Тим часом американські радіолокаційні дослідження показали, що на поверхні Венери є великі по розміру, але дрібні кратери. Походження кратерів невідоме, але, оскільки в такій щільній атмосфері повинна бути сильна ерозія, по “геологічних“ стандартах вони навряд чи можуть бути дуже старими. Причиною виникнення кратерів може бути вулканізм, тому гіпотезу про те, що на Венері відбуваються вулканічні процеси, поки не можна виключити. Також на Венері знайдено декілька гірських областей. Самий великий гірський район - Іштар - по площі вдвічі перевищує Тібет. У центрі його на висоту 11км підіймається гігантський вулканічний конус. Було виявлено, що в хмарах міститься велика кількість сірчаної кислоти ( можливо, навіть фтористо - сірчаної кислоти ).
Наступний важливий крок був зроблений в жовтні 1975 року, коли два радянських апарати - “Венера - 9“ і “Венера - 10“ - здійснили керовану посадку на поверхню планети і передали на Землю знімки. Знімки були ретрансльовані орбітальними відсіками станцій, що залишалися на навколопланітной орбіті на висоті порядку 1500 км. Це був тріумф радянських вчених, навіть незважаючи на те, що і “Венера - 9“ і “Венера - 10“ вели передачі не більше за годину, поки не перестали раз і назавжди діяти через дуже високі температури і тиск.
Виявилося що поверхня Венери була обсипана гладкими скельними уламками, по складу схожими на земні базальти, багато з яких мали біля 1 м в перерізі. Поверхня була добре освітлена: по опису радянських вчених, світла було стільки, скільки буває в Москві в хмарний літній полудень, так що навіть не був потрібен прожектор апарату. Виявилося до того ж, що атмосфера не володіє надміру високими заломлюючими властивостями, як очікувалося і всі деталі ландшафту були чіткими. Температура на поверхні Венери дорівнювала З, а тиск в 90 раз перевищував тиск у поверхні Землі. Було виявлено, крім того, що шар хмар закінчується на висоті біля 30 км. Нижче знаходиться область гарячого їдкого туману. На висотах 50 - 70 км розташовуються могутні хмарні шари і дмуть ураганні вітри. У поверхні Венери атмосфера дуже щільна ( усього лише в 10 раз менше щільності води).
Венера аж ніяк не гостинний світ, як це передбачалося. Зі своєю атмосферою з вуглекислого газу, хмар з сірчаної кислоти і страшною спекою вона абсолютно не придатна для людини. Менш, ніж 20 років назад багато вчених вважали Венеру більш обіцяючим об'єктом для космічних досліджень, ніж Марс.
Результати астрономічних спостережень Венери.
У таблиці 1 наведені основні характеристики планети Венера, відомі з астрономічних спостережень ще до ери дослідження планет за допомогою космічних апаратів.
Таблиця 1. Порівняльні дані про Землю і Венеру
| Характеристика | Венера | Земля |
| Середня відстань від Сонця | 0,72 | 1 |
| Період обертання по орбіті | 224,70 діб | 365,26 діб |
| Період обертання | 243,0 діб | 24 години |
| Нахил площини екватора площини орбіти (град.) | 177,4 | 23,45 |
| Максимальний кутовий нахил діаметр (сік дуги) | 66 | - |
| Діаметр екваторіальний (тис. км / єдиний. диам. Землі) | 12,1 / 0,95 | 12,8 / 1 |
| Маса (єдина маса Землі) | 0,815 | 1 |
| Середня щільність, г/см3 | 5,24 | 5,52 |
| Прискорення сили тяжіння | 8,6 | 9,81 |
| Наявність атмосфери | так | так |
| Основний газ атмосфери | СО2 | N2 |
Венера - друга по відстані від Сонця і найближча до Землі планета Сонячної системи. Середня відстань від Сонця - 108 млн. км. Венеру видно на небі або після Заходу Сонця (вечірня зірка), або незадовго до його сходу (ранкова зірка). Венера - найяскравіше світило на небі після Сонця і Місяця, і при сприятливих умовах можна навіть спостерігати тінь від предметів, що створюється світлом Венери. Ця планета відома людям з глибокої старовини. Вже в 1610 році Галілей виробив перші телескопічні спостереження небесних світил і спостерігав зміну фаз у Венери, тобто зміну її видимої форми від диску до вузького серпа.
Існування атмосфери Венери було виявлене в 1761 році М.В. Ломоносовим при спостереженнях проходження її по диску Сонця.
Обертання будь-якої планети і орієнтування осі обертання в просторі звичайно вивчалися по спостереженнях різних деталей, видимих на її поверхні. Однак поверхня Венери постійно прихована щільною атмосферою і хмарним шаром, що закутує планету, що складається з сірчаної кислоти і що обертається набагато швидше, ніж сама планета. Тому параметри обертання Венери були визначені тільки після виникнення в 30-х роках нашого сторіччя і розвитку радіолокаційних спостережень. Цікаво, що Венера обертається в зворотну сторону в порівнянні з Землею і іншими планетами з нахилом осі обертання до площини орбіти майже 900. Через таке незвичайне поєднання напрямів і періодів обертання і звертання навколо Сонця зміна дня і ночі на Венері відбувається за 117 діб, тому день і ніч продовжуються по 58,5 діб.
У ХХ ст. за допомогою спектральних досліджень в атмосфері Венери знайдений вуглекислий газ, який виявився основним газом її атмосфери (96,5 %), до складу якої входить також біля 3 % азоту і невеликі кількості інертних газів, кисня, окислу вуглеводу, хлороводню і фтороводню. Крім того, в її атмосфері міститься біля 0,1 % водяної пари. Вуглекисла пара і водяна пара створюють в атмосфері Венери парниковий ефект (причиною якого є сильне поглинання цими газами теплового випромінювання), що приводить до сильного розігрівання поверхні планети. Температура її поверхні біля 5000С.
Малюнок Венери, зроблений А. Дольфюсом на обсерваторії Піків Міді, містить більші подробиці, ніж будь-яка фотографія, отримана з Землі, але деталі видимої поверхні настільки неясні, що їх важко змалювати точно. До того ж хмарне простирадло змінюється дуже швидко.
До кінця 50-х років стало ясно, що наземні методи дослідження Венери не можуть дати істотно нової інформації. Методи оптичної, інфрачервоної і ультрафіолетової астрономії виявилися непридатними для дослідження підхмарної атмосфери планети. Запуск перших штучних супутників Землі, а потім посилка перших АМС до Місяця показали можливість вивчення Венери з близьких відстаней.
АМС першого покоління.
Першим дослідницьким апаратом, направленим землянами до іншої планети, стала автоматична станція "Венера-1", що стартувала 12 лютого 1961 року. Через три місяці вона пройшла на відстані біля 100 тисяч кілометрів від Венери і вийшла на орбіту супутника Сонця. Радіозв'язок з цією станцією продовжувався доти, поки відстань до Землі не перевищила 3 млн. км. і потім припинилася через вихід з ладу бортової апаратури. Основними задачами станції "Венера-1" були перевірка методів виведення космічних на міжпланетну трасу, перевірка наддалекого радіозв'язку і управління станцією, проведення фізичних досліджень в космосі.
У грудні 1962 року американський зонд "Марінер-2" пролетів на відстані 35 тисяч кілометрів від Венери, маючи на борту радіометр сантиметрового діапазону, магнітометр і ряд приладів для дослідження заряджених часток в космічному поросі. Результати магнітних вимірювань показали, що власне магнітне поле планети невелике (магнітний момент Венери не перевищує 5 - 10 % магнітного поля Землі). З точністю на 1,5 порядки більшої, ніж раніше з поверхні Землі, вдалося визначити відношення маси Сонця і Венери. За даними радіометра був зроблений висновок, що радиовипромінювання формується в нижній атмосфері Венери, а не в іоносфері, як це припускалося раніше.
У 1965 році до "найпрекраснішої із зірок небесних", так назвав Венеру Гомер, пішла "Венера-2 ", яка провела так звані польотні дослідження. АМС пролетіла на відстані 24 000 км від поверхні планети. Надійно працювали прилади для вимірювання космічних променів, магнітних полів, потоків заряджених часток і мікрометеоритів, радіопередавачі і вся система передачі результатів наукових спостережень. Розпрямлені крила сонячних батарей живили прилади і апаратуру електроенергією. Основна технічна проблема, що стояла перед конструкторами міжпланетної станції, полягала в забезпеченні її роботи під час спуску в атмосфері Венери в умовах величезних температур і тиску, а також в період аеродинамічного гальмування.
І ось наступив якісно новий етап: в 1965 році "Венера-3" уперше досягла поверхні планети, а 1967 року "Венера-4" уперше здійснила плавний спуск в її атмосфері і провела безпосередні фізико-хімічні дослідження. АМС "Венера-4" несла апарат, що спускається, який відділився перед входом автоматичної станції в атмосферу. АМС згоріла в щільних шарах атмосфери, а апарат, що спускається на парашуті плавно опустився в щільні шари атмосфери. Перший в історії людства сеанс міжпланетного радіозв'язку продовжувався 93 хвилини. Були виміряні в залежності від висоти щільність, тиск і температура атмосфери, проведений хімічний аналіз складу атмосфери. Апарат, що спускається був розрахований на тиск до 20 атмосфер, і передача даних припинилася до посадки на тверду поверхню Венери. Було встановлено, що вуглекислий газ є основним компонентом атмосфери (не менше за 95%), отримані межі змісту ряду інших компонентів, однозначно встановлено існування високого тиску і температур в атмосфері планети. На літаючому апараті виміряна воднева корона Венери, проведені спостереження заряджених часток і мікрометеоритів.
У 1967 р. через день після посадки "Венери-4" біля планети на відстані 4000 км пролетів американський "Марінер-5 ", за допомогою якого було досліджене проходження радіосигналу через атмосферу і іоносферу і проведені вимірювання водневої корони. По даним радіопросвічувания була отримана залежність температури і тиску від висоти в межах 90-35 км і концентрація електронів іоносфери.
Існування менше за щільну, ніж земна, водневу корону у Венери було виявлено вимірюваннями на космічних апаратах "Венера-4" і "Марінер-5". Для верхніх областей Венери характерний ряд особливостей, що визначаються фотохімією CO2 з можливою участю в комплексі реакцій води і галогенів, в умовах атомних і молекулярних взаємодій і взаємодії з сонячним вітром.