Лев Шильник - Удивительная космология
С поверхности Земли Меркурий довольно трудно наблюдать в телескоп (в средних широтах он неплохо виден только в летние месяцы), поэтому составить по-настоящему надежные карты планеты и уточнить ее физические характеристики оказалось возможным после того, как окрестности ближайшей к Солнцу планеты посетил космический зонд «Маринер-10». Меркурий невелик и очень горяч, он уступает Земле в поперечнике почти в три раза, а по объему – в 14 раз. Диаметр Меркурия равняется 4880 километрам, а масса составляет 5,5 % от массы Земли. Сила тяжести на его поверхности втрое меньше земной, и мужчина среднего роста весил бы там примерно 25 килограммов. Среди планет Солнечной системы меньше Меркурия только далекий Плутон. У Меркурия обнаружена чрезвычайно разреженная гелиевая атмосфера, создаваемая солнечным ветром и содержащая ничтожное количество водорода, следы аргона и неона. Ее давление у поверхности планеты в 500 миллиардов раз меньше давления воздуха на Земле на уровне моря. Зонд «Маринер-10» выявил также наличие у Меркурия очень слабого дипольного магнитного поля (в 100 раз слабее земного).
На протяжении долгого времени астрономы считали, что Меркурий, как и Луна к Земле, всегда обращен к Солнцу одним полушарием, то есть вращается вокруг оси синхронно с движением вокруг Солнца. Однако в середине 60-х годов прошлого века с помощью радиолокационных исследований было установлено, что период вращения самой горячей планеты Солнечной системы составляет около 59 суток, следовательно, Меркурий совершает полный оборот вокруг оси за две трети своего года. По логике вещей, солнечная гравитация должна была давным-давно затормозить его осевое вращение, но коль скоро этого не произошло, возникла соблазнительная гипотеза, что Меркурий некогда вращался вокруг Венеры и только сравнительно недавно был отторгнут более массивным небесным телом. Во всяком случае, математическое моделирование его орбиты не исключает варианта, что в далеком прошлом он был спутником Венеры.
Названная в честь древнеримской богини любви и красоты (у греков – Афродита), Венера – ближайшая наша соседка среди больших планет (наименьшее расстояние от Земли – всего 39 миллионов километров) и самое яркое светило на ночном небе после Луны. Она сияет в 13 раз ярче Сириуса, которому принадлежит почетное первое место ярчайшей звезды. Блеск Венеры настолько велик, что при известном навыке ее можно иногда видеть даже днем, на фоне голубого неба. Это объясняется тем, что вторая от Солнца планета укутана толстенной атмосферной шубой, в 100 раз более мощной, чем атмосфера Земли. Газовый покров Венеры, пронизанный несколькими слоями облачности, замечательно отражает солнечный свет.
Честь открытия венерианской атмосферы принадлежит нашему соотечественнику Михаилу Васильевичу Ломоносову. Наблюдая в 1761 году прохождение Венеры по солнечному диску, он записал:
«Появился на краю Солнца пупырь, который тем явственнее учинялся, чем ближе Венера к выступлению проходила. Вскоре оный пупырь потерялся, и Венера оказалась вдруг без края…» Ломоносов сделал вывод, что «планета Венера окружена знатною воздушною атмосферою… Какова обливается около нашего шара земного».
Венера находится почти в полтора раза ближе к Солнцу, чем Земля (108 и 149 миллионов километров соответственно), а потому получает от щедрот нашего светила в два с половиной раза больше тепла. По своим размерам Венера и Земля – почти близнецы-сестры: поперечник Венеры лишь немногим уступает диаметру Земли и составляет 12 104 километра (0,95 земного диаметра, который равен 12 756 километрам), а ее масса равняется 81 % массы Земли. Полный оборот вокруг Солнца Венера совершает за 225 земных суток, а вот период ее вращения вокруг оси несколько больше – 243 дня. Ни одна другая планета Солнечной системы не крутится вокруг своей оси столь неторопливо, Венера – бесспорный рекордсмен по части самого медленного суточного вращения. Вдобавок оно совершается шиворот-навыворот, в сторону, противоположную ее орбитальному движению, что вообще-то не уникальное свойство Венеры. Скажем, Уран и Плутон тоже вертятся в обратную сторону, но они проделывают это, лежа практически на боку, в то время как ось Венеры почти перпендикулярна плоскости орбиты. Таким образом, она единственная из планет, которая «действительно» вращается наоборот. Разобраться как следует в особенностях суточного вращения Венеры удалось сравнительно недавно – в начале 60-х годов прошлого века, когда стали широко применяться методы радиолокации, позволившие заглянуть под ее плотный облачный покров.
Венера (снимок из космоса)
До полетов к Венере первых космических зондов многие писатели-фантасты представляли себе нашу ближайшую соседку этаким тропическим раем, знойным и душным миром, покрытым непролазными джунглями. Во влажном сумраке бескрайней сельвы прятались мерзкие твари, занятые непрерывным пожиранием себе подобных. В отличие от дряхлого умирающего Марса, Венера рисовалась некоторым ученым младшей сестрой Земли, какой она была в далекие геологические эпохи, много миллионов лет тому назад. Другие настаивали на том, что никакой суши на Венере нет и в помине, а всю поверхность планеты занимает сплошной огромный океан.
Реальность оказалась куда прозаичней и неожиданней. Выяснилось, что атмосфера «белолицей красавицы» (так называли Венеру астрономы Древнего Китая) на 96,5 % состоит из углекислого газа и почти на 3,5 % – из азота. А на долю всех прочих газов – кислорода, водяного пара, окиси и двуокиси серы, аргона, неона, гелия и криптона – приходится не более 0,1 %. Правда, следует иметь в виду, что поскольку венерианская атмосфера в 100 раз мощнее земной, азота там содержится примерно впятеро больше, чем в атмосфере Земли. На поверхности планеты, под чудовищным облачным покрывалом, царит небывалая, оглушительная жара: 460–470 градусов по Цельсию. При такой температуре плавятся некоторые металлы. Даже на освещенной стороне Меркурия немного прохладней. И хотя мощный облачный слой толщиной в несколько десятков километров отражает 77 % падающего на него солнечного света, перенасыщенная двуокисью углерода атмосфера создает на поверхности Венеры сильнейший парниковый эффект, за счет чего температура и достигает столь высоких значений. По той же причине она удивительно стабильна и не зависит от широты местности. Только в высокогорных районах немного прохладнее – на несколько десятков градусов.
Облачный слой, содержащий капельки концентрированной серной кислоты, простирается до высоты 70 километров, а в самых верхних слоях атмосферы присутствуют также соляная и плавиковая кислоты. Облачный слой вращается как единое целое, но гораздо быстрее самой планеты, делая полный оборот за 4–5 суток. Поэтому на высотах около 60 километров постоянно дуют ураганные ветры со скоростью 100 метров в секунду (360 км/ч). А вот вблизи поверхности планеты скорость ветра падает до нескольких метров в секунду, но поскольку атмосфера Венеры в 50 раз плотнее земной и всего лишь в 14 раз уступает в плотности воде, то даже ветер силой 1 метр в секунду – весьма серьезное испытание. Давление атмосферы на поверхности Венеры превосходит земное в 90 раз (90 и 1 бар соответственно), а на дне каньона Дианы зарегистрировано давление в 119 бар. Даже на высочайших горных пиках второй планеты, достигающих 11 километров высоты, давление составляет 45 бар, то есть в 45 раз больше, чем на Земле на уровне моря. Одним словом, Венера – это мир испепеляющего зноя, продуваемый насквозь раскаленными ветрами и навсегда придавленный тяжелой углекислой шубой, мало уступающей по плотности воде. Разумеется, никакая жизнь в привычных нам формах не сможет уцелеть в раскаленном пекле второй планеты. Белолицая красавица китайских астрономов оказалась на поверку самой настоящей геенной огненной.
За недолгий век земной космонавтики окрестности Венеры посетило около тридцати автоматических станций. Первые спускаемые аппараты были рассчитаны на максимальное давление около 7 бар, а потому быстро разрушались еще в верхних слоях венерианской атмосферы. Но именно с их помощью удалось установить газовый состав облачного покрова нашей ближайшей соседки. Отечественные зонды «Венера-13» и «Венера-14», совершившие в 1982 году мягкую посадку на поверхность планеты, сумели проработать около 2 часов в убийственном климате Венеры. Анализ грунта показал, что минералы, слагающие кору планеты, во многом подобны земным базальтам, встречающимся на дне океанских глубоководных впадин. Американский зонд «Магеллан» за четыре года работы на орбите Венеры (1990–1994 годы) составил и передал на Землю подробные карты ее поверхности. Рельеф второй планеты сложен и представляет собой обширные холмистые равнины, пересеченные многочисленными грядами, напоминающими срединно-океанические хребты на Земле, а также высокогорные плато вулканического происхождения.
