Панорама венеры


Ксанфомалити Л.В. Жизнь, кажется, нашли. Но не там, где искали // Наука и жизнь. 2012. № 6. С. 60-66.

Доктор физико-математических наук Леонид Ксанфомалити,
Институт космических исследований РАН.

Анализ поведения обнаруженных на панорамах Венеры объектов позволяет предположить, что по меньшей мере какая-то их часть имеет признаки живых существ. С учётом этой гипотезы можно попытаться объяснить, почему в первый час работы спускаемого аппарата никакие странные объекты, кроме «чёрного лоскута », не наблюдались, а «скорпион» появился только спустя полтора часа после посадки аппарата.

Сильный удар при посадке вызвал разрушение грунта и выброс его в сторону бокового движения аппарата. После посадки аппарат около получаса производил сильный шум. Пиропатроны отстреливали крышки телекамер и научных приборов, работала буровая установка, освободилась штанга с измерительным молотком.


aquo;Обитатели» планеты, если они там были, покинули опасный район. Но со стороны выброса грунта они уйти не успели и были им засыпаны. То обстоятельство, что «скорпион» около полутора часов выбирался из-под сантиметрового завала, говорит о его невысоких физических возможностях. Огромной удачей эксперимента стало совпадение времени сканирования панорамы с появлением «скорпиона» и его близость к телевизионной камере, что позволило разглядеть и подробности развития описанных событий, и его внешний вид, хотя чёткость изображения оставляет желать лучшего. Сканирующие камеры аппаратов «Венера-13» и «Венера-14» предназначались для съёмки панорам окрестностей мест их посадки и получения общих представлений о поверхности планеты. Но экспериментаторам повезло — удалось узнать намного больше.

Аппарат «Венера-14» тоже опустился в экваториальной зоне планеты, на расстоянии около 700 км от «Венеры-13». Поначалу анализ снятых «Венерой-14» панорам каких-либо особых объектов не обнаружил. Но более подробный поиск дал интересные результаты, которые сейчас изучаются. А мы вспомним про первые панорамы Венеры, полученные в 1975 году.

Миссии «Венера-9» и «Венера-10»

Результаты миссий 1982 года не исчерпывают все имеющиеся наблюдательные данные. Почти на семь лет раньше на поверхность Венеры опустились менее совершенные аппараты «Венера-9» и «Венера-10» (22 и 25 октября 1975 года).


тем, 21 и 25 декабря 1978 года, состоялся десант «Венеры-11» и «Венеры-12». На всех аппаратах также стояли оптико-механические сканирующие камеры, по одной с каждой стороны аппарата. К сожалению, на аппаратах «Венера-9» и «Венера-10» раскрылось только по одной камере, крышки вторых не отделились, хотя камеры работали нормально, а на аппаратах «Венера-11» и «Венера-12» не отделились крышки всех сканирующих камер.

По сравнению с камерами «Венеры-13» и «Венеры-14» разрешение на панорамах «Венеры-9» и «Венеры-10» было почти вдвое ниже, угловое разрешение (единичный пиксел) составляло 21 угловую минуту, длительность развёртки строки — 3,5 секунды. Форма спектральной характеристики примерно соответствовала человеческому зрению. Панорама «Венеры-9» охватывала 174° за 29,3 минуты съёмки с одновременной передачей. «Венера-9» и «Венера-10» проработали соответственно 50 минут и 44,5 минуты. Изображение в реальном времени ретранслировалось на Землю через остронаправленную антенну орбитального аппарата. Уровень шума в принятых изображениях был низким, но из-за ограниченного разрешения качество исходных панорам, даже после сложной обработки, оставляло желать лучшего.


Фото 10. Панорама, переданная 22 октября 1975 года аппаратом «Венера-9» с поверхности планеты
Фото 10. Панорама, переданная 22 октября 1975 года аппаратом «Венера-9» с поверхности планеты. Вверху — после полной обработки в 1979 году и улучшенной обработки в 2003—2006 годах; внизу — та же панорама, обработанная заново.
Фото 10. Панорама, переданная 22 октября 1975 года аппаратом «Венера-9» с поверхности планеты, обработанная заново
Фото. 11. Угловая левая часть панорамы на фото 10, где виден склон отдалённого холма
Фото. 11. Угловая левая часть панорамы на фото 10, где виден склон отдалённого холма.

Фото 12. Изображение объекта «странный камень» (в овале) при исправлении геометрии
Фото 12. Изображение объекта «странный камень» (в овале) при исправлении геометрии панорамы «Венеры-9» становится более вытянутым. Центральное поле, ограниченное наклонными линиями, соответствует правой части фото 10.

Вместе с тем изображения (особенно насыщенная деталями панорама «Венеры-9») поддались дополнительной, очень трудоёмкой обработке современными средствами, после которой они стали гораздо чётче (нижняя часть фото 10 и фото 11) и вполне сравнимыми с панорамами «Венеры-13» и «Венеры-14». Как уже отмечалось, ретуширование и дополнения изображений полностью исключали.

Аппарат «Венера-9» опустился на склон холма и встал под углом почти 10° к горизонту. На дополнительно обработанной левой части панорамы чётко виден отдалённый склон следующей возвышенности (фото 11). «Венера-10» села на ровную поверхность на расстоянии 1600 км от «Венеры-9».


Анализ панорамы «Венеры-9» выявил много интересных деталей. Вначале вернёмся к изображению «странного камня». Он был настолько «странным», что эту часть снимка даже вынесли на обложку издания «Первые панорамы поверхности Венеры».

Объект «сыч»

В 2003—2006 годах качество изображения «странного камня» удалось заметно улучшить. По мере изучения объектов на панорамах совершенствовалась и обработка изображений. Аналогично предложенным выше условным названиям «странный камень» за свою форму получил название «сыч». На фото 12 представлен улучшенный результат, основанный на исправленной геометрии изображения. Детализация объекта повысилась, но всё же оставалась недостаточной для определённых выводов. Изображение построено на основе крайней правой части фото 10. Вид равномерно светлого неба может быть обманчивым, так как на исходном изображении просматриваются едва различимые пятна. Если предположить, что здесь, как и на фото 11, виден склон другого холма, то он плохо различим и должен находиться гораздо дальше. Следовало существенно улучшить разрешение деталей исходного изображения.


Фото 13. Сложная симметричная форма и другие особенности объекта «странный камень»
Фото 13. Сложная симметричная форма и другие особенности объекта «странный камень» (стрелка ) выделяют его на фоне каменистой поверхности планеты в точке посадки «Венеры-9». Размеры объекта около полуметра. На врезке объект показан при исправленной геометрии.

Обработанный фрагмент фото 10 приведён на фото 13, где «сыч» отмечен стрелкой и окружён белым овалом. Он имеет правильную форму, выраженную продольную симметрию, и его трудно интерпретировать как «странный камень» или «вулканическую бомбу с хвостом». Положение деталей «бугорчатой поверхности » обнаруживает определённую радиальность, идущую от правой части, от «головы». Сама «голова» имеет более светлый оттенок и сложную симметричную структуру с крупными фигурными, также симметричными тёмными пятнами и, возможно, с каким-то выступом сверху. В целом структуру массивной «головы» понять сложно.


исключено, что какието мелкие камни, случайно совпадающие по оттенкам с «головой», представляются её частью. Исправление геометрии немного удлиняет объект, делая его более «стройным» (фото 13, врезка). Прямой светлый «хвост» имеет длину около 16 см, а весь объект вместе с «хвостом» достигает полуметра при высоте не менее 25 см. Тень под его корпусом, который слегка поднят над поверхностью, полностью повторяет контуры всех его частей. Таким образом, размеры «сыча» довольно велики, что позволило получить достаточно подробное изображение даже при том ограниченном разрешении, которым обладала камера, и, конечно, благодаря близкому расположению объекта. Уместен вопрос: если на фото 13 мы видим не обитателя Венеры, то что это? Очевидная сложная и весьма упорядоченная морфология объекта делает трудным поиск других предположений.

Если в случае «скорпиона» («Венера-13 ») имелась некоторая зашумлённость панорамы, которую устранили известными приёмами, то на панораме «Венеры-9» (фото 10) шумы практически отсутствуют и на изображение не влияют.

Вернёмся к исходной панораме, детали которой видны достаточно чётко. Изображение с исправленной геометрией и наиболее высоким разрешением приведено на фото 14. Здесь есть ещё один элемент, который требует внимания читателя.

Повреждённый «сыч»


Фото 14. Наиболее высокое разрешение удалось получить при обработке панорамы «Венеры-9» с исправленной геометрией
Фото 14. Наиболее высокое разрешение удалось получить при обработке панорамы «Венеры-9» с исправленной геометрией.

При первых обсуждениях результатов «Венеры-13» одним из главных был вопрос: как на Венере природа могла бы обойтись без воды, абсолютно необходимой для земной биосферы? Критическая температура для воды (когда её пар и жидкость находятся в равновесии и имеют неразличимые физические свойства) на Земле 374°С, а в условиях Венеры — около 320°С. Температура у поверхности планеты около 460°С, поэтому метаболизм организмов на Венере (если таковые существуют) должен строиться как-то иначе, без воды. Вопрос об альтернативных жидкостях для жизни в условиях Венеры уже рассматривался в ряде научных работ, и химикам такие среды известны. Возможно, такая жидкость присутствует на фото 14.


Фото 15. Фрагмент панорамы — фотоплан
Фото 15. Фрагмент панорамы — фотоплан. От посадочного буфера тянется тёмный след, который, по-видимому, оставлял за собой раненный аппаратом организм. След образован какой-то жидкой субстанцией неизвестной природы (на Венере не может быть жидкой воды). Объект (размером около 20 см) сумел отползти на 35 см за время не более шести минут. Фотоплан удобен тем, что позволяет сопоставлять и измерять реальные размеры объектов.

От места на торе посадочного буфера «Венеры-9», отмеченного звёздочкой на фото 14, по поверхности камня влево тянется тёмный след. Далее он сходит с камня, расширяется и заканчивается у светлого предмета, похожего на рассмотренного выше «сыча», но вдвое меньших размеров, около 20 см. Других подобных следов на изображении нет. Можно догадаться о происхождении следа, который начинается непосредственно у посадочного буфера аппарата: объект был частично раздавлен буфером и, отползая, оставил тёмный след жидкого вещества, выделившегося из его повреждённых тканей (фото 15). Для земных животных такой след назвали бы кровавым. (Таким образом, первая жертва «земной агрессии» на Венере относится к 22 октября 1975 года.) До шестой минуты сканирования, когда объект возник на изображении, он сумел отползти примерно на 35 см. Зная время и расстояние, можно установить, что его скорость была не меньше 6 см/мин. На фото 15, между крупными камнями, где находится пострадавший объект, можно различить его форму и другие особенности.


Тёмный след указывает, что подобные объекты, даже повреждённые, при серьёзной опасности способны перемещаться со скоростью не менее 6 см/мин. Если «скорпион», о котором уже говорилось, между 93-й и 119-й минутами действительно удалился на расстояние не менее одного метра, за пределы видимости камеры, то его скорость была не менее 4 см/мин. Вместе с тем, сравнивая фото 14 с другими фрагментами изображений, переданных «Венерой-9» за семь минут, видно, что «сыч» на фото 13 не переместился. Неподвижными оставались и некоторые объекты, найденные на других панорамах (которые здесь не рассматриваются). Наиболее вероятно, что такая «неторопливость» вызвана их ограниченными энергетическими запасами («скорпион», например, на несложную операцию собственного спасения затратил полтора часа) и медленные перемещения венерианской фауны для неё нормальны. Заметим, что энерговооружённость земной фауны очень высока, чему способствуют обилие флоры для питания и окислительная атмосфера.

В этой связи следует вернуться к объекту «сыч» на фото 13. Упорядоченная структура его «бугорчатой поверхности» напоминает небольшие сложенные крылья, а опирается «сыч» на «лапу», похожую на птичью. Плотность атмосферы Венеры на уровне поверхности составляет 65 кг·м³. Сколько-нибудь быстрое движение в такой плотной среде затруднительно, зато для полёта потребовались бы совсем небольшие крылья, чуть больше плавников рыб, и незначительные расходы энергии. Однако для утверждения, что объект относится к пернатым, доказательств недостаточно, и, летают ли обитатели Венеры, пока неизвестно. Но, похоже, их привлекают некоторые метеорологические явления.

«Снегопад» на Венере

Об атмосферных осадках на поверхности планеты до сих пор ничего известно не было, кроме предположения о возможном образовании и выпадении высоко в горах Максвелла аэрозолей из пирита, сульфида свинца или других соединений. На последних панорамах «Венеры-13» присутствует множество белых точек, покрывающих их значительную часть. Точки считали шумами, потерей информации. Например, когда сигнал, передаваемый в негативе, от одной точки изображения теряется, на его месте появляется белая точка. Каждая такая точка — это пиксел, либо потерянный из-за сбоя нагревшейся аппаратуры, либо пропавший при краткой потере радиосвязи между спускаемым аппаратом и орбитальным ретранслятором. При обработке панорамы в 2011 году белые точки заменяли осреднёнными значениями прилегающих пикселов. Изображение стало более чётким, однако осталось множество мелких белых пятнышек. Они состояли из нескольких пикселов и представляли собой, скорее, не помехи, а что-то реальное. Даже на необработанных снимках видно, что точки почему-то почти отсутствуют на чёрном корпусе прибора, попавшего в кадр, а само изображение и момент появления помехи никак не связаны. К сожалению, всё оказалось сложнее. На приведённых ниже сгруппированных изображениях помехи встречаются и на близком тёмном фоне. Более того, они редко, но всё же встречаются и на телеметрических вставках, когда трансляция панорамы периодически на восемь секунд замещалась передачей данных с других научных приборов. Поэтому на панорамах видны как осадки, так и помехи электромагнитного происхождения. Последнее подтверждается тем, что применение операции лёгкого «размытия» резко улучшает изображение, устраняя именно точечные помехи. Но происхождение электрических помех остаётся неизвестным.

Фото 16. Хронологическая последовательность изображений с метеорологическими явлениями
Фото 16. Хронологическая последовательность изображений с метеорологическими явлениями. Время, указанное на панорамах, отсчитывается от начала сканирования верхнего изображения. Сначала вся сперва чистая поверхность покрылась белыми пятнышками, затем, за последующие полчаса, площадь выпавших осадков уменьшилась не менее чем наполовину, а грунт под «растаявшей» массой приобрёл тёмный оттенок, подобно увлажнённой растаявшим снегом земной почве.

Сопоставив эти факты, можно сделать вывод, что за шумы отчасти принимали метеорологические явления — осадки, напоминающие земной снег, и их фазовые переходы (таяние и испарение) на поверхности планеты и на самом аппарате. На фото 16 показаны четыре такие последовательные панорамы. Выпадение осадков происходило, по-видимому, краткими интенсивными порывами, после чего площадь выпавших осадков уменьшилась не менее чем наполовину за следующие полчаса, а грунт под «растаявшей » массой потемнел, подобно увлажнённой земной почве. Поскольку температура поверхности в точке посадки установлена (733 К), а термодинамические свойства атмосферы известны, главный вывод наблюдения состоит в том, что имеются весьма жёсткие ограничения на природу выпадающей твёрдой или жидкой субстанции. Разумеется, состав «снега» при температуре 460°С — большая загадка. Однако веществ, которые имеют критическую pT-точку (когда они существуют одновременно в трёх фазах) в узком интервале температур вблизи 460°С и при давлении 9 МПа, наверное, очень немного, и среди них — анилин и нафталин. Описываемые метеорологические явления возникли после 60-й или 70-й минуты. В это же время появился «скорпион » и возникли некоторые другие интересные явления, которые ещё предстоит описать. Невольно напрашивается вывод, что венерианская жизнь ждёт осадков, как дождя в пустыне, или, наоборот, избегает их.

Источники энергии Венерианской фауны

Возможность жизни в условиях, аналогичных умеренно высоким температурам (733 К) и углекислотной атмосфере Венеры, не раз рассматривалась в научной литературе. Авторы приходили к заключению, что её наличие на Венере, например в микробиологических формах, не исключено. Рассматривалась также жизнь, которая могла эволюционировать в медленно меняющихся условиях от ранних этапов истории планеты (с более близкими к земным условиям) к современным. Температурный диапазон вблизи поверхности планеты (725—755 К в зависимости от рельефа), конечно, абсолютно неприемлем для земных форм жизни, но если вдуматься — термодинамически он ничем не хуже земных условий. Да, среды и действующие химические агенты нам неизвестны, но их никто и не искал. Химические реакции при высоких температурах очень активны; исходные материалы на Венере мало чем отличаются от земных. Анаэробных организмов известно сколько угодно. Фотосинтез у ряда простейших основывается на реакции, когда донором электронов оказывается сероводород H2S, а не вода. У многих видов живущих под землёй автотрофных прокариотов вместо фотосинтеза используется хемосинтез, например 4H2 + CO2 → CH4 + H2O. Физических запретов на жизнь при высоких температурах не видно, кроме, конечно, «земного шовинизма». Разумеется, фотосинтез при высоких температурах и в безокислительной среде должен, по-видимому, опираться на совершенно другие, неизвестные биофизические механизмы.

Но какими источниками энергии в принципе могла бы пользоваться жизнь в венерианской атмосфере, где основную роль в метеорологии играют соединения серы, а не вода? Обнаруженные объекты довольно велики, это не микроорганизмы. Наиболее естественно предположить, что они, подобно земным, существуют за счёт растительности. Хотя прямые лучи Солнца из-за мощного облачного слоя, как правило, не достигают поверхности планеты, света для фотосинтеза там хватает. На Земле рассеянной освёщенности 0,5—7 килолюкс вполне достаточно для фотосинтеза даже в глубине густых тропических лесов, а на Венере она лежит в пределах 0,4—9 килолюкс. Но если настоящая статья и даёт какие-то представления о возможной фауне Венеры, то судить о флоре планеты по имеющимся данным нельзя. Похоже, что некоторые её признаки удаётся обнаружить на других панорамах.

Независимо от конкретного биофизического механизма, действующего на поверхности Венеры, при температурах падающего T1 и уходящего T2 излучений, термодинамическая эффективность процесса (кпд ν = (T1 — T2)/T1) должна быть несколько ниже земной, так как T2 = 290 К для Земли и T2 = 735 К для Венеры. Кроме того, из-за сильного поглощения сине-фиолетовой части спектра в атмосфере максимум солнечного излучения на Венере смещён к зелёно-оранжевой области и, согласно закону Вина, соответствует более низкой эффективной температуре T1 = 4900 К (у Земли T1 = 5770 К). В этом отношении условиями, наиболее благоприятными для жизни, обладает Марс.

Заключение

В связи с интересом к возможной обитаемости определённого класса экзопланет с умеренно высокой температурой поверхности со всей тщательностью были заново рассмотрены результаты телевизионных исследований поверхности Венеры, выполненных в миссиях «Венера-9» в 1975 году и «Венера-13» в 1982-м. Планету Венеру рассматривали как природную высокотемпературную лабораторию. Наряду с ранее опубликованными изображениями изучены панорамы, ранее не включённые в основную обработку. На них видны появляющиеся, изменяющиеся или исчезающие объекты заметных размеров, от дециметра до полуметра, случайное возникновение изображений которых объяснить не удаётся. Обнаружены возможные свидетельства того, что некоторые из найденных объектов, обладающих сложной регулярной структурой, были частично засыпаны грунтом, выброшенным при посадке аппарата, и медленно освобождались из него.

Интересен вопрос: какими источниками энергии могла бы пользоваться жизнь в высокотемпературной безокислительной атмосфере планеты? Предполагается, что, подобно Земле, источником существования гипотетической фауны Венеры должна быть её гипотетическая флора, которая осуществляет фотосинтез особого типа, а некоторые её образцы удастся обнаружить на других панорамах.

Телевизионные камеры аппаратов «Венера » не предназначались для съёмки возможных обитателей Венеры. Специальная миссия для поиска жизни на Венере должна быть существенно более сложной.

Иллюстрации предоставлены автором.

Литература

Ксанфомалити Л.В. Планета Венера. — М.: Наука. Физматлит, 1985.

Ксанфомалити Л.В. Планеты, открытые заново. — М.: Наука, 1978.

Первые панорамы поверхности Венеры / Под ред. Келдыша М. В. — М.: Наука, 1979.

Селиванов А.С., Чемоданов В.П., Нараева М.К. и др. Телевизионный эксперимент на поверхности Венеры // Космич. исслед., 1976, т. 14, № 5, с. 674—677.

Селиванов А.С., Гектин Ю.М., Герасимов М.А. и др. Продолжение телевизионного исследования поверхности Венеры со спускаемых аппаратов // Космич. исслед., 1983, т. 21, № 2, с. 176—182.

Hunten D.M., Colin L., Donahue T.M., Moroz V.I. (Eds). Venus. The Univ. of Arizona Press, 1983. — 1144 p.

Наука и жизнь. 2012. № 6. С. 60-66.

Источник: www.icr.su

    Орбитальный аппарат «Венера-9»
    «Венера-9» была запущена 8 июня 1975 года. 16 июня и 15 октября были проведены коррекции траектории, и станция была нацелена на точку входа в атмосферу Венеры. После отделения посадочного аппарата 20 октября был произведен запуск двигателя, сообщивший станции скорость 247,3 м/с для ее перевода к точке выхода на орбиту. 22 октября был повторно произведен запуск тормозного двигателя, сообщивший станции скорость 922,7 м/с, и «Венера-9» вышла на орбиту искусственного спутника Венеры с периодом 48,30 ч, наклонением орбиты 30°, высотой в перицентре 7600 км и в апоцентре 118000 км. Это был первый в мире космический аппарат, выведенный на орбиту вокруг Венеры. Сразу же была установлена связь с системой входа посадочного аппарата через ретранслятор спутника. Первоначальная орбита была 1500 х 111 700 км с наклоном к экватору 34,17°. Затем ее скорректировали до 1300 х 112 200 км и, наконец, до 1547 х 112 144 км при наклоне 34,15°. В течение 3 месяцев орбитальный аппарат проводил научные наблюдения, которые были прерваны сбоем в работе бортового передатчика.

    Посадочный аппарат «Венера-9»
    Посадочный аппарат вошел в атмосферу Венеры на скорости 10,7 км/с под углом 20,5°. Он произвел успешный спуск в атмосфере и 22 октября в 05:13 по Всемирному времени коснулся поверхности на скорости 7-8 м/с на дневной стороне планеты в точке с координатами 31,01 с. ш. и 291,63 в.д. В этой точке зенитный угол Солнца составлял 33°, что соответствовало 13:12 по венерианскому солнечному времени. Место посадки располагалось на откосе с наклоном от 15 до 20°, а сам посадочный аппарат сначала был наклонен под углом 10-15° из-за неровностей поверхности. Аппарат немедленно начал работу, передавая данные на Землю через искусственный спутник Венеры. Сеанс связи продолжался в течение 53 минут, пока спутник не ушел из зоны радиовидимости. К этому моменту температура внутри посадочного модуля выросла примерно до 60 °С.

    Орбитальный аппарат «Венера-10»
    После запуска 14 июня 1975 года космическая станция «Венера-10» совершила перелет практически по той же траектории, что и «Венера-9», осуществив две коррекции 21 июня и 18 октября. Ее посадочный аппарат отделился от станции 23 октября, после чего станция выполнила маневр перевода на траекторию выхода на орбиту спутника Венеры за счет придания ей характеристической скорости 242,2 м/с. 25 октября был повторно включен тормозной двигатель, сообщивший станции скорость 976,5 м/с, и она вышла на орбиту вокруг Венеры. Первоначальная орбита спутника была 1500 х 114 000 км с наклоном к экватору на 29,50 и периодом 49,38 ч. Позднее орбиту изменили на 1651 х 113923 км при угле наклона 29,10°. После ретрансляции данных с посадочного аппарата на этапах его входа в атмосферу, спуска и посадки начались научные наблюдения на орбите, которые продолжались 3 месяца, пока связь со спутником не прекратилась по той же причине, что и с «Венерой-9».

    Посадочный аппарат «Венера-10»
    Посадочный аппарат вошел в атмосферу Венеры под углом 22,5° 25 октября в 01:02 по Всемирному времени и в 02:17 коснулся поверхности на скорости около 8 м/с на 15,42° с.ш. и 291,51° в.д., на расстоянии около 2200 км от места посадки «Венеры-9». Посадка также произошла на дневной стороне Венеры в 13:42 по венерианскому солнечному времени, когда зенитный угол Солнца составлял 27°. Поверхность в месте посадки оказалась довольно плоской, но посадочный аппарат сел на неровный скальный массив, отчего наклонился на 8°. Посадочный аппарат все еще продолжал передавать данные, когда спутник уже вышел из зоны приема, сократив время связи до 65 минут. Сам аппарат функционировал дольше.

    Посадочный аппарат «Венера-9»
    Данные научных измерений на этапе входа в атмосферу и спуска
    По измерениям акселерометра были получены данные о плотности атмосферы на высотах от 110 до 76 км. Были проведены прямые in situ-измерения температуры и давления атмосферы от 62 км и до поверхности с высокой точностью, что позволило выявить зоны неустойчивости в нижней атмосфере, в которых профиль температуры отклонялся от адиабатического. Данные светорассеяния, полученные при помощи нефелометра, позволили впервые выявить структуру и свойства облаков: их распределение по высоте, микрофизические характеристики (наличие нескольких мод частиц), их агрегатное состояние и вероятный химический состав.

Панорама венеры


    Оказалось, что основные протяженные облака расположены на высотах от 65 до 49 км. Были обнаружены различные облачные слои в атмосфере на высотах от 62 до 57 км, от 57 до 52 км и от 52 до 49 км, содержащие три различные моды частиц размером от 0,5-1 до 5-6 мкм, и переходные зоны между ними. Облака были подобны легкому туману, поскольку содержали капли гораздо меньших размеров, чем обычно на Земле, а дальность видимости достигала примерно километра. Измеренный коэффициент преломления составил 1,46, что гораздо больше, чем у водяных капель и льда, и он согласовывался с величиной, характерной для капель серной кислоты, предположение о наличии которых подкреплялось и высокой сухостью атмосферы. Ниже 49 км и примерно до 25 +/- 5 км простирался существенно менее плотный слой аэрозолей, а от этой высоты и до поверхности атмосфера была в основном прозрачной. С такой структурой атмосферы и облаков согласовывались данные спектрофотометрических измерений, по которым четко определялись области аэрозольного рассеяния и ослабление освещенности с уменьшением высоты в различных областях солнечного спектра. Было обнаружено, что наибольшее поглощение происходит в синей части спектра, поэтому красный свет проникает к поверхности лучше, чем синий, сдвигая спектр в длинноволновую область и окрашивая в оранжевый цвет и небо, и поверхность в отраженном свете.

Панорама венеры


    Другими словами, по мере приближения к поверхности планеты, небо становится все более оранжевым. По данным измерений доплеровского сдвига высокостабильной несущей частоты передатчика бцли построены высотные профили горизонтальной скорости и направления ветра, хорошо согласующиеся с результатами предыдущих аналогичных измерений, и получены оценки турбулентности в атмосфере.
    Детальные исследования химического состава атмосферы на первых посадочных аппаратах, к сожалению, не принесли ожидаемых результатов. Масс-спектрометры не работали в штатном режиме из-за малопригодной процедуры очистки перед запуском и вероятного загрязнения впускной системы облачными частицами. Было определено отношение концентраций молекулярного водорода и двуокиси углерода. Был обнаружен аргон и измерено большое отношение концентраций аргона-36 к аргону-40 и, хотя этот результат был подтвержден в ходе последующих исследований, в то время, из-за сомнения в надежности работы прибора, этот результат не был опубликован. Результаты фотометрии в ближней инфракрасной области, предназначенные для определения относительного содержания в атмосфере водяных паров, оказались ошибочными, что было доказано последующими спектральными исследованиями.

    Данные научных измерений на поверхности
    Температура на поверхности составила 455 +/- 5 °С, давление 85 +/- 3 бар, а измеренная скорость ветра изменялась от 0,4 до 0,7 м/с. Фотометры зарегистрировали подъем пыли во время посадки, но она быстро осела.

Панорама венеры


    Была снята 180-градусная панорама только с одной стороны аппарата, поскольку крышка, закрывавшая другую камеру с противоположной стороны, не отделилась. Это черно-белое изображение было первым изображением, переданным с поверхности другой планеты. На снимке хорошо виден ровный пейзаж с различными плоскими, очевидно, молодыми угловатыми каменистыми породами без значительных следов эрозии. Часть изображения достигала горизонта, а следов пыли не наблюдалось. По характеру снимка можно было предположить, что «Венера-9» села на крутую осыпь. Освещенность была похожа на земную в средних широтах в облачный летний день, а рассеянный свет не давал тени. Включать лампы подсветки для камер не потребовалось, и они были исключены из дальнейших программ. Видимость стала приятным сюрпризом для ученых, которые, после изучения данных «Венеры-8», предсказывали наличие довольно темной, мрачной и пыльной атмосферы у поверхности, в которой для исследований доступно только ближнее поле. Нечеткость и очевидная близость горизонта на всех изображениях посадочных аппаратов «Венера» была обусловлена большим коэффициентом преломления плотной атмосферы, из-за которой Венера казалась сферическим телом маленького диаметра с горизонтом гораздо ближе 1 километра. Этот феномен аналогичен земным миражам и, вероятно, зависит от высоты положения наблюдателя над поверхностью.

Панорама венеры
Панорама венеры

Панорама венеры


    Гамма-спектрометр для определения характера поверхностных пород обнаружил содержания калия, урана и тория, характерные скорее для земного базальта, чем для метеоритов. Тот факт, что породы на поверхности отличались от примитивных метеоритов и были более похожи на земные горные породы, указывал на произошедшую тепловую дифференциацию Венеры на ядро, мантию и кору. Отражающая способность поверхности Венеры на пяти длинах волн также согласовывалась с материалом базальтовой природы. По данным измерений при помощи пенетрометра плотность поверхностной породы оказалась в пределах от 2,7 до 2,9 г/см3.

    Посадочный аппарат «Венера-10»

    Данные научных измерений на этапе входа в атмосферу и спуска
    По данным измерений при помощи акселерометра на посадочном аппарате «Венера-10» была определена плотность атмосферы в диапазоне высот от 110 до 63 км. Данные прямых измерений давления и температуры при спуске позволили уточнить высотные профили давления и температуры, согласно которым их значения составили 33 бар и 158 °С на высоте 42 км, 37 бар и 363 °С на высоте 15 км и 91 ± 3 бар и 464 °С на поверхности. Были проведены измерения состава на двух уровнях в атмосфере, получены высотные профили уровня освещенности в пяти спектральных интервалах от высоты 62 км до поверхности, исследована структура, микрофизические свойства и состав облаков. Все эти измерения оказались в отличном согласии с данными измерений на посадочном аппарате «Венера-9». Было подтверждено существование трех слоев облачности и переходных зон между ними, наличие в облаках трех мод частиц микронных размеров, вероятность сернокислотного состава частиц, протяженность облаков по высоте свыше 15 км с нижней границей на высоте 49 км и наличие подоблачной дымки до высоты 25 км. По данным доплеровских измерений был построен высотный профиль горизонтальной скорости и направления ветра во время спуска, а анемометр измерил скорость ветра на поверхности. Результаты, полученные разными методами, полностью совпали. Отличное согласие данных всех измерений, выполненных обоими посадочными аппаратами «Венера-9» и «Венера-10», позволило сделать вывод о стабильности атмосферы и облаков и, в частности, устойчивого характера атмосферной конвекции и турбулентности.

    Данные научных измерений на поверхности
    Как и в случае «Венеры-9», крышка одной из камер не отделилась, поэтому посадочный аппарат «Венера-10» также передал только одно черно-белое панорамное изображение поверхности в месте посадки, охватывающее 180° ***. Поверхность на панораме «Венеры-10» оказалась более гладкой с большим числом сильно эродированных камней в форме блинов, с внедренными в них следами лавы или других выветренных пород. Хорошо просматривался горизонт, в атмосфере не наблюдалось следов пыли.

Панорама венеры


    Как и на «Венере-9», фотометры зарегистрировали некоторое количество пыли, поднятой при посадке, но она быстро осела. По данным панорамной съемки и измерений фотометров на обоих посадочных аппаратах было определено альбедо поверхности, которое оказалось равным 0,06. Скорость ветра у поверхности планеты составила от 0,8 до 1,3 м/с.

Панорама венеры
Панорама венеры

Панорама венеры


    Данные гамма-спектрометра и отражательная способность поверхности позволили предположить, что она сложена базальтами. Очевидно, оба посадочных аппарата оказались на молодых вулканических щитах с лавой, близкой по составу к толеитовым базальтам, которые характерны для зон спрединга на океаническом ложе Земли. Пенетрометр измерил плотность поверхности в пределах от 2,7 до 2,9 г/см3, как и в месте посадки «Венеры-9». Породы поверхности Венеры оказались плотнее, чем на Луне или Марсе.

Панорама венеры
Панорама венеры


    Спутники «Венера-9» и «Венера-10»
    После завершения работы со спускаемыми аппаратами орбитальные модули совершили еще более ста витков вокруг Венеры, проведя обширную программу исследований. Панорамные камеры орбитальных аппаратов передали изображения Венеры общей протяженностью 1200 км с использованием различных светофильтров, чтобы можно было обнаружить структуру облаков и некоторые особенности поверхности, хотя последние плохо различимы. Панорамные камеры (сканеры) включались при прохождении перицентра (высоты более 1500 км) на 40 мин. Частота сканирования — 2 строки в секунду, т. е. характерная длина панорамы около 4000 пикселей. Вертикальное разрешение — 256 или 512 точек, в зависимости от режима передачи. В исходном виде, таким образом, панорамы сильно анизотропны: курсовое разрешение порядка сотен метров на пиксель, вертикальное — 3 км на пиксель и более. Всего панорамы снимались в 17 проходах. Режим высокого разрешения (512 точек) использовался только один раз — при повторной передаче панорамы 26.10.1975. Использовался преимущественно только УФ-сканер, так как оказалось, что передача панорамы, снятой с фиолетовым фильтром, не дает существенной дополнительной информации. Съемка производилась с интервалами 2-4 суток.

Панорама венеры


    Помимо получения изображений облаков в ультрафиолетовом и инфракрасном диапазонах, исследования включали в себя также радиометрические, фотометрические, фотополяриметри-ческие и спектрометрические измерения на ночной и дневной сторонах планеты (оси визирования большинства оптических приборов были совмещены, и их данные обрабатывались совместно, что существенно повысило научную ценность измерений). Данные орбитальных измерений позволили предположить, что основание облаков находится на высоте от 30 до 35 км, а облака разделяются на три слоя, в согласии с прямыми измерениями. Однако более полные данные со спутников были получены о надоблачной дымке, расположенной выше основных облаков на уровне 64 км, с которого начались измерения при спуске посадочных аппаратов. В дневное время температура верхнего слоя облаков была -35 °С, а ночью примерно на 10 °С выше. Было обнаружено, что в ночное время атмосфера светилась в видимом диапазоне в полосах, которые, как показали дальнейшие исследования, оказались системой полос молекулярного кислорода. Эта система не возбуждается в земной атмосфере благодаря низкой концентрации двуокиси углерода.

Панорама венеры


    Спектрометр собственного свечения атмосферы на «Венере-9» обнаружил свидетельства молний на ночной стороне, что не было, однако, подтверждено измерениями «Венеры-10». Измерения спектра отражения облаков в инфракрасном диапазоне от 1,7 до 2,8 мкм дали информацию об аэрозольной шкале высот около их верхней границы, а данные широкополосной интерферометрии в инфракрасном диапазоне от 8 до 28 мкм позволили сделать вывод о том, что поток уходящего излучения систематически выше на ночной, чем на дневной стороне планеты. Измерения солнечного излучения, рассеянного водородной короной, окружающей Венеру, в линии Лайман-альфа, включая анализ ширины линии, дал оценку температуры атмосферы в основании экзосферы 450 °С.
    Штатная радиоаппаратура использовалась в экспериментах по радиопросвечиванию атмосферы. В октябре-ноябре 1975 и в марте 1976 года было выполнено 50 сеансов измерений на двух длинах волн, 8 и 32 см и были получены высотные профили температуры и давления атмосферы на высотах от 40 до 80 км. Были выявлены детали ионосферы на ночной стороне и обнаружено существование суточных вариаций электронной плотности. Проводилось изучение плазменного окружения вокруг Венеры. Было обнаружено много особенностей взаимодействия солнечного ветра с ионосферой. Собственного магнитного поля у планеты найдено не было. Тем не менее, взаимодействие солнечного ветра с ионосферой порождало магнитный плазменный хвост. Эксперимент по бистатической радиолокации позволил построить карту пятидесяти пяти полос на поверхности Венеры от 100 до 200 км в ширину и от 400 до 1200 км в длину вблизи краев видимого диска, при горизонтальном разрешении порядка 10 км. Предварительно были получены одномерные профили рельефа с разрешением от 20 до 80 км, а дальнейшая обработка данных «Венеры-10» выявила двумерную локальную топографию пяти регионов с разрешением от 5 до 20 км.

Панорама венеры


    Таким образом, первые космические станции «Венера-9» и «Венера-10», вышедшие на орбиту Венеры и ставшие первыми спутниками этой планеты, оснащенными разнообразным комплексом научных приборов, смогли провести долговременные наблюдения венерианской атмосферы и околопланетного пространства. Их посадочные аппараты отработали просто великолепно, передав первые изображения поверхности планеты и выполнив обширный комплекс уникальных научных измерений в атмосфере, облаках и на поверхности планеты. Эти программы продолжили непрерывную цепочку успехов по исследованию Венеры, начатую «Венерой-4» в 1967 году, протянувшуюся вплоть до «Венеры-16» в 1983 году и завершившуюся двумя пролетными программами «Вега» в 1985 году. В мировой истории планетных исследований прямыми методами это, вероятно, самая успешная и самая результативная исследовательская программа.

Источник: galspace.spb.ru

Панорама венеры

1. «Голубой мрамор» – знаменитая фотография Земли, на которой она видна целиком. Снимок был сделан 7 декабря 1972 года, когда Аполлон 17 сошел с околоземной орбиты и отправился в сторону Луны. Солнце оказалось с противоположной стороны, и экипаж получил возможность сделать этот великолепный снимок голубой планеты. Первая полная фотография Земли.
 
 

Панорама венеры
На этой фотографии, сделанной космическими аппаратом «Лунар-Орбитер 1» 23 августа 1966 года, вид Земли с Луны. С расстояния около 380 000 км нам видна поверхность Земли от Стамбула до Кейптауна. В областях западнее царит ночь.
 
 
Панорама венеры

Когда в 1968 году была развернута программа «Аполлон 8», в ее задачу входило сделать высокого разрешения снимки лунной поверхности. Но завершив фотосессию на дальней стороне Луны, экипаж космического корабля сделал этот, ставший знаменитым снимок. Названный «восход Земли», этот снимок Земли, поднимающийся над лунным горизонтом, напоминает людям о хрупкости их дома.
 
 

Панорама венеры

Это первый снимок Земли с Марса, сделанный 8 мая 2003 года камерой космического аппарата «Марс Глобал Сервейор». С расстояния 139 миллионов километров Земля выглядит освещенным ломтиком: видно только западное полушарие. Издалека лучше понимаются и масштабы мира, в котором мы живем.
 
 

Панорама венеры

Вскоре после того, как аппарат «Викинг-1» совершил посадку на Марс 20 июля 1976 года, его камерой 2 был сделан этот первый снимок с марсианской поверхности. На панорамной (300 градусов) фотографии видна область Крис Планития – низкая равнина в северном полушарии Марса. В поле зрения камеры попали части посадочного аппарата и камни размером от 10 до 20 сантиметров в поперечнике.
 
 

Панорама венеры

20 июля 1976 года космический аппарат «Викинг-1» сделал первый в истории снимок марсианской поверхности. Видна одна из трех опор космического корабля, покрытая пылью на усыпанной камнями поверхности Марса. Камеры, закрепленные в разных местах «Викинга-1», помогли ученым определять расстояния на удивительно похожей на земную поверхности красной планеты.
 
 

Панорама венеры

Несмотря на температуру 482 градуса и атмосферное давление, превышающее земное в 92 раза, 1 марта 1982 года советский аппарат «Венера-13» смог сделать первые цветные снимки пустынной поверхности Венеры. На фотографии помимо поверхности видны зигзагообразные части спускаемого аппарата. В 170-градусной панорамной камере были установлены фильтры голубого, зеленого и красных цветов.
 
 

Панорама венеры

Как видно на этой композиции, поверхность спутника Сатурна представляет собой практически плоскую равнину, усыпанную камнями размером с апельсин. Для сравнения рядом снимок с поверхности Луны. 14 января 2005 года в рамках миссии «Кассини-Гюйгенс» (совместный проект США и ЕКА) во время посадки на Титан было сделано 1100 снимков.
 
 

Панорама венеры

На этом снимке, сделанном Южной европейской обсерваторией, запечатлена первая известная экзопланета (планета за пределами Солнечной системы). Красная сфера внизу снимка и есть молодая планета, похожая по физическим свойствам на Юпитер. Она обращается вокруг коричневого карлика – тусклой умирающей звезды, масса которой в 42 раза меньше солнечной. Это снимок инфракрасной камерой срасстояния примерно 230 световых лет.

Панорама венеры

Использовав новую для своего времени технологию дагерротипа, 2 апреля 1845 года французские ученые Луи Физо и Леон Фуко сделали первую успешную фотографию Солнца. Оригинальный снимок (с выдержкой 1/60) был 12 сантиметров в диаметре, и на нем просматривалось несколько солнечных пятен. Видны они и на этой репродукции.

Панорама венеры

800-кратная экспозиции за 400 оборотов телескопа «Хаббл» по орбите (с сентября 2003 по январь 2004) позволила получить это наполненное галактиками изображение глубокого космоса. Почти 10 000 галактик видны на снимке, полученной современной камерой для обзоров в рамках программы «Сверхглубокое поле телескопа Хаббл». Ученые говорят, что это все равно, что долго глядеть на небо сквозь 2,4-метровую соломинку. Так вы получите кусочек глубокого космоса.
 
 

Панорама венеры
Символ гигантского шага всего человечества – этот маленький отпечаток ноги астронавта Эдвина Алдрина на поверхности Луны. Астронавт сам сделал эту фотографию во время миссии НАСА «Аполлон 11» в 1969 году.
 
 

Панорама венеры

С июня по октябрь 1975 советский космический зонд «Венера-9» фотографировал Венеру. Он стал первым космическим аппаратом, который вышел на орбиту вокруг другой планеты и сел на ее поверхность. «Венера-9» состояла из спускаемого и орбитальных аппаратов: они разделились на орбите. 2 300-килограммовый орбитальный аппарат поддерживал связь и фотографировал планету в ультрафиолетовых лучах. А спускаемая капсула вошла в атмосферу планеты и опустилась на поверхность с помощью нескольких парашютов. Специальный панорамный фотометр на борту зонда сделал эти 180-градусные панорамные фотографии поверхности Венеры.

Источник: denis-balin.livejournal.com


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.