Som morgenstjernen, kveldstjernen og den lyseste naturlige gjenstanden på himmelen (etter Månen), har mennesker vært klar over Venus siden uminnelige tider. Selv om det skulle gå mange tusen år før den ble anerkjent som en planet, har den vært en del av menneskets kultur siden begynnelsen av innspilt historie.
På grunn av dette har planeten spilt en viktig rolle i mytologien og astrologiske systemene til utallige folkeslag. Med den moderne tids begynnelse har interessen for Venus vokst, og observasjoner gjort om dens beliggenhet på himmelen, endringer i utseende og lignende egenskaper som Jorden har lært oss mye om solsystemet vårt.
Størrelse, masse og bane:
På grunn av sin lignende størrelse, masse, nærhet til solen og sammensetningen, blir Venus ofte referert til som jordas “søsterplanet”. Med en masse på 4.8676 × 1024 kg, et overflateareal på 4,60 x 108 km², og et volum på 9,28 × 1011 km3, Venus er 81,5% så massiv som Jorden, og har 90% av overflaten og 86,6% av volumet.
Venus går i bane rundt solen i en gjennomsnittlig avstand på omtrent 0,72 AU (108 000 000 km) uten nesten eksentrisitet. Faktisk, med sin lengste bane (aphelion) på 0,728 AU (108 939 000 km) og nærmeste bane (perihelion) på 0,718 AU (107,477 000 km), har den den mest sirkulære bane for noen planet i solsystemet.
Når Venus ligger mellom Jorden og solen, en stilling kjent som underordnede forbindelser, gjør den den nærmeste tilnærmingen til jorden av enhver planet, i en gjennomsnittlig avstand på 41 millioner km (noe som gjør den til den nærmeste planeten til Jorden). Dette skjer i gjennomsnitt en gang hver 584 dag. Planeten fullfører en bane rundt sola hver 224,65 dager, noe som betyr at et år på Venus er 61,5% så lenge som et år på jorden.
I motsetning til de fleste andre planeter i solsystemet, som roterer på aksene sine i retning mot klokken, roterer Venus med klokken (kalt "retrograd" rotasjon). Den roterer også veldig sakte, tar 243 jorddager for å fullføre en enkelt rotasjon. Dette er ikke bare den tregeste rotasjonsperioden for noen planet, det betyr også at en siderisk dag på Venus varer lenger enn et venusisk år.
Sammensetning og overflatefunksjoner:
Lite direkte informasjon er tilgjengelig om den interne strukturen til Venus. Basert på likhetene i masse og tetthet til Jorden, mener forskere imidlertid at de har en lignende indre struktur - en kjerne, mantel og skorpe. I likhet med jorda, antas den venusiske kjernen i det minste å være delvis flytende fordi de to planetene har avkjølt omtrent med samme hastighet.
En forskjell mellom de to planetene er mangelen på bevis for platetektonikk, noe som kan skyldes at skorpen er for sterk til å subducere uten vann til å gjøre den mindre tyktflytende. Dette resulterer i redusert varmetap fra planeten, og forhindrer at den avkjøles og muligheten for at indre varme går tapt i periodiske større oppblussingshendelser. Dette er også foreslått som en mulig årsak til at Venus ikke har noe internt generert magnetfelt.
Venus 'overflate ser ut til å ha blitt formet av omfattende vulkansk aktivitet. Venus har også flere ganger så mange vulkaner som Jorden, og har 167 store vulkaner som er over 100 km over. Tilstedeværelsen av disse vulkanene skyldes mangelen på platetektonikk, noe som resulterer i en eldre, mer bevart skorpe. Mens jordens havskorpe er underlagt undertrykkelse ved plategrensene, og i gjennomsnitt er ~ 100 millioner år gammel, anslås den venusiske overflaten å være 300-600 millioner år gammel.
Det er indikasjoner på at vulkansk aktivitet kan pågå på Venus. Oppdrag utført av det sovjetiske romfartsprogrammet på 1970-tallet og nylig av det europeiske romfartsorganet, har oppdaget lyn storm i Venus 'atmosfære. Siden Venus ikke opplever nedbør (unntatt i form av svovelsyre), har det blitt teoretisert at lynet er forårsaket av et vulkanutbrudd.
Andre bevis er periodisk økning og fall av svoveldioksidkonsentrasjoner i atmosfæren, noe som kan være et resultat av periodiske, store vulkanutbrudd. Og endelig har lokaliserte infrarøde hot spots (sannsynligvis i området 800 - 1100 K) dukket opp på overflaten, noe som kan representere lava friskløst av vulkanutbrudd.
Bevaring av Venus overflate er også ansvarlig for dens påvirkningskrater, som er upåklagelig bevart. Nesten tusen kratere eksisterer, som er jevnt fordelt over overflaten og spenner fra 3 km til 280 km i diameter. Ingen kratere mindre enn 3 km finnes på grunn av effekten den tette atmosfæren har på innkommende gjenstander.
I hovedsak bremses gjenstander med mindre enn en viss kinetisk energi så mye av atmosfæren at de ikke skaper et slagkrater. Og innkommende prosjektiler med mindre enn 50 meter i diameter vil fragmentere og brenne opp i atmosfæren før de når bakken.
Atmosfære og klima:
Overflateobservasjoner av Venus har vært vanskelig tidligere, på grunn av den ekstremt tette atmosfæren, som hovedsakelig er sammensatt av karbondioksid med en liten mengde nitrogen. Ved 92 bar (9,2 MPa) er den atmosfæriske massen 93 ganger så stor som jordens atmosfære, og trykket på planetens overflate er omtrent 92 ganger det på jordens overflate.
Venus er også den hotteste planeten i solsystemet vårt, med en gjennomsnittlig overflatetemperatur på 735 K (462 ° C / 863.6 ° F). Dette skyldes den CO²-rike atmosfæren som sammen med tykke svoveldioksydskyer gir den sterkeste drivhuseffekten i solsystemet. Over det tette CO²-laget sprer tykke skyer som hovedsakelig består av svoveldioksid og svovelsyredråper rundt 90% av sollyset tilbake i verdensrommet.
Overflaten til Venus er effektivt isotermisk, noe som betyr at det praktisk talt ikke er noen variasjon i Venus overflatetemperatur mellom dag og natt, eller ekvator og polene. Planetens minuttlige aksiale tilt - mindre enn 3 ° sammenlignet med jordens 23 ° - minimerer også sesongens temperaturvariasjon. Den eneste markante variasjonen i temperatur skjer med høyden.
Det høyeste punktet på Venus, Maxwell Montes, er derfor det kuleste punktet på planeten, med en temperatur på omtrent 655 K (380 ° C) og et atmosfærisk trykk på omtrent 4,5 MPa (45 bar).
Et annet vanlig fenomen er Venus 'sterke vind, som når hastigheter opp til 85 m / s (300 km / t; 186,4 mph) ved skyetoppene og sirkler planeten hver fjerde til fem jorddag. Med denne hastigheten beveger disse vindene seg opptil 60 ganger hastigheten på planetens rotasjon, mens jordas raskeste vind bare er 10-20% av planetens rotasjonshastighet.
Venus flybys har også indikert at dens tette skyer er i stand til å produsere lyn, omtrent som skyene på jorden. Deres intermitterende utseende indikerer et mønster assosiert med væraktivitet, og lynraten er minst halvparten av den på jorden.
Historiske observasjoner:
Selv om eldgamle folk visste om Venus, mente noen av kulturene det var to separate himmelobjekter - kveldsstjernen og morgenstjernen. Selv om babylonerne innså at disse to “stjernene” faktisk var det samme objektet - som antydet i Venus-tabletten til Ammisaduqa, datert 1581 f.Kr. - var det først på 600-tallet f.Kr. at dette ble en felles vitenskapelig forståelse.
Mange kulturer har identifisert planeten med sin respektive gudinne for kjærlighet og skjønnhet. Venus er det romerske navnet på kjærlighetsgudinnen, mens babylonerne kalte den Ishtar og grekerne kalte den afrodite. Romerne utpekte også morgenaspektet til Venus Lucifer (bokstavelig talt "Light-Bringer") og kveldsaspektet som Vesper ("kveld", "kveldsmat", "vest"), som begge var bokstavelige oversettelser av de respektive greske navnene ( Fosfor og Hesperus).
Overgangen til Venus foran solen ble først observert i 1032 av den persiske astronomen Avicenna, som konkluderte med at Venus er nærmere Jorden enn solen. På 1100-tallet observerte den andalusiske astronomen Ibn Bajjah to svarte flekker foran solen, som senere ble identifisert som transittene til Venus og Mercury av den iranske astronomen Qotb al-Din Shirazi på 1200-tallet.
Moderne observasjoner:
Ved begynnelsen av 1600-tallet ble transitt av Venus observert av den engelske astronomen Jeremiah Horrocks 4. desember 1639 fra hans hjem. William Crabtree, en engelsk engelsk astronom og venn av Horrocks ', observerte transitt på samme tid, også fra hjemmet.
Da Galileo Galilei først observerte planeten på begynnelsen av 1600-tallet, fant han at den viste faser som Månen, varierende fra halvmåne til gibbøs til full, og omvendt. Denne oppførselen, som bare kunne være mulig hvis Venus 'gikk i bane rundt solen, ble en del av Galileos utfordring til den ptolemaiske geosentriske modellen og hans talsmann for den kopernikanske heliosentriske modellen.
Atmosfæren til Venus ble oppdaget i 1761 av den russiske polymaten Mikhail Lomonosov, og ble deretter observert i 1790 av den tyske astronomen Johann Schröter. Schröter fant ut da planeten var en tynn halvmåner, forlenget cusps gjennom mer enn 180 °. Han antok riktig at dette skyldtes spredning av sollys i en tett atmosfære.
I desember 1866 gjorde den amerikanske astronomen Chester Smith Lyman observasjoner av Venus fra Yale-observatoriet, hvor han satt i styret for ledere. Mens han observerte planeten, oppdaget han en komplett ringring av lys rundt den mørke siden av planeten da den var under underordnede forbindelser, noe som ga ytterligere bevis for en atmosfære.
Lite annet ble oppdaget om Venus fram til 1900-tallet, da utviklingen av spektroskopiske, radar og ultrafiolette observasjoner gjorde det mulig å skanne overflaten. De første UV-observasjonene ble utført på 1920-tallet, da Frank E. Ross fant ut at UV-fotografier avdekket betydelig detalj, som så ut til å være et resultat av en tett, gul lavere atmosfære med høye cirrusskyer over seg.
Spektroskopiske observasjoner på begynnelsen av 1900-tallet ga også de første ledetrådene om den venusiske rotasjonen. Vesto Slipher prøvde å måle Doppler-lysskiftet fra Venus. Etter å ha funnet ut at han ikke kunne oppdage noen rotasjon, antok han at planeten måtte ha en veldig lang rotasjonsperiode. Senere arbeid på 1950-tallet viste at rotasjonen var retrograd.
Radarobservasjoner av Venus ble først utført på 1960-tallet, og ga de første målingene av rotasjonsperioden, som var nær den moderne verdien. Radarobservasjoner på 1970-tallet, ved bruk av radioteleskopet ved Arecibo-observatoriet i Puerto Rico, avslørte detaljer om den venusiske overflaten for første gang - for eksempel tilstedeværelsen av Maxwell Montes-fjellene.
Utforsking av Venus:
De første forsøkene på å utforske Venus ble montert av sovjeterne på 1960-tallet gjennom Venera-programmet. Det første romfartøyet, Venera-en (også kjent i vest som Sputnik-8) ble lansert 12. februar 1961. Imidlertid gikk kontakten tapt syv dager inn i oppdraget da sonden befant seg omtrent 2 millioner km fra Jorden. Ved midten av mai ble det anslått at sonden hadde passert innenfor 100 000 km (62 000 miles) fra Venus.
USA lanserte Mariner 1 sonde 22. juli 1962, med den hensikt å gjennomføre en Venus flyby; men også her gikk kontakten tapt under lanseringen. De Mariner 2 oppdraget, som ble lansert 14. desember 1962, ble det første vellykkede interplanetære oppdraget og passerte innenfor 34 833 km (21,644 mi) fra Venus overflate.
Observasjonene bekreftet tidligere bakkebaserte observasjoner som indikerte at selv om skyetoppene var svale, var overflaten ekstremt varm - minst 425 ° C (797 ° F). Dette avsluttet alle spekulasjoner om at planeten kan huse liv. Mariner 2 oppnådde også forbedrede estimater av Venus masse, men klarte ikke å oppdage verken magnetfelt eller strålingsbelter.
De Venera-3 romfartøy var Sovjetens andre forsøk på å nå Venus, og deres første forsøk på å plassere en lander på planetens overflate. Romfartøyet landet på Venus 1. mars 1966, og var den første menneskeskapte gjenstanden som kom inn i atmosfæren og slo overflaten til en annen planet. Dessverre mislyktes kommunikasjonssystemet før det var i stand til å returnere noen planetariske data.
18. oktober 1967 prøvde sovjeterne igjen med Venera-4 romfartøy. Etter å ha nådd planeten, gikk sonden vellykket inn i atmosfæren og begynte å studere atmosfæren. I tillegg til å merke forekomsten av karbondioksid (90-95%), målte den temperaturer over hva Mariner 2 observert og nådde nesten 500 ° C. På grunn av tykkelsen på Venus 'atmosfære sank sonden tregere enn forventet, og batteriene gikk tom etter 93 minutter da sonden fremdeles var 24,96 km fra overflaten.
En dag senere, 19. oktober 1967, Mariner 5 gjennomført en fly-by i en avstand på mindre enn 4000 km over skyetoppene. Opprinnelig bygget som en sikkerhetskopi for Mars-bundet Mariner 4, ble sonden gitt på nytt for et Venus-oppdrag etter Venera-4'S suksess. Sonden klarte å samle informasjon om sammensetningen, trykket og tettheten av den venusiske atmosfæren, som deretter ble analysert ved siden av Venera-4 data fra et sovjet-amerikansk vitenskapsteam under en serie symposier.
Venera-5 og Venera-6 ble lansert i januar 1969, og nådde Venus 16. og 17. mai. Under hensyntagen til den ekstreme tettheten og trykket i Venus 'atmosfære, klarte disse sonderne å oppnå en raskere nedstigning og nådde en høyde på 20 km før de ble knust - men ikke før de kom tilbake i løpet av 50 minutter med atmosfæriske data.
De Venera-7 ble bygget med den hensikt å returnere data fra planetens overflate, og ble tolket med en forsterket nedstigningsmodul som er i stand til å motstå intenst trykk. Mens han entret atmosfæren 15. desember 1970, styrtet sonden på overflaten, tilsynelatende på grunn av en dratt fallskjerm. Heldigvis klarte det å returnere 23 minutter med temperaturdata og den første telemetrien fra den andre planetens overflate før den gikk offline.
Sovjeterne lanserte ytterligere tre Venera-sonder mellom 1972 og 1975. De første landet på Venus 22. juli 1972, og klarte å overføre data i 50 minutter. Venera-9 og 10 - som gikk inn i Venus 'atmosfære henholdsvis 22. oktober og 25. oktober 1975 - begge klarte å sende tilbake bilder av Venus' overflate, de første bildene som noen gang er tatt av en annen planetens landskap.
3. november 1973 hadde USA sendt Mariner 10 sonde på en gravitasjonell sprengbanebane forbi Venus på vei til Merkur. Senest 5. februar 1974 passerte sonden innenfor 5790 km fra Venus, og returnerte over 4000 fotografier. Bildene, som var de beste til dags dato, viste at planeten var nesten uten prestasjoner i synlig lys; men avslørte aldri før sett detaljer om skyene i ultrafiolett lys.
På slutten av syttitallet startet NASA Pioneer Venus Project, som besto av to separate oppdrag. Den første var Pioneer Venus Orbiter, som satte inn i en elliptisk bane rundt Venus 4. desember 1978, der den studerte atmosfæren og kartla overflaten i en periode på 13 dager. Den andre, den Pioneer Venus Multiprobe, ga ut totalt fire sonder som kom inn i atmosfæren 9. desember 1978, og returnerte data om dens sammensetning, vind og varmeflukser.
Fire flere Venera-landeroppdrag fant sted mellom slutten av 70-tallet og begynnelsen av 80-tallet.Venera 11 og Venera 12 oppdaget venusiske elektriske stormer; og Venera 13 og Venera 14 landet på planeten 1. og 5. mars 1982, og returnerte de første fargefotografiene av overflaten. Venera-programmet ble avsluttet i oktober 1983, da Venera 15 og Venera 16 ble plassert i bane for å utføre kartlegging av det venusiske terrenget med syntetisk åpningsradar.
I 1985 deltok sovjeterne i et samarbeid med flere europeiske stater for å starte Vega-programmet. Dette to-romfartsinitiativet var ment å dra nytte av utseendet til Halley's Comet i det indre solsystemet, og kombinere et oppdrag til det med en flyby av Venus. Mens de var på vei til Halley 11. og 15. juni, droppet de to Vega-romfartøyene sonder i Venera-stil støttet av ballonger inn i den øvre atmosfæren - som oppdaget at det var mer turbulent enn tidligere estimert, og utsatt for kraftig vind og kraftige konveksjonsceller.
NASAs Magellan romskip ble lansert 4. mai 1989, med et oppdrag å kartlegge overflaten til Venus med radar. I løpet av sitt fire og et halvt år lange oppdrag ga Magellan de mest høyoppløselige bildene hittil på planeten og kunne kartlegge 98% av overflaten og 95% av dens tyngdekraftfelt. I 1994, etter endt oppdrag, Magellan ble sendt til dens ødeleggelse i atmosfæren til Venus for å tallfeste dens tetthet.
Venus ble observert av Galileo og Cassini romfartøy under flybys på sine respektive oppdrag til de ytre planetene, men Magellan var det siste dedikerte oppdraget til Venus i over et tiår. Det var først i oktober 2006 og juni 2007 at MESSENGER-sonden skulle gjennomføre en flyby av Venus (og samle inn data) for å bremse banen for en eventuell baneinnføring av Merkur.
Venusekspressen, en sonde designet og bygget av European Space Agency, antok vellykket polar bane rundt Venus 11. april 2006. Denne sonden gjennomførte en detaljert studie av den venusiske atmosfæren og skyene, og oppdaget et ozonlag og en virvlende dobbeltvirvel ved sørpolen før han avsluttet sitt oppdrag i desember 2014.
Fremtidige oppdrag:
Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) utviklet en Venus-orbiter - Akatsuki (tidligere “Planet-C”) - for å utføre overflatebehandling med et infrarødt kamera, studier på Venus 'lyn og for å bestemme eksistensen av nåværende vulkanisme. Håndverket ble lansert 20. mai 2010, men fartøyet klarte ikke å gå i bane i desember 2010. Hovedmotoren er fremdeles ikke frakoblet, men kontrollørene vil forsøke å bruke sine små holdningskontroll-thrustere for å gjøre et nytt forsøk på innføring i bane 7. desember, 2015.
På slutten av 2013 lanserte NASA Venus Spectral Rocket Experiment, et romteleskop under omkretset. Dette eksperimentet er ment å gjennomføre ultrafiolette lysstudier av Venus 'atmosfære, med det formål å lære mer om historien til vann på Venus.
European Space Agency's (ESA) BepiColombo oppdraget, som skal lanseres i januar 2017, skal utføre to fluebys av Venus før den når Mercury-bane i 2020. NASA lanserer Solar Probe Plus i 2018, som skal utføre syv Venus flybys under sitt seks år lange oppdrag for å studere Solen.
Under sitt New Frontiers-program har NASA foreslått å montere et landeroppdrag til Venus kalt the Venus In-Situ Explorer innen 2022. Hensikten vil være å studere Venus overflateforhold og undersøke elementære og mineralogiske trekk ved regolitten. Sonden vil være utstyrt med en kjerneprøver for å bore i overflaten og studere uberørte bergprøver som ikke forvitres av de tøffe overflateforholdene.
Venera-D-romfartøyet er en foreslått russisk romfart til Venus, som etter planen skal lanseres rundt 2024. Dette oppdraget vil gjennomføre fjernfølende observasjoner rundt planeten og distribuere en lander, basert på Venera-designet, i stand til å overleve for en lang varighet på overflaten.
På grunn av sin nærhet til Jorden, og dens likhet i størrelse, masse og sammensetning, ble Venus en gang antatt å holde liv. Ideen om at Venus skulle være en tropisk verden vedvarte faktisk langt inn på 1900-tallet, til Venera- og Mariner-programmene demonstrerte de absolutte helvete forholdene som faktisk eksisterer på planeten.
Likevel antas det at Venus en gang kan ha vært omtrent som Jorden, med en lignende atmosfære og varmt, rennende vann på overflaten. Denne oppfatningen støttes av det faktum at Venus sitter innenfor den indre kanten av solens beboelige sone og har et ozonlag. På grunn av den løpende drivhuseffekten og mangelen på magnetfelt forsvant imidlertid dette vannet for mange milliarder år siden.
Fortsatt er det de som trodde at Venus en dag kunne støtte menneskelige kolonier. For øyeblikket er det atmosfæriske trykket nær bakken altfor ekstremt for at bygninger kan bygges på overflaten. Men 50 km over overflaten er både temperaturen og lufttrykket lik Jordens, og det antas at både nitrogen og oksygen eksisterer. Dette har ført til forslag om at "flytende byer" skal bygges i den venusiske atmosfæren og utforskingen av atmosfæren ved bruk av luftskip.
I tillegg er det kommet forslag som antyder at Venus bør terraformeres. Disse har variert fra å installere en enorm plassskygge for å bekjempe drivhuseffekten, til kometer i overflaten for å blåse atmosfæren av. Andre ideer innebærer å konvertere atmosfæren ved å bruke kalsium og magnesium for å binde karbonet bort.
På samme måte som forslag om å terrassere Mars, er disse ideene alle i sin spede begynnelse og er hardt presset for å møte de langsiktige utfordringene knyttet til å endre planetens klima. De viser imidlertid at menneskehetens fascinasjon for Venus ikke har blitt mindre over tid. Fra å være en sentral i mytologien vår og den første stjernen vi så om morgenen (og den siste vi så om natten), har Venus siden gått til å bli et tema for fascinasjon for astronomer og et mulig utsikter for utenlandske eiendommer .
Men inntil teknologien forbedrer seg, vil Venus forbli jordens fiendtlige og ugjestmilde "søsterplanet", med intenst trykk, svovelsyreregn og en giftig atmosfære.
Vi har skrevet mange interessante artikler om Venus her på Space Magazine. Her er for eksempel The Planet Venus, interessante fakta om Venus, hva er Venus sin gjennomsnittstemperatur ?, Hvordan terraformerer vi Venus? og koloniserer Venus med flytende byer.
Astronomy Cast har også en episode om emnet - Episode 50: Venus, og Larry Esposito og Venus Express.
For mer informasjon, husk å sjekke ut NASA Solar System Exploration: Venus og NASA Facts: Magellan Mission to Venus.
