Венера, как в прошлом и Земля, представляет собой своего рода огромный единый материк. Поэтому и карта Венеры это изображение бесконечной суши. Площадь венерианской поверхности 460 миллионов км2, максимальные различия высот 13 км (на Земле 20 км). Около 80% поверхности Венеры это высоты, отклоняющиеся от среднего её радиуса не более чем на 500 м. Однако отдельные вулканические горы гораздо крупнее по площади, чем земные вулканы. Диаметр основания многих венерианских вулканов достигает от 100 до 500 км, а высота их не более 1-5 км. На Венере обнаружено около тысячи метеоритных кратеров (в среднем по два кратера на один миллион км2). Следует отметить, что многие венерианские кратеры были «стёрты» последующими геологическими процессами (обширными излияниями лав, покрывающих большую часть этой планеты).
Наиболее точное значение среднего радиуса твёрдой поверхности, найденное к настоящему времени при помощи радиовысотометрических и траекторных измерений, составляет 6051,5 ± 0,1 км. Радиус верхней границы облаков около 6120 км. Центр масс планеты смещён по отношению к её геометрическому центру на 430 ± 120 км. Объем твёрдой части Венеры составляет 0,859 объёма Земли. Средняя плотность поверхностных пород равна 2,7 г/см3, что близко к плотности земных базальтов. Грунт Венеры состоит на 50% из кремнезема, 16% алюминиевых квасцов и на 11% из окиси магния. Первые радиолокационные карты показали, что большая часть поверхности Венеры занята обширными равнинами (85%), над которыми возвышаются три области большие плато высотой в несколько километров. Одна из них представляет собой огромное вулканическое плато (земля Иштар, сравнимая по размерам с Австралией, и земля Афродиты вблизи экватора). Выше всех (на 12 км выше среднего уровня поверхности) поднимаются горы Максвелла. Перепад высот вдоль экватора примерно 5 км. Низшая точка на поверхности находится на глубине 2,5 км от среднего уровня. В настоящее время зарегистрированы около 150 вулканических объектов, размеры которых превышают 100 км; общее число вулканов на планете оценивают в 1600.
Среди структур рельефа особый интерес представляют два типа образований тессеры и венцы. Тессеры (от греч. черепица) представляют собой возвышенности, нагорья размером от сотен до тысяч километров, поверхность которых пересечена в разных направлениях системами хребтов и разделяющих их желобов-долин. Эти хребты образуют сложную мозаику, напоминающую черепичную крышу, так как поверхность их имеет многочисленные ступенчатые перепады высот. Тессеры образованы в результате неоднократных сложных тектонических движений верхних слоёв планеты (из-за гравитационного выравнивания центра масс), сопровождаемых расколами, поднятиями и опусканиями различных участков поверхности. Тессеры, занимающие 8% территории планеты, второй по распространённости тип рельефа на Венере после равнин (около 80% территории). На все остальные 10 типов рельефа приходится примерно 12% всей площади планеты.
Второй тип уникальных образований венцы (округлые возвышенности диаметром от 100 до 600 км), состоящие из кольца горных гряд с межгорным плато в центре. Плато расположено, как правило, ниже, чем кольцо гряд, но выше, чем равнинная местность вокруг него. Таких венцов на Венере несколько сотен. Считается, что эти структуры образовались потоками разогретого материала, поднимающегося к поверхности из расплавленной мантии, расположенной под твёрдой корой планеты. Вокруг многих венцов наблюдаются застывшие лавовые потоки, расходящиеся в стороны в виде широких языков.
Существуют вполне обоснованные представления о возможности существования «венерианских» условий на Земле на ранних стадиях её геологического развития (В.И. Шульдинер, Г. Гаррелс. Ф. Маккензи, Д. Шоу и др.). Допускают, что большая часть существовавшей в то время гидросферы находилась в газообразном состоянии и входила в состав атмосферы. Атмосферное давление достигало, вероятно, 36 МПа, а температура на поверхности планеты 600°С. Г.В. Войткевич [32], сопоставляя в 1980 г. условия, существовавшие на заре истории Земли и Венеры, пришёл к выводу, что первоначальная атмосфера Земли была практически такой же, как сейчас на Венере. Таким образом, дегазация вещества, слагающего Землю, и диссипация газов определяли состав первоначальной атмосферы Земли. Можно полагать, что состав летучих элементов, выделявшихся в атмосферу на заключительных этапах аккреции Земли и поступающих при современных явлениях вулканизма, остаётся примерно одинаковым. Е.К. Мархинин в 1967 году привёл данные о составе вулканических газов, из которых видно, что на втором месте после воды по обилию выделения стоят углеродсодержащие газы. Если принять, что первоначальная атмосфера Земли состояла из такого набора газов, то Г.В. Войткевич совершенно справедливо отождествляет состав первоначальной атмосферы Земли и современной венерианской.
Мы полагаем, что возраст планеты Венера составляет около трёх миллиардов лет. Американский специалист по планетам земной группы доктор Дэвид Гринспун из Юго-Западного научно-исследовательского института в результате экспериментов утверждает, что поверхность Венеры чрезвычайно молода. Её средний возраст составляет 500 миллионов лет, а самым старым породам около 800 миллионов лет, при том, что планета Земля сформировалась 4,6 миллиарда лет назад. Возраст самых древних пород на её поверхности составляет более 4 миллиардов лет.
Младшая сестра Земли Венера является и сейчас очень на неё похожей. Очередные убедительные доказательства этого учёные получили в результате анализа информации, поступившей с борта венерианского спутника Venus Express. Объёмы углерода и его соединений на Земле и Венере примерно одинаковы, то есть на стадии формирования планет они получили примерно равное количество углерода. Только на Земле он после выпадения на её поверхность огромного количества воды содержится преимущественно в карбонатах и известковых отложениях на дне океана, а на Венере в качестве углекислого газа в атмосфере. У венерианских сернистых облаков в земной стратосфере тоже есть аналог сернокислотные аэрозоли, также состоящие из высококонцентрированной серной кислоты. Конечно, им далеко до того содержания, которое наблюдается на Венере, но такое совпадение заставляет задуматься.
С помощью аппаратуры, установленной на борту Venus Express, были получены сведения о том, ионы каких газов покидают атмосферу. Оказалось, в основном это ионы кислорода, гелия и водорода.
Интересно, что кислород и водород при этом обнаружились в такой же пропорции, в какой они составляют молекулы воды. По словам доктора Дэвида Гринспуна, астронома, работающего в проекте Venus Express, это свидетельствует о «водном» происхождении этих ионов. Вода на Венере могла элементарно испариться. Так считает специалист Оксфордского университета Колин Уилсон. Он опирается на данные, полученные станцией Venus Express. «Даже сейчас размеры испарений довольно велики, говорит учёный. На Венере могли быть в прошлом небольшие водоёмы».
Практически половина солнечного ультрафиолета на Венере нейтрализуется на уровне облаков. Европейский космический аппарат Venus Express уловил в атмосфере Венеры гидроксильные группы. Данное открытие поможет учёным лучше понять строение газовой оболочки этой планеты. Гидроксильная группа состоит из атомов кислорода и водорода и обладает большой реакционной способностью.
Гидроксилы были обнаружены на высоте 100 километров над поверхностью «утренней звезды», причём простирались они в «поясе», толщиной всего 10 километров. Гидроксил был найден по характерному инфракрасному излучению, наличие которого столь важно для астрономов из-за того, что это вещество бурно реагирует с другими соединениями в атмосфере. В атмосфере нашей планеты наличие гидроксильных групп связывают с присутствием большого количества озона. Теперь, вероятно, то же самое можно будет сказать и о Венере, по крайней мере, учёные уже принялись оценивать содержание последнего. Озон же важное составляющее вещество атмосферы любой планеты. Он поглощает ультрафиолетовые солнечные лучи.
Рис. 38. На Венере есть условия, пригодные для обитания людей. Презентация ronis-media.ru
Была обнаружена ещё одна особенность венерианской атмосферы, как и земной. В результате наблюдений удалось получить убедительные доказательства того, что на Венере спущенные с зондов модули обнаружили наличие сильных радиоволн, испускаемых электрическими токами. Такое явление свидетельствует о наличии на Венере гроз, причём гораздо более сильных и частых, чем на Земле. Раньше это считалось невозможным из-за специфического состава и состояния атмосферы планеты.
У Венеры именно сейчас формируется жидкое ядро и, соответственно, в будущем появится своё магнитное поле, как у Земли. Более того, в прошлом на поверхности планеты присутствовала вода. Пока, правда, на это указывают лишь косвенные признаки. Отношение «тяжёлого» изотопа водорода дейтерия к «лёгкому» водороду на Венере выше, чем на Земле, в 150-300 раз. По-видимому, вода испарилась, и лёгкий водород, который мог входить в её состав, со временем улетучился из атмосферы Венеры. Существует уверенность, что в будущем на поверхность Венеры вместе с новыми космическими телами обрушится огромный объём воды, и тогда она расцветёт, словно сад Эдемский. Астробиолог Чандра Викрамасингх из университета Кардиффа утверждает, что имеется достаточная вероятность существования примитивной жизни в облаках Венеры. Высоко над равнинами «утренней звезды» существует узкая зона, где температура и давление приближены к «нормальным» земным условиям. Ещё раньше ряд учёных высказывал гипотезу, что в этих облачных высотах находятся местные микроорганизмы экстремофилы. В венерианскую фазу развития Земли также активная эволюция жизни была затруднена, микробиологическая жизнь (бактерии, некоторые плесневые грибы) сохранялись не только в верхних слоях атмосферы, но и в высоких широтах нашей планеты.
Для Венеры чрезвычайно актуален астероид из группы атонов (524522) 2002 VE68, который из-за сильно вытянутой орбиты в процессе своего движения вокруг Солнца пересекает орбиты сразу трёх планет: Меркурия, Венеры и Земли. Он является квазиспутником Венеры. Этот космический объект был открыт 11 ноября 2002 года американскими астрономами в рамках проекта LONEOS в обсерватории Андерсон-Меса.
Главная особенность этого астероида заключается в том, что он временно является квазиспутником, или «квазилуной», планеты Венера. Возможность существования подобных объектов была предсказана Дж. Джексоном ещё в 1913 году, но первый из них был обнаружен лишь спустя почти 100 лет после этого [7]. Сам астероид был открыт в 2002 году, но квазиспутником его признали лишь спустя два года в 2004 [8].
Рис. 39. Астероид (524522) 2002 VE68. researchgate.netpublication/230715673.
Квазиспутники это очень интересные объекты. С точки зрения венерианского наблюдателя будет казаться, что этот астероид вращается не вокруг Солнца, а вокруг самой планеты, но на самом деле это, конечно же, не так [9]. Дело в том, что астероид находится с Венерой в орбитальном резонансе 1:1, то есть на один оборот Венеры вокруг Солнца приходится один оборот астероида. Расстояние между планетой и астероидом меняется довольно незначительно, а благодаря тому, что часть орбиты астероида находится внутри орбиты Венеры, а часть снаружи, он то обгоняет её, когда находится внутри венерианской орбиты, то, наоборот, отстаёт, когда находится снаружи, создавая, таким образом, для венерианского наблюдателя иллюзию вращения вокруг планеты [10]. Предполагается, что он является «компаньоном» Венеры на протяжении последних 7000 лет и вынужден будет покинуть её приблизительно через 500 лет.
Эксцентриситет (e) 0,4103566.
Большая полуось (a) 108,259 млн км (0,7236659 а.е.).
Перигелий (q) 63,834 млн км (0,4267048 а.е.).
Афелий (Q) 152,684 млн км (1,020627 а.е.).
Период обращения (P) 224,857 сут. (0,616 лет).
Средняя орбитальная скорость 33,484 км/с.
Наклонение (i) 9,00587°.
Диаметр 234-518 м.
Период вращения 13,5 ч.
Видимая звёздная величина 21,93m (текущая).
Абсолютная звёздная величина 20,502m.
Альбедо 0,05-0,25.
Текущее расстояние от Солнца 0,669 а.е.
Текущее расстояние от Земли 1,401 а.е.
Чтобы астероид (524522) 2002 VE68 стал в дальнейшем настоящим спутником Венеры, что значительно облегчит человечеству её освоение, необходимо снизить его орбитальную скорость. Изменения Венеры при наличии спутника в Виле астероида 2002 VE68 будут связанны с повышением активности атмосферных массивов планеты. Одним из наиболее значительных и заметных воздействий такого спутника станет формирование приливов и отливов. Без его влияния эти явления были более слабыми. Из-за отсутствия притяжения спутника огромные массы раскалённой атмосферы устремлены из экваториальных территорий в сторону полюсов. Спутник Венеры в виде астероида 2002 VE68 позволит планете сохранять стабильную ось наклона. Именно благодаря ему станут стабильными и предсказуемыми времена года. Мы полагаем, что и Луна на первом этапе своего существования, возможно, была подобным квазиспутником, обращающимся на орбите вокруг Солнца. Вполне вероятно, что по мере развития космонавтики, астероид VE68 сможет выполнять функцию космического эскалатора для межпланетных сообщений.
В настоящее время в NASA разрабатывается проект станций для Венеры. Его рабочее название Havoc. Разработчики утверждают, что астронавты в недалёком будущем обязательно полетят на Венеру. Как сообщает The Independent, на борту каждой станции будет по два астронавта. Экспедиция продлится 30 дней, после чего исследователи будут возвращаться на Землю. Учёные NASA объясняют, что исследование Венеры значительно перспективнее, чем марсианская программа, поскольку химический состав планеты более схож с земной атмосферой. Планета также расположена ближе к Земле, чем Марс. В связи с тем, что температура на поверхности Венеры достигает 462 градусов по Цельсию, а атмосферное давление в 92 раза выше, чем земное, спускаться на поверхность планеты люди не смогут. Но плавающая в атмосфере станция позволит астронавтам безопасно исследовать Венеру. Учёные вычислили, что на высоте 48 км над поверхностью температура будет приемлемой для жизни человека. Кроме того, гравитация на такой высоте будет немного слабее земной. По заказу NASA американская корпорация «Глобал Аэроспэйс» разработала недавно проект исследования Венеры с помощью аэростата, названного «Управляемый воздушный робот-исследователь», сокращённо DARE. Предполагается, что аэростат DARE диаметром 10 метров будет «плавать» в облачном слое на высоте 55 км над планетой. На тросе под ним расположится гондола с телекамерами и несколькими десятками небольших зондов, сбрасываемых на поверхность в исследуемых районах.