Введение

Наблюдения за планетой Венерой включают наблюдения в античности, телескопические наблюдения и данные, полученные с посещавших её космических аппаратов. Космические аппараты выполняли различные пролеты мимо Венеры, выходили на её орбиту и совершали посадки, включая аэростаты, которые дрейфовали в атмосфере Венеры. Изучение планеты облегчается её относительно небольшим расстоянием до Земли по сравнению с другими планетами, однако поверхность Венеры скрыта атмосферой, непрозрачной для видимого света.

Исторические наблюдения и влияние

Как один из самых ярких объектов на небе, Венера была известна с доисторических времен, и поэтому многие древние культуры записывали наблюдения за планетой. Цилиндрическая печать периода Джемдет-Наср указывает на то, что древние шумеры уже знали, что утренняя и вечерняя звезды – это один и тот же небесный объект. Шумеры назвали планету в честь богини Инанны, которая была известна как Иштар позднее аккадцами и вавилонянами. Она играла двойную роль богини любви и войны, тем самым представляя божество, которое покровительствовало рождению и смерти. Один из старейших сохранившихся астрономических документов, из вавилонской библиотеки Ашшурбанипала, датируемый примерно 1600 годом до н.э., представляет собой 21-летний отчет о появлениях Венеры. Поскольку движения Венеры кажутся прерывистыми (она исчезает из-за близости к Солнцу на многие дни, а затем вновь появляется на другом горизонте), некоторые культуры не сразу распознали Венеру как единое целое; вместо этого они полагали, что это две отдельные звезды на каждом горизонте: утренняя звезда и вечерняя звезда. Например, древние египтяне считали Венеру двумя отдельными светилами и знали утреннюю звезду как Тиумутири, а вечернюю звезду как Уайти. Древние греки называли утреннюю звезду Φωσφόρος (Phosphoros), (латинизированный Фосфор), «Приносящий свет», или Ἐωσφόρος (Eosphoros), (латинизированный Эосфор), «Приносящий рассвет». Вечернюю звезду они называли Ἓσπερος (Hesperos), (латинизированный Геспер), «Вечерняя звезда». К эллинистической эпохе древние греки отождествляли ее с единой планетой, которую они назвали в честь своей богини любви, Афродиты (Αφροδίτη), финикийской Астарты, планетарное имя, сохранившееся в современном греческом языке. Геспер был переведен на латинский язык как Веспер (Vesper), а Фосфор – как Люцифер («Несущий свет»). Венера считалась самым важным небесным телом, наблюдаемым майя, которые называли ее Чак-эк или Нох-эк, «Великая звезда», и Шуш-эк, «Звезда Осы». Майя основывали свой религиозный календарь частично на движениях Венеры и внимательно следили за ними, в том числе и в дневное время. Положение Венеры и других планет, как считалось, влияло на жизнь на Земле, поэтому майя и другие древние мезоамериканские культуры определяли время войн и других важных событий на основе своих наблюдений. В Дрезденском кодексе майя включили альманах, показывающий полный цикл Венеры, состоящий из пяти периодов по 584 дня каждый (приблизительно восемь лет), после чего закономерности повторялись (поскольку синодический период Венеры составляет 583,92 дня). Майя знали об этом синодическом периоде и могли вычислить его с точностью до сотой доли дня. Были указаны источники высокой температуры (600 К). Странным образом, миллиметровые наблюдения, проведенные А. Д. Кузьминым, показали гораздо более низкие температуры. Две конкурирующие теории объясняли необычный радиоспектр: одна предполагала, что высокие температуры возникают в ионосфере, а другая – что поверхность планеты горячая. В сентябре 2020 года группа ученых из Университета Кардиффа объявила, что наблюдения Венеры с использованием телескопа Джеймса Клерка Максвелла и Atacama Large Millimeter Array в 2017 и 2019 годах показали, что атмосфера Венеры содержит фосфин (PH3) в концентрациях, в 10 000 раз превышающих те, которые можно объяснить любым известным небиологическим источником на Венере. Фосфин был обнаружен на высоте не менее 48 км над поверхностью Венеры и преимущественно в средних широтах, при этом на полюсах Венеры он не был обнаружен. Это могло указывать на потенциальное присутствие биологических организмов на Венере, однако впоследствии было показано, что это измерение было ошибочным.

Картирование наземных радаров

После Луны Венера стала вторым объектом в Солнечной системе, исследованным с помощью радара с Земли. Первые исследования были проведены в 1961 году в обсерватории Голдстоун NASA, являющейся частью сети дальнего космоса. При последующих нижних соединениях Венера наблюдалась как Голдстоуном, так и Национальным центром астрономии и ионосферы в Аресибо. Проведенные исследования были аналогичны более ранним измерениям транзитов по меридиану, которые в 1963 году показали, что вращение Венеры ретроградное (то есть она вращается в направлении, противоположном направлению ее обращения вокруг Солнца). Радарные наблюдения также позволили астрономам определить, что период вращения Венеры составляет 243,1 дня, а ее ось вращения почти перпендикулярна плоскости орбиты. Было также установлено, что радиус планеты на 0,6 км меньше, чем наилучшее предыдущее значение, полученное с помощью наземных телескопов. Интерес к геологическим особенностям Венеры был стимулирован совершенствованием методов получения изображений в период с 1970 по 1985 год. Первые радарные наблюдения показали, что поверхность Венеры более плотная, чем пыльная поверхность Луны. Первые радарные изображения, полученные с Земли, выявили очень яркие (хорошо отражающие радарный сигнал) возвышенности, получившие названия Альфа-Регио, Бета-Регио и Максвелл-Монте; дальнейшее улучшение радарных технологий позволило достичь разрешения изображений в 1–2 километра.

Наблюдения космическими аппаратами

Было множество беспилотных миссий к Венере. Десять советских аппаратов серии "Венера" совершили мягкую посадку на поверхность, обеспечив связь продолжительностью до 110 минут, без возможности возвращения. Оптимальные окна для запуска возникают каждые 19 месяцев.

Ранние пролёты

12 февраля 1961 года советский космический аппарат "Венера-1" стал первым аппаратом, запущенным для пролётного исследования другой планеты. Перегрев датчика ориентации вызвал его неисправность, и связь с Землей была потеряна до момента ближайшего сближения с Венерой на расстоянии 100 000 км. Тем не менее, "Венера-1" стала первым аппаратом, объединившим все необходимые характеристики для межпланетного полёта: солнечные батареи, параболическую телеметрическую антенну, трёх осевую стабилизацию, двигатель коррекции траектории и первый запуск с опорной орбиты. Первым успешным пролётом мимо Венеры стал американский аппарат "Mariner 2", который пролетел мимо планеты в 1962 году, приблизившись на расстояние 35 000 км. Модифицированный аппарат серии "Ranger", он установил, что у Венеры практически отсутствует внутреннее магнитное поле, и измерил температуру атмосферы планеты. В 1964 году Советский Союз запустил к Венере аппарат "Зонд-1", но он вышел из строя вскоре после сеанса связи 16 мая. Во время ещё одного американского пролёта в 1967 году "Mariner 5" измерил напряжённость магнитного поля Венеры. В 1974 году "Mariner 10", направляясь к Меркурию, пролетел мимо Венеры и сделал ультрафиолетовые снимки облаков, выявив чрезвычайно высокие скорости ветра в атмосфере Венеры.