ВЕНЕРА (ПЛАНЕТА): ОТКРЫТИЕ, ХАРАКТЕРИСТИКИ, СОСТАВ, ОРБИТА - ARTE - 2025

Венера - вторая ближайшая к Солнцу планета в Солнечной системе и наиболее похожая на Землю по размеру и массе. Видна как красивая звезда, самая яркая после Солнца и Луны. Поэтому неудивительно, что он издревле привлекал внимание наблюдателей.

Поскольку Венера появляется на закате в определенное время года и на восходе солнца в другое, древние греки считали, что это разные тела. В качестве утренней звезды они назвали его Фосфор, а во время вечернего появления - Геспер.

Рис. 1. Фотография планеты Венера, вверху слева, рядом с Луной. Источник: Pixabay.

Позже Пифагор уверял, что это та же звезда. Однако около 1600 г. до н.э. древние астрономы Вавилона уже знали, что вечерняя звезда, которую они назвали Иштар, была той же звездой, которую они видели на рассвете.

Римляне тоже знали это, хотя продолжали давать разные имена утренним и вечерним видениям. Также майя и китайские астрономы оставили записи наблюдений Венеры.

Каждая древняя цивилизация дала ему имя, хотя в конце концов возобладало имя Венеры, римской богини любви и красоты, эквивалентной греческой Афродите и вавилонской Иштар.

С появлением телескопа природа Венеры стала лучше пониматься. Галилей наблюдал его фазы в начале 17 века, а Кеплер провел вычисления, с помощью которых предсказал транзит на 6 декабря 1631 года.

Транзит означает, что можно увидеть планету, проходящую перед Солнцем. Таким образом, Кеплер знал, что он может определить диаметр Венеры, но он умер, прежде чем увидел, что его предсказание исполнилось.

Позже, в 1761 году, благодаря одному из этих транзитов, ученые впервые смогли оценить расстояние между Землей и Солнцем в 150 миллионов километров.

Общие характеристики Венеры

Рис. 2. Анимация величественного вращательного движения Венеры на изображениях, созданных с помощью радаров. Прямые изображения Венеры получить непросто из-за плотного облачного покрова, окружающего ее. Источник: Wikimedia Commons. Хенрик Харгитай. Несмотря на то, что ее размеры очень близки к размерам Земли, Венера далеко не гостеприимное место, так как изначально ее плотная атмосфера на 95% состоит из углекислого газа, остальное - из азота. и следовые количества других газов. Облака содержат капли серной кислоты и крошечные частицы кристаллических твердых частиц.

Вот почему это самая горячая планета в солнечной системе, даже если она не самая близкая к Солнцу. Заметный парниковый эффект, вызванный толстой атмосферой, богатой углекислым газом, ответственен за сильную жару на поверхности.

Еще одна отличительная черта Венеры - медленное, ретроградное вращение. Путешественник мог бы наблюдать восход Солнца на западе и заход на востоке, факт, обнаруженный благодаря измерениям с помощью радара.

Более того, если бы он смог остаться достаточно долго, гипотетический путешественник был бы очень удивлен, узнав, что планете требуется больше времени для вращения вокруг своей оси, чем для вращения вокруг Солнца.

Медленное вращение Венеры делает планету почти идеально сферической, а также объясняет отсутствие сильного магнитного поля.

Ученые считают, что магнитное поле планет возникает из-за динамо-эффекта, связанного с движением расплавленного металлического ядра.

Однако слабый планетарный магнетизм Венеры возникает из-за взаимодействия между верхними слоями атмосферы и солнечным ветром, потоком заряженных частиц, который Солнце непрерывно излучает во всех направлениях.

Чтобы объяснить отсутствие магнитосферы, ученые рассматривают такие возможности, как то, что у Венеры нет расплавленного металлического ядра или что оно может иметь его, но что тепло не переносится внутрь конвекцией, что является необходимым условием для существования динамо-эффект.

Краткое изложение основных физических характеристик планеты

-Масса: 4,9 × 10 ²⁴ кг

-Экваториальный радиус : 6052 км или 0,9 радиуса Земли.

-Форма: это почти идеальная сфера.

-Среднее расстояние до Солнца: 108 млн км.

- Наклонение орбиты : 3394 ° по отношению к плоскости орбиты Земли.

-Температура: 464 ºC.

-Гравитация: 8,87 м / с ²

-Собственное магнитное поле: слабое, интенсивностью 2 нТл.

-Атмосфера: да, очень плотная.

-Плотность: 5243 кг / м ³

-Спутники: 0

-Кольца: нет.

Движение переводов

Как и все планеты, Венера совершает поступательное движение вокруг Солнца по эллиптической, почти круговой орбите.

Некоторые точки на этой орбите приводят к тому, что Венера приближается к Земле очень близко к Земле, больше, чем любая другая планета, но большую часть времени фактически проводит довольно далеко от нас.

Рис. 3. Поступательное движение Венеры вокруг Солнца (желтый) по сравнению с движением Земли (синий). Источник: Wikimedia Commons. Большое спасибо Lookang автору оригинальной симуляции = Тодду К. Тимберлейку, автору Easy Java Simulation = Франсиско Эскемббре. Средний радиус орбиты составляет около 108 миллионов километров, следовательно, Венера примерно на 30% ближе к Солнцу, чем Земля. Год на Венере длится 225 земных дней, так как именно за это время планета совершает полный оборот по орбите.

Данные о движении Венеры

Следующие данные кратко описывают движение Венеры:

-Средний радиус орбиты: 108 миллионов километров.

- Наклонение орбиты : 3394 ° по отношению к плоскости орбиты Земли.

-Эксцентриситет: 0,01

- Средняя орбитальная скорость : 35,0 км / с

- Срок переноса: 225 дней

- Период ротации: 243 дня (ретроградный)

- Солнечные сутки: 116 суток 18 часов

Когда и как наблюдать Венеру

Венеру очень легко найти на ночном небе; В конце концов, это самый яркий объект на ночном небе после Луны, поскольку плотный слой облаков, который его покрывает, очень хорошо отражает солнечный свет.

Чтобы легко найти Венеру, просто обратитесь к любому из многих специализированных веб-сайтов. Существуют также приложения для смартфонов, которые показывают ваше точное местоположение.

Поскольку Венера находится в пределах орбиты Земли, чтобы найти ее, вам нужно искать Солнце, глядя на восток перед рассветом или на запад после захода солнца.

Оптимальный момент для наблюдения - это когда Венера находится между самым низким соединением, видимым с Земли, и максимальным удлинением, согласно следующей диаграмме:

Рисунок 4. Соединение планеты, орбита которой находится внутри Земли. Источник: Астрономия для чайников.

Когда Венера находится в нижнем соединении, она ближе к Земле, и угол, который она образует с Солнцем, если смотреть с Земли - удлинение - равен 0º. С другой стороны, когда оно находится в высшем соединении, Солнце не позволяет его видеть.

Надеюсь, Венеру все еще можно увидеть средь бела дня и отбрасывать тень очень темными ночами без искусственного освещения. Его можно отличить от звезд, потому что его яркость постоянна, в то время как звезды мигают или мерцают.

Галилей был первым, кто осознал, что Венера проходит через фазы, как и Луна - и Меркурий, - таким образом подтверждая идею Коперника о том, что Солнце, а не Земля, является центром Солнечной системы.

Рисунок 5. Фазы Венеры. Источник: Wikimedia Commons. производная работа: Quico (talk) Phases-of-Venus.svg: Nichalp 09:56, 11 июня 2006 г. (UTC).

Вращательное движение

Венера вращается по часовой стрелке, если смотреть с северного полюса Земли. Уран, некоторые спутники и кометы также вращаются в том же направлении, в то время как другие крупные планеты, включая Землю, вращаются против часовой стрелки.

Кроме того, Венера требует времени, чтобы запустить свое вращение: 243 земных дня, что является самым медленным среди всех планет. На Венере день длится дольше года.

Почему Венера вращается в противоположном направлении, чем другие планеты? Вероятно, в самом начале Венера быстро вращалась в том же направлении, что и все остальные, но что-то должно было произойти, чтобы это изменилось.

Некоторые ученые считают, что это связано с катастрофическим столкновением Венеры в далеком прошлом с другим крупным небесным объектом.

Однако математические компьютерные модели предполагают возможность того, что хаотические атмосферные приливы повлияли на незатвердевшую мантию и ядро ​​планеты, изменив направление вращения.

Оба механизма могли сыграть роль во время стабилизации планеты в ранней солнечной системе.

Парниковый эффект на Венере

На Венере ясных и ясных дней не бывает, поэтому путешественнику будет очень трудно наблюдать восход и закат, которые обычно называют днем: солнечный день.

Очень мало света от Солнца попадает на поверхность, так как 85% отражается от облачного покрова.

Остальная часть солнечного излучения нагревает нижнюю атмосферу и достигает земли. Более длинные волны отражаются и задерживаются облаками, что называется парниковым эффектом. Так Венера превратилась в гигантскую печь с температурами, способными плавить свинец.

Практически любое место на Венере является таким жарким, и если бы путешественник привык к этому, ему все равно пришлось бы выдерживать огромное атмосферное давление, которое в 93 раза больше, чем на Земле на уровне моря, вызванное большим 15-километровым слоем облаков. толщины.

Как будто этого было недостаточно, эти облака содержат двуокись серы, фосфорную кислоту и высококоррозионную серную кислоту, и все это в очень сухой среде, так как в атмосфере нет водяного пара, только небольшое количество.

Таким образом, несмотря на то, что Венера покрыта облаками, она абсолютно засушливая, а не планета, полная пышной растительности и болот, как предполагали авторы научной фантастики в середине 20 века.

Вода на Венере

Многие ученые считают, что было время, когда на Венере были океаны воды, потому что они обнаружили небольшое количество дейтерия в ее атмосфере.

Дейтерий - изотоп водорода, который в сочетании с кислородом образует так называемую тяжелую воду. Водород из атмосферы легко уходит в космос, но дейтерий имеет тенденцию оставлять после себя остатки, которые могут указывать на то, что в прошлом была вода.

Однако правда в том, что Венера потеряла эти океаны - если они когда-либо существовали - около 715 миллионов лет назад из-за парникового эффекта.

Эффект начался из-за того, что углекислый газ, легко улавливающий тепло, сконцентрировался в атмосфере вместо того, чтобы образовывать соединения на поверхности, так что вода полностью испарилась и перестала накапливаться.

Рисунок 6. Парниковый эффект на Венере: облака из углекислого газа сохраняют тепло и нагревают поверхность. Источник: Wikimedia Commons. Первоначально загрузил Lmb из испанской Википедии. / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/).

Между тем поверхность стала настолько горячей, что углерод в породах сублимировался и соединился с атмосферным кислородом с образованием большего количества углекислого газа, подпитывая цикл, пока ситуация не стала ужасной.

В настоящее время Венера продолжает терять водород, согласно информации, предоставленной миссией Pioneer Venus, поэтому маловероятно, что ситуация изменится.

Сочинение

Прямых сведений о составе планеты мало, поскольку сейсмическое оборудование недолго выдерживает на коррозионной поверхности, а температура достаточна для плавления свинца.

Известно, что в атмосфере Венеры преобладает углекислый газ. Кроме того, были обнаружены двуокись серы, окись углерода, азот, благородные газы, такие как гелий, аргон и неон, следы хлористого водорода, фтористого водорода и сульфида углерода.

Кора сама по себе богата силикатами, в то время как ядро ​​наверняка содержит железо и никель, как и у Земли.

Зонды «Венеры» обнаружили на поверхности Венеры такие элементы, как кремний, алюминий, магний, кальций, сера, марганец, калий и титан. Также возможно присутствие оксидов и сульфидов железа, таких как пирит и магнетит.

Внутренняя структура

Рисунок 7. Разрез Венеры, показывающий слои планеты. Источник: Wikimedia Commons. GFDL / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0).

Получить информацию о строении Венеры - подвиг, учитывая, что условия на планете настолько враждебны, что инструменты в короткие сроки перестают работать.

Венера - это каменистая внутренняя планета, и это означает, что ее структура должна быть в основном такой же, как у Земли, особенно с учетом того, что обе они образовались в одной и той же области планетарной туманности, которая дала начало Солнечной системе.

Насколько известно, структура Венеры состоит из:

- Железное ядро, которое в случае Венеры составляет около 3000 км в диаметре и состоит из твердой части и расплавленной части.

-Мантия, с толщиной еще 3000 км и достаточной температурой, чтобы были расплавленные элементы.

-Кора с переменной мощностью от 10 до 30 км, в основном базальт и гранит.

геология

Венера - каменистая и засушливая планета, о чем свидетельствуют изображения, построенные на радиолокационных картах, наиболее детализированные по данным зонда Magellan.

Эти наблюдения показывают, что поверхность Венеры относительно плоская, что подтверждается альтиметрией, выполненной указанным зондом.

В общем, на Венере есть три хорошо дифференцированных области:

-Lowlands

–Равнины отложений

-Highlands

70% поверхности составляют равнины вулканического происхождения, 20% составляют низменности, а остальные 10% - возвышенности.

В отличие от Меркурия и Луны ударных кратеров немного, хотя это не означает, что метеориты не могут приблизиться к Венере, но что атмосфера ведет себя как фильтр, разрушая прибывающие.

С другой стороны, вулканическая активность, вероятно, стерла свидетельства древних ударов.

На Венере изобилуют вулканы, особенно вулканы щитового типа, такие как на Гавайях, низкие и большие. Некоторые из этих вулканов, вероятно, останутся активными.

Хотя здесь нет тектоники плит, как на Земле, есть множество аварий, таких как разломы, складки и долины рифтового типа (где кора подвергается деформации).

Есть и горные хребты: самая известная - горы Максвелл.

Terrae

На Венере нет океанов, чтобы различать континенты, однако есть обширные плато, называемые terra (множественное число - terrae), которые можно рассматривать как таковые. Их имена принадлежат богиням любви в разных культурах, главные из которых:

-Иштар Терра, с австралийских просторов. Здесь есть большая депрессия, окружающая именно горы Максвелл, названные в честь физика Джеймса Максвелла. Максимальная высота 11 км.

-Aphrodite Terra, гораздо более обширная, находится недалеко от экватора. По размеру он похож на Южную Америку или Африку и свидетельствует о вулканической активности.

Рисунок 8. Топографическая карта Афродиты Терра на Венере. Источник: Wikimedia Commons. Мартин Пауэр (Власть) / Общественное достояние.

Миссии на Венеру

И Соединенные Штаты, и бывший Советский Союз отправили беспилотные миссии для исследования Венеры во второй половине 20 века.

Пока что в этом веке были добавлены миссии Европейского космического агентства и Японии. Это была непростая задача из-за враждебных условий на планете.

Гребешок

Космические миссии «Венера», другое название Венеры, были разработаны в бывшем Советском Союзе с 1961 по 1985 год. Из них 10 зондам удалось достичь поверхности планеты, первым из которых был «Венера-7» в 1970 году.

Данные, собранные миссией Венера, включают измерения температуры, магнитного поля, давления, плотности и состава атмосферы, а также черно-белые изображения (Венера 9 и 10 в 1975 г.), а затем цветные (Венера 13 и 14 в 1981 г. ).

Рис. 9. Копия зонда Венера. Источник: Wikimedia Commons. Армаэль / CC0.

Среди прочего, благодаря этим зондам стало известно, что атмосфера Венеры состоит в основном из углекислого газа, а верхние слои атмосферы - из быстрых ветров.

Моряк

Миссия «Маринер» запустила несколько зондов, первым из которых был «Маринер-1» в 1962 году, но они потерпели неудачу.

Затем Mariner 2 удалось достичь орбиты Венеры, чтобы собрать данные об атмосфере планеты, измерить напряженность магнитного поля и температуру поверхности. Он также отметил ретроградное вращение планеты.

Mariner 10 был последним зондом в этой миссии, запущенным в 1973 году, и предоставил захватывающую новую информацию с Меркурия и Венеры.

Этому зонду удалось получить 3000 фотографий отличного разрешения, так как он проходил очень близко, около 5760 км от поверхности. Также ему удалось передать видео облаков Венеры в инфракрасном спектре.

Пионерская Венера

В 1979 году эта миссия составила полную карту поверхности Венеры с помощью радара через два зонда на орбите планеты: Pioneer Venus 1 и Pioneer Venus 2. Он содержал оборудование для проведения исследований атмосферы, измерения магнитного поля и спектрометрии. и больше.

Magellan

Этот зонд, отправленный НАСА в 1990 году с помощью космического корабля «Атлантис», получил очень подробные изображения поверхности, а также большой объем данных, связанных с геологией планеты.

Эта информация подтверждает тот факт, что на Венере отсутствует тектоника плит, как упоминалось ранее.

Рис. 10. Зонд Magellan незадолго до запуска в Космическом центре Кеннеди. Источник: Wikimedia Commons.

Venus Express

Это была первая миссия Европейского космического агентства к Венере, которая длилась с 2005 по 2014 год, потребовалось 153 полета на орбиту.

Миссия отвечала за изучение атмосферы, в которой они обнаружили сильную электрическую активность в виде молний, ​​а также за построение температурных карт и измерение магнитного поля.

Результаты предполагают, что на Венере могла быть вода в далеком прошлом, как объяснялось выше, а также сообщалось о наличии тонкого слоя озона и атмосферного сухого льда.

Venus Express также обнаружил места, называемые горячими точками, в которых температура даже выше, чем в других местах. Ученые считают, что это места, где магма поднимается на поверхность из глубин.

Акацуки

Также называемый «Планета-С», он был запущен в 2010 году и стал первым японским зондом, направленным на Венеру. Он провел спектроскопические измерения, а также изучил атмосферу и скорость ветров, которые намного быстрее в районе экватора.

Рис. 11. Художественное изображение японского зонда Акацуки для исследования Венеры. Источник: НАСА через Wikimedia Commons.

Ссылки

1. Бьорклунд, Р. 2010. Космос! Венера. Корпорация Маршалла Кавендиша.
2. Элкинс-Тантон, Л. 2006. Солнечная система: Солнце, Меркурий и Венера. Челси Хаус.
3. Британника. Венера, планета. Получено с: britannica.com.
4. Холлар, С. Солнечная система. Внутренние планеты. Британника Образовательное Издательство.
5. Семена, М. 2011. Солнечная система. Издание седьмое. Cengage Learning.
6. Wikipedia. Геология Венеры. Получено с: es.wikipedia.org.
7. Wikipedia. Венера (планета). Получено с: es.wikipedia.org.
8. Wikipedia. Венера (планета). Получено с: en.wikipedia.org.