Природа Венеры

Природа Венеры

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».

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.

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.

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