Som morgenstjernen, aftenstjernen og den lyseste naturlige genstand på himlen (efter Månen) har mennesker været opmærksomme på Venus siden umindelige tider. Selvom det ville gå mange tusinder af år, før det blev anerkendt som en planet, har det været en del af den menneskelige kultur siden begyndelsen af den registrerede historie.
På grund af dette har planeten spillet en vigtig rolle i mytologien og astrologiske systemer for utallige folk. Med den moderne tids opdagelse er interessen for Venus vokset, og observationer, der er foretaget om dens position på himlen, ændringer i udseende og lignende egenskaber som Jorden har lært os meget om vores solsystem.
Størrelse, masse og bane:
På grund af dens lignende størrelse, masse, nærhed til Solen og sammensætning kaldes Venus ofte Jordens ”søsterplanet”. Med en masse på 4.8676 × 1024 kg, et overfladeareal på 4,60 x 108 km², og et volumen på 9,28 × 1011 km3, Venus er 81,5% så massiv som Jorden og har 90% af sit overfladeareal og 86,6% af dens volumen.
Venus kredser om solen i en gennemsnitlig afstand på ca. 0,72 AU (108 000 000 km / 67 000 000 mi) uden næsten ingen excentricitet. Faktisk har den med sin længste bane (aphelion) på 0,728 AU (108,939,000 km) og nærmeste bane (perihelion) på 0,718 AU (107,477,000 km) den mest cirkulære bane for enhver planet i solsystemet.
Når Venus ligger mellem Jorden og Solen, en position kendt som underordnede sammenhæng, gør den den nærmeste tilgang til Jorden på enhver planet, i en gennemsnitlig afstand på 41 millioner km (hvilket gør den til den nærmeste planet til Jorden). Dette finder i gennemsnit sted hver 584 dage. Planeten afslutter en bane omkring solen hver 224,65 dage, hvilket betyder, at et år på Venus er 61,5% så længe som et år på Jorden.
I modsætning til de fleste andre planeter i solsystemet, der roterer på deres akser i retning mod uret, roterer Venus med uret (kaldet "retrograd" rotation). Det roterer også meget langsomt og tager 243 jorddage for at gennemføre en enkelt rotation. Dette er ikke kun den langsomste rotationsperiode på nogen planet, det betyder også, at en siderisk dag på Venus varer længere end et venusisk år.
Sammensætning og overfladefunktioner:
Lidt direkte information er tilgængelig om den interne struktur i Venus. Baseret på dens ligheder i masse og densitet med Jorden, mener forskere imidlertid, at de deler en lignende indre struktur - en kerne, mantel og skorpe. Ligesom Jorden, antages den venusiske kerne i det mindste at være delvist flydende, fordi de to planeter er afkølet med omtrent samme hastighed.
En forskel mellem de to planeter er manglen på bevis for pladetektonik, hvilket kan skyldes, at dens skorpe er for stærk til at subducere uden vand til at gøre den mindre tyktflydende. Dette resulterer i reduceret varmetab fra planeten, hvilket forhindrer, at den afkøles, og muligheden for, at indre varme går tabt i periodiske større genoverflader. Dette foreslås også som en mulig grund til, at Venus ikke har noget internt genereret magnetfelt.
Venus 'overflade ser ud til at være formet af omfattende vulkansk aktivitet. Venus har også flere gange så mange vulkaner som Jorden og har 167 store vulkaner, der er over 100 km på tværs. Tilstedeværelsen af disse vulkaner skyldes manglen på pladetektonik, hvilket resulterer i en ældre, mere bevaret skorpe. Mens jordens oceaniske skorpe er underlagt subduktion ved dens pladegrænser og i gennemsnit er ~ 100 millioner år gammel, skønnes den venusiske overflade at være 300-600 millioner år gammel.
Der er indikationer på, at der kan være en vulkanaktivitet på Venus. Opgaver udført af det sovjetiske rumprogram i 1970'erne og for nylig af Det Europæiske Rumfartsagentur har opdaget lyn storme i Venus 'atmosfære. Da Venus ikke oplever nedbør (undtagen i form af svovlsyre), er det blevet teoretiseret, at lynet er forårsaget af et vulkanudbrud.
Andre beviser er den periodiske stigning og fald af svovldioxidkoncentrationer i atmosfæren, hvilket kan være resultatet af periodiske store vulkanudbrud. Og endelig er der kommet lokaliserede infrarøde hot spots (sandsynligvis i området 800 - 1100 K) på overfladen, hvilket kunne repræsentere lava frisk frigivet ved vulkanudbrud.
Bevarelse af Venus 'overflade er også ansvarlig for dens påvirkningskrater, som upåklageligt bevares. Næsten tusind kratere findes, som er jævnt fordelt over overfladen og spænder fra 3 km til 280 km i diameter. Der findes ingen kratere mindre end 3 km på grund af den effekt, den tætte atmosfære har på indkommende genstande.
I det væsentlige sænkes genstande med mindre end en bestemt mængde kinetisk energi så meget af atmosfæren, at de ikke skaber et slagkrater. Og indkommende projektiler, der er mindre end 50 meter i diameter, fragmenterer og brænder op i atmosfæren, før de når jorden.
Atmosfære og klima:
Overfladeobservationer af Venus har været vanskelige i fortiden på grund af dens ekstremt tætte atmosfære, der primært er sammensat af kuldioxid med en lille mængde nitrogen. Ved 92 bar (9,2 MPa) er den atmosfæriske masse 93 gange Jordens atmosfære, og trykket ved planetens overflade er ca. 92 gange det på Jordens overflade.
Venus er også den hotteste planet i vores solsystem med en gennemsnitlig overfladetemperatur på 735 K (462 ° C / 863,6 ° F). Dette skyldes den CO²-rige atmosfære, der sammen med tykke svovldioxidskyer skaber den stærkeste drivhuseffekt i solsystemet. Over det tætte CO²-lag spreder tykke skyer, der hovedsageligt består af svovldioxid og svovlsyredråber omkring 90% af sollyset tilbage i rummet.
Venusoverfladen er effektivt isotermisk, hvilket betyder, at deres næsten ingen variation i Venus 'overfladetemperatur mellem dag og nat eller ækvator og poler. Planetens minutiske aksiale hældning - mindre end 3 ° sammenlignet med Jordens 23 ° - minimerer også sæsonmæssig temperaturvariation. Den eneste mærkbare variation i temperatur forekommer med højden.
Det højeste punkt på Venus, Maxwell Montes, er derfor det koldeste punkt på planeten med en temperatur på ca. 655 K (380 ° C) og et atmosfærisk tryk på ca. 4,5 MPa (45 bar).
Et andet almindeligt fænomen er Venus 'stærke vind, der når hastigheder op til 85 m / s (300 km / t; 186,4 mph) ved skyetoppene og cirkler planeten hver fire til fem jorddage. Ved denne hastighed bevæger disse vinde sig op til 60 gange hastigheden for planetens rotation, mens Jordens hurtigste vinde kun er 10-20% af planetens rotationshastighed.
Venus flybys har også indikeret, at dens tætte skyer er i stand til at producere lyn, ligesom skyerne på Jorden. Deres intermitterende udseende indikerer et mønster, der er forbundet med vejraktivitet, og lynhastigheden er mindst halvdelen af det på Jorden.
Historiske observationer:
Selvom gamle folk vidste om Venus, mente nogle af kulturer, at det var to separate himmelobjekter - aftenstjernen og morgenstjernen. Selvom babylonierne indså, at disse to "stjerner" faktisk var det samme objekt - som antydet i Venus-tabletten i Ammisaduqa, dateret 1581 f.Kr. - var det først i det 6. århundrede fvt, at dette blev en fælles videnskabelig forståelse.
Mange kulturer har identificeret planeten med deres respektive gudinde for kærlighed og skønhed. Venus er det romerske navn for kærlighedens gudinde, mens babylonierne kaldte det Ishtar, og grækerne kaldte det afrodite. Romerne udpegede også morgenaspektet af Venus Lucifer (bogstaveligt talt "Lysbringer") og aftenaspektet som Vesper ("aften", "aftensmad", "vest"), som begge var bogstavelige oversættelser af de respektive græske navne ( Fosfor og Hesperus).
Venus transit foran Solen blev først observeret i 1032 af den persiske astronom Avicenna, der konkluderede, at Venus er tættere på Jorden end Solen. I det 12. århundrede observerede den andalusiske astronom Ibn Bajjah to sorte pletter foran solen, som senere blev identificeret som transit af Venus og Merkur af den iranske astronom Qotb al-Din Shirazi i det 13. århundrede.
Moderne observationer:
I begyndelsen af det 17. århundrede blev Venus 'transit observeret af den engelske astronom Jeremiah Horrocks den 4. december 1639 fra hans hjem. William Crabtree, en engelsk engelsk astronom og ven af Horrocks ', observerede transit på samme tid, også fra hans hjem.
Da Galileo Galilei først observerede planeten i det tidlige 1600-tallet, fandt han, at det viste faser som Månen, der varierede fra halvmåne til gibbøs til fuld, og vice versa. Denne opførsel, som kun kunne være mulig, hvis Venus 'kredsede om solen, blev en del af Galileos udfordring til den ptolemaiske geocentriske model og hans fortaler for den kopernikanske heliocentriske model.
Atmosfæren i Venus blev opdaget i 1761 af den russiske polymat Mikhail Lomonosov og blev derefter observeret i 1790 af den tyske astronom Johann Schröter. Schröter fandt, at planeten var en tynd halvmåne, og cuspene strækkede sig over mere end 180 °. Han formoder korrekt, at dette skyldtes spredning af sollys i en tæt atmosfære.
I december 1866 foretog den amerikanske astronom Chester Smith Lyman observationer af Venus fra Yale-observatoriet, hvor han var i bestyrelsen. Mens han observerede planeten, opdagede han en komplet ringring af lyset omkring den mørke side af planeten, da den var i underordnet sammenhæng, hvilket gav yderligere bevis for en atmosfære.
Lidt andet blev opdaget om Venus indtil det 20. århundrede, da udviklingen af spektroskopiske, radar og ultraviolette observationer gjorde det muligt at scanne overfladen. De første UV-observationer blev foretaget i 1920'erne, da Frank E. Ross fandt, at UV-fotografier afslørede betydelige detaljer, som syntes at være resultatet af en tæt, gul lavere atmosfære med høje cirrusskyer over sig.
Spektroskopiske observationer i det tidlige 20. århundrede gav også de første ledetråd om den venusiske rotation. Vesto Slipher forsøgte at måle Doppler-lysskiftet fra Venus. Efter at have konstateret, at han ikke kunne registrere nogen rotation, formoder han, at planeten må have en meget lang rotationsperiode. Senere arbejde i 1950'erne viste, at rotationen var retrograd.
Radarobservationer af Venus blev først udført i 1960'erne og leverede de første målinger af rotationsperioden, som var tæt på den moderne værdi. Radarobservationer i 1970'erne ved hjælp af radioteleskopet ved Arecibo-observatoriet i Puerto Rico afslørede detaljer for den venusiske overflade for første gang - såsom tilstedeværelsen af Maxwell Montes-bjergene.
Udforskning af Venus:
De første forsøg på at udforske Venus blev monteret af sovjeterne i 1960'erne gennem Venera-programmet. Det første rumfartøj, Venera-1 (også kendt i vest som Sputnik-8) blev lanceret den 12. februar 1961. Imidlertid mistede kontakten syv dage ind i missionen, da sonden befandt sig omkring 2 millioner km fra Jorden. I midten af maj blev det estimeret, at sonden var passeret inden for 100.000 km (62.000 miles) fra Venus.
De Forenede Stater lancerede Mariner 1 sonde den 22. juli 1962 med det formål at udføre en Venus flyby; men også her var kontakten mistet under lanceringen. Det Mariner 2 mission, der blev lanceret den 14. december 1962, blev den første succesrige interplanetære mission og passerede inden for 34.833 km (21.644 mi) fra Venus 'overflade.
Dens observationer bekræftede tidligere jordbaserede observationer, som indikerede, at selvom skyetoppene var kølige, var overfladen ekstremt varm - mindst 425 ° C (797 ° F). Dette sluttede på alle spekulationer om, at planeten måske kan huse liv. Mariner 2 opnåede også forbedrede estimater af Venus masse, men kunne ikke registrere hverken et magnetfelt eller strålingsbælter.
Det Venera-3 rumfartøj var sovjeternes andet forsøg på at nå Venus, og deres første forsøg på at placere en lander på planetens overflade. Rumfartøjet landede kontant på Venus den 1. marts 1966 og var det første menneskeskabte objekt, der kom ind i atmosfæren og ramte overfladen på en anden planet. Desværre mislykkedes dets kommunikationssystem, før det var i stand til at returnere planetdata.
Den 18. oktober 1967 prøvede sovjeterne igen med Venera-4 rumfartøj. Efter at have nået planeten trådte sonden med succes ind i atmosfæren og begyndte at studere atmosfæren. Ud over at bemærke forekomsten af kuldioxid (90-95%) målte det temperaturer over hvad Mariner 2 observeret og nåede næsten 500 ° C. På grund af Venus 'atmosfære, faldt sonden langsommere end forventet, og dens batterier løb tør efter 93 minutter, da sonden stadig befandt sig 24,96 km fra overfladen.
En dag senere, den 19. oktober 1967, Mariner 5 gennemførte en fly-by i en afstand af mindre end 4000 km over skyetoppene. Oprindeligt bygget som en sikkerhedskopi til Mars-bundet Mariner 4, blev sonden gentegnet til en Venus-mission efter Venera-4Succes. Sonden lykkedes at indsamle information om sammensætningen, trykket og tætheden af den venusiske atmosfære, som derefter blev analyseret ved siden af Venera-4 data fra et sovjet-amerikansk videnskabsteam under en række symposier.
Venera-5 og Venera-6 blev lanceret i januar 1969 og nåede Venus den 16. og 17. maj. Under hensyntagen til den ekstreme tæthed og tryk i Venus 'atmosfære var disse prober i stand til at opnå en hurtigere nedstigning og nåede en højde på 20 km før de blev knust - men ikke før de vendte tilbage over 50 minutters atmosfæriske data.
Det Venera-7 blev bygget med det formål at vende tilbage data fra planetens overflade og blev fortolket med et forstærket afstamningsmodul, der er i stand til at modstå intenst pres. Under indgangen til atmosfæren den 15. december 1970 styrtede sonden på overfladen, tilsyneladende på grund af en revet faldskærm. Heldigvis lykkedes det at returnere 23 minutters temperaturdata og den første telemetri fra den anden planets overflade, før den gik offline.
Sovjeterne lancerede yderligere tre Venera-prober mellem 1972 og 1975. De første landede på Venus den 22. juli 1972 og formåede at overføre data i 50 minutter. Venera-9 og 10 - der kom ind i Venus 'atmosfære henholdsvis den 22. oktober og den 25. oktober 1975 - begge formåede at sende billeder af Venus' overflade tilbage, de første billeder nogensinde taget af en anden planetes landskab.
Den 3. november 1973 havde De Forenede Stater sendt Mariner 10 sonde på en tyngdekrave bane forbi Venus på vej til Merkur. Den 5. februar 1974 passerede sonden inden for 5790 km fra Venus og returnerede over 4000 fotografier. Billederne, der var de bedste hidtil, viste planeten at være næsten uovertruffen i synligt lys; men afslørede aldrig-før-set detaljer om skyerne i ultraviolet lys.
I slutningen af halvfjerdserne begyndte NASA Pioneer Venus-projektet, der bestod af to separate missioner. Den første var Pioneer Venus Orbiter, der blev indsat i en elliptisk bane omkring Venus den 4. december 1978, hvor den studerede sin atmosfære og kortlagde overfladen i en periode på 13 dage. Den anden, den Pioneer Venus Multiprobe, frigav i alt fire sonder, der kom ind i atmosfæren den 9. december 1978 og returnerede data om dens sammensætning, vind og varmeflux.
Fire flere Venera-lander-missioner fandt sted mellem slutningen af 70'erne og begyndelsen af 80'erne.Venera 11 og Venera 12 opdagede elektriske storme i Venusien; og Venera 13 og Venera 14 landede på planeten den 1. og 5. marts 1982, hvor de første farvefotografier af overfladen blev returneret. Venera-programmet sluttede i oktober 1983, hvor Venera 15 og Venera 16 blev anbragt i kredsløb for at udføre kortlægning af det venusiske terræn med syntetisk åbningsradar.
I 1985 deltog sovjeterne i et samarbejde med flere europæiske stater for at starte Vega-programmet. Dette to-rumfartøjsinitiativ var beregnet til at drage fordel af udseendet af Halley's Comet i det indre solsystem og kombinere en mission til det med en flyby af Venus. Mens de var på vej til Halley den 11. og 15. juni, faldt de to Vega-rumfartøjer Venera-stil sonder understøttet af balloner ind i den øvre atmosfære - som opdagede, at det var mere turbulent end tidligere anslået, og underlagt kraftig vind og kraftige konvektionsceller.
NASAs Magellan rumfartøj blev lanceret den 4. maj 1989 med en mission at kortlægge Venusoverfladen med radar. I løbet af sin fire og et halvt år lange mission leverede Magellan de mest høje opløsninger til planeten til dato og var i stand til at kortlægge 98% af overfladen og 95% af dens tyngdekraftfelt. I 1994, efter sin mission, Magellan blev sendt til dens ødelæggelse i atmosfæren i Venus for at kvantificere dens densitet.
Venus blev observeret af Galileo og Cassini rumfartøj under flybys på deres respektive missioner til de ydre planeter, men Magellan var den sidste dedikerede mission til Venus i over et årti. Det var først i oktober 2006 og juni 2007, at MESSENGER-sonden foretog en flyby af Venus (og indsamler data) for at bremse dens bane for en eventuel orbital indsættelse af Merkur.
Venus Express, en sonde designet og bygget af Det europæiske rumfartsagentur, antog med succes polær bane rundt om Venus den 11. april 2006. Denne sonde udførte en detaljeret undersøgelse af den venusiske atmosfære og skyer og opdagede et ozonlag og en hvirvlende dobbeltvirvel ved sydpolen, inden den afsluttede sin mission i december 2014.
Fremtidige missioner:
Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) udtænkte en Venus-orbiter - Akatsuki (tidligere “Planet-C”) - for at udføre overfladebehandling med et infrarødt kamera, undersøge Venus 'lyn og bestemme eksistensen af nuværende vulkanisme. Fartøjet blev lanceret den 20. maj 2010, men fartøjet kunne ikke komme i kredsløb i december 2010. Dets hovedmotor er stadig offline, men dets controllere vil forsøge at bruge sine små holdningskontrol-thrustere til at gøre et andet orbital indsættelsesforsøg den 7. december 2015.
I slutningen af 2013 lancerede NASA Venus Spectral Rocket Experiment, et sub-orbitalt rumteleskop. Dette eksperiment er beregnet til at gennemføre ultraviolet lysundersøgelser af Venus 'atmosfære med det formål at lære mere om vandets historie på Venus.
Det Europæiske Rumagenturs (ESA) BepiColombo mission, der lanceres i januar 2017, vil udføre to svirpe af Venus, inden den når Mercury bane i 2020. NASA lancerer Solar Probe Plus i 2018, som vil udføre syv Venus flybys under sin seks-årige mission til at studere Solen.
Under sit New Frontiers-program har NASA foreslået at montere en lander-mission til Venus kaldet the Venus In-Situ Explorer i 2022. Formålet vil være at studere Venus 'overfladebetingelser og undersøge de elementære og mineralogiske træk ved regolitten. Proben vil være udstyret med en kerneprøver til at bore i overfladen og undersøge uberørte klippeprøver, der ikke er forvitret af de hårde overfladeforhold.
Venera-D-rumfartøjet er en foreslået russisk rumsonde til Venus, som planlægges lanceret omkring 2024. Denne mission vil gennemføre fjernfølende observationer rundt om planeten og indsætte en lander, der er baseret på Venera-designet, der er i stand til at overleve for en lang varighed på overfladen.
På grund af sin nærhed til Jorden og dens lighed i størrelse, masse og sammensætning blev Venus engang antaget at have liv. Ideen om, at Venus var en tropisk verden, var faktisk vedvarende langt ind i det 20. århundrede, indtil Venera- og Mariner-programmerne demonstrerede de absolutte helvede forhold, der faktisk findes på planeten.
Ikke desto mindre antages det, at Venus engang måske har været meget som Jorden, med en lignende atmosfære og varmt, flydende vand på dens overflade. Denne opfattelse understøttes af det faktum, at Venus sidder inden for den indre kant af solens beboelige zone og har et ozonlag. På grund af den løbende drivhuseffekt og manglen på magnetfelt forsvandt dette vand for mange milliarder af år siden.
Der er stadig dem, der troede, at Venus en dag kunne støtte menneskelige kolonier. I øjeblikket er det atmosfæriske tryk tæt på jorden alt for ekstremt til, at bygninger kan bygges på overfladen. Men 50 km over overfladen ligner både temperaturen og lufttrykket Jordens, og det antages, at både nitrogen og ilt findes. Dette har ført til forslag om, at "flydende byer" skal bygges i den venusiske atmosfære og udforskningen af atmosfæren ved hjælp af luftskibe.
Derudover er der fremsat forslag, der antyder, at Venus skal terraformeres. Disse har varieret fra at installere en enorm rumskygge til at bekæmpe drivhuseffekten, til kometer, der går ned i overfladen for at sprænge atmosfæren. Andre ideer involverer konvertering af atmosfæren ved hjælp af calcium og magnesium for at sekvestere kulstoffet væk.
Ligesom forslag til terraform Mars, er disse ideer alle i deres barndom og er hårdt pressede for at tackle de langsigtede udfordringer forbundet med at ændre klodens klima. De viser dog, at menneskehedens fascination for Venus ikke er blevet mindre med tiden. Fra at være en central i vores mytologi og den første stjerne, vi så om morgenen (og den sidste, vi så om natten), er Venus siden blevet et emne for fascination for astronomer og et muligt udsyn for uden for verdens ejendom .
Men indtil teknologien forbedrer sig, forbliver Venus Jordens fjendtlige og uvurderlige "søsterplanet" med intenst pres, svovlsyreregn og en giftig atmosfære.
Vi har skrevet mange interessante artikler om Venus her på Space Magazine. For eksempel er her The Planet Venus, interessante fakta om Venus, hvad er Venus gennemsnitstemperatur ?, Hvordan terraformerer vi Venus? og koloniserende Venus med flydende byer.
Astronomy Cast har også en episode om emnet - Afsnit 50: Venus, og Larry Esposito og Venus Express.
For mere information, skal du huske at undersøge NASA Solar System Exploration: Venus og NASA Facts: Magellan Mission to Venus.
