Есть проблема с Венерой. Мы не знаем, как быстро он вращается. Для космической цивилизации, такой как наша, это проблема.
Измерение длины дня или скорости вращения большинства тел довольно просто. Отметьте заметный элемент поверхности и время, необходимое для поворота на 360 градусов. Но Венера покрыта густыми облаками. Эти облака придают ему отражательную способность и делают его ярким и заметным на небе, но они затрудняют измерение длины дня Венеры.
В 1963 году радиолокационные наблюдения с Земли проникли сквозь густой облачный покров и измерили продолжительность дня Венеры (LOD). Эти наблюдения зафиксировали скорость вращения в 243,1 дня. Они также показали, что Венера имеет ретроградное вращение, то есть вращается в противоположном направлении к Земле и большинству других планет Солнечной системы. (У Урана тоже есть ретроградное вращение.)
Это был не конец измерения LOD Венеры. Последующие радиолокационные наблюдения давали разные значения, иногда до шести минут. Может быть, космический корабль сделает лучшую работу.
В 1989 году НАСА запустило космический корабль Magellan. Магеллан прибыл на Венеру в августе 1990 года и вышел на трехчасовую околополярную эллиптическую орбиту. После 487 дней и почти 1800 орбит Магеллан завершил свою картографическую миссию, а также измерил LOD Венеры в 243.0185 дней с неопределенностью в девять секунд.
С тех пор ученые измеряют частоту вращения Венеры и не могут получить однозначного ответа. Были разные объяснения этому, например, атмосферное сопротивление из плотной атмосферы Венеры или солнечный приливный момент. Но точное число было неуловимым.
Помимо неудобной ситуации, когда вы не знаете, как быстро вращается наш близкий сосед, есть практическая причина, по которой вы хотите знать: посадить туда космический корабль.
Венера - негостеприимное место. Стремительные температуры и сокрушительное атмосферное давление ограничивают исследование поверхности планеты горсткой советских зондов. Они были семейством зондов Венера, которые были отправлены на Венеру с 1961 года.
Но есть планы отправить больше космических кораблей для исследования Венеры. Не зная скорости вращения, космическому кораблю очень трудно придерживаться посадки. Текущая неопределенность в скорости вращения означает, что космический корабль может пропустить свою цель на 21 км (13 миль). Венера уже является достаточно опасной целью, не вызывая такой большой ошибки.
Команда ученых из Смитсоновской астрофизической обсерватории, Корнелльского университета, Обсерватории реактивного движения и других учреждений хотела придумать более точные измерения. Они проанализировали 29 лет наземных радиолокационных данных о Венере с 1988 по 2017 гг. Их статья называется «Средняя скорость вращения Венеры за 29 лет наземных радиолокационных наблюдений». Он опубликован в журнале Icarus.
Радиолокационная съемка позволила команде взглянуть на особенности поверхности и их положение за 29 лет. Вместо того, чтобы пытаться определить точную, стабильную продолжительность дня (LOD) для Венеры, они получили среднее значение 243,0212 ± 0,0006d. Это среднее значение важно для любых будущих миссий.
Хотя точное, твердое значение для LOD Венеры все еще недоступно, из-за колебаний атмосферного сопротивления и солнечного момента, это новое среднее значение все еще ценно. Чем дальше мы уходим от миссии Магеллана, тем больше это имеет значение.
Это потому, что наша карта поверхностных элементов Венеры по-прежнему основывается на тех 487 днях и почти 1800 орбитах, которые Магеллан завершил еще в 1990 году. Эти карты по-прежнему играют большую роль в выборе точек приземления, а поверхностные элементы на этих картах «дрейфуют». Как говорится в статье команды, «текущие позиционные смещения из предсказаний эпохи Магеллана уже> 20 км к востоку-западу около экватора». Чем больше времени проходит между Магелланом и миссией на Венеру, тем больше будут расти эти смещения.
Будущие миссии на Венеру, вероятно, будут направлены на местность Тессера. Эта местность представляет собой сложную схему пересекающихся множеств подпараллельных трещин и гребней. Венера имеет глобальную сеть тектонических поясов, которые пересекают эту местность. Горная местность Тессера, вероятно, является древней по сравнению с территорией лавового потока, распространенной на Венере, и приземление там будет соответствовать целям Дорожной карты 2014 года для исследования Венеры. В этом документе изложены цели миссии для Венеры, в том числе «Изучение геохимии поверхности и минералогии на высокогорных территориях Тессеры».
Хотя точная природа любой миссии на поверхность Венеры еще не определена, кажется, что там будут приземлители. Может быть, к концу 2020-х годов. И если место назначения Тессера является местом назначения, это означает, что есть некоторые опасности, с которыми приходится бороться. Этот регион имеет крутые склоны и подходящие места для посадки, длина которых составляет всего несколько километров.
Это исследование снижает уровень неопределенности в LOD Венеры до минимума. В то же время это повышает точность планирования и выполнения посадки. И в следующие несколько лет дальнейшие измерения LOD Венеры могут еще больше уменьшить эту ошибку.
Больше:
- Пресс-релиз: Вращение Венеры
- Исследовательская работа: Средняя скорость вращения Венеры за 29 лет наблюдений с Земли на радарах
- Космический журнал: потоки лавы на Венере говорят о том, что планета никогда не была теплой и влажной
