Особенности атмосферы Венеры: итоги первого этапа миссии "Венера Экспресс"

Д.В. ТИТОВ кандидат физико-математических наук, научный координатор миссии "Венера Экспресс" Институт исследований Солнечной системы общества Макса Планка (Германия), ИКИ РАН, О.В.ЗАКУТНЯЯ кандидат филологических наук ИКИ РАН

Расположение научных приборов на АМС "Венера Экспресс": 1 - магнитометр MAG, 2 - картирующий спектрометр видимого и инфракрасного диапазона VIRTIS, 3 - планетный Фурье-спектрометр PFS, 4 - спектрометр для наблюдения солнечных и звездных затмений SPICAV/SOIH, 5 - миниатюрная цифровая фотокамера VMC, 6 - радиоаппаратура VeRa, 7- анализатор плазмы и энергичных нейтральных атомов ASPERA. Рисунок ESA

«Венера Экспресс» - первая экспедиция Европейского космического агентства (ESA) к планете Венера. В апреле 2009 года исполнилось три года с тех пор, как АМС «Венера Экспресс» начала свою работу на орбите искусственного спутника Венеры. Номинальная миссия длилась с 4 июня 2006 года по 2 октября 2007 года и оказалась столь успешной, что работу станции продлили до 31 декабря 2009 года с возможным последующим продлением до конца 2012 года (Земля и Вселенная, 2006, N 2, с. 17; 2007, № 5, с. 58; 2009, №2, с. 88).

«ВЕНЕРА ЭКСПРЕСС» И ЕЕ НАУЧНАЯ АППАРАТУРА

Научная аппаратура и задачи АМС уже знакомы читателям журнала (Земля и Вселенная, 2006, № 3). Главные цели экспериментов «Венеры Экспресс» - дистанционное изучение атмосферы, плазменного окружения и поверхности Венеры.

Напомним, что на космическом аппарате установлено семь научных приборов, созданных специалистами Австрии, Бельгии, Германии, Италии, Польши, России, Франции, Швеции и США. Спектрометры (VIRTIS, PFS и SPICAV/SOIR) и четырехканальная камера (VMC) работают в широком спектральном диапазоне - от ультрафиолетового до теплового инфракрасного. С помощью этих приборов проводится спектральное картирование планеты, что позволяет определить структуру и состав надоблачной атмосферы Венеры (60-90 км), изучить морфологию облаков, динамику и тепловой баланс атмосферы, а также исследовать состав нижней атмосферы. Ночное инфракрасное зондирование позволило увидеть поверхность сквозь плотный облачный слой. Плазменный анализатор ASPERA и магнитометр MAG исследовали окружающее Венеру космическое пространство: взаимодействие атмосферы с солнечным ветром, плазму и нейтральную газовую среду, магнитное поле. На станции размещена также радиоаппаратура VeRa для проведения эксперимента по изучению поверхности, нейтральной атмосферы и ионосферы, гравитационного поля Венеры и межпланетной среды. Важная особенность проекта состоит в координированных наблюдениях планеты с помощью различных приборов, дополняющих друг друга, так что одну научную задачу одновременно решают несколько инструментов, увеличивая достоверность данных и позволяя глубже понять механизмы происходящих на Венере процессов.

Российские ученые внесли существенный вклад в подготовку и планирование как проекта в целом, так и научных экспериментов. Специалисты ИКИ РАН принимали участие в разработке, изготовлении и испытаниях двух научных приборов: оптического спектрометра SPICAV/ S0IR и планетного Фурье-спектрометра PFS. В экспериментах VIRTIS, VMS и ASPERA российские ученые принимают участие как соисследователи.

За время работы, составляющее более четырех сидерических венерианских суток, АМС «Венера Экспресс» совершила свыше тысячи витков вокруг планеты. Станция делает один оборот по эллиптической полярной орбите за 24 часа. Перицентр орбиты находится на высоте около 250 км над Северным полюсом. В апоцентре космический аппарат удален от поверхности планеты на 66 тыс. км. Такая орбита позволяет приборам наблюдать все широты и сочетать общий вид Южного полушария с изображениями высокого разрешения, полученными в Северном полушарии.

Постоянные наблюдения на протяжении трех лет позволили получить исключительно богатый набор данных о явлениях, происходящих на Венере и в ее ближайшем окружении. Основные результаты работы «Венеры Экспресс», опубликованные в ведущих научных журналах «Nature», «Icarus», «Planetary and Space Science», «Journal Geophysical Research», «Geophysical Research Letters», касаются атмосферы, ее структуры и динамики, состава и эволюции. Это неудивительно: атмосфера Венеры - ключ к пониманию многих процессов, определивших судьбу планеты и сделавших ее столь непохожей на Землю. Венера по массе и размерам очень близка Земле, но по условиям и климату разительно отличается от нашей планеты. Температура ее поверхности составляет около 735 К, а давление атмосферы у поверхности почти в сто раз превосходит земное. Планета совершает всего один оборот вокруг своей оси в течение 243 земных суток. Период обращения ее вокруг Солнца - 228 суток. На Венере нет смены времен года, так как ось ее вращения практически перпендикулярна к плоскости орбиты, а атмосфера - самая плотная среди атмосфер планет земного типа - сглаживает суточные колебания температуры. Атмосфера состоит в основном из углекислого газа с небольшой примесью азота, водяного пара и сернистых газов. Двадцатикилометровая толща сернокислотных облаков отражает большую часть солнечной энергии, не давая ей достичь поверхности. Так что, несмотря на близость к Солнцу, Венера получает даже меньше энергии, чем Земля.


Зависимость температуры от высоты и широты в Южном полушарии Венеры, по данным радиозондирования в эксперименте VeRa, Кривые показывают линии одинаковых температур, а числа - температуру в Кельвинах. Цвет также обозначает температуру. Рисунок ESA

«Венера Экспресс» проводит надирные и лимбовые наблюдения. Впервые спектральные измерения в ближнем инфракрасном диапазоне универсальным спектрометром VIRTIS и камерой VMC позволяют исследовать состав нижних слоев атмосферы, структуру облаков и, через «окно прозрачности» на длине волны 1 микрон, поверхность планеты на ночной стороне. Спектрометр SPICAV/SOIR впервые за все время изучения Венеры исследует также структуру, состав мезосферы и надоблачную дымку методом солнечных и звездных затмений. Прибор наблюдает за светилами во время их захода за край диска Венеры, так что некоторое время они видны через атмосферу. Степень поглощения света на различных длинах волн позволяет определить состав и температуру различных слоев атмосферы. Эти данные дополняют лимбовые наблюдения приборами VIRTIS и VMC. Фото-камера VMC получает изображения, по которым можно было анализировать морфологию и динамику облачного покрова.

В эксперименте ASPERA-4 (Analyser of Space Plasma and Energetic Atoms - анализатор космической плазмы и энергичных атомов) определяется распределение плазмы и энергичных нейтральных газов в околопланетном пространстве. Одновременно магнитное поле планеты измеряется магнитометром MAG. Эти эксперименты сделали более понятным процесс «убегания» вещества из венерианской атмосферы. Кроме того, в радиозатменном эксперименте VeRa исследуется тонкая структура нейтральной атмосферы и ионосферы. Такой эксперимент сходен с методом звездных затмений, но в роли звезды, которую затмевает Венера, выступает сам космический аппарат. Радиоволны, излучаемые антенной космического аппарата, проходят через атмосферу Венеры и регистрируются наземными радиотелескопами. По изменению и ослаблению радиосигналов определяется структура атмосферы Венеры.


Состав атмосферы Венеры, по данным АМС "Венера Экспресс". Содержание газов (горизонтальная ось) дано в единицах отношения смеси (количество молекул газа на миллион молекул основного газа C0₂) в зависимости от высоты. Цвета соответствуют различным газам. Горизонтальные штрихи обозначают ошибки измерений

ГОРЯЧАЯ ОБОЛОЧКА «УТРЕННЕЙ ЗВЕЗДЫ»

Дистанционное зондирование с борта «Венеры Экспресс» позволило существенно улучшить наши представления о распределении температуры в атмосфере планеты. Ученым удалось получить температурные профили атмосферы на высоте 40-140 км. Сюда входят верхняя тропосфера (40-60 км), мезосфера (60-90 км) и нижняя термосфера (90-140 км). Приборы «Венеры Экспресс» позволили измерить температуру с высоким пространственным и вертикальным разрешением. По данным АМС, температурная структура атмосферы выглядит следующим образом.

Ниже тропопаузы (и верхней кромки облаков, на высоте около 60 км) температура атмосферы равномерно увеличивается приблизительно на 8 К с каждым километром. Температура в надоблачной атмосфере достаточно сильно зависит от широты и на постоянной высоте растет по мере продвижения от экватора к полюсам. Такая структура радиационно неустойчива и может поддерживаться только благодаря динамическим процессам. Другая интересная особенность - на широтах от 50° до 70° к югу от экватора картирующий спектрометр VIRTIS зарегистрировал области с сильной температурной инверсией (до 20 К) на высоте приблизительно 60 км, получившие название «холодный воротник». Обе эти особенности температурной картины Южного полушария хорошо совпадают с тем, что происходит в Северном (по данным исследований, выполненных предыдущими межпланетными станциями). Вероятно, обе «половинки» Венеры во многом симметричны.

С помощью «Венеры Экспресс» исследователи обнаружили квазиизотермическую область, толщина которой увеличивается от нескольких километров на низких широтах до почти 15 км около полюсов. Другая интересная деталь: на высоте мезопаузы (около 100 км) спектрометр SPICAV/SOIR обнаружил неожиданно теплый слой (от 30 до 70°С), температура которого увеличивается от терминатора и достигает пика на ночной стороне планеты. Возможно, это результат глобального движения верхних слоев атмосферы с подсолнечной к антисолнечной стороне. Часть атмосферы, нагревшись под воздействием солнечного тепла, перемещается в затененную область и опускается ниже, в более плотные слои, где вновь нагревается за счет адиабатического сжатия.


Механизм возникновений ночных свечений в верхней атмосфере Венеры. Рисунок ESA

ХИМИЧЕСКАЯ ЛАБОРАТОРИЯ ВЕНЕРЫ

«Венера Экспресс» доставила к планете мощнейший комплекс спектрометров для исследования состава атмосферы. До настоящего времени состав мезосферы был изучен слабо, так как венерианские спускаемые аппараты начинали измерять параметры атмосферы лишь на высоте около 60 км или ниже. В солнечных затмениях с помощью прибора SPICAV/ SOIR впервые получены вертикальные профили малых газовых составляющих в мезосфере (70-110 км). По этим данным, в атмосфере Венеры кроме углекислого газа присутствуют угарный газ (СО), вода, тяжелая вода (HDO), фтороводород (HF), соляная кислота (HCI) и диоксид серы SO₂.

Другой метод изучения состава атмосферы - наблюдение спектрометром VIRTIS ночной стороны планеты в «окнах прозрачности» (участках спектра, в которых излучение нижней атмосферы и даже поверхности может уходить в космос). Благодаря этому удалось определить состав нижних слоев атмосферы. Например, на высотах 30-40 км оценено содержание окиси углерода СО, сероксида, углерода COS и диоксида серы S0₂, а на высоте около 23 км - соляной кислоты НСl. Измерили также количество воды в атмосфере практически до поверхности.

Новые результаты позволили уточнить модели химических процессов, происходящих в атмосфере планеты. Быстрый рост с высотой содержания угарного газа СО в надоблачной атмосфере является результатом фотодиссоциации двуокиси углерода. Резкое падение с высотой содержания SO₂ и водяного пара внутри облачного слоя связано с фотохимическим образованием серной кислоты у верхней границы облаков. Присутствие довольно больших количеств таких газов, как СО, COS, S0₂, под облаками объясняется термическим разложением сернокислотного аэрозоля на этих высотах. Высокое содержание двуокиси серы в нижней атмосфере, подтвержденное наблюдениями «Венеры Экспресс», до сих пор составляет загадку. Дело в том, что такое количество S0₂ несовместимо с предполагаемым присутствием карбонатных минералов на поверхности Венеры. Поэтому либо неверны наши представления о составе поверхности, либо двуокись серы постоянно восполняется в атмосфере, например, вулканической деятельностью. Для решения этой проблемы потребуется детальный анализ грунта, что под силу только будущим посадочным аппаратам.

Относительное содержание тех или иных атомов, в особенности водорода, характеризует эволюцию и процессы потери легких элементов Венерой. По данным спектрометра SPICAV/ SOIR, содержание фтористого водорода в атмосфере в 3, а соляной кислоты - в 4-6 раз ниже, чем ранее зарегистрировано. Окончательное объяснение этому пока не найдено, предположительно в дело вмешалась глобальная атмосферная циркуляция. Большая часть наблюдений проводилась на высоких широтах, куда воздух принесен с больших высот, где содержание этих веществ мало.

Один из важнейших результатов «Венеры Экспресс» состоит в измерении отношения дейтерия к водороду в надоблачной атмосфере. Этот показатель характеризует, во-первых, процесс «убегания» легких компонент из атмосферы вследствие фотодиссоциации, во-вторых, он может прояснить причину, из-за которой Венера потеряла практически всю воду. Одновременные наблюдения за содержанием воды и тяжелой воды в мезосфере, находящейся ниже области «убегания», проводил спектрометр SPICAV/SOIR. На высоте около 70 км измеренное соотношение близко к значению, которое характеризует атмосферу в целом, но с высотой оно увеличивается приблизительно в 2,5 раза. Среднее изотопное значение HDO/ Н₂0 в 240 ± 25 раз выше, чем на Земле. Это в 1,5 раза больше, чем значение, полученное из более ранних измерений с Земли, выполненных в 1978-1985 годах американской АМС «Пионер Венера-1». Таким образом, с высотой содержание дейтерия увеличивается. Возможное объяснение: водород гораздо легче «убегает» из атмосферы, а более тяжелый дейтерий остается в избытке и рекомбинирует с радикалами гидроксила ОН. Если такое объяснение верно, то эти измерения стали первым свидетельством того, что планета теряет водород гораздо быстрее, чем дейтерий. Кроме этого, относительно большая доля тяжелой воды может означать, что молекулы HDO меньше подвержены диссоциации под воздействием света.

СИЯЮЩАЯ ПЛАНЕТА

Еще одно из достижений «Венеры Экспресс» связано с наблюдениями нетепловых эмиссий в верхней атмосфере, которые подобны северному сиянию на Земле. На высоте 90-140 км давление и, следовательно, частота столкновений малы, так что молекулы в возбужденном состоянии успевают испустить фотон, прежде чем вернутся в тепловое равновесие с окружающим газом. Линии нетеплового излучения, прежде всего кислорода (ближний ИК-диапазон), оксида азота (УФ-диапазон), углекислого газа и окиси углерода, были открыты ранее при наземных и спутниковых наблюдениях, но эти данные были ограничены в пространстве и во времени, а также не обладали достаточно хорошим вертикальным разрешением.

С помощью приборов VIRTIS и SPICAV/SOIR ученым представилась возможность изучить свечение молекул кислорода на ночной стороне в надирных и лимбовых исследованиях. Последние особенно важны, так как помогли разделить вклад кислорода от теплового излучения нижней атмосферы. Объясним механизм появления этого свечения. На дневной стороне под воздействием солнечного ультрафиолетового излучения молекулы С0₂ и СО диссоциируют с образованием атомов кислорода. Атмосферная циркуляция переносит свободные атомы на ночную сторону, где они рекомбинируют. В результате появляются молекулы кислорода в возбужденном состоянии, излучающие на длине волны порядка 1,27 мкм. «Венера Экспресс» проводила наблюдения из апоцентра, что позволило также проследить широтное распределение свечения. Максимум свечения приходится, как правило, на высоту 95 км и находится вблизи антисолнечной точки (полночь на экваторе). Появилась возможность впервые рассчитать максимальную плотность атомов кислорода, которая на высоте 100 км составила 1,3 х 10¹¹ см³. Интенсивность излучения, положение пика, его ширина и форма профиля сильно меняются во времени и пространстве, что свидетельствует о сложных атмосферных процессах, поддерживающих свечение.

Самым ярким открытием «Венеры Экспресс» стало окончательное подтверждение ранних противоречивых данных о существовании молний на Венере. Магнитометр MAG зафиксировал всплески электромагнитного излучения с частотой около 100 Гц и продолжительностью 0,25-0,5 с, которые по свойствам соответствовали «свистящим атмосферикам» - волнам, возникающим при молниевых разрядах в земных грозах и возбуждающим характерные помехи в радиосвязи. Средняя частота грозовых разрядов близка к той, что наблюдается на Земле. Открытие на Венере молний может существенно повлиять на модели венерианской атмосферы, так как молнии влияют на химические процессы, расщепляя молекулы, затем вступающие в неожиданные реакции. Количество азотной кислоты, образованной таким способом, достаточно для того, чтобы ее можно было обнаружить с Земли.

О ЧЕМ РАССКАЗАЛИ ОБЛАКА ВЕНЕРЫ

Аэрозоли - важнейшая часть венерианской атмосферы. Толстый слой облачности, состоящей в основном из концентрированной серной кислоты, на высоте 50-70 км полностью закрывает поверхность планеты, но облака сами по себе вовсе не однородны. Контрастные детали, видимые в ультрафиолете, возникают в результате неравномерного распределения неизвестного поглотителя у верхней границы облаков на высоте около 70 км. Хотя о его наличии известно уже довольно давно, природа этого вещества остается неизвестной. Мультиспектральные изображения позволили восстановить глобальную трехмерную морфологию облаков с разрешением от 50 км в апоцентре до нескольких сотен метров в перицентре. На низких широтах поверхность облаков выглядит нерегулярно, что свидетельствует о сильной конвекции в подсолнечной точке, где в облачном слое поглощается большая доля солнечной энергии. Такие «мозаичные» облака похожи на кучевую облачность на Земле. По мере продвижения к полюсам турбулентные процессы уступают место более спокойному, ламинарному течению, и, как следствие, меняется узор поверхности облаков: они становятся «штрихообразными» и напоминают перистые облака. В средних широтах в УФ-диапазоне облачность оказывается яркой и однородной: видимо, здесь аэрозоль эффективно рассеивает излучение. В полярных областях наблюдаются темные спирали и полосы толщиной в несколько сотен километров.

Крупномасштабная морфология облачного покрова в Южном полушарии говорит о наличии полусферного вихря с центром над полюсом. Наблюдения Северного полушария свидетельствуют о том, что организация облаков в южной и северной «половинах» Венеры симметрична.

Морфология планетарного вихря Венеры поразительно напоминает земные тропические циклоны, с той разницей, что его размер в несколько раз превышает земные аналоги и физические механизмы, поддерживающие вращение, совершенно различны.

Одним из самых впечатляющих результатов «Венеры Экспресс» стало детальное наблюдение «глаза» южного полусферного вихря спектрометром VIRTIS в тепловом инфракрасном диапазоне. «Глаз» циклона размером около 2500 км расположен выше 70° широты и вращается вокруг полюса с периодом приблизительно 2,5 сут. Его форма меняется от овальной до S-обраэной. Температура в центральной области, по измерениям яркости, на 30-40 К выше, чем в окружающей атмосфере. Кроме этого, верхняя кромка облаков внутри «глаза» находится приблизительно на 7 км ниже, чем в среднем по планете. В низких и средних широтах она расположена на уровне приблизительно 70 км, затем на широте около 55°, на границе «холодного воротника», начинает снижаться и достигает 65 км внутри «глаза» вихря. Южный полярный вихрь, по-видимому, играет важнейшую роль в динамике атмосферы. Он свидетельствует о сильных нисходящих потоках, образующих спиральную структуру в полярных областях.

Приборы «Венеры Экспресс» предоставили в распоряжение исследователей данные о вертикальном распределении и микрофизических свойствах аэрозольной дымки на высоте 70-90 км. Оказалось, что надоблачная мезосферная дымка состоит из мельчайших, размером менее 1 мкм, только что образовавшихся частиц серной кислоты. Ее плотность уменьшается в три раза с каждыми 5 км, так что выше 80 км атмосфера Венеры практически свободна от аэрозоля.

БУРНЫЕ ТЕЧЕНИЯ

Общая циркуляция венерианской атмосферы составляет одну из загадок в динамике планетных атмосфер. Ранние наблюдения и модели предполагали для нее два динамических режима. Первый, режим суперротации, - вращение всей атмосферы в том же направлении, что и сама планета. В него вовлечены тропосфера (от поверхности до 60 км) и нижняя мезосфера (до высот порядка 80 км). Скорость ветра достигает 100 м/с у верхней кромки облаков (70 км) и уменьшается при движении вниз. Второй режим - солнечная-антисолнечная циркуляция в термосфере (100-200 км), вызванная перепадом дневной и ночной температуры. На дневной стороне воздух нагревается, поднимается и перетекает на ночную сторону.

Систематическое фотографирование планеты в различных спектральных диапазонах позволило восстановить подробную картину глобальной циркуляции на высотах от нижней кромки облаков (50 км) до нижней мезосферы (около 140 км). Скорость ветров определялась по движению характерных облачных образований. На всех высотах внутри облачного слоя скорость зонального ветра остается практически постоянной на широтах ниже 50°, но очень быстро уменьшается по мере продвижения к полюсам. Вертикальный градиент скорости ветра на низких широтах составляет 3-5 м/с/км, но он исчезает на средних и высоких широтах. Меридиональные ветры измерить гораздо сложнее из-за их малой скорости (5-20 м/с). В основном скорость их растет от экватора к средним широтам, где достигает максимума, а затем уменьшается, и направление меняется на противоположное. Любопытно, что перелом в поведении зонального ветра совпадает с экваториальным краем «холодного воротника» и началом зоны яркой облачности. Полученные зависимости скорости ветра от высоты в целом согласуются с измерениями, проводившимися в 1975-1982 годах на спускаемых аппаратах советских АМС «Венера-10-14» и американских зондах «Пионер Венера».

Новые подробности о термосферной циркуляции дало картирование нетеплового излучения, о котором говорилось выше. Его динамика хорошо согласуется с солнечным-антисолнечным режимом циркуляции. О том же говорит и уже упоминавшийся максимум температуры в области менопаузы на ночной стороне планеты, возникающий, вероятно, в результате адиабатического нагрева воздуха, пришедшего с дневной стороны. Надирные наблюдения в линиях нетепловых эмиссий позволили напрямую наблюдать передвижения атмосферы на высоте мезопаузы (примерно 100 км). По этим данным определена скорость атмосферного потока – около 60 м/с. Его основные элементы – меридиональное течение от полярных широт к экватору и зональное течение от рассветной к полуночной стороне. Неравномерности в распределении свечения могут указывать на вариации самых разных факторов, начиная с глобальной эффективности переноса с дневной на ночную сторону и заканчивая вкладом вихревых движений.

УНЕСЕННЫЕ СОЛНЕЧНЫМ ВЕТРОМ

Не менее важные данные об организации атмосферы и ее эволюции получены при измерении плазменного окружения и магнитосферы планеты. Хотя у самой Венеры нет магнитного поля, ее взаимодействие с солнечным ветром приводит у образованию «наведенной» магнитосферы. При этом энергия солнечного ветра может переходить в энергию планетарных ионов, ускоряя их и в некоторых случаях «унося» за пределы притяжения Венеры. Приборы «Венеры Экспресс» измерили величину магнитного поля в окрестностях Венеры, плотность электронов, потоки энергичных нейтральных атомов, ионов и электронов. Наблюдения проводились в период спада солнечной активности (2006-2009), а полученные данные дополняют более ранние измерения АМС «Пионер Венера-1», которые проводились вблизи максимума цикла солнечной активности. По измерениям «Венеры Экспресс» положение ударной волны перед планетой оценивается в 2,14 радиуса Венеры, что на 1600 км ближе к Венере, чем было во время солнечного максимума (2,4 радиуса Венеры), но дальше, чем зафиксировали в конце 1975 года АМС «Венера-9 и -10». Наиболее значимыми стали первые измерения «Венерой Экспресс» состава «убегающей» плазмы. Соотношение «убегающих» ионов – ключевой параметр для понимания эволюции планеты; в частности, он отвечает на вопрос, почему Венера на протяжении своей эволюции потеряла практически всю воду. Как оказалось, плазма состоит в основном из ионов кислорода и водорода с небольшим добавлением гелия, причем соотношение кислорода и водорода практически равно 2:1, то есть стехиометрическому отношению в молекуле воды. Венера продолжает терять элементы, составляющие воду, в пропорциях, которые поддерживают неизменным ее состояние окисления.

ВЗГЛЯД СКВОЗЬ ОБЛАКА

Еще двадцать лет назад считалось, что из-за плотного слоя облаков поверхность Венеры можно изучать либо с помощью радара, либо с посадочных аппаратов. Однако открытие эмиссий в инфракрасном спектре планеты, которые просачиваются в космос из подоблачной атмосферы, позволило наблюдать поверхность прямо с орбиты. Дело в том, что горячая поверхность планеты является источником достаточно сильного теплового излучения, яркость которого зависит от температуры и, следовательно, высоты. Таким образом, на длинах волн более 1 мкм глубокие долины будут выглядеть ярче холодных горных вершин. «Венера Экспресс» - первый космический аппарат у Венеры, который имеет на борту специальные приборы для теплового картирования поверхности. Изображение выглядит размытым из-за рассеяния света в мощной атмосфере, однако основные детали рельефа хорошо различимы. Основная задача теплового картирования состоит в поиске активных вулканов, свежие лавовые потоки от которых выглядели бы яркими пятнами, и аномалий оптических свойств поверхности, которые могли бы пролить свет на особенности ее состава. Такие аномалии уже обнаружены «Венерой Экспресс», а вот вулканическая активность пока нет.


Мозаика поверхности Венеры, составленная по инфракрасным снимкам камерой VMC АМС "Венера Экспресс". Показана экваториальная область в районе горных массивов Бета и Феба, на восточных склонах которых совершили посадку советские АМС "Венера-9-14" и большой зонд "Пионер Венера-2". Фото ESA

В результате работы АМС «Венера Экспресс» получен огромный объем данных, охватывающих практически все аспекты физики Венеры: от атмосферной динамики до взаимодействия планеты с солнечным ветром. Но у Венеры осталось еще немало тайн, которые предстоит открыть в ходе дальнейших наблюдений и экспериментов. Космический аппарат имеет достаточно ресурсов для продолжения своей миссии у Венеры до 2013 года. Ученые с нетерпением ожидают, когда к «Венере Экспресс» присоединится японский аппарат «Planet-C», запуск которого намечен на июнь 2010 года. Их совместные наблюдения создадут уникальные возможности по изучению Венеры. Кроме того, обсуждается возможность уменьшения расстояния в апоцентре посредством аэродинамического торможения в атмосфере, что позволит существенно улучшить пространственное разрешение и повысить эффективность многих экспериментов.