9 готини космически кораба, които разшириха познанията ни за Вселената
разни / / February 06, 2022
Не само корабът на Гагарин, но и завоеватели на далечни галактики.
1. Восток-1
На този кораб на 12 април 1961 г. съветският космонавт Юрий Гагарин е първият посетениИнформация за космическия кораб Восток / Роскосмос в космоса - в орбитата на Земята. Това се случи в ерата на транзисторите, компютрите с размерите на стая и елементарните познания за пространството. В онези дни никой дори не можеше да каже със сигурност как липсата на гравитация ще се отрази на човек. Затова те решиха да извършат полета в автоматичен режим, което също усложни задачата. Например, инженерите трябваше да създадат от нулата специални системи за ориентация в пространството, контрол, космически комуникации и захранване.
И работата беше извършена в авариен режим. Корабът е построен за рекордно време: само за 2,5 години. Поради бързането дизайнерите трябваше да изоставят много от първоначалните планове. Така че "Восток" нямаше резервна спирачна система, която в този случай би могла да върне устройството от орбита. Поради тази причина
Гагарин той носеше провизии със себе си в продължение на 10 дни - на теория през такова време корабът трябваше да забави скоростта си в ниска орбита и да започне да пада на Земята.Инструменти, поддържаща система, консумативи и жилищно отделение - всичко това беше поставено в почти сферична пилотска кабина с конус в задната част, с тегло 4,7 тона и дължина 4,4 метра с три малки прозореца. Това беше Восток-1.
Въпреки таланта и упоритата работа на тестерите, рискът все още беше огромен. Въпреки че всеки детайл на "Восток" беше внимателно проверен, никой не можеше да гарантира абсолютно, че първият човек в космоса ще се върне: от седем пробни изстрелвания на орбитални апарати, два приключиха неуспешно.
Наслоения по време на полета на Гагарин наистина се случиха. Така при слизане от орбитата модулът за кацане не се отдели в рамките на изчисления период, поради което устройството се въртеше на случаен принцип за цели 10 минути. В резултат на това кацането не се състоя в изчислената точка и първият космонавт след катапултиране почти беше отнесен от вятъра във Волга.
Но всичко завърши добре. И въпреки че сега Восток-1 може да изглежда като примитивно устройство, за 60-те години това беше пробив, който заслужено остана в историята на човечеството.
2. Аполо 11
слизам на Луната Беше по-трудно от просто да летя в космоса. И въпреки че технологиите са напреднали значително през осемте години след полета на Гагарин, специалистите от НАСА са изправени пред нетривиална задача. Корабът трябваше не само да лети до спътника на Земята, но и буквално да се превърне в трансформатор: според плана, от Аполон, който достигна на луната, модулът за спускане с двама астронавти беше отделен, след което цялата конструкция беше сглобена обратно и апаратът се върна в Земята.
За успеха на мисията инженерите трябваше да създадат редица иновативни технологии. Например, за да се намали масата на устройството, в компютъра Apollo за първи път използванП. Ceruzzi. Компютърът за насочване на Аполо и първите силициеви чипове / Национален музей на въздуха и космоса на Смитсониън полупроводници и силициеви чипове. Всъщност мисията косвено допринесе за компютърната революция. Също така, най-голямата и мощна ракета в историята, Saturn V, е разработена специално за проекта. Той беше по-висок от 36-етажна сграда и успя да достави 47-тонния Аполон до Луната (360 хиляди километра от Земята).
Много време беше отделено на обучението на екипаж от трима души. Всеки от тях в предстоящия полет трябваше да играе специална роля.
За да изработят кацането на лунния модул, експертите създадоха специален симулатор в пълен размер. Това беше самолет със странна форма, окачен на висок кран, за да симулира слаба гравитация. Това почти уби Нийл Армстронг по време на час. По-късно той стана първият човек, стъпил по повърхността на Луната.
"Аполон" налявоКоординиран архив с данни за космическата наука на Аполо 11 (CSM) Земята на 16 юли 1969 г. Двама членове на екипажа, Нийл Армстронг и Едуин Олдрин, успяха да ходят по лунната повърхност, докато трети астронавт, Майкъл Колинс, ги чакаше в орбита. На 24 юли командният модул се завърна на Земята с астронавти, почвени проби, фотографски и видео филми.
Последваха още пет такива кацания. 12-те членове на мисиите Аполо все още са единствените хора, които ходят на Луната.
3. Вояджър 1 и Вояджър 2
Основната цел на Voyagers, изстрелян през 1977 г., БешеКоординиран архив с данни за космическата наука на Вояджър 1/НАСА изследване на Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. И устройствата се справиха отлично с тази задача: направиха първите подробни снимки на далечни планети. Всичко благодарение на специални телевизионни камери, с помощта на които беше възможно да се предават изображения по радио.
Въпреки това, Вояджърите са известни преди всичко с пътуването си до покрайнините на Слънчевата система. И въпреки че устройствата имаха предшественици - сондите Pioneer 10 и Pioneer 11, именно Voyagers се превърнаха в най-отдалечените обекти във Вселената, създадени от човешка ръка.
Сега Вояджър 1 разположенВояджър / Лаборатория за реактивни двигатели на НАСА на разстояние 23,3 милиарда километра от Земята. Още през 2013 г. той напусна Слънчевата система и отиде в междузвездното пространство. Вояджър 2 също прелетя далеч - 19,4 милиарда километра. И двете устройства продължават да се движат.
И въпреки че планираният експлоатационен живот отдавна е изтекъл, комуникацията с Вояджърите остава почти 44 години след изстрелването. Повечето устройства са деактивирани на тях, за да не се губи енергия. Но сондите все още имат запаси от радиоактивно гориво - очаква се комуникацията с тях да продължи поне до 2025 г.
Вояджър 1. Снимка: НАСА / Wikimedia Commons
Колаж от планети и спътници, покрай които прелетяха Вояджъри. Изображение: Официален сайт на Доналд Дейвис / Wikimedia Commons
Запис от Вояджър 2. Снимка: НАСА / JPL / Wikimedia Commons
А вътре във Вояджърите са известните златни дискове, предназначени за извънземни цивилизации. Медията съдържа звуци и картини от нашата планета, както и координатите на Земята. Ако извънземните наистина намерят устройствата, те ще могат да определят времето, изминало от изстрелването – върху сондите е нанесено специално покритие.
4. Хъбъл
На Земята е трудно да се наблюдават звездите: радиосмущения, светлина от електрически уреди и самата атмосфера пречат. Много по-удобно е да се изучава Вселената с помощта на автоматични обсерватории в космоса.
Телескопът на астронома Едуин Хъбъл стана1. HST/NASA координиран архив с данни за космическата наука
2. Информация за Хъбъл / Европейска космическа агенция стана една от първите такива станции. Устройството излезе в ниска околоземна орбита (569 километра от повърхността) през 1990 г. Тогава се предполагаше, че "Хъбъл" ще работи около 15 години. Въпреки това, модулността и близостта до Земята удължиха живота му: няколко остарели и неуспешни части бяха успешно заменени, а телескопът все още продължава да наблюдава.
Основното огледало на Хъбъл, върху което се събира светлина от космически обекти, е едно от най-големите сред подобни устройства - 2,4 метра в диаметър. Той тежи 816 килограма и е изработен от специално кварцово стъкло. Бил е полиран в продължение на две години и четири месеца за ясна и неизкривена картина. Самият телескоп е сравним по височина с четириетажна къща.
Огледално полиране за Хъбъл. Снимка: НАСА / Wikimedia Commons
Астронавтите сменят оборудването на Хъбъл. Снимка: НАСА / Wikimedia Commons
Еволюцията на оптичните инструменти на Хъбъл, базирани на изображения на галактиката M100 от различни години. Снимка: НАСА, ESA, STScI и Джуди Шмид / Wikimedia Commons
Благодарение на Хъбъл астрофизиците са получили много уникална информация за Слънчевата система, нашата галактика и далечното пространство. Например, те откриха няколко планети, които потенциално биха могли да имат живот, и изясниха възрастта на Вселената. Към днешна дата Хъбъл е направил повече от 1,5 милиона наблюдения, въз основа на които учените са публикували повече от 15 хиляди научни статии. Телескопът продължава да генерира 80 гигабайта нови данни всеки месец.
Хъбъл постепенно остарява, а телескопът Джеймс Уеб се превърна в нова надежда за обсерваториите. Това е достоен наследник: огледалото му е повече от два пъти по-голямо от това на Хъбъл - 6,5 метра. Webb ще трябва да се опита да повтори успеха на своя предшественик, но първата стъпка е направена. Устройството, пуснато на 25 декември 2021 г., вече е достигнало мястото на действие на 1,5 милиона километра от Земята.
5. Касини Хюйгенс
Най-сложната и скъпа космическа мисия, Cassini-Huygens, започва през 1997 г. Космическият кораб трябваше да изследва Сатурн и да кацне на най-голямата му луна Титан. Следователно сондата се състоеше от два модула: орбитален (Касини) и спускащ (Хюйгенс). Беше необходимо да се лети далеч и дълго, така че устройството се превърна в един от най-големите междупланетни кораби - бяха натрупани само 3,1 тона гориво. Общата маса на почти седемметровата сонда беше 5,7 тона.
За да достави Cassini-Huygens до крайната точка на експедицията, НАСА, европейските и италианските космически агенции трябваше да асфалтираКоординиран архив с данни от Касини/НАСА за космически науки труден маршрут. Учените използваха гравитацията на планетите, за да ускорят кораба: влизайки в тяхната орбита, устройството набира скорост и след това коригира посоката с помощта на двигатели. Този трик на инженерите от космическата агенция се нарича гравитационна маневра. За разлика от директния полет, той ви позволява да стигнете до вашата дестинация по-бързо и да пестите гориво.
Първо Касини-Хюйгенс стигна до Венера, върна се на Земята, заобиколи Венера отново и след това се отправи към Юпитер. Едва след всички тези маневри апаратът стигна до Сатурн. Пътуването отне около седем години.
Касини остана в орбита около Сатурн и беше единственият му изкуствен спътник до 2017 г. Когато на сондата свърши горивото, учените изпратеноП. Блабър, А. Верекия. Касини-Хюйгенс: Предотвратяване на биологично замърсяване / Списание за космическа безопасност модул в атмосферата на планетата. Факт е, че най-простите микроорганизми от Земята могат да оцелеят вътре в апарата. За да не заразят случайно далечни светове с потенциално обитаеми условия, учените решиха да унищожат сондата. Падайки, Касини продължи да изпраща данни и последните кадри.
Сателит Йо на фона на Юпитер, заснет от Касини. Снимка: НАСА / JPL / Университет на Аризона / Wikimedia Commons
Сатурн покрива Слънцето. Малката точка близо до тънкия пръстен на 10 часа е Земята. Снимка: НАСА / JPL / Институт за космически науки / Wikimedia Commons
Повърхността на Титан, взета от Хюйгенс. Оригиналното изображение и снимка с висок контраст. Снимка: ESA / NASA / JPL / University of Arizona; ESA / NASA / JPL / Университет на Аризона; обработено от Андрей Пивоваров / Wikimedia Commons
Хюйгенс през януари 2005 г. кацна на Титан, на който шансовете за откриване на живот се смятаха за незначителни, и направи снимки на повърхността. Това беше първото успешно кацане на изкуствен апарат извън орбитите на земните планети (Меркурий, Венера, Земята и Марс).
6. интернационална космическа станция
Засега човечеството не може да отиде на полет до други планети или да напусне родната си слънчева система. Но от друга страна той вече знае много за космоса и се е научил да живее извън Земята. До голяма степен благодарение на Международната космическа станция.
От 1998 г. МКС на височина над 400 километра със скорост от 28 800 километра в час въртящ семеждународна космическа станция онлайн около Земята. Всички тези години станция нарасна: сега е комплекс с дължина 109 метра и ширина 73 метра (тоест повече от стандартно футболно игрище), както и маса от 417 тона.
Днес на МКС постоянно работещФакти и цифри на Международната космическа станция / НАСА международен екипаж от около седем души. Поддържането им живи в орбита не е лесно: горивото, доставките и дори въздухът трябва да се доставят с товарни ракети.
Никоя държава не би могла да осъществи толкова амбициозен проект. Съществуването на най-големия космически кораб в историята на човечеството стана възможно само благодарение на сътрудничеството на космически агенции от цял свят. Хората от цял свят работят заедно, за да поддържат станцията да работи.
Благодарение на МКС учени от 108 страни са провели 3000 изследвания. Станцията помогна да се разбере как дълъг престой в безтегловност засяга човек, растения, животни, различни вещества, какви са опасностите в космоса и в земната орбита. Този опит ще бъде много полезен, когато (и ако) хората отидат завладя други планети.
7. Хаябуса и Хаябуса-2
"Хаябуса". Изображение: Цифров архив на Японската агенция за аерокосмически изследвания
"Хаябуса-2". Изображение: Go Miyazaki / Wikimedia Commons
Представете си, че трябва да уцелите цел с размери около 55 на 18 сантиметра със стрела, която се движи със скорост над 20 километра в секунда (72 хиляди километра в час). Това беше задачата пред учените от Японската космическа агенция - беше необходимо да се събере почва от астероидите Итокава и Рюгу. Всичко, за да получите образци от материали, които са били запазени в същия вид като преди 4,6 милиарда години, когато е била създадена Слънчевата система.
Вместо дартс инженерите решават да използват космическите сонди Hayabusa и Hayabusa-2. За дългосрочна космическа мисия върху тях бяха монтирани йонни тласкащи устройства. Последните работят върху електричество, което ускорява ксеноновите йони и се получава реактивна тяга. Само благодарение на това техническо откритие "Хаябуса" успя да се върнеКоординиран архив с данни за космическата наука Hayabusa/NASA до Земята, когато неуспешно тестово кацане на Итокава причини изтичане на гориво.
Като цяло по време на първата мисия японските инженери трябваше да решат много проблеми. Комуникацията с Hayabusa често се губи, някои от устройствата за ориентиране на устройството в пространството не работят, а мощен светкавица на Слънцето унищожи 7 от 11-те слънчеви панела на сондата. И все пак учените успяха да преконфигурират Hayabusa и успешно да завършат мисията. Например те организираха подаването на ток от електрическия генератор на един (счупен) двигател към друг. В резултат на това, след седем години (2003-2010) на полета, устройството, с тригодишно закъснение от планираната дата, все пак достави почвата от астероида на Земята.
Полетът на Hayabusa-2 до астероида Ryugu, започнал през 2014 г. преминаHayabusa2 / Координиран архив с данни за космическата наука на НАСА по-спокойно. През 2018 г. устройството достигна целта и кацна там роботизирани модули. По-късно самият Hayabusa-2 слезе на повърхността и събра проби от почвата. Прави впечатление, че преди едно от кацанията сондата буквално изстреля кумулативен снаряд към астероида, за да създаде малък кратер - предишното устройство не можеше да направи това. През 2020 г. Hayabusa-2 изпрати пробни капсули на Земята.
На сондата е останало неизползвано гориво, така че мисията е удължена с още 11 години. Сега Hayabusa-2 ще трябва да посети астероида 1998 KY26, чийто диаметър е само 30 метра. За сравнение, диаметърът на Ryugu е 920 метра.
8. Нови хоризонти
По стъпките на Пионерите и Вояджърите последва друга сонда на НАСА, New Horizons. Неговият многогодишен полет до ръба на Слънчевата система, той започнаNew Horizons Плутон Поясът на Кайпер Flyby / NASA Space Science Data Coordinated Archive през 2006г. За да лети там, устройството направи маневра близо до Земята, а след това набра допълнително ускорение близо до Юпитер.
По пътя сондата засича метеорологични колебания и полярни изригвания. мълния на Юпитер, а също така засне голямо вулканично изригване на Йо. Той също така стана първият космически кораб в историята, достигнал до Плутон и неговата луна Харон през 2015 г. Това беше основната цел на мисията. Сондата не само засне "сърцето" на планетата джудже, но и засне скалите, дълбоките вдлъбнатини и ледените планини на повърхността й.
Информацията за Плутон се предава от апарата на Земята в продължение на девет месеца със скорост от 600 бита в секунда. Комуникацията в дълбокия космос е бавна.
Плутон, сниман от New Horizons. Снимка: НАСА / Wikimedia Commons
Изгрев на Плутон, видими планини и ледени равнини. Снимка: НАСА / Лаборатория по приложна физика на университета Джон Хопкинс / Югозападен изследователски институт / Wikimedia Commons
Arrokoth е обект от пояса на Кайпер, заловен от New Horizons. Снимка: НАСА / Wikimedia Commons
Траекторията на полета на космическия кораб New Horizons. Изображение: НАСА / APL / Wikimedia Commons
След Плутон сондата се насочи към пояса на Кайпер, част от Слънчевата система, съставена от астероиди и планети-джуджета. Днес New Horizons е петото превозно средство, което достига толкова далечни етапи. Мисията му е удължена условно до 2026 г.
9. Юнона
Сондата на НАСА Juno получи името си по причина. Това беше името на съпругата на бог Юпитер в древната митология, която успя да разгадае тайните на съпруга си. Но за да разкриете тайните на едноименната планета, не е достатъчно да се научите да виждате през булото на облаците: трябва да можете да оцелеете в условията на мощна радиация, излъчвана от газовия гигант. Затова, за да защитят оборудването, специалистите допълнително предоставиха на Juno специални екрани.
Цялата необходима енергийна сонда получаваКоординиран архив с данни за космическата наука на Juno/NASA от огромни слънчеви панели - най-големият сред всички космически кораби от този тип. Когато се разгърнат, те достигат 20 метра в диаметър и позволяват достатъчно енергия от по-оскъдната слънчева светлина, обикаляща около Юпитер. Благодарение на тази функция Juno не зависи от гориво, като Cassini, например, и може да работи по-дълго.
Тези две устройства обаче имат много общо. "Юнона" също оперира в орбита на изследваната планета. И за да стигне дотам, сондата трябваше да измине дълъг път. Пътят отне около пет години (2011–2016). През това време устройството отлетя към Марс, върна се на Земята и, използвайки гравитацията на нашата планета, отиде до крайната цел на пътуването.
Снимка на Юпитер, направена от Juno. Снимка: Nova Dawn Astrophotography / Wikimedia Commons
Южен полюс на Юпитер. Снимка: NASA / JPL-Caltech / SwRI / MSSS / Betsy Asher Hall / Gervasio Robles / Wikimedia Commons
"Юнона", подобно на нейния митичен прототип, успя да проникне в тайните на Юпитер. Устройството снима мощни бури и полярни сияния на повърхността и записа силно гравитационно поле на планетата. Той също така изпрати впечатляващи инфрачервени изображения на вулканични изригвания на луната Йо.
Въпреки това Юпитер, или по-скоро неговото излъчване, бавно унищожава Юнона. Например, постепенно намалява енергийната интензивност на слънчевите панели. Предполага се, че сондата ще може да работи само до 2025 г.
Прочетете също🚀🌠🛰️
- 36 сайта за тези, които се интересуват от космоса
- 8 ужасни неща, които ви очакват на Международната космическа станция
- 10 погрешни схващания за космоса, в които е неудобно да се повярва
10 подаръка за Свети Валентин, които можете да закупите на AliExpress разпродажба