Реферат: Планета Венера

Яка ти, Венерo?

     Таємнича планета, завжди прихована жовто-сірчастими хмарами від нашого погляду з поверхні Землі, прочинила простирадло над своїми таємницями завдяки дослідженням за допомогою космічних апаратів.

     Яка ж ти, Венерo, найближча наша сусідкo в космосі?

     Венера подібна Землі по масі, щільності і прискоренню вільного падіння на планеті, але обертається в зворотну сторону в порівнянні з Землею і іншими планетами. Зміна дня і ночі на Венері відбувається за 117 діб, тому день і ніч продовжуються по 58,5 діб.

     Венера прихована щільною атмосферою і хмарним шаром, що закутує планету, що складається  з сірчаної кислоти і вуглекислого газу і що обертається набагато швидше, ніж сама планета.

Вуглекислий газ - основний газ її атмосфери (96,5 %), до складу якої входить також біля 3 % азоту і невеликі кількості інертних газів, кисня, окислу вуглеводню, хлороводню і фтороводню. Крім того, в її атмосфері міститься біля 0,1 % водяної пари.

     Температура атмосфери Венери у поверхні планети (на рівні, відповідному радіусу 6052 км) 735 До, тиск 90 атм., щільність газу в 60 раз більше, ніж в земній атмосфері.

     У атмосфері бушують шторми з швидкістю вітру, що зростають від 0,5 м/сікти у поверхні до 100 м/сікти у верхнього кордону хмар. Блискавки з силою, в 25 раз перевершуючи земні, пронизують щільну атмосферу планети. Висока грозова активність приблизно пояснюється наявністю діючих вулканів на поверхні Венери.

     Загалом поверхня Венери - це гаряча суха кам'яниста пустеля з поверхневими породами, що займають проміжне положення між базальтами і гранітами і з температурою поверхні біля 500 До. Однак, на Венері виявлені і кратери, гряди, піднесеності, великі розломи, гірські хребти, деталі рельєфу і порох.

     Очевидно, що загадкова Венера не пристосована для життя земних мешканців. Таке досить докладне знання умов  "життя" на планеті, самої близької до нас в космосі і найбільш таємничої, дали результати досліджень Венери за допомогою космічних апаратів.

Отримання за допомогою розвідників космосу різноманітної інформації про райони далекі і ближні, про Венеру, і про інші кутки Сонячної системи має величезне наукове і пізнавальне значення.

     Венера ближча до Сонця і, отже, молодша нашої планети. Процеси, що проходять в її надрах, колись проходили і на нашій Землі. Венера - це минуле нашої рідної планети. Пізнавши минуле, люди зможуть передбачити майбутнє.

     Маса і радіус Венери дуже близькі до земних (0,82 МА і 0,95 RA відповідно). Вже в 1761 р. спостереження проходження Венери по диску Сонця дозволили М. В. Ломоносову встановити, що ця планета, як і Земля, володіє могутньою атмосферою. Таким чином, Венера і Земля багато в чому схожі одна на одну. Ще недавно багато астрономів, , вважали, що фізичні умови на поверхні Венери і Землі не можуть сильно відрізнятися. Однак дослідження, проведені в останні роки, примусили переглянути старі уявлення.

     Кутовий діаметр Венери досить великий. Він міняється від 20" поблизу верхнього з'єднання майже до 1' поблизу нижнього. Поблизу найбільшої элонгації можна помітити поступове потемніння видимої поверхні диска від лімба до термінатора. Іноді це потемніння є не цілком регулярним. Досвідчені спостерігачі відмічають на диску наявність туманних плям, вигляд яких міняється від дня до дня. Ці плями можуть бути тільки деталями хмарної структури. Хмари на Венері утворюють могутній суцільний шар, що повністю приховує від нас поверхню планети.          Фотографії Венери в ультрафіолетових променях (l " 3500 А) часто показують більш або менш стійкі (протягом декількох днів) деталі, що іноді мають вигляд паралельних смуг, але і вони, безумовно, не пов'язані з твердою поверхнею. Що переховується під хмарним шаром Венери, як високо розташований хмарний шар над її поверхнею, яка температура поверхні і тиск атмосфери? Тільки недавно ми отримали відповідь на ці питання. Навіть період обертання Венери до останнього часу не був відомий. Простіше усього можна визначити період обертання планети по вимірюванню швидкості видимого переміщення деталей, що спостерігаються на диску. Рушення деталей, що спостерігаються на ультрафіолетових фотографіях Венери, дає період обертання біля чотирьох земних діб, тобто набагато менше періоду обертання навколо Сонця (біля 225 діб). Однак в ультрафіолетових променях ми спостерігаємо хмари, плаваючі в досить високих шарах атмосфери, і ці хмари можуть мати систематичні рухи, пов'язані з циркуляцією атмосфери. Швидкість обертання твердого тіла Венери упевнено можна визначити тільки радіолокацією. Уперше радіолокаційне відображення від Венери було отримане в 1957 р. Спочатку радіолокаційні імпульси посилалися на Венеру з метою вимірювання відстані для уточнення астрономічної одиниці. В останні роки в США стали досліджувати розмивання відображеного імпульсу по частоті ( "спектр відображеного імпульсу") і затягнення у часі. Розмивання по частоті пояснюється обертанням планети (ефект Доплера), затягнення у часі - різною відстанню до центра і країв диска. Ці дослідження проводилися головним чином на радіохвилях дециметрового діапазону і показали, що період обертання становить 243,2 земних діб, причому напрям обертання зворотний напряму орбітального рушення. Вісь приблизно перпендикулярна до площини орбіти і, отже, на Венері відсутнє явище зміни часів року. Мабуть, на планеті є дільниці, що краще відображають радіохвилі, ніж інша частина її поверхні, що позначається на спектрі відображеного імпульсу: Він містить мінімуми і максимуми, частота яких повільно змінюється через обертання планети. По швидкості цієї зміни визначається період обертання. Період обертання, визначений з радіолокаційних експериментів, дає швидкість обертання твердого тіла планети, оскільки дециметрові радіохвилі повинні вільно пройти крізь хмарний шар. Період, знайдений по ультрафіолетовим фотографіях, визначається  систематичними рухами хмар у відносно високих шарах атмосфери. Оскільки періоди обертання (243 діб) і звертання (225 діб) близькі по величині, а напрям протилежний, то за один оберт навколо Сонця на Венері спостерігаються два схода і два заходи Сонця, тобто тривалість сонячних діб на Венері складає земних 117 діб. Обертання Венери володіє ще однією дуже цікавою особливістю. Швидкість його якраз така, що під час нижнього з'єднання Венера звернена до Землі весь час однією і тією ж стороною. Причини такої узгодженості між обертанням Венери і орбітальним рушенням Землі поки не ясні. Радіолокація дозволила визначити радіус твердої поверхні Венери. Він рівний 6050 км з точністю порядку декількох кілометрів. За допомогою радіолокації виходили також зображення поверхні Венери з розрізнюючою здатністю від декількох сотень до декількох кілометрів. При цьому були виявлені кратери, схожі на місячні і марсіанські, але набагато більш згладжені. У екваторіальному поясі відносна висота різних дільниць поверхні не перевищує 2 км.

     У жовтні 1975 р. апарати, що спускаються АМС  "Венера-9" і  "Венера-10" здійснили м'яку посадку на поверхню планети і передали на Землю зображення місця посадки .Це були перші в світі фотографії, передані з поверхні іншої планети. Зображення виходило у видимих променях з допомогою телефотометра - системи, за принципом дії що нагадує механічне телебачення. Місце посадки  "Венери-9" являє собою розсип досить великих каменів. Вік поверхні такого типу не може бути великим (106-107 років) і, отже, Венера є геологічно активною планетою. На АМС  "Венера-8 ",  "Венера-9" і  "Венера-10" були встановлені прилади для вимірювання щільності поверхневих порід і вмісту в них природних радіоактивних елементів. У місцях посадки  "Венери-9" і  "Венери-10" щільність близька до 2,8 а/см3, а по рівню змісту радіоактивних елементів можна сказати, що ці породи близькі по складу до базальтів - найбільш широко поширених вивержених пород земної кори. Перейдемо до характеристик венерианскої атмосфери. Спектроскопічні спостереження показали, що в атмосфері Венери присутній СО2,  а також деякі інші гази (Н2О, ЗІ, НСl, HF), але в набагато менших кількостях, ніж СО2. Не зважаючи на велику кількість спектроскопічних даних, було неможливо визначити повний вміст СО2 в атмосфері Венери через присутність могутнього хмарного шара. Оцінки процентного змісту СО2 також були вельми неточні. Станції  "Венера-7 ",  "Венера-8 ",  "Венера-9" і  "Венера-10" вимірювали основні параметри атмосфери і передавали їх на Землю аж до посадки на поверхню планети і продовжували працювати деякий час після посадки. Внаслідок роботи цих станцій встановлено, що температура на поверхні Венери складає біля 750еК, а тиск близький до 100 атм. Вивчення Венери космічними засобами проводиться не тільки за допомогою апаратів, що спускаються.  Космічний апарат  "Венера-4 ", після відділення відсіку, що спускається,  використовувався для досліджень верхньої атмосфери при допомозі ультрафіолетового фотометра з прольотної траєкторії. Американські космічні апарати  "Марінер-5" і  "Марінер-10" також досліджували Венеру з прольотної траєкторії. Однак

більш повні дані шляхом вивчення планети з космосу з близької відстані дозволяють отримати штучні супутники, виведені на орбіту навколо цієї планети. Першими штучними супутниками Венери стали орбітальні апарати  "Венера-9" і  "Венера-10", виведена на навколопланетну орбіту після відділення апаратів, що спускаються.  Вони оснащені набором апаратури для дослідження атмосфери, хмарного шара і взаємодії сонячного вітру з планетою. Просвічування атмосфери радіохвилями з американських прольотних апаратів дозволило отримати дані про висотну залежність щільності і температури атмосфери між рівнями 0,001 і 5 атм. При цих спостереженнях параметри атмосфери визначалися по зсуву фази радіохвиль (що проходять крізь атмосферу планети), викликаному їх заломленням. Висока температура поверхні, великий атмосферний тиск і великий відносний зміст СO2 - факти, видимо, пов'язані між собою. Висока температура сприяє перетворенню карбонових порід в силікатні, з виділенням СО2.  На землі CO2 зв'язується і переходить в осадні породи внаслідок дії біосфери, яка на Венері, звичайно, відсутня. З іншого боку, великий зміст СО2 сприяє розігріванню венерианської поверхні і нижніх шарів атмосфери.

     Висновок про високу температуру в нижніх шарах венерианської атмосфери був отриманий ще за результатами наземних астрономічних досліджень, хоч вимірювання на АМС істотно уточнили наші уявлення.. У діапазоні від 3 до 20 см вона досягає 600-700 еК. Атмосфера Венери прозора для цих частот, і тут вимірювалося безпосередньо теплове випромінювання поверхні. Коли це було виявлене, спочатку робилися спроби пояснити спостереження інакше (астрономи не чекали такої високої температури на Венері), але спроби ці виявилися неспроможними. Дослідження Венери за допомогою космічних апаратів - це один з небагато випадків, коли вдалося перевірити прямими вимірюваннями виведення астрономічних,  причому висновки сміливі і незвичайні. Зменшення температури на сантиметрових хвилях пояснюється поглинанням у вуглекислому газі, яке зростає із зменшенням довжини хвилі. Оскільки коефіцієнт випромінювання пропорційний коефіцієнту поглинання, то на коротких хвилях атмосфера сама є джерелом випромінювання. Чим коротше довжина хвилі (і відповідно більше коефіцієнт поглинання), тим вищий ефективний рівень в атмосфері, який випускає випромінювання, що спостерігається.  У інфрачервоному діапазоні (від приблизно 5 до 100 мікрон) випромінюють венерианські хмари, що мають температуру біля 235-240 еК на верхньому кордоні.

     Найбільш вірогідна причина, що викликає розігрівання поверхні Венери, - це парниковий ефект, який виникає при виконанні двох умов: а) атмосфера досить прозора для сонячного випромінювання; б) атмосфера у високій мірі непрозора для теплового випромінювання поверхні (максимум в інфрачервоній області). Направлений вгору потік тепла, що йде від поверхні і проходить через атмосферні шари з низькою променистою теплопровідністю, приводить до виникнення великого перепаду температур в тропосфері. Умова (б) забезпечується складом атмосфери: CO2 з невеликим домішком Н2О сильно поглинає інфрачервоне випромінювання. Відносно умови (а) були великі сумніви до самого останнього часу, поки  "Венера-9" і  "Венера-10" не виміряли освітленість у поверхні. Не треба думати, що всі проблеми будови атмосфери Венери повністю вирішені. Останнім часом серйозно розглядається гіпотеза, що передбачає, що хмарний шар Венери складається у верхній частині з капіж концентрованого розчину сірчаної кислоти. Оптичні властивості хмарного шара Венери (залежність коефіцієнта заломлення і коефіцієнта поглинання від довжини хвилі) дуже добре узгодяться з цією гіпотезою. Необхідно сказати декілька слів про магнітосферу і іоносферу Венери. Магнітометри, встановлені на американських космічних апаратах, показали, що планета Венера практично не володіє магнітним полем, воно принаймні в 3000 раз слабше земного. Однак Венера створює обурення в міжпланетному магнітному полі, пов'язаному з сонячним вітром; вона розтинає сонячний вітер, утворюючи при своєму орбітальному рушенні характерний конус ударної хвилі. Ця взаємодія має місце завдяки наявності електричних зарядів у верхній атмосфері планети, іншими словами, іоносфери. Венера дуже близька по масі і розмірах до Землі. Передбачається, що і внутрішньо будова у неї приблизно така ж: є кора, мантія, рідке ядро. Через те, що іоносфера Венери не захищена магнітним полем, сонячний вітер проникає у відносно щільні шари атмосфери планети. У результаті на денній стороні Венери утвориться вузький іоносферний шар з концентрацією біля 105 см -3 в максимумі. На нічній стороні електронна концентрація менше. Висота цього шара біля 100 км. Верхні шари земної атмосфери (вище за 100 км) нагріті сонячним ультрафіолетовим випромінюванням до температури 1000-1500 еК. Атмосфера Венери на такій висоті значно холодніша - її температура 400-500еК. Ця відмінність викликана тим, що у верхніх шарах атмосфери Венери молекули СO2 не дисоційовані, а є хорошими випромінювачами в області спектра біля 15 мк, і їх присутність приводить до охолоджування верхньої атмосфери. Самі верхні шари атмосфери Венери (вище за 500 км) складаються з атомарного водня, аналогічно самої зовнішньої частини земної атмосфери. Це було встановлено по вимірюваннях інтенсивності резонансного розсіювання сонячної лінії водня 1215 А, проведеного з допомогою ультрафіолетових фотометрів,  встановлених на борту американських космічних апаратів. Супутників Венера не має.

     Сучасна атмосфера Венери складається на 97% з вуглекислого газу, біля 2% азоту і майже 1% пар води. Температура на ній біля 430 градусів Цельсія, а тиск становить 90 атмосфер. Ядерного бомбардування на Венері не було, оскільки тоді тиск атмосфери був би низьким. Біосфера на Венері загинула внаслідок сонячного протуберанця, який спалив весь кисень атмосфери і випарував океани, а пари води вступили в хімічну сполуку з випарованим грунтом планети. Температура протуберанця була не нижчою за 5.000 градусів, при якій починається випаровування твердих речовин, внаслідок чого біосфера Венери згоріла. Вважаючи, що вуглекислий газ з'явився внаслідок згоряння біосфери і кисня венерианської атмосфери, отримуємо, що маса біосфери була в 400.000 раз більшою сучасної земної і в 20 раз більшою тогочасної біосфери Землі (часів асурскої цивілізації), і тиск там був біля 15 атмосфер. Сьогодні в атмосфері Венери спостерігається, що  вода - це знову освічена в її надрах ювенільна вода. Якщо вважати, що у Землі і Венери в надрах йдуть схожі процеси, то, щоб в атмосфері Венери утворився 1% води (така кількість вже зараз утворилася) буде потрібно 6.000 років, тобто катастрофа на Венері сталася біля 6.000 років назад. Цікавий збіг: останній потоп на Землі стався майже 6.000 років тому, а якщо бути більш точним, біля 7.500 років по борейському календарю і рівень океану, згідно з геологічними даними, піднявся на 6 метрів Поки сонячний протуберанець рухався до Венери, врятуватися змогло  небагато  жителів Венери, тільки ті, які спішно евакуювувавшись на Землю і Місяць. Згідно А.С. Фаміцину,  досліднику слов'янських міфів, в російських казках описується, що вихід всякої нечисті на Землю відбувався протягом 40 днів і ночей (стільки приблизно треба днів, щоб сонячний протуберанець досяг Венери). У аналогічних термінах опис цієї події є практично у всіх євпропейських народів. Саме до цього часу потрібно віднести появу єгипетського бога  "Бес" (порівняйте з росіянином  "біс") - чужого бога. Частина з переселенців не прижилась і загинула. Інші, кому вдалося прижитися попали на службу загарбникам Землі і можливо, тільки один антропоморфний вигляд змішався з людьми. Загибель біосфери Венери була своєрідною розплатою венеріанців за смерть біосфери Марса, Місяця і вбивство цивілізації асурів на Землі.
  

Список літератури

1.  ДО.  Л.  Баєв;  Земля і Планети;  Москва;  1956.

2.  І.  Ф.  Полак;  Будова Всесвіту;  Москва;  1947.

3.  А.  У.  Засув,  Е.  У.  Кононович;  Астрономія;  Москва; 1993.

4.  А.  А.  Комірів;  Географія і Астрономія;  Мінськ;  1995.

5.  Наука і Всесвіт;  Тому 1;  Переклад з англійського;  редактори:  А.  Д.  Суханова,  Г.  З.  Хромова;  Москва;  1983.

6.  "ВЕГА" - Міжнародний Проект  "Галлей", Центр Управління Польотом, 1985.

7.  Кондратьев К. Я., Крупеніо Н. Н., Селіванов А. С. Планета Венера. Ленінград: Гидрометеоиздат, 1987, 277 стор.

8.  Левітан Е.П. Астрономія, підручник для 11 класу общеобразовательных установ, Москва: Освіта, 1994, 207 стор.

9.  Лукреций. Про Природу Віщу. Москва: З-у АН СРСР, 1958, 259 стор.

10.      Шаталов В. А., Ребров М. Ф., Баськевич Э. А., До Зірок - To the Stars. Москва: Планета, 1982.

11.      Енциклопедичний Словник Юного Астронома (сост. Н. П. Ерпильов). Москва: Педагогіка, 336 стор., 1986.