Prindi

Planeet Veenus

Põhiandmed

Orbiit
Suur pooltelg 108,2 mln km (0,72 aü)
Ekstsentrilisus 0,0067
Nurk ekliptikaga 3,40
Tiirlemisperiood 224,7 päeva

Füüsilised parameetrid
Raadius 6050 km (0,95 Maa raadiust)
Mass 4,9•1024 kg (0,815 Maa massist)
Keskmine tihedus 5240 kg/m3
Normaalkiirendus 8,9 m/s2 (0,9 Maa väärtusest)
Telje kalle ~177,40
Pöörlemisperiood 243 päeva tähtede suhtes (retrograadne)
Päeva pikkus 117 päeva
Pinnatemperatuur 462 0C

Atmosfäär
Mass 4,8•1020 kg (94 Maa atmosfääri massi)
Rõhk pinnal 92 atm
Keemiline koostis 96,5 % CO2
3,5 % N2
SO2, Ar, H2O, CO jms

Veenus on Päikesest teine Maa-tüüpi planeet pärast Merkuuri. Ta on oma füüsiliste omaduste poolest Maaga sarnane, kuigi Maast veidi väiksem. Tema keskmine raadius on vaid 5 % ja mass ca 20 % võrra Maa omast väiksem. Erinevalt Maast, puuduvad Veenusel kaaslased, samuti ümbritsev magnetväli.

2014-11-30-Veenus-1
Veenus
Planeet avastati muinasajal. Tänu oma suurusele ja Maale lähedasele orbiidile on ta oma heleduse poolest kolmas objekt taevas peale Päikest ja Kuud. Tema maksimaalne näiv tähesuurus on -4,9m, ta on nähtav palja silmaga ka päevasel ajal. Kuna Veenus on Päikesele lähedamal kui Maa ja tema nurkkaugus Päikeselt ei ületa 47 kraadi, saab seda näha kas hommikuti või õhtuti. Sel põhjusel tuntakse Veenust ka nimedega „hommikutäht“ või „õhtutäht“. Hommikuse ja õhtuse nähtavuse ajad vahelduvad perioodiga 584 päeva (nn sünoodiline periood – ajaperiood, mille möödumisel kordub nurk Maa, Päikese ja planeedi vahel).

Veenuse orbiit on väga väikese ekstsentrilisusega, ehk peaaegu ringikujuline. Aastapikkus on ca 224 päeva, mis on 62 % Maa aastast. Planeedi minimaalne kaugus Maalt on ca 40 mln km. Kuigi Veenuse orbiidi nurk Maa orbitaaltasandiga on vaid 3,4 kraadi, on selle transiidid, ehk planeedi läbimised Päikese ketta eest Maalt vaadatuna, harvad. Transiidid toimuvad paaride kaupa. Vahemik kahe omavahel paari moodustava transiidi vahel on 8 aastat. Paarid korduvad perioodiga enam kui 100 aastat. Viimaste transiitide paar oli juunis 2004 a ja juunis 2012 a, järgmine paar toimub vaid detsembris 2117 a ja detsembris 2125 a. Ajalooliselt on transiitide vaatlus tähtis, kuna see lubas täpsustada astronoomilise ühiku pikkuse, milleks on kaugus Maa ja Päikese vahel ja seega terve Päikesesüsteemi suuruse. 1761 a transiidil avastas Lomonossov Veenuse atmosfääri olemasolu: Päikese kiirguse murdumine Veenuse atmosfääril (nn refraktsioon) tekitas oreooli planeedi keta ümber.

2014-11-30-Merkuur-2-Maatyypi-planeedid.jpg
Maa-tüüpi planeedid meie Päikesesüsteemis: Merkuur, Veenus, Maa, Marss.

Veenuse pöörlemistelg on peaaegu risti tema orbitaaltasandiga (nurk < 30), aga planeedi pöörlemissuund on vastupidine tema orbitaalliikumissuunale (ehk retrograadne. Seetõttu on tema orbiidi kalle ümber Päikese peaaegu 180 kraadi. Ainult kahe Päikesesüsteemi planeedi pöörlemine on retrograadne, teiseks planeediks on Uraan; aga erinevalt teistest planeetidest, Uraani pöörlemistelg on peaaegu paralleelne ekliptikaga. Veenuse pöörlemine on väga aeglane, pöörlemisperiood on tiirlemisperioodist pikem (vastavalt 243 ja 224 päeva). Veenuse päeva pikkus on 117 Maa päeva, seega ühes Veenuse aastas on natukene vähem kui kaks Veenuse päeva. Veenuse sünoodiline periood on lähedane viie Veenuse päeva pikkusele, aga resonantsi hüpotees Veenuse pöörlemise ja Maa tiirlemise vahel on praegu tagasilükatud. On pakutud erinevaid hüpoteese, mis seletavad Veenuse aeglase retrograadse pöörlemise. Võimalike põhjuste seas on nt loodejõudude mõju planeedi massiivsele atmosfäärile.

2014-11-30-Veenus-3-eeldatav-sisestruktuur
Veenuse eeldatav sisemine struktuur

Praeguseks ajaks on andmed Veenuse sisemise struktuuri kohta ebapiisavad. Kuna planeet on oma suuruse poolest Maaga sarnane, võib järeldada, et tema sisemine struktuur peab samuti sarnane olema. Keskosas peaks olema metallidest, enamasti rauast ja niklist koosnev tuum, mis on ümbritsetud vahevööga. Vahevöö on kaetud mitmekümnekilomeetrilise koorega. Erinevalt Maast ei ole Veenusel leitud laamade tektoonika tunnuseid. Teatavasti koosneb Maa koor laamadest, mis liiguvad aeglaselt üksteise suhtes, sest nende all asub seda võimaldav väikese viskoossusega kiht. Tänu laamadele vabaneb Maa sees genereeritav soojus laamade eralduspiiridel. Soojus tekib Maa sees aga eeldatavasti aeglase radioaktiivse lagunemise tõttu. Veenusel see mehhanism ei tööta, mis lubab arvata, et soojus akumuleerub planeedi sees.

2014-11-30-Veenus-4-pind-Magellani-poolt
Veenuse pind. Pilt on tehtud Magellan kosmosesondi raadiolokaatori abil. Vertikaalne skaala on venitatud.

Veenuse pinnal on avastatud ca tuhat meteoriidikraatrit läbimõõduga 3 – 100 km. Väiksemaid kraatreid ei teki, kuna väiksemad objektid kas põlevad Veenuse paksus atmosfääris või pidurduvad väikeste kiirusteni. Kraatrite arv lubas Veenuse pinna vanus hinnata ca 0,5 – 1 mlrd aastat. Võib järeldada, et Veenuse pind on Maa pinnast palju vanem: laamade tektoonika viitab Maa koore pidevale uuendamisele. Seega ookeanide koor on keskmiselt vaid 100 mln. aastat vana. Veenuse pinna kuju viitab planeedi vulkaanilisele aktiivsusele kauges minevikus. Suured alad on uputatud laavaga. Vulkaanide arv on palju suurem kui Maal. Veenusel on avastatud hiiglaslikud vulkaanilised kompleksid. Eeldatavasti toimus mitusada mln aastat tagasi Veenusel katastroofiline geoloogiline sündmus, mille käigus toimus vana pinna ümberkujunemine ja tänase pinna formeerumine. Eeldatakse, et laamade tektoonika puudumise tõttu toimub Veenusel soojuse akumuleerumine vahevoos. Kui selle temperatuur tõuseb piisavalt kõrgeks, toimub koore osaline sulamine ja vulkaanide aktiivsuse järsk kasv. Sellistel protsessidel toimub perioodiline Veenuse pinna ümberkujunemine, misjärel planeedi vulkaaniline aktiivsus sumbub taas.

On leitud erinevaid tunnuseid sellest, et vulkaanide pursked toimuvad ka praegu. Nende seas on äikesed, mis võivad Veenuse atmosfääris tekkida peamiselt vulkaanilise tuha pilvedes. Vääveldioksiidi sisalduse kõikumine atmosfääris võib olla seotud perioodiliste pursetega ja hiljuti avastatud infrapunase valguse sähvatustega vulkaanilistes regioonides, mis viitavad kuumendatud laikude tekkimisele pinnal.

Veenuse atmosfäär koosneb peamiselt süsihapegaasist. Teiste gaaside sisaldus on väike. Atmosfäär on ca 100 korda Maa omast massiivsem ning rõhk pinnal on ca 100 korda suurem. Süsihapegaas atmosfääris põhjustab väga tugeva kasvuhooneefekti: kuuma pinna poolt kiiratav infrapunakiirgus ei kao kosmosesse nagu Maal, vaid peegeldub tagasi pinnale. Seetõttu pinna temperatuur on väga kõrge, ca 460 0C. See on suurem kui maksimaalne temperatuur Merkuuri pinnal, mis on ca 430 0C. Seega Veenuse pind on kuumem kui kõikidel teistel Päikesesüsteemi planeetidel. Soojusenergia kantakse üle tuultega ja pinna temperatuur on peaaegu sama igal pool -ekvaatoril ja poolustel ning päevasel ja öisel poolsfääril.

Veenuse atmosfäär on mitmekihiline. 99 % atmosfääri massist moodustab troposfäär, mis ulatub ca 65 km kõrguseni. Troposfääris temperatuur pidevalt langeb, jõudes ca -30 0C kõrgusel 65 km. Rõhk seal on 0,1 atm. Kõrgusel ca 50 km on rõhk 1 atm, mis on võrdne Maa atmosfääri rõhuga mere pinnal. Temperatuur on ca 55 km kõrgusel ca +30 0C, kus rõhk on ca 0,5 atm. Võib väita, et temperatuuri ja rõhu suhtes tingimused nendel kõrgustel on lähedased maapealsetele tingimustele, kuigi keemiline koostis loomulikult erineb. Seetõttu vaadeldakse neid kõrgusi kui lendavate, ehk aerostaatidel põhinevate mehitatud baaside ehitamiseks põhimõtteliselt sobivateks. Kõrgused 65 – 120 km vastavad mesosfäärile. Sellest veel kõrgem kiht on termosfäär. Kõik atmosfäärikihid osalevad keerulises tsirkulatsioonis, mis on seotud atmosfääri mitteühtlase kuumenemisega Päikese poolt ekvaatoril ja poolustel. Atmosfääris on avastatud väga kiired tuuled. Tuulte maksimaalsed kiirused kõrgustel mitukümmend kilomeetrid ja keskmistel laiuskraadidel on ca 100 m/s. Tuuled puhuvad suunas, mis on vastupidine planeedi pöörlemissuunale. Keskmistel laiuskraadidel on atmosfääri pöörlemise periood isegi suurem kui planeedi pöörlemisperiood. Poolustel tuuled peaaegu puuduvad. Pinna ligidal on tuul palju aeglasem kui isegi Maal: tema keskmine kiirus on vaid 1 m/s või isegi vähem. Aga suure keskkonna tiheduse tõttu haaravad ka sellised tuuled kaasa kive ja liiva. Kõrgustel 40 – 50 km atmosfääris leidub väävelhappe tilkadest koosnev peaaegu läbipaistmatu udu, kõrgustel kuni ca 75 km leidub väävelhappe pilvede kihte. Pilved peegeldavad 3/4 pealelangevast valgusest ja peidavad täielikult planeedi pinna. Otsene Päikese valgus planeedi pinnani ei ulatugi, mistõttu Päikest pinnalt ei näe. Pinnani jõudva hajutatud valguse hulk on väiksem kui Maal ja pinna valgustatus on vaid 5000 – 10 000 lux. See vastab maapinna valgustatusele pilvisel talvepäeval.

2014-11-30-Veenus-5-vertikaalne-atmosfäär
Veenuse atmosfääri vertikaalne struktuur

Erinevalt Maast pole Veenusel planeeti ühtse sfäärina katvat dipoolset magnetvälja. Selle põhjus jääb siiamaani ebaselgeks, kuna Veenus on Maaga suuruse poolest sarnane. Maa magnetvälja genereeritakse pöörlevas ülemises juhtivas tuumakihis, mis on vedel ja milles toimub konvektsioon. Konvektsioon on võimalik, kuna tuuma sisemine tahke osa on palju kuumem kui ülemine vedel osa. Võib oletada, et seoses laamade tektoonika puudumisega on Veenuse vahevöö liiga kuum. Seetõttu temperatuurid vahevöös ja tuuma välisosades on kõrged ja ei erine piisavalt palju tuuma sisemiste osade temperatuuridest. Väike temperatuurigradient on ebapiisav konvektsiooni tekkimiseks. Teiseks magnetvälja puudumise võimalikuks põhjuseks võib olla see, et Veenuse tuum on isotermiline - st. täielikult tahke või vedel; tuuma aine olek sõltub väävli sisaldusest, mis ei ole meile täpselt teada.
Samas, väga nõrk magnetväli tekib Veenuse atmosfääri kõige ülemistes kihtides ning seda indutseerib päikesetuul. Põrkudes kokku gaasi aatomitega, Päikese poolt lendavad osakesed ioniseerivad ainet, moodustades ionosfääri. Laetud osakeste liikumine ionosfääris tekitab nõrga magnetosfääri.

2014-11-30-Veenus-6-pinnapilt-Venera13-poolt
Venera-13 poolt tehtud pinna panoraampilt

Esimeseks kosmosesondiks, mis teostas Veenusest möödalennu sai NSVL-i Venera-1. Ta lendas 1961. a planeedist mööda ca 100 000 km kauguselt mais, aga kontakt sondiga oli selleks ajaks juba kaotatud. Järgmise aasta detsembris lendas ameerika Mariner-2 planeedist mööda kaugusel ca 35 000 km, mõõtes planeedi temperatuuri ja avastades, et Veenuse magnetväli on kas väga nõrk või puudub. 1966. a märtsis sisenes NSVL-i Venera-3 planeedi atmosfääri, mis pidi pehmelt maanduma Veenuse pinnale. Selleks momendiks oli side jaamaga kaotatud. 1967. a oktoobris teostas Venera-4 langevarjuga laskumise atmosfääris ja saatis Maale andmeid kõrguseni ca 28 km. Kuna tolleaegsete eelduste järgi ei pidanud rõhk planeedi pinnal ületama 10 atm, ei talunud aparaat kõrgeimad rõhke. 1970. a detsembris teostas NSVL-i Venera-7 esimese pehme maandumise pinnale, mõõtes laskumise ajal atmosfääri temperatuuriprofiili. 1975. a oktoobris saatsid Venera-9 ja -10 esimesed must-valged panoraampildid planeedi pinnalt. 1982. a märtsis saadeti esimesed värvilised panoraampildid Veenuse pinnalt Venera-13 ja -14 poolt. 1985. a juunis teostasid NSVL-i kosmosejaamade Vega-1 ja Vega-2 aerostaadid Veenuse atmosfääri meteoroloogilisi uurimusi. Aerostaadid olid tuulte poolt kaasa haaratud ja lendasid atmosfääris ca 55 km kõrgusel. Lennu jooksul, mis kestis peaaegu 50 tundi, läbisid nad ca 12 000 km. Trassil mõõdeti temperatuuri, rõhku, tuulekiirust, valgustatust ja muid parameetreid. 1990–1994 aastatel teostas Ameerika sond Magellan raadiolokaatori abil planeedi pinna kõrge lahutusvõimega kaardistamise. Kaardistamine sai võimalikuks, kuna Veenuse pilved on peaaegu läbipaistvad raadiolainetele. Lisaks teostati gravitatsioonivälja uurimusi. Missiooni tulemusena sai Veenuse pind peaaegu täielikult kaardistatud, 22 % pinna osas on saadud stereopildid ja ca 95 % planeedi pinnast kaeti gravitatsiooni mõõdistamistega. 2006. aastast on Veenuse orbiidil on Euroopa Kosmoseagentuuri ESA sond Venus Express, mis uurib planeedi atmosfääri, kliimat ja magnetvälja.

2014-11-30-Veenus-7-Venus-Express-ESA
Illustratsioon: Kunstniku nägemus Venus Expressist Veenuse orbiidil.

Allikad ja lisainfo Veenuse kohta:
http://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/image/venus_express.jpg
http://www.universesimplified.com/wp-content/uploads/2012/03/Venus.jpg 
http://www.wpclipart.com/space/solar_system/solar_system_2/planets_and_more/terrestial_planets_Mercury_Venus_Earth_and_Mars.png 
https://solarsystem.nasa.gov/docs/Venus_Interior.jpg  
http://www.universetoday.com/wp-content/uploads/2010/02/Volcano-on-Venus.jpg 
http://pages.uoregon.edu/jimbrau/BrauImNew/Chap09/7th/AT_7e_Figure_09_17.jpg  
http://l2udsyear2013l14.pbworks.com/f/1396259456/venera14pan1rb.jpg