Растения
экспозиционной оранжереи Центрального
ботанического сада
НАН Беларуси
Реферат по биологии
ученицы
11 “В” класса,
средней школы №30 г.Минска
Дитченко Марты
Минск 2013
Содержание
1. Введение
2. Начало исследований
3. Исследования Венеры
с помощью АМС
3.1. АМС первого
поколения
3.2. АМС второго
поколения
3.3. Программа "Магеллан"
4. Какая ты, Венера?
5. Литература
- Введение
Вене́ра— вторая внутренняя планета Солнечной
системы с периодом обращения в 224,7
земных суток. Планета получила своё название
в честь Венеры, богини любви из римского
пантеона.
Венера классифицируется
как землеподобная планета, и иногда её называют
“сестрой Земли”, потому что обе планеты
похожи размерами, силой тяжести и составом.
Однако условия на двух планетах очень
разнятся. Поверхность Венеры скрывает
чрезвычайно густая облачность из облаков серной
кислоты с высокими отражательными
характеристиками, что не даёт возможности
увидеть поверхность в видимом
свете (но её атмосфера прозрачна для радиоволн, с
помощью которых впоследствии и был исследован
рельеф планеты).
2. Начало исследований
Нашу Землю со
всех сторон окружает необъятный мир небесных
тел - Вселенная или космос. Лишь
некоторые из небесных тел, как например,
Солнце, Луна, 5 планет и наиболее
яркие звезды, можно наблюдать
невооруженным глазом.
Венера привлекала
внимание с древних времен, но
начало исследований Венеры было
положено в 1610 году Галилеем, который
наблюдал и описывал фазы Венеры,
когда стало понятно, что она
как и Луна светит отраженным
солнечным светом. В 1761 г. М.В.Ломоносов
открыл присутствие у планеты
атмосферы при прохождении планеты
по диску Солнца. Однако, значимые
научные данные о Венере человечество
не получало практически до 1932 г., когда
астрономы У.Адаме и Т.Дэнхем (США) зафиксировали
в спектре Венеры три полосы, соответствующие
углекислому газу (СО2), и их интенсивность
указывала на значительное содержание
его в атмосфере планеты, а в 1956 г. астрономы
США зарегистрировали тепловое излучение
Венеры на волне 3 см, что соответствовало
температуре свыше 300°С. Далее ведутся
дистанционные измерения параметров Венеры
с Земли в радиодиапазоне; в 1958 г. первые
радиолокационные съемки позволили определить,
в частности, высокую температуру поверхности,
а в 1961 г. радаром был измерен период обращения
вокруг оси (243 земн. суток).
До начала
космической эры было известно,
что основной компонент атмосферы
- СО2. Высказывались предположения,
что под толстым облачным слоем
находится океан; учитывая богатство
углеродными соединениями, предполагалось,
что океан на поверхности может
состоять из нефти. В радиодиапазоне
были померяны высокие температуры
около 500 С, но не было уверенности
, что температура относится к
поверхности, а не к ионосфере.
3.Исследования
Венеры с помощью АМС
К концу 50-х годов стало ясно,
что наземные методы исследования
Венеры не могут дать существенно
новой информации. Методы оптической,
инфракрасной и ультрафиолетовой
астрономии оказались непригодными
для исследования подоблачной
атмосферы планеты. Запуск первых
искусственных спутников Земли,
а затем посылка первых АМС
к Луне показали возможность
изучения Венеры с близких
расстояний.
3.1
АМС первого поколения
Первым исследовательским аппаратом,
направленным землянами к другой
планете, стала советская автоматическая
станция "Венера-1", стартовавшая
12 февраля 1961 года. Через три месяца
она прошла на расстоянии около
100 тысяч километров от Венеры
и вышла на орбиту спутника
Солнца. Радиосвязь с этой станцией
продолжалась до тех пор, пока
расстояние до Земли не превысило
3 млн. км. и затем прекратилась
из-за выхода из строя бортовой
аппаратуры. Основными задачами
станции "Венера-1" являлись
проверка методов вывода космических
объектов на межпланетную трассу,
проверка сверхдальней радиосвязи
и управления станцией, проведение
физических исследований в космосе.
В декабре 1962 года американский
зонд "Маринер-2" пролетел на
расстоянии 35 тысяч километров от
Венеры, имея на борту радиометр
сантиметрового диапазона, магнитометр
и ряд приборов для исследования
заряженных частиц в космической
пыли. Результаты магнитных измерений
показали, что собственное магнитное
поле планеты невелико (магнитный
момент Венеры не превышает
5 - 10 % магнитного поля Земли). По
данным радиометра был сделан
вывод, что радиоизлучение формируется
в нижней атмосфере Венеры, а
не в ионосфере, как это допускалось
ранее.
В 1965 году к "прекраснейшей
из звезд небесных", так назвал
Венеру Гомер, ушла "Венера-2",
которая провела так называемые
полетные исследования. АМС пролетела
на расстоянии 24 000 км от поверхности
планеты.
Первые полеты АМС к Венере
позволили выявить различия в
подходе СССР и США к решению
задач исследования Венеры с
помощью космических аппаратов.
Если специалисты США в качестве
основной схемы на первом этапе
выбрали схему пролета вблизи
планеты, то конструкторы АМС
в СССР поставили основной
задачей посадку автоматических
станций на поверхность планеты.
И вот наступил качественно
новый этап: в 1965 году "Венера-3"
впервые достигла поверхности
планеты, а 1967 году "Венера-4"
впервые осуществила плавный
спуск в ее атмосфере и провела
непосредственные физико-химические
исследования. АМС "Венера-4" несла
спускаемый аппарат, который отделился
перед входом автоматической
станции в атмосферу. АМС сгорела
в плотных слоях атмосферы,
а спускаемый аппарат на парашюте
плавно опустился в плотные
слои атмосферы. Первый в истории
человечества сеанс межпланетной
радиосвязи продолжался 93 минуты.
Были измерены в зависимости
от высоты плотность, давление
и температура атмосферы, проведен
химический анализ состава атмосферы.
Спускаемый аппарат был рассчитан
на давление до 20 атмосфер, и передача
данных прекратилась до посадки
на твердую поверхность Венеры.
Было установлено, что углекислый
газ является основной компонентой
атмосферы (не менее 95%), получены
пределы содержания ряда других
компонент, однозначно установлено
существование высоких давлений
и температур в атмосфере планеты.
На пролетном аппарате измерена
водородная корона Венеры, проведены
наблюдения заряженных частиц
и микрометеоритов.
В 1967 г. через день после
посадки "Венеры-4" мимо планеты
на расстоянии 4000 км пролетел
американский "Маринер-5", с помощью
которого было исследовано прохождение
радиосигнала через атмосферу
и ионосферу (радиопросвечивание)
и проведены измерения водородной
короны. По данным радиопросвечивания
были получены зависимости температуры
и давления от высоты в пределах
90-35 км и концентрация электронов
ионосфере. Существование менее
плотной, чем земная, водородной
короны у Венеры было обнаружено
измерениями на космических аппаратах
"Венера-4" и "Маринер-5". Для
верхних областей Венеры характерен
ряд особенностей, определяемых
фотохимией CO2 c возможным участием
в комплексе реакций воды и
галогенов, в условиях атомных
и молекулярных взаимодействий
и взаимодействия с солнечным
ветром. Основная цель запуска
в 1969 году двух станций "Венера-5"
и "Венера-6" - увеличение проникновения
в атмосферу Венеры, повышение
точности измерений химического
состава, параметров атмосферы
и соответствующих им высот.
Корпус спускаемого аппарата
был несколько упрочен, что
позволило провести измерения
подоблачной атмосферы на более
низких высотах (до 19 км над
поверхностью планеты).
Спускаемый аппарат новой конструкции
был создан и вошел в состав
станции "Венера-7", которая
достигла окрестностей планеты
в декабре 1970 года. Ее аппаратура
проводила измерения не только
во время спуска во всей
толще атмосферы, но и в течение
53 минут на самой поверхности
планеты. Условия оказались необыкновенно
суровыми: давление достигало 90 атмосфер,
а температура - до 5000 С; в облачном
покрове, окутывающем планету,
очень много углекислого газа
и мало кислорода. Получены
данные о характере пород поверхностного
слоя Венеры. На повестку дня
встала задача разработки венерианской
автоматической станции, способной
проводить более широкий круг
научных исследований.
Такой автоматической станцией
нового поколения стала АМС
"Венера-8". С помощью спускаемого
аппарата станции "Венера-8"
в 1972 году были проведены разносторонние
исследования атмосферы и поверхности
Венеры. Кроме измерений атмосферного
давления, плотности и температуры
были измерены освещенность и
вертикальная структура аэрозольной
среды, в том числе и облачного
слоя, определены скорости ветра
на различных высотах в атмосфере
по доплеровскому сдвигу частоты
радиопередатчика, проведена гамма-спектроскопия
поверхностных пород. Фотометрические
измерения показали, что облачный
слой простирается до высот
около 40 км, оценена его оптическая
толщина и прозрачность; освещенность
на поверхности дневной стороны
Венеры оказалась достаточной
для съемки изображения места
посадки. Впервые получен высотный
профиль скорости ветра, который
характеризуется возрастанием скорости
от 0,5 м/сек у поверхности до 100
м/сек у верхней границы облаков.
По содержанию естественных радиоактивных
элементов (уран, торий, калий)
поверхностные породы на Венере
занимают промежуточное положение
между базальтами и гранитами.
В феврале 1974 года на расстоянии
6000 км от Венеры прошел американский
пролетный зонд "Маринер-10", на
котором были установлены телевизионная
камера, ультрафиолетовый спектрометр
и инфракрасный радиометр. Полученные
телевизионные изображения облачного
слоя использовались для исследования
динамики атмосферы. С помощью
ультрафиолетового спектрометра
обнаружены и измерены количества
гелия в атмосфере.
3.2 АМС
второго поколения
Станции нового поколения "Венера-9"
и "Венера-10", достигшие планеты
в октябре 1975 года, стали первыми
искусственными спутниками Венеры,
а их спускаемые аппараты совершили
мягкую посадку на освещенной
стороне планеты. На станциях
второго поколения информация
со спускаемых аппаратов передавалась
на орбитальный аппарат, а затем
ретранслировалась на Землю. Это
привело к значительному увеличению
количества получаемой информации.
Впервые были переданы панорамные
телевизионные изображения с
другой планеты, измерены на
спускаемых аппаратах плотность,
давление, температура атмосферы,
количество водяного пара, проведены
нефелометрические измерения частиц
облаков, измерения освещенности
в различных участках спектра.
Для измерений характеристик
грунта помимо гамма-спектрометра
использовался радиационный плотномер.
Искусственные спутники позволили
получить телевизионные изображения
облачного слоя, распределение температуры
по верхней границе облаков,
спектры ночного свечения планеты,
провести исследования водородной
короны, многократное радиопросвечивание
атмосферы и ионосферы, измерение
магнитных полей и околопланетной
плазмы. Большое внимание привлекло
обнаружение гроз и молний
в слое облачности на планете.
Данные оптических измерений
показали, что энергетические характеристики
венерианских молний в 25 раз
превосходят параметры земных
молний.
На панорамах, составленных из
телевизионных изображений, переданных
со спускаемого аппарата "Венеры-9"
(детали которого попали на
передний план), видны выходы коренных
пород; развалы камней могут
быть результатом смещений в
коре и служить подтверждением
тектонической активности на
Венере. В целом поверхность Венеры
- это горячая сухая каменистая
пустыня.
В 1978 году по межпланетной трассе
прошли и достигли заданной
цели еще два посланца - "Венера-11"
и "Венера-12", основной задачей
которых было детальное исследование
химического состава нижней атмосферы.
Специальным приемником были
зарегистрированы импульсы электромагнитного
излучения, указывающие на существование
электрических зарядов в атмосфере
наподобие земных молний. На пролетных
аппаратах были установлены ультрафиолетовые
спектрометры для исследования
состава верхней атмосферы.
Космические исследования показали,
что собственное магнитное поле
планеты невелико (магнитный момент
Венеры не превышает 5 - 10 % магнитного
поля Земли). Одновременно с "Венерой-11"
и "Венерой-12" проходила работа
американского проекта "Пионер-Венера",
который включал спутник и
четыре атмосферных зонда с
аппаратурой для измерения давления,
плотности, температуры, оптической
толщины облаков и теплового
излучения в атмосфере.
4 декабря 1978 года на околопланетную
орбиту выведен американский
космический аппарат "Пионер-Венера-1",
а 9 декабря на Венере в четырех
точках планеты совершили посадку
один большой и три малых
зонда (большой и один малый
на дневную сторону, 2 других малых
- на ночную поверхность), доставленные
космическим аппаратом "Пионер-Венера-2"
(сам космический аппарат сгорел
в атмосфере Венеры). Во время
этих экспериментов были проведены
исследования структуры, химического
состава, оптических свойств и
теплового режима атмосферы, свойств
облаков.
Один из самых сложных за всю историю
исследований Венеры комплексный эксперимент
был осуществлен с помощью АМС "Венера-13"
и "Венера-14" (1982 год). На спускаемых
аппаратах была установлена усовершенствованная
аппаратура химического анализа атмосферы
(масс-спектрометры, газовые хроматографы,
оптические и рентгеновские спектрометры)
для исследования частиц облачного слоя.
На этих станциях впервые были получены
цветные панорамы поверхности планеты.
Спускаемые аппараты провели бурение
грунта (при температуре 4700 С и давлении
у поверхности 93,5*105 Па!). Раскаленный грунт,
добытый буровой установкой, транспортировался
по сложной системе трубопроводов внутрь
прочного корпуса спускаемого аппарата,
где был проведен его химический анализ.
Анализ позволил определить содержание
в грунте окислов магния, алюминия, кремния,
железа, калия, кальция, титана и магния.
Впервые измерены электропроводность
и механическая прочность грунта, а также
выполнен простейший сейсмический эксперимент.
Программа атмосферных измерений позволила
провести измерение содержания инертных
газов - аргона, неона, криптона, ксенона
- и большинства их изотопов, что очень
важно для понимания процесса формирования
атмосферы Венеры. Ведь большинство изотопов
являются реликтовыми, т. е. их содержание
не изменялось со времени формирования
атмосферы. Кроме того, был выполнен комплекс
измерений содержания серосодержащих
и других малых компонентов атмосферы.
Эти измерения подтвердили, что сера является
основным элементом, определяющим состав
венерианских облаков.