Только самые верхние слои атмосферы Венеры (открытой ровно двести лет тому назад великим Ломоносовым) могли изучаться методами астрофизики. Химический состав «верхушки» венерианской атмосферы оказался сильно отличающимся от земной. Несколько лет тому назад советский астроном Козырев наблюдал свечение ночного неба Венеры. Это свечение оказалось довольно ярким. Применявшийся Н. А. Козыревым спектроскопический метод позволил выявить в этом свечении яркие полосы, по-видимому, принадлежащие молекулам азота. Таким образом, было доказано, что в атмосфере Венеры имеется азот. Это вполне естественно. В земной атмосфере азот имеет вторичное происхождение. Это означает, что он не присутствовал в атмосфере нашей планеты «изначала», а постепенно «выпаривался» из твердой коры. То же самое, по-видимому, имело место и на Венере.
Только совсем недавно в спектре атмосферы Венеры была обнаружена слабая полоса водяных паров. Совершенно ясно, что обнаружение водяных паров в верхних слоях атмосферы Венеры имеет принципиальное значение.
Все попытки обнаружить в атмосфере Венеры кислород не увенчались успехом. Отсюда можно сделать вывод, что если он там и есть, то его в тысячу раз меньше, чем в земной атмосфере.
К перечисленным выше довольно скудным сведениям о Венере следует прибавить еще данные, касающиеся измерения температуры видимого с Земли облачного слоя.
Вот, собственно, все, что было известно достоверного.
Существенное изменение произошло около двух лет тому назад, когда на помощь «оптической» астрономии пришла радиоастрономия. При помощи больших радиотелескопов и весьма чувствительной приемной аппаратуры советские и американские радиоастрономы смогли измерить поток радиоизлучения от Венеры на волнах в диапазоне 8 миллиметров, 3 и 10 сантиметров. У нас в стране наблюдения проводились А. Д. Кузьминым и А. Е. Саломоновичем на 22-метровом радиотелескопе физического института Академии наук СССР.
Замечательным свойством радиоволн является их способность свободно проходить сквозь густые облака. Следовательно, источником радиоизлучения Венеры является ее поверхность, а не облачный слой.
Всякое нагретое тело, как известно, излучает широкий спектр электромагнитных волн, в том числе и радиоволны. Поэтому, зная поток радиоизлучения от Венеры, а также расстояние до нее и размеры планеты, можно по известным простым формулам физики определить температуру излучающей поверхности. Результаты оказались поразительными. По наблюдениям на волнах 3 и 10 сантиметров температура в некоторых районах поверхности Венеры оказалась около 300 градусов Цельсия!
Наблюдения советских ученых на волне 8 миллиметров дали несколько более низкое значение температуры, что, по-видимому, объясняется тем, что радиоволны с длиной 8 миллиметров частично поглощаются атмосферой Венеры.
Заметим еще, что эта температура есть некоторое среднее между «дневным» и «ночным» значениями, так как освещенная Солнцем часть планеты видна в виде узкого яркого серпа. Кузьмин и Саломонович нашли систематическое увеличение средней температуры по мере того, как изменяется освещенная часть планеты в результате относительного орбитального движения Венеры и Земли. Поэтому имеются все основания полагать, что «днем» на поверхности Венеры температура еще выше.
В чем причина столь высокой температуры поверхности Венеры? Естественно, что полная теория этого явления пока еще не разработана — слишком мало времени прошло после описанных выше наблюдений.
Всем хорошо известно, почему под стеклом парников зимой вызревают овощи. Солнечные лучи свободно проникают через стекло парников и нагревают там их внутреннюю поверхность. Нагретая поверхность испускает невидимые инфракрасные лучи, которые стеклом не пропускаются. Инфракрасные тепловые лучи оказываются как бы в ловушке, и это вызывает нагревание парника.
Совершенно так же обстоит дело й на Земле. Только роль стекла играет наша атмосфера.
Атмосфера Венеры представляет собой значительно более совершенный парник, чем земная. Именно поэтому температура поверхности планеты столь высока, хотя на верхушке облачного слоя господствует сорокаградусный мороз.
На основании всех имеющихся радиоастрономических и оптических наблюдений мы можем сейчас построить весьма предварительную модель атмосферы Венеры. Прежде всего возникает вопрос, какие молекулы в ее атмосфере вызывают «парниковый эффект». Очевидно, это могут быть только такие молекулы, которые сильно поглощают во всей инфракрасной части спектра. Оказывается, что только молекулы водяных паров могут дать такое поглощение. Причем для этого их нужно совсем немного — всего несколько граммов над каждым квадратным сантиметром поверхности планеты. Это лишь в несколько раз превышает среднее содержание водяных паров в земной атмосфере. Основная часть атмосферы Венеры ниже облачного слоя, как показывают расчеты, должна состоять из углекислоты. Атмосферное давление на поверхности Венеры приблизительно в пять раз больше, чем на поверхности Земли. Как видим, атмосфера Венеры достаточно плотная. Кроме углекислоты, в ее атмосфере должен быть еще молекулярный азот. Его количество, как можно полагать, примерно такое же, как и в земной атмосфере.
По-видимому, Венера вращается вокруг своей оси довольно медленно. Это следует из наблюдаемого теплового режима планеты.
При давлении около 5 атмосфер и температуре плюс 300 градусов или даже более высокой, не может быть и речи о том, что на поверхности планеты есть моря.
Какой же мрачный это мир! Раскаленные скалы, полное отсутствие водоемов, углекислая плотная атмосфера и пелена облаков, закрывающая все небо. Сквозь нее не видно ни солнца, ни звезд.
Как непохожи эти две соседние планеты — Земля и Венера.И немалую роль в судьбах планет-сестер оказало различие в расстояниях их от Солнца. На этом примере мы видим, что неприятная близость к Солнцу для развития жизни несравненно более губительна, чем некоторое отдаление.
Удивляет малое содержание водяных паров в атмосфере Венеры. Похоже на то, что по каким-то причинам первоначальный материал, из которого образовалась Венера, был в десятки тысяч раз беднее водяными парами, чем тот материал, из которого образовалась Земля. Что же это за причины? Здесь уже, однако, мы вступаем в область космогонии. Поэтому в настоящей статье об этом мы говорить не будем.
Разумеется, обрисованная выше картина физических условий на Венере является весьма предварительной и в дальнейшем будет уточняться. Важнейшую роль в уточнении наших представлений о природе Венеры должны играть исследования с помощью автоматических межпланетных станций. Первая такая станция успешно направлена в сторону этой планеты. Нет слов, чтобы выразить свое восхищение перед этим новым триумфом советской науки и техники. И еще следует помнить, что один такой полет не решит всех задач, стоящих перед наукой. За первым полетом по «проторенной» межпланетной трассе последуют другие. Научная аппаратура будет все более совершенствоваться. И недалеко уже то время, когда Венера раскроет нам свои тайны.
♦ ЧЕЛОВЕК И КОСМОС
Н. СИСАКЯН, академик
Советская наука и техника не перестают изумлять человечество все новыми и новыми блестящими успехами в исследовании космического пространства. Пятый корабль-спутник внушительного веса 4695 килограммов, несший в своей кабинечетвероногого космонавта — собаку Звездочку и другие биологические объекты, 25 марта поднялся с территории Советского Союза и в тот же день по команде с Земли совершил посадку в заданном районе.
К полетам советских космических кораблей, к выдающимся результатам, полученным нашими учеными при исследовании Вселенной, приковано внимание всего мира. Этот интерес советской и мировой общественности обусловлен прежде всего тем, что каждый такой полет обогащает науку новыми важными фактами о закономерностях действия условий космического пространства на живые существа, дает ценные сведения о работе множества сложнейшей исследовательской аппаратуры, автоматических устройств и оборудования корабля. Накопляются все новые сведения о неизведанных глубинах космоса. Наконец, мы получаем ясное представление о нарастающей мощности наших ракетных систем, с неизменной точностью доставляющих в космические просторы все более и более тяжелые корабли.