рода этих частиц? На этот вопрос классические методы астрофизики ответить не могли.

В середине 50-х гг. начались ис­следования Венеры методами радиоастрономии, а в 60-е гг. к этой неизведанной планете полетели меж­планетные станции, созданные учё­ными и инженерами СССР и США. За последующие 40 лет о природе Вене­ры удалось узнать намного больше, чем за предыдущие 350 лет телеско­пических наблюдений.

В 1956 г. астрономы Морской ис­следовательской лаборатории США впервые зарегистрировали тепловое излучение Венеры на волне 3 см. Оно соответствовало температуре 600 К (свыше 300 °С). После дискус­сии о том, что же обладает столь вы­сокой температурой - поверхность планеты или её ионосфера, учёные пришли к выводу, что такова темпе­ратура поверхности. В 1967 г. в этом окончательно убедили спуск в атмо­сфере Венеры советской межпланет­ной станции «Венера-4» и пролёт вблизи планеты американского «Ма-ринера-5». А позднее, после посадки на поверхность планеты станций «Венера-7» (декабрь 1970 г.) и «Вене-ра-8» (июль 1972 г.), выяснилось, что её температура ещё выше, а именно 730-740 К.

В чём причина столь сильного разогрева поверхности Венеры? От Солнца она получает только вдвое больше тепла, чем Земля. Если бы Земля оказалась на её месте, темпе­ратура нашей планеты повысилась бы не более чем на 60 °С. Значит, должно быть и другое объяснение. Его нашёл американский учёный Карл Саган. Дело в том, что газовая оболочка Венеры - это гигантский парник. Она способна пропускать солнечное трепло, но не выпускает на­ружу, поглощает излучение самой планеты. Поглотителями являются углекислый газ, на долю которого приходится около 96% состава атмо­сферы, и водяной пар, хотя его и не­много (доли процента).

Кроме того, в атмосфере Венеры были обнаружены азот (4%) и в небольших концентрациях другие газы (метан, аммиак, окислы азота, серы, соединения хлора и фтора, кислород). Астрономы детально изучили рас­пределение давления, плотности, состава и температуры атмосферы Венеры по высоте. Давление её у по­верхности достигало 90 атмосфер. Этот последний результат был полу­чен в начале 70-х гг. с помощью станций «Венера-7» и «Венера-8» и неоднократно уточнялся в ходе дальнейших экспериментов.

Длительные наблюдения за облачным слоем Венеры с «Маринера-10» позволили выявить ряд устойчивых деталей, хорошо заметных в ультра­фиолетовых лучах. Они перемеща­ются в сторону вращения планеты, значительно его опережая, - с пери­одом в четверо суток. Из этого сле­дует, что на уровне верхней границы облаков (65-70 км над поверхно­стью планеты) дуют ветры с постоян­ным направлением с востока на за­пад и скоростью (вблизи экватора) 110 м/с. По земным меркам это ветер ураганной силы.

Вопрос о составе облаков Венеры длительное время оставался предме­том острых дискуссий. Гипотезы о том, что облака Венеры - это капель­ки воды, кристаллики льда, капли СО2, пылинки, отвергались одна за другой. Когда в начале 1967 г. фран­цузские астрофизики супруги Пьер и Жанна Конн обнаружили в спектре облаков Венеры следы соединений хлора и фтора (НС1 и HF), их тоже рассматривали как возможные со­ставляющие частиц облачного слоя. Но тщательный анализ показал, что и эта гипотеза неверна.

Разгадка была получена в 1972 г., когда американские исследователи Луиза и Эндрю Янг, а также Годфри Силл независимо друг от друга при­шли к выводу, что самым различным наблюдательным данным об обла­ках Венеры (их показателю прело­мления, спектральным характери­стикам) хорошо удовлетворяет предположение, что они состоят из капелек концентрированной серной кислоты (H2SO4). Кроме того, серная кислота легко соединяется с водой.

Давление водяного пара над уровнем облаков оказалось как раз таким, ка­кое должно быть, если облака состо­ят из капель 80-процентного раство­ра серной кислоты. Такие капельки встречаются и в земной стратосфере. Но в облаках Венеры они играют основную роль.

Откуда же берётся в атмосфере Венеры серная кислота? Исследования показали, что она образуется химическим путём из диоксида серы (SO2), источниками которого могут быть се­росодержащие породы поверхности (пириты) и вулканические изверже­ния. А есть ли на Венере вулканы? Это ещё предстояло выяснить.

Венера