< Роскосмосом организован постоянный космический мониторинг района проведения XXII Олимпийских зимних игр

Масштабное исследование циркуляции верхнего яруса облаков Венеры

Масштабное исследование циркуляции верхнего яруса облаков Венеры выполнили российские ученые из Института космических исследований РАН. Проанализировав беспрецедентный по продолжительности ряд наблюдательных данных ультрафиолетовой и инфракрасной съёмок, который космический аппарат «Венера-Экспресс» (Venus Express, ЕКА) собрал за 10 венерианских лет, Игорь Хатунцев, Марина Пацаева, Николай Игнатьев, Александр Тюрин вместе с их зарубежными коллегами получили информацию о динамике атмосферы вблизи верхней границы облаков — на высоте около 70 км в южном полушарии планеты.

---

Исследователи установили, что за прошедшее венерианское десятилетие скорость среднего зонального потока в низких широтах выросла с 85 м/с в начале миссии в 2006 г. до 110 м/с к середине 2012 г. Кроме этого, оказалось, что на низких широтах средняя скорость потока изменяется с периодом около 4–5 дней и демонстрирует зависимость от местного солнечного времени. Максимальные скорости потока наблюдаются на утренней и вечерней сторонах планеты. 

Статья по итогам работы опубликована в журнале Icarus, и получила первую премию в конкурсе научных работ ИКИ РАН. 

Одна из главных загадок Венеры — стремительное вращение её атмосферы вдоль параллелей. На верхней границе облаков воздушные потоки более, чем в 50 раз, обгоняют вращение твердого тела планеты. Это явление получило название суперротация. До сих пор не до конца ясно, что за механизм создает её и поддерживает. Чтобы раскрыть эту тайну, необходимо собрать как можно больше данных о том, как в атмосфере планеты переносятся энергия и импульс. К сожалению, Венера надежно хранит свои секреты: нижняя часть атмосферы закрыта плотным слоем облаков, и о многом приходится догадываться по косвенным признакам — тому, что происходит на поверхности облачного покрова.

Изучение динамики верхнего яруса облаков Венеры предприняли сотрудники Института космических исследований РАН Игорь Хатунцев, Марина Пацаева, Николай Игнатьев и Александр Тюрин совместно с зарубежными коллегами из Европы и США. Исследователи проанализировали данные камеры VMC (Venus Monitoring Camera, «камера для мониторинга Венеры»), установленной на борту автоматической межпланетной станции «Венера-Экспресс» (Venus Express, Европейское космическое агентство) за шесть земных или почти десять венерианских лет с 2006 до 2012 г. и по видимому движению облачных деталей составили общую картину движения воздушных масс на высоте около 70 км над поверхностью планеты.

VMC ведет съёмку в четырех спектральных каналах: двух инфракрасных, видимом и ультрафиолетовом. Последний — наиболее интересный для исследования динамики венерианской атмосферы, поскольку именно в ультрафиолетовом диапазоне верхняя кромка облаков Венеры выглядит наиболее контрастной. По перемещению облачных деталей, которые видны на снимках, можно оценить их скорость движения.
Кроме ультрафиолетовых (365 нм), в исследовании использовались данные одного из ИК-каналов (965 нм), где видны облака на высоте около 55 км.

Разрешение использованных в работе изображений менялось от 50 до 10 км/пиксел в зависимости от того, насколько близко аппарат подходил к планете: от 66 000 до 12 000 км (рис. 1). Из-за особенностей орбиты исследователи сосредоточились на исследовании южного полушария Венеры, проанализировав УФ-изображения, полученные с 703 витков. Из них 127 были обработаны вручную: ученые визуально отслеживали движение деталей облачного покрова по сериям последовательных снимков, а затем рассчитывали скорость потока. Ещё 576 витков прошли автоматическую обработку по специальному алгоритму. В итоге число векторов, которые указывают не только величину скорости потока, но и направление, составило более 45 тысяч для «ручного» набора данных и более 390 тысяч — для «автоматизированного». Из инфракрасного набора снимков вручную были проанализированы изображения с 10 витков и получено 1800 векторов.

 

---