Venus

Bahneigenschaften (Epoche J2000)
Große Halbachse	108.208.926 km 0,723 331 99 AU
Umlaufbahnumfang	680.000.000 km 4.545 AU$
Exzentrizität	0,006 773 23
Perihel	107.476.002 km 0,718 432 70 AE
Aphel	108.941.849 Kilometer 0,728 231 28 AE
Umlaufzeit	224.700 69 d (0,615 197 0 a)
Synodische Periode	583,92 d
Durchschn. Umlaufgeschwindigkeit	35.020 km/s
max. Umlaufgeschwindigkeit	35,259 km/s
Mindest. Umlaufgeschwindigkeit	34.784 km/s
Neigung	3.394 71° (3,86° zum Äquator der Sonne)
Längengrad der aufsteigender Knoten	76.680 69°
Argument der Perihel	54.852 29°
Anzahl der Satelliten	0
Physikalische Eigenschaften
Äquatorialer Durchmesser	12.103,7 km (0,949 Erden )
Oberfläche	4,60 × 10 8 km zwei (0,902 Erden)
Volumen	9,28 × 10 elf km³ (0,857 Erden)
Masse	4,8685 × 10 24 kg (0,815 Erden)
Mittlere Dichte	5,204 g/cm 3
Äquatorial Schwere	8.87 Frau zwei (0,904 g )
Fluchtgeschwindigkeit	10,36 km/s
Rotationszeitraum	−243,0185 d
Rotationsgeschwindigkeit	6,52 km/h (am Äquator)
Axiale Neigung	2,64°
Rektaszension des Nordpols	272,76° (18 Std. 11 Min. 2 Sek.) 1
Deklination	67,16°
Albedo	0,65
Oberflächen*temp.	Mindest* bedeuten max 228K 737K 773K
Adjektiv	Venusianisch oder (selten) Cytherean
(*Mindesttemperatur bezieht sich nur auf Wolkenoberseiten)
Atmosphärische Eigenschaften
Luftdruck	9,2 MPa
Kohlendioxid	~96,5 %
Stickstoff	~3,5 %
Schwefeldioxid	0,015 %
Argon	0,007 %
Wasser Dampf	0,002 %
Kohlenmonoxid	0,0017 %
Helium	0,0012 %
Neon	0,0007 %
Carbonylsulfid Chlorwasserstoff Fluorwasserstoff	verfolgen

Venus (EINSCHLAG: /ˈviːnəs/ ) ist die zweitnächste Planet zum Sonne , umkreist ihn alle 224,7 Erdentage. Nach der Erde Mond , es ist das hellste Objekt am Nachthimmel und erreicht eine scheinbare Helligkeit von -4,6. Als minderwertiger Planet, von Erde es scheint sich nie weit von der Sonne zu entfernen, und seine Elongation erreicht ein Maximum von 47,8 °. Die Venus erreicht ihre maximale Helligkeit kurz vor Sonnenaufgang oder kurz nach Sonnenuntergang und wird oft als die bezeichnet Morgen Stern oder als die Abendstern .

Ein terrestrischer Planet, der manchmal als 'Schwesterplanet' der Erde bezeichnet wird, da die beiden in Größe und Massenzusammensetzung ähnlich sind. Der Planet ist mit einer undurchsichtigen hochreflektierenden Schicht bedeckt Wolken und seine Oberfläche kann im sichtbaren Licht vom Weltraum aus nicht gesehen werden, was ihn zu einem Gegenstand großer Spekulationen machte, bis einige seiner Geheimnisse im 20. Jahrhundert von der Planetenwissenschaft enthüllt wurden. Die Venus hat die dichteste Atmosphäre der terrestrischen Planeten und besteht hauptsächlich aus Kohlendioxid , und der atmosphärische Druck an der Oberfläche des Planeten beträgt das 90-fache des Erddrucks.

Die Oberfläche der Venus wurde erst in den letzten 20 Jahren detailliert kartiert. Es zeigt umfangreiche Beweise Vulkanismus , und einige seiner Vulkane sind möglicherweise noch heute aktiv. Im Gegensatz zu der konstanten Krustenbewegung, die auf der Erde zu sehen ist, wird angenommen, dass Venus periodische Episoden von durchmacht Plattentektonik , in dem die Kruste schnell innerhalb weniger Millionen Jahre subduziert wird, getrennt von stabilen Perioden von einigen hundert Millionen Jahren.

Der Planet ist nach der Venus benannt Römische Göttin von Liebe , und die meisten seiner Oberflächenmerkmale sind nach berühmten und mythologischen Frauen benannt. Das Adjektiv Venusisch wird häufig für Gegenstände verwendet, die sich auf die Venus beziehen, obwohl die Latein Adjektiv ist das selten verwendete Venerisch ; das Jetzt-Archaische Cytherean ist immer noch gelegentlich anzutreffen.

Struktur

Die Venus ist einer der vier terrestrischen Planeten, was bedeutet, dass sie wie die Erde ein Gesteinskörper ist. In Größe und Masse ist sie der Erde sehr ähnlich und wird oft als ihr „Zwilling“ bezeichnet. Der Durchmesser der Venus ist nur 650 km kleiner als der der Erde, und ihre Masse beträgt 81,5 % der Masse der Erde. Die Bedingungen auf der Venusoberfläche unterscheiden sich jedoch aufgrund ihrer Dichte radikal von denen auf der Erde Kohlendioxid Atmosphäre.

Interne Struktur

Obwohl es nur wenige direkte Informationen über ihre innere Struktur gibt, deutet die Ähnlichkeit in Größe und Dichte zwischen Venus und Erde darauf hin, dass sie eine ähnliche innere Struktur hat: einen Kern, einen Mantel und Kruste . Wie der der Erde ist der Kern der Venus zumindest teilweise flüssig. Die etwas kleinere Größe der Venus deutet darauf hin, dass der Druck in ihrem tiefen Inneren deutlich niedriger ist als auf der Erde. Der Hauptunterschied zwischen den beiden Planeten ist das Fehlen von Plattentektonik auf der Venus, wahrscheinlich aufgrund der trockenen Oberfläche und des Mantels. Dies führt zu einem verringerten Wärmeverlust des Planeten, verhindert dessen Abkühlung und liefert eine wahrscheinliche Erklärung für das Fehlen eines intern erzeugten Magnetfelds.

Erdkunde

Etwa 80 % der Oberfläche der Venus bestehen aus glatten vulkanischen Ebenen. Zwei Hochland-Kontinente machen den Rest seiner Oberfläche aus, einer liegt auf der Nordhalbkugel des Planeten und der andere direkt südlich des Äquators. Der nördliche Kontinent heißt Ishtar Terra, nach Ishtar, der babylonischen Liebesgöttin, und ist etwa so groß Australien . Maxwell Montes, der höchste Berg der Venus, liegt auf Ishtar Terra. Sein Gipfel liegt 11 km über der durchschnittlichen Oberflächenhöhe der Venus; dagegen der höchste Berg der Erde, Mount Everest , erhebt sich auf knapp 9 km über dem Meeresspiegel. Der südliche Kontinent wird Aphrodite Terra genannt, nach der griechischen Göttin der Liebe, und ist die größere der beiden Hochlandregionen mit ungefähr der Größe von Südamerika . Ein Großteil dieses Kontinents ist von einem Netzwerk aus Brüchen und Verwerfungen bedeckt.

Neben den Einschlagskratern, Bergen und Tälern, die häufig auf Gesteinsplaneten zu finden sind, weist die Venus eine Reihe einzigartiger Oberflächenmerkmale auf. Unter diesen werden abgeflachte vulkanische Merkmale genannt Anti- , die ein wenig wie Pfannkuchen aussehen und zwischen 20–50 km groß und 100–1000 m hoch sind; radiale, sternförmige Bruchsysteme genannt Neu ; Merkmale mit sowohl radialen als auch konzentrischen Frakturen, die Spinnennetzen ähneln, bekannt als Spinnentiere ; und die Krone , kreisförmige Bruchringe, die manchmal von einer Vertiefung umgeben sind. Alle diese Merkmale sind vulkanischen Ursprungs.

Fast alle Oberflächenmerkmale der Venus sind nach historischen und mythologischen Frauen benannt. Die einzigen Ausnahmen sind Maxwell Montes, benannt nach James Clerk Maxwell , und zwei Hochlandregionen, Alpha Regio und Beta Regio. Diese drei Merkmale wurden benannt, bevor das aktuelle System von der Internationalen Astronomischen Union übernommen wurde, der Körperschaft, die die Planetennomenklatur überwacht.

Oberflächengeologie

Karte der Venus mit den erhöhten „Kontinenten“ in Gelb: Ishtar Terra oben und Aphrodite Terra direkt unter dem Äquator rechts

Ein Großteil der Oberfläche der Venus scheint durch vulkanische Aktivität geformt worden zu sein. Insgesamt hat die Venus mehrere Male so viele Vulkane wie die Erde, und sie besitzt etwa 167 riesige Vulkane mit einem Durchmesser von über 100 km. Der einzige Vulkankomplex dieser Größe auf der Erde ist die Big Island von Hawaii. Das liegt aber nicht daran, dass die Venus vulkanisch aktiver ist als die Erde, sondern daran, dass ihre Kruste älter ist. Die Erdkruste wird durch Subduktion an den Grenzen kontinuierlich recycelt tektonischen Platten und hat ein Durchschnittsalter von etwa 100 Millionen Jahren, während die Oberfläche der Venus auf etwa 500 Millionen Jahre geschätzt wird.

Mehrere Beweislinien deuten auf eine anhaltende vulkanische Aktivität auf der Venus hin. Während des russischen Venera-Programms entdeckten die Sonden Venera 11 und Venera 12 einen konstanten Blitzstrahl, und Venera 12 zeichnete kurz nach der Landung einen mächtigen Donnerschlag auf. Während Regenfall fährt Gewitter Auf der Erde regnet es auf der Venus nicht. Eine Möglichkeit ist, dass die Asche eines Vulkanausbruchs den Blitz erzeugt hat. Ein weiterer interessanter Beweis stammt aus Messungen der Schwefeldioxidkonzentration in der Atmosphäre, die zwischen 1978 und 1986 um den Faktor 10 gesunken war. Dies könnte darauf hindeuten, dass die Werte zuvor durch einen großen Vulkanausbruch erhöht wurden.

Einschlagskrater auf der Venusoberfläche

Auf der Venus gibt es fast 1.000 Einschlagskrater, die mehr oder weniger gleichmäßig über ihre Oberfläche verteilt sind. Auf anderen Kraterkörpern wie der Erde und dem Mond zeigen Krater eine Reihe von Erosionszuständen, was auf einen kontinuierlichen Abbauprozess hinweist. Auf dem Mond wird die Degradation durch nachfolgende Einschläge verursacht, während sie auf der Erde durch Wind- und Regenerosion verursacht wird. Auf der Venus sind jedoch etwa 85 % der Krater in makellosem Zustand. Die Anzahl der Krater zusammen mit ihrem gut erhaltenen Zustand weist darauf hin, dass der Planet vor etwa 500 Millionen Jahren eine vollständige Oberflächenerneuerung erlebte. Die Erdkruste ist in ständiger Bewegung, aber es wird angenommen, dass die Venus einen solchen Prozess nicht aufrechterhalten kann. Ohne Plattentektonik, um Wärme aus ihrem Mantel abzuleiten, durchläuft die Venus stattdessen einen zyklischen Prozess, bei dem die Manteltemperaturen ansteigen, bis sie ein kritisches Niveau erreichen, das die Kruste schwächt. Dann, über einen Zeitraum von etwa 100 Millionen Jahren, findet eine Subduktion in enormem Ausmaß statt, wodurch die Kruste vollständig recycelt wird.

Venuskrater haben einen Durchmesser von 3 km bis 280 km. Aufgrund der Auswirkungen der dichten Atmosphäre auf ankommende Objekte gibt es keine Krater, die kleiner als 3 km sind. Objekte mit weniger als einer bestimmten kinetischen Energie werden durch die Atmosphäre so stark abgebremst, dass sie keinen Einschlagkrater erzeugen.

Atmosphäre

Die Venus hat eine extrem dichte Atmosphäre, die hauptsächlich aus besteht Kohlendioxid und eine kleine Menge Stickstoff- . Der Druck auf der Planetenoberfläche ist etwa 90-mal so hoch wie auf der Erdoberfläche – ein Druck, der dem in einer Tiefe von 1 Kilometer unter der Erde entspricht Ozeane . Das enorm CO _zwei -reiche Atmosphäre erzeugt eine starke Treibhauseffekt das die Oberflächentemperatur auf über 400 °C anhebt. Dadurch wird die Oberfläche der Venus heißer als Quecksilber , obwohl die Venus fast doppelt so weit von der Sonne entfernt ist und nur 25 % der Sonneneinstrahlung erhält.

Wolkenstruktur in der Atmosphäre der Venus, enthüllt durch UV-Beobachtungen

Studien haben gezeigt, dass die Atmosphäre der Venus vor mehreren Milliarden Jahren der der Erde viel ähnlicher war als heute, und dass es wahrscheinlich beträchtliche Mengen an flüssigem Wasser auf der Oberfläche gab, aber ein außer Kontrolle geratener Treibhauseffekt durch die Verdunstung dieses ursprünglichen Wassers verursacht wurde. der eine kritische Menge an Treibhausgasen in seiner Atmosphäre erzeugt hat. Venus ist somit ein Beispiel für einen Extremfall von Klimawandel , was es zu einem nützlichen Werkzeug in Studien zum Klimawandel macht.

Thermische Trägheit und die Wärmeübertragung durch Winde in der unteren Atmosphäre führen dazu, dass die Temperatur der Venusoberfläche trotz der extrem langsamen Rotation des Planeten zwischen der Tag- und der Nachtseite nicht wesentlich variiert. Die Winde an der Oberfläche sind langsam und bewegen sich mit wenigen Kilometern pro Stunde, aber aufgrund der hohen Dichte der Atmosphäre auf der Venusoberfläche üben sie eine erhebliche Kraft gegen Hindernisse aus und transportieren Staub und kleine Steine ​​über die Oberfläche.

Oberhalb des dichten CO _zwei Schicht sind dicke Wolken, die hauptsächlich aus Schwefeldioxid und bestehen Schwefelsäure Tröpfchen. Diese Wolken reflektieren etwa 60 % des auf sie fallenden Sonnenlichts zurück in den Weltraum und verhindern die direkte Beobachtung der Venusoberfläche im sichtbaren Licht. Die permanente Wolkendecke bedeutet, dass die Venusoberfläche, obwohl sie näher an der Sonne liegt als die Erde, nicht so gut beheizt oder beleuchtet ist. Ohne den durch das Kohlendioxid in der Atmosphäre verursachten Treibhauseffekt wäre die Temperatur auf der Venusoberfläche der auf der Erde ziemlich ähnlich. Starke Winde mit 300 km/h an den Wolkendecken umkreisen den Planeten etwa alle vier bis fünf Erdentage.

Magnetfeld und Kern

1980, Die Pioneer Venus Orbiter fanden heraus, dass das Magnetfeld der Venus sowohl schwächer als auch kleiner (dh näher am Planeten) ist als das der Erde. Das vorhandene kleine Magnetfeld wird durch eine Wechselwirkung zwischen der Ionosphäre und dem Sonnenwind induziert und nicht durch einen internen Dynamo im Kern wie im Inneren der Erde. Die Magnetosphäre der Venus ist zu schwach, um die Atmosphäre vor kosmischer Strahlung zu schützen.

Dieses Fehlen eines intrinsischen Magnetfelds auf der Venus war überraschend, da sie ähnlich groß wie die Erde ist und in ihrem Kern auch einen Dynamo enthalten sollte. Ein Dynamo benötigt drei Dinge: eine leitende Flüssigkeit, Rotation und Konvektion. Es wird jedoch angenommen, dass der Kern elektrisch leitfähig ist. Auch wenn seine Rotation oft als zu langsam angesehen wird, zeigen Simulationen, dass es durchaus ausreichend ist, um einen Dynamo herzustellen. Dies deutet darauf hin, dass der Dynamo wegen fehlender Konvektion im Kern der Venus fehlt. Auf der Erde tritt Konvektion in der flüssigen Außenschicht des Kerns auf, weil die Unterseite der Flüssigkeitsschicht viel heißer ist als die Oberseite. Da Venus keine hat Plattentektonik um Wärme abzugeben, ist es möglich, dass es keinen festen inneren Kern hat oder dass sein Kern gerade nicht abkühlt, so dass der gesamte flüssige Teil des Kerns ungefähr die gleiche Temperatur hat. Eine andere Möglichkeit ist, dass sein Kern bereits vollständig erstarrt ist.

Umlaufbahn und Rotation

Die Venus umkreist die Sonne in einer durchschnittlichen Entfernung von etwa 106 Millionen km und vollendet alle 224,7 Tage eine Umlaufbahn. Obwohl alle Planetenbahnen elliptisch sind, kommt die Venus mit einer Exzentrizität von weniger als 1 % der Kreisbahn am nächsten. Wenn sich die Venus zwischen Erde und Sonne befindet, einer Position, die als „untere Konjunktion“ bekannt ist, nähert sie sich der Erde von allen Planeten am nächsten und liegt in einer Entfernung von etwa 40 Millionen km. Der Planet erreicht im Durchschnitt alle 584 Tage eine untere Konjunktion.

Die Venus dreht sich alle 243 Tage einmal um sich selbst – die mit Abstand langsamste Rotationsperiode aller großen Planeten. Ein venusianischer Sterntag dauert also länger als ein venusianisches Jahr (243 gegenüber 224,7 Erdentagen). Allerdings ist die Länge eines Sonnentages auf der Venus deutlich kürzer als der Sterntag; für einen Beobachter auf der Venusoberfläche würde die Zeit von einem Sonnenaufgang zum nächsten 116,75 Tage betragen. Die Sonne scheint im Westen auf- und im Osten unterzugehen. Am Äquator dreht sich die Oberfläche der Venus mit 6,5 km/h; Auf der Erde beträgt die Rotationsgeschwindigkeit am Äquator etwa 1.600 km/h.

Wenn man sie von oberhalb des Nordpols der Sonne betrachtet, umkreisen alle Planeten entgegen dem Uhrzeigersinn; aber während sich die meisten Planeten auch gegen den Uhrzeigersinn drehen, dreht sich die Venus im Uhrzeigersinn in einer 'rückläufigen' Rotation. Die Frage, wie die Venus zu einer langsamen, rückläufigen Rotation kam, war für Wissenschaftler ein großes Rätsel, als die Rotationsperiode des Planeten zum ersten Mal gemessen wurde. Als sie sich aus dem Sonnennebel gebildet hat, hätte die Venus eine viel schnellere, fortschreitende Rotation gehabt, aber Berechnungen zeigen, dass über Milliarden von Jahren Gezeiten Auswirkungen auf seine dichte Atmosphäre könnten seine anfängliche Rotation auf den heute beobachteten Wert verlangsamt haben.

Ein merkwürdiger Aspekt der Umlauf- und Rotationsperioden der Venus ist, dass das durchschnittliche Intervall von 584 Tagen zwischen aufeinanderfolgenden nahen Annäherungen an die Erde fast genau fünf Venus-Sonnentagen entspricht. Ob diese Beziehung zufällig entstand oder das Ergebnis einer Art Gezeitenkopplung mit der Erde ist, ist unbekannt.

Venus ist derzeit mondlos, obwohl die Asteroid 2002 VE ₆₈ unterhält derzeit eine quasi-orbitale Beziehung zu ihm. Laut Alex Alemi und David Stevenson vom California Institute of Technology zeigt ihre jüngste Studie von Modellen des frühen Sonnensystems, dass es sehr wahrscheinlich ist, dass die Venus vor Milliarden von Jahren mindestens einen Mond hatte, der durch ein gewaltiges Einschlagsereignis entstanden ist . Etwa 10 Millionen Jahre später kehrte laut Alemi und Stevenson ein weiterer Einschlag die Rotationsrichtung des Planeten um. Die umgekehrte Drehrichtung führte dazu, dass sich der Venusmond allmählich nach innen spiralte, bis er kollidierte und mit der Venus verschmolz. Wenn spätere Einschläge Monde erzeugten, wurden auch diese Monde auf die gleiche Weise absorbiert wie der erste. Die Alemi/Stevenson-Studie ist neu, und es bleibt abzuwarten, welche Akzeptanz sie in der wissenschaftlichen Gemeinschaft finden wird.

Überwachung

Venus als Abendstern neben einer Mondsichel

Venus ist immer heller als die hellsten Sterne, mit einer scheinbaren Helligkeit von –3,8 bis –4,6. Dies ist hell genug, um selbst mitten am Tag gesehen zu werden, und der Planet kann leicht gesehen werden, wenn die Sonne tief am Horizont steht. Als unterer Planet liegt er immer innerhalb von etwa 47° des Sonne .

Venus „überholt“ die Erde alle 584 Tage, während sie die Sonne umkreist. Dabei wird er vom „Abendstern“, der nach Sonnenuntergang sichtbar ist, zum „Morgenstern“, der vor Sonnenaufgang sichtbar ist. Während Quecksilber , der andere untere Planet, erreicht eine maximale Elongation von nur 28° und ist in der Dämmerung oft schwer zu erkennen, Venus ist in ihrer hellsten Form kaum zu übersehen. Seine größere maximale Dehnung bedeutet, dass es noch lange nach Sonnenuntergang am dunklen Himmel sichtbar ist. Als hellstes punktartiges Objekt am Himmel ist die Venus ein häufig falsch gemeldetes „unidentifiziertes Flugobjekt“. 1969 späterer US-Präsident Jimmy Carter berichteten, ein UFO gesehen zu haben, was spätere Analysen nahe legten, dass es sich wahrscheinlich um den Planeten handelte, und unzählige andere Menschen haben die Venus mit etwas Exotischerem verwechselt.

Während sie sich um ihre Umlaufbahn bewegt, zeigt die Venus Phasen wie die der Venus Mond : Es ist neu, wenn es zwischen der Erde und der Sonne verläuft, voll, wenn es sich auf der gegenüberliegenden Seite der Sonne befindet, und ein Halbmond, wenn es sich in seiner maximalen Elongation von der Sonne befindet. Venus ist am hellsten, wenn sie ein dünner Halbmond ist; Es ist viel näher an der Erde, wenn es sich um einen dünnen Halbmond handelt, als wenn es sich um einen dreieckigen oder vollen Mond handelt.

Venus passiert am 08.06.2004 das Antlitz der Sonne. Hier ist der Black-Drop-Effekt sichtbar.

Die Umlaufbahn der Venus ist relativ zur Umlaufbahn der Erde leicht geneigt; Wenn der Planet also zwischen Erde und Sonne vorbeizieht, kreuzt er normalerweise nicht das Antlitz der Sonne. Venustransite treten jedoch paarweise im Abstand von acht Jahren in Intervallen von etwa 120 Jahren auf, wenn die untere Konjunktion des Planeten mit seiner Anwesenheit in der Ebene der Erdumlaufbahn zusammenfällt. Der letzte Transit war 2004; der nächste wird 2012 sein. Historisch gesehen waren Venustransite wichtig, weil sie es den Astronomen ermöglichten, die Größe der astronomischen Einheit und damit des Sonnensystems direkt zu bestimmen. Captain Cooks Erkundung der Ostküste Australiens erfolgte, nachdem er 1768 nach Tahiti gesegelt war, um einen Venustransit zu beobachten.

Ein langjähriges Mysterium der Venusbeobachtungen ist das sogenannte „Aschenlicht“ – eine scheinbar schwache Beleuchtung der dunklen Seite des Planeten, die zu sehen ist, wenn sich der Planet in der Sichelphase befindet. Die erste angebliche Beobachtung von Aschelicht wurde bereits 1643 gemacht, aber die Existenz der Beleuchtung wurde nie zuverlässig bestätigt. Beobachter haben spekuliert, dass dies auf elektrische Aktivität in der Atmosphäre der Venus zurückzuführen sein könnte, aber es könnte illusorisch sein, da es sich um den physiologischen Effekt der Beobachtung eines sehr hellen, sichelförmigen Objekts handelt.

Studien zur Venus

Frühe Studien

Galileos Entdeckung, dass die Venus Phasen zeigte, bewies, dass sie die Sonne und nicht die Erde umkreist

Venus war im hinduistischen Jyotisha seit frühester Zeit als Planet Shukra bekannt. Im Westen, vor dem Aufkommen der Teleskop , Venus war nur als „wandernder Stern“ bekannt. Mehrere Kulturen hielten seine Erscheinungen als Morgen- und Abendstern historisch für die von zwei getrennten Körpern. Pythagoras wird normalerweise zugeschrieben, dass er im 6. Jahrhundert v. Chr. erkannte, dass die Morgen- und Abendsterne ein einziger Körper waren, obwohl er die Ansicht vertrat, dass die Venus die Erde umkreist. Als Galileo den Planeten im frühen 17. Jahrhundert zum ersten Mal beobachtete, stellte er fest, dass er Phasen wie die des Mondes zeigte, die von Halbmond über Halbmond bis Vollmond und umgekehrt variierten. Dies könnte nur möglich sein, wenn die Venus die Sonne umkreist, und dies war eine der ersten Beobachtungen, die dem geozentrischen Modell der Ptolemäer, dass das Sonnensystem konzentrisch und auf der Erde zentriert war, klar widersprach.

Die Atmosphäre der Venus wurde bereits 1790 von Johann Schröter entdeckt. Schröter fand heraus, dass, wenn der Planet ein dünner Halbmond war, sich die Spitzen über mehr als 180° erstreckten. Er vermutete zu Recht, dass dies auf die Streuung des Sonnenlichts in einer dichten Atmosphäre zurückzuführen war. Später beobachtete Chester Smith Lyman einen vollständigen Ring um die dunkle Seite des Planeten, als er sich in unterer Konjunktion befand, was weitere Beweise für eine Atmosphäre lieferte. Die Atmosphäre erschwerte die Bemühungen, eine Rotationsperiode für den Planeten zu bestimmen, und Beobachter wie Giovanni Cassini und Schröter schätzten fälschlicherweise Perioden von etwa 24 Stunden aus den Bewegungen offensichtlicher Markierungen auf der Oberfläche des Planeten.

Bodengestützte Forschung

Bis zum 20. Jahrhundert wurde wenig mehr über die Venus entdeckt. Seine fast konturlose Scheibe gab keinen Hinweis darauf, wie seine Oberfläche beschaffen sein könnte, und erst mit der Entwicklung spektroskopischer, Radar und ultraviolett Beobachtungen, dass mehr seiner Geheimnisse enthüllt wurden. Die ersten UV-Beobachtungen wurden in den 1920er Jahren durchgeführt, als Frank E. Ross feststellte, dass UV-Fotografien beträchtliche Details zeigten, die bei sichtbarer und infraroter Strahlung fehlten. Er schlug vor, dass dies auf eine sehr dichte gelbe untere Atmosphäre mit hohen Zirruswolken darüber zurückzuführen sei.

Spektroskopische Beobachtungen in den 1900er Jahren lieferten die ersten Hinweise auf die Rotation der Venus. Vesto Slipher versuchte, die Doppler-Verschiebung des Lichts von der Venus zu messen, stellte jedoch fest, dass er keine Rotation feststellen konnte. Er vermutete, dass der Planet eine viel längere Rotationsperiode haben muss als bisher angenommen. Spätere Arbeiten in den 1950er Jahren zeigten, dass die Rotation rückläufig war. Radarbeobachtungen der Venus wurden erstmals in den 1960er Jahren durchgeführt und lieferten die ersten Messungen der Rotationsperiode, die nahe an den modernen Werten lagen.

Radarbeobachtungen in den 1970er Jahren enthüllten erstmals Details der Venusoberfläche. Mit dem 300-m-Radioteleskop des Arecibo-Observatoriums wurden Radiowellenimpulse auf den Planeten gestrahlt, und die Echos zeigten zwei stark reflektierende Regionen, die als Alpha- und Beta-Regionen bezeichnet werden. Die Beobachtungen zeigten auch eine helle Region, die Bergen zugeschrieben wird und Maxwell Montes genannt wird. Diese drei Merkmale sind jetzt die einzigen auf der Venus, die keine weiblichen Namen haben.

Die besten Radarbilder, die von der Erde erhältlich sind, zeigten Merkmale mit einem Durchmesser von nicht weniger als etwa 5 km. Eine genauere Erkundung des Planeten könnte nur vom Weltraum aus durchgeführt werden.

Forschung mit Raumsonden

Frühe Bemühungen

Die erste unbemannte Weltraummission zur Venus und die erste zu irgendeinem Planeten begann am 12. Februar 1961 mit dem Start der Sonde Venera 1. Venera 1, das erste Fahrzeug des ansonsten äußerst erfolgreichen sowjetischen Venera-Programms, wurde auf einer direkten Einschlagbahn gestartet, aber der Kontakt ging sieben Tage nach Beginn der Mission verloren, als sich die Sonde etwa 2 Millionen km von der Erde entfernt befand. Es wurde geschätzt, dass es Mitte Mai innerhalb von 100.000 km an der Venus vorbeigezogen ist.

Das Vereinigte Staaten Auch die Erforschung der Venus begann schlecht mit dem Verlust der Sonde Mariner 1 beim Start. Die nachfolgende Mariner 2-Mission war erfolgreicher und wurde nach einer 109-tägigen Transferumlaufbahn am 14. Dezember 1962 zur ersten erfolgreichen interplanetaren Mission der Welt, die 34.833 km über der Venusoberfläche vorbeiflog. Seine Mikrowellen- und Infrarotradiometer zeigten, dass die Wolkenoberseiten der Venus zwar kühl, die Oberfläche aber extrem heiß war – mindestens 425 °C, was schließlich alle Hoffnungen zunichte machte, dass der Planet Leben auf der Erde beherbergen könnte. Mariner 2 erhielt auch verbesserte Schätzungen der Masse der Venus und der astronomischen Einheit, konnte jedoch weder ein Magnetfeld noch Strahlungsgürtel erkennen.

Atmosphärischer Einstieg

Die Sonde Venera 3 stürzte am 1. März 1966 auf der Venus ab. Sie war das erste von Menschenhand geschaffene Objekt, das in die Atmosphäre eindrang und die Oberfläche eines anderen Planeten traf, obwohl ihr Kommunikationssystem ausfiel, bevor es irgendwelche Planetendaten zurücksenden konnte. Die nächste Begegnung der Venus mit einer unbemannten Sonde fand am 18. Oktober 1967 statt, als Venera 4 erfolgreich in die Atmosphäre eindrang und eine Reihe wissenschaftlicher Experimente durchführte. Venera 4 zeigte, dass die Oberflächentemperatur sogar noch heißer war, als Mariner 2 mit fast 500 °C gemessen hatte, und dass die Atmosphäre zu etwa 90 bis 95 % aus Kohlendioxid bestand. Die venusianische Atmosphäre war erheblich dichter, als die Designer von Venera 4 erwartet hatten, und ihr langsamer als beabsichtigter Fallschirmabstieg bedeutete, dass ihre Batterien leer waren, bevor die Sonde die Oberfläche erreichte. Nachdem 93 Minuten lang Abstiegsdaten zurückgegeben wurden, betrug der letzte Druckmesswert von Venera 4 18 Bar in einer Höhe von 24,96 km.

Eine weitere Sonde erreichte die Venus einen Tag später, am 19. Oktober 1967, als Mariner 5 einen Vorbeiflug in einer Entfernung von weniger als 4.000 km über den Wolkenobergrenzen durchführte. Mariner 5 wurde ursprünglich als Backup für die gebaut Mars -gebundene Mariner 4, aber als diese Mission erfolgreich war, wurde die Sonde für eine Venus-Mission umgerüstet. Eine Reihe von Instrumenten, die empfindlicher sind als die auf Mariner 2, insbesondere das Radiookkultationsexperiment, lieferte Daten über die Zusammensetzung, den Druck und die Dichte der Atmosphäre der Venus. Die gemeinsamen Daten von Venera 4 und Mariner 5 wurden von einem kombinierten sowjetisch-amerikanischen Wissenschaftsteam in einer Reihe von Kolloquien im folgenden Jahr in einem frühen Beispiel für Weltraumkooperation analysiert.

Bewaffnet mit den Lehren und Daten aus Venera 4 startete die Sowjetunion im Januar 1969 die Zwillingssonden Venera 5 und Venera 6 im Abstand von fünf Tagen; Sie begegneten der Venus im Abstand von einem Tag am 16. und 17. Mai dieses Jahres. Die Sonden wurden verstärkt, um ihre Eindringtiefe auf 25 Atmosphären zu verbessern, und mit kleineren Fallschirmen ausgestattet, um einen schnelleren Abstieg zu erreichen. Da die damals aktuellen atmosphärischen Modelle der Venus einen Oberflächendruck zwischen 75 und 100 Atmosphären vorschlugen, wurde nicht erwartet, dass beide an der Oberfläche überleben würden. Nachdem sie etwas mehr als fünfzig Minuten lang atmosphärische Daten zurückgesendet hatten, wurden beide in einer Höhe von etwa 20 km zermalmt, bevor sie auf der Nachtseite der Venus auf die Oberfläche aufschlugen.

Oberflächenwissenschaft

Venera 7 stellte eine konzertierte Anstrengung dar, Daten von der Planetenoberfläche zurückzugeben, und wurde mit einem verstärkten Abstiegsmodul konstruiert, das einem Druck von 180 bar standhalten kann. Das Modul wurde vor dem Einstieg vorgekühlt und mit einem speziell gerefften Fallschirm für einen schnellen 35-minütigen Abstieg ausgestattet. Als der Fallschirm am 15. Dezember 1970 in die Atmosphäre eindrang, wurde angenommen, dass er während des Abstiegs teilweise zerrissen war und die Sonde mit einem harten, aber nicht tödlichen Aufprall auf die Oberfläche aufschlug. Wahrscheinlich auf die Seite gekippt, gab es ein schwaches Signal zurück, das 23 Minuten lang Temperaturdaten lieferte, die erste Telemetrie, die von der Oberfläche eines anderen Planeten empfangen wurde.

Das Venera-Programm wurde fortgesetzt, wobei Venera 8 50 Minuten lang Daten von der Oberfläche sendete und Venera 9 und Venera 10 die ersten Bilder der Venuslandschaft sendeten. Die beiden Landeplätze boten in unmittelbarer Nähe der Lander sehr unterschiedliche Gesichter: Venera 9 war auf einem 20-Grad-Hang gelandet, der mit Felsbrocken von etwa 30–40 cm Durchmesser übersät war; Venera 10 zeigte basaltähnliche Gesteinsplatten, die mit verwittertem Material durchsetzt waren.

Der Pioneer-Venus-Orbiter

In der Zwischenzeit hatten die Vereinigten Staaten die Sonde Mariner 10 auf einer Gravitationsschleuderbahn an der Venus vorbei auf den Weg dorthin geschickt Quecksilber . Am 5. Februar 1974 passierte Mariner 10 die Venus bis auf 5.790 km und schickte dabei über 4.000 Fotos zurück. Die Bilder, die damals die besten waren, zeigten den Planeten im sichtbaren Licht jedoch fast konturlos ultraviolett Licht enthüllte Details in den Wolken, die noch nie bei erdgebundenen Beobachtungen gesehen worden waren.

Das amerikanische Pionier-Venus-Projekt bestand aus zwei getrennten Missionen. Der Pioneer Venus Orbiter wurde am 4. Dezember 1978 in eine elliptische Umlaufbahn um die Venus eingeführt und blieb dort über dreizehn Jahre lang, um die Atmosphäre zu untersuchen und die Oberfläche zu kartieren Radar . Die Pioneer Venus Multiprobe setzte insgesamt fünf Sonden frei, die am 9. Dezember 1978 in die Atmosphäre eindrangen und Daten über ihre Zusammensetzung, Winde und Wärmeflüsse lieferten.

In den nächsten vier Jahren fanden vier weitere Venera-Landermissionen statt, wobei Venera 11 und Venera 12 elektrische Stürme auf der Venus entdeckten. und Venera 13 und Venera 14, die am 1. und 5. März 1982 im Abstand von vier Tagen landeten und die ersten Farbfotos der Oberfläche zurückbrachten. Alle vier Missionen setzten Fallschirme zum Bremsen in der oberen Atmosphäre ein, ließen sie aber in Höhen von 50 km los, wobei die dichte untere Atmosphäre genügend Reibung lieferte, um eine sanfte Landung ohne Unterstützung zu ermöglichen. Sowohl Venera 13 als auch 14 analysierten Bodenproben mit einem integrierten Röntgenfluoreszenzspektrometer und versuchten, die Kompressibilität des Bodens mit einer Aufprallsonde zu messen. Venera 14 hatte jedoch das Unglück, seine eigene ausgeworfene Kameraobjektivkappe zu treffen, und seine Sonde konnte den Boden nicht berühren. Das Venera-Programm endete im Oktober 1983, als Venera 15 und Venera 16 in die Umlaufbahn gebracht wurden, um das Terrain der Venus mit einem Radar mit synthetischer Apertur zu kartieren.

Die Sowjetunion war mit der Venus noch nicht fertig und nutzte 1985 die Gelegenheit, Missionen zur Venus und zu kombinieren Komet Halley , die in jenem Jahr das innere Sonnensystem durchquerte. Auf dem Weg nach Halley warfen die beiden Raumfahrzeuge des Vega-Programms am 11. Juni und 15. Juni 1985 jeweils eine Sonde im Venera-Stil ab (von der Vega 1 teilweise versagte) und ließen einen ballongestützten Aerobot in die obere Atmosphäre ab. Die Ballons erreichten eine Gleichgewichtshöhe von etwa 53 km, in der Druck und Temperatur mit denen an der Erdoberfläche vergleichbar sind. Sie blieben etwa 46 Stunden in Betrieb und stellten fest, dass die Atmosphäre der Venus turbulenter war als bisher angenommen und starken Winden und starken Konvektionszellen ausgesetzt war.

Radarkartierung

Magellan topographische Karte der Venus

Die Magellan-Sonde der Vereinigten Staaten wurde am 4. Mai 1989 mit der Mission gestartet, die Oberfläche der Venus mit Radar zu kartieren. Die hochauflösenden Bilder, die es während seiner 4½-jährigen Betriebszeit erhielt, übertrafen alle bisherigen Karten bei weitem und waren mit Aufnahmen anderer Planeten im sichtbaren Licht vergleichbar. Magellan bildete über 98 % der Venusoberfläche per Radar ab und kartierte 95 % ihres Gravitationsfeldes. 1994, am Ende seiner Mission, wurde Magellan absichtlich zu seiner Zerstörung in die Atmosphäre der Venus geschickt, um seine Dichte zu quantifizieren. Venus wurde von Galileo und beobachtet Kassini Raumschiffe während der Vorbeiflüge auf ihren jeweiligen Missionen zu den äußeren Planeten, aber Magellan wäre ansonsten die letzte dedizierte Mission zur Venus seit über einem Jahrzehnt.

Aktuelle und zukünftige Missionen

Die Sonde Venus Express nahm am 11. April 2006 erfolgreich eine Umlaufbahn um die Venus auf. Sie wurde von der entworfen und gebaut Europäische Weltraumorganisation und am 9. November 2005 von der russischen föderalen Weltraumbehörde gestartet. Am 11. April des folgenden Jahres wurde sein Haupttriebwerk erfolgreich gezündet, um ihn in eine polare Umlaufbahn um den Planeten zu bringen. Die Sonde führt eine detaillierte Untersuchung der Atmosphäre und der Wolken der Venus durch und wird auch die des Planeten kartieren Plasma Umgebungs- und Oberflächeneigenschaften, insbesondere Temperaturen. Seine Mission soll nominell 500 Erdtage oder etwa zwei Venusjahre dauern. Eines der ersten Ergebnisse von Venus Express ist die Entdeckung, dass am Südpol des Planeten ein riesiger doppelter atmosphärischer Wirbel existiert.

Japans Luft- und Raumfahrtorganisation JAXA (ehemals ISAS) plant den Start ihres Venus-Klimaorbiters PLANET-C im Jahr 2010.

Zukünftige Vorbeiflüge unterwegs zu anderen Zielen gehören die MESSENGER- und BepiColombo-Missionen zum Merkur.

Venus in der menschlichen Kultur

Historische Verbindungen

Als eines der hellsten Objekte am Himmel ist die Venus seit prähistorischen Zeiten bekannt und hatte von Anfang an einen bedeutenden Einfluss auf die menschliche Kultur. Es wird in babylonischen Keilschrifttexten wie der Venustafel von Ammisaduqa beschrieben, die Beobachtungen enthält, die möglicherweise aus dem Jahr 1600 v. Chr. stammen. Die Babylonier benannten den Planeten Ischtar , die Personifikation der Weiblichkeit und Göttin der Liebe. Das Alte Ägypter glaubte, die Venus sei zwei getrennte Körper und kannte den Morgenstern als solche Tioumoutiri und der Abendstern als Ouaiti . Ebenso glaubend, dass Venus zwei Körper sind, die Antike Griechen genannt der Morgenstern Phosphor, Phosphor , der „Lichtbringer“ oder Luzifer, Eosphorus , der „Bringer of Dawn“; den Abendstern riefen sie Hesperos (Ἓσπερος, der Stern der Abenddämmerung) – in hellenistischer Zeit wurde erkannt, dass es sich um denselben Planeten handelte. Hesperos würde übersetzt werden Latein als Vesper und Phosphorus als Luzifer, ein poetischer Begriff, der später verwendet wurde, um sich auf den gefallenen Engel zu beziehen, der aus dem Himmel geworfen wurde. Das Römer nannten den Planeten später zu Ehren ihrer Liebesgöttin Venus, während die Griechen den Namen ihres griechischen Gegenstücks Aphrodite verwendeten.

Bei den Hebräern war es bekannt als Sorgfältig ('leuchtenden'), Ayleth-ha-Shakhar ('Hirsch der Morgenröte') und Kochav-ha-'Erev ('Stern des Abends'). Die Venus war wichtig für die Maya-Zivilisation, die einen religiösen Kalender entwickelte, der teilweise auf ihren Bewegungen basierte, und die Bewegungen der Venus festhielt, um die günstige Zeit für Ereignisse wie Kriege zu bestimmen. Die Massai nannten den Planeten Der Keil , und haben eine mündliche Überlieferung darüber genannt Der Waisenjunge . In westlichen Astrologie , abgeleitet von ihrer historischen Konnotation mit Göttinnen der Weiblichkeit und Liebe, soll Venus diese Aspekte des menschlichen Lebens beeinflussen. In der vedischen Astrologie, wo eine solche Assoziation nicht gemacht wurde, Venus bzw Vielen Dank beeinträchtigten Reichtum, Komfort und Anziehungskraft. Frühe chinesische Astronomen nannten den Körper Schneiden Sie es aus , oder das 'schöne Weiße'. Modern Chinesisch , Koreanisch , japanisch und Vietnamesisch Kulturen bezeichnen den Planeten wörtlich als den Stern aus Metall ( Chinesisch : 金星), basierend auf den fünf Elementen.

Das astronomische Symbol für die Venus ist das gleiche wie in der Biologie für das weibliche Geschlecht, eine stilisierte Darstellung des Handspiegels der Göttin Venus: ein Kreis mit einem kleinen Kreuz darunter. Das Venus-Symbol steht auch für Weiblichkeit, und zwar in der Antike Alchimie stand für das Metall Kupfer . Alchemisten konstruierten das Symbol aus einem Kreis (der den Geist darstellt) über einem Kreuz (das den Geist darstellt). Angelegenheit ).

In der Fiktion

Die undurchdringliche Wolkendecke der Venus gab Science-Fiction-Autoren freie Hand, um über die Bedingungen an ihrer Oberfläche zu spekulieren; Dies umso mehr, als frühe Beobachtungen zeigten, dass es in seiner Größe der Erde sehr ähnlich war und eine beträchtliche Atmosphäre besaß. Der Planet wurde häufig als wärmer als die Erde unter den Wolken dargestellt, aber immer noch bewohnbar durch Menschen. Das Genre erreichte seinen Höhepunkt zwischen den 1930er und 1950er Jahren, zu einer Zeit, als die Wissenschaft einige Aspekte der Venus enthüllt hatte, aber noch nicht die harte Realität ihrer Oberflächenbedingungen. Robert Heinleins Zukünftige Geschichte Die Serie wurde auf einer Venus angesiedelt, inspiriert von der Vorhersage des Chemikers Svante Arrhenius über einen Dampf Karbon Sumpf, auf den der Regen unaufhörlich tropfte. Wahrscheinlich inspirierte es Henry Kuttner zu der späteren Darstellung in seinem Roman Zorn . Kurzgeschichten von Ray Bradbury Der lange Regen (in der Sammlung gefunden Der illustrierte Mann ) und Den ganzen Sommer an einem Tag (in der Sammlung gefunden Eine Medizin gegen Melancholie ) stellte Venus auch als bewohnbaren Planeten mit unaufhörlichem Regen dar. Andere Arbeiten, wie z C.S. Lewis ist 1943 Perelandra oder Isaac asimov ist 1954 Lucky Starr und die Ozeane der Venus , schöpfte aus einer Vision von a Kambrium -ähnliche Venus von einem nahezu planetenweiten bedeckt Ozean gefüllt mit exotischen Wasserlebewesen.

Mit fortschreitenden wissenschaftlichen Erkenntnissen über die Venus haben sich die Autoren von Science-Fiction bemüht, Schritt zu halten, insbesondere durch Vermutungen menschlicher Versuche, die Venus zu terraformen. In seinem Roman von 1997 3001: Die letzte Odyssee , postulierte Arthur C. Clarke die Lenkung des Menschen Komet Fragmente, um die Venus zu treffen, die resultierende Zugabe von Wasser zur Umgebung der Venus soll ihre Temperatur senken und Kohlendioxid absorbieren. Eine terraformierte Venus ist die Kulisse für eine Reihe verschiedener fiktiver Werke, darunter Star Trek , Exosquad , Cowboy Bebop und der Manga Venuskriege , und das Thema scheint kaum vom Aussterben bedroht zu sein. Eine Variation dieses Themas ist Frederik Pohls The Merchants of Venus (1972), mit dem seine berühmte Heechee-Serie begann, in der die Venus vor langer Zeit von mysteriösen Außerirdischen kolonisiert wurde, deren verlassene Behausungen und Artefakte die menschliche Kolonisierung sowohl materiell erleichtern als auch einen starken wirtschaftlichen Anreiz bieten.