Эврика-86

Впрочем, такой нежелательный "сце, нарий" весьма серьезно рассматривается при обсуждении угрозы изменения климата из-за поступления в атмосферу промышленных отходов — углекислого и сернистого газов. Как раз эти газы и определяют метеорологию Венеры. Получается, что чем лучше мы будем знать своих соседей по Солнечной системе — Венеру, Марс, Меркурий, Луну, — тем глубже будет понимание истории и даже будущего Земли.

В марте 1982 года на поверхность Венеры совершили посадку спускаемые

аппараты «Венера-13» и «Венера-14». Принципиально новым шагом в исследовании планет стал анализ химического состава венерианского грунта. Попытки теоретически предсказать минералогию Венеры были сделаны за несколько лет до этого космического полета. Наступило время сопоставить прогноз и эксперимент.

ОРАНЖЕВОЕ НЕБО, ОРАНЖЕВЫЕ КАМНИ…

Каких только гипотез не выдвигали по поводу характера поверхности Венеры! Ведь планета постоянно окутана непроницаемой вуалью облаков, и вплоть до полета советской автоматической станции «Венера-4» сведения об условиях на ее поверхности были столь противоречивы, что допускали существование морей из нефти, из обычной воды, а во времена увлечения астроботаникой казалось, что планета — близнец Земли и вполне пригодна для развития пышной флоры и фауны.

В конце 1975 года состоялся первый телерепортаж с поверхности Венеры, когда были переданы панорамы мест посадки спускаемых аппаратов «Венера-9» и «Венера-10». Планета оказалась совершенно безжизненной под покровом непроницаемых облаков таится мир раскаленных до 450 градусов Цельсия каменистых пустынь. Через несколько лет исследований ученые с помощью радиолокатора на спутнике, выведенном на орбиту вокруг Венеры, сумели построить топографическую карту планеты. Выяснилось, что две трети поверхности — это всхолмленные равнины высотой до двух с половиной километров со множеством кратеров, а на оставшейся площади есть гористые плато, рассеченные глубокими каньонами, там прохладнее градусов на пятьдесят. В гористых областях обнаружены вулканы, один из которых выше Эвереста (высота его превышает 1 1 километров), но более чем вдвое уступает марсианскому Олимпу (27 километров).

Около 30 процентов площади планеты заняты плоскими низинами, напоминающими лунные «моря».

Ветры в венерианском пекле слабые,) не превышают одного метра в секунду, 1 но это не значит, что они незаметны. Советский астрофизик В. Мороз счита-) ет, что динамический напор ветра при^ венерианском атмосферном давлении (100 атмосфер) настолько велик, что земной наблюдатель должен чувствовать себя, как на оживленной улице, настолько шумно в венерианской пустыне.

Расчеты и специальные имитации показали, что для переноса одинаковых пылинок на Венере и Земле сила ветра i должна быть разной: на Венере достаточен ветер в десять раз слабее земного. Однако бури в плотной венерианской атмосфере напоминают взмучивание ила при посадке батискафа на морское дно. Именно так ведет себя пылевое облако, поднятое с поверхности Венеры после посадки спускаемого аппарата.

Голубого неба на Венере нет — высокая плотность атмосферы приводит к рассеиванию большей части фиолетовых, синих, голубых лучей. Поэтому не- бо Венеры оранжево-желтое, может быть, с зеленым оттенком. И венерианские скалы и камни выглядят оранжевожелтыми, именно так, как на панорамах «Венеры-13» и «Венеры-14» после синтезирования цветопередачи, j

Из чего же состоят оранжевые камни Венеры? Насколько они похожи на земные? На этот вопрос «фотопортрет», разумеется, не ответит.

Ориентировочные оценки пород на Венере были все-таки получены. В местах посадки автоматических станций «Венера-8» (1973 год), «Венера-9» и «Венера-10» (1975 год) с помощью спе- j циальных радиометров удалось изме-: рить содержание естественных радиоактивных элементов — калия, урана и Х тория. Радиометрия показала, что на Венере можно встретить породы, похожие по уровню радиоактивности как на

земные базальты, так и на граниты. Эти опыты еще раз подтвердили, что в твердых оболочках всех планет земной группы шли или продолжают идти активные геологические процессы — происходит дифференциация планетарного вещества по химическому составу.

Возвращение на Землю контейнеров с венерианским грунтом — задача в обозримом будущем невыполнимая, ведь воображаемой ракете с Венеры придется взлетать как бы со дна земного моря, поскольку давление горячего углекислого газа, из которого в основном состоит венерианский «воздух», в сто раз больше земного. Выполнить анализ грунта Венеры лет пятнадцать назад казалось почти такой же фантастикой, поэтому на повестку дня был поставлен теоретический прогноз.

СЛОВО БЕРЕТ ЭВМ

Лет тридцать назад потребовалось предсказать химический состав вещества, которое трудно или даже невозможно получить в лаборатории. Надо было точно знать, как будет меняться набор и количество химических соединений и реагирующей смеси газов при высоких температурах и давлениях.

В принципе такие задачи всегда входили в сферу интересов химической термодинамики — науки о температуре, теплоте и превращениях теплоты и работы друг в друга. Химические превращения подчиняются определенным законам термодинамики, а их конкретное выражение описано с помощью хорошо разработанного математического аппарата. Если же в химических процессах число участвующих веществ исчисляется десятками, то для выполнения математических выкладок не хватит человеческой жизни. Но, как известно, есть электронно-вычислительные машины.

Математическое моделирование позволяет выделить из всех возможных вариантов тот, который протекает с

наименьшей затратой химической энергии, а значит, и наиболее реальный в неживой и живой природе. При этом выясняется и самая выгодная (с точки зрения затрат энергии системы) форма нахождения химического элемента: войдет ли он в состав газа, кристаллического вещества или жидкости.

В последнее десятилетие специалисты в области наук о Земле обратили внимание на сходство своих задач и тех, которые с успехом решают инженерыхимики. Геологи тоже должны уметь предсказывать поведение химических элементов в магматических расплавах, в горячих рудоносных растворах тогда, когда природный объект недоступен. Ну а если объект находится на другой планете, то задача усложняется во много раз, поскольку условия, господствующие в иных мирах, не менее, а, пожалуй, куда более таинственны, чем в глубинах Земли.

Уже после посадки советской автоматической межпланетной станции «Венера-7» на поверхности Утренней звезды и комплекса радиоастрономических исследований с Земли, проведенных еще в середине шестидесятых годов в СССР и в США, оказалось, что Венера-удобная лаборатория для химиков и геологов. В самом деле, на планете и ночью и днем (продолжительность одних венерианских суток соответствует 243 земным) одинаково жарко, на полюсах холоднее лишь на несколько градусов, смены времен года тоже нет. Поэтому горные породы поверхности находятся как бы в гигантском термостате в течение многих миллионов лет.

Значит, теоретический прогноз состава неизвестных нам пород поверхности Венеры представляет собой вполне реальную задачу, если допустить существование химического равновесия минералов с горячими газами атмосферы.

В 1978–1979 годах под руководством члена-корреспондента АН СССР В. Барсукова в Институте геохимии и

аналитической химии имени В. И. Вернадского АН СССР проблема была поставлена и решена. Состав венерианской атмосферы, температура и давление на поверхности планеты и состав пород, аналогичный земному, считались заданными, А найти требовалось состав продуктов тех химических реакций, которые протекают между газами и минералами и перераспределяют «обязательные» химические элементы- кислород, водород, кремний, железо и так далее — в самые причудливые сочетания. На Земле такое перераспределение элементов рождает разнообразные коры выветривания, содержащие глины, бокситы, соли, гипсы… А что на Венере?

В качестве исходных данных в ЭВМ были введены результаты определения состава венерианской атмосферы, полученные космическими средствами, и модели состава земных горных пород. Введенные туда же'законы химического взаимодействия минералов поверхности планеты с горячими газами атмосферы должны были- помочь получить прогноз породного состава. Итак, модель поведения химических элементов на поверхности планеты Венера выбрана, исходные данные введены. Теперь — за дело!