Ультрафиолетовая вуаль Венеры

Венера - наша ближайшая соседка в Солнечной системе - по массе и величине сходна с Землей, но на этом их сходство и заканчивается. С Земли мы видим Венеру плотно укутанной безжизненным облачным белым покрывалом: это капельки серной кислоты, взвешенные в атмосфере, почти целиком состоящей из углекислого газа. Однако ультрафиолетовые камеры "Маринера-10", пролетевшего мимо Венеры по пути к Меркурию, запечатлели совсем другую картину: быстро мчащиеся облачные вихри, огибающие планету всего за 4-5 дней.

Многие астрономы прошлого пытались убедить себя и окружающих, будто в облачном покрове Венеры им удается различить какие-то черты. И, возможно, именно по причине такой "готовности" увидеть, а быть может, из-за оптических искажений Франческо Бьянкини обнаружил на Венере континенты и океаны, Персиваль Ловелл - длинные .узкие полосы, которые он счел "естественными каналами" в отличие от "искусственных" каналов на Марсе; другие же ученые разглядели там темные пятна, яркие точки и даже "колесные спицы". Некоторую рельефность облаков можно в самом деле различить, если воспользоваться ультрафиолетовым фильтром, как это сделал в 1926 г. Ф. Росс; однако отчетливо выраженную структуру впервые удалось наблюдать только во время полета "Маринера-10". Самые надежные наземные наблюдения, которые провели в 60-х годах в обсерватории Пик-дю-Миди французские астрономы К. Бойе, А. Камишель и П. Герин, выявили слабую горизонтальную "стрелочку" на экваторе планеты. Благодаря этой метке удалось обнаружить "обратное" вращение атмосферы планеты с периодом в 4 сут - это открытие опередило результаты "Маринера-10".

Первые изображения Венеры, переданные в 1973 г. с "Маринера-10", были сделаны через голубой и оранжево-желтый фильтры; на них планета представала в своем обычном безжизненном виде. Но когда космический аппарат максимально приблизился к Венере, две его телевизионные камеры, переключившись на работу в УФ-диапазоне, преподнесли ученым эти облачные вихри, которые запечатлены на данной фотографии. В последующие восемь дней было получено 3400 кадров, составивших 64 глобальных изображения Венеры. Приведенная здесь "мозаика", составленная компьютером из отдельных телекадров, была получена через день после того, как космический аппарат прошел ближайшую к Венере точку своей траектории. Достигнутое на этом снимке разрешение оставалось непревзойденным до полета станции "Пионер - Венера" в 1978 г. (см. Инфракрасное изображение Венеры).

Полученные снимки впервые позволили разобраться в динамике венерианской атмосферы. Они, в частности, подтвердили обратное вращение атмосферы с периодом в 4 сут, обнаруженное за 10 лет до этого. Когда в 1967 г. путем радиолокации удалось, наконец, установить, что период суточного вращения Венеры равен 243 земным суткам, утверждение о том, что атмосфера планеты вращается в том же направлении, но в 60 раз быстрее, казалось малоправдоподобным, однако "Маринер-10" подтвердил это. Разумеется, представленное здесь УФ-изображение Венеры показывает циркуляцию только самых верхних слоев атмосферы. Экваториальная скорость ветра достигает там 100 м/с (что соответствует периоду обращения атмосферы вокруг планеты, равному 4,4 сут), но на высоте 10 км она падает до 10 м/с, а у самой поверхности, вероятно, наблюдается лишь слабый ветерок.

6 февраля 1974 г. 'Маринер-10'; 720000 км от Венеры Кассегреновский телескоп (//8,4); видикон с фильтром на 3550 А; фотомозаика в условном цвете. Дж. Гест, Обсерватория Лондонского университета; НАСА [77, 144, 206, 264]

Различимые на снимках характерные детали медленно смещаются от экватора к полюсу (максимальное разрешение составляет 20-30 км). Можно предположить, что атмосферные массы движутся одновременно в двух режимах: широтном (порождающем характерные "стрелки") и меридиональном, переносящем различимые метки к полюсам. Меридиональный режим весьма напоминает схему циркуляции земной атмосферы, предложенную еще в 1735 г. Джорджем Хэдли (которая, впрочем, оказалась неудачной). Атмосфера Венеры, напротив, хорошо вписывается в теорию Хэдли, согласно которой нагретый "воздух" (состоящий преимущественно из углекислого газа) поднимается вверх у экватора и, охлаждаясь, опускается вниз у полюсов. "Ячейки Хэдли" могут быть широкими, но они неглубоки, поэтому в современных метеорологических моделях атмосферы рассматриваются системы таких ячеек, расположенных одна над другой.

На приведенном снимке циркуляция атмосферных потоков как бы заморожена. Если рассматривать последовательность подобных снимков, то можно видеть, что движение атмосферных масс происходит справа налево (север вверху). Экваториальная "стрелка" здесь не очень заметна, хотя синяя полоса рядом с полярным кольцом (справа внизу) представляет собой один из концов ее острия. За полный период обращения характерные черты атмосферы, запечатленные на УФ-снимке, обнаруживают как крупномасштабные, так и мелкомасштабные изменения. Наиболее устойчивая черта - яркое облачное кольцо вокруг южного полюса.

Как и полученные ранее снимки Марса, фотографии Венеры были подвергнуты компьютерной обработке в Лаборатории реактивного движения НАСА. С этой целью использовались различные методы: устранение случайных выбросов, радиометрическая калибровка для восстановления истинной шкалы яркостей, фильтрация для компенсации ослабления объективом коротковолновой составляющей, повышение контраста для облегчения субъективного восприятия. Затем фотография ретушировалась и тонировалась голубым цветом - в таком виде она и появилась впервые на обложке журнала Science. Для астронавта, облетающего Венеру, ультрафиолетовые вихри, разумеется, были бы невидимы: он различил бы лишь желтоватый диск, лишенный какого-либо рельефа.