Войти
 Структура облаков в атмосфере Венеры в 1979 году., выявленная с помощью ультрафиолетовых наблюдений от Pioneer Venus Orbiter | |
| Общая информация | |
|---|---|
| Высота | 250 км (160 миль) |
| Среднее давление на поверхности | 93 бар или 9,3 МПа |
| Масса | 4,8 × 10 кг |
| Состав | |
| Двуокись углерода | 96,5% |
| Азот | 3,5% |
| Диоксид серы | 150 частей на миллион |
| Аргон | 70 частей на миллион |
| Водяной пар | 20 частей на миллион |
| Окись углерода | 17 частей на миллион |
| Гелий | 12 частей на миллион |
| Неон | 7 частей на миллион |
| Водород хлорид | 0,1–0,6 частей на |
| Фтористый водород | 0,001–0,005 частей на миллион |
атмосфера Венеры представляет собой слой газов, окружающих Венеру. Он состоит в основном из углекислого газа и намного плотнее и горячее, чем , что на Земле. Температура на поверхности составляет 740 K (467 ° C, 872 ° F), а давление составляет 93 бар (9,3 МПа ), примерно давление найдено на Земля на глубине 900 м (3000 футов) под водой. Атмосфера Венеры поддерживает непрозрачные облака из серной кислоты, что делает невозможным оптическое наблюдение за поверхностью Земли и орбиты. Информация о топографии была получена исключительно с помощью радиолокационной съемки. Кроме диоксида углерода, другим основным компонентом является азот. Другие химические соединения присутствуют только в следовых количествах.
Помимо самых поверхностных слоев, атмосфера находится в состоянии интенсивной циркуляции. Верхний слой тропосферы явлениеет явление супервращения, при котором атмосфера вращается вокруг планеты всего за земных дней, что намного быстрее, чем звездные сутки на планете 243 дня. Ветры, поддерживающие супервращение, дуют со скоростью 100 м / с (≈360 км / ч или 220 миль / ч) и более. Скорость вращения в 60 имеет скорость вращения до планеты, в то время как самые быстрые ветры Земли имеют скорость вращения всего от 10% до 20%. С другой стороны, скорость ветра становится все меньше по мере уменьшения высоты над поверхностью, при этом ветер достигает скорости 10 км / ч (2,8 м / с) на поверхности. Возле полюсов находятся антициклонические структуры, называемые полярными вихрями. Каждый вихрь имеет двойные глаза и показывает характерный S-образный узор облаков. Выше находится промежуточный слой мезосферы, который отделяет тропосферу от термосферы. термосфера также отличается сильной циркуляцией, но сильно по своей - газы, нагретые и частично ионизированные солнечным светом в освещенном солнцем полушарии, мигрируют в темноту. полушарие, где они рекомбинируют и внизу.
В отличие от Земли, у Венеры отсутствует магнитное поле. Его ионосфера отделяет атмосферу от космического пространства и солнечного ветра. Этот ионизированный слой исключает солнечное магнитное поле, придавая Венере особую магнитную среду. Это вызывает индуцированную магнитосферой Венеры. Более легкие газы, включая водяной пар, непрерывно уносятся солнечным ветром через наведенный хвост магнитосферы. Предполагается, что атмосфера Венеры около 4 миллиардов лет назад была больше похожа на атмосферу Земли с жидкой водой на поверхности. неуправляемый парниковый эффект мог быть вызван испарением поверхностных вод и последующим повышением уровней других парниковых газов.
Несмотря на атмосферное давление и температуру на высоте от 50 до 65 км над поверхностью планеты почти такая же, как у Земли, что делает ее верхние слои наиболее похожей на Землю областью в Солнечной системе, даже больше, чем поверхность из Марс. Из-за схожести давления и температуры и того факта, что пригодный для дыхания воздух (21% кислород, 78% азот ) является подъемным газом на Венере в том же гелий является подъемным газом на Земле, верхняя атмосфера была предложена в качестве места для разведки и колонизации.
В сентябре 2020 года было объявлено, что фосфин, потенциальный биомаркер, был обнаружен в атмосфере Венеры. На Венере нет известного абиотического источника фосфина, который мог бы обнаружить там вещества в обнаруженных свойствах. В конце октября 2020 года было доказано, что обнаружение фосфина было ложным.
Михаил Ломоносов был первым человеком, выдвинул гипотезу о существовании выдании атмосферы на Венере, основанный на его наблюдении прохождения Венеры в 1761 году в небольших обсерватории возле его дома в Санкт-Петербург, Россия.
Состав атмосферы Венеры. График - это увеличенное изображение микроэлементов, которые вместе не составляют десятой доли процента. Атмосфера Венеры состоит из 96,5% углекислого газа, 3,5% азот и следы других газов, в первую очередь диоксида серы. Количество азота в атмосфере относительно невелико по сравнению с углекислого газа, но атмосфера намного толще, чем на Земле, ее общее содержание азота примерно в раза выше, чем на Земле, хотя на Земле азот составляет около 78% атмосферы.
Атмосфера содержит ряд соединений в небольших количествах, включая некоторые соединения на основе водорода, такие как хлористый водород (HCl) и фтороводород (HF). Также имеется окись углерода, водяной пар и атомарный кислород. В атмосфере Венеры относительно мало водорода. Теоретически большая часть на планете потеряна в космосе, а остальная часть в основном связана с серной кислотой (H2SO4). Потеря значительного количества накопленного очень высоким отношением D –H, измеренным в атмосфере Венеры. Отношение составляет примерно 0,015–0,025, что в 100–150 раз выше земного значения 1,6 × 10. Согласно некоторым измерениям в верхних слоях атмосферы Венеры отношение D / H на 1,5 выше, чем в основной атмосфере.
В сентябре 2020 года было объявлено, что фосфин потенциальный биомаркер, указывающий на присутствие жизни, был обнаружен в атмосфере Венеры. Ни один известный абиотический источник, присутствующий на Венере, не может формовать фосфин в обнаруженных количествах.
Повторный анализ данных Pioneer Venus в 2020 году обнаружил часть хлора и всего спектральных характеристик сероводорода вместо фосфина, что означает более низкую, чем предполагалось, концентрацию хлора и отсутствие обнаружения серорода.
в В препринте , опубликованном в октябре 2020 года, повторный анализ архивных данных инфракрасных спектральных измерений в 2015 году году не выявил фосфина в атмосфере Венеры, демонстрирует верхний предел концентрации фосфина в 5 частях на миллиард по объему - четверть спектрального значения, сообщенного в сентябре).
В конце октября 2020 года обзор обработки данных, использованный в исходной публикации сентября 2020 года, выявил ошибку интерполяции, приводящей к появлению нескольких паразитных линий, включая спектральные особенности фосфин. Повторный анализ данных с фиксированным алгоритмом не приводит к обнаружению фосфина.
Сравнение составов атмосферы - Венера, Марс, Земля (прошлое и настоящее). Атмосфера разделена на несколько частей в зависимости от высоты. Самая плотная часть атмосферы, тропосфера, начинается у поверхности и простирается вверх до 65 км. На поверхности, похожей на печь, медленный, но в верхней части достигаются допустимые земные уровни, а облака набирают скорость до 100 м / с (360 км / ч).
1761, рисунок автора Михаил Ломоносов в своей работе по открытию атмосферы Венеры Атмосферное давление на поверхности Венеры примерно в 92 раза выше, чем у Земли, аналогично давлению, обнаруженному на 900 м (3000 футов)) ниже поверхности океана. Масса атмосферы составляет 4,8 × 10 кг, что в 93 раза больше массы всей атмосферы Земли. Плотность воздуха у поверхности составляет 67 кг / м3, что на 6,5% больше плотности жидкой воды на Земле. Давление на поверхности Венеры достаточно велико, чтобы технически углекислый газ больше не был газом, а стал сверхкритической жидкостью. Этот сверхкритический углекислый газ образует своего рода море, которое покрывает всю поверхность Венеры. Это море сверхкритического углекислого газа очень эффективно передает тепло, смягчая перепады температурой между днем и ночью (которые длятся 56 земных дней).
Большое количество CO 2 в атмосфере вместе с водяным паром и диоксидом серы сильный парниковый эффект, улавливая солнечная энергия и повышенная температура поверхности примерно до 740 К (467 ° C), что выше, чем у любой другой другой планеты в Солнечной системе, планета Меркурия, несмотря на то, что она будет дальше от Солнца и получает только 25% солнечной энергии (на единицу площади) Меркурий. Средняя температура на поверхности выше точек плавления свинца (600 К, 327 ° C), олова (505 K, 232 ° C) и цинка (693 К, 420 ° С). Толстая тропосфера также делает небольшую разницу в температуре между дневной и ночной стороной, даже несмотря на то, что медленное ретроградное вращение планеты заставляет один солнечный день длиться 116,5 земных дня. Поверхность Венеры проводит 58,3 дня в темноте, прежде чем солнце снова встанет за облаками.
 | ||
| Высота. (км) | Температура. (° C) | Атмосферное. давление. (атм ) |
|---|---|---|
| 0 | 462 | 92,10 |
| 5 | 424 | 66,65 |
| 10 | 385 | 47,39 |
| 15 | 348 | 33,04 |
| 20 | 306 | 22,52 |
| 25 | 264 | 14,93 |
| 30 | 222 | 9,851 |
| 35 | 180 | 5,917 |
| 40 | 143 | 3,501 |
| 45 | 110 | 1,979 |
| 50 | 75 | 1,066 |
| 55 | 27 | 0,5314 |
| 60 | −10 | 0,2357 |
| 65 | - 30 | 0,09765 |
| 70 | −43 | 0,03690 |
| 80 | −76 | 0,004760 |
| 90 | −104 | 0,0003736 |
| 100 | −112 | 0,00002660 |
Тропосфера Венеры содержит 99% атмосферы по массе. Девяносто процентов атмосферы Венеры находится в пределах 28 км от поверхности; для сравнения 90% атмосферы Венеры Атмосфера Земли находится в пределах 10 км от поверхности.На высоте 50 км атмосферное давление примерно равно таковому у поверхности Земли.На ночной стороне Венеры облака все еще можно найти на высоте 80 км над поверхностью.
Высота тропосферы, наиболее п охожая на Землю, находится около тропопаузы - границы между тропосферой и мезосферой. Он расположен чуть выше 50 км. Согласно измерениям зондов Magellan и Venus Express, высота от 52,5 до 54 км, имеет температуру от 293 K (20 ° C) до 310 K (37 ° C), а на высоте 49,5 км над поверхностью давление становится таким же, как на Земле на уровне моря. Путешествующие на Венеру могут использовать условия для использования в условиях полета в условиях высоты от 50 до 54 км. (0 ° C) до 323 K (50 ° C), давление воздуха такое же, как в местных регионах. Температура воздуха CO 2 тяжелее воздуха, воздух колонии (азот и кислород) может удерживать конструкцию в воздухе на этой высоте, как дирижабль .
Циркуляция в тропосфера следует так называемому циклострофического потокау. Его скорость ветра определяется балансом градиента давления и центробежных сил в почти чисто зональном потоке. Напротив, циркуляция в атмосфере Земли регулируется геострофическим балансом. Скорость ветра Венеры может быть непосредственно измерена только в верхней тропосфере (тропопауза) на высоте 60–70 км, что соответствует верхней облачности. Движение облаков обычно наблюдается в ультрафиолетовой части , где контраст между облаками самый высокий. Линейные скорости ветра на этом уровне составляют около 100 ± 10 м / с на широте ниже 50 °. Они ретроградны в том смысле, что они дуют в направлении ретроградного вращения планеты. Ветры быстро ослабевают по направлению к более высоким широтам, в конечном итоге достигая нуля на полюсах. Такие сильные ветры на вершине облаков вызывают явление, известное как супервращение атмосферы. Другими словами, эти высокоскоростные ветры по всей планете быстрее, чем вращается сама планета. Супервращение на Венере является дифференциальным, что означает, что экваториальная тропосфера сверхвращается медленнее, чем тропосфера на средних широтах. Ветры также имеют сильный вертикальный градиент. Они уходят в глубь тропосферы со скоростью 3 м / с на км. Ветры у поверхности Венеры намного медленнее, чем на Земле. На самом деле они движутся со скоростью всего несколько километров в час (обычно менее 2 м / с и в среднем от 0,3 до 1,0 м / с), но из-за самой высокой плотности атмосферы на поверхности этого все еще достаточно для транспортировки пыль и мелкие камни на поверхности, очень похожие на медленно движущийся поток воды.
Меридиональный (север-юг) компонент атмосферной циркуляции в атмосфере Венеры. Обратите внимание, что меридиональная циркуляция намного ниже, чем зональная циркуляция, которая переносит тепло между дневной и ночной циркуляцией планеты Все ветры на Венере в конечном итоге вызываются конвекцией. Горячий воздух поднимается в экваториальной зоне, где концентрируется солнечное тепло, и течет к полюсам. Такое почти планетарное опрокидывание тропосферы называется циркуляцией Хэдли. Однако меридиональное движение воздуха намного медленнее, чем зональные ветры. Предел по всей планете ячейки Хэдли на Венере составляет около ± 60 ° широты. Здесь начинает воздух опускаться и возвращается к экватору под облаками. Эта интерпретация подтверждается распределением окиси углерода, которая также сконцентрирована в районе ± 60 ° широты. К полюсу клетки Хэдли наблюдается иная картина циркуляции. В диапазоне широт 60–70 ° существуют холодные полярные воротнички. Для них характерны температуры примерно на 30–40 К ниже, чем в верхней тропосфере близлежащих широт. Более низкая температура, вероятно, вызвана подъемом воздуха в них и вызывающим в результате адиабатическим охлаждением. Такую интерпретацию подтверждают более плотные и высокие облака в воротниках. Облака в воротах лежат на высоте 70–72 км - примерно на 5 км выше, чем на полюсах и низких широтах. Скорость вращения устанавливается на 140 м / с, что позволяет установить связь между холодными воротами и высокоскоростными станками на средних широтах. Такие струи естественного следования циркуляции типа Хэдли и должны существовать на Венере между 55–60 ° широты.
Странные структуры, известные как полярные вихри, лежат внутри холодных полярных воротников. Это гигантские ураганы -подобные бури, в превышающие их земные аналоги. У каждого вихря есть два «глаза» - центры вращения, которые соединены отчетливыми S-образными облачными структурами. Такие структуры с двойным глазом также называют полярными диполями. Вихри вращаются с периодом около 3 суток в направлении общего супервращения атмосферы. Линейные скорости ветра 35–50 м / с у их внешних краев и нулевые на полюсах. Температура на верхушках облаков в каждом полярном воротнике намного выше, чем в соседних полярных воротниках, и достигает 250 К (-23 ° C). Традиционная интерпретация полярных вихрей заключается в том, что они представляют собой антициклоны с нисходящим потоком в центре и восходящим потоком в холодных полярных воротах. Этот тип циркуляции напоминает зимний полярный антициклонический вихрь на Земле, особенно тот, который находится над Антарктидой. Наблюдения в различных инфракрасных атмосферных окнах показывают, что антициклоническая циркуляция, наблюдаемая вблизи полюсов, проникает на высоту до 50 км, то есть до основания облаков. Верхняя полярная тропосфера и мезосфера чрезвычайно динамичны; большие яркие облака появляются и исчезают в течение нескольких часов. Одно такое событие наблюдалось аппаратом Венера Экспресс между 9 и 13 января 2007 года, когда южный полярный регион стал ярче на 30%. Это событие, вероятно, было вызвано инъекцией диоксида серы в мезосферу, которая конденсировалась, образуя яркую дымку. Два глаза в вихрях еще предстоит объяснить.
Ложное цветное изображение в ближней инфракрасной области (2,3 мкм) глубинной атмосферы Венеры, полученное Галилео. Темные пятна - это облака, вырисовывающиеся на фоне очень горячих нижних слоев атмосферы, излуча тепловое инфракрасное излучение. Первый вихрь на Венере был обнаружен на северном полюсе миссией Пионерская Венера в 1978 году. Открытие второго вихря. Большой «двуглазый» вихрь на южном полюсе Венеры был создан летом 2006 года компанией Venus Express, что неудивительно.
Изображения с орбитального аппарата Akatsuki обнаружил нечто похожее на реактивный поток ветров в области низких и средних облаков, которые простираются от 45 до 60 километров в высоту. Максимальная скорость ветра у экватора. В сентябре 2017 года ученые JAXA назвали это явление «экваториальной струей Венеры».
мезосфера Венеры простирается от 65 до 120 км в высоту, и термосфера начинается примерно на 120 км, в конечном итоге достигая верхнего предела атмосферы (экзосферы) примерно на 220–350 км. экзосфера начинается, когда атмосфера становится настолько тонкой, что среднее количество столкновений на молекулу воздуха меньше единицы.
Мезосферу Венеры можно разделить на два слоя: нижний между 62–73 км и верхний между 73–95 км. В первом слое температура почти постоянна и составляет 230 К (-43 ° C). Этот слой совпадает с верхним слоем облаков. Во втором слое температура снова начинает снижаться, достигая примерно 165 K (-108 ° C) на высоте 95 км, где начинается мезопауза. Это самая холодная часть дневной атмосферы Венеры. На дневной стороне мезопаузы, которая служит границей между мезосферой и термосферой и находится между 95–120 км, температура повышается до постоянного значения - около 300–400 К (27–127 ° C) - преобладающего в термосфере. Напротив, ночная венерианская термосфера - самое холодное место на Венере с температурой всего 100 К (-173 ° C). Ее даже называют криосферой.
Модели циркуляции в верхней мезосфере и термосфере Венеры полностью отличаются от таковых в нижней атмосфере. На высотах 90–150 км венерианский воздух перемещается с дневной стороны планеты на ночную, с восходящим потоком над освещенным солнцем полушарием и опусканием над темным полушарием. Нисходящий поток над ночной стороной вызывает адиабатический нагрев воздуха, который формирует теплый слой в ночной мезосфере на высотах 90–120 км. Температура этого слоя - 230 К (-43 ° C) - намного выше, чем типичная температура ночной термосферы - 100 K (-173 ° C). Воздух, циркулирующий с дневной стороны, также несет атомы кислорода, которые после рекомбинации образуют возбужденные молекулы кислорода в долгоживущем синглетном состоянии (Δg), которые затем релаксируют и испускаютинфракрасное излучение с длиной волны 1,27 мкм. Это излучение в диапазоне высот 90–100 км часто встречается с земли и космических аппаратов. Верхняя мезосфера и термосфера Венеры на ночной стороне также обеспечивает не локального термодинамического равновесия молекулы CO 2 и оксида азота, которые ответственны за низкую температуру ночной термосферы.
Зонд Venus Express показал посредством затмения звезд, атмосферная дымка намного дальше на ночной стороне, чем на дневной.. На дневной облачный покров имеет толщину 20 км и простирается примерно до 65 км, тогда как облачный покров в виде густой дымки достигает высоты до 90 км - глубоко в мезосфере, продолжаясь даже дальше до 105 км как более прозрачная дымка. В 2011 году космический аппарат обнаружил, что Венера имеет тонкий озоновый слой на высоте 100 км.
На Венере протяженная ионосфера размещена на высотах 120–300 км.. Ионосфера практически совпадает с термосферой. Высокие уровни ионизации поддерживаются на дневной стороне планеты. На ночной способности электронов почти равна нулю. Ионосфера Венеры состоит из трех слоев: v1 между 120 и 130 км, v2 между 140 и 160 км и v3 между 200 и 250 км. Возможен дополнительный слой около 180 км. Максимальная объемная плотность электронов (количество электронов в единице объема) 3 × 10 м достигается в слое v2 вблизи подсолнечной точки . Верхняя граница ионосферы (ионопауза) расположены на высотах 220–375 км и отделяет плазму планетарного происхождения от плазмы индуцированной магнитосферы. Типным типом в слоях v1 и v2 является ионный O 2, тогда как слой v3 состоит из первого O. Наблюдается движение ионосферной плазмы; солнечная фотоионизация на дневной стороне и рекомбинация на ночной стороне - это процессы, в основном ответственные за ускорение плазмы до наблюдаемых скоростей. Потока плазмы, по-видимому, достаточно для поддержания ночного уровня нормальной плотности или около него.
Венера взаимодействует с солнечным ветром. Индуцированной магнитосферы. Известно, что Венера не имеет магнитного поля. Причина его отсутствия совсем не ясна, но это может быть связано с пониженной интенсивностью конвекции в венерианской мантии. У Венеры есть индуцированная магнитосфера, образованная магнитным полем Солнца, переносимым солнечным ветром. Этот процесс можно понять как силовые линии, огибающие препятствие - в данном случае Венеру. Индуцированная магнитосфера Венеры имеет головную ударную волну, магнитослой, магнитопаузу и хвост магнитосферы с токовым слоем.
в подсолнечной точка головная ударная волна находится на 1900 км (0,3 R v, где R v - радиус Венеры) над поверхностью Венеры. Это расстояние было измерено в 2007 г. вблизи минимума солнечной активности. Вблизи максимума солнечной активности он может быть в несколько раз дальше от планеты. Магнитопауза находится на высоте 300 км. Верхняя граница ионосферы (ионопауза) находится в районе 250 км. Между магнитопаузой и ионопаузой существует магнитный барьер - локальное усиление магнитного поля, препятствующее проникновению солнечной плазмы в атмосферу Венеры, по крайней мере, минимума солнечной активности. Магнитное поле в преграде достигает 40 нТл. Хвост магнитосферы продолжается до десяти радиусов от планеты. Это наиболее активная часть магнитосферы Венеры. Есть события пересоединения и ускорение частиц в хвосте. Энергии электронов и его в хвосте магнитосферы составляют около 100 эВ и 1000 эВ соответственно.
Из-за отсутствия собственного магнитного поля. В поле Венеры солнечный проникает, глубоко в экзосферу ветер вызывает знакомые атмосферы. Потеря происходит в основном через хвост магнитосферы. В настоящее время теряются основные типы первого: O, H и He. Отношение потерь водорода к кислорода составляет около 2 (т.е. почти стехиометрический ), что указывает на продолжающуюся потерю воды.
Венерианские облака толстые и состоят в основном (75–96%) из капель серной кислоты. Эти облака закрывают поверхность Венеры для оптических изображений и отражают около 75% падающего на них солнечного света. Геометрическое альбедо, обычная мера отражательной способности, является самым высоким среди всех планет в Солнечной системе. Такой высокий коэффициент отражения позволяет зонду использовать исследуемому вершины облаков, получить достаточно солнечной энергии, чтобы солнечные элементы можно было установить в любом месте корабля. Плотность облаков сильно различается: самый плотный слой составляет около 48,5 км, достигая 0,1 г / м, аналогично нижнему диапазону кучево-дождевых грозовых облаков на Земле.
Облачный покров составляет таким образом, что типичный уровень освещенности на поверхности подобен частично облачному дню на Земле, около 5000–10000 люкс. Эквивалентная видимость составляет около трех километров, но она, вероятно, будет зависеть от ветровых условий. Солнечные батареи на поверхностном зонде собирают мало или совсем не солнечную энергию. Фактически, из-за толстого облачного покрова с высокой отражающей способностью общая солнечная энергия, получаемая поверхность планеты, чем у Земли, несмотря на ее близость к Солнцу.
Фотография сделана беспилотным космическим зондом Галилео на пути к Юпитеру в 1990 году во время пролета Венеры . Были подчеркнуты мелкомасштабные особенности облаков и применен голубоватый оттенок, чтобы показать, что они прошли через фиолетовый фильтр. Серная кислота образуется в верхних слоях атмосферы в результате фотохимического воздействия Солнца на диоксид углерода, диоксид серы и водяной пар. Ультрафиолет фотоны с длиной волн менее 169 нм могут фотодиссоциировать диоксида углерода на монооксид углерода и одноатомный кислород. Одноатомный кислород очень реактивен; Когда он вступает в реакцию с диоксидом серы, следовым компонентом атмосферы Венеры, в результате получается триоксид серы, который может соединяться с водяным паром, другими следовыми компонентами атмосферы Венеры, с образованием серной кислоты.
Уровень поверхности влажность меньше 0,1%. Венеры никогда не достигает земли. Это явление известно как вирга. Предполагается, что ранняя вулканическая активность высвободила серу в атмосферу, высокие температуры не позволили попасть в твердые соединения на поверхности, как это было на Земле.
В 2009 году в атмосфере было заметное яркое пятно. отмечен астрономом-любителем и сфотографирован Venus Express. Его причина в настоящее время неизвестна, с поверхностным вулканизмом в возможном объяснения.
Облака Венеры могут вызывать молнии, но обсуждаются также вулканические молнии и спрайты. Советские орбитальные аппараты Венера 9 и 10 получили неоднозначные оптические и электромагнитные свидетельства молнии. Европейское космическое агентство Venus Express в 2007 году обнаружило волны свиста, которые можно отнести к молнии. Их прерывистый вид указывает на закономерность, связанную с погодной активностью. Согласно наблюдениям вистлера, частота молний как минимум вдвое меньше, чем на Земле, но это несовместимо с данными космического корабля JAXA Akatsuki, которые указывают на очень низкую частоту вспышек.
Механизм, генерирующий молнии на Венере, если присутствует, остается неизвестным. Энергия может быть слишком электрической проводящей для поддержания заряда.
На протяжении 1980-х считалось, что причина ночного свечения («пепельное сияние ») на Венере была молния.
Из-за суровых условий на поверхности планета была мало исследована; в дополнение к факту, что жизнь в современной понимании может не обязательно быть такой же в других частях Вселенной, степень устойчивости жизни на самой Земле еще не была проведена. Существа, известные как экстремофилы, существуют на Земле, предпочитаемые экстремальные среды обитания. Термофилы и гипертермофилы процветают при температуре, превышающей точку кипения воды, ацидофилы процветают при уровне pH 3 или ниже, Полиэкстремофилы могут выжить в разнообразных экстремальных условиях, и на Земле существует множество других типов экстремофилов.
Температура поверхности Венеры (более 450 ° C) далеко выходит за пределы экстремофильного диапазона, который превышает 100 ° C всего на десятки градусов. Однако более низкая температура верхних слоев облаков означает, что там могут существовать бактерии, живущие и размножающиеся в облаках на Земле. Однако любые такие бактерии, живущие в верхних слоях облаков, должны быть гипераофильными из-за концентрированной серной кислоты. Микробы в плотной облачной атмосфере защищены от солнечной радиации с помощью соединений в воздухе.
Было обнаружено, что атмосфера Венеры находится в достаточно неравном состоянии, чтобы требовать дальнейшего исследования. Анализ данных миссий «Венера», «Пионер» и «Магеллан» показал, что сероводород (позже оспаривается) и диоксид серы (SO 2) вместе в верхних слоях атмосферы, а также карбонилсульфид (OCS). Первые два газа вступают в реакцию друг с другом, подразумевая, что что-то их следует вводить. Карбонилсульфид трудно получить неорганически, но он присутствует в атмосфере Венеры. Однако вулканизм планеты может объяснить присутствие сульфида карбонила. Кроме того, один из ранних зондов Венеры обнаружил большое количество токсичного хлора прямо под облаками Венеры.
Было высказано предположение, что микробы на этом уровне могут всасываться ультрафиолетовый свет Солнца как источник энергии, что могло бы быть возможным объяснением «неизвестного поглотителя УФ-излучения», видимого как темные пятна на УФ-изображениях планеты. Существование этого «неизвестного УФ-поглотителя» побудило Карла Сагана опубликовать в 1963 году статью, в которой выдвигалась гипотеза микроорганизмов в верхних слоях атмосферы в качестве агента, поглощающего УФ-свет. В 2012 году количество и вертикальное распределение этих неизвестных поглотителей ультрафиолета в атмосфере Венеры были исследованы на основе анализа изображений камеры наблюдения Венеры, но их состав до сих пор неизвестен. В 2016 году диоксид серы был идентифицирован как возможный кандидат на причину неизвестного до сих пор УФ-поглощения венерианской атмосферой. Темные пятна «неизвестных поглотителей ультрафиолета» достаточно заметны, чтобы влиять на погоду на Венере.
В сентябре 2020 года исследования под руководством Кардиффского университета с использованием Джеймса Клерка Максвелла и ALMA радиотелескопы отметили обнаружение фосфина в атмосфере Венеры, которое не было связано с каким-либо известным абиотическим методом производства, существующим или возможным в венерианских условиях.. Это чрезвычайно сложно сделать, и химический состав венерианских облаков должен разрушить молекулы, прежде чем они смогут накопиться до наблюдаемых количеств. Фосфин был обнаружен на высоте не менее 30 миль над поверхностью Венеры и был обнаружен в основном в средних широтах, а на полюсах Венеры не обнаружен. Ученые отмечают, что само обнаружение может быть дополнительно проверено за пределами использования нескольких телескопов, обнаруживающих один и тот же сигнал, поскольку фосфиновый отпечаток пальца, описанный в исследовании, теоретически может быть ложным сигналом, введенным телескопами или обработкой данных. Позже было установлено, что обнаружение было ложным.
Благодаря исследованиям существующей облачной структуры и геологии поверхности, в сочетании с тем фактом, что светимость Солнца увеличилось на 25% с тех пор, как около 3,8 миллиарда лет назад, считается, что ранняя среда Венеры была больше похожа на Землю с жидкой водой на поверхности. В какой-то момент эволюции Венеры произошел неконтролируемый парниковый эффект, приведший к нынешней атмосфере с преобладанием парниковых газов. Время этого перехода от Земного подобия неизвестно, но, по оценкам, он произошел около 4 миллиардов лет назад. Неуправляемый парниковый эффект мог быть вызван испарением поверхностных вод и последующим повышением уровней парниковых газов. Атмосфера Венеры поэтому привлекла большое внимание тех, кто изучает изменение климата на Земле.
На планете нет геологических форм, которые предполагали бы присутствие воды в течение последнего миллиарда лет. Однако нет никаких оснований предполагать, что Венера была исключением из процессов, которые сформировали Землю и дали ей воду в течение ее ранней истории, возможно, из исходных горных пород, сформировавших планету, или позже из кометы. Среди ученых-исследователей распространено мнение, что вода существовала на поверхности около 600 миллионов лет, прежде чем испариться, хотя некоторые, такие как Дэвид Гринспун, считают, что период до 2 миллиардов лет также может быть правдоподобным. Этот более длительный временной масштаб для сохранения океанов также подтверждается моделированием GCM, включающим тепловые эффекты облаков на развивающуюся гидросферу Венеры.
Ранняя Земля во время Хадейского эона, по мнению большинства ученых, имела атмосферу, подобную Венере, с примерно 100 бар CO 2 и температурой поверхности 230 ° C и, возможно, даже облака серной кислоты, примерно до 4,0 млрд. лет назад, когда тектоника плит была в полном разгаре и вместе с ранними водными океанами удалила CO 2 и серу из атмосферы. Таким образом, у ранней Венеры, скорее всего, были бы водные океаны, подобные Земле, но любая тектоника плит закончилась бы, когда Венера потеряла океаны. Его оценивается Этому возрасту 500 миллионов лет, поэтому не стоит ожидать, что он покажет свидетельства тектоники плит.
Венера проходит через поверхность Солнца 8 июня 2004 г., имеющаяся ценная информация о верхних слоях атмосферы посредством спектроскопических измерений с Земли В 1761 году русский политолог Михаил Ломоносов наблюдал дугу света, часть Венеры за пределами дискца в начале фазы выхода транзита и пришел к выводу, что у Венеры есть атмосфера. В 1940 году Руперт Вильд подсчитал, что количество CO 2 в атмосфере Венеры поднимет температуру поверхности выше точки кипения воды. Это было подтверждено, когда Маринер 2 провел радиометрические измерения температуры в 1962 году. В 1967 году Венера 4 подтвердил, что атмосфера состоит в основном из углекислого газа.
Верхний слой Атмосфера Венеры может быть измерена с Земли, когда планета пересекает Солнце в редком событии, известном как прохождение Солнца. Последний солнечный прохождение Венеры произошло в 2012 году. Используя астрономическую спектроскопию, ученые смогли проанализировать солнечный свет, прошедший через атмосферу планеты, выявить химические вещества в нем. В 2001 году это была первая возможность получения эффективных результатов в атмосфере Венеры с момента начала солнечных транзитов. Этот солнечный транзит был редкой, учитывая отсутствие информации об атмосфере между 65 и 85 км. Прохождение Солнца в 2004 г. Предлагаем астрономам собрать большой объем, полезные не только для верхних частей атмосферы Венеры, но и для уточнения методов, используемых при поиске внесолнечных планет. Атмосфера, состоящая в основном из CO 2, поглощает ближнее инфракрасное излучение, что упрощает наблюдение. Во время прохождения 2004 года поглощение в атмосфере как функция длины волны показало свойства газов на этой высоте. Доплеровский сдвиг газ также позволил измерить характер ветра.
Прохождение Солнца Венеры - чрезвычайно редкое событие, и последний солнечный транзит планеты до 2004 года был в 1882 году. Самый последний транзит солнечной энергии был в 2012 году; следующий не будет до 2117 года.
На этом изображении Венера в ультрафиолете, которую видит Акацуки миссия.Космический корабль Venus Express, ранее находившийся на орбите вокруг планеты, исследовал глубже атмосферы с помощью инфракрасной спектроскопии изображений в диапазоне 1–5 мкм спектральный диапазон.
Зонд JAXA Akatsuki (Venus Climate Orbiter), запущенный в мае 2010 года, изучает планету в течение двух лет. включая и активность атмосферы, он не смог выйти на орбиту Венеры в декабре 2010 года. Вторая попытка выйти на орбиту была успешной 7 декабря 2015 года. Акацуки, созданный специально для изучения климата планеты, является первым метеорологическим спутником на орбите Венеры (сначала для планеты, отличной от Земли). Одна из его пяти камер, известная как «IR2», сможет исследовать атмосферу планеты под ее толстыми облаками в дополнение к ее движению и распределению следовых компонентов. Обладая высокоэксцентрической орбитой (периапсис высота 400 км и апоапсис 310 000 км), он сможет делать снимки планеты крупным планом. и должен также подтвердить присутствие как работает вулканов, так и молний.
Venus In-situ Explorer, предложенный программой НАСА New Frontiers Venus In- Ситу Эксплорер, предложенный программой НАСА New Frontiers, представляет предлагаемый зонд, который поможет понять на планете, которые приводят к изменению климата, а также асфальтирование пути к более поздней миссии по возврату образцов.
Корабль под названием Venus Mobile Explorer был предложен Venus Exploration Analysis Group (VEXAG) для изучения состава и изотопных измерений поверхности и атмосферы, около 90 дней. Миссия не была выбрана для запуска.
После того, как миссии открыть суровую суровость поверхности планеты, внимание переключилось на другие цели, такие как Марс. Однако было предложено несколько малоизвестных верхних слоев атмосферы. В рамках Советской программы Вега в 1985 году в атмосфере было сброшено два аэростата, но они работали от батарей и длились всего около двух земных дней каждый, прежде чем разрядился. С тех пор исследования верхних слоев атмосферы не проводились. В 2002 г. подрядчик НАСА Global Aerospace использует аэростат, способный находиться в верхних слоях атмосферы сотых земных дней вместо двух.
Также был предложен солнечный летательный аппарат. Автор Джеффри А. Лэндис вместо воздушного шара, и эта идея время от времени предлагалась с начала 2000-х годов. Венера имеет высокое альбедо и отражает большую часть солнечного света на 60 км восходящая солнечная интенсивность 90%, что означает, что солнечные панели как сверху, так и снизу корабля можно было использовать с почти равной эффективностью. В дополнение к этому, немного меньшая сила тяжести, высокое давление воздуха и медленное вращение, позволяющее постоянно получать солнечную энергию, эту часть планеты идеальной для исследования. Предлагаемый летательный аппарат будет лучше всего работать на высоте, где солнечный свет, давление воздуха и скорость ветра позволяют постоянно оставаться в воздухе, с небольшими опусканиями на более низкой высоте в течение нескольких часов за раз, чем вернуться на большую высоту. Это так называемый «солнечный летательный аппарат» бесконечно измерять площадь от 45 до 60 км, сколько времени это ни потребовалось для механических измерений. ошибка или непредвиденные проблемы, которые могут привести к сбою. Лэндис также предположил, что марсоходы, подобные Spirit и Opportunity, возможно, могли бы исследовать поверхность, с той разницей, что наземные марсоходы Венеры были бы "глупыми" марсоходами, управляемыми радиосигналами от компьютеров, которые выдерживают условия на поверхности, но не более слабые детали, используемые в микроэлектронике, которые нельзя сделать устойчивыми к нагреву, давлению и кислотным условиям.
Русский Космический план на 2006–2015 годы предполагает запуск зонда Венера-Д (Венера-Д) примерно в 2024 году. Основными научными целями миссии «Венера-Д» являются структуры и химического состава атмосферы и исследование верхних слоев атмосферы, ионосферы, электрические активности, магнитосферы и скорости убегания. Было предложено летать вместе с Венерой-D на надувном самолете, разработанном Northrop Grumman, под названием Venus Atmospheric Maneuverable Platform (VAMP).
Эксплуатационная концепция Высотная Венера (HAVOC) - это НАСА для концепции пилотируемого исследования Венеры. Вместо посадок он будет отправлять экипажи в верхние слои атмосферы с помощью дирижаблей. Другие предложения из конца 2010-х включают VERITAS, Venus Origins Explorer, VISAGE и VICI. В июне 2018 года НАСА также заключило контракт с Black Swift Technologies на концептуальное исследование планера Venus, который будет использовать сдвиг ветра для подъемной силы и скорости.
СМИ, относящиеся к Атмосфера Венеры на Wikimedia Commons
