В 1930 году о Венере появилась некоторая информация. Было установлено, что ее атмосфера состоит, в основном, из углекислого газа, который способен действовать как своего рода покрывало, задерживая солнечное тепло. Были популярны две картины планеты. Одна рисовала поверхность Венеры почти полностью покрытой водой, в которой могли развиваться примитивные формы жизни, - как это было на Земле миллиарды лет назад. Другая представляла Венеру как раскаленную, сухую и пыльную пустыню.
Первые прямые измерения состава и других характеристик венерианской атмосферы были сделаны советским космическим аппаратом "Венера-4"(1967г), а первые измерения температуры и давления на поверхности планеты - "Венерой -7"(1970г). Затем в течение ряда лет в нашей стране была осуществлена серия запусков космических аппаратов ("Венера-8-14", "Вега-1,2"), с помощью которых было продолжено изучение характеристик атмосферы, в семи местах посадки измерен химический состав материала поверхности, в четырех - получены телевизионные панорамы ближайших окрестностей точки посадки. Ученые США трижды проводили зондирование атмосферы Венеры с пролетающих космических аппаратов ("Маринер-2", 1962г; "Маринер-5", 1967г; "Маринер-10", 1973г), а затем направили к Венере два космических аппарата "Пионер-Венера" (1978г), которые несли на себе четыре спускаемых зонда для изучения атмосферы и спутник с радиолокатором для измерения высот и определения радиофизических свойств поверхности.
В 1962 году "Маринер-2" прошел вблизи Венеры и передал информацию, которая подтвердила, что ее поверхность очень горяча. Было установлено также, что период вращения Венеры вокруг оси - длительный, около 243 земных суток, - больше, чем период обращения вокруг Солнца (224,7 суток), поэтому на Венере "сутки" длиннее года и календарь совершенно необычен.
"Маринер-10" приблизился к Венере в феврале 1974 года и передал первые снимки верхнего слоя облаков. Этот аппарат только один раз прошел около Венеры - его основной целью была самая внутренняя планета - Меркурий. Однако снимки были высокого качества и показали полосатую структуру облаков. Они также подтвердили, что период вращения верхнего слоя облаков всего лишь 4 суток, так что строение атмосферы Венеры не похоже на земное.
Изображение Венеры в ультрафиолетовом диапазоне, полученное 7 февраля 1974 г. АМС "Маринер-10" с расстояния 720000 км. Изображение построено на основе мозаики кадров, обработанных компьютером и затем отретушированных. В ультрафиолетовых лучах выделяются пояса облаков, хотя в видимом свете структура изображения почти неразличима из-за непрозрачной атмосферы.
Следующий важный шаг был сделан в октябре 1975 года, когда два советских аппарата - "Венера-9" и "Венера-10", совершили управляемую посадку на поверхность планеты и передали на Землю снимки. Снимки были ретранслированы орбитальными отсеками станций, остававшимися на околопланетной орбите на высоте порядка 1500 км. Это был триумф советских ученых, даже несмотря на то, что и "Венера-9" и "Венера-10" вели передачи всего лишь не более часа, пока не перестали раз и навсегда действовать из-за слишком высоких температур и давления. Оказалось что поверхность Венеры была усыпана гладкими скальными обломками, по составу похожими на земные базальты, многие из которых имели около 1 м в поперечнике. Поверхность была хорошо освещена, как в облачный летний полдень, так что даже не потребовались прожекторы аппаратов. Оказалось к тому же, что атмосфера не обладает чрезмерно высокими преломляющими свойствами, как ожидалось и все детали ландшафта были четкими.
Как известно, целью полетов первых АМС "Венера-4,5,6,7" было главным образом исследование атмосферы, ее состава, строением свойств. С момента первой мягкой посадки АМС "Венера-8" открылась возможность изучения поверхности и коры планеты. Притом ключевой проблемой встало определение химического состава венерианских пород. Получение первых изображений поверхности Венеры на АМС "Венера-9,10" и определение содержания в венерианской породе естественных радиоактивных элементов на АМС "Венера-8,9,10" в значительной мере стимулировали решение этой проблемы. К ее решению приблизились также и технические возможности венерианских посадочных аппаратов и опыт создания сложной научной аппаратуры, способной осуществить анализ состава венерианской породы в суровых условиях, существующих на планете.
В результате экспериментов, проведенных на посадочных аппаратах, впервые был определен химический состав венерианской породы в районах посадки. Районы посадок были выбраны в гладкой низменности и на приподнятой холмистой равнине, т.е. в тех геолого-морфологических провинциях, которые представляет около 4/5 всей поверхности Венеры. Остальная часть поверхности Венеры в основном представлена высокогорными массивами Имтар и Афродита.
Следующий серьезный шаг в изучении Венеры был сделан в 1983-1984 гг, когда советские КА "Венера-15" и "Венера-16" провели радиолокационную съемку 1/4 поверхности планеты ( от 30 гр.с.ш. до северного полюса). Были измерены высоты поверхности, а главное - в режиме бокового обзора получены изображения поверхности с разрешением 1-2 км. Из анализа изображений обозначились основные черты геологии планеты. Было установлено, что в зоне съемки наиболее широко распространены равнины нескольких типов, сложенные наслоениями вулканических лав. Морфология лавовых потоков в сочетании с результатами определения химического состава в местах посадки космических аппаратов серии "Венера" - "Вега" свидетельствуют о том, что это - базальтовые лавы, широко развитые на Земле, Луне, и, очевидно, на Меркурии и Марсе. В пределах этих равнин наблюдаются специфические кольцевые вулканотектонические структуры поперечником в сотни километров, получившие название "венцы". Среди равнин находятся "острова" и "континенты" сильно пересеченной местности, не типичной для других планет. Структурный рисунок такой поверхности, определяемый пересечениями многочисленных тектонических разломов, напоминает вид черепичной кровли, и потому местность этого типа получила название "тессера", что по-гречески значит "черепица". Было установлено, что образование тессеры предшествовало сформировавшим равнины лавовым излияниям, но разобраться в возрастных соотношениях между различными типами равнин не удавалось - не хватало разрешения изображений.
В зоне съемки "Венеры-15, -16" было обнаружено около 150 ударных кратеров диаметром от 8 до 140 км. Зная, хотя и очень приблизительно, частоту столкновений с Венерой астероидов и комет, по количеству кратеров на единице площади поверхности можно было, тоже очень приблизительно, оценить средний возраст геологических образований в зоне съемки. Он был определен в 0,5-1 млрд. лет.
Кроме того анализ данных "Венеры-15,16" привел к выводу о том, что в пределах зоны съемки нет признаков "тектоники плит" - типичной для Земли глобальной организации геологической активности, для которой характерно разделение верхней жесткой оболочки - литосферы - на несколько крупных, горизонтально передвигающихся относительно друг друга, плит. Главной движущей силой вулканических тектонических процессов на Венере, по результатам анализа данных "Венеры-15,16", представлялись вертикальные, восходящие и нисходящие, движения вещества недр планеты за счет тепловых неоднородностей - так называемых "горячих пятен" Горячие пятна существенны и в геологии Земли, но роль их все-таки второстепенна. Они обычно проявляются на фоне движущихся литосферных плит, например, в виде цепочки вулканов внутри одной плиты. Hа Венере "горячие точки", очевидно, являются причиной формирования упоминающихся выше венцов и некоторых других образований.
Результаты съемки "Венеры-15,16" привели к открытию ключевых элементов геологии Венеры. Впервые в этой области на смену догадкам пришло твердое знание. Было установлено, что эндогенные геологические процессы - базальтовый вулканизм и разломная тектоника - господствуют над экзогенными процессами. Hе обнаружено никаких следов деятельности жидкой воды на планете. Это обстоятельство и некоторые особенности распределения ударных кратеров по размеру показали, что условия, близкие к современным, были на Венере на протяжении всего прослеженного в глубь отрезка геологической истории планеты.
В 4 мая 1989г с космодрома на мысе Канаверал во Флориде стартовал американский корабль многоразового использования "Атлантис". Когда он вышел на орбиту спутника Земли, космонавты с помощью механической руки извлекли из грузового отсека космический аппарат "Магеллан" и отпустили его в самостоятельное плавание. Увеличив скорость автономной двигательной установкой, "Магеллан" отправился к Венере, чтобы произвести глобальную съемку ее поверхности, используя радиолокатор. В августе 1990г, подлетев к Венере, "Магеллан" притормозил, был захвачен ее гравитационным полем и стал ее спутником с 10 августа 1990г. Hачалась съемка планеты с помощью радиолокатора. Радиолокатор "Магеллана" работал одновременно в трех режимах. Совместная обработка данных, полученных во всех режимах работы, позволяет измерять в радиодиапазоне отражательную способность поверхности и ее шероховатость.
Кроме того, высокоточные определения доплеровского сдвига частоты одного из радиопередатчиков космического аппарата позволяли измерять небольшие ускорения, связанные с усилением или ослаблением притяжения "Магеллана" к планете над местами, где есть избыток или дефицит массы.
В результате этих измерений получается карта гравитационных аномалий анализ которой вместе с изучением карты высот и изображений поверхности дает возможность судить о глубинном строении некоторых геологических структур.
В дополнение к стандартным программам "Магеллан" был способен получать информацию и в нестандартных режимах. Так, радиолокационная съемка поверхности под различными углами обзора позволяла формировать стереопары и тем самым проводить измерения высот рельефа с более высокой детальностью, чем штатный радиовысотомер.
