Файл: Два чуда космической техники специальный выпуск..pdf

С. Верное НА СМЕНУ ГИ П О ТЕЗАМ -ТО ЧН Ы Е ЗНАНИ

При полете «Венеры-4» проводились измерения заряженных ча­ стиц высоких и малых энергий, магнитных полей и ультрафиолето­

ции «Венера-2» и «Венера-3». Возникает интересный вопрос, как изменилось за это время межпланетное пространство.

Из сопоставления данных, полученных в 1965 и 1967 гг., мож­ но сделать вывод, что в связи с ростом солнечной активности пото­ ки рожденных на Солнце протонов с энергией в один миллион электрон-вольт возросли в сотни раз.

При полете «Венеры-4» зарегистрированы многочисленные слу­

нечные космические лучи рождались лишь с малыми энергиями. При подлете к Венере продолжались измерения частиц раз­

личных энергий. Это позволило решить вопрос о том, существуют ли около Венеры радиационные пояса. Было установлено, что ника­ кого возрастания интенсивности частиц больших энергий нет. Ана­ лиз полученных данных показал, что если бы интенсивность излу­ чения в радиационных поясах Венеры была бы в миллионы раз меньше, чем у земных радиационных поясов, то в этом случае они были бы обнаружены. Уменьшение интенсивности при приближении к планете связано с поглощением космических лучей Венерой.

На станции «Венера-4» был установлен трехкомпонентный маг­ нитометр. При полете в межпланетном пространстве этот магни­ тометр измерял межпланетные магнитные поля. По данным «Ве­ неры-4», они составляли около 7 гамм, что близко к значениям на­ пряженности магнитного поля, измеренного на американских косми­ ческих аппаратах в более спокойную фазу солнечной активности.

130

По измерениям «Венеры-4», встречаются и более сильные магнит­ ные поля. Момент их появления согласуется с изменением индекса магнитной активности на Земле.

В настоящее время изучаются эффекты, которые связаны с воз­

Проведенный до настоящего времени анализ полученных дан­ ных дает возможность сделать выводы о дипольной части возмож­ ного магнитного поля Венеры. Как известно, именно эта часть составляет главную особенность земного магнитного поля. Оценка

3 десятитысячных дипольного магнитного момента Земли.

Если относительно некоторых результатов, полученных в экспе­ риментах на «Венере-4», можно сказать, что они согласуются с вы­ двинутыми ранее гипотезами, то о результатах исследования ионо­ сферы Венеры следует подчеркнуть, что они противоречат сделан­ ным ранее предсказаниям.

На станции «Венера-4» были установлены ловушки заряжен­ ных частиц, рассчитанные на регистрацию как малых, так и боль­ ших концентраций частиц. По предварительным данным, на всем пути концентрация положительных ионов не превышала 1000 ча­ стиц в кубическом сантиметре, т. е. во много раз меньше, чем ее максимальные значения в верхней атмосфере Земли.

На межпланетной автоматической станции «Венера-4» была установлена аппаратура для регистрации ультрафиолетового излу­ чения Солнца, рассеянного атомами водорода и кислорода. Плот­ ность нейтрального водорода в межпланетном пространстве состав­ ляет Уюо атомов на кубический сантиметр. При вращении автома­ тической межпланетной станции вокруг оси, направленной на Солн­ це, было проведено сканирование неба и подтверждено открытое на АМС «Венера-2» свечение Млечного пути.

При подлете к Венере примерно с расстояния, равного 3—4 радиусам планеты, фотометр стал показывать возрастание интеи-

сивности по сравнению с интенсивностью в межпланетном про­ странстве.

На высоте 1000 км над поверхностью плотность атомарного

излучение, рассеянное атомарным кислородом, не показал никакого возрастания интенсивности, что свидетельствует об отсутствии в верхней атмосфере Венеры атомарного кислорода.

Что касается нейтрального водорода, то его плотность вблизи Земли в 100 раз больше, нежели на Венере. Отсутствие атомарного кислорода в верхней атмосфере Венеры, малая плотность заряжен­ ных частиц позволяют сделать вывод о наличии у Венеры плотной молекулярной атмосферы, довольно резко переходящей в межпла­ нетное пространство. Это, по-видимому, связано с крайне медлен­ ным вращением планеты вокруг своей оси. Все вышеуказанное, есте­ ственно, относится к ночной половине планеты, которая становится своего рода «кладбищем» заряженных и атомарных частиц.

Поэтому представляло исключительный интерес получить непо­ средственные данные о составе, температуре, давлении атмосферы Венеры с помощью космических автоматических станций. Это уда­ лось сделать при полете к Венере автоматической станции «Вене- ра-4». Прежде всего нужно сказать, что впервые непосредственно измерена температура атмосферы Венеры от высоты 26 км до по­ верхности. Температура изменялась от 40° до 270° С. Ход темпера­ туры оказался почти линейным. Давление на этих же высотах в среднем изменялось от 0,7 до 20 атм., ход его очень близок к адна-

132

батическому. Это очень важные характеристики атмосферы Венеры. Среди ряда задач была поставлена задача определить основные составные части атмосферы Венеры. На спускаемом аппарате стан­ ции «Венера-4» находились 11 газоанализаторов на углекислоту, во­ ду, кислород и азот. Каждый анализатор имел два равных объема, разделенных мембраной. В одном его отсеке помещался селектив­ ный поглотитель для поглощения газа, например, фосфорный ангид­

образовавшейся разности давления можно было оценить содержа­ ние исследуемого газа в составе атмосферы Венеры. Эти определе­ ния дублировались и другими, более точными физико-химическими методами. Анализаторы срабатывали либо при определенном поро­ говом содержании того или иною газа, либо оценивали все количество газа, оказавшегося в отсеках анализатора. Определение состава атмосферы Венеры было сделано на двух уровнях: 1-ё опре­

Все анализаторы сработали, и все показания их не противоре­ чили друг другу.

Содержание углекислоты оказалось 90 проц. с ошибкой меньше чем +10 проц., причем все анализаторы (3), поставленные на более низкие пороги содержания углекислоты, зашкалило.

Содержание воды или влаги оказалось более 0,1 проц. и мень­

0,4—0,8 проц. Наконец, содержание азота меньше 7 проц., поскольку анализатор с этим порогом чувствительности не показал присутствия

133

азота. Вероятно, в атмосфере Венеры присутствуют небольшие коли­ чества аргона и др. инертных газов.

Эти результаты позволяют высказать гипотезу о происхождении атмосферы Венеры и ее химического состава. Для того чтобы понять этот процесс, поставьте на место Венеры, поближе к Солнцу, Землю с момента ее возникновения. Я напомню, что все пары и газы на по­ верхности Земли и других планет — результат дегазации из недр этих планет.

При этом за счет уменьшения расстояния от Солнца Земля на­ греется больше чем на 50° С, вследствие чего будет идти интенсив­ ное испарение воды, это в свою очередь поведет к усилению погло­ щения солнечных лучей в инфракрасной области и нагреванию атмос­ феры, а присутствие углекислоты вследствие дегазации недр планеты усилит этот эффект. Этот тепличный эффект приведет к саморазогреванию атмосферы. Когда температура достигнет приблизительно 250° С, в результате реакции карбонатов кальция и магния с силика­ тами будут разлагаться карбонаты кальция и магния, и углекислота вся окажется в атмосфере. Благодаря фотохимическим процессам в ионосфере планеты, подобной Венере, за весь период ее существо­ вания будет происходить непрерывное разложение воды, которое при­ ведет к окислению железа, марганца, серы и др. веществ планеты,

аводород будет диссипировать с поверхности более интенсивно, чем

сЗемли, из-за меньшего размера Венеры и более высокой темпера­ туры ее поверхности. Интенсивное перемешивание атмосферы приве­ дет к проникновению свободного кислорода во весь объем атмосферы. При этом произойдет окисление аммония, который дегазируется из недр планет, до молекулярного азота. И совершенно не случайно, что количество углекислоты и азота на Венере такое же, как на Земле. Только на Земле вода и углекислота находятся в земной коре, иными словами, атмосфера похоронена, находясь у наших ног, а на Венере она поднята над корой. В этом случае за счет приближения планеты

кСолнцу происходит как бы самоопрокидывание атмосферы.

Таким образом, в результате этого процесса на Венере образо­ валась агрессивная окислительная атмосфера. Кислород окислил по­ роды. Из-за потери водорода идет «усыхание» Венеры, поверхность

134

которой можно представить в виде жаркой каменной пустыни, окра­ шенной окислами железа. Идут глубокие процессы денудации и выве­ тривания пород, сглаживается каменный рельеф Венеры.

Итак, планеты Земля и Венера по существу очень схожи, но исто­ рия развития их поверхности и образование тяжелой атмосферы Венеры при одинаковых эндогенных процессах на обеих планетах, близких по размерам, шло различными путями из-за разного положе­ ния их по отношению к Солнцу.

В. Прокофьев:

СБЫЛАСЬ ВЕКОВАЯ МЕЧТА АСТРОНОМОВ

Космическая станция «Венера-4» произвела измерения физиче­ ского состояния атмосферы планеты Венера. Впервые эти измерения сделаны при помощи приборов, плавно опустившихся в атмосфере этой планеты до ее поверхности. В связи с этим я хочу остановиться на сведениях, которыми располагали астрономы на основании на­ земных исследований, и на том прогрессе в наших знаниях, который связан с полетом космической станции «Венера-4».

Для оптических наблюдений доступна только верхняя атмосфера Венеры, ее надоблачный слой, поэтому все выводы астрономов в пер­ вую очередь касаются этой части атмосферы Венеры.

Детальные исследования атмосферы Венеры с Земли сопряжены с большими трудностями. Все же астрономы методами спектромет­ рии получили ценные количественные данные. Однако в этих данных имели место значительные неопределенности.

Достоверно было установлено наличие углекислого газа, но его процентное содержание определялось в пределах от нескольких про­ центов почти до ста. Наличие азота лишь предполагалось, так как его спектроскопические признаки находятся в ультрафиолетовой части спектра и недоступны наблюдениям с Земли.

Было установлено, что на границе облачного покрова господ­ ствуют температуры около — 40° С или несколько выше, а давление —

135