9 kul vesoljskih plovil, ki so razširila naše znanje o vesolju
Miscellanea / / February 06, 2022
Ne samo Gagarinova ladja, ampak tudi osvajalci oddaljenih galaksij.
1. Vostok-1
Na tej ladji je bil 12. aprila 1961 sovjetski kozmonavt Jurij Gagarin prvi obiskalInformacije o vesoljskem plovilu Vostok / Roscosmos v vesolju - v orbiti Zemlje. Zgodilo se je v dobi tranzistorjev, računalnikov velikosti sobe in rudimentarnega znanja o prostoru. V tistih časih nihče niti ni mogel zagotovo reči, kako bi odsotnost gravitacije vplivala na človeka. Zato so se odločili, da bodo let izvedli v avtomatskem načinu, kar je tudi otežilo nalogo. Na primer, inženirji so morali iz nič ustvariti posebne sisteme za orientacijo v prostoru, nadzor, vesoljske komunikacije in napajanje.
In delo je potekalo v nujnem načinu. Ladja je bila zgrajena v rekordnem času: v samo 2,5 letih. Zaradi naglice so morali oblikovalci opustiti številne prvotne načrte. Torej "Vostok" ni imel rezervnega zavornega sistema, ki bi v tem primeru lahko napravo vrnil iz orbite. Zaradi tega razloga
Gagarin s seboj je nosil zaloge 10 dni - teoretično bi morala v takem času ladja upočasniti v nizki orbiti in začela padati na Zemljo.Instrumenti, podporni sistem, zaloge in bivalni prostor - vse to je bilo postavljeno v skoraj sferični kokpit s stožcem zadaj, težak 4,7 tone in dolg 4,4 metra s tremi majhnimi okni. To je bil Vostok-1.
Kljub talentu in trdemu delu preizkuševalcev je bilo tveganje še vedno ogromno. Čeprav je bila vsaka podrobnost "Vostoka" skrbno preverjena, nihče ni mogel popolnoma jamčiti, da bo prva človek v vesolju se bo vrnil: od sedmih poskusnih izstrelitev orbiterjev sta se končala dva neuspešno.
Prekrivanja med Gagarinovim letom so se res zgodila. Tako se pri demontaži pristajalni modul v izračunanem času ni ločil, zaradi česar se je naprava naključno vrtela kar 10 minut. Posledično do pristanka na izračunani točki ni prišlo, prvega kozmonavta pa je po izstrelitvi veter skoraj odnesel v Volgo.
A vse se je dobro končalo. In čeprav se zdaj Vostok-1 morda zdi primitivna naprava, je bil za šestdeseta leta prejšnjega stoletja preboj, ki je zasluženo ostal v zgodovini človeštva.
2. Apollo 11
izkrcati na Luni Bilo je težje kot samo leteti v vesolje. In čeprav so tehnologije v osmih letih od Gagarinovega leta močno napredovale, so se strokovnjaki Nase soočili z netrivialno nalogo. Ladja naj ne bi le letela do zemeljskega satelita, ampak tudi dobesedno postala transformator: po načrtu iz Apolla, ki je dosegel lune je bil modul za spuščanje z dvema astronavtoma ločen, nato pa je bila celotna konstrukcija sestavljena nazaj, aparat pa se je vrnil v Zemlja.
Za uspeh misije so morali inženirji ustvariti številne inovativne tehnologije. Na primer, da bi zmanjšali maso naprave, prvič v računalniku Apollo uporabljaP. Ceruzzi. Računalnik za vodenje Apollo in prvi silicijevi čipi / Smithsonian National Air and Space Museum polprevodniki in silicijevi čipi. Pravzaprav je misija posredno prispevala k računalniški revoluciji. Prav tako je bila posebej za projekt razvita največja in najmočnejša raketa v zgodovini, Saturn V. Bila je višja od 36-nadstropne stavbe in je lahko na Luno (360 tisoč kilometrov od Zemlje) dostavila 47-tonski Apollo.
Veliko časa je bilo posvečenega usposabljanju tričlanske posadke. Vsak od njih je moral v prihajajočem poletu odigrati posebno vlogo.
Za pripravo pristanka luninega modula so strokovnjaki ustvarili poseben simulator polne velikosti. Bilo je nenavadno oblikovano letalo, ki so ga obesili na visok žerjav, da bi simulirali šibko gravitacijo. Med poukom je skoraj ubil Neila Armstronga. Kasneje je postal prva oseba, ki je hodila po površini lune.
"Apollo" levoApollo 11 Command and Service Module (CSM) / NASA Space Science Data Coordinated Archive Zemlja 16. julija 1969. Dva člana posadke, Neil Armstrong in Edwin Aldrin, sta lahko hodila po lunini površini, tretji astronavt Michael Collins pa ju je čakal v orbiti. 24. julija se je poveljniški modul vrnil na Zemljo z astronavti, vzorci zemlje, fotografskimi in video filmi.
Sledilo je še pet takšnih pristankov. 12 članov misij Apollo so še vedno edini ljudje, ki hodijo po Luni.
3. Voyager 1 in Voyager 2
Glavni namen Voyagerjev, izstreljenih leta 1977, je Bilo jeKoordinirani arhiv podatkov Voyager 1/NASA o vesoljski znanosti študij Jupitra, Saturna, Urana in Neptuna. In naprave so to nalogo opravile odlično: posnele so prve podrobne fotografije oddaljenih planetov. Vse zahvaljujoč posebnim televizijskim kameram, s pomočjo katerih je bilo mogoče prenašati slike po radiu.
Vendar pa so Voyagerji znani predvsem po svojem potovanju na obrobje sončnega sistema. In čeprav so imele naprave predhodnike - sondi Pioneer 10 in Pioneer 11, so bili Voyagerji tisti, ki so postali najbolj oddaljeni predmeti v vesolju, ki so jih ustvarile človeške roke.
Zdaj Voyager 1 nahajajoVoyager / NASA Laboratorij za reaktivni pogon na razdalji 23,3 milijarde kilometrov od Zemlje. Leta 2013 je zapustil sončni sistem in odšel v medzvezdni prostor. Tudi Voyager 2 je letel daleč - 19,4 milijarde kilometrov. In obe napravi se še naprej premikata.
In čeprav je načrtovana življenjska doba že dolgo potekla, komunikacija z Voyagerji ostaja skoraj 44 let po izstrelitvi. Večina naprav je na njih onemogočena, da ne bi zapravljali energije. Toda sonde imajo še vedno zaloge radioaktivnega goriva - pričakovati je, da se bo komunikacija z njimi nadaljevala vsaj do leta 2025.
Voyager 1. Foto: NASA / Wikimedia Commons
Kolaž planetov in satelitov, mimo katerih so leteli Voyagerji. Slika: uradna stran Donalda Davisa / Wikimedia Commons
Posnetek iz Voyagerja 2. Foto: NASA / JPL / Wikimedia Commons
In znotraj Voyagerjev so slavni zlati diski, namenjeni nezemeljske civilizacije. Mediji vsebujejo zvoke in slike z našega planeta ter koordinate Zemlje. Če bodo vesoljci res našli naprave, bodo lahko ugotovili, koliko časa je potekel od izstrelitve – na sonde so nanesli poseben premaz.
4. Hubble
Na Zemlji je težko opazovati zvezde: motijo radijske motnje, svetloba električnih naprav in samo ozračje. Veliko bolj priročno je preučevati Vesolje s pomočjo avtomatskih observatorijev v vesolju.
Teleskop astronoma Edwin Hubble postati1. Koordinirani arhiv HST/NASA s podatki o vesoljski znanosti
2. Hubble Fact Sheet / Evropska vesoljska agencija postala ena prvih tovrstnih postaj. Naprava je šla v nizko zemeljsko orbito (569 kilometrov od površja) leta 1990. Potem se je domnevalo, da bo "Hubble" deloval približno 15 let. Vendar pa je modularnost in bližina Zemlje podaljšala njegovo življenjsko dobo: uspešno je bilo zamenjanih več zastarelih in neuspešnih delov, teleskop pa še vedno opazuje.
Glavno Hubblovo ogledalo, na katerem se zbira svetloba iz vesoljskih objektov, je eno največjih med takšnimi napravami - premera 2,4 metra. Tehta 816 kilogramov in je izdelana iz posebnega kremenčevega stekla. Dve leti in štiri mesece je bil poliran za jasno in nepopačeno sliko. Sam teleskop je po višini primerljiv s štirinadstropno hišo.
Zrcalno poliranje za Hubble. Foto: NASA / Wikimedia Commons
Astronavti menjajo opremo na Hubblu. Foto: NASA / Wikimedia Commons
Razvoj Hubblovih optičnih instrumentov, ki temeljijo na slikah galaksije M100 iz različnih let. Foto: NASA, ESA, STScI in Judy Schmidt / Wikimedia Commons
Zahvaljujoč Hubblu so astrofiziki prejeli veliko edinstvenih informacij o sončnem sistemu, naši galaksiji in oddaljenem vesolju. Na primer, odkrili so več planetov, ki bi lahko imeli življenje, in razjasnili starost vesolja. Hubble je do danes opravil več kot 1,5 milijona opazovanj, na podlagi katerih so znanstveniki objavili več kot 15 tisoč znanstvenih člankov. Teleskop še naprej ustvarja 80 gigabajtov novih podatkov vsak mesec.
Hubble postopoma zastara, teleskop James Webb pa je postal novo upanje za observatorije. To je vreden dedič: njegovo ogledalo je več kot dvakrat večje od Hubblovega - 6,5 metra. Webb bo moral poskusiti ponoviti uspeh svojega predhodnika, a prvi korak je bil storjen. Naprava, ki je bila lansirana 25. decembra 2021, je že dosegla mesto delovanja 1,5 milijona kilometrov od Zemlje.
5. Cassini Huygens
Najbolj zapletena in najdražja vesoljska misija Cassini-Huygens se je začela leta 1997. Vesoljsko plovilo naj bi raziskalo Saturn in pristalo na njegovi največji luni Titan. Zato je bila sonda sestavljena iz dveh modulov: orbitalnega (Cassini) in spustnega (Huygens). Treba je bilo leteti daleč in dolgo, zato je naprava postala ena največjih medplanetarnih ladij - nabralo se je le 3,1 tone goriva. Skupna masa skoraj sedemmetrske sonde je bila 5,7 tone.
Za dostavo Cassini-Huygensa do končne točke odprave so NASA, evropska in italijanska vesoljska agencija moral tlakovatiKoordinirani arhiv podatkov Cassini/NASA o vesoljskih znanostih težka pot. Znanstveniki so uporabili gravitacijo planetov za pospeševanje ladje: ko je vstopila v njihovo orbito, je naprava nabrala hitrost, nato pa s pomočjo motorjev popravila smer. Ta trik inženirjev vesoljske agencije se imenuje gravitacijski manever. Za razliko od neposrednega leta vam omogoča hitrejše doseganje cilja in prihranek goriva.
Najprej je Cassini-Huygens prišel do Venere, se vrnil na Zemljo, ponovno obkrožil Venero in se nato napotil proti Jupitru. Šele po vseh teh manevrih je aparat dosegel Saturn. Potovanje je trajalo približno sedem let.
Cassini je ostal v orbiti okoli Saturna in je bil do leta 2017 njegov edini umetni satelit. Ko je sondi zmanjkalo goriva, so znanstveniki poslanoP. Blaber, A. Verrecchia. Cassini-Huygens: Preprečevanje biološke kontaminacije / Vesolje Safety Magazine modul v ozračje planeta. Dejstvo je, da bi lahko v aparatu preživeli najpreprostejši mikroorganizmi z Zemlje. Da ne bi slučajno okužili oddaljenih svetov s potencialno bivalnimi razmerami, so se znanstveniki odločili uničiti sondo. Pri padcu je Cassini še naprej pošiljal podatke in zadnje sličice.
Satelit Io v ozadju Jupitra, ki ga je posnel Cassini. Foto: NASA / JPL / University of Arizona / Wikimedia Commons
Saturn prekriva Sonce. Majhna pika blizu tankega obroča ob 10. uri je Zemlja. Foto: NASA / JPL / Space Science Institute / Wikimedia Commons
Površino Titana je posnel Huygens. Izvirna slika in fotografija z visokim kontrastom. Foto: ESA / NASA / JPL / University of Arizona; ESA / NASA / JPL / Univerza v Arizoni; obdelal Andrej Pivovarov / Wikimedia Commons
Huygens je januarja 2005 pristal na Titanu, na katerem so bile možnosti za iskanje življenja zanemarljive, in posnel površje. To je bil prvi uspešen pristanek umetne naprave zunaj orbit zemeljskih planetov (Merkur, Venera, Zemlja in Mars).
6. mednarodna vesoljska postaja
Zaenkrat človeštvo ne more leteti na druge planete ali zapustiti domačega sončnega sistema. A po drugi strani že veliko ve o vesolju in se je naučil živeti zunaj Zemlje. V veliki meri zahvaljujoč Mednarodni vesoljski postaji.
Od leta 1998 je ISS na višini več kot 400 kilometrov s hitrostjo 28.800 kilometrov na uro vrtenjemednarodna vesoljska postaja na spletu okoli Zemlje. Vsa ta leta postajo zrasel: zdaj je kompleks z dolžino 109 metrov in širino 73 metrov (to je več kot standardno nogometno igrišče), pa tudi z maso 417 ton.
Danes na ISS nenehno delajoDejstva in številke o mednarodni vesoljski postaji / NASA približno sedemčlanska mednarodna posadka. Ohraniti jih pri življenju v orbiti ni lahko: gorivo, zaloge in celo zrak je treba dostaviti s tovornimi raketami.
Nobena država ne bi mogla izpeljati tako ambicioznega projekta. Obstoj največjega vesoljskega plovila v zgodovini človeštva je postal možen le zaradi sodelovanja vesoljskih agencij z vsega sveta. Ljudje z vsega sveta sodelujejo pri ohranjanju delovanja postaje.
Zahvaljujoč ISS so znanstveniki iz 108 držav izvedli 3000 študij. Postaja je pomagala ugotoviti, kako dolgotrajno bivanje v breztežnosti vpliva na človeka, rastline, živali, različne snovi, kakšne so nevarnosti v vesolju in v zemeljski orbiti. Ta izkušnja bo zelo koristna, ko (in če) ljudje odidejo osvojiti drugih planetov.
7. Hayabusa in Hayabusa-2
"Hayabusa". Slika: Digitalni arhiv Japonske agencije za raziskovanje vesolja
"Hayabusa-2". Slika: Go Miyazaki / Wikimedia Commons
Predstavljajte si, da morate s puščicami zadeti tarčo velikosti približno 55 krat 18 centimetrov, ki se giblje s hitrostjo več kot 20 kilometrov na sekundo (72 tisoč kilometrov na uro). To je bila naloga, s katero so se soočili znanstveniki Japonske vesoljske agencije - z asteroidov Itokawa in Ryugu je bilo treba zbrati zemljo. Vse, da bi dobili vzorce materialov, ki so bili ohranjeni v enaki obliki kot pred 4,6 milijarde let, ko je nastal sončni sistem.
Namesto pušk so se inženirji odločili uporabiti vesoljski sondi Hayabusa in Hayabusa-2. Za dolgotrajno vesoljsko misijo so nanje namestili ionske potisnike. Slednji delujejo na elektriko, ki pospešuje ksenonske ione, in dobimo reaktivni potisk. Samo zahvaljujoč temu tehničnemu odkritju "Hayabusa" se je lahko vrnilKoordinirani arhiv Hayabusa/NASA o vesoljski znanosti na Zemljo, ko je neuspešni poskusni pristanek na Itokawi povzročil puščanje goriva.
Na splošno so morali japonski inženirji med prvo misijo rešiti številne težave. Komunikacija s Hayabuso je bila pogosto izgubljena, nekatere naprave za orientacijo naprave v prostoru niso delovale, zmogljiva bliskavica na Soncu uničil 7 od 11 sončnih panelov sonde. In vendar je znanstvenikom uspelo ponovno konfigurirati Hayabuso in uspešno zaključiti misijo. Na primer, uredili so dovod toka iz električnega generatorja enega (pokvarjenega) motorja na drugega. Posledično je naprava po sedmih letih (2003-2010) leta s triletno zamudo od načrtovanega datuma kljub temu dostavila zemljo z asteroida na Zemljo.
Let Hayabusa-2 na asteroid Ryugu, ki se je začel leta 2014, opravilHayabusa2 / NASA Space Science Data Coordinated Archive bolj umirjeno. Leta 2018 je naprava dosegla cilj in tam pristala robotske module. Kasneje se je Hayabusa-2 sam spustil na površje in zbral vzorce zemlje. Omeniti velja, da je sonda pred enim od pristankov dobesedno izstrelila kumulativni projektil na asteroid, da bi ustvarila majhen krater - prejšnja naprava tega ni mogla storiti. Leta 2020 je Hayabusa-2 poslala vzorčne kapsule na Zemljo.
V sondi je ostalo neporabljeno gorivo, zato so misijo podaljšali še za 11 let. Zdaj bo moral Hayabusa-2 obiskati asteroid 1998 KY26, katerega premer je le 30 metrov. Za primerjavo, premer Ryuguja je 920 metrov.
8. Nova obzorja
Po stopinjah pionirjev in voyagerjev je sledila še ena Nasina sonda, New Horizons. Njegov dolgoletni let na rob sončnega sistema, on začelaNew Horizons Pluton Kuiperjev pas Flyby / NASA Space Science Data Coordinated Archive leta 2006. Za letenje tja je naprava naredila manever blizu Zemlje, nato pa je pridobila dodaten pospešek v bližini Jupitra.
Na poti je sonda zaznala vremenska nihanja in polarne izbruhe. strela na Jupitru in zajel tudi velik vulkanski izbruh na Io. Postalo je tudi prvo vesoljsko plovilo v zgodovini, ki je leta 2015 doseglo Pluton in njegovo luno Charon. To je bil glavni cilj misije. Sonda ni le fotografirala "srce" pritlikavega planeta, ampak je ujela tudi skale, globoke depresije in ledene gore na njegovi površini.
Informacije o Plutonu so se iz aparata na Zemljo prenašale devet mesecev s hitrostjo 600 bitov na sekundo. Komunikacija v globokem vesolju je počasna.
Pluton je fotografiral New Horizons. Foto: NASA / Wikimedia Commons
Sončni vzhod na Plutonu, vidne gore in ledene ravnice. Foto: NASA / Laboratorij za uporabno fiziko univerze Johns Hopkins / Southwest Research Institute / Wikimedia Commons
Arrokoth je predmet Kuiperjevega pasu, ki so ga ujeli New Horizons. Foto: NASA / Wikimedia Commons
Pot leta vesoljskega plovila New Horizons. Slika: NASA / APL / Wikimedia Commons
Po Plutonu se je sonda usmerila v Kuiperjev pas, del sončnega sistema, ki ga sestavljajo asteroidi in pritlikavi planeti. Danes je New Horizons peto vozilo, ki je doseglo tako oddaljene mejnike. Njegovo poslanstvo je bilo pogojno podaljšano do leta 2026.
9. Juno
Nasina sonda Juno je dobila ime z razlogom. Tako se je v starodavni mitologiji imenovala žena boga Jupitra, ki je lahko razkrila skrivnosti svojega moža. Toda, da bi odkrili skrivnosti istoimenskega planeta, ni dovolj, da se naučite videti skozi tančico oblakov: morate biti sposobni preživeti v razmerah močnega sevanja, ki ga oddaja plinski velikan. Zato so strokovnjaki za zaščito opreme Juno dodatno opremili s posebnimi zasloni.
Vsa potrebna energijska sonda prejemaKoordinirani arhiv Juno/NASA Space Science Data Coordinated Archive iz ogromnih sončnih kolektorjev - največjih med vsemi vesoljskimi plovili te vrste. Ko so razporejeni, dosežejo premer 20 metrov in omogočajo zadostno energijo iz redkejše sončne svetlobe, ki kroži okoli Jupitra. Zahvaljujoč tej funkciji Juno ni odvisen od goriva, kot na primer Cassini, in lahko deluje dlje.
Vendar imata ti dve napravi veliko skupnega. "Juno" deluje tudi v orbiti preučevanega planeta. In da je prišla do tja, je morala sonda prehoditi dolgo pot. Pot je trajala približno pet let (2011–2016). V tem času je naprava odletela proti Marsu, se vrnila na Zemljo in se s pomočjo gravitacije našega planeta odpravila do končnega cilja potovanja.
Fotografijo Jupitra je posnela Juno. Foto: Nova Dawn Astrohotography / Wikimedia Commons
Jupitrov južni pol. Foto: NASA / JPL-Caltech / SwRI / MSSS / Betsy Asher Hall / Gervasio Robles / Wikimedia Commons
"Juno", tako kot njen mitični prototip, je uspela prodreti v skrivnosti Jupitra. Naprava je fotografirala močne nevihte in aurore na površini ter posnela močno gravitacijsko polje planeta. Poslal je tudi impresivne infrardeče slike vulkanskih izbruhov na luni Io.
Vendar Jupiter oziroma njegovo sevanje počasi uničuje Juno. Na primer, postopoma zmanjšuje energijsko intenzivnost sončnih kolektorjev. Predvideva se, da bo sonda lahko delovala le do leta 2025.
Preberite tudi🚀🌠🛰️
- 36 strani za tiste, ki jih zanima vesolje
- 8 groznih stvari, ki vas čakajo na Mednarodni vesoljski postaji
- 10 napačnih predstav o vesolju, v katere je nerodno verjeti
10 daril za valentinovo, ki jih lahko kupite na razprodaji AliExpress