книги из ГПНТБ / Коваль И.К. Мир планет

от Земли, используя высокочувствительную установку. Полученная Дрейком температура Венеры на волне 10 см оказалась равной 337° ± 50° С. Радионаблюдениям в соединениях мешают еще и помехи, связанные с сол­ нечным радиоизлучением. Причем особенно это касается сантиметрового радиоизлучения, так как Солнце излу­ чает на этих волнах более интенсивно, чем Венера.

Так или иначе, сейчас у нас есть радиотемпературы Венеры практически для всех значений фазового угла, по крайней мере для сантиметрового излучения.

За последнее время ряд ученых, например, Саган, Эпик и др., выдвинули три варианта, три модели строе­ ния венерианской атмосферы. Рассмотрим каждую мо­ дель отдельно.

П а р н и к о в а я м о д е л ь допускает, что высокая температура, определенная на сантиметровых волнах, относится к поверхности Венеры. Представим, что атмо­ сфера планеты содержит довольно большое количество углекислоты и водяных паров. Тогда, пропуская к по­ верхности тепло, которое содержат лучи видимой и ближ­ ней инфракрасной области спектра, такая атмосфера будет препятствовать выходу тепла в пространство и сыграет роль стекла в парниках, используемых в хозяй­ стве. Благодаря этому поверхность и прилегающие к ней атмосферные слои будут иметь высокую температуру. Теоретические расчеты показывают, что для обеспечения такого значительного парникового эффекта (Т = 330°С) поглощение инфракрасного излучения должно достигать 99%. В свою очередь, для этого атмосфера Венеры дол­ жна иметь большое содержание СО2 и около 10 г/см2 водяных паров. При наличии такого количества влаги в атмосфере Венеры должны образовываться облака, со­ стоящие из кристалликов льда. Если предположить, что атмосфера Венеры состоит в основном из С 02 и N2 (что

96

является не очень грубым предположением), то высота облачного слоя, температура которого по наблюдениям

водяных паров очень небольшое. Сейчас производят теоретические расчеты и некоторые экспериментальные работы, нацеленные на проверку отдельных предположе­ ний, на которых основана парниковая модель. И не сле­

97

дует сожалеть, если окажется, что эта модель ошибочна. Уж слишком негостеприимный пейзаж , предлагает она нам на дне воздушного океана нашей прекрасной сосед­ ки: тихо, темно, жарко.

Э о л о с ф е р н а я м о д е л ь , или модель тепловой сферы (рис. 13). Ее автором является американский ас­ троном Эпик. Согласно этой модели, нижняя часть вене­ рианской атмосферы протяженностью до 20 км заполне­ на частицами пыли. Могучие ветры, дующие на больших высотах, с огромной силой сбрасывают вниз массу возду­ ха и пыли, поддерживая их в постоянном ураганном пере­ мешивании. Вследствие проникновения воздушных масс в более плотные атмосферные слои, а также благодаря трению у поверхности происходит разогрев до наблюдае­ мых температур (около 330°С). При этом предполагает­ ся, что радиоволны сантиметрового диапазона свобод­ но проникают сквозь сплошную пылевую завесу. Верхний уровень пылевой зоны, согласно этой гипотезе, наблюда­ ется извне как облачный покров, но для этого Эпику пришлось допустить, что пыль представляет собой белую пудру из карбонатов (кальция или магния), иначе обла­ ка не получаются белыми, как это имеет место на Вене­ ре в действительности (рис. 13).

Следовательно, художнику, который попытался бы изобразить мир Венеры согласно золосферной модели, пришлось бы нарисовать пейзаж не менее угнетающий, чем это предполагает парниковая модель.

И о н о с ф е р н а я м о д е л ь . Обе предыдущие моде­ ли предполагают, что высокая температура относится к поверхности или к нижним слоям атмосферы Венеры. В обоих случаях атмосфера должна иметь значительную протяженность (20—30 км до верхней границы облачно­ го слоя) и большую массу (давление у поверхности со­ ставляет десятки атмосфер). Есть еще одна возможность

98

Рис. 13. Эолосферная мо­ дель атмосферы Венеры.

ной для миллиметрового диапазона. Толщина земной ионосферы равна 150—300 км, и электронная плотность даже в наиболее ионизованном слое (на высотах 200—300 км) не превышает нескольких миллионов элек­ тронов в кубическом сантиметре. Дженсон и Саган под­ считали, что если принять протяженность венерианской ионосферы за такую же, как у Земли, то наблюдаемым

99

значениям радиотем­ пературы (330° С для ионосферы и 30° С у поверхности) соот­ ветствовала бы элек­ тронная плотность около миллиарда электронов на куби­ ческий сантиметр. Эта цифра невероят­ но велика. Иониза­ ция земной ионосфе­ ры вызывается в ос­ новном ультрафиоле­ товым излучением Солнца. Если учесть, что Венера находит­ ся ближе к Солнцу, чем Земля, то поток солнечного излуче­ ния тут будет лишь

Рис. 14. Ионосферная мо­ дель атмосферы Венеры.

вдвое больше. Можно предположить, что ионизация на Венере обусловлена корпускулярными потоками, идущи­ ми от Солнца. Это более эффективный механизм иони­

100

зации, но и он при реальных оценках интенсивности сол­ нечных корпускулярных потоков и при отсутствии у Ве­ неры сильного магнитного поля, благодаря чему потоки частиц не отклоняются, а проникают в ионосферу срав­ нительно свободно, не в состоянии обеспечить вышеупо­ мянутую электронную плотность (рис. 14).

Добавим к этому еще одно соображение, высказанное американским ученым Эшламеном. Дело в том, что ионосфера с высокой электронной концентрацией, непро­ зрачная для сантиметровых радиоволн, будет тем более

На этом основании мы можем сделать вывод, что ионосферная модель строения атмосферы Венеры не со­ гласовывается с радиолокационными наблюдениями. К сожалению, приходится довольствоваться очень непри­ ятными условиями на Венере. Однако будущее еще мо­ жет внести в это представление существенные изменения.

В заключение отметим, что за последнее время появи­ лись новые предположения, которые в той или иной сте­ пени «защищают» ионосферную модель, и было бы преждевременным отказываться от нее окончательно.

Интересные и важные сведения о Венере получены недавно при помощи радиоастрономических средств на­ блюдений. Эти наблюдения непосредственно относятся к поверхности Венеры и информируют нас о ее темпера­ туре и отчасти о ее природе.

Мы уже упоминали о том, что однозначно объяс­ нить приведенную выше зависимость радиотемпературы

101

Венеры от длины волн пока что не удалось, так как это­ му мешает венерианская атмосфера. Но, оказывается, все-таки можно приблизиться к однозначному ответу, если провести наблюдения распределения поляризации по диску Венеры на разных частотах. Известно, что только излучение, обусловленное лишь поверхностью планеты, должно быть поляризованным по краям ее видимого диска.

Группа ученых, в том числе А. Д. Кузьмин, А. Е. Саломонович, А. Баррет, Саган и др., уже давно предпола­ гали, что температуру поверхности Венеры мы измеряем на волнах сантиметрового диапазона. Следовательно, нет ничего удивительного в том, что, работая в 1964 г. на интерференционном радиотелескопе с высокой разре­ шающей способностью (радиоастрономическая станция Оуэнс Валлей, США), советский ученый А. Д. Кузьмин и американец Б. Кларк проводили поляризационные на­ блюдения Венеры в этом диапазоне (10,6 см). Им уда­ лось обнаружить поляризацию краев диска Венеры и сделать ряд важных выводов. Они установили, напри­ мер, что температура неосвещенной части поверхности Венеры вблизи экватора равна 350° С (температура плавления свинца!). Кроме того, эги наблюдения позво­ лили измерить радиус твердого шара планеты. Он ока­ зался равным 6060 ± 55 км. Это приблизительно на 100 км меньше оптического радиуса (6200 км). Наконец, была исчислена диэлектрическая проницаемость ве­ щества для поверхности Венеры, оказавшаяся близкой к 2,5, что соответствует веществу типа песка и асфальта.

Итак, вся совокупность данных о физических услови­ ях на Венере, особенно благодаря исследованиям за последнее время, указывает на то, что эта планета, как и Марс, вполне может быть носителем жизни. Во всяком случае тут мы имеем в наличии ряд важных предпосы­ лок для ее возникновения.

102

^

Космонавтика сейчас делает лишь первые шаги, но уже и они убеждают нас в том, что время разгадки тайн ближайших к нам планет приближается.

Мы уже увидели с близкого расстояния усеянную _ небольшими кратерами поверхность Луны. В этом чело-

’веку помогли автоматически действующие космические аппараты. Вот, наконец, и Марс показал свое «лицо» с расстояния нескольких тысяч километров. Из глубин космоса «Маринер-4» принес нам известие о громадном количестве кратеров, покрывающих эту планету, и о плот­ ности атмосферы. Оказалось, что марсианская атмосфе­ ра почти в 50 раз более разрежена, чем земная. Это означает также, исходя из фотометрических измерений, что атмосфера Марса в несколько раз сильнее засорена разными аэрозолями, чем земная.

Но астрономы не остаются пассивными наблюдате­ лями успехов космического века. Используя новые средства астрономических исследований, они еще с боль­ шим энтузиазмом ведут наземные наблюдения. Мы уже говорили о чудесных открытиях, касающихся строения и химического состава планетных атмосфер. Это обнару­ жение кислорода в атмосфере Венеры и водяных паров в атмосферах Марса и Венеры, построение тепловых карт планетных поверхностей и важные радиоастроно­ мические исследования и т. п. За последнее время полу­

чен ряд новых -результатов при помощи радиотелескопов. В частности, был окончательно измерен период суточно­ го вращения Венеры и оказалось, что сутки на Венере длятся около 230 земных суток.

Недавно, пришло сообщение о радионаблюдениях Меркурия, которые проводились при помощи 300-метро­ вого радиотелескопа в обсерватории Арэсибо на острове

ЮЗ