Венера - кривое зеркало Земли

Новое поколение станций "Венера"

Венеру исследовали более 20 космических аппаратов: "Венеры", "Маринеры", "Пионер - Венеры" и "Магеллан". При проектировании первых космических аппаратов для изучения атмосферы и поверхности этой заоблачной планеты ученые не знали на какое давление атмосферы должны быть рассчитаны аппараты и даже более того, предполагалось, что там может быть океан. Советский КА "Венера 1" весной 1961г. пролетел на расстоянии 100 000 км от планеты, а американский КА "Маринер 2" прошел в 35 тысячах километров в декабре 1962г. и определил температуру поверхности Венеры. Приборы показали, что у планеты нет магнитного поля и радиационных поясов... Так начался долгий путь исследования планеты Венера. Новый этап в исследованиях открыли "Венера-9 -10"

Станции нового поколения "Венера-9" и "Венера-10", достигшие планеты в октябре 1975 года, стали первыми искусственными спутниками Венеры, а их спускаемые аппараты совершили мягкую посадку на освещенной стороне планеты. На станциях второго поколения информация со спускаемых аппаратов передавалась на орбитальный аппарат, а затем ретранслировалась на Землю. Это привело к значительному увеличению количества получаемой информации. Впервые были переданы панорамные телевизионные изображения с другой планеты, измерены на спускаемых аппаратах плотность, давление, температура атмосферы, количество водяного пара, проведены нефелометрические измерения частиц облаков, измерения освещенности в различных участках спектра. Для измерений характеристик грунта помимо гамма-спектрометра использовался радиационный плотномер. Искусственные спутники позволили получить телевизионные изображения облачного слоя, распределение температуры по верхней границе облаков, спектры ночного свечения планеты, провести исследования водородной короны, многократное радиопросвечивание атмосферы и ионосферы, измерение магнитных полей и околопланетной плазмы. Большое внимание привлекло обнаружение гроз и молний в слое облачности на планете. Данные оптических измерений показали, что энергетические характеристики венерианских молний в 25 раз превосходят параметры земных молний.

Изображение поверхности Венеры, полученное СА "Венера 13" 1 марта 1982 г. к востоку от Области Феба (7,5 ю. ш., 303 в. д.). Аппарат работал 2 часа 7 минут на поверхности. Эти снимки получены с двух камер, расположенных напротив. Черно-белые фото.

Панорамы с места посадки КА "Венера-13".

     На панорамах, составленных из телевизионных изображений, переданных со спускаемого аппарата "Венеры-9" (детали которого попали на передний план), видны выходы коренных пород; развалы камней могут быть результатом смещений в коре и служить подтверждением тектонической активности на Венере. В целом поверхность Венеры - это горячая сухая каменистая пустыня.
     В 1978 году по межпланетной трассе прошли и достигли заданной цели еще два посланца - "Венера-11" и "Венера-12", основной задачей которых было детальное исследование химического состава нижней атмосферы методами масс- спектрометрии, газовой хроматографии, оптической и рентгеновской спектроскопии. Были измерены количества азота, окиси углерода, двуокиси серы, водяного пара, серы, аргона, неона и определены изотопные отношения аргона, неона, кислорода, углерода, обнаружены хлор и сера в частицах облаков, получены детальные данные по поглощению солнечного излучения на различных высотах в атмосфере, необходимые для изучения его теплового режима. Специальным приемником были зарегистрированы импульсы электромагнитного излучения, указывающие на существование электрических зарядов в атмосфере наподобие земных молний. На пролетных аппаратах были установлены ультрафиолетовые спектрометры для исследования состава верхней атмосферы.
     Основная составляющая атмосферы Венеры - углекислый газ (96% по объему), азот (4%), окись углерода, двуокись серы, кислорода практически нет, содержание водяного пара, по-видимому, колеблется от 0,1 - 0,4% под облачными слоями до 15-30% выше них. Наземными спектроскопическими исследованиями найдены также молекулы HCl. Температура атмосферы Венеры у поверхности планеты (на уровне, соответствующем радиусу 6052 км) 735 К, давление 9 МПа, плотность газа в 60 раз больше, чем в земной атмосфере.
     Атмосфера Венеры до 50 км от поверхности сохраняется близкой к адиабатической, а выше 50 км температурный градиент уменьшается приблизительно вдвое. Суточные колебания температуры у поверхности 1 К, а на высоте 50-80 км достигают 15-20 К. Температура верхней границы облачного слоя в приполярной зоне на 5-10 К выше, чем у экватора, что, видимо, связано с изменением высоты расположения облаков. Высокая температура атмосферы у поверхности объясняется действием парникового эффекта: согласно данным прямых измерений значительная часть солнечного излучения (3 - 4%) достигает поверхности и нагревает ее, а сильная непрозрачность для собственного инфракрасного излучения плотной углекислой атмосферы с примесью водяного пара препятствует остыванию поверхности.
     Обнаружена высокая грозовая активность Венеры: интенсивность электрических разрядов, регистрировавшаяся по частоте следования низкочастотных импульсов на спускаемых аппаратах "Венера-11" и "Венера-12", оказалась во много раз выше, чем на Земле. Очевидно вблизи поверхности Венеры возникают электрические поля с напряженностью в сотни кВ/м. Высокая грозовая активность предположительно объясняется наличием действующих вулканов на поверхности Венеры. Космические исследования показали, что собственное магнитное поле планеты невелико (магнитный момент Венеры не превышает 5 - 10% магнитного поля Земли).
     Одновременно с "Венерой-11" и "Венерой-12" проходила работа американского проекта "Пионер-Венера", который включал спутник и четыре атмосферных зонда с аппаратурой для измерения давления, плотности, температуры, оптической толщины облаков и теплового излучения в атмосфере. На одном из зондов были дополнительно установлены масс-спектрометр, газовый хроматограф, спектрометр размеров аэрозольных частиц и два фотометра. На борту спутника находились масс-спектрометры нейтронного и ионного состава, ультрафиолетовый спектрометр, инфракрасный радиометр, поляриметр, магнитометр, анализаторы плазмы и электрических полей, радар для исследования рельефа. 4 декабря 1978 года на околопланетную орбиту выведен американский космический аппарат "Пионер-Венера-1", а 9 декабря на Венере в четырех точках планеты совершили посадку один большой и три малых зонда (большой и один малый на дневную сторону, 2 других малых - на ночную поверхность), доставленные космическим аппаратом "Пионер-Венера-2" (сам космический аппарат сгорел в атмосфере Венеры). Во время этих экспериментов были проведены исследования структуры, химического состава, оптических свойств и теплового режима атмосферы, свойств облаков. Проведены также измерения нейтрального и ионного состава верхней атмосферы; плазменные и магнитные измерения; методом радиовысотометрии исследован рельеф значительной части планеты.

№	Исследования проводимые АМС	АМС	Год
01	Исследование околопланетной плазмы и магнитного поля вблизи планеты	Маринер - 2	1962
02	Измерения радиоизлучения в см-диапазоне	Маринер - 2	1962
03	Обнаружение углекислой атмосферы	Венера - 4	1967
04	Прямое измерение температуры и давления в подоблачной атмосфере	Венера - 4	1967
05	Измерение скорости ветра в атмосфере	Венера - 4	1967
06	Обнаружение у планеты водородной короны	Венера - 4 Маринер-5	1967
07	Обнаружение у планеты ионосферы	Маринер - 5	1967
08	Прямое измерение азота и водяного пара	Венера - 5, 6	1969
09	Прямое измерение температуры поверхности	Венера - 7	1970
10	Прямое измерение давления у поверхности	Венера - 8	1972
11	Изучение хим состава поверхности (U, K, Th)	Венера - 8	1972
12	Радиолокационное изучение рельефа и харак- теристик грунта в районе посадки	Венера - 8	1972
13	Измерение высоты верхней границы облаков	Маринер - 10	1974
14	Картографирование поверхности с АМС	Венера - 9, 10	1975
15	Измерение плотности грунта	Венера - 10	1975
16	Обнаружение пыли на поверхности	Венера - 9, 10	1975
17	Прямое измерение ионного состава верхней атмосферы	Пионер- Венера - 1,2	1978
18	Определение теплового баланса в атмосфере	Пионер- Венера - 1,2	1978
19	Доказательство отсутствия магнитного поля	Пионер- Венера - 1,2	1978
20	Измерения содержания малых газовых компо- нентов атмосферы	Венера - 11, 12; Пионер-Венера - 1,2	1978
21	Обнаружение электрических разрядов в среде	Венера - 11, 12	1978
22	Обнаружение тектонической деятельности	Пионер-Венера - 1	1978
23	Обнаружение кратеров на поверхности	Пионер- Венера - 1	1978
24	Получение 90% топографической карты	Пионер- Венера - 1	1978- 1979
25	Получение цветного изображения поверхности и венерианского неба	Венера - 13, 14	1982
26	Определение элементного состава грунта	Венера - 13, 14	1982
27	Определение содержания водяного пара	Венера - 13, 14	1982
28	Подтверждение того, что сера - основной элемент в составе облачного слоя	Венера - 13, 14	1982
29	Радиолокационная съемка поверхности и пост- роение карт северного полушария	Венера - 15, 16	1984
30	Исследование характеристик аэрозоля	КА Вега - 1, 2	1985
№	Исследования проводимые АМС	АМС	Год

Один из самых сложных за всю историю исследований Венеры комплексный эксперимент был осуществлен с помощью АМС "Венера-13" и "Венера-14" (1982 год). На спускаемых аппаратах была установлена усовершенствованная аппаратура химического анализа атмосферы (масс-спектрометры, газовые хроматографы, оптические и рентгеновские спектрометры) для исследования частиц облачного слоя. На этих станциях впервые были получены цветные панорамы поверхности планеты. Спускаемые аппараты провели бурение грунта (при температуре 4700 С и давлении у поверхности 93,5*10⁵ Па!). Раскаленный грунт, добытый буровой установкой, транспортировался по сложной системе трубопроводов внутрь прочного корпуса спускаемого аппарата, где был проведен его химический анализ. Анализ позволил определить содержание в грунте окислов магния, алюминия, кремния, железа, калия, кальция, титана и магния. Впервые измерены электропроводность и механическая прочность грунта, а также выполнен простейший сейсмический эксперимент. Программа атмосферных измерений позволила провести измерение содержания инертных газов - аргона, неона, криптона, ксенона - и большинства их изотопов, что очень важно для понимания процесса формирования атмосферы Венеры. Ведь большинство изотопов являются реликтовыми, т. е. их содержание не изменялось со времени формирования атмосферы. Кроме того, был выполнен комплекс измерений содержания серосодержащих и других малых компонентов атмосферы. Эти измерения подтвердили, что сера является основным элементом, определяющим состав облаков.
Главной целью космического эксперимента на искусственных спутниках Венеры автоматических межпланетных станциях "Венера-15" и "Венера-16" (1983 год) являлось радиолокационное картографирование поверхности северного полушария с помощью радиолокаторов бокового обзора. Впервые получены радиолокационные изображения северной приполярной области Венеры. На изображениях различаются кратеры, гряды, возвышенности, крупные разломы, горные хребты и детали рельефа размером 1-2 км. На спутниках были также установлены приборы для зондирования поверхности и атмосферы планеты в радиодиапазоне и инфракрасный Фурье-спектрометр, созданный учеными ГДР и СССР для исследования химического состава, строения, теплового режима и динамики атмосферы на высотах 55-100 км. С орбит искусственных спутников Венеры КА "Венера 15,16", оборудованные радиолокационными системами, передали изображения поверхности части северного полушария планеты и данные измерений высот рельефа. В результате каждого пролета по сильно вытянутым околополярным орбитам снималась полоса местности шириной 160 км и длиной 8000 км. По материалам этих съемок составлен атлас поверхности Венеры, включающий карты рельефа, геологические и другие специальные карты. Наземная радиолокация позволяет " увидеть" только 25% поверхности с меньшим разрешением деталей, чем на космических аппаратах. КА "Магеллан" получил фотографии всей поверхности. Большая часть поверхности Венеры занята холмистыми равнинами. На возвышенности приходится лишь 8 % всей поверхности.

Наиболее подробные снимки всей поверхности Венеры были получены с помощью КА "Магеллан", запущенного астронавтами КК "Атлантис" в мае 1989г. Регулярная радиолокационная съемка, проводимая в течение нескольких лет, позволила сфотографировать рельеф поверхности Венеры с разрешением менее 300 м. Высоты рельефа определялись с помощью альтиметра (высотомера). Высокоточное гравитационное картографирование позволило выявить неоднородности масс под корой планеты. Когда почти весь запас горючего был израсходован по команде с Земли 12 октября 1994г. станция вошла в плотные слои атмосферы и передала данные о ее верхних слоях. В результате всех экспериментов, проведенных с помощью космических аппаратов, Венера исследована, даже подробнее, чем Земля.