Реферат: Венера

               П Л А Н Е Т А 

     Венера — ближайшая соседка  Земли,  вторая  по порядку

планета  Солнечной системы,  ее среднее расстояние доСолнца

108,2 миллиона километров.  Размеры и массы Венеры  и Земли

также  очень близки :  радиус Венеры 6051 км (6378 км уЗем-

ли),  масса Венеры составляет  0,815  массы  Земли, средняя

плотность 5240 кг/м, ускорение  свободного падения наэква-

торе 8,76 м/с ,  что составляет 0,89 земного. ПослеСолнца и

Луны  Венера  является самым ярким светилом на земномнебе :

ее звездная величина в максимуме достигает 4,45m, и прибла-

гоприятных  условиях можно даже наблюдать тень отпредметов,

создаваемую светом Венеры.  Она совершает один оборот поор-

бите вокруг Солнца за 225 земных суток. Собственноевращение

Венеры необычно :  длительность одного оборота превышаетве-

нерианский год и равна 243 земным суткам, направлениевраще-

ния противоположно вращению других планет.  При этомсолнеч-

ные  сутки длятся около 117 дней.  Средняя скоростьдвижения

Венеры по орбите 34,99 км/с. Угол между плоскостямиэкватора

и орбиты равен 25о06, орбита планеты круговая,  и поэтомуна

Венере не происходит смены времен года.

     В 1610  году Галилей впервые наблюдал смену фаз уВене-

ры, т.е.  изменение ее видимой формы от диска до узкогосер-

па. В  1761 году Ломоносов,  наблюдая прохождение планетыпо

диску Солнца,  обнаружил у Венеры атмосферу.  Начиная сXVII

века астрономы    не раз пытались «разглядеть»Венеру,  однако

из-за плотного облачного покрова Венера в видимом диапазоне


                     — 2 -

длин волн представляется однородной.

     Совершенствование техники      астрономических наблюдений,

использование поляриметрических  и стереоскопическихизмере-

ний, освоение инфракрасного и  ультрафиолетового диапазонов

длин волн позволили получить некоторую информацию охаракте-

ристиках атмосферы Венеры на уровне верхней границыоблаков.

     В двадцатых — тридцатых годах нашего столетия былипро-

ведены первые наблюдения Венеры в инфракрасной области      8-13

микрон, позволившие определить температуру атмосферы уверх-

ней границы облаков (Петтит и Никольсон,  1929 год),обнару-

жены полосы  углекислого  газа      (Адамс и Данхэм, 1932 год),

проведены первые  поляриметрические  измерения  (Лио, 1929

год). Дальнейшее развитие наземных спектроскопическихнаблю-

дений позволило Конну и др.  в 1969 году получитьпрекрасный

атлас инфракрасных спектров Венеры и других планет соспект-

ральным разрешением порядка 1055, обнаружить линии окисиуг-

лерода, соляной и фтористо-водородной кислот в спектреВене-

ры и оценить содержание этих компонент. Рядомисследователей

в шестидесятые годы были обнаружены в атмосфере планетыпары

воды.

     До полетов  космических  станций  к Венереединственную

возможность зондирования подоблачной атмосферы планеты      пре-

доставляли радиоастрономические наблюдения всантиметровом и

дециметровом диапазонах длин волн. Эти наблюдения,выполнен-

ные в конце пятидесятых — начале шестидесятых годов вСССР и

США, а также совместные наблюдения ученых обеих стран пока-

зали,  что  нижняя  атмосфера Венеры имеет температуру500 -

700 К или 250-450оС.  Тогда же в 1961-1962 годах в СССР,США


                     — 3 -

и Великобритании была проведена радиолокация Венеры,которая

позволила определить  направление  и  скорость  собственного

вращения, изучить  топографические характеристикиповерхнос-

ти, уточнить размер Венеры.

     Хотя наземные астрономические наблюдения Венерыпродол-

жают развиваться и поныне,  основная информация об этойпла-

нете за  последние два десятилетия была получена скосмичес-

ких аппаратов.

     Первым исследовательским аппаратом, направленнымземля-

нами к другой планете,  стала советская автоматическаястан-

ция «Венера-1», стартовавшая 12 февраля 1961года. Через три

месяца она прошла на расстоянии около 100  тысяч километров

от Венеры и вышла на орбиту спутника Солнца. Основнымизада-

чами станции «Венера-1»  являлись  проверка методов  вывода

космических объектов на межпланетную трассу, проверкасверх-

дальней радиосвязи и управления станцией,  проведение физи-

ческих исследований в космосе.

     В декабре 1962 года американский зонд«Маринер-2»      про-

летел на  расстоянии 35 тысяч километров от Венеры,  имеяна

борту радиометр сантиметрового диапазона,  магнитометр иряд

приборов для  исследования  заряженных    частиц в космической

пыли. Магнитное поле не было обнаружено; по даннымрадиомет-

ра был сделан вывод, что радиоизлучение формируется внижней

атмосфере Венеры,  а не в  ионосфере,  как  это допускалось

ранее.

     В 1965 году к «прекраснейшей из  звезд небесных»,  так

назвал Венеру  Гомер,  ушла «Венера-2», которая провела так

называемые полетные исследования.  Надежно работали приборы


                     — 4 -

для измерения  космических лучей,  магнитных полей, потоков

заряженных частиц и микрометеоритов,  радиопередатчики и вся

система передачи результатов научных наблюдений.Расправлен-

ные крылья солнечных батарей  питали  приборы  и аппаратуру

электроэнергией.

     Основная техническая проблема, стоявшая передконструк-

торами межпланетной  станции,  заключалась  в обеспеченииее

работы во время спуска в атмосфере Венеры в условиях огром-

ных температур и давления, а также в периодаэродинамическо-

го торможения.

     И вот наступил качественно новый этап: в 1965 году«Ве-

нера-3» впервые достигла поверхности планеты,  а  1967      году

«Венера-4» впервые  осуществила плавный спуск вее атмосфере

и провела непосредственные  физико-химические исследования.

Первый в  истории человечества сеанс межпланетнойрадиосвязи

продолжался 93 минуты. Были измерены в зависимости отвысоты

плотность, давление и температура атмосферы,  проведенхими-

ческий анализ состава  атмосферы.  Спускаемый  аппрарат был

расчитан на давление до 20 атмосфер, и передача данныхпрек-

ратилась до посадки на твердую поверхность Венеры.  Былоус-

тановлено, что    углекислый газ является основнойкомпонентой

атмосферы (не менее 95%),  получены пределы содержания      ряда

других компонент, однозначно установлено существованиевысо-

ких давлений и температур в атмосфере планеты.  Напролетном

аппарате измерена водородная корона Венеры, проведенынаблю-

дения заряженных частиц и микрометеоритов.

     Через день после посадки «Венеры-4» мимо планеты      мимо

планеты на  расстоянии  4000 км пролетел«Маринер-5»,  с по-


                     — 5 -

мощью которого было исследовано прохождение радиосигналаче-

рез атмосферу  и  ионосферу (радиопросвечивание) ипроведены

измерения водородной короны.  По  данным радиопросвечивания

были получены зависимости температуры и давления отвысоты в

пределах 90-35 км и концентрация электронов ионосфере.

     Существование менее плотной, чем земная, водороднойко-

роны у Венеры было обнаружено измерениями на космическихап-

паратах «Венера-4» и «Маринер-5». Дляверхних областей Вене-

ры характерен ряд особенностей,  определяемых фотохимиейCO2

c возможным участием в комплексе реакций воды игалогенов, в

условиях атомных и молекулярных взаимодействий ивзаимодейс-

твия с солнечным ветром.

     Основная цель  запуска  в 1969 году двух станций«Вене-

ра-5» и «Венера-6» — увеличение проникновения  в  атмосферу

Венеры, повышение  точности  измерений    химическогосостава,

параметров атмосферы  и  соответствующих  им  высот. Корпус

спускаемого аппарата  был  несколько упрочен,  чтопозволило

провести измерения подоблачной атмосферы на более низкихвы-

сотах (до 19 км над поверхностью планеты).

     Спускаемый аппарат новой конструкции был создан ивошел

в состав  станции «Венера-7»,  которая достиглаокрестностей

планеты в декабре 1970 года. Ее аппаратура проводилаизмере-

ния не только во время спуска во всей толще атмосферы,      нои

в течение 23 минут на  самой  поверхности  планеты. Условия

оказались необыкновенно суровыми: давление достигало 90ат-

мосфер, а температура — до 500оС; в облачном покрове,окуты-

вающем планету, очень много углекислого газа и малокислоро-

да. Получены данные о характере  пород    поверхностного    слоя


                     — 6 -

Венеры.

     С помощью спускаемого  аппарата  станции «Венера-8»  в

1972 году  были проведены разносторонние исследованияатмос-

феры и поверхности Венеры. Кроме измерений атмосферногодав-

ления, плотности  и температуры были измереныосвещенность и

вертикальная структура аэрозольной среды,  в том числе иоб-

лачного слоя, определены скорости ветра на различныхвысотах

в атмосфере по доплеровскому сдвигу частоты радиопередатчи-

ка, проведена гамма-спектроскопия поверхностных пород.Фото-

метрические измерения показали,  что облачный слойпростира-

ется до высот около 40 км,  оценена его оптическаятолщина и

прозрачность; освещенность на  поверхности  дневной стороны

Венеры оказалась  достаточной  для  съемки изображенияместа

посадки. Впервые получен высотный  профиль  скорости ветра,

который характеризуется возрастанием скорости от 0,5м/сек у

поверхности до 100 м/сек у верхней границы облаков.  По со-

держанию естественных радиоактивных элементов (уран, торий,

калий) поверхностные породы на Венере занимаютпромежуточное

положение между базальтами и гранитами.

     В феврале 1974 года на расстоянии    6000  км  от Венеры

прошел американский зонд «Маринер-10», накотором были уста-

новлены телевизионная камера, ультрафиолетовыйспектрометр и

инфракрасный радиометр. Полученные телевизионныеизображения

облачного слоя использовались для исследования динамики ат-

мосферы. С помощью ультрафиолетового спектрометраобнаружены

и измерены количества гелия в атмосфере.

     Станции нового поколения «Венера-9» и«Венера-10», дос-

тигшие планеты в октябре 1975 года,  стали  первыми искусс-


                     — 7 -

твенными спутниками Венеры,  а их спускаемые аппаратысовер-

шили мягкую посадку на освещенной стороне  планеты. Впервые

были переданы  панорамные телевизионные изображения сдругой

планеты, измерены на спускаемых аппаратах плотность, давле-

ние, температура атмосферы, количество водяного пара,прове-

дены нефелометрические измерения частиц  облаков, измерения

освещенности в различных участках спектра. Для измеренийха-

рактеристик грунта помимо  гамма-спектрометра использовался

радиационный плотнометр.  Искусственные  спутники позволили

получить телевизионные изображения облачного слоя,распреде-

ление температуры по верхней границе облаков, спектрыночно-

го свечения планеты,  провести исследования водороднойкоро-

ны, многократное  радиопросвечивание  атмосферы иионосферы,

измерение магнитных полей и околопланетной плазмы.  Настан-

циях второго  поколения  информация  со спускаемыхаппаратов

предавалась на орбитальный аппарат,  а затем ретранслирова-

лась на Землю.    Это привело к значительному увеличениюколи-

чества получаемой информации.

     На панорамах  видны выходы коренных пород наряду сэро-

дированным материалом; развалы камней могут бытьрезультатом

смещений в  коре  и служить подтверждением тектоническойак-

тивности на Венере. В целом поверхность Венеры — этогорячая

сухая каменистая пустыня.

     В 1978  году  по  межпланетной трассе прошли идостигли

заданной цели еще два посланца — «Венера-11» и  «Венера-12»,

основной задачей которых,  было детальное исследованиехими-

ческого состава нижней атмосферы  методами масс-спектромет-

рии, газовой   хроматографии, оптической  и  рентгеновской


                     — 8 -

спектроскопии. Были измерены количества азота, окисиуглеро-

да, двуокиси серы,  водяного пара, серы, аргона, неона иоп-

ределены изотопные отношения аргона, неона, кислорода,угле-

рода, обнаружены  хлор  и сера в частицах облаков, получены

детальные данные по поглощению солнечного излучения на      раз-

личных высотах    в  атмосфере,  необходимые  дляизучения его

теплового режима.  Специальным приемником былизарегистриро-

ваны импульсы  электромагнитного  излучения,  указывающиена

существование электрических  зарядов  в  атмосфере наподобе

земных молний.    На пролетных аппаратах были установленыуль-

трафиолетовые спектрометры для исследования состава верхней

атмосферы.

     Основная составляющая атмосферы Венеры — углекислыйгаз

(96% по объему ), азот ( 4%), окись углеродадвуокись серы,

кислорода практически нет, содержание водяного пара,по-ви-

димому, колеблетсяот 0,1 — 0,4% под облачными слоями до

15-30% выше них. Наземными спектроскопическимиисследования-

ми найдены также  молекулы HCl.

     Температура атмосферы Венеры у поверхности планеты (на

уровне, соответствующем радиусу 6052 км) 735 К, давление  9

МПа, плотность газа в 60 раз больше, чем в земнойатмосфере.

Атмосфера Венеры до 50 км от поверхности сохраняетсяблизкой

к адиабатической, а выше 50 км температурный градиентумень-

шается приблизительно вдвое.  Суточные колебаниятемпературы

у  поверхности 1 К,  а на высоте 50-80 км достигают 15-20К.

Температура верхней границы облачного слоя в приполярнойзо-

не на 5-10 К выше,  чем у экватора,  что,  видимо,связано с


                     — 9 -

изменением высоты расположения облаков.  Высокаятемпература

атмосферы  у  поверхности  объясняется действиемпарникового

эффекта :  согласно данным  прямых  измерений,  значительная

часть  солнечного излучения (3 — 4%) достигаетповерхности и

нагревает ее, а сильная непрозрачность для собственногоинф-

ракрасного излучения плотной углекислой атмосферы спримесью

водяного пара препятствует остыванию поверхности.

     Обнаружена высокая грозовая активность Венеры : интен-

сивность электрических разрядов,  регистрировавшаяся почас-

тоте следования низкочастотных импульсов на спускаемыхаппа-

ратах «Венера-11» и «Венера-12», оказалась во много раз вы-

ше, чем на Земле.  Очевидно вблизи поверхности Венерывозни-

кают электрические поля с напряженностью в сотни кВ/м.Высо-

кая грозовая активность предположительно объясняетсяналичи-

ем действующих вулканов на поверхности Венеры.

     Космические исследования  показали,  что   собственного

магнитного поля у Венеры нет.

     Одновременно с «Венерой-11»  и «Венерой-12»  проходила

работа американского проекта «Пионер-Венера», который вклю-

чал спутник и четыре атмосферных зонда с аппаратурой дляиз-

мерения давления, плотности, температуры, оптическойтолщины

облаков и теплового излучения в атмосфере.  На одном иззон-

дов были дополнительно установлены масс-спектрометр,газовый

хроматограф, спектрометр размеров аэрозольных частиц  и два

фотометра. На  борту  спутника      находилисьмасс-спектрометры

нейтрального и ионного  состава,  ультрафиолетовый спектро-

метр, инфракрасный радиометр,  поляриметр, магнитометр,ана-

лизаторы плазмы и электрических полей,    радар дляисследова-


                     — 10 -

ния рельефа.  4  декабря  1978 года на околопланетнуюорбиту

выведен американский космический аппарат «Пионер-Венера-1»,

а 9 декабря на Венере в четырех точках планеты совершилипо-

садку один большой и три малых зонда (большой и  один малый

на дневную сторону, 2 других малых — на ночнуюповерхность),

доставленные космическим  аппаратом «Пионер-Венера-2»      (сам

космический  аппарат  сгорел  в атмосфере Венеры).  Вовремя

этих экспериментов были  проведены  исследования структуры,

химического  состава,  оптических свойств и тепловогорежима

атмосферы,  свойств облаков. Проведены также измерениянейт-

рального  и ионного состава верхней атмосферы;  плазменныеи

магнитные измерения;  методом  радиовысотометрии исследован

рельеф значительной части планеты.

     На спускаемых аппаратах «Венера-13» и«Венера-14» (1982

год) была  установлена  усовершенствованная аппаратурахими-

ческого анализа атмосферы (масс-спектрометры, газовыефрома-

тографы, оптические и рентгеновские спектрометры),  дляисс-

ледования частиц облачного слоя.  На этих  станциях впервые

были получены цветные панорамы поверхности планеты, провед-

ены бурение и анализ грунта. Была решена проблемасоздания и

обработки грунтозаборного устройства,  взятые образцыгрунта

доставлены внутрь спускаемых аппаратов и подвергнутырентге-

новскому анализу,  который дал содержание основныхэлементов

в исследованных образцах грунта.

     Главной целью  космического эксперимента наискусствен-

ных спутниках Венеры  автоматических  межпланетных станциях

«Венера-15» и «Венера-16» (1983 год)являлось радиолокацион-

ное картографирование поверхности северного полушария с по-


                     — 11 -

мощью радиолокаторов бокового обзора. Впервые полученыради-

олокационные изображения северной приполярной области Вене-

ры. На изображениях различаются кратеры, гряды,возвышеннос-

ти, крупные разломы, горные хребты и детали рельефаразмером

1-2 км. На спутниках были также установлены приборы длязон-

дирования поверхности и атмосферы планеты врадиодиапазоне и

инфракрасный Фурье-спектрометр, созданный учеными ГДР иСССР

для исследования химического  состава,    строения, теплового

режима и динамики атмосферы на высотах 55-100 км.

     Получение с помощью разведчиков  космоса разнообразной

информации о районах дальних и ближних, Венере, другихугол-

ках Солнечной системы имеет огромное научное и  познаватель-

ное значение. Познав прошлое люди смогут предсказатьбудущее.

Литература.

     «В Е Г А»    Международный проект«Венера-Галлей»

     Центр Управления Полетом, 1985 год

     «К звездам — To the stars»

     Шаталов В.А.

     Ребров М.Ф.

     Баскевич Э.А.

     «Планета», Москва, 1982 год

     «Космонавтика»  Энциклопедия

     «Советская энциклопедия», Москва, 1985 год

еще рефераты
Еще работы по астрономии