Венера (планета)

Венера движется вокруг Солнца по орбите, располагающейся между орбитами Меркурия и Земли, с сидерическим периодом, равным 224, 7 земных суток. Орбита Венеры близка к круговой — она имеет самый малый эксцентриситет (0, 0068) среди планет Солнечной системы. Среднее расстояние от Венеры до Солнца равно 108, 21 млн. км, что составляет 0, 72333 а. е. Средняя скорость движения по орбите 34, 99 км/с. Орбита наклонена к плоскости эклиптики под углом 35°23'39''.

Венера — единственная планета Солнечной системы, собственное вращение которой противоположно направлению ее обращения вокруг Солнца. Период собственного вращения близок к 243 земным суткам, что соответствует угловой скорости вращения 2, 99 · 10⁻⁷ рад/с (у Земли 7, 292 · 10⁻⁵ рад/с). Из-за «обратного» направления вращения Венеры длительность солнечных суток на ней в 116, 8 раз больше, чем на Земле, так что за один венерианский год восход и заход Солнца на Венере происходит всего дважды.

Расстояние от Венеры до Земли изменяется от 38 млн. км до 258 млн. км. Наклон плоскости экватора Венеры к плоскости ее орбиты не превышает 3°, из-за чего сезонные изменения на ней незначительны.

Для земного наблюдателя угловое расстояние Венеры от Солнца не превышает 48°, вследствие чего она видна только в течение некоторого времени после захода Солнца (вечерняя звезда) или незадолго до его восхода (утренняя звезда). Венера — наиболее яркое (после Солнца и Луны) светило земного неба. В максимуме блеска она достигает −4, 4 звездной величины.

Венеру иногда называют одной из самых таинственных планет Солнечной системы: плотный облачный покров окутывает ее поверхность. Атмосфера на Венере была открыта М. В. Ломоносовым. Наблюдая 6 июня 1761 прохождение Венеры по диску Солнца (событие довольно редкое, происходящее примерно дважды в столетие), он заметил, что в начале прохождения, когда Венера только небольшой частью нашла на солнечный диск, возникло «тонкое как волос сияние», окружившее часть диска планеты, еще не вступившей на солнечный диск. Подобным же образом, при схождении Венеры с диска, «появился на краю Солнца пупырь, который тем явственнее учинялся, чем ближе Венера к выхождению приходила». Эти наблюдения послужили доказательством наличия атмосферы у Венеры.

До тех пор пока для исследований Венеры использовались только оптические телескопы, удавалось измерить лишь верхнюю границу радиуса плотного облачного покрова, закрывающего поверхность Венеры. Появление радиоинтерференционных методов позволило (поскольку облака прозрачны для электромагнитных волн радиодиапазона) перейти к исследованию ее твердой поверхности. Еще более точные данные были получены, когда Венера оказалась в пределах досягаемости космических аппаратов (советских, серий «Венера», и американских, серий «Маринер» и «Пионер-Венера»). Наиболее точное значение среднего радиуса твердой поверхности, найденное к настоящему времени при помощи радиовысотометрических и траекторных измерений, составляет 6051, 5 ± 0, 1 км. Радиус верхней границы облаков — около 6120 км.

Фигура планеты близка к сферической. Более точно она может быть представлена трехосным эллипсоидом, у которого полярное сжатие на два порядка меньше, чем у Земли. В экваториальной плоскости полуоси эллипсоида равны 6052, 02 ± 0, 1 км и 6050, 99 ± 0, 14 км; полярная полуось равна 6051, 54 ± 0, 1 км.

Центр масс планеты смещен по отношению к ее геометрическому центру на 430 ± 120 м. Объем твердой части Венеры составляет 0, 859 объема Земли. Ускорение свободного падения вблизи твердой поверхности на экваторе Венеры достигает 8, 6 м/с².

Поверхность Венеры преимущественно (на 90%) равнинная, хотя обнаружены три возвышенных области. Одна из них представляет собой огромное вулканическое плато (архипелаг Иштар), сравнимое по размерам с Австралией. Высочайшая вершина — гора Максвелл — вздымается здесь на высоту 12 км. Перепад высот вдоль экватора примерно 5 км. Низшая точка на поверхности находится на глубине 2, 5 км от среднего уровня.

На поверхности Венеры обнаружены кратеры, разломы и другие признаки протекавших на ней интенсивных тектонических процессов. Отчетливо просматриваются и следы ударной бомбардировки. Поверхность покрыта камнями и плитами различных размеров; поверхностные породы близки по составу к земным осадочным породам.

Масса Венеры, наиболее точное значение которой получается из анализа траекторий искусственных спутников, равна 0, 8136 от массы Земли, или 4, 86 · 10²⁴ кг. Средняя плотность составляет 0, 951 от средней плотности Земли (~ 5, 5 г/см³).

Масса атмосферы Венеры примерно в 100 раз превышает массу атмосферы Земли. Преобладающую долю атмосферы составляет углекислый газ (~ 97%); азота — около 3%; водяного пара — менее десятой доли процента, кислорода — тысячные доли процента. В очень малых количествах имеются также примеси SO₂, H₂S, CO, HCl, HF. Облака Венеры состоят в основном из 75-80-процентной серной кислоты. Концентрация водяного пара увеличивается с высотой, достигая максимума на высоте около 50 км, где она в сто раз выше, чем у твердой поверхности, то есть доля пара на этой высоте приближается к одному проценту. Установлено, что легкого изотопа аргона на Венере на два порядка больше, чем на Земле.

Температура на поверхности Венеры (на уровне среднего радиуса планеты) — около 750 К, причем ее суточные колебания незначительны. Давление — около 100 ат, плотность газа почти на два порядка выше, чем в атмосфере Земли. Установление этих фактов явилось разочарованием для многих исследователей, полагавших, что на этой, так похожей на нашу, планете условия близки к тем, что были на Земле в каменноугольный период, а следовательно, там и похожая фауна. Первые определения температуры, казалось, могли оправдать такие надежды, но уточнения (в частности, при помощи спускаемых аппаратов) показали, что благодаря парниковому эффекту возле поверхности Венеры исключено всякое существование жидкой воды.

Температура и давление сначала падают с увеличением высоты. Минимум температуры (150-170 К) определен на высоте 100-120 км, а по мере дальнейшего подъема температура растет, достигая на высоте 12 тыс. км 600-800 К. Ветер, весьма слабый у поверхности планеты (не более 1 м/с), на высоте свыше 50 км усиливается до 150 м/с. Наблюдения с автоматических космических станций обнаружили в атмосфере грозы.

Магнитное поле Венеры незначительно — ее магнитный дипольный момент меньше, чем у Земли, по крайней мере, на пять порядков. Из-за относительной близости к Солнцу Венера испытывает значительные приливные воздействия, благодаря чему над ее поверхностью возникает электрическое поле, напряженность которого может вдвое превышать напряженность того «поля ясной погоды», наблюдаемого над поверхностью Земли.

На основании полученных данных предлагается несколько моделей внутреннего строения Венеры. Согласно одной из них, наиболее реалистичной, на Венере имеется три оболочки. Первая из них — кора — имеет толщину примерно 16 км. Далее — мантия, силикатная оболочка, простирающаяся на глубину порядка 3300 км до границы с железным ядром, масса которого составляет около четверти всей массы планеты.

Автор: В.И. Григорьев