После 15-летнего перерыва и спустя 45 лет после полета советской автоматической межпланетной станции (АМС) “Венера-1” земляне вновь обратили взгляд на “Утреннюю звезду”, как еще называют ближайшую к Земле планету Солнечной системы. Чем же привлекает ученых, казалось бы, уже неплохо изученная Венера?
Вместе с Марсом и Меркурием она входит в четверку планет так на-зываемой земной группы. Все они относительно невелики, состоят в ос-новном из плотного каменистого вещества и металлов. Но по природно-климатическим условиям различия у них колоссальные. Оставляя в сторо-не безатмосферный Меркурий, сравним остальные три планеты.
На Венере - плотная газовая оболочка и адская жара; на Марсе - сильно разреженная атмосфера и жестокий холод. Наша планета занимает промежуточное положение: температура воздуха варьирует от -50 до +50 град Цельсия. Но этот благоприятный климат, увы, меняется, особен-но заметно в последние годы.
В то же время природная система нашей планеты очень сложна или, как принято говорить, многослойна и нелинейна. На нее влияет масса фак-торов, большая часть которых не поддается сегодня точной оценке и про-гнозированию их проявления в будущем. При этом иногда даже мелкие воздействия на нелинейную систему могут вызвать масштабные последст-вия. Климатические же системы ближайших соседей нашей планеты, с од-ной стороны, намного проще, с другой - дают примеры крайностей: хо-лодный Марс и раскаленная Венера. Сравнение этих различных климати-ческих систем, выявление причин изменений в них позволит лучше понять и закономерности, управляющие эволюцией Земли.
Советские исследования Венеры с помощью космических аппаратов выполнялись с 1961 по 1985 гг. включительно (программы “Венера” и ВЕГА). “Венера-4” впервые провела измерения на спуске в атмосфере планеты и определила, что она более чем на 90% состоит из углекислого газа. Спускаемые аппараты восьми “Венер” и двух “Вег” работали на по-верхности в общей сложности 11 час 33 мин. “Венера-7” впервые достигла поверхности и непосредственно измерила там температуру, которая оказа-лась равной почти 500 град Цельсия. “Венерой-8” были измерены скорость ветра в атмосфере, уровень освещенности поверхности, определена плот-ность грунта в районе посадки и сделаны оценки характера пород по их естественному гамма-излучению. “Венера-9” и “Венера-10” передали на Землю панорамы поверхности планеты, измерили химический состав ат-мосферы и скорость ветра на поверхности.
В 1982 году “Венера-13” и “Венера-14” впервые передали цветные панорамы поверхности, взяли пробы грунта и выполнили их химический анализ. “Венера-15” и “Венера-16” провели радиолокационную съемку се-верного полушария планеты с разрешением 1-2 км. Многофункциональ-ные “Веги” по пути к комете Галлея “завернули” к Венере и доставили в атмосферу планеты аэростатные зонды, исследовавшие ее состав и дина-мику в течение двухсуточного полета, а на поверхность десантировали по-садочные аппараты.
Тем не менее, неясностей в понимании природы Венеры осталось еще немало. Известно, что ее атмосфера от поверхности до верхней грани-цы облачного слоя вращается вокруг планеты со скоростью достигающей 150 м/с, совершая полный оборот всего за четверо суток. Это явление по-лучило название суперротации, но физический механизм, поддерживаю-щий наблюдаемый «планетарный вихрь», до сих пор не получил надежно-го объяснения.
Как уже упоминалось, основной состав венерианской атмосферы - двуокись углерода (96, 5%) и азот (около 3, 5%). Однако присутствие в ат-мосфере малых газовых составляющих в количестве сотых долей процента и менее, создает сложнейшую химическую систему, к пониманию которой ученые только приближаются.
На высоте около 70 км фотохимические реакции под воздействием ультрафиолетового излучения Солнца приводят к образованию мельчай-ших частиц серной кислоты, которые, постепенно оседая, формируют 20-километровый облачный слой. Пока неизвестные примеси придают плане-те желтоватый оттенок.
Замечательная особенность Венеры и в том, что она, в отличие от Земли не имеет магнитного поля и не защищена от воздействия солнечно-го ветра - потока заряженных частиц - “магнитным щитом”. Поэтому энер-гичные частицы солнечной плазмы вторгаются в верхние слои атмосферы и разрушают ее, унося в космос различные газы. Но опять же этот процесс исследован только теоретически.
Словом, даже этот короткий перечень загадок и проблем свидетель-ствует о том, как мало, несмотря на многолетние исследования, ученые знают о природе Венеры. Отсюда и о необходимость ее дальнейшего изу-чения с тем, чтобы понять особенности эволюции планеты.
“Венера-Экспресс” должна провести комплексные исследования ат-мосферы, плазменной оболочки и поверхности Венеры, включая радиоло-кационное зондирование подповерхностного слоя планеты. Наибольший интерес представляет изучение структуры атмосферы, в первую очередь ее глубоких слоев, их состава и химии, а также атмосферной динамики, ра-диационного баланса и облачного слоя. В числе других важных целей - обнаружение современной вулканической и сейсмической активности, ис-следования свойств поверхности нашей космической соседки, ее радиаци-онного фона.
Российские ученые принимали непосредственное участие в создании установленных на борту станции магнитометра для измерения напряжен-ности и направления магнитного поля Венеры, планетарного фурье-спектрометра PFS (Planetary Fourier Spectrometer) для регистрации с высо-ким разрешением температуры атмосферы на высотах 55-100 км и спек-трометра SPICAV (Spectroscopy for Investigation of Characteristics of the Atmosphere of Venus) для изучения атмосферы Венеры и прогнозирования ее эволюции.
Миссия Venus-Express рассчитана на три земных года. Из-за очень медленного вращения Венеры вокруг собственной оси за это время на ней пройдет лишь около четырех суток, и научные приборы станции смогут четырежды исследовать суточный цикл планеты.
Итак, сегодня приборы российских ученых работают на борту евро-пейского венерианского космического аппарата, а через несколько лет уже европейские специалисты смогут разместить свою научную аппаратуру на борту российской автоматической межпланетной станции. Причем это бу-дет принципиально новый космический аппарат, который сможет работать на поверхности Венеры в течение более месяца при пятисотградусной жа-ре и давлении, большем, чем в самых глубоких земных морях. Это помо-жет ученым еще ближе подойти к разгадке множества тайн, которые скрывает в себе загадочная и притягательная Венера.
12.04.2006 Юрий Зайцев, эксперт Института космических исследований РАН.
