ВЕНЕРА

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Таганрогский государственный педагогический институт имени А.П.Чехова»

Физико-математический факультет

Кафедра теоретической, общей физики и технологии

ВЕНЕРА

Реферат

Студентки V курса

Сеповой Карины Алексеевны

Специальность «Физика» с дополнительной

специальностью «Математика»

Проверил:

доцент

Кихтенко Сергей Николаевич

Таганрог

2012г

Содержание:

1.     Открытие планеты

2.     Особенности вращения Венеры 

3.     Венера в цифрах

4.     Спутники Венеры

5.     Атмосфера

6.     Поверхность и внутреннее строение

7.     Исследование планеты с помощью космических аппаратов

8.     Рельеф Венеры

9.     Климат Венеры

10.                       Вид с Земли

11.                       Прохождение Венеры по диску Солнца

1.     Открытие планеты

В телескоп, даже небольшой, можно без труда увидеть и пронаблюдать изменение видимой фазы диска планеты. Их впервые наблюдал в 1610г. Галилей. Атмосферу на Венере открыл М. В. Ломоносов 6 июня 1761 г. 

2.     Особенности вращения Венеры 

С помощью радиоволн было установлено, что Венера вращается вокруг своей оси в направлении, обратном направлению  вращения почти всех планет - по часовой стрелке, если  смотреть с северного полюса планеты. Вращается Венера очень медленно. Если исходить из общепринятой схемы образования Солнечной системы, следует ожидать вращения планет в одну сторону как по орбитам, так и вокруг оси. Для оправдания имеющихся исключений (Венеры и Урана, Плутон - не в счет), предполагают, в частности, возможные столкновения этих планет на ранних стадиях их формирования с крупными небесными телами. Катастрофа такого рода могла вполне повлечь за собою изменение ориентации оси вращения планет.

3.     Венера в цифрах.

4.     Спутники Венеры.

Венера наряду с Меркурием считается планетой, не имеющей естественных спутников. Однако между 1672 и1892 было принято рассматривать в качестве её спутника объект, впервые наблюдавшийся Джованни Кассини и получивший наименование Нейт (в честь древнеегипетской богини охоты). Позже одни наблюдатели сообщали, что видели спутник, в то время как другие утверждали, что не смогли его найти, несмотря на все приложенные усилия. Скорее всего, наблюдения спутника были оптическими иллюзиями - изображение Венеры настолько яркое, что свет от нее отражается от глаза наблюдателя и попадает обратно внутрь телескопа, где создает второе изображение меньшего размера. Также возможно, что Кассини спутал спутник с астероидом, проходившим поблизости, или звездой.

5.     Атмосфера.

Хотя Венера является самой близкой к Земле планетой, исследование её поверхности началось совсем недавно. Дело в том, что от взгляда земного наблюдателя поверхность планеты скрыта облачным покровом. Впрочем, даже если бы не было облаков, атмосфера Венеры настолько плотная, что сквозь неё разглядеть поверхность не удалось бы.

Атмосфера Венеры состоит в основном из углекислого газа (96%) и азота (почти 4%). Водяной пар и кислород содержатся в ней в следовых количествах (0,02% и 0,1%). Давление у поверхности достигает 93 атм, температура — 737 К. Это превышает температуру поверхности Меркурия, находящегося вдвое ближе к Солнцу. Причиной столь высокой температуры на Венере является парниковый эффект, создаваемый плотной углекислотной атмосферой.

Плотность атмосферы Венеры всего в 14 раз меньше плотности воды. Интересно, что, несмотря на медленное вращение планеты, перепада температур между дневной и ночной стороной планеты не наблюдается — настолько велика тепловая инерция атмосферы.

Облачный покров расположен на высоте 30 — 60 км и состоит из нескольких слоёв. Их химический состав пока не установлен. Предполагается, что в них могут присутствовать капельки концентрированной серной кислоты, соединения серы и хлора. Измерения, проведённые с борта космических аппаратов, спускавшихся в атмосфере Венеры, показали, что облачный покров не очень плотный, и, скорее, напоминает лёгкую дымку.

В ультрафиолетовом свете облачный покров выглядит как мозаика светлых и тёмных полос, вытянутых под небольшим углом к экватору. Их наблюдения показывают, что облачный покров вращается с востока на запад с периодом 4 суток. Это означает, что на уровне облачного покрова дуют ветры со скоростью 100 м/с.

О нерешённых проблемах, связанных с атмосферой планеты, высказался сотрудник Института исследований Солнечной системы общества Макса Планка (ФРГ) Дмитрий Титов: «Практически вся её атмосфера вовлечена в один гигантский ураган: она вращается вокруг планеты со скоростью, достигающей 120 — 140 метров в секунду у верхней границы облаков. Мы пока совершенно не понимаем, как это происходит и что поддерживает это мощнейшее движение. Ещё один пример: известно, что основной серосодержащий газ на Венере — это двуокись серы. Но когда мы начинаем моделировать химию атмосферы на компьютере, то выясняется, что двуокись серы должна быть "съедена" поверхностью в течение геологически короткого времени. Этот газ должен исчезнуть, если нет какой-то постоянной подпитки. Её приписывают, как правило, вулканической активности».

6.     Поверхность и внутреннее строение.

Исследование поверхности Венеры стало возможным с развитием радиолокационных методов. Наиболее подробную карту составил американский аппарат «Магеллан», заснявший 98% поверхности планеты. Картографирование выявило на Венере обширные возвышенности. Крупнейшие из них — Земля Иштар и Земля Афродиты, сравнимые по размерам с земными материками. На поверхности планеты также выявлены многочисленные кратеры. Вероятно, они образовались, когда атмосфера Венеры была менее плотной. Значительная часть поверхности планеты геологически молода (порядка 500 млн. лет).

Внутреннее строение Венеры в настоящее время представляется следующим: кора толщиной 16 км, под ней — силикатная оболочка, простирающаяся до глубины 3224 км; глубже расположено металлическое ядро. Плотность в центре планеты достигает 14 г/см3. 90% поверхности планеты покрыто базальтовой лавой.

На основании полученных данных предлагается несколько моделей внутреннего строения Венеры. Согласно одной из них, наиболее реалистичной, на Венере имеется три оболочки. Первая из них — кора — имеет толщину примерно 16 км. Далее — мантия, силикатная оболочка, простирающаяся на глубину порядка 3300 км до границы с железным ядром, масса которого составляет около четверти всей массы планеты. Движения вещества в жидком железном ядре не происходит, следовательно, нет перемещения заряженных частиц, то есть электрического тока, а значит, и не возникает собственное магнитное поле планеты.

Интересно, что все детали рельефа Венеры носят женские имена, за исключением высочайшего горного хребта планеты, расположенного на Земле Иштар близ плато Лакшми и названного в честь Джеймса Максвелла.

7.     Исследование планеты с помощью космических аппаратов.

Венера довольно интенсивно исследовалась с помощью космических аппаратов. Первым космическим аппаратом, предназначавшимся для изучения Венеры, была советская «Венера-1». После попытки достижения Венеры этим аппаратом, запущенным 12 февраля 1961, к планете направлялись советские аппараты серии «Венера», «Вега», американские«Маринер» и «Пионер-Венера», «Магеллан». В 1975 космические аппараты «Венера-9» и «Венера-10» передали на Землю первые фотографии поверхности Венеры; в 1982 «Венера-13» и «Венера-14» передали с поверхности Венеры цветные изображения. Впрочем, условия на поверхности Венеры таковы, что ни один из космических аппаратов не проработал здесь более двух часов.

9 ноября 2005 состоялся запуск к планете европейского аппарата «Венера Экспресс». 11 апреля 2006 года аппарат, включив двигатель на 50 минут и снизив скорость, вышел на промежуточную сильновытянутую орбиту вокруг планеты.

24 октября 2006 года мимо Венеры пролетел аппарат NASA — MESSENGER, направляющийся к Меркурию,5 июня 2007 года он снова вернется к Венере для очередного гравитационного маневра.

8.     Рельеф Венеры.

«Венера-15» и «Венера-16» в 1983 году произвели с помощью радиоволн картографирование большей части северного полушария. Американский «Магеллан» с 1989 по 1994 год произвёл более детальное (с разрешением 300 м) и почти полное картографирование поверхности планеты. На ней обнаружены тысячи древних вулканов, извергавших лаву, сотни кратеров, горы. Поверхностный слой (кора) очень тонок; ослабленный высокой температурой, он даёт много возможностей лаве вырваться наружу. Венера - самое активное небесное тело, вращающееся вокруг Солнца. Два венерианских континента - Земля Иштар и Земля Афродиты - по площади не меньше Европы каждая. Равнины восточной Афродиты простираются на 2200 км и находятся ниже среднего уровня. Низменности, похожие на океанские впадины, занимают на Венере только одну шестую поверхности. А горы Максвелла на Земле Иштар возвышаются на 11 км над средним уровнем поверхности. Кстати, горы Максвелла, а также области Альфа и Бета являются единственным исключением из правила, принятого МАС. Всем остальным районам Венеры даны женские имена, в том числе русские: на карте можно найти Землю Лады, равнину Снегурочки и даже равнину Бабы-Яги.

Был изучен рельеф 55 районов Венеры. Среди них имеются участки как сильно всхолмлённой местности, с перепадами высот на 2 — 3 км, так и относительно ровной. В северном полушарии планеты выявлен огромный круглый бассейн протяжённостью около 1500 км с севера на юг и 100 км с запада на восток. Обнаружена большая равнина длиной около 800 км, ещё более гладкая, чем поверхность лунных морей. Удалось обнаружить гигантский разлом в коре длиной 1500 км, шириной 150 км и глубиной 2 км. Выявлен дугообразный горный массив, пересечённый и частично разрушенный другим. На поверхности Венеры было обнаружено около 10 кольцевых структур, подобных метеоритным кратерам Луны и Меркурия, диаметром от 35 до 150 км, но сильно сглаженных, уплощенных. На планете часто встречаются щитовые вулканы, такие, как гора Шапаш (шириной 400 км и высотой 1,5 км).

Ударные кратеры - редкий элемент венерианского пейзажа. На снимке два кратера диаметрами около 40 — 50 км. Внутренняя область заполнена лавой. Торчащие наружу лепестки обнаружены только на Венере. Они представляют собой кучи раздробленной породы, выброшенной при образовании кратера наружу.

9.     Климат Венеры.

Температура на поверхности Венеры (на уровне среднего радиуса планеты) — около 750 К (475°С), причём ее суточные колебания незначительны. Давление — около 100 атм, плотность газа почти на два порядка выше, чем в атмосфере Земли. Установление этих фактов явилось разочарованием для многих исследователей, полагавших, что на этой, так похожей на нашу, планете условия близки к тем, что были на Земле в каменноугольный период, а следовательно, там и похожая биосфера. Первые определения температуры, казалось, могли оправдать такие надежды, но уточнения (в частности, при помощи спускаемых аппаратов) показали, что благодаря парниковому эффекту возле поверхности Венеры исключено всякое существование жидкой воды. Этот эффект в атмосфере планеты, приводящий к сильному разогреванию поверхности, создают углекислый газ и водяной пар, которые интенсивно поглощают инфракрасные (тепловые) лучи, испускаемые нагретой поверхностью Венеры. Температура и давление сначала падают с увеличением высоты. Минимум температуры 150 — 170 К ((-125) — (-105)°С) определён на высоте 100 — 120 км, а по мере дальнейшего подъёма температура растёт, достигая на высоте 12 тыс. км 600 — 800 К (325-525°С). Ветер, весьма слабый у поверхности планеты (не более 1 м/с), на высоте свыше 50 км усиливается до 150 м/с. Наблюдения с автоматических космических станций обнаружили в атмосфере грозы.

10.            Вид с Земли.

Венеру легко распознать, так как по блеску она намного превосходит самые яркие из звёзд. Отличительным признаком планеты является её ровный белый цвет. Венера, так же, как и Меркурий, не отходит на небе на большое расстояние от Солнца. В моменты элонгаций Венера может удалиться от нашей звезды максимум на 48°. Как и у Меркурия, у Венеры есть периоды утренней и вечерней видимости: в древности считали, что утренняя и вечерняя Венеры — разные звёзды. Венера — третий по яркости объект на нашем небе.

11.            Прохождение Венеры по диску Солнца.

Так как Венера является внутренней планетой по отношению к Земле, земной наблюдатель может наблюдать её прохождение по диску Солнца, когда при виде с Земли в телескоп её можно видеть в виде маленького чёрного диска. Однако, это явление является одним из самых редких в Солнечной системе. Примерно в течение двух двух с половиной столетий случается четыре прохождения — два декабрьских и два июньских. Ближайшее произойдёт 6 июня 2012 года. Впервые наблюдал прохождение Венеры по диску Солнца 4 декабря 1639 года английский астроном Джеримайя Хоррокс (1619—1641) Он же это явление предвычислил. Особый интерес для науки представляли наблюдения «явления Венеры на Солнце», которые сделал М. В. Ломоносов 6 июня 1761 года. Это прохождение наблюдалось во всём мире, но только Ломоносов обратил внимание на то, что при соприкосновении Венеры с диском Солнца вокруг планеты возникло «тонкое, как волос, сияние». Такой же светлый ореол наблюдался и при схождении Венеры с солнечного диска. Ломоносов дал правильное научное объяснение этому явлению, считая его результатом преломления солнечных лучей в атмосфере Венеры. «Планета Венера — писал он,— окружена знатной воздушной атмосферой, таковой (лишь бы не большею), какова обливается около нашего шара земного». Так впервые в истории астрономии, ещё за сто лет до открытия спектрального анализа, было положено начало физическому изучению планет. В то время о планетах Солнечной системы почти ничего не было известно. Поэтому наличие атмосферы на Венере Ломоносов рассматривал как неоспоримое доказательство сходства планет и, в частности, сходства между Венерой и Землёй.