Исследование планеты Венера космическими аппаратами

Страница 4

30 октября 1981 г. была запущена автоматическая межпланетная станция «Венера-13». Преодолев за 4 месяца расстояние более 300 млн. км, станция 1 марта 1982 г. отделила от себя спускаемый аппарат, прошла на расстоянии 36000 км от поверхности Венеры и продолжала полет по гелиоцентрической орбите как искусственная планета вокруг Солнца. Спускаемый аппарат провел цветное фотографирование поверхности и установил базальтовый состав грунта. Температура оказалась равной 457ºС, а давление – 89 атмосфер.

4 ноября 1981 г. произошел запуск «Венеры-14». Она имела такую же программу исследования, что и «Венера-13». Ее спускаемый аппарат регистрировал температуру, давление, состав атмосферы, брал пробы грунта; фиксировались электрические разряды в нижней атмосфере. После отделения спускаемого аппарата станция продолжала исследование космического пространства. Спускаемые аппараты станций были снабжены устройствами для бурения грунта и химического анализа его образцов. В месте посадки спускаемого аппарата станции «Венера-14» температура оказалась 465ºС, а давление 94 атмосферы. Передачи на Землю панорамных изображений окружающей местности осуществлялись через цветные светофильтры. В получаемых изображениях преобладали желтовато-оранжевые, зеленоватые цвета любых предметов на поверхности, оранжеватое небо и такого цвета облака над головой. Дело в том, что синяя часть спектра солнечной радиации поглощается в верхней части атмосферы Венеры, поэтому ее поверхность и нижняя часть атмосферы освещаются не белым, как на Земле, а желтым светом. Таковы законы оптики.

С октября 1983 года на околопланетной орбите вокруг Венеры начали работу советские искусственные спутники «Венера-15» и «Венера-16, основной научной задачей которых была радиолокационная съемка планеты в масштабе 1:5000000. Космические аппараты были выведены на близкие к полярным сильно вытянутые эллиптические орбиты. За 8 месяцев работы до июля 1984 года было заснято все северное полушарие Венеры от полюса до 30º с.ш. (около ¼ всей поверхности). Ежедневно передавались радиолокационные изображения полосы шириной около 160 километров и длиной до 8 тысяч километров. Разрешающая способность по площади составляла 0,9 – 2,5 километров, а по высоте около 30 метров. В общей сложности было получено изображение приполярной области Венеры площадью более миллиона квадратных километров. Съемка велась с использованием радиолокатора бокового обзора. На изображении различаются гряды возвышенностей, крупные разломы, горные хребты, ударные кратеры, уступы и детали рельефа размером 1 – 2 км.

В апреле 1984 г. по московскому телевидению передавалось сообщение о продолжающейся радиолокационной съемке северной полярной области Венеры и детальной обработке информации, поступающей с орбитальных станций «Венера -15» и «Венера-16».

По предварительным данным обработки радиояркостных изображений была составлена первая геолого-морфологическая карта Венеры, причем удалось получить изображения той части полушария, которая не могла быть закартирована со спутника «Пионер-Венера». На всей исследованной площади выявлены очень немногочисленные круговые структуры, идентифицируемые как ударные кратеры, что позволило оценить геологический возраст поверхности интервалом 0,5 – 1,0 млрд. лет. Согласно мнению авторов эксперимента, геологическое строение Венеры характеризуется отсутствием признаков проявления тектоники плит в земном понимании этого термина, в то же время на планете протекали специфические вулканотектонические процессы, приведшие к формированию гигантских кольцевых структур (овоидов), которые считают мантийными диапирами. Кроме того, развиты рифтоподобные структуры. Особенность Венеры заключается еще в том, что на ее поверхности обнаружен тип местности – тессеры, формирование которых определяется широким развитием площадных пластических деформаций, не имеющих аналогов на других планетах. Наконец, оказалось, что на Венере отсутствуют древние сильно кратерированные поверхности, известные на Луне, Марсе и Меркурии и соответствующие полевошпатовым корам этих планет.

Дальнейшие космические исследования Венеры связаны с успешным спуском в ее атмосфере и мягкой посадкой на ночном полушарии 11 и 15 июня 1985 года советских спускаемых аппаратов «Вега-1» и «Вега-2», отделившихся от соответствующих пролетных аппаратов, продолживших свой путь к комете Галлея.

В рамках проекта «Вега» совместно с французскими учеными впервые была осуществлена доставка в атмосферу Венеры автономных аэростатных зондов. После отделения от спускаемых аппаратов зонды совершили дрейф на высоте 50 километров со средней скоростью 200 км/ч и, переместившись с ночной стороны планеты на дневную, преодолели расстояние около 10 тыс. километров. Международная и советская сеть наземных радиотелескопов приняла с этих зондов информацию, позволившую впервые получить прямые данные о метеорологии Венеры.

Спускаемые аппараты аэростатных зондов осуществили обширных комплекс исследований по составу и свойствам атмосферы и облаков, а на спускаемом аппарате «Вега-2» выполнен элементный анализ грунта в районе равнины Русалки.

Исследования Венеры и других планет солнечной системы космическими автоматами-разведчиками продолжается. В глубинах космоса посланцы Земли движутся на сближение с Юпитером и более удаленными планетами, а на Земле уже готовится экспедиция на Марс с экипажем космонавтов-исследователей на борту.

ОБОБЩЕНИЯ И ВЫВОДЫ

Нам остается подвести сравнительные итоги результатов исследований планеты Венера до и после начала ее исследований космическими аппаратами.

Итак, что узнало человечество об этой планете за 250 лет ее изучения оптической астрономией?

1. Планета Венера занимает второе место после Меркурия по своему удалению от солнца.

2. Движется вокруг солнца по слабо вытянутой (близкой к круговой) орбите с эксцентриситетом 0,007.

3. Полный оборот вокруг солнца (венерианский год) совершает за 224,7 земных суток с орбитальной скоростью 35 м/с.

4. Планета всегда закрыта плотным слоем облаков.

5. Планета относится к космическим объектам земной группы, имеет близкие к ней объем и массу.

Развитие радиоастрономии в начале 60-х годов XX века дополнило эти сведения следующими данными:

- планета Венера имеет ярко выраженные радиоконтрастные элементы, т.е. обладает рельефом;

- это позволило установить продолжительность венерианских суток – они оказались равными 243,2 земных;

- в отличии от всех других планет солнечной системы суточное вращение Венеры вокруг своей оси противоположно направлению ее движения по орбите – Солнце на Венере восходит на западе;

- угол наклона оси вращения планеты к плоскости ее орбиты незначителен и составляет всего 3º (наклон земной оси ≈23º). Это значит, что смена времен года на планете не происходит – один день похож на другой, имеет одинаковую продолжительность и одинаковую погоду;

- поверхность планеты имеет довольно высокую температуру – порядка 500º – 700ºК.

Однако ни оптическая ни радиоастрономия не смогли дать ответа на самые главные вопросы:

- химический состав, плотность и давление венерианской атмосферы;

- наличие воды в атмосфере и на поверхности Венеры;

- структура и состояние рельефа поверхности планеты, ее температура;

- возможна ли жизнь на планете?

Двадцатилетняя эпопея исследования планеты Венера с помощью автоматических межпланетных станций позволила дать ответы практически на все поставленные вопросы.

Атмосфера

Загадочная атмосфера Венеры была центральным пунктом программы исследований при помощи автоматический аппаратов за последние два десятилетия. Важнейшими аспектами ее исследований были химический состав, вертикальная структура и динамика воздушной среды. Большое внимание отводилось облачному покрову, играющему роль непреодолимого барьера для проникновения в глубь атмосферы электромагнитных волн оптического диапазона. При телевизионной съемке Венеры удавалось получить изображение только облачного покрова. Непонятными были необычайная сухость воздушной среды и ее феноменальный парниковый эффект, за счет которого фактическая температура поверхности и нижний слоев тропосферы оказалась более чем на 500 выше эффективной (равновесной).