Венера (планета)

Венера — друга планета від Сонця, названа ім'ям давньоримської богині кохання та краси Венери.

Венера належить до планет земної групи: її маса, розмір, розташування у Сонячній системі та внутрішня будова наближені до земних. Венера обертається навколо Сонця за 225 земних діб, а оберт навколо своєї осі триває 243 земні доби. Вона є однією із двох планет Сонячної системи, які обертаються навколо своєї осі за годинниковою стрілкою, якщо дивитись із півночі. Супутників у Венери немає.

Атмосфера Венери гаряча та густа. Тиск на поверхню більший за земний у 92 рази. Внаслідок парникового ефекту температура на поверхні Венери складає 464 °C. Поверхню повністю закривають хмари з сірчаної кислоти, які відбивають сонячне світло та роблять Венеру «сяючою» при спостереженні з Землі.

Імовірно, поверхня Венери складається з базальту. Близько 80 % поверхні складають рівнини, решта — метеоритні кратери, вулкани та тессери. На рельєф поверхні значно впливає атмосфера, що не дає впасти метеоритам відносно невеликого розміру. Наявна вулканічна та тектонічна активність. У планети є магнітне поле, яке виникає внаслідок взаємодії сонячного вітру та заряджених атомів у верхніх шарах атмосфери; воно достатньо сильне, щоб частково захищати поверхню планети від сонячного вітру.

Одні з перших письмових згадок Венери знайдено в манускриптах Вавилонії близько 1600 року до н. е. Планету також спостерігали єгиптяни та греки. Вивченням фаз Венери займався Галілео Галілей. До Венери було відправлено понад сорок космічних місій, першою успішною з яких був «Марінер-2», запущений у 1962 році.

Назва та символ Планету названо іменем давньоримської богині любові та краси Венери, яка в Стародавній Греції була відома як Афродіта. У деяких давніх культурах Венеру у вранішній та вечірній появі вважали різними об'єктами та мали для них різні назви. Так, давні греки називали Венеру в вечірній появі Геспер, що означало «вечірня зоря», а у вранішній — Фосфор, «той, хто приносить світло». Першим, хто зрозумів їхню ідентичність, міг бути Піфагор у VI столітті до н. е., або Парменід у V столітті до н. е.

У інших мовах також є назви для планети Венери, вони часто мають подібне значення: У Стародавньому Китаї Венера мала назву «Тай пай», що означало «велика біла зоря». У теорії П'яти Елементів Венера асоціюється з елементом металу. У Стародавньому Єгипті Венеру називали «Пташка фенікс» або «Чапля» і пов'язували її з богом Осірісом. Лише у Пізній період планета отримала назву «Вранішня зоря», тоді під впливом Месопотамії її стали асоціювати з богом Гором. Арабською мовою Венеру називають زُهْرَة («зухра»), тобто «яскравість, сяйво». В івриті існує кілька варіантів назви планети, найбільш поширеною є נֹגַהּ («ноґа»), що має однакове значення з арабською назвою زُهْرَة. Латинською мовою планета називалася «Люцифер», що, подібно до грецької назви «Фосфор», означало «той, хто приносить світло».

Вважається, що символ Венери є стилізованою версією дзеркальця богині любові. Також він символізує жіночу стать. За однією із версій, символ походить від скорочення назви планети Венери грецьким письмомG D Schott, Sex, drugs, and rock and roll: Sex symbols ancient and modern: their origins and iconography on the pedigree, BMJ 2005;331:1509-1510 (24 грудня), .

Дослідження

Венера у стародавній астрономії Історія спостереження Венери є багатою та довгою, адже планета була та залишається яскравим об'єктом на небі: вона здатна відбивати достатньо світла, щоб створювати тіні. Венеру можна побачити навіть вдень при гарних погодних умовах. Згадки Венери з'являються у роботах стародавніх вавилонян, чиї тексти про планету датуються приблизно 1600 роком до н. е. Серед древніх цивілізацій, що вивчали Венеру, також були греки та єгиптяни. Вважається, що грецький математик Піфагор був першим, хто зрозумів, що вечірня та вранішня зорі, як називали Венеру, насправді були одним об'єктом.

Мая приділяли особливу увагу Венері. Свої дослідження циклу цієї планети протягом восьми років вони задокументували у Дрезденському кодексі, робота над яким тривала з 600 по 1561 рік нашої ери.

У 1271 році у французькій роботі Introductoire d'Astronomie було висловлено думку, що Меркурій та Венера обертаються навколо Сонця.

Наземні спостереження

Ранні телескопічні спостереження Венери та інших планет провів Галілео Галілей. У 1610 році він вперше досліджував фази Венери, що означали сферичну форму планети та обертання її навколо Сонця, таким чином підтверджуючи теорію Коперніка. Коли Джованні Доменіко Кассіні спостерігав Венеру у 1666—1667 роках, він помітив зміни альбедо (здатності відбивати світло), що у XVIII столітті були інтерпретовані як можливі континентальні та океанічні маси. Невдовзі після винайдення телескопа було виявлено, що розмір Венери подібний до розміру Землі.

Венера з'являється на небі як вранішня та вечірня зоря. Коли яскравість планети найбільша, її видима зоряна величина становить –4,6 — у цей час Венера поступається за яскравістю лише Сонцю та Місяцю.

В кінці XVIII століття лілієнтальський астроном провів більш детальні дослідження фаз Венери. Він виявив, що існують систематичні відмінності між геометрично розрахованою фазою Венери та фактично спостережуваної фазою. Спершу Шретер вважав, що ці нерівності, як і у випадку з Місяцем, пов'язані з особливостями поверхні, такими як гірські хребти, однак у статті 1803 року, присвяченій фазі Венери під час дихотомії, дійшов висновку, що це сутінкові ефекти в атмосфері. Це явище заведено називати ефектом Шретера, терміном, введеним Патріком Муром. Через нього дихотомія Венери проявляється на один або два дні раніше до її східної елонгації як вечірньої зорі, відповідно, пізніше до її західної елонгації як ранкової зорі.

У період із 2000 року до н. е. до 2024 року відбулося 54 проходження Венери перед диском Сонця («транзити»). Першим транзит Венери спостерігав Джерімая Горрокс у 1639 році. Спостерігаючи проходження 6 червня 1761 року, Михайло Ломоносов дійшов висновку про наявність у Венери потужної атмосфери. Останній транзит відбувся 5 червня 2012 року, наступний станеться лише у 2117 році.

У 1927 році вдалося вперше зробити структури в хмарному покриві Венери видимими за допомогою ультрафіолетових зображень. У 1932 році за допомогою спектрального аналізу вперше було виявлено вуглекислий газ як основний компонент атмосфери Венери. 1956 р. астрономи Морської дослідницької лабораторії США вперше зареєстрували теплове випромінювання нижньої атмосфери Венери: воно відповідало температурі 600 К (понад 300 °C). 1957 року французький астроном-аматор Шарль Буає помітив темну горизонтальну структуру на своїх ультрафіолетових зображеннях Венери та зробив висновок з її обертання, що вона мала чотириденну ретроградну циркуляцію атмосфери.

На початку 1960 рр. дослідники США та СРСР застосували для вивчення поверхні Венери радіолокацію. Аналіз відбитого сигналу дозволив визначити період обертання планети. Його вперше вдалося виміряти під час нижнього з'єднання в 1961 році. Цього вдалося досягти за допомогою радіолокаційного променя від 26-метрової антени в Голдстоуні (штат Каліфорнія), обсерваторії Джодрелл Бенк у Великій Британії та радянського радіотелескопа в Євпаторії в Криму. Однак ретроградний напрямок обертання не можна було довести до 1964 року.

Вимірювання часу проходу радіолокаційних променів також дало точні значення відстані Венери до Землі в цих дослідженнях. В ході цих вимірювань часу проходження фізик Ірвін Шапіро зміг в 1968 році експериментально підтвердити гравітаційну затримку сигналу, яку передбачив в 1964 році і яка названа на його честь. Відповідно до загальної теорії відносності, час проходження радіолокаційного сигналу має бути трохи більшим, ніж у класичній теорії, внаслідок проходження через гравітаційне поле Сонця. Ефект повинен становити близько 200 мікросекунд у верхньому з'єднанні Венери. Ця величина підтверджується з великою точністю з моменту перших вимірювань.

Сучасні дослідження Станом на 2018 рік до Венери спрямували 43 космічні експедиції, 30 із яких досягли поставленої мети. Першою експедицією до Венери мав стати радянський космічний апарат «Важкий супутник 01». Його запустили 4 лютого 1961 року, проте він вийшов з ладу на низькій навколоземній орбіті, імовірно через те, що джерело енергії не було пристосоване працювати у вакуумі. Першою успішною експедицією до Венери став «Марінер-2», запущений НАСА у 1962 році. Він здійснив проліт повз планету, досліджуючи її протягом 42 хвилин. Тоді були зроблені сканування термінатора, нічної та денної сторони, отримано інформацію про атмосферу та поверхню планети. Наступною була «Венера-3» — перша вдала експедиція СРСР до Венери. Вона стала третьою в серії «Венера», яка складалася з 16 апаратів, запущених з 1961 по 1984 рік. Запуск «Венери-3» відбувся у 1966 році. Вона також була першою експедицією, під час якої апарат досяг поверхні Венери, проте не передав ніяких даних. Через рік запустили «Венеру-4», яка передала інформацію про температуру та тиск у товщі атмосфери планети. Перед втратою зв'язку температура становила 275 °C, а тиск перевищував земний у 20 разів. «Венера-4» стала першим космічним апаратом, який визначив склад атмосфери Венери, але зруйнувалася до того, як досягти поверхні.

У 1973 році американський апарат «Марінер-10» застосував гравітаційний маневр біля Венери, щоб дістатися Меркурія. Під час прольоту зонд «Марінер-10» зробив 4 165 фотографій Венери з космосу. Перші фотографії поверхні Венери зробив космічний апарат «Венера-9» 1975 року. Після досягнення поверхні біля Області Бета апарат працював 53 хвилини, отримавши лише одне зображення поверхні, вкритої камінням довжиною 30-40 см, значна частина якого перебувала під шаром ґрунту.

Починаючи з 1989 року Сполучені Штати Америки запустили чотири зонди («Магеллан», «Галілео», «Кассіні» та Parker Solar Probe), що допомогли отримати важливу інформацію про планету. Запущений 1989 року «Магеллан» сфотографував усю поверхню Венери, а також зробив кілька відкриттів. «Галілео», запущений того ж року, з пролітної траєкторії дослідив хмари та виявив блискавки на Венері. Апарати «Кассіні» та Parker Solar Probe, запущені 1997 та 2018 року, здійснили прольоти повз планету. Серед новіших місій також є Venus Express, «Акацукі», Unitec-1, IKAROS та BepiColombo. Вони всі були запущені після 2004 року.

Майбутні експедиції

Американська експедиція DAVINCI запланована на 2029 рік. Вона має зосередитися на атмосфері та складі Венери. Під час цієї експедиції зокрема заплановано спуск в атмосферу Венери, щоб дістатися поверхні.

Експедиція Європейської космічної агенції EnVision, запланована на 2030 рік, має зібрати інформацію про внутрішню будову та атмосферу Венери.

Запуск апарата VERITAS заплановано близько 2030 року. Мета — створення детальних карт поверхні Венери.

Фізичні характеристики

Венера є шостою за розміром планетою Сонячної системи. Її середній радіус дорівнює 6051,8 км, що становить 0,950 середнього радіуса Землі. Належить до планет земної групи. Поміж інших планет розмір Венери найближчий до розміру Землі. Полярний та екваторіальний радіуси Венери рівні, це означає, що форма планети є майже кулястою, на відміну від більшості планет, які мають помітне стиснення. Венера подібна до Землі за масою (маса Венери дорівнює 0,815 маси Землі). Густина Венери (5243 кг/м³) також близька до густини Землі (5513 кг/м³). Через значну кількість подібностей Венеру часто називають «планетою-сестрою» або «планетою-близнючкою» Землі, однак, планети суттєво відрізняються. Прискорення вільного падіння на поверхні Венери становить 8,87 м/с², що майже стільки ж, скільки в атмосфері Урана, та складає 0,903 прискорення вільного падіння на поверхні Землі.