Атмосфера венеры

Строение атмосферы

Атмосфера планеты Меркурий тонкая, но ее разделяют на несколько слоев.

Первый слой.

Нижний и теплый, потому что нагревается до 210 градусов благодаря частичкам, которые задерживают жар, идущий от поверхности

Второй слой

Средний слой вмещает в себя потоки воздуха и осадки пыли коричневого цвета, которые постепенно рассеиваются

Третий слой

Верхний слой нагревается солнечными ветрами. Далее начинается газовая оболочка, которая не имеет четкой границы и сужается в пространстве.

Магнитное поле, окружающее атмосферу, по результатам данных, полученных от «Маринер 10», в сотню раз меньше Земного. Разница в 2 градуса между магнитной осью и осью вращения говорит о том, что магнитное поле берет начало там же, где находится ядро планеты. Магнитное поле  помогает не исчезнуть атмосфере Меркурия, отвлекает активные солнечные ветры от планеты, в то время как гравитация удерживает газы в пределах самой оболочки. Все это в итоге создает форму атмосфере и уменьшает гравитационное притяжение.

Как зависим верхний слой от поверхности?

Очень интересен вид поверхности Меркурия. Она вся, как картина художника, усеяна кратерами, вмятинами, некоторым из которых даны названия. Сформировались эти творения впоследствии резкого изменения температуры в атмосферном слое планеты и охлаждении ядра. Оно и верхний слой атмосферы, который зависим от ядра, начали сжиматься, что привело к изменению внешнего вида коры. Температурные колебания до сих пор существуют. Из-за того близкого расположения к Солнцу, на одной половине Меркурия невыносимая жара и температура до 400 градусов, на другой пронзающий холод и температура до минус 180 градусов. Кратеры на коре Меркурия расположены хаотично, в одних местах их нет, в других утыканы вплоть друг к другу. Большое значение имеет вулканический выброс, который сформировал ровную и равнинную поверхность. Лава залила кратеры и неровности и сформировала новую кору, которая по подсчетам ученых моложе, чем гористая и кратерообразная.  Совсем рядом с равнинами находятся резко начинающиеся холмы и возвышенности, которые предположительно были созданы астероидом или метеоритом, падение которого спровоцировало мощный сдвиг коры.

Сезонные изменения на Марсе

Если на Марсе есть смена времен года как на Земле, то там есть и 4 сезона. Последовательность аналогична нашей – за зимой идет весна, затем лето, далее – осень. Сезонные изменения марсианского года неравномерны все потому, что орбита имеет эллиптическую форму, а центр орбиты относительно Солнца смещен в сторону. Так весна – самое длительное время года на Марсе, она продолжается иногда до семи месяцев. Самое короткое время года – зима, всего около четырех месяцев. Лето и осень занимают примерно по шесть месяцев в году. Один полный круг вокруг Солнца протекает за двадцать четыре месяца.

Начало времени года определяется через термин «солнечная долгота». Он обозначает угол от воображаемой линии, которая соединяет планету с Солнцем в день весеннего равноденствия.

Из-за специфического уклонения линии оси сезоны на Марсе ярче проявляются в южном полушарии. Преимущественно заметны перемены на полюсах. Их покрывают образования белого цвета, которые ученые назвали полярными шапками. Длина такого покрова в заполярье к окончанию холодного периода достигает 4000 – 6000 км. На размер влияет то, насколько низко опуститься температура. В начале весны корка начинает медленно уменьшаться. В жару ее протяженность превышает 700 – 1500 км. Там, где кров съежился, встречаются лишь небольшие участки льда.

Покрытие на юге испаряется гораздо быстрее и сохраняется меньше – а в некоторые года практически исчезает. Вокруг растаявшей области образуется темное обрамление, и близлежащие детали приобретают более отчетливые очертания.

Ни одна ледяная толща окончательно не пропадает. Часть, которая лежит даже в летнюю пору, называется «остаточная шапка».  Она представляет собой самый нижний уровень ледника, который состоит из воды и пыли. По данным исследователей, массив остатков занимает пару сотен метров.

С наступлением жары отходит только начальная прослойка толщиной не более 1 м. В ее состав входит замерзшая углекислота – сухой лед. Он согревается и поднимается с испарениями в атмосферу, а затем опять нарастает – так образуется новая «шапка».

Опыты прошлых лет

В Советском Союзе была произведена попытка запуска космического аппарата на Венеру 4 февраля 1961 г., но из-за сбоя в разгонном блоке полет не состоялся. Через 8 дней был запущен корабль «Венера-1», но и его постигла неудача — 17 февраля объект перестал посылать сигналы.

Астрономическое окно в 1962 г. пришлось на август и было использовано как Советским Союзом, так и Америкой. Последним повезло больше.

В ноябре 1965 г. были запущены «Венера-2» и «Венера-3». Несмотря на то что оба аппарата достигли цели, информация не была получена из-за сбоя в системе управления.

Первой станцией, выполнившей программу полета, стала «Венера-4», запущенная 12 июня 1967 г. Спускаемый модуль был раздавлен на высоте 28 км от поверхности, но успел передать сведения о химическом составе, плотности, давлении и температуре атмосферы планеты.

В том же 1967 г. американский корабль «Маринер-5» прошел мимо Венеры на расстоянии 4100 км и отправил информацию, полученную методом радиосвечения.

Впервые поверхность планеты была достигнута в 1972 г. Зонд отстыковался от станции «Венера-8» и опустился на грунт. Полет до цели продолжался 117 суток. Оказалось, что давление под облаками составляет 90±1,5 атмосфер, а температура — около 470ºС.

Панорамные снимки венерианского пейзажа были получены в 1975 г. от межпланетного корабля «Венера-9». Последние космические вояжи на Венеру из Советского Союза состоялись в 1985 г. Спускаемые аппараты станций «Вега-1» и «Вега-2» и аэростатные зонды передали научные сведения.

В 2005 г. с космодрома Байконур стартовала межпланетная станция «Венера-Экспресс» Европейского космического агентства. Время перелета составило 153 дня. Миссия совершила открытие полярных сияний на Венере, имеющей слабое магнитное поле. Проект завершен в 2015 г.

Масса аппарата «Маринер-2» – 202,7 кг.,он был снабжён солнечными батареями мощностью 220 кВт размахом 5 м. Credit: rocketengines.ru.

Вращение вокруг собственной оси

Вращение планеты по собственной оси проходит по наклонной к плоскости орбиты под углом 177 градусов, поэтому Вечерняя звезда совершает движение вокруг собственной оси в обратном, ретроградном, направлении.

Вращение Венеры вокруг своей оси (иллюстрация из открытых источников)

Стоит обратить внимание, что по отношению к Земле оборот вокруг оси равен 146 дням, звездный период Венеры равен 584 дням, то есть в 4 раза больше. Из-за этого во время каждого нижнего соединения планета повернута к Земле всегда одинаковой стороной

Из-за этого во время каждого нижнего соединения планета повернута к Земле всегда одинаковой стороной.

Причины обратного движения Венеры

Учеными не установлена причина ретроградного венерианского движения.

В настоящий момент существует несколько гипотез:

• Во время образования Солнечной системы все планеты являли собой скопления газа и пыли, которые двигались против часовой стрелки. Считается, в период формирования, произошло столкновение с космическим объектом, который был в разы больше новой планеты. Объект «заставил» планету двигаться в обратном направлении.
• Существует несколько фантастическая теория о причастности Меркурия в ретроградности Венеры. Существует гипотеза о том, что Меркурий являлся спутником Утренней звезды. Спустя время, Меркурий, вероятно, столкнулся с Венерой по касательной, утратив часть массы. Эта теория объясняет искривленность орбиты Меркурия и обратное вращение Венеры.
• На вращение Венеры влияет атмосфера. Атмосферный слой равен 20 км в ширине. Масса Земли немного превышает венерианскую. Существует вероятность, что повышенная атмосферная плотность сдавливает венерианскую поверхность и заставляет планету двигаться в обратном направлении. В пользу этой гипотезы говорит относительно небольшая венерианская скорость вращения.
• На направление вращения влияет солнечная гравитация. Сильные гравитационные бури и трение между венерианским ядром и мантией создают условия для обратного движения.
• Влияние гравитации Земли на Венеру. Часть научного сообщества полагает, что гравитационное поле Земли обладает достаточной силой, которая за миллиарды лет смогла повлиять на направление вращения ближайшего соседа.

Сидерический и солнечный день на Марсе

Сидерический день – время, за которое планета выполняет одно вращение вокруг оси. На Земле – 23 часа, 56 минут и 4.1 секунд. У Марса – 24 часа, 37 минут и 22 секунды. Солнечный – период, за который Солнце полностью проходит путь по небу и возвращается в изначальную точку. На Марсе – 24 часа, 39 минут и 35 секунд.

Но это не все сходства с нашей планетой.

Смена сезонов

Красная планета также обладает сезонной цикличностью. К этому приводит наклон оси в 25.19°. Эксцентричность орбитального пути колеблется от 206.7 млн км до 249.2 млн. км. Все это влияет на температурные показатели. Средняя опускается до -46°C, но может снизиться к -143°C и прогреться до 35°C.

В 2008 году обнаружили залежи водяного льда на полярных территориях. Это предсказывали, но никто не ожидал увидеть, как с облаков выпадает снег. Это намекает на влажность климата в прошлом.

Эксцентриситет марсианской орбиты приводит к значительным температурным колебаниям

В 2012 году MRO отследил снегопады из двуокиси углерода в южной полярной шапке. Кроме того, за годы изучения зондами и роверами удалось зафиксировать много интересного о марсианском прошлом. Образцы почвы показали, что 3.7 млрд. лет назад на поверхности планеты было больше воды, чем в Атлантическом океане сейчас. Также можно рассчитывать на плотный атмосферный слой, который снесло солнечными ветрами.

Погодный шаблон

Марс располагает системой погодных условий. Это отмечается в виде опасных пылевых бурь, которые периодически охватывают всю поверхность. Способны простираться на тысячи километров и окружают планету густым слоем. Когда они разрастаются, то могут перекрыть обзор поверхности.

Таким образом не повезло Маринеру-9 в 1971 году. Когда он послал свои первые фото Марса, то поверхность планеты полностью укрылась бурей. Она была настолько массивной, что отыскать можно было лишь наивысшую гору Олимп.

Синяя область справа внизу — бассейн Эллады

В 2001 году за пылевой бурей следил телескоп Хаббл на территории бассейна Эллады. Она стала крупнейшей за 25 лет. Причем за ней могли наблюдать даже астрономы-любители.

Еще одна общая черта – глобальное потепление. В марсианском воздухе присутствуют частички, которые впитывают солнечную энергию и отправляют ее в атмосферный слой, что приводит к повышению температурной отметки.

Бури появляются чаще всего, когда планета приближается к звезде. Почва высыхает и пыль легче поднять. Мы видим, что Марс – не самое гостеприимное место. Но человечество все же настроено на колонизацию.

• Интересные факты о Марсе;
• Колонизация Марса;
• Марс и Земля;
• Есть ли жизнь на Марсе;
• Терраформирование Марса
• Когда мы отправим людей на Марс?
• Сравнение Марса и Земли
• Как Земля выглядит с Марса?
• Что такое марсианское проклятие?
• Когда открыли Марс?

Положение и движение Марса

• Орбита Марса;
• Сезоны на Марсе
• Как далеко Марс от Солнца?
• Сближение Марса
• Как далеко находится Марс?
• Сколько лететь до Марса;
• День на Марсе;
• Год на Марсе;

Строение Марса

• Размеры Марса;
• Кольца Марса;
• Состав Марса;
• Атмосфера Марса;
• Воздух на Марсе;
• Масса Марса;

Поверхность Марса

• Поверхность Марса;
• Лед на Марсе
• Радиация на Марсе
• Вода на Марсе;
• Температура на Марсе;
• Гравитация на Марсе;
• Цвет Марса;
• Почему Марс красный;
• Насколько холодный Марс;
• Вулканы на Марсе;
• Вулкан Олимп;
• Долина Маринер;
• Лицо на Марсе;
• Пирамида на Марсе;

Юпитер и Сатурн в противостоянии

Планеты Солнечной системы, как известно, делятся на внутренние и внешние. Внутренние планеты это Венера и Меркурий. Их орбиты проходят внутри орбиты Земли (они находятся ближе к Солнцу), поэтому, собственно, они и называются внутренними. На нашем небе внутренние планеты никогда не отходят далеко от Солнца.

Другое дело внешние планеты — Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Они могут оказываться на противоположном от Солнца участке неба. (Другими словами их долгота или элонгация составляет 180°.) Такое положение называется противостоянием планеты. Она как бы противостоит Солнцу на нашем небе.

Во время противостояния планета восходит одновременно с заходом Солнца, а заходит за горизонт в то время, когда восходит Солнце. Ясно, что планета в это находится ближе к Земле (в пространстве), чем в другое время. Поэтому на нашем небе она ярче и имеет бо́льшие видимые размеры

А это важно при наблюдении планеты в телескоп!

Моменты вблизи противостояний — лучшее время для наблюдения внешних планет Солнечной системы. Интересно, что в 2020 году противостояния Юпитера и Сатурна наступают с интервалом всего в 6 дней! Юпитер вступит в противостояние 14 июля, а Сатурн — 20 июля 2020 года.

Почему так?

Просто потому, что в 2020 году планеты находятся на небе рядом друг с другом! Подчеркну — не в пространстве — Сатурн располагается почти вдвое дальше от Земли, чем Юпитер, — а на небе. В июле обе планеты находятся в созвездии Стрельца, недалеко от границы с созвездием Козерога.

Юпитер и Сатурн вблизи противостояния во второй половине июля 2020 года. Картина дана для широты Москвы. Обе планеты находятся низко над горизонтом. Рисунок: Stellarium

Стрелец, как известно, самое южное созвездие Зодиака. Вспомните: солнце пребывает в Стрельце в декабре и не поднимается высоко над горизонтом. То же будет происходить с планетами. Обе они будут находиться низко над горизонтом.

Это минус

При наблюдениях планет в телескоп очень важно качество атмосферы. Только при спокойной атмосфере изображения планет в окуляре будут четкими и резкими

У горизонта же почти всегда наблюдается мощная турбуленция, что приводит к «замыливанию» картинки.

Тем не менее, июль и первая половина августа 2020 года все равно будут лучшим временем для наблюдения Юпитера и Сатурна! Обратите внимание, насколько ярок и заметен будет Юпитер на небе! Планета внешне похожа на Венеру, хотя и не настолько яркая. Летом 2020 года при наблюдении в Петербурге или Москве Юпитер нависает над горизонтом подобно прожектору самолета

Общие сведения

Среднее расстояние Венеры от Солнца – 108 млн. км (0,723 а. е.). Расстояние от Венеры до Земли меняется в пределах от 38 до 261 млн. км. Её орбита очень близка к круговой – эксцентриситет составляет всего 0,0067. Период обращения вокруг Солнца равен 224,7 земных суток; средняя орбитальная скорость – 35 км/с. Наклон орбиты к плоскости эклиптики равен 3,4°. По размерам Венера довольно близка к Земле. Радиус планеты равен 6051,8 км (95 % земного), масса – 4,87•1024 кг (81,5 % земной), средняя плотность – 5,24 г/см³. Ускорение свободного падения равно 8,87 м/с², вторая космическая скорость – 10,36 км/с.

Венера классифицируется как землеподобная планета, и иногда её называют «сестрой Земли», потому что обе планеты похожи размерами и составом. Однако условия на двух планетах очень разнятся. Атмосфера Венеры, самая плотная среди землеподобных планет, состоит главным образом из углекислого газа. Поверхность планеты полностью скрывают облакасерной кислоты, непрозрачные в видимом свете. Споры о том, что находится под густой облачностью Венеры, продолжались до XX века. В то же время атмосфера Венеры прозрачна для дециметровых радиоволн, с помощью которых впоследствии и был исследован рельеф планеты.

В глубокой древности Венера, как полагают, настолько разогрелась, что подобные земным океаны, которыми, как считается, она обладала, полностью испарились, оставив после себя пустынный пейзаж с множеством плитоподобных скал. Одна из гипотез полагает, что из-за слабости магнитного поля водяной пар (расщеплённый солнечным излучением на элементы) был унесён солнечным ветром в межпланетное пространство. Установлено, что атмосфера планеты и сейчас теряет водород и кислород в соотношении 2:1.

Атмосферное давление на поверхности Венеры в 92 раза больше, чем на Земле. Подробное картографирование поверхности Венеры проводилось в течение последних 22 лет, в частности проектом «Магеллан». Поверхность Венеры носит яркие признаки вулканической деятельности, а атмосфера содержит серу. Есть некоторые признаки того, что вулканическая деятельность на Венере продолжается и сейчас, но доказательств этому не найдено. Удивительно низкое число ударных кратеров говорит в пользу того, что поверхность Венеры относительно молода: ей приблизительно 500 миллионов лет. Тектоники плит на Венере нет (вероятно, потому что её литосфера из-за отсутствия воды слишком вязкая и, следовательно, недостаточно подвижна), но есть много следов менее масштабных тектонических движений.

Предпосылки

Прошлое

На начальном этапе существования Венера была весьма схожа с Землёй. Хотя сегодня на Венере количество воды уменьшается, в прошлом ситуация была иной. В 2009 году с помощью зонда Venus Express были получены доказательства того, что атмосфера Венеры из-за солнечного излучения потеряла большой объём воды. Тем не менее это не означает, что на Венере когда-либо существовал океан, поскольку, как показывает моделирование, вода большей частью содержалась в атмосфере в виде пара и имелась в большом количестве лишь на ранней стадии существования планеты.

В ходе третьего совещания Группы анализа исследований Венеры (VEXAG, связанной с NASA) в январе года, было отмечено, что изначальный океан Венеры мог существовать в течение более чем 2 млрд. лет, то есть более половины истории планеты, в результате чего можно ставить вопрос о существовании жизни.

Настоящее

В настоящее время физические условия на Венере являются без преувеличения экстремальными: из-за парникового эффекта её температура на поверхности составляет в среднем +470°С. Слои атмосферы Венеры состоят из серной кислоты, что тоже губительно для жизни, а атмосферное давление выше земного в 92,1 раза. Однако известны организмы-экстремофилы на Земле, которые обитают в подобных условиях, поэтому ученые полностью не исключают возможность существования организмов в венерианских облаках.
Есть вероятность, что жизнь на Венере находится под её поверхностью, где условия, возможно, намного благоприятнее, чем на поверхности.

Орбита Венеры

Орбита Венеры проста (почти круговая), и в то же время, очень уникальна в Солнечной системе. У нее самый маленький эксцентриситет (как уже отмечено выше, равный 0,0068). Но самая значительная и загадочная особенность в том, что она вращается вокруг своей оси в противоположную сторону движения своей орбите вокруг Солнца. Это редкое явление в характеристике планет Солнечной системы, (кроме Урана), имеющего такую же характерную особенность.

Вращается она вокруг оси с востока на запад. Если взгляд направить с её Северного полюса, то она по орбите вращается по часовой стрелке, хотя все остальные планеты нашей системы вращаются против часовой стрелки. Почему это так происходит – остается загадочной тайной на сегодняшнем этапе развития науки. Расхождение в направлении движения планеты вокруг своей собственной оси по орбите дает нам длительность суток на Венере (в 116,8 раз больше, чем на нашей Земле), и поэтому там только дважды в году бывает восход и заход Солнца. Сутки (т.е. день и ночь) равны 58,4 земным суткам. Планета облетает Солнце за 224,7 суток (сидерический период) со скоростью 34,99 км/сек., при собственном вращении вокруг оси 243 суток (земные сутки).

На планете свой необычный календарь, где год длится меньше суток. Из-за незначительного наклона плоскости орбиты к плоскости экватора на Венере практически нет сезонных изменений. В связи с тем, что орбита Венеры находится между орбитами Меркурия и нашей планетой, и ближе к Солнцу, чем мы, то земляне могут наблюдать у Венеры изменение фаз, как и у Луны. Впервые такое изменение фаз было зафиксировано в 1610 году Галилеем, после изобретения им телескопа, и при наблюдении за Венерой. Но в хорошую безоблачную погоду, во время наибольшего сближения Венеры с Землей, и без телескопа можно заметить на небе серпик Венеры. Наблюдать планету можно недолго, только в период после заката и потом перед восходом Солнца, так как её орбита удаляется от Солнца не более, чем на 48 градусов. В нижнем соединении к Земле Венера всегда повернута одной стороной.