Като сутрешната звезда, вечерната звезда и най-ярката естествена цел на небето (след Луната), хората са били наясно с Венера от незапомнени времена. Въпреки че ще са минали много хиляди години, преди тя да бъде призната за планета, тя е част от човешката култура от началото на записаната история.
Поради това планетата е изиграла жизненоважна роля в митологията и астрологичните системи на безброй хора. С зората на съвременната епоха интересът към Венера нараства и направените наблюдения върху нейното положение на небето, промени във външния вид и подобни характеристики на Земята ни научиха много за нашата Слънчева система.
Размер, маса и орбита:
Поради сходните си размери, маса, близост до Слънцето и състав, Венера често е наричана „сестра планета“ на Земята. С маса 4,8676 × 1024 kg, площ 4,60 x 108 км² и обем 9,28 × 1011 km3, Венера е 81,5% по-масивна като Земята и има 90% от повърхността си и 86,6% от обема си.
Венера обикаля около Слънцето на средно разстояние от около 0,72 AU (108 000 000 км / 67 000 000 мили) без почти никаква ексцентричност. Всъщност, с най-отдалечената си орбита (афелион) от 0,728 AU (108 939 000 км) и най-близката орбита (перихелион) от 0,718 AU (107,477 000 км), тя има най-кръглата орбита от всяка планета в Слънчевата система.
Когато Венера лежи между Земята и Слънцето, позиция, известна като долна конюнкция, тя прави най-близкия подход към Земята на всяка планета, на средно разстояние от 41 милиона км (което я прави най-близката планета до Земята). Това се случва средно веднъж на 584 дни. Планетата завършва орбита около Слънцето на всеки 224.65 дни, което означава, че една година на Венера е 61.5% толкова дълго, колкото година на Земята.
За разлика от повечето други планети в Слънчевата система, които се въртят по осите си в посока обратно на часовниковата стрелка, Венера се върти по посока на часовниковата стрелка (наречена „ретроградно“ въртене). Той също така се върти много бавно, като отне 243 земни дни, за да завърши едно въртене. Това е не само най-бавният период на въртене на която и да е планета, но също така означава, че един страничен ден на Венера трае по-дълго от Венерианска година.
Характеристики на състава и повърхността:
Малко е пряка информация за вътрешната структура на Венера. Въпреки това, въз основа на сходствата му по маса и плътност с Земята, учените смятат, че те споделят подобна вътрешна структура - ядро, мантия и кора. Подобно на тази на Земята, Венеринското ядро се смята, че поне е частично течно, защото двете планети се охлаждат с приблизително една и съща скорост.
Една от разликите между двете планети е липсата на доказателства за тектониката на плочите, която може да се дължи на това, че кората й е твърде силна, за да се поглъща без вода, за да стане по-малко вискозна. Това води до намаляване на топлинните загуби от планетата, предотвратяване на охлаждането й и възможност за загуба на вътрешна топлина при периодични големи вълнообразни събития. Това се предполага и като възможна причина, поради която Венера няма вътрешно генерирано магнитно поле.
Изглежда, че повърхността на Венера е била оформена от голяма вулканична активност. Венера също има няколко пъти повече вулкани от Земята и има 167 големи вулкана, които са на повече от 100 км. Наличието на тези вулкани се дължи на липсата на тектоника на плочите, което води до по-стара, по-запазена кора. Докато океанската кора на Земята е подложена на субдукция в границите на нейната плоча и е средно на възраст ~ 100 милиона години, повърхността на Венера е оценена на възраст 300-600 милиона години.
Има индикации, че вулканичната активност може да продължава върху Венера. Мисии, изпълнявани от съветската космическа програма през 70-те години на миналия век, а отскоро и от Европейската космическа агенция, откриват гръмотевични бури в атмосферата на Венера. Тъй като Венера не изпитва валежи (освен под формата на сярна киселина), се теоретизира, че мълнията се причинява от изригване на вулкан.
Други доказателства са периодичното покачване и спадане на концентрациите на серен диоксид в атмосферата, което може да бъде резултат от периодични големи вулканични изригвания. И накрая, на повърхността се появиха локализирани инфрачервени горещи точки (вероятно ще бъдат в границите от 800 - 1100 К), които биха могли да представляват лава, прясно освободена от вулканични изригвания.
Запазването на повърхността на Венера е отговорно и за нейните кратери за въздействие, които са безупречно запазени. Почти хиляда кратери съществуват, които са равномерно разпределени по повърхността и варират от 3 км до 280 км в диаметър. Не съществуват кратери, по-малки от 3 км, заради ефекта, който гъстата атмосфера има върху входящите обекти.
По същество обектите с по-малко от определено количество кинетична енергия се забавят толкова много от атмосферата, че не създават кратер за удар. А пристигащите снаряди с диаметър под 50 метра ще се фрагментират и ще изгорят в атмосферата, преди да стигнат до земята.
Атмосфера и климат:
Повърхностните наблюдения на Венера са били трудни в миналото поради изключително плътната й атмосфера, която е съставена предимно от въглероден диоксид с малко количество азот. При 92 бара (9,2 МРа) атмосферната маса е 93 пъти по-голяма от земната атмосфера, а налягането върху повърхността на планетата е около 92 пъти по-голямо от земното.
Венера е и най-горещата планета в нашата Слънчева система, със средна повърхностна температура от 735 К (462 ° С / 863.6 ° F). Това се дължи на богатата на СО2 атмосфера, която наред с гъстите облаци серен диоксид създава най-силния парников ефект в Слънчевата система. Над плътния CO 2 слой гъсти облаци, състоящи се главно от серен диоксид и капки сярна киселина, разпръскват около 90% от слънчевата светлина обратно в космоса.
Повърхността на Венера е ефективно изотермична, което означава, че практически няма промяна в температурата на повърхността на Венера между деня и нощта, или екватора и полюсите. Минималният аксиален наклон на планетата - по-малко от 3 ° в сравнение с 23 ° на Земята - също свежда до минимум сезонното изменение на температурата. Единственото забележимо изменение на температурата се случва с надморската височина.
Следователно най-високата точка на Венера, Максуел Монтес, е най-хладната точка на планетата, с температура около 655 К (380 ° С) и атмосферно налягане от около 4,5 МРа (45 бара).
Друго често срещано явление са силните ветрове на Венера, които достигат скорост до 85 m / s (300 km / h; 186.4 mph) в облачните върхове и обикалят планетата на всеки четири до пет земни дни. При тази скорост тези ветрове се движат до 60 пъти повече от скоростта на въртене на планетата, докато най-бързите ветрове на Земята са само 10-20% от скоростта на въртене на планетата.
Венерините мухоловки също посочиха, че гъстите му облаци са способни да произвеждат светкавици, подобно на облаците на Земята. Междинният им вид показва модел, свързан с метеорологичната активност, а скоростта на светкавицата е поне половината от тази на Земята.
Исторически наблюдения:
Въпреки че древните народи знаели за Венера, някои от културите смятали, че става дума за два отделни небесни обекта - вечерната звезда и утринната звезда. Въпреки че вавилонците разбраха, че тези две „звезди“ всъщност са един и същ обект - както е посочено в таблетката на Венера на Амисадука от 1581 г. пр. Н. Е., Едва през VI в. Пр. Н. Е. Това става общо научно разбиране.
Много култури са идентифицирали планетата със съответната си богиня на любовта и красотата. Венера е римското име за богинята на любовта, докато вавилонците са я кръстили Ищар, а гърците са я наричали Афродита. Римляните също определят сутрешния аспект на Венера Луцифер (буквално „Светоносец“) и вечерния аспект като Веспер („вечер“, „вечеря“, „запад“), като и двете са буквални преводи на съответните гръцки имена ( Фосфор и Хеспер).
Транзитът на Венера пред Слънцето е наблюдаван за първи път през 1032 г. от персийския астроном Авицена, който заключава, че Венера е по-близо до Земята, отколкото Слънцето. През XII век андалуският астроном Ибн Баджя наблюдава две черни петна пред слънцето, които по-късно са идентифицирани като транзитите на Венера и Меркурий от иранския астроном Кот ал Дин Ширази през 13 век.
Съвременни наблюдения:
До началото на 17 век транзитът на Венера е наблюдаван от английския астроном Йеремия Хоррокс на 4 декември 1639 г. от дома му. Уилям Кребтри, английски астроном и приятел на Хоррокс, наблюдава транзита по същото време, също от дома си.
Когато Галилео Галилей за първи път наблюдава планетата в началото на XVII век, той открива, че показва фази като Луната, вариращи от полумесец до гъбични до пълни, и обратно. Това поведение, което би могло да бъде възможно само ако Венера обиколи Слънцето, стана част от предизвикателството на Галилей към птолемейския геоцентричен модел и застъпничеството му на коперничанския хелиоцентричен модел.
Атмосферата на Венера е открита през 1761 г. от руския полимат Михаил Ломоносов, а след това е наблюдавана през 1790 г. от немския астроном Йохан Шрьотер. Шрьотер открива, когато планетата е била тънък полумесец, а вдлъбнатините са се простирали на повече от 180 °. Той правилно предположи, че това се дължи на разсейването на слънчевата светлина в плътна атмосфера.
През декември 1866 г. американският астроном Честър Смит Лиман направи наблюдения на Венера от Йейлската обсерватория, където той беше в борда на мениджърите. Докато наблюдаваше планетата, той забеляза пълен светлинен пръстен около тъмната страна на планетата, когато тя беше в нисше съединение, предоставяйки допълнителни доказателства за атмосфера.
Малко друго е открито за Венера до 20 век, когато развитието на спектроскопични, радарни и ултравиолетови наблюдения дава възможност за сканиране на повърхността. Първите UV наблюдения са извършени през 20-те години на миналия век, когато Франк Е. Рос открива, че UV фотографиите разкриват значителни детайли, които изглежда са резултат от плътна, жълта долна атмосфера с високи облаци циррус над нея.
Спектроскопичните наблюдения в началото на 20 век също дават първите улики за въртенето на Венера. Весто Плъзгач се опита да измери доплеровото изместване на светлината от Венера. След като установи, че не може да открие никакво въртене, той предположи, че планетата трябва да има много дълъг период на въртене. По-късната работа през 50-те години показва, че ротацията е ретроградна.
Радарните наблюдения на Венера са извършени за първи път през 60-те години на миналия век и предоставят първите измервания на периода на въртене, които са били близки до съвременната стойност. Радарните наблюдения през 70-те години на миналия век, с помощта на радиотелескопа в обсерваторията Аресибо в Пуерто Рико разкриха подробности за повърхността на Венера за първи път - например присъствието на планините Максуел Монтес.
Проучване на Венера:
Първите опити за изследване на Венера са монтирани от Съветите през 60-те години на миналия век чрез програмата Венера. Първият космически кораб, Венера-1 (известен също на запад като Sputnik-8) е стартиран на 12 февруари 1961 г. Въпреки това контактът е загубен седем дни в мисията, когато сондата е била на около 2 милиона км от Земята. Към средата на май бе изчислено, че сондата е преминала в рамките на 100 000 км (62 000 мили) от Венера.
САЩ пуснаха на пазара Марина 1 сонда на 22 юли 1962 г. с намерението да се проведе летене на Венера; но и тук контактът беше изгубен по време на старта. Най- Маринер 2 мисията, която стартира на 14 декември 1962 г., става първата успешна междупланетна мисия и премина в рамките на 34 833 км (21 644 мили) от повърхността на Венера.
Нейните наблюдения потвърждават по-ранните наземни наблюдения, които показват, че въпреки че облачните върхове са хладни, повърхността е била изключително топла - поне 425 ° C (797 ° F). Това сложи край на всички спекулации, че планетата може да носи живот. Маринер 2 също така получи подобрени оценки за масата на Венера, но не успя да открие нито магнитно поле, нито радиационни пояси.
Най- Венера-3 космическият апарат е вторият опит на Съветите да достигнат до Венера и първият им опит да постави кацач на повърхността на планетата. Космическият кораб кацна на Венера на 1 март 1966 г. и е първият създаден от човека обект, който влезе в атмосферата и удари повърхността на друга планета. За съжаление, комуникационната му система се провали, преди да успее да върне всички планетарни данни.
На 18 октомври 1967 г. Съветите се опитват отново с Венера-4 космически кораб. След като достигна до планетата, сондата успешно навлезе в атмосферата и започна да изучава атмосферата. В допълнение към отбелязването на разпространението на въглероден диоксид (90-95%), той измерва температурите, надвишаващи какво Маринер 2 наблюдавано, достигайки почти 500 ° C. Поради дебелината на атмосферата на Венера, сондата се спускаше по-бавно, отколкото се очакваше, а батериите й изчерпваха след 93 минути, когато сондата все още беше на 24,96 км от повърхността.
Един ден по-късно, на 19 октомври 1967г. Маринер 5 извърши полет на разстояние по-малко от 4000 км над облачните върхове. Първоначално построен като резервен за свързан с Марс Марина 4, сондата беше повторно зададена за мисия на Венера след това Венера-4Успех. Сондата успя да събере информация за състава, налягането и плътността на атмосферата на Венера, която след това беше анализирана заедно с Венера-4 данни от съветско-американски научен екип по време на поредица от симпозиуми.
Венера-5 и Венера-6 са лансирани през януари 1969 г. и достигат до Венера на 16 и 17 май. Като се вземат предвид екстремната плътност и налягането на атмосферата на Венера, тези сонди успяха да постигнат по-бързо спускане и достигнаха височина от 20 км, преди да бъдат смазани - но не и преди да върнат повече от 50 минути атмосферни данни.
Най- Венера-7 е създаден с намерението да върне данни от повърхността на планетата и е конструиран с подсилен модул за спускане, способен да издържа на силен натиск. Докато навлиза в атмосферата на 15 декември 1970 г., сондата се разбива на повърхността, очевидно поради разкъсан парашут. За щастие, той успя да върне 23 минути данни за температурата и първата телеметрия от повърхността на друга планета, преди да излезе офлайн.
Съветите пуснаха още три сонди на Венера между 1972 и 1975 г. Първата каца на Венера на 22 юли 1972 г. и успява да предаде данни за 50 минути. Венера-9 и 10 - които влязоха в атмосферата на Венера съответно на 22 и 25 октомври 1975 г. - и двамата успяха да изпратят обратно изображения на повърхността на Венера, първите изображения, правени някога от пейзажа на друга планета.
На 3 ноември 1973 г. САЩ изпращат Маринър 10 сонда по гравитационна траектория на прашка покрай Венера на път за Меркурий. До 5 февруари 1974 г. сондата преминава в рамките на 5790 км от Венера, връщайки над 4000 снимки. Изображенията, които бяха най-добрите до този момент, показаха, че планетата е почти без особена видима светлина; но разкриха никога не виждани подробности за облаците при ултравиолетова светлина.
В края на седемдесетте години НАСА стартира проекта за пионерска Венера, който се състои от две отделни мисии. Първият беше Пионерски орбитър на Венера, която се вмъква в елиптична орбита около Венера на 4 декември 1978 г., където тя изучава нейната атмосфера и картографира повърхността за период от 13 дни. Втората, Pioneer Venus Multiprobe, пусна общо четири сонди, които влязоха в атмосферата на 9 декември 1978 г., връщайки данни за нейния състав, ветрове и топлинни потоци.
Още четири мисии за кацане на Венера се проведоха в края на 70-те и началото на 80-те.Венера 11 и Венера 12 открити венезийски електрически бури; и Венера 13 и Венера 14 кацна на планетата на 1 и 5 март 1982 г., връщайки първите цветни фотографии на повърхността. Програмата „Венера“ приключи през октомври 1983 г., когато Венера 15 и Венера 16 бяха поставени в орбита за извършване на картиране на Венезийския терен със синтетичен апертурен радар.
През 1985 г. Съветите участват в съвместно начинание с няколко европейски държави за стартиране на програмата „Вега“. Тази инициатива за два космически кораба имаше за цел да се възползва от появата на кометата на Галей във вътрешната Слънчева система и да комбинира мисия към нея с полет на Венера. Докато са на път за Халей на 11 и 15 юни, двата космически кораба „Вега“ изпуснаха сонди в стил „Венера“, поддържани от балони, в горната атмосфера - което откри, че е по-бурно от очакваното по-рано и е подложено на силни ветрове и мощни конвекционни клетки.
НАСА Магелан космическият кораб е изстрелян на 4 май 1989 г. с мисия да картографира повърхността на Венера с радари. В хода на своята четири и половина мисия Магелан предостави най-високите разделителни изображения досега на планетата и успя да картографира 98% от повърхността и 95% от гравитационното си поле. През 1994 г., в края на мисията си, Магелан е изпратен за нейното унищожаване в атмосферата на Венера, за да определи количеството му.
Венера беше наблюдавана от Galileo и Касини космически кораби по време на полети на съответните им мисии до външните планети, но Магелан е последната посветена мисия на Венера за повече от десетилетие. Едва през октомври 2006 г. и юни 2007 г. сондата MESSENGER ще извърши полет на Венера (и ще събира данни), за да забави траекторията си за евентуално орбитално въвеждане на Меркурий.
Експресът на Венера, сонда, проектирана и изградена от Европейската космическа агенция, успешно пое полярна орбита около Венера на 11 април 2006 г. Тази сонда проведе подробно проучване на атмосферата и облаците на Венера и откри озонов слой и въртящ се двоен вихър при южен полюс, преди да приключи мисията си през декември 2014 г.
Бъдещи мисии:
Японската агенция за космически изследвания (JAXA) създаде орбита на Венера - Akatsuki (преди „Планета-С“) - за провеждане на повърхностни изображения с инфрачервена камера, проучвания на светлината на Венера и за определяне на съществуването на настоящия вулканизъм. Плавателният апарат е стартиран на 20 май 2010 г., но корабът не успя да влезе в орбита през декември 2010 г. Основният му двигател все още е офлайн, но контролерите му ще се опитат да използват малките си тръбопроводи за управление на позицията, за да направят друг опит за поставяне в орбита на 7 декември, 2015.
В края на 2013 г. НАСА пусна експеримента за ракетни ракети „Венера“, суб-орбитален космически телескоп. Този експериментиран е предназначен да проведе ултравиолетова светлина на атмосферата на Венера, за да научи повече за историята на водата на Венера.
Европейската космическа агенция (ESA) BepiColombo мисията, която ще стартира през януари 2017 г., ще изпълни два полета на Венера, преди да достигне орбитата на Меркурий през 2020 г. НАСА ще стартира Соларна сонда плюс през 2018 г., която ще изпълни седем мухоловки на Венера по време на шестгодишната си мисия за изучаване на Слънцето.
В рамките на програмата си за нови граници НАСА предложи да се монтира мисия за кацане към Венера, наречена " Венера In-Situ Explorer до 2022 г. Целта ще бъде да се проучат повърхностните условия на Венера и да се изследват елементарните и минералогични особености на реголита. Сондата ще бъде оборудвана с проба за ядро за пробиване на повърхността и изследване на девствени скални проби, които не са изморени от суровите повърхностни условия.
Космическият апарат Venera-D е предложена руска космическа сонда към Венера, която се планира да стартира около 2024 г. Тази мисия ще провежда дистанционно наблюдение около планетата и ще разположи кацач, базиран на дизайна на Venera, способен да оцелее за продължителна продължителност на повърхността.
Поради близостта си до Земята и сходството си по размер, маса и състав, веднъж се смяташе, че Венера поддържа живот. Всъщност идеята Венера да бъде тропически свят се запазва и през 20-ти век, докато програмите Венера и Маринър не демонстрират абсолютните адски условия, които действително съществуват на планетата.
Въпреки това се смята, че Венера може би някога е била много подобна на Земята, с подобна атмосфера и топла, течаща вода по нейната повърхност. Тази представа се подкрепя от факта, че Венера седи в рамките на вътрешния ръб на обитаемата зона на Слънцето и има озонов слой. Поради избягалия парников ефект и липсата на магнитно поле тази вода изчезна преди много милиарди години.
Все пак има такива, които вярват, че Венера може един ден да поддържа човешки колонии. В момента атмосферното налягане в близост до земята е твърде екстремно, за да се изграждат селища на повърхността. Но на 50 км над повърхността температурата и налягането на въздуха са подобни на земните и се смята, че съществуват и азот, и кислород. Това доведе до предложения за изграждане на „плаващи градове“ в атмосферата на Венера и изследване на атмосферата с помощта на въздушни кораби.
Освен това са направени предложения, които предполагат, че Венера трябва да бъде оформена. Те варират от инсталирането на огромен космически нюанс за борба с парниковия ефект, до сриването на комети на повърхността, за да издуха атмосферата. Други идеи включват преобразуване на атмосферата с използване на калций и магнезий за разделяне на въглерода.
Подобно на предложенията за изграждане на Марс, тези идеи са в начален стадий и са силно притиснати да посрещнат дългосрочните предизвикателства, свързани с промяната на климата на планетата. Те обаче показват, че очарованието на човечеството към Венера не е намаляло с времето. Тъй като беше централна за нашата митология и първата звезда, която видяхме сутринта (и последната, която видяхме през нощта), Венера оттогава се превърна в обект на очарование за астрономите и възможна перспектива за недвижими имоти извън света ,
Но докато времето се подобри, Венера ще остане враждебна и негостоприемна „сестра планета“, с интензивно налягане, дъждове на сярна киселина и токсична атмосфера.
Тук сме писали много интересни статии за Венера в Space Magazine. Например, ето планетата Венера, интересни факти за Венера, каква е средната температура на Венера? Как да терапираме Венера? и колонизиране на Венера с плаващи градове.
Astronomy Cast също има епизод по темата - Епизод 50: Венера и Лари Еспозито и Венера Експрес.
За повече информация, не забравяйте да проверите изследването на слънчевата система на НАСА: Венера и НАСА Факти: Мисията на Магелан на Венера.
