16. ПЛАНЕТЫ МЕРКУРИЙ, ВЕНЕРА И МАРС

1. Околосолнечные планеты.

Близость Венеры и особенно Меркурия к ослепительному Солнцу, а также отсутствие возможности наблюдать их диски на небе целиком, когда планеты ближе всего к Земле, очень затрудняют изучение поверхности и атмосферы этих планет. Лишь в последние годы радиолокационные наблюдения Венеры и Меркурия, фотографирование их с близкого расстояния

автоматическими станциями и другие методы впервые дали надежные сведения о вращении этих планет вокруг оси и о строении их поверхности.

Меркурий, ближайшая к Солнцу планета, немногим больше Луны, но средняя плотность ее почти такая же, как и у Земли. Радионаблюдения обнаружили крайне медленное вращение Меркурия. Звездные сутки его, т. е. период вращения вокруг оси относительно звезд, равны 58,65 наших суток. Солнечные сутки на этой планете (т. е. промежуток времени между последовательными полуднями) составляют около 176 земных суток. Они равны двум меркурианским годам, так как один оборот вокруг Солнца Меркурий делает за 88 земных суток. (Более точные числовые данные о планетах см. в приложении V.)

Атмосфера на Меркурии практически отсутствует. Поэтому дневное полушарие его сильно накаляется. В подсолнечной точке на Меркурии была измерена температура более +300° С. При такой температуре плавится свинец.

Поверхность Меркурия усеяна кратерами настолько густо, что на фотографиях ее трудно отличить от поверхности Луны (рис. 52).

Венера лишь немногим меньше Земли по объему и массе. Еще Ломоносов и его современники обнаружили существование у Венеры

Рис. 52. Сравнение Луны и Меркурия в одинаковой фазе:

Луна — слева, Меркурий — справа (масштаб этих фотографий неодинаков).

атмосферы. Ломоносов правильно полагал, что она плотнее, чем земная. Позднее на основе спектральных наблюдений было установлено, а затем и подтверждено исследованиями, выполненными советскими автоматическими станциями, что атмосфера Венеры в основном состоит из углекислого газа. Венера окутана сплошным покровом белых облаков, прозрачным только для радиоволн.

Радионаблюдения выявили, что Венера вращается вокруг оси в сторону, противоположную той, в которую вращаются все планеты (кроме Урана) и в которую она сама обращается вокруг Солнца. Солнечные сутки на ней составляют 117 земных суток. (Звездные периоды вращения всех планет приведены в таблице V приложения.) Наклон оси Венеры к плоскости ее. орбиты близок к прямому углу, так что на ней нет смены времен года

С 1961 г. начались запуски к Венере советских автоматических станций. Некоторые станции имели аппараты, спускавшиеся на Венеру на парашюте, автоматические приборы которых измеряли характеристики ее атмосферы на различной высоте и у поверхности и передавали эти сведения по радио на Землю. Магнитного поля Венеры эти приборы не обнаружили. У поверхности они зарегистрировали температуру 470—480° С и давление 95—97 атмосфер Па). Выяснилось, что на 97% по массе атмосфера Венеры состоит из углекислого газа. Азот и инертные газы составляют лишь несколько процентов, кислород — около 0,1%, а водяной пар еще меньше.

Крайне высокая температура в нижних слоях атмосферы Венеры и на ее поверхности в большой мере обусловлена так называемым «парниковым эффектом». Солнечные световые лучи поглощаются в нижних слоях и, излучаясь обратно в виде инфракрасных лучей, задерживаются ее облачным слоем, как тепло в парниках. С высотой над поверхностью температура понижается, и в стратосфере Венеры царит мороз.

В видимых лучах облака Венеры совершенно однородны и белы, но в ультрафиолетовых отчетливо видна структура облачного слоя (рис. 53), говорящая о происходящих движениях газа в верхних слоях атмосферы. Скорость ветров, составляющая всего несколько метров в секунду в нижних слоях атмосферы, на высотах около. 50 км достигает Через облака Венеры (состоящие, по-видимому, из капелек серной кислоты с небольшой примесью других химических соединений) поверхность планеты не видна. Радиолокационные исследования, проводимые как с Земли, так и с борта автоматических межпланетных станций, позволили составить карты рельефа поверхности Венеры. Оказалось, что поверхность планеты в основном гладкая, хотя на ней найдены горные хребты и кратеры.

Телевизионные камеры советских автоматических станций, опущенные на поверхность планеты, впервые в мире передали на Землю панорамы окружающей их безжизненной каменистой местности (в 1975 г. — в черно-белом изображении («Венера-9 и -10»), а в 1982 г. — в цветном («Венера-13 и -14»)).

Рис. 53. Фотография Венеры, окутанной облаками, полученная космической станцией.

2. Марс.

По размеру планета занимает промежуточное положение между Землей и Луной. Марс вдвое меньше Земли по диаметру. Его орбита имеет значительный эксцентриситет, поэтому, когда Марс находится в противостоянии вблизи перигелия, он сияет на небе, уступая по яркости только Венере. Такие противостояния называются великими и повторяются через 15 и 17 лет.

В небольшой телескоп легче всего заметить белые полярные шапки на полюсах планеты, состоящие из льда и замерзшего углекислого газа. Изредка на Марсе происходят мощные пылевые бури иногда длящиеся месяцами, поднимающие в воздух колоссальнейшие количества мельчайших пылинок. Таким образом, подтверждается существование там песчаных пустынь, определивших собой оранжевый цвет Марса в целом. Судя по пылевым бурям, на Марсе могут быть сильные ветры, дующие со скоростями в десятки метров в секунду.

Марс, подобно Луне и Меркурию, усеян кратерами (рис. 54). Как и на Луне, они в основном образуются от ударов метеоритов. Форма марсианских кратеров свидетельствует о явлениях выветривания и выравнивания его поверхности.

Существование на Марсе атмосферы было установлено уже давно. Однако эта атмосфера очень разрежена, и ее давление примерно в 100 раз меньше земного. В основном она состоит из углекислоты. Кислорода и водяного пара в ней крайне мало, но иногда можно наблюдать редкие белые облака и туман, чаще над полярными шапками.

Вода на Марсе из-за низкого атмосферного давления в основном может существовать только в виде льда.

Рис. 54. Сравнение кратеров (слева направо) на Марсе, Луне и Меркурии.

Год Марса почти вдвое длиннее земного, есть там и смена времен года, так как ось суточного вращения Марса наклонена к плоскости его орбиты, почти как земная.

На поверхности Марса заметны темные пятна на общем оранжевом фоне (см. форзац). Темные пятна на Марсе назвали «морям и», а оранжевые пространства — «пустынями». По видимому перемещению пятен на диске установлена продолжительность солнечных суток на Марсе 24 ч 37,4 мин, почти как на Земле.

Суточные температурные изменения на Марсе достигают 80-100 °С.

На экваторе температура редко поднимается даже летом до 0 °С, а к ночи она падает до жестокого мороза особенно холодно на полюсах (до — 130°С).

Суровые условия на Марсе являются следствием того, что Марс в 1,5 раза дальше от Солнца, чем Земля, и получает энергии от него в два с лишним раза меньше, а ночью грунт из-за разреженности атмосферы остывает очень быстро.

Объем наших сведений о Марсе резко возрос благодаря использованию автоматических станций-лабораторий, выведенных на орбиту вокруг Марса в качестве его искусственных спутников. По команде с Земли они производили фотографирование поверхности планеты. Несколько космических аппаратов опускалось на поверхность Марса. Получены тысячи фотографий планеты с разного расстояния, на основе которых составлены подробные карты планеты. На Марсе обнаружено несколько гигантских, по-видимому, давно потухших вулканов. Высота самого большого из них составляет 27 км. Между отдельными участками поверхности планеты, как и на Земле, имеются большие перепады высот. Обнаружены на Марсе и каньоны, которые по своим масштабам напоминают земные русла высохших рек.

Несмотря на крайне суровые физические условия, Марс является единственной планетой нашей Солнечной системы, на которой можно было ожидать существование примитивных форм жизни. Биологические эксперименты по обнаружению следов органической жизни (хотя бы в форме бактерий), проведенные автоматическими космическими аппаратами «Викинг-1 и -2», не привели к положительному результату.

(см. скан)

Рис. 55. Изменения вида кольца Сатурна.