VEENUSE UURIMINE KOSMOSEAPARAATIDE ABIL (1)

VEENUSE UURIMINE
KOSMOSEAPARAATIDE
ABIL
Ultraviolettipilt Veenusest
Veenus (VanaKreeka)on
armastuse ja ilu jumalanna.
Arvatavasti nimetati planeeti nii
sellepärast, et ta oli heledaim
antiikrahvaste poolt tuntud
planeet.
Tänu Veenuse heledusele,algas
Veenuse vaatlemine juba 3000 aastat
eKr.
Kui Galileo Galilei 1609 aastal
teleskoobi lõi, hakati Veenus faase
jälgima.
Kuid Veenuse pinda ei nähtud, kuna
paksud läbipaistmatud pilved varjasid
seda.
Kui meil Maal Päike ega Kuu parasjagu ei
paista, on Veenus kõige heledam ja
inimese silmale kõige ilusam taevakeha.
Siseplaneedina ei kaugene Veenus
Päikesest kunagi rohkem kui 49 kraadi.
Rahvasuu nimetab teda seetõttu vastavalt
olukorrale kas koidu või ehatäheks.
Planeet on kaetud tiheda pilvekihiga ja
peegeldab Päikese valgusest 77%, kaks
korda rohkem kui Maa.
Veenust on mõnikord peetud Maa
kaksikõeks. Mõnest küljest on nad
tõesti väga sarnased:
Veenus on ainult natuke väiksem
kui Maa (diameeter on 95% Maa
diameetrist, mass 80% Maa massist).
Mõlemal täheldatakse mõningaid
kraatreid suhteliselt noorel pinnal.
Nende tihedus ja keemiline koostis
on sarnane.
Nende sarnasuste pärast arvati, et
tihedate pilvede all võib Veenus olla
väga Maa sarnane ja seal võib olla isegi
elu. Aga Veenuse detailsem uurimine
näitas kahjuks, et paljudes olulistes
valdkondades on ta radikaalselt Maast
erinev. Uurides seda, miks põhiliselt
sarnane Veenus osutus nii erinevaks,
võime me saada palju teadmisi Maa
kohta.
Mariner 2
Veenust külastas 1962.a esimest korda
kosmoselaev Mariner 2.
Mariner kaalus 200 kg ja kandis kaasas 6
teaduslikku aparaatikahesuunaline raadio,
päikeseenergia elektrisüsteemi ja
erinevaid elektroonilisi ja mehaanilisi
seadmeid.
Avastused:
Pinna temperatuur on 428°C
Veenuse atmosfääris pole
veearu.
Puudusid tõendid magnetvälja
olemasolust ümber planeedi.
Venera 4
Aastal 1967, 18 oktoober.
Esimest korda suudeti kohapeal
analüüsida atmosfääri teiselt
planeedilt ja saata andmed tagasi
Maale keemiline koostis,
temperatuur, rõhk.
Õhurõhk küündis 90 baaritini
atmosfääris. Nii suur rõhk valitseb
Maa ookeanides kilomeetri
sügavusel.
Tugevad tuuled, puhudes
päevapoolelt ööpoolele ja ekvaatorilt
poolustele, ei lase kusagil tekkida
olulisi temperatuurierinevusi.
Indikaator näitas, et atmosfäär
koosneb peaagu täielikult
süsihappegaasist, mille
temperatuur ulatub kõrgemal
atmosfääris 40°C ning pinnale
lähemal 280°C .
Kuidas siis sai juhtuda, et tingimused
nende planeetide pinnal sedavõrd
erinevad? Arvatavasti on selle
põhjuseks vee puudumine Veenusel,
sest nii imelik kui see ka pole, on
süsihappegaasi mõlemal planeedil
umbkaudu samapalju.
Ka maa atmosfäär koosnes alguses põhiliselt
süsihappegaasist, kuid vihmaveega
reageerides moodustas ta süsihappe. See
omakorda tekitas kaltsiumiga ühinedes
lubjakivi. Veenusel jäi aga CO2 atmosfääri, kus
ta oma tohutu hulga tõttu tekitab väga tugeva
kasvuhooneefekti, millest paratamatult tuleneb
ülikõrge temperatuur ja rõhk planeedi
õhkkonnas ja pinnal. Suur kuumus ja õhurõhk
määravadki tingimused Veenuse pinnal.
Mariner 5
Aastal 1967, 19 oktoober.
Kosmoseaparaadid mõõtsid
planeetidevahelise ja Veenuse
magnetväljad, UV kogust atmosfääris.
Pärast missiooni oli selge,et Veenus on
väga kuuma pinna ja tiheda
atmosfääriga.
Leiti, süsihappegaas Veenuse
atmosfääris laguneb valguse mõjul
vingugaasiks ja hapnikuks. Kuna
rekombinatsioon (vastaslaengutega
osakeste ühinemine) on aeglane,
peaks kogu CO2 lagunema mõne
aastatuhandega.
Venera 7
Aastal 1970.
Langevarjuga lasti Veenuse pinnale
kapsel, mis edastaks signaale.
Kapsel oli esimene tehislik ese, mis
tagastavad andmeid pärast
maandumist teisel planeedil.
Edasised avastused
1967. aastal mõõtis prantslane A. Dolfus
fotograafiliselt Veenuse
pöörlemisperioodiks neli ööpäeva.
Osutus, et ka temal oli õigus, sest
Veenuse kollakasvalged pilved
kihutavad pöörlemisele vastassuunas
(idast läände) kiirusega 350 km/h, tehes
täistiiru 100 tunniga, ehk umbes 60
korda kiiremini kui planeet ise.
Pilvkate on mitmekihiline. Põhiline
pilvekiht on keskeltläbi paarkümmend
kilomeetrit paks, ta ulatub 6070
kilomeetri kõrguseni ning sisaldab
kontsentreeritud väävelhappe piisku
läbimõõduga kuni 1 mikromeeter.
Veenuse pilvekihid
Nii "Venera 10" ja "Venera 14" kui
ka "Vega 1" ja "Vega 2" maandusid
tasandikule. Nende mõõtmised
näitasid, et pinnas on vulkaanilise
koostisega. Tõenäoliselt
koosnevadki Veenuse tasandikud
põhiliselt basaltlaavast. Oma osa
võib olla ka tuule poolt kantud
vulkaanilisel tuhal ja liival.
Magellan
Aastal 19891994
Peamiseks ülesandeks oli kaardistada
radari abil Veenuse pind ja määratleda
planeedi toppograafiline reljeef.
Radarimõõtmisteks ning sidepidamiseks
Maaga kasutati antenni.
Kosmoseaparaadid
sai nime
maadeuurija
Ferdinand
Magellan , 16.
sajandi portugali
maadeuurija, kes
tegi esimese
uurimusretke
ümber Maa.
Teinud ümber Veenuse piklikul, üle
pooluste kulgeval orbiidil täistiiru 3 tunni ja
15 minutiga, kulus tal terve planeedi
kaardistamiseks 8 kuud. Selliseid tsükleid
tegi Magellan ajavahemikus 1990. a.
septembrist kuni 1993. a. maini neli, mis
katsid 98% planeedi kogupindalast ja
võimaldasid uurida ajalisi muutusi (neid ei
leitud).
Kosmoseaparaadid kõrgus kõikus umbes
2000 km lähedal.
Veenusel on nagu Maalgi troposfäär
(atmosfääri alumine kiht, mis ulatub
maapinnalt 10­16 km kõrgusele), kus
gaasid on ühtlaselt segatud. Veenuse
troposfäär on viis korda ulatuslikum ja
viiskümmend korda tihedam kui Maa
troposfäär. Suure soojusmahtuvuse
pärast on planeedi pinnast kuni 90
kilomeetri kõrguseni õhutemperatuuri
ööpäevane kõikumine vaid mõni kraad.
Saadud piltide põhjal hindavad uurijad
Veenuse pinna vanuseks 500 miljonit
aastat. Et Veenus, nagu ka teised
planeedid, on 4,5 miljardit aastat vana,
siis pidi mingi protsess pinna uuesti
kujundama.
Veenuse pinnareljeef
(arvutigraafika automaatjaama
Magellan mõõtmiste põhjal).
Selleks oli ilmselt laava väljavoolamine
massiliste pidevate vulkaanipursete ajal,
sest erinevalt Maast ei asu vulkaanid
Veenusel rühmiti, vaid katavad planeeti
enamvähem ühtlaselt. Kokku võib neid
olla mõnesajast tuhandest miljonini.
Piltidelt on näha ka kuni tuhandete
kilomeetrite pikkusi kanaleid, mida mööda
pole aga voolanud vesi, vaid laava. Jälgi
vee tegevusest pole üldse märgata, küll
aga tuulte poolt tekitatud luiteid.
Kaardistamine näitas,et vähemalt 85%
pinnast on kaetud vulkaanilise voolava
laavaga, ülejäänu väga deformeerunud
mäe vööd.
Isegi kõrge pinnatemperatuur (475 C) ja
kõrge õhurõhk (92 baarid)ning vee täielik
puudumine, on erosioon seal aeglane
protsess ning pinna omadused võivad
püsima jääda sadu miljoneid aastaid.
Muidugi on Veenusel ka suur hulk
meteoriidikraatreid, kuid võrreldes
vulkaanikraatritega on neid vähem.
Suurima meteoriidikraatri Mead'i
läbimõõt on 280 kilomeetrit.
Peaaegu täielikult puuduvad
meteoriidikraatrid läbimõõduga
alla kahe kilomeetri.
30 km diameetriga kraater
Olevad meteoriidikraatrid on sageli parvena
koos, sest neid tekitanud suurem meteoor on
tihedas atmosfääris purunenud. (Purunemise
jäägid võivad tekitada ka alla kahekilomeetrise
läbimõõduga kraatreid.) Kraatrite keskmise
tiheduse järgi pinnaühiku kohta on Veenus
paiknevate basaltide vanus kuni 800 miljonit
aastat, seega on nad tunduvalt nooremad kui
Kuu merede basaldid (3 miljardit), kuid
vanemad kui Maa basaldid. Veenuse pind näib
olevat põhjalikult muutunud 300 kuni 500
miljonit aastat tagasi.
Kokku on Veenuse pinnal leitud 100
000 väikest ja mitusada suurt
vulkaani, neist mõned võivad olla
praegugi aktiivsed. Voolav laava on
tekitanud voolusänge, neist suurima
pikkus on ligi 7000 km
Veenuse tasandikel on näha veel
mõnekilomeetrilisi kuplitaolisi
moodustisi, sageli kraatriga tipus,
ning seljandike ja vagudega piirkondi
pikkusega mõnituhat kilomeetrit ja
laiusega kuni paarsada kilomeetrit.
Veenuse tasandikult leiti omapärased
ringstruktuurid läbimõõduga 200300
kilomeetrit, millele pole analoogi
teistel planeetidel.
Radari pilt vulkaanilinesest
pannkoogi" kuplitest Veenusel.
"pannkoogi" kuplitest Veenusel.
Suurim kuppel on 62 km
läbimõõduga
PILT
Vulkaani tipp on 4.5 km kõrgusel
planeedi keskmisest kõrgusest.
Vulkaaniküljed koosnevad
lugematutest kattuvatest
laavavooludest.
Sellised vulkaanid, on Maal
võrreldavad kõige suurematega nagu
Hawaii vulkaanid.
Missiooni lõpuks kaardistati 99% planeedi
pinnast, mille resolutsioon oli kümme korda
parem, kui see saadi varem Nõukogude Venera
15 ja 16 missioonidel.
Kuna Magellan pidi olema odav missioon, siis
peamised kosmoseaparaadi komponendid saadi
varasemate lennu programmide varuosadest.
Kogumaksumus missiooni umbes $ 680 miljonit
ehk umbes 7829 miljonit eeki.
11. oktoobril 1994 alandati
Magellani orbiiti niipalju, et kaks
päeva hiljem põles ta Veenuse
atmosfääris ära. Arvatavasti
kukkusid mõned tükid ka planeedi
pinnale.
VenusExpress
Euroopa kosmoseagentuuri (ESA)
saadetud uurimise satelliit jõudis
Veenuse orbiidile 11. aplillil 2006.
VenusExpressi valmimisel osalesid 25 eri
asutust 14 ESA liikmesriigist.
Mõõteseadmed, mis talle paigaldati, on
ühed parimad, kuna MarsExpressi ja
Rosetta (67P/ChuryumovGerasimenko
komeedi uurimissond) andsid piisavalt
teavet täiendavateks arendusteks.
Mõõteseadmete arv sondil on muidugi
muljetavaldav, sest mõõdetakse
temperatuuri, nähtavat valgust, planeedi
pinda, atmosfääri ehitust ning isegi
planeedile mõjuvat Päikesetuult.
Reis Veenusele kestis 153 päeva
ning selle aja jooksul läbis sond 400
miljonit kilomeetrit.
Selleks, et uurimissond planeedi
orbiidile jääks, vähendati ta kiirust 29
000 km/hlt 25 000 km/h ni ning
järgmised neli nädalat manööverdab
sond ümber planeedi eesmärgiga
saavutada 24h pikkune polaarorbiit
(tiirleb ringiratast üle pooluste) 66 000
kuni 250 km kõrgusel.
«Algselt pidid Veenus ja Maa olema
väga sarnased planeedid. Seega
peame mõistma, miks ja kuidas nad
lõpuks lahknesid nii, et ühest sai elu häll
ja teine arenes väga vaenulikuks
keskkonnaks,» rääkis ESA peadirektor
J. J. Dordain.
«Mõistmaks kliima muutumist Maal ja
sellele kaasaaitavaid tegureid, ei saa
me piirduda vaid oma planeedi
jälgimisega,» selgitas Dordain. «Me
peame leidma üldised planeetide
atmosfääride mehaanikareeglid.»
Maailmakuulus inglise füüsik S. Hawking
on hoiatanud, et seoses kliima globaalse
soojenemisega võib Maa tulevikus
muutuda sama kuumaks kui on praegu
Veenus. See tähendaks õudset lõppu.
Teadlased loodavadki nüüd Veenuse
atmosfääri uurimisega saada uusi
teadmisi, mille rakendamine aitaks Maad
ähvardavat kliimakatastroofi ära hoida.
Teaduslikud eesmärgid Venus Expressi
missioonil on lühidalt väljendatud
seitsme teaduse teemadel:
Atmosfääri dünaamika
Atmosfääri struktuur
Atmosfääri koostis ja keemia
Pilve kiht ja udu
Kiirguslevi tasakaal
Pinna omadused ja geoloogia
Plasma keskkond
Sond on esimene, mis üritab
tabada pilte planeedi pinnast,
mida peaks olema võimalik teha
läbi "infrapunase valguse
akende".
Ultraviolettkiirguse osa näitab
päikesekiirgust, mis peegeldub atmosfääris.
Infrapuna osa näitab keerulist pilve struktuuri,
mida toob esile soojuskiirgus, mis tuleb
erinevatest atmosfääri sügavustest üles.
Venus Express saab lahenda neid
struktuure , kui kasutab infrapuna aknaid
Veenuse atmosfääri kohal.
Kui jälgida kindlaid lainepikkusi, on võimalik
märgata soojuskiirgusi, mis tuleb sügavalt
atmosfäärikihist, tulevad esile allpool tihedat
pilve kihte, mis asub umbes 60km kõrgisel.
Kuid teadlaste üllatuseks tegi sond juba
teisel orbiidipäeval teadusavastusi.
Nimelt ta suutis pildistada VMC
(Veenuse jälgimise kaamera) ja VIRTIS
(nähtava ja infrapuna
termaalpildistamise spektromeetriga)
esimest korda inimkonna ajaloos
Veenuse lõunapoolust, kus avastati
kummalised tumedad pöörised otse
pooluse kohal.
Peamiseks süsihappegaasi
õhkupaiskajaks peavad teadlased
vulkaane, mis erinevalt kustunud Marsist
ja taltunud Maast Veenusel endiselt
möllavad, kuigi ühtki purset pole sondidel
seni õnnestunud jäädvustada.
Oxfordi ülikooli füüsikaprofessor Fred
Taylor spekuleerib, et kui vulkaanide
aktiivsus taandub, võib ka Veenuse kliima
tulevikus leeveneda ning «maisemaks»
muutuda.
Veenuse sisemus on arvatavasti väga sarnane Maa omale: Sisemuses asub
umbes 3000 km raadiusega rauast tuum ja enamuse planeedist hõlmab
sulakivimist ümbris .
Veenuse suur keskmine tihedus lubab oletada raudnikkeltuuma olemasolu.
Sellegipoolest pole planeedil magnetvälja õnnestunud avastada. Arvatavasti
on magnetvälja puudumise põhjuseks aeglane pöörlemine.
Üldlevinud arvamuse järgi on Veenus
praegu liiga kuum, et seal võiks olla elu.
Washingtoni ülikoolis töötav astrobioloog
Dirk SchulzeMakuch on teisel
arvamusel. Ta uuris koos kolleeg Louis
Irwiniga kosmosesondidelt saadud
andmete põhjal Veenuse atmosfääri
seda osa, milles leidub hulgaliselt
veepiisku. Selle keemilises koostises
leidsid nad veidrusi, mida teadlaste
arvates saab seletada ainult bakterite
olemasoluga.
PILT
Veenuse lääneosas asub Lakshmi platoo. Selle
kõrgus ümbritseva tasandi suhtes on 34
kilomeetrit. Tolle pinnal on kaks suurt lehtrit, mis
meenutavad vulkaanilisi kaldeerasid Marsilt. Neist
kahest noorema, juures on näha ka laavavoogusid.
Näib, et nad on tekkinud horisontaalse
kokkusurumise tagajärjel, mis on tüüpiline Maale,
kuid ei esine Kuul ega Marsil.
Veenuse pilved tutvustavad
iseloomulikku mustrit,mis on nähtav
ultraviolettvalgusega, lainepikkusega,
mida inimese silm ei näe. Mustrite
põhjuseks on salapärase kemikaali
ebaühtlane levik atmosfääris, mis
neelab ultraviolettkiirguse, luues
säravad ja tumedad alad.
Veenuse vaatlemine infrapuna
termaalpildistamise spektromeetriga
annab mõista selle planeedi
omapärase atmosfääri dünaamikat.
Veenuse pilvede dünaamilised
tingimusted põhjustavad globaalset
ultraviolett mustrit.
Ultravioletses valguses on
Veenuse tihe atmosfäär
ebaühtlane. Piirkonniti esineva
neeldumise põhjus ei ole teada,
mitmesuguste hüpoteeside hulgas
võib kohata ka kõrgatmosfääris
elutsevaid baktereid, kes UV
kiirgust eluks tarvitada võiksid.
PILT
See on ultaviolettkiirguse pilt, tehtud
VIRTIS'ega, planeedi kaugusest umbes
190 000 kilomeetrit.
Veenuse päeva pool saab näha huvitavat
atmosfääri triibu sarnaseid struktuure,
mida võib põhjustada tolmu ja aerosooli
olemasolu atmosfääris, kuid nende tegelik
olemus on ikka veel selgitamata.
PILT
VIRTIS'ega tehtud pilt
Pildid näitavad planeedi peent atmosfääri
struktuuri Veenuse pilve teki all, 35 ja 20
kilomeetri kõrgusel.
Triibu sarnased jooned, mis võib viidata
laine sarnasele atmosfääri liikumisele,
võimalik et tänu õhu jõule, aga selle
olemus on veel selgitamata.
PILT
Pilt on vale värvi ultraviolettkiirguse
Veenuse lõunapoolkera. See võeti
kauguselt 30 000 km kaugusel planeedi
pinnast.
Pilvede kuju muutub liikudes ekvaatorilt
poolustele. Madalamatel laiuskraadidel on
pilve kuju ebaühtlased ja killustatud, mis
on jõulise konvektsioonisoojuse liikumise
tagajärg, millele annab jõudu
päikesekiirgus jasee kütab atmosfääri.
Venelased kavatsevad Veenusele
minna
Venemaa kavandab 2016. aastal Veenusele
saata uue missiooni.
Venemaa on kutsunud VeneraD nimelises
missioonis osalema ka Euroopa teadlasi.
Uus missioon peaks andma vastuse mitmetele
viimasel ajal tõstatatud küsimustele salapärase
naaberplaneedi kohta. Seetõttu peaksid
Veenusele lähetatava kosmoseaparaadi pardal
seniste plaanide järgi paiknema tundlikud
mõõteaparaadid ja sondid Veenuse atmosfääri
uurimiseks ning maandurid.
Praeguseks missiooni tõsiseimaks
valupunktiks saab selle rahastamine
majanduskriisi ajal.
Kavandatav missioon kujuneb uueks
katseks, millega Vene teadlased üritavad
Veenust uurida koos eurooplastega.
Eelmine katse EVE (European Venus
Explorer) projektiga ühinemiseks kukkus
aga läbi, sest Euroopa teadlased soovisid
omapäi asju ajada.
Vastav projekt on hetkel veel algstaadiumis,
kuid selle arendamine vajab tohutuid
ressursse ja investeeringuid.
Aga Venemaal pole lood ka
kosmoseprogrammide rahastamise osas kõige
paremad, mida näitas seegi, et Moskva lükkas
2009. aastal toimuma pidanud Marsile
lähetatava PhobosGrunti missiooni stardi
edasi 2011. aastale. Teadlased kardavad, et
selle missiooni edasilükkamine mõjub
doominoefektina ka teistele
kosmoseprogrammidele.
Laik Veenusel on
astronoomidele mõistatuseks
2009. aasta juunis avastati Veenusel üha
laienev laik.
Veenuse laik on ultravioletses spektriosas
hele, mis näitab, et kokkupõrge meteoroidiga
pole selle laigu põhjuseks. Kivistel
taevakehadel peaksid kokkupõrkekohad
ultravioletsetel lainepikkustel tumedamaks
muutuma, sest kokkupõrkekoht täitub rusuga,
mis valgust neelab. Erandiks on vee või
jäärikkad taevakehad.
Veenuse atmosfääris nähtava laigu
seletuseks on välja pakutud erinevaid
teooriaid. Esiteks vulkaanipurse, mida
peetakse ebatõenäoliseks, sest Veenuse
paks atmosfäär takistab üldiselt sealse
vulkaanilise aktiivsuse jälgimist. Teiseks
teooriaks on Päikese ja Veenuse
atmosfääri koosmõjul tekkivad laetud
osakesed. Kolmandaks variandiks on
atmosfääri turbulents, mille tulemusena
hele materjal koondatakse väikesele alale
ja see muutub nähtavaks.
Tulevik
2010 aasta suvel stardib ja on Veenusel
vähemalt 2 aastat.
PlanetC, või Venus Climate Orbiter, on
Jaapani kosmoseagentuuriJAXA
missioon, et õppida Veenuse atmosfääri
dünaamikat orbiidil,eriti ülemise atmosfääri
super liikumist, kasutades mitme
lainepikkuse pildistamist.
Mõõta atmosfääri temperatuure ja leida
tõendid akktiivsetest vulkaanide
tegevusest.
Kasutatud allikad:
http://www.epl.ee/artikkel/479878
http://www.postimees.ee/170505/online_uudised/166122.php
http://sci.esa.int/sciencee/www/object/index.cfm?fobjectid=39104
http://www.ohtuleht.ee/index.aspx?id=183840
http://opik.obs.ee/osa2/ptk03/tekst.html
http://www.horisont.ee/arhiiv_1996_1999/1999/04/planeet.html
http://www.ap3.ee/?PublicationId=38aa254fa17b431f857a
c4336fecd3ac
http://missid.postimees.ee/131105/esileht/valisuudised/182849.php
http://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/planets/venuspage.html
http://www.planetary.org/explore/topics/venus/missions.html
http://www.ajax.ehu.es/VEX/Mission_Diary/VEX.Diary.html
http://burro.astr.cwru.edu/stu/advanced/venus.htm
http://www.planetsalive.com/?planet=Venus&tab=B
http://www2.jpl.nasa.gov/magellan/
http://www.esa.int/esaSC/SEMT954Z2OF_index_0.html
http://astrologysidereal.com/HCpages/VenusExpress.html
AITÄH.