Венера - планета, которую часто называют сестрой Земли, но сестра эта оказывается той ещё злюкой, способной в два счёта расплавить свинец и раздавить сталь. Мы привыкли любоваться её ярким светом на утреннем или вечернем небе, даже не подозревая, что скрывается за этим прекрасным обликом.
Венера вращается вокруг Солнца по орбите, которая почти идеально круглая - такого нет больше ни у одной планеты, ведь эксцентриситет её орбиты составляет всего 0,007. Это значит, что расстояние до Солнца меняется совсем незначительно, и климат на Венере не знает сезонных колебаний в принципе. Если бы там можно было жить, вы бы всю жизнь наслаждались (или страдали) ровно одной и той же погодой, без сюрпризов в виде похолоданий или потеплений.
При этом Венера совершает полный оборот вокруг Солнца за 225 земных дней, а вот вокруг своей оси крутится просто черепашьими темпами - один оборот занимает 243 земных дня. Получается парадокс: год на Венере короче дня, и если бы вы там оказались, то встречали бы новый год чаще, чем новый рассвет. Добавьте к этому тот факт, что вращается она в обратную сторону по сравнению с большинством планет, и Солнце там встаёт на западе, а садится на востоке.
Если вы думаете, что Меркурий - самая горячая планета, то Венера с лёгкостью побьёт его рекорд, ведь температура на её поверхности держится около +460 градусов Цельсия круглые сутки. Такого пекла нет даже на ближайшей к Солнцу планете, потому что плотная углекислотная атмосфера создаёт чудовищный парниковый эффект, не выпуская тепло наружу. На Меркурии днём жарче, но ночью там минус 180, а здесь всегда одинаково, и эта баня не остывает миллионы лет.
Атмосфера Венеры настолько плотная и тяжёлая, что она прижимает к поверхности давление, в 92 раза превышающее земное, что сравнимо с погружением в океан на глубину почти километр. Любой объект, попавший туда, будет мгновенно сплющен, как пустая банка из-под газировки, если только он не сделан из сверхпрочных сплавов. Кстати, из-за такого давления небо на Венере всегда затянуто плотными облаками, и солнечного света до поверхности доходит лишь около 20 процентов.
Облака Венеры состоят не из водяного пара, а из концентрированной серной кислоты с примесями хлора и фтора, что превращает их в едкое химическое облако, разъедающее всё, что попадётся на пути. Если бы на Венере шли дожди, они были бы кислотными настолько, что мгновенно растворили бы кожу и кости, но, к счастью для гипотетических путешественников, до поверхности эти капли не долетают. Высокая температура испаряет их ещё в атмосфере, создавая подобие кислотного тумана высоко вверху, но не внизу.
Верхние слои венерианской атмосферы вращаются вокруг планеты со скоростью, намного превышающей скорость вращения самой планеты - это явление называют суперротацией. Ветры там разгоняются до 100 метров в секунду (360 километров в час) и облетают планету всего за четверо земных суток, увлекая за собой облака. Получается, что атмосфера живёт своей жизнью, не обращая внимания на лениво поворачивающуюся поверхность, и создаёт постоянные ураганы на высоте 50-70 километров.
На поверхности Венеры ветра практически нет - плотный воздух почти не движется, и если бы вы там стояли, то ощущали бы лишь лёгкое дуновение, но при этом давление раздавило бы вас в лепёшку. Такое сочетание безветрия и чудовищного сжатия делает пейзажи Венеры пустынными и неподвижными, как в замедленной съёмке кошмара. Камни там лежат тысячелетиями, не сдвигаясь с места, потому что нет ни ветра, ни воды, чтобы их перемещать.
Поверхность Венеры преимущественно равнинная, но усеяна тысячами вулканов, многие из которых, по мнению учёных, могут быть активны до сих пор. Самый высокий вулкан - гора Маат - поднимается на 8 километров над средним уровнем, и есть свидетельства того, что он извергался сравнительно недавно по геологическим меркам. Если это так, то Венера до сих пор остаётся геологически живой планетой, просто её активность скрыта от нас плотным одеялом облаков.
Следов тектоники плит, подобной земной, на Венере не обнаружили, и её кора представляет собой единый жёсткий слой с трещинами, через которые наружу выходила лава. Из-за отсутствия плит тепло из недр выходит иначе - через многочисленные вулканические постройки и зоны разломов, напоминающие земные рифты. Возможно, когда-то кора Венеры раскололась на куски, но потом остановилась, и теперь планета живёт в режиме «горячей точки», как Гавайи, только в миллион раз масштабнее.
На Венере обнаружены структуры, которые назвали «тессерами» - это хаотично пересекающиеся хребты и долины, образующие узор, похожий на паркет. Такие области занимают около 8 процентов поверхности и считаются древнейшими участками коры, которым более 700 миллионов лет. Их происхождение до конца не ясно, но предполагается, что это результат сложных деформаций, когда планета то сжималась, то растягивалась в процессе эволюции.
Венерианские равнины покрыты застывшими базальтовыми потоками, которые когда-то залили огромные территории, похоронив под собой древний рельеф. Это говорит о том, что в истории планеты были периоды глобального вулканизма, когда лава извергалась повсеместно в течение миллионов лет. Примерно 500-700 миллионов лет назад что-то случилось, и Венера буквально переплавила свою поверхность, стерев более старые кратеры и создав новый облик.
Кратеров на Венере сравнительно мало - всего около тысячи, что для планеты таких размеров очень скромно, и это тоже следствие недавнего обновления поверхности. Плотная атмосфера сжигает мелкие метеориты ещё до падения, а крупные оставляют следы, но вулканизм быстро их заливает лавой. Поэтому возраст большинства видимых кратеров не превышает полумиллиарда лет, и все они выглядят свеженькими, словно только что образовались.
Из-за чудовищного давления и температуры ни один из спускаемых аппаратов не работал на поверхности Венеры дольше двух часов - рекорд принадлежит советской «Венере-13», продержавшейся 127 минут. За это время аппараты успевали передать панорамы, измерить состав грунта и атмосферы, а затем замолкали навсегда, раздавленные и расплавленные. Эти кадры с желтовато-оранжевым небом и плоскими камнями на переднем плане остаются единственными свидетельствами с поверхности адской планеты.
Цвет неба на Венере, если смотреть с поверхности, должен быть оранжево-жёлтым из-за рассеяния света в плотной углекислой атмосфере с примесью серы. Солнце оттуда видно как расплывчатое светлое пятно в облаках, и чёткой тени предметы не отбрасывают, потому что освещение очень рассеянное. Атмосфера работает как гигантский светофильтр, окрашивая всё в мрачные тона заката, который никогда не кончается и не сменяется ночью.
Венера - единственная планета Солнечной системы, названная в честь женского божества, причём имя ей дали древние римляне, увидевшие в ней прекрасную богиню любви. Забавно, что планета с таким романтичным названием оказалась самым негостеприимным местом, где даже роботы гибнут за минуты. В древности её считали двумя разными звёздами - утренней и вечерней, пока Пифагор не догадался, что это одно и то же светило.
Средняя температура на Венере выше, чем на Меркурии, несмотря на то, что она почти вдвое дальше от Солнца - вот что значит хорошая шуба из парниковых газов. Если бы у Земли была такая же атмосфера, наши океаны вскипели бы и испарились, а поверхность стала бы безжизненной пустыней. Поэтому Венера служит для нас наглядным примером того, куда может зайти парниковый эффект, если выйти из-под контроля.
Радиолокационные исследования показали, что на Венере есть огромные вулканические равнины и несколько возвышенностей, напоминающих земные континенты. Две главные «земли» - Земля Афродиты и Земля Иштар - по размерам сравнимы с Африкой и Австралией и поднимаются на километры над средним уровнем. На Земле Иштар находится самый высокий горный массив - горы Максвелла, высотой до 11 километров, что выше земного Эвереста.
Венера не имеет магнитного поля, которое защищало бы её от солнечного ветра, и причина этого до сих пор обсуждается учёными. Ядро планеты, скорее всего, частично расплавлено, но его вращение слишком медленное, чтобы запустить динамо-эффект, создающий поле. В результате солнечный ветер взаимодействует с верхней атмосферой, постепенно унося лёгкие элементы в космос, и Венера теряет воду быстрее, чем могла бы её накопить.
Воды на Венере практически нет - в атмосфере обнаружены лишь следы водяного пара (около 0,002 процента), а на поверхности её быть не может из-за жары. Когда-то, миллиарды лет назад, Венера могла иметь океаны, похожие на земные, но парниковый эффект испарил их, а солнечный ветер разложил воду на водород и кислород и унёс в космос. Теперь это сухая планета, на которой не осталось ни капли жидкой влаги.
В 2020 году учёные объявили об обнаружении в облаках Венеры фосфина - газа, который на Земле производят микроорганизмы, что вызвало бурю споров. Позже данные подвергли сомнению, но сама идея возможной жизни в кислотных облаках на высоте 50 километров будоражит умы. Там давление и температура вполне земные (около +30 градусов), и теоретически какие-то экстремальные микробы могли бы существовать в капельках серной кислоты, хотя это звучит как научная фантастика.
Толщина атмосферы Венеры такова, что она преломляет солнечные лучи и позволяет наблюдать явление, невозможное на Земле - например, Солнце там можно увидеть даже после захода, благодаря рефракции. Свет огибает планету, создавая эффект длинных сумерек, и день с ночью сменяются не так резко, как на безвоздушных телах. Впрочем, с поверхности этого всё равно не увидеть из-за облаков, которые скрывают всё, кроме смутного свечения.
Скорость вращения Венеры настолько мала, что планета почти идеально круглая, без заметного экваториального вздутия, которое есть у Земли и других планет. Из-за медленного вращения центробежная сила не сплющивает её, и форма Венеры близка к идеальному шару, что делает её уникальной среди планет земной группы. Если бы можно было покататься по её поверхности, сила тяжести везде была бы почти одинаковой, без колебаний.
Космические аппараты, изучавшие Венеру, насчитывают несколько десятков, и больше всего в этом преуспел Советский Союз с серией «Венера» и программой «Вега». Именно советские учёные впервые передали панорамы с поверхности, измерили содержание элементов в грунте и даже запускали аэростаты в атмосферу. Сегодня интерес к Венере возвращается: NASA и ЕКА планируют новые миссии «Веритас», «ДаВинчи» и «Энвижн», которые должны стартовать в конце 2020-х.
Атмосферное давление на Венере так велико, что если бы вы могли там стоять, то ощущали бы себя так, будто на вас навалилась гора воды. При этом газ настолько плотный, что он ведёт себя почти как жидкость - например, звук в нём распространяется быстрее и дальше, а конвекция происходит совсем иначе. В таких условиях даже лёгкое движение руки потребовало бы колоссальных усилий, потому что воздух оказывает чудовищное сопротивление.
Интересно, что на Венере есть день и ночь, но они длятся по 58 земных суток каждый, из-за чего смена освещения происходит крайне медленно. При этом благодаря плотной атмосфере перепад температур между дневной и ночной стороной почти отсутствует - тепло равномерно распределяется ветрами. Так что ночью там так же жарко, как днём, и понятие «прохлада» отсутствует в принципе.
Венерианские горы на радиолокационных снимках выглядят очень яркими, потому что их склоны покрыты каким-то минералом, хорошо отражающим радиоволны. Предполагается, что это может быть пирит (железный колчедан) или теллурические отложения, связанные с вулканической активностью. Если это так, то горы Венеры буквально сверкают «золотом» для радаров, хотя на самом деле они серые и мрачные.
В отличие от Земли, у Венеры нет плит и дрейфа континентов, но есть признаки горизонтальных движений коры в виде линейных разломов и сдвигов. Некоторые ущелья тянутся на тысячи километров и напоминают рифтовые долины, например, долина Балтис длиной более 7000 километров. Это говорит о том, что в прошлом кора Венеры испытывала растяжение, но до раскола на отдельные плиты дело так и не дошло.
На Венере нет воды, но учёные предполагают, что когда-то существовали кратковременные потоки лавы или даже «лавины» из расплавленной серы, оставившие следы на склонах. Такие потопы из расплавленной породы могли формировать каналы, похожие на речные русла, и сейчас они видны на радарных снимках. Однако однозначного ответа, чем именно вырезаны эти долины, пока нет: лавой, пирокластикой или чем-то ещё.
Венера почти не уступает Земле по размеру: её диаметр составляет 95 процентов земного, а масса - 81 процент, из-за чего её часто называют планетой-близнецом. Сила тяжести там составляет около 0,9 от земной, так что человек чувствовал бы себя почти как дома, если бы не температура и давление. Внутреннее строение тоже схоже: кора, мантия, железное ядро, только вот ядро, вероятно, твёрдое или частично жидкое, но не генерирует поле.
Радиоактивные элементы в недрах Венеры выделяют тепло, которое должно куда-то деваться, и вулканизм - главный способ сброса этого тепла. Учёные подсчитали, что для поддержания теплового баланса Венера должна извергать лаву каждые несколько миллионов лет, но точных доказательств современной активности нет. Возможно, нас ждут сюрпризы, когда новые зонды увидят горячие точки в инфракрасном диапазоне.
В 1985 году советские аппараты «Вега-1» и «Вега-2» сбросили в атмосферу Венеры аэростатные зонды, которые дрейфовали на высоте 50 километров около двух суток. Это был уникальный эксперимент: зонды передавали данные о ветрах, давлении и составе облаков, двигаясь вместе с ураганными потоками. Они пролетели тысячи километров, доказав существование глобальной циркуляции, и это остаётся единственным случаем аэростатного исследования другой планеты.
Плотные облака Венеры отражают около 70 процентов солнечного света, что делает её самым ярким объектом на нашем небе после Солнца и Луны. Именно поэтому Венеру так легко заметить даже днём, если знать, куда смотреть, и она висит как ослепительный фонарь. В древности её яркость порождала легенды, и люди считали её то богиней, то зловещей звездой, предвещающей войны.
С поверхности Венеры из-за плотной атмосферы нельзя увидеть звёзды - только смутное оранжевое свечение и, возможно, более яркое пятно там, где Солнце. Оптическая толща облаков настолько велика, что дневной свет напоминает земные сумерки после заката, и никаких астрономических наблюдений оттуда не провести. Если бы на Венере жили разумные существа, они бы даже не знали о существовании звёзд и других планет.
Венерианские вулканы часто имеют очень пологие склоны и напоминают щитовые вулканы Гавайев, но есть и странные структуры, похожие на блины - «панкейки» диаметром до 25 километров. Это купола вязкой лавы, которая выдавливалась из недр и растекалась, образуя круглые формы с крутыми краями. Такие образования редки на Земле, но на Венере их сотни, и они указывают на особый состав магмы, богатой кремнезёмом.
Электрические разряды в атмосфере Венеры - обычное дело, и аппараты фиксировали грозы, бушующие в облаках, возможно, даже более мощные, чем на Земле. Молнии там могут быть связаны с вулканическим пеплом или просто с трением частиц в плотной атмосфере, но их наличие подтверждено многократно. Вспышки молний освещают адские пейзажи, делая их ещё более зловещими, хотя увидеть это с поверхности невозможно.
Кора Венеры в среднем тоньше земной и составляет около 30-40 километров, но под возвышенностями она может быть толще, как под континентами. Мантия, скорее всего, силикатная и горячая, с возможными конвективными потоками, но без явных признаков плитной тектоники. Всё это говорит о том, что Венера остывает медленнее Земли из-за отсутствия эффективного механизма сброса тепла.
Венера не имеет спутников, и никаких следов их существования в прошлом не обнаружено, хотя гипотетически она могла захватить астероид. Близость к Солнцу и гравитация делают захват маловероятным, а если бы спутник и появился, приливные силы быстро разрушили бы его. Так что Венера - одиночка, и её некому скрашивать долгие венерианские ночи (которые, впрочем, такие же жаркие, как и дни).
Транзиты Венеры по диску Солнца - редкое астрономическое событие, которое происходит парами с интервалом в 8 лет, а затем повторяется через столетие. В XVIII-XIX веках наблюдения таких прохождений помогли астрономам впервые вычислить расстояние от Земли до Солнца. Следующее прохождение случится в 2117 году, так что нынешнему поколению не повезло - мы пропустили пару 2004 и 2012 годов.
В отличие от Земли, на Венере нет океанов и морей, поэтому перепады высот там относительно небольшие, и 80 процентов поверхности - это равнины. Горы и возвышенности занимают всего 8 процентов, и они сложены более светлым материалом, возможно, анортозитом, как лунные материки. Такое распределение напоминает раннюю Землю до появления тектоники плит, и Венера словно застыла во времени.
Венера имеет слабое индуцированное магнитное поле, которое создаётся при взаимодействии солнечного ветра с ионосферой, но оно не защищает планету от космических лучей. Из-за этого верхние слои атмосферы постепенно эродируют, и планета теряет лёгкие элементы. За миллиарды лет этот процесс унёс огромное количество водорода, и возможно, именно поэтому Венера стала такой сухой.
На Венере отсутствует сезонность из-за очень маленького наклона оси (менее 3 градусов), что делает её климат невероятно стабильным на протяжении года. Если бы на полюсах там было холоднее, то из-за циркуляции атмосферы возникали бы мощные вихри, но данные показывают, что разница температур невелика. Однако у полюсов замечены странные структуры - полярные вихри, похожие на гигантские воронки, которые постоянно меняют форму.
В 1962 году американский зонд «Маринер-2» стал первым успешным аппаратом, пролетевшим мимо Венеры, и опроверг миф о том, что под облаками скрывается тёплый рай. До этого писатели-фантасты рисовали Венеру как влажный джунглевый мир с динозаврами или разумными амфибиями. Реальность оказалась куда суровее: вместо рая - преисподняя, и с тех пор романтический образ планеты был безвозвратно утерян.
Венерианская лава, застывая, образует базальты, похожие на земные, но с повышенным содержанием серы и, возможно, необычных минералов. Анализ грунта в местах посадок «Венер» показал наличие калия, урана и тория, что свидетельствует о дифференциации коры. Возможно, когда-то на Венере существовали граниты, подобные земным континентальным породам, но они были скрыты более поздними излияниями.
На Венере не обнаружено признаков жизни в привычном нам виде, но гипотезы о микробах в облаках продолжают обсуждаться в научной среде. Споры вызывает даже возможный цвет этих гипотетических организмов: они могли бы поглощать зелёный свет и выглядеть красными или жёлтыми. Если жизнь там есть, она должна быть основана на совершенно иной биохимии, способной выживать в серной кислоте и при высоких температурах.
Венера - единственная планета, где продолжительность дня превышает продолжительность года, что приводит к странным хронологическим эффектам. Житель Венеры (если бы он мог существовать) наблюдал бы всего два восхода Солнца за один виток вокруг светила, причём с востока светило бы никогда не появлялось. Такое времяисчисление свело бы с ума любого, кто привык к суточному ритму Земли.
В будущем человечество, возможно, попытается терраформировать Венеру, создав плавучие города в её верхних слоях атмосферы, где условия сносные. На высоте 50 километров давление и температура почти земные, а серная кислота не так страшна при правильной защите. Дирижабли-колонии могли бы парить над облаками, используя воздух как сырьё, и тогда утренняя звезда станет домом для людей.
Несмотря на свою негостеприимность, Венера сыграла ключевую роль в истории астрономии, помогая понять законы небесной механики. Её фазы, открытые Галилеем, стали доказательством гелиоцентрической системы, а прохождения по диску Солнца позволили измерить масштабы Вселенной. Так что даже адская планета может быть полезной для науки, не говоря уже о том, как она красиво сияет по утрам.
Венера напоминает нам о том, как хрупок наш собственный дом и как легко климат может выйти из равновесия, если дать ему волю. Изучая эту планету, мы лучше понимаем Землю и учимся беречь её уникальные условия, которые кажутся нам обыденными, но на самом деле бесценны. Возможно, в этом и заключается главный урок, который преподносит нам утренняя звезда.