Statek kosmiczny. Statek kosmiczny
Przeczytaj także
Aktualne misje
- Lunar Reconnaissance Orbiter – 19 czerwca 2009 r. Urządzenie będzie wykonywać następujące badania: badanie topografii świata Księżyca; pomiar promieniowania na orbicie księżycowej; badanie księżycowych obszarów polarnych, w tym poszukiwanie złóż lodu wodnego i badanie parametrów oświetlenia; tworzenie ultradokładnych map z obiektami oznaczonymi co najmniej 0,5 metra w celu znalezienia najlepszych miejsc do lądowania.
- ARTEMIS P1 i ARTEMIS P2 – 17 lutego 2009. Badanie pola magnetycznego Księżyca.
- Chang'e-2 – 1 października 2010 r. 27 października urządzenie rozpoczęło fotografowanie obszarów Księżyca nadających się do lądowania kolejnego statku kosmicznego. Aby rozwiązać ten problem, satelita zbliży się do Księżyca na odległość 15 kilometrów.
- Chang'e-3 – urządzenie zostało wystrzelone 1 grudnia 2013 roku z kosmodromu Xichang.
- Yutu to pierwszy chiński łazik księżycowy, wystrzelony wraz z Chang'e-3.
Mars
Udane misje
Aktualne misje
- Mars Odyseusz – 7 kwietnia 2001 r. Sztuczny satelita Marsa.
- Mars Express – 2 czerwca 2003. Sztuczny satelita Marsa.
- Opportunity – 7 lipca 2003. Łazik marsjański.
- Mars Reconnaissance Orbiter – 12 sierpnia 2005. Sztuczny satelita Marsa.
- Ciekawostka – 26 listopada 2011 r. Łazik marsjański.
- Mangalyaan – 4 listopada 2013, sztuczny satelita Marsa.
- - 18 listopada 2013 r., sztuczny satelita Marsa.
- Trace Gus Orbiter – wystrzelony 14 marca 2016 r. Urządzenie będzie badało i określało charakter pojawiania się w atmosferze Marsa drobnych składników metanu, innych gazów i pary wodnej, których zawartość jest znana od 2003 roku. Obecność metanu, który szybko rozkłada się pod wpływem promieniowania ultrafioletowego, oznacza jego stałe dostawy z nieznanego źródła. Takim źródłem mogą być skamieniałości lub biosfera – organizmy żywe.
Jowisz
Udane misje
Aktualne misje
Saturn
(KA), Różne rodzaje wyposażony samolot specjalny sprzęt i przeznaczone do lotów w przestrzeń kosmiczną lub w przestrzeń kosmiczną w celach naukowych, gospodarczych (komercyjnych) i innych (patrz Lot kosmiczny). Pierwszy na świecie statek kosmiczny został wystrzelony w ZSRR 4 października 1957 r., Pierwszy załogowy statek kosmiczny - statek kosmiczny Wostok pod kontrolą obywatela ZSRR Yu A. Gagarina - 12 kwietnia 1961 r.
Statek kosmiczny dzielą się na dwie główne grupy: pojazdy orbitalne blisko Ziemi – sztuczne satelity Ziemi (AES); międzyplanetarne statki kosmiczne wykraczające poza strefę wpływów Ziemi – sztuczne satelity Księżyca (ISL), Marsa (ISM), Słońca (ISS), stacje międzyplanetarne i tak dalej. Zgodnie z ich głównym przeznaczeniem statki kosmiczne dzielą się na badawcze, testowe i specjalistyczne (ostatnie 2 typy statków kosmicznych nazywane są również stosowanymi). Statek kosmiczny badawczy przeprowadza zestaw eksperymentów naukowych i technicznych, badania o charakterze medycznym i biologicznym, bada środowisko kosmiczne i zjawiska naturalne, określa cechy i stałe przestrzeń kosmiczna, parametry Ziemi, innych planet i ciał niebieskich. Statki badawcze służą do sprawdzania i testowania w warunkach lotu kosmicznego elementów konstrukcyjnych, układów jednostek i opracowywanych jednostek oraz metod ich wykorzystania. Wyspecjalizowane statki kosmiczne rozwiązują jeden lub więcej stosowanych problemów do krajowych celów gospodarczych (handlowych) lub wojskowych, na przykład łączność i kontrola, rozpoznanie, nawigacja itp.
Konstrukcja statku kosmicznego może być zwarta (ze stałą konfiguracją podczas wystrzelenia na orbitę i w locie), rozmieszczalna (konfiguracja zmienia się na orbicie w wyniku otwarcia poszczególne elementy konstrukcji) i nadmuchiwane (nadany kształt na orbicie zapewnia nadmuchanie skorupy).
Istnieją lekkie statki kosmiczne o masie od kilku kilogramów do 5 ton; średni - do 15 ton; ciężkie – do 50 ton i superciężkie – 50 ton i więcej. Zgodnie z podstawą projektu i układu statki kosmiczne są monoblokowe, wieloblokowe i zunifikowane. Konstrukcja monoblokowego statku kosmicznego stanowi jedną i funkcjonalnie niepodzielną podstawową strukturę. Statek kosmiczny wieloblokowy zbudowany jest z bloków funkcjonalnych (przedziałów) i konstrukcyjnie pozwala na zmianę przeznaczenia poprzez wymianę poszczególnych bloków (budowanie ich) na Ziemi lub na orbicie. Podstawowa konstrukcja i układ zunifikowanego statku kosmicznego pozwala, instalując odpowiedni sprzęt, tworzyć urządzenia o różnym przeznaczeniu.
Zgodnie z metodą kontroli statki kosmiczne dzielą się na automatyczne, załogowe (zamieszkane) i kombinowane (odwiedzane). Dwa ostatnie typy nazywane są także statkami kosmicznymi (SC) lub stacjami kosmicznymi (CS). Automatyczny statek kosmiczny posiada zestaw urządzeń pokładowych, który nie wymaga obecności załogi na pokładzie i zapewnia realizację danego programu autonomicznego. Załogowy statek kosmiczny przeznaczone do wykonywania zadań z udziałem osoby (załogi). Połączony statek kosmiczny- rodzaj automatu, którego konstrukcja przewiduje okresowe wizyty astronautów podczas jego działania w celu przeprowadzenia prac naukowych, naprawczych, testowych, specjalnych i innych. Charakterystyczną cechą większości istniejących i przyszłych typów statków kosmicznych jest zdolność do długotrwałej niezależnej pracy w warunkach kosmicznych, które charakteryzują się głęboką próżnią, obecnością cząstek meteorycznych, intensywnym promieniowaniem i nieważkością.
Statek kosmiczny składa się z korpusu z elementami konstrukcyjnymi, wyposażeniem pomocniczym i wyposażeniem specjalnym (docelowym). Korpus statku kosmicznego stanowi podstawę konstrukcyjną i układową do instalacji i rozmieszczenia wszystkich jego elementów i powiązanego wyposażenia. Wyposażenie pomocnicze automatycznego statku kosmicznego zapewnia następujące systemy: orientacji i stabilizacji, kontroli termicznej, zasilania, dowodzenia i oprogramowania, telemetrii, pomiarów trajektorii, sterowania i nawigacji, organów wykonawczych itp. Zamieszkane (załogowe) i odwiedzane statki kosmiczne, w ponadto posiadać systemy podtrzymywania życia, ratownictwo itp. Specjalne (docelowe) wyposażenie statku kosmicznego może być optyczne, fotograficzne, telewizyjne, na podczerwień, radar, radiotechnika, spektrometryczne, rentgenowskie, radiometryczne, kalorymetryczne, radiokomunikacyjne i przekaźnikowe, itp. (patrz także Wyposażenie pokładowe statków kosmicznych).
Badania statku kosmicznego Ze względu na szeroki zakres poruszanych zagadnień, różnią się one masą, rozmiarem, konstrukcją, rodzajem stosowanych orbit, rodzajem sprzętu i oprzyrządowania. Ich masa waha się od kilku kilogramów do 10 ton lub więcej, a wysokość ich orbit waha się od 150 do 400 000 kilometrów. Automatyczne statki badawcze obejmują radzieckie satelity sztucznej Ziemi z serii Kosmos, Elektron i Proton; Amerykański statek kosmiczny z serii satelitów obserwacyjnych „Explorer”, „OGO”, „OSO”, „OAO” itp., A także automatyczne stacje międzyplanetarne. Pewne typy automatycznych statków kosmicznych do badań lub sposoby ich wyposażania zostały opracowane w Niemieckiej Republice Demokratycznej, Czechosłowacji, Austrii, Wielkiej Brytanii, Kanadzie, Francji, Niemczech, Japonii i innych krajach.
Sondy kosmiczne serii Cosmos przeznaczone są do badania przestrzeni bliskiej Ziemi, promieniowania Słońca i gwiazd, procesów zachodzących w magnetosferze Ziemi, badania składu promieniowania kosmicznego i pasów radiacyjnych, fluktuacji jonosfery oraz rozmieszczenia cząstek meteorycznych w pobliżu Ziemi. Przestrzeń ziemska. Co roku wystrzeliwanych jest kilkadziesiąt statków kosmicznych tej serii. Do połowy 1977 roku wystrzelono ponad 930 statków kosmicznych Cosmos.
Sondy kosmiczne serii Electron przeznaczone są do jednoczesnego badania zewnętrznych i wewnętrznych pasów radiacyjnych oraz pola magnetycznego Ziemi. Orbity są eliptyczne (wysokość perygeum 400–460 kilometrów, wysokość apogeum 7000–68 000 kilometrów), masa statku kosmicznego 350–445 kilogramów. Jeden pojazd nośny (LV) jednocześnie wystrzeliwuje na te orbity 2 statki kosmiczne, różniące się składem sprzętu naukowego, rozmiarem, konstrukcją i kształtem; tworzą kosmiczny system.
Do kompleksowych badań promieni kosmicznych i interakcji cząstek o ultrawysokiej energii z materią wykorzystano statki kosmiczne serii Proton. Masa statku kosmicznego wynosi 12–17 ton, względna masa sprzętu naukowego wynosi 28–70%.
Statek kosmiczny Explorer to jeden z amerykańskich bezzałogowych statków kosmicznych. Jego masa, w zależności od rozwiązywanego problemu, waha się od kilku kilogramów do 400 kilogramów. Za pomocą tych statków kosmicznych mierzy się intensywność promieniowania kosmicznego, bada się wiatr słoneczny i pola magnetyczne w rejonie Księżyca, bada się troposferę, górne warstwy atmosfery ziemskiej, promieniowanie rentgenowskie i ultrafioletowe ze Słońca itp. . W sumie przeprowadzono 50 startów.
Statki kosmiczne serii satelitów obserwacyjnych „OGO”, „OSO”, „OAO” mają wysoce wyspecjalizowane przeznaczenie. Sondy kosmiczne OGO służą do pomiarów geofizycznych, a w szczególności do badania wpływu aktywności słonecznej na parametry fizyczne przestrzeń blisko Ziemi. Waga 450-635 kilogramów. Do badania Słońca wykorzystano sondę OSO. Waga 200-1000 kilogramów, masa względna sprzętu naukowego 32-40%. Celem statku kosmicznego JSC jest prowadzenie obserwacji astronomicznych. Waga 2000 kilogramów.
Automatyczne stacje międzyplanetarne (AIS) służą do lotów do innych ciał niebieskich i badania przestrzeni międzyplanetarnej. Od 1959 r. wystrzelono (do połowy 1977 r.) ponad 60 automatycznych stacji międzyplanetarnych: radzieckie automatyczne stacje międzyplanetarne serii Luna, Wenus, Mars i Zond; Amerykańskie automatyczne stacje międzyplanetarne serii Mariner, Ranger, Pioneer, Surveyor, Viking itp. Te statki kosmiczne umożliwiły poszerzenie wiedzy o warunkach fizycznych Księżyca i pobliskich planet Układ Słoneczny- Mars, Wenus, Merkury, uzyskaj kompleks danych naukowych na temat właściwości planet i przestrzeni międzyplanetarnej. W zależności od przeznaczenia i zadań do rozwiązania na wyposażeniu pokładowym automatycznych stacji międzyplanetarnych mogą znajdować się różne automatycznie sterowane zespoły i urządzenia: samobieżne wozy badawcze wyposażone w niezbędny zestaw narzędzi (np. pojazdy typu Łunochod), manipulatory itp. (patrz Kosmonautyka).
Przetestuj statek kosmiczny. W Związku Radzieckim różne modyfikacje statku kosmicznego Cosmos są wykorzystywane jako automatyczne statki testowe; w USA wykorzystywane są satelity typu OV, ATS, GGTS, Dodge, TTS, SERT i RW itp. Za pomocą statków kosmicznych serii Cosmos zbadano charakterystykę i możliwości systemów kontroli termicznej i systemów podtrzymywania życia załogowych statków kosmicznych, opracowano procesy automatycznego dokowania satelitów na orbicie oraz metody ochrony elementów statku kosmicznego przed promieniowaniem. Załogowe i kombinowane (odwiedzane) statki badawcze przeznaczone są do prowadzenia badań medyczno-biologicznych, fizykochemicznych i pozaatmosferycznych, badań astronomicznych, badań środowiska kosmicznego, badań atmosfery ziemskiej, jej zasoby naturalne i tak dalej. Do połowy 1977 r. przeprowadzono 59 wystrzeleń załogowych i odwiedzonych statków kosmicznych. Są to radzieckie statki kosmiczne (SC) i stacje kosmiczne (KS) z serii Wostok, Woschod, Sojuz, Salut oraz amerykańskie z serii Mercury, Gemini, Apollo i Skylab.
Specjalistyczny statek kosmiczny krajowe cele gospodarcze (handlowe) są wykorzystywane do obserwacji meteorologicznych, komunikacji i badań zasobów naturalnych. Środek ciężkości Grupa ta do połowy lat 70. stanowiła około 20% wszystkich wystrzelonych statków kosmicznych (z wyłączeniem wojskowych). Według niektórych szacunków roczne korzyści gospodarcze wynikające z kosmicznego globalnego systemu pogodowego dostarczającego dwutygodniowe prognozy mogą wynieść aż 15 miliardów dolarów.
Meteorologiczny statek kosmiczny wykorzystywane do dostarczania globalnych informacji umożliwiających tworzenie wiarygodnych prognoz długoterminowych. Jednoczesne wykorzystanie kilku statków kosmicznych wyposażonych w sprzęt telewizyjny i na podczerwień (IR) umożliwia ciągłe monitorowanie rozkładu i ruchu chmur na na globus, powstawanie potężnych wirów powietrznych, huraganów, burz, zapewniają kontrolę nad reżimem termicznym powierzchni ziemi i atmosfery, określają pionowy profil temperatury, ciśnienia i wilgotności, a także inne czynniki, które mają ważny aby sporządzić prognozę pogody. Meteorologiczne statki kosmiczne obejmują typy Meteor (ZSRR), Tiros, ESSA, ITOS i Nimbus (USA).
Sonda kosmiczna typu Meteor została zaprojektowana w celu uzyskania złożonych informacji meteorologicznych w zakresie widma widzialnego i podczerwonego (IR), zarówno z oświetlonej, jak i zacienionej strony Ziemi. Wyposażony w trójosiowy elektromechaniczny system orientacji nadwozia, autonomiczny system orientacji paneli słonecznych, system kontroli termicznej oraz zestaw elementów sterujących. Wyposażenie specjalne obejmuje kamery telewizyjne i IR, zestaw urządzeń aktynometrycznych typu skanującego i nieskanerowego.
Amerykański statek kosmiczny typu Tyros przeznaczony jest do rejestracji promieniowania podczerwonego. Stabilizowany przez obrót. Średnica 1 metr, wysokość 0,5 metra, waga 120-135 kilogramów. Sprzęt specjalny - kamery telewizyjne i czujniki. Przechowywanie otrzymanych informacji do momentu przesłania ich na Ziemię odbywa się za pomocą magnetycznego urządzenia magazynującego. Do połowy 1977 roku wystrzelono 10 statków kosmicznych typu Tyros.
Statki kosmiczne typu ESSA i ITOS to typy meteorologicznych statków kosmicznych. Waga „ESSA” wynosi 148 kilogramów, „ITOS” 310–340 kilogramów. Do połowy 1977 r. wystrzelono 9 statków kosmicznych ESSA i 8 ITOS.
Statek kosmiczny typu Nimbus to eksperymentalny meteorologiczny statek kosmiczny przeznaczony do testów w locie urządzeń pokładowych. Waga 377-680 kilogramów.
Statek kosmiczny komunikacyjny przekazywać sygnały radiowe ze stacji naziemnych znajdujących się poza zasięgiem wzroku. Minimalna odległość między stacjami, na której przekazywanie informacji za pomocą statku kosmicznego jest ekonomicznie wykonalne, wynosi 500–1000 kilometrów. Zgodnie z metodą przekazywania informacji systemy przestrzeni komunikacyjnej dzielą się na aktywne wykorzystujące statki kosmiczne, które ponownie emitują odebrany sygnał za pomocą urządzeń pokładowych („Molniya”, „Rainbow” - ZSRR, „Sincom” - USA, międzynarodowy „Intelsat ” i inne) i pasywne (amerykańskie „Echo” i inne)
Statki kosmiczne typu Molniya przekazują programy telewizyjne i realizują dalekobieżną łączność telefoniczną i telegraficzną. Waga 1600 kilogramów. Jest wystrzeliwany na bardzo wydłużone orbity eliptyczne z apogeum wysokości 40 000 kilometrów nad półkulą północną. Wyposażony w wydajny wielokanałowy system przekaźnikowy.
Statek kosmiczny typu Rainbow (międzynarodowy indeks rejestracyjny „Statsionar-1”) przeznaczony jest do zapewnienia ciągłej, całodobowej łączności radiowej telefonicznej i telegraficznej w zakresie długości fal centymetrowych oraz jednoczesnej transmisji programów kolorowych i czarno-białych ZSRR telewizja centralna. Zostaje wystrzelony na orbitę kołową bliską geostacjonarnej. Wyposażony w pokładowy sprzęt przekaźnikowy. Statki kosmiczne typu Molniya i Rainbow są częścią kosmicznego systemu komunikacji radiowej Orbita na duże odległości.
Sonda kosmiczna typu Intelsat służy do celów komunikacji komercyjnej. Jest w powszechnym użyciu od 1965 roku. Występuje w czterech modyfikacjach, różniących się możliwościami układu przekaźnikowego. „Intelsat-4” to cylindryczne urządzenie ze stabilizacją obrotową, którego masa po spaleniu paliwa wynosi 700 kilogramów, średnica 2,4 metra, wysokość (z anteną) 5,3 metra. Posiada 3000-9000 kanałów komunikacji przekaźnikowej. Szacowany czas eksploatacji statku kosmicznego wynosi co najmniej 7 lat. Do połowy 1977 r. dokonano 21 wystrzeleń statków kosmicznych Intelsat o różnych modyfikacjach. 
Statek kosmiczny typu Echo jest długotrwałym statkiem kosmicznym o pasywnej komunikacji. Jest to cienkościenna nadmuchiwana kulista skorupa z zewnętrzną powłoką odblaskową. W latach 1960-1964 w USA wystrzelono 2 statki kosmiczne tego typu.
Statek kosmiczny do badania zasobów naturalnych Ziemi pozwalają uzyskać informacje o warunkach naturalnych kontynentów i oceanów, florze i faunie Ziemi, wynikach działalności człowieka Informacje wykorzystywane są do rozwiązywania problemów z zakresu leśnictwa i rolnictwa, geologii, hydrologii, geodezji, kartografii, oceanologii itp. . Rozwój tego kierunku datuje się na początek lat 70-tych. Pierwszy statek kosmiczny do badania zasobów naturalnych Ziemi, typu ERTS, został wystrzelony w USA w 1972 roku. Badania zasobów naturalnych Ziemi prowadzone są również za pomocą specjalnego zestawu instrumentów na Salut (ZSRR) i Skylab (USA). statek kosmiczny.
Statek kosmiczny typu ERTS powstał na bazie sztucznego satelity Ziemi Nimbus. Waga 891 kilogramów. Sprzęt specjalny stanowią 3 kamery telewizyjne, 4-kanałowy spektrometr telewizyjny ze skanowaniem optyczno-mechanicznym, dwa urządzenia rejestrujące obraz oraz system odbioru danych ze stacji naziemnych. Rozdzielczość kamer wynosi 50 metrów z wysokości 920 kilometrów. Szacowany czas użytkowania operacyjnego wynosi 1 rok.
Szereg specjalistycznych statków kosmicznych powstało za granicą, głównie w Stanach Zjednoczonych i są szeroko wykorzystywane do celów wojskowych. Takie statki kosmiczne dzielą się na rozpoznawcze, nawigacyjne, komunikacyjne i kontrolne oraz wielofunkcyjne. Sondy rozpoznawcze prowadzą rozpoznanie fotograficzne, radiowe i meteorologiczne, wykrywają wystrzelenie międzykontynentalnych rakiet balistycznych (ICBM), monitorują eksplozje nuklearne itp. Rekonesans fotograficzny prowadzony jest w Stanach Zjednoczonych od 1959 roku za pomocą statku kosmicznego typu Discoverer. Szczegółowy rekonesans fotograficzny za pomocą statku kosmicznego Samos prowadzony jest od 1961 roku. W sumie do połowy 1977 roku wystrzelono 79 takich statków kosmicznych. Samos zaprojektowano jako kontener ze sprzętem rozpoznawczym, zadokowany z drugim stopniem rakiety nośnej Agena. Sonda Samos została wystrzelona na orbity o nachyleniu 95–110° i wysokości 130–160 km w perygeum i 450 km w apogeum. Okres użytkowania operacyjnego wynosi do 47 dni.
Do okresowego monitorowania zmian terenu, wstępnego rozpoznania budowy obiektów, identyfikacji sytuacji na Oceanie Światowym, mapowania Ziemi i wydawania oznaczeń celów dla szczegółowych środków rozpoznania, wykorzystuje się sondy badawcze i fotorozpoznawcze. Zostały wystrzelone przez USA do połowy 1972 roku. Ich orbity robocze miały nachylenie 65-100°, wysokość w perygeum 160-200 kilometrów, a apogeum do 450 kilometrów. Okres użytkowania operacyjnego wynosi od 9 do 33 dni. Statek kosmiczny mógł manewrować na wysokości, aby dotrzeć do niezbędnych obiektów lub obszaru rozpoznawczego. Dwie kamery sfotografowały szeroki obszar terenu.
Rozpoznanie radiowe prowadzone jest w Stanach Zjednoczonych od 1962 roku przy użyciu statku kosmicznego typu Ferret, przeznaczonego do wstępnego rozpoznania systemów radiowych w szerokim zakresie częstotliwości. Masa statku kosmicznego wynosi około 1000 kilogramów. Wystrzeliwane są na orbity o nachyleniu około 75°, na wysokości 500 kilometrów. Pokładowe specjalne odbiorniki i analizatory umożliwiają określenie głównych parametrów sprzętu radiowego (RTS): częstotliwości nośnej, czasu trwania impulsu, trybu pracy, lokalizacji i struktury sygnału. Szczegółowy statek kosmiczny zwiadu elektronicznego o wadze 60-160 kilogramów określa parametry poszczególnych urządzeń radiowych. Działają na tych samych wysokościach i orbitach o nachyleniu od 64 do 110°. 
W interesie Departamentu Wojskowego USA wykorzystywane są meteorologiczne statki kosmiczne „Toros”, „Nimbus”, „ESSA”, „ITOS” itp. W ten sposób Stany Zjednoczone wykorzystały statki kosmiczne do zapewnienia wsparcia meteorologicznego dla operacji wojskowych w Wietnamie w 1964 roku -73. Dane dotyczące zachmurzenia były uwzględniane przez amerykańskie dowództwo wojskowe przy organizowaniu lotów bojowych, planowaniu operacji lądowych i morskich, maskowaniu lotniskowców przed samolotami wietnamskimi w obszarach, nad którymi utworzyły się gęste chmury itp. Od 1966 r. do połowy 1977 r. w Stanach Zjednoczonych wystrzelono 22 statki kosmiczne tego typu. Amerykańskie meteorologiczne modele statków kosmicznych „5B”, „5C”, „5D” są wyposażone w dwie kamery telewizyjne do fotografowania chmur w zakresie widzialnym widma z rozdzielczością 3,2 i 0,6 km, dwie kamery do fotografowania w zakresie podczerwieni z tę samą rozdzielczość i przyrządy do pomiaru temperatur w profilu pionowym atmosfery. Istnieją również specjalne statki kosmiczne do rozpoznania meteorologicznego, które przekazują dane o stanie chmur na obszarach podlegających fotografowaniu przez statki kosmiczne do rozpoznania fotograficznego.
Statek kosmiczny wczesne wykrycie Wyrzutnie międzykontynentalnych rakiet międzykontynentalnych zaczęto tworzyć w Stanach Zjednoczonych pod koniec lat 50. XX wieku (typu Midas, które od 1968 r. zostały zastąpione przez statki kosmiczne typu IS).
Sondy kosmiczne typu Midas zostały wyposażone w detektory promieniowania podczerwonego, umożliwiające wykrywanie smug silników międzykontynentalnych rakiet międzykontynentalnych w środkowej części aktywnej części trajektorii. Zostały wystrzelone na orbity polarne na wysokości 3500-3700 kilometrów. Masa na orbicie wynosi 1,6-2,3 tony (wraz z ostatnim stopniem rakiety nośnej).
Statki kosmiczne typu IS służą do wykrywania flar międzykontynentalnych rakiet międzykontynentalnych wystrzeliwanych z naziemnych obiektów nośnych i łodzi podwodnych. Zostały wystrzelone na niemal synchroniczne orbity, zwykle na wysokości 32 000–40 000 kilometrów z nachyleniem około 10°. Konstrukcyjnie statki kosmiczne są wykonane w postaci cylindra o średnicy 1,4 metra i długości 1,7 metra. Masa całkowita 680-1000 kilogramów (po spaleniu paliwa około 350 kilogramów). Możliwe wyposażenie specjalne obejmuje detektory podczerwieni i rentgenowskie, a także kamery telewizyjne.
Statki kosmiczne do monitorowania wybuchów jądrowych są opracowywane w Stanach Zjednoczonych od końca lat 50-tych. W latach 1963–1970 6 par statków kosmicznych typu NDS zostało wystrzelonych na orbity kołowe na wysokości około 110 000 km i nachyleniu 32–33°. Masa statków kosmicznych typu NDS pierwszych par wynosi 240 kilogramów, ostatnich 330 kilogramów. Statki kosmiczne są wyposażone w kompleks specjalnego sprzętu do rejestrowania wybuchów jądrowych na różnych wysokościach i na Ziemi oraz są stabilizowane przez obrót. Żywotność eksploatacyjna wynosi około 1,5 roku. W związku z powstaniem wielozadaniowego statku kosmicznego typu IMEWS, od początku lat 70-tych wstrzymywano starty statków kosmicznych NDS.
Statki nawigacyjne służą do wspomagania nawigacji patroli bojowych okrętów podwodnych, statki nawodne i inne ruchome jednostki. Sprawny system satelitarny do wyznaczania współrzędnych okrętów wojennych z dokładnością 180-990 metrów składa się z 5 statków kosmicznych, w przypadku awarii wymienianych na nowe. Orbity operacyjne są polarne i znajdują się na wysokości 900-1000 kilometrów.
Statki kosmiczne łączności i kontroli działają regularnie od 1966 r. W Stanach Zjednoczonych do połowy 1977 r. wystrzelono 34 statki kosmiczne DCP, DSCS-2 i innych typów.
Statki kosmiczne serii DCP rozwiązują problemy łączności wojskowej. Jedna rakieta nośna wystrzeliwuje do 8 statków kosmicznych na orbity na wysokości 33 000–34 360 km przy niskim nachyleniu (do 7,2°). W sumie wystrzelono 26 statków kosmicznych. Strukturalnie statek kosmiczny o wadze 45 kilogramów wykonany jest w formie wielościanu o wysokości 0,77 metra i średnicy 0,81 - 0,91 metra. Na orbicie stabilizuje się go obracając się z prędkością 150 obr./min. Wbudowany transceiver obsługuje do 11 dupleksowych kanałów telefonicznych. Sonda DSCS-2 rozwiązuje problemy komunikacyjne w interesie dowództwa sił zbrojnych USA, a także komunikację taktyczną pomiędzy jednostkami wojskowymi w teatrze działań.
Wielozadaniowy wojskowy statek kosmiczny służą do wczesnego ostrzegania o ataku rakietowym, wykrywania wybuchów nuklearnych i innych zadań. W USA od 1974 roku rozwijany jest system Seussa wykorzystujący sondę kosmiczną IMEWS do prowadzenia wszechstronnego rozpoznania. Wielozadaniowy statek kosmiczny typu IMEWS rozwiązuje 3 problemy: wczesne wykrywanie wystrzeleń międzykontynentalnych rakiet balistycznych i ich śledzenie; rejestracja wybuchów jądrowych w atmosferze i na powierzchni Ziemi; globalny wywiad meteorologiczny. Waga około 800 kilogramów, konstrukcyjnie zaprojektowana w formie walca przechodzącego w stożek (długość około 6 metrów, maksymalna średnica około 2,4 metra). Jest wystrzeliwany na orbity synchroniczne o wysokości około 26 000–36 000 kilometrów i okresie orbitalnym około 20 godzin. Jest wyposażony w kompleks specjalnego sprzętu, którego podstawą jest sprzęt IR i telewizor. Detektor podczerwieni wbudowany w teleskop wykrywa pióropusze rakiet. 
Wielozadaniowy statek kosmiczny obejmuje również statek kosmiczny typu LASP; Przeznaczony głównie do prowadzenia badań i szczegółowego rozpoznania fotograficznego obiektów strategicznych oraz mapowania powierzchni Ziemi. Od 1971 r. do połowy 1977 r. 13 takich statków kosmicznych zostało wystrzelonych na orbity synchroniczne ze Słońcem o wysokości 150–180 km w perygeum i 300 km w apogeum.
Rozwój statków kosmicznych i ich wykorzystanie do badań kosmicznych wywarły znaczący wpływ na całość postęp naukowy i techniczny, dla rozwoju wielu nowych dziedzin nauk stosowanych i technologii. Statki kosmiczne okazały się powszechne praktyczne użycie w gospodarce narodowej. Do połowy 1977 r. wystrzelono ponad 2000 statków kosmicznych różnych typów, w tym ponad 1100 radzieckich, około 900 zagranicznych, a do tego czasu około 750 statków kosmicznych stale znajdowało się na orbicie.
Literatura: Eksploracja kosmosu w ZSRR. [Oficjalne doniesienia prasowe za lata 1957-1975] M., 1971 - 77; Zaitsev Yu.P. Satelity „Kosmos” M., 1975; Projektowanie naukowego sprzętu kosmicznego. M., 1976, Ilyin V.A., Kuzmak G.E. Optymalne loty statków kosmicznych z silnikami o dużym ciągu. M, 1976, Odintsov V.A., Anuchin V.M. Manewry w kosmosie. M. 1974; Korovkin A.S. Systemy sterowania statkami kosmicznymi. M., 1972; Pomiary trajektorii kosmicznych. M. 1969, Podręcznik inżynierii na technologii kosmicznej. 2. wydanie. M, 1977. Orbity współpracy Międzynarodowej Łączności ZSRR w badaniu i wykorzystaniu przestrzeni kosmicznej. M., 1975, Załogowy statek kosmiczny. Projektowanie i testowanie. Za. z angielskiego M., 1968. A.M.Belyakov, E.L.Palagin, F.R.Chantseverov.
Człowieka od zawsze pociągały zimne krańce kosmosu... Zachwycają swoją mroczną tajemnicą. Prawdopodobnie z wielkiej chęci dotknięcia nieznanego ludzie wymyślili samoloty.
Artykuł przeznaczony jest dla osób powyżej 18 roku życia
Skończyłeś już 18 lat?
Mały statek kosmiczny
Sonda Cassini
Pierwsze satelity
Aby móc jednocześnie odbywać podróże międzyplanetarne, konieczne było stworzenie potężnych, nowoczesnych i trwałych maszyn, które byłyby w stanie pokonać nie tylko siłę grawitacji naszej planety, ale także różne niekorzystne warunkiśrodowisko przestrzeni międzyplanetarnej. Aby pokonać siłę grawitacji naszej planety, samolot potrzebuje prędkości ponad jedenastu kilometrów na sekundę. Pokonując siły grawitacyjne Ziemi działające na nią w locie, urządzenie wchodzi w otwarta przestrzeń— przestrzeń międzyplanetarna.
Ale przestrzeń tutaj dopiero się zaczyna. Następnie musisz pokonać siłę grawitacji Słońca i wydostać się spod jego „mocy”, do tego będziesz potrzebować Średnia prędkość poruszanie się z prędkością ponad szesnastu kilometrów na sekundę. W ten sposób samolot opuszcza strefę wpływu Słońca i wchodzi w przestrzeń międzygwiazdową. Jednak to nie jest granica, gdyż wymiary kosmosu są nieograniczone, tak jak nieograniczone są wymiary ludzkiej świadomości. Aby posunąć się dalej, czyli wejść w przestrzeń międzygalaktyczną, trzeba osiągnąć prędkość ponad pięciuset kilometrów na sekundę.
Pierwszym satelitą naszej planety był wystrzelony Sputnik 1 związek Radziecki do celów badania przestrzeni kosmicznej wokół Ziemi. Był to przełom w dziedzinie eksploracji kosmosu. Dzięki wystrzeleniu pierwszego satelity szczegółowo zbadano atmosferę ziemską, a także otaczającą ją przestrzeń kosmiczną. Najszybszym i najbardziej odległym obecnie statkiem kosmicznym w stosunku do naszej planety jest satelita Voyager 1. Od czterdziestu lat bada Układ Słoneczny i jego okolice. W ciągu tych czterdziestu lat zebrano bezcenne dane, które mogą służyć jako dobra odskocznia do przyszłych odkryć naukowych.
Jednym z priorytetowych obszarów nauki w zakresie eksploracji kosmosu jest eksploracja Marsa. Jeśli chodzi o lot na tę planetę, to na razie taki pomysł pozostaje jedynie na papierze, choć trwają prace w jego kierunku. Metodą prób i błędów oraz analizą awarii statków kosmicznych naukowcy próbują znaleźć najwygodniejszą opcję lotu na Marsa. Bardzo ważne jest również, aby wewnątrz statku stworzono jak najbardziej odpowiednie zaplecze dla załogi. bezpieczne warunki. Jednym z głównych współczesnych problemów jest elektryfikacja statku kosmicznego podczas dużych prędkości, co stwarza ryzyko pożaru. Ale nawet pomimo tego pragnienie wiedzy o kosmosie jest nieugaszone. Świadczy o tym ogromna lista dotychczas zrealizowanych podróży międzyplanetarnych.
Wystrzelenie statku kosmicznego w 2017 r
Lista wystrzeleń statków kosmicznych w 2017 roku jest bardzo długa. Liderem na liście wystrzeleń statków kosmicznych jest oczywiście Ameryka, jako okręt flagowy badań naukowych w zakresie eksploracji kosmosu, ale inne kraje również nie pozostają w tyle. A statystyki uruchomień są pozytywne; w całym roku 2017 odbyły się tylko trzy nieudane starty.
Badanie Księżyca przez statek kosmiczny
Oczywiście najbardziej atrakcyjnym obiektem badań człowieka zawsze był Księżyc. W 1969 roku człowiek po raz pierwszy postawił stopę na powierzchni Księżyca. Naukowcy badający planetę Merkury twierdzą, że Księżyc i Merkury mają podobne cechy fizyczne. Zdjęcie wykonane przez sondę kosmiczną z orbity Saturna przedstawia Księżyc pojawiający się jako punkt świetlny w ogromnej ciemności kosmosu.
Rosyjski statek kosmiczny
Większość obecnych rosyjskich statków kosmicznych to samoloty radzieckie. wielokrotnego użytku, które zostały wystrzelone w przestrzeń kosmiczną jeszcze w czasach sowieckich. Jednak nowoczesne samoloty w Rosji odnoszą sukcesy także w eksploracji kosmosu. Rosyjscy naukowcy planują wiele lotów na powierzchnię Księżyca, Marsa i Jowisza. Największy wkład w badania Wenus, Księżyca i Marsa wniosły radzieckie stacje badawcze o tych samych nazwach. Wykonali bardzo wiele lotów, których efektem były bezcenne zdjęcia i materiały wideo, pomiary temperatury, ciśnienia, badania atmosfery tych planet itp.
Klasyfikacja statków kosmicznych
Zgodnie z zasadą działania i specjalizacją statki kosmiczne dzielą się na:
- sztuczne satelity planet;
- stacje kosmiczne do eksploracji międzyplanetarnej;
- łaziki;
- statki kosmiczne;
- stacje orbitalne.
Satelity ziemskie, stacje orbitalne i statki kosmiczne służą do badania Ziemi i planet Układu Słonecznego. Stacje kosmiczne są przeznaczone do badań poza Układem Słonecznym.
Moduł opadania statku kosmicznego Sojuz
„Sojuz” to załogowy statek kosmiczny z wyposażeniem naukowym na pokładzie, wyposażeniem pokładowym, możliwością komunikacji statku kosmicznego z Ziemią, obecnością sprzętu przetwarzającego energię, systemem telemetrycznym, systemem orientacji i stabilizacji oraz wieloma innymi systemami oraz przyrządy do prowadzenia prac badawczych i personelu podtrzymującego życie. Moduł zniżania Sojuza ma imponującą masę – od 2800 do 2900 kg, w zależności od marki statku. Jedną z wad statku jest wysokie prawdopodobieństwo awarii komunikacji radiowej i nieotwartych paneli słonecznych. Ale zostało to poprawione w późniejszych wersjach statku.
Historia statku kosmicznego serii Resurs-F
Historia serii „Zasób” sięga 1979 roku. To seria statków kosmicznych przeznaczonych do wykonywania zdjęć i filmów w przestrzeni kosmicznej, a także do badań kartograficznych powierzchni Ziemi. Informacje uzyskane za pomocą statku kosmicznego serii Resurs-F wykorzystywane są w kartografii, geodezji, a także do monitorowania aktywności sejsmicznej skorupy ziemskiej.
Mały statek kosmiczny
Sztuczne satelity, które są niewielkich rozmiarów, mają za zadanie rozwiązywać najprostsze problemy. Wiele wiadomo na temat tego, jak się je wykorzystuje i jaką rolę odgrywają w badaniu przestrzeni kosmicznej i powierzchni ziemi. Ich głównym zadaniem jest monitorowanie i badanie powierzchni Ziemi. Klasyfikacja małych satelitów zależy od ich masy. Podzielony:
- minisatelity;
- mikrosatelity;
- nanosatelity;
- pikosatelity;
- femtosatelity.
W zależności od wielkości i masy satelity określa się jego zadanie, ale tak czy inaczej, wszystkie satelity tej serii wykonują zadania polegające na badaniu powierzchni Ziemi.
Elektryczny silnik rakietowy do statku kosmicznego
Istotą działania silnika elektrycznego jest zamiana energii elektrycznej na energię kinetyczną. Elektryczne silniki rakietowe dzielą się na: elektrostatyczne, elektrotermiczne, elektromagnetyczne, magnetodynamiczne, pulsacyjne, jonowe. Jądrowy silnik elektryczny dzięki swojej mocy otwiera możliwość lotu do odległych gwiazd i planet. Układ napędowy przetwarza energię na energię mechaniczną, co pozwala na rozwinięcie prędkości niezbędnej do pokonania siły ciężkości.
Projekt statku kosmicznego
Rozwój systemów statków kosmicznych uzależniony jest od zadań stawianych tym wehikułom. Ich działalność może obejmować bardzo różne obszary działania – od badań naukowych po wywiad meteorologiczny i wojskowy. Projektowanie i wyposażenie urządzeń w określone systemy i funkcje uzależnione jest od przypisanych im zadań.
Sonda Cassini
Imiona tych zwiadowców tajemnic Wszechświata są znane na całym świecie - „Juno”, „Meteor”, „Rosetta”, Galileo”, „Phoenix”, „Pioneer”, „Jubilee”, „Dawn”, „Akatsuki ”, „Voyager” ”, „Magellan”, „Ace”, „Tundra”, „Buran”, „Rus”, „Ulysses”, „Nivelir-ZU” (14f150), „Genesis”, „Viking”, „Vega „, „Luna-2”, „Luna-3”, „Soho”, „Meridian”, „Stardust”, „Gemini-12”, „Spektr-RG”, „Horizon”, „Federacja”, seria urządzeń „Resurs-P” i wiele innych, lista jest długa. Dzięki informacjom, które zbierają, możemy otwierać przed sobą coraz więcej nowych horyzontów.
Równie wysokiej jakości i wyjątkowy statek kosmiczny Cassini został wystrzelony w 1997 roku i służył ludzkości przez dwadzieścia lat. Jego przywilejem jest badanie odległego i tajemniczego „władcy pierścieni” naszego Układu Słonecznego – Saturna. We wrześniu tego roku urządzenie zakończyło swoją zaszczytną misję jako gwiazda przewodnia ludzkości i jak przystało na spadającą gwiazdę, w locie spłonęło doszczętnie, nie dotykając rodzimej Ziemi.
Sojuz TMA-6
Statek kosmiczny (SV) - Nazwa zwyczajowa urządzenia techniczne, służące do wykonywania różnych zadań w przestrzeni kosmicznej, a także prowadzenia badań i innego rodzaju prac na powierzchni różnych ciał niebieskich. Środkiem dostarczania statków kosmicznych na orbitę są pojazdy nośne lub samoloty.
Statek kosmiczny, którego jednym z głównych zadań jest transport ludzi lub sprzętu w górnych partiach atmosfery ziemskiej – tzw. bliskiej przestrzeni, nazywany jest statkiem kosmicznym (SC) lub statkiem kosmicznym (SCAV).
Obszary zastosowań statków kosmicznych determinują ich podział na następujące grupy:
suborbitalny;
orbital bliski Ziemi, poruszający się po orbitach geocentrycznych sztuczne satelity Ziemia;
międzyplanetarny (ekspedycyjny);
planetarny.
Zwyczajowo rozróżnia się satelity automatyczne (AES) i załogowe statki kosmiczne. Załogowe statki kosmiczne obejmują w szczególności wszystkie typy załogowych statków kosmicznych (SC) i orbitalnych stacje kosmiczne(OS). (Mimo że współczesne stacje orbitalne latają w obszarze bliskiej przestrzeni kosmicznej i formalnie można je nazwać „statkami kosmicznymi”, w ustalonej tradycji nazywa się je „statkami kosmicznymi”).
Nazwa „statek kosmiczny” jest czasami używana w odniesieniu do satelitów aktywnych (czyli manewrujących), aby podkreślić ich różnice w stosunku do satelitów pasywnych. W większości przypadków znaczenia terminów „statek kosmiczny” i „statek kosmiczny” są synonimami i wymiennymi.
W ostatnio aktywnie prowadzonych projektach budowy orbitalno-hipersonicznych statków powietrznych jako części systemów lotniczych (AKS) często używa się nazw aparatury kosmicznej (ASV), oznaczających samoloty kosmiczne i statki kosmiczne AKS, przeznaczone do wykonywania kontrolowanego lotu, zarówno w przestrzeni pozbawionej powietrza, jak i w przestrzeni kosmicznej. gęsta atmosfera Ziemi.
Chociaż satelitów posiada kilkadziesiąt krajów, najbardziej złożone technologie automatycznego powrotu i międzyplanetarnych statków kosmicznych opanowało zaledwie kilka krajów – ZSRR/Rosja, USA, Chiny, Japonia, Indie, Europa/ESA. Załogowe statki kosmiczne posiadają tylko pierwsze trzy z nich (dodatkowo Japonia i Europa posiadają statki kosmiczne odwiedzane przez ludzi na orbicie w postaci modułów ISS i ciężarówek). Poza tym tylko pierwsze trzy z nich posiadają technologię przechwytywania satelitów na orbicie (chociaż Japonia i Europa są blisko niej ze względu na doki).
W 2005 r. odbyło się 55 startów statków kosmicznych (samych statków kosmicznych było więcej, ponieważ podczas jednego startu można wystrzelić kilka statków kosmicznych). Rosja przeprowadziła 26 startów. Liczba premier komercyjnych wyniosła 18.
Statek kosmiczny
W zależności od trybu działania wyróżnia się następujące typy statków kosmicznych:
sztuczne satelity Ziemi - ogólna nazwa wszystkich urządzeń znajdujących się na orbicie geocentrycznej, czyli krążących wokół Ziemi
automatyczne stacje międzyplanetarne ( sondy kosmiczne) - urządzenia latające pomiędzy Ziemią a innymi ciałami kosmicznymi; jednocześnie mogą wejść na orbitę wokół badanego ciała i badać je na podstawie trajektorii lotu, niektóre urządzenia są następnie wysyłane poza Układ Słoneczny
statki kosmiczne, automatyczne lub załogowe, służą do dostarczania ładunków i ludzi na orbitę okołoziemską; w planach są loty na orbity innych planet
stacje orbitalne - urządzenia przeznaczone do długotrwałego pobytu i pracy ludzi na orbicie okołoziemskiej
lądowniki – wykorzystywane do dostarczania ludzi i materiałów z orbity wokół lub trajektorii międzyplanetarnej na powierzchnię planety
łaziki planetarne - automatyczne kompleksy laboratoryjne lub pojazdy do poruszania się po powierzchni planety lub innego ciała niebieskiego
Na podstawie obecności funkcji powrotu:
Zwrotny - zapewnia powrót ludzi i materiałów na Ziemię, wykonując miękkie lub twarde lądowanie
Nieodzyskiwalne - po wyczerpaniu się zasobów zwykle opuszczają orbitę i spalają się w atmosferze
Ze względu na pełnione funkcje wyróżnia się następujące klasy:
meteorologiczny
nawigacyjne
satelity komunikacyjne, nadawanie programów telewizyjnych, satelity telekomunikacyjne
badania
geofizyczny
geodezyjny
astronomiczny
Teledetekcja Ziemi
satelity rozpoznawcze i wojskowe
Inny
Wiele statków kosmicznych pełni kilka funkcji jednocześnie.
Również według charakterystyki masy:
femto- - do 100 g
pico - do 1 kg
nano- - 1-10 kg
mikro - 10-100 kg
mini - 100-500 kg
mały - 500-1000 kg
duży - ponad 1000 kg
Ogólnie rzecz biorąc, lot statku kosmicznego dzieli się na część wznoszenia, część lotu orbitalnego i część lądowania. W miejscu startu statek kosmiczny musi uzyskać wymaganą prędkość ucieczki w danym kierunku. Segment orbitalny charakteryzuje się ruchem bezwładnościowym pojazdu, zgodnym z prawami mechaniki niebieskiej. Miejsce lądowania zaprojektowane w celu zmniejszenia prędkości powracającego pojazdu do dopuszczalnej prędkości lądowania.
Statek kosmiczny składa się z kilku elementów, przede wszystkim to wyposażenie docelowe zapewnia wykonanie zadania stojącego przed statkiem kosmicznym. Oprócz wyposażenia docelowego zwykle jest cała linia systemy serwisowe zapewniające długoletnią pracę urządzenia w warunkach kosmicznych to: systemy zasilania, termoregulacja, ochrona radiologiczna, sterowanie ruchem, orientacja, ratownictwo, lądowanie, sterowanie, separacja od nośnika, separacja i dokowanie, pokładowe kompleks radiowy, urządzenia podtrzymujące życie. W zależności od funkcji wykonywanej przez statek kosmiczny niektóre z wymienionych systemów usług mogą nie być dostępne, na przykład satelity komunikacyjne nie są wyposażone w systemy ratownictwa ratunkowego ani systemy podtrzymywania życia.
Zdecydowana większość systemów statków kosmicznych wymaga zasilania; jako źródło energii elektrycznej zwykle wykorzystuje się kombinację paneli słonecznych i baterii chemicznych. Inne źródła są wykorzystywane rzadziej, np ogniwa paliwowe, baterie radioizotopowe, reaktory jądrowe, jednorazowe ogniwa galwaniczne.
Statek kosmiczny w sposób ciągły otrzymuje ciepło źródła wewnętrzne(urządzenia, jednostki itp.) oraz od zewnętrznych: bezpośrednie promieniowanie słoneczne, promieniowanie odbite od planety, promieniowanie własne planety, tarcie o pozostałości atmosfery planety na wysokości aparatu. Urządzenie traci także ciepło w postaci promieniowania. Wiele elementów statków kosmicznych jest wrażliwych na temperaturę i nie toleruje przegrzania ani hipotermii. System zarządzania ciepłem odpowiada za utrzymanie równowagi pomiędzy otrzymaną energią cieplną a jej mocą wyjściową, redystrybucję energii cieplnej pomiędzy konstrukcjami aparatu i tym samym zapewnienie określonej temperatury.
System sterowania statkiem kosmicznym steruje układem napędowym statku kosmicznego w celu zapewnienia orientacji statku kosmicznego i wykonywania manewrów. Zwykle ma połączenia z docelowym sprzętem i innymi podsystemami usług w celu monitorowania i zarządzania ich stanem. Z reguły jest w stanie komunikować się za pośrednictwem pokładowego kompleksu radiowego ze służbami kontroli naziemnej.
Aby zapewnić monitorowanie stanu statku kosmicznego, kontrolę i transmisję informacji z urządzeń docelowych, wymagany jest kanał komunikacyjny z naziemnym kompleksem kontroli. Wykorzystuje się do tego głównie komunikację radiową. Kiedy statek kosmiczny znajduje się daleko od Ziemi, wymagane są anteny wysoce kierunkowe i ich systemy naprowadzania.
System podtrzymywania życia jest niezbędny w załogowych statkach kosmicznych, a także w urządzeniach na pokładzie, na których przeprowadzane są eksperymenty biologiczne. Zawiera zapasy niezbędnych substancji oraz systemy regeneracji i utylizacji.
System orientacji statku kosmicznego obejmuje urządzenia służące do określania aktualnej orientacji statku kosmicznego (czujnik słoneczny, czujniki gwiazd itp.) oraz elementy wykonawcze (sterowniki położenia i żyroskopy mocy).
Układ napędowy statku kosmicznego pozwala na zmianę prędkości i kierunku ruchu statku kosmicznego. Zwykle stosuje się środki chemiczne silnik rakietowy, ale mogą to być również silniki elektryczne, nuklearne i inne; Można również zastosować żagiel solarny.
System ratownictwa statku kosmicznego jest typowy dla statków kosmicznych załogowych, a także pojazdów wyposażonych w reaktory jądrowe (US-A) i głowice nuklearne (R-36orb).
Pisarze science fiction, którzy wysyłali swoich bohaterów do innych światów, nawet nie wyobrażali sobie, jak szybko te marzenia się spełnią. Od pierwszego wystrzelenia małych rakiet, wznoszących się na wysokość kilkudziesięciu metrów, do pierwszego sztucznego satelity Ziemi minęło zaledwie 30 lat. Obecnie liczne statki kosmiczne fotografują powierzchnie odległych planet i ich satelitów, prowadzą wszelkiego rodzaju badania, przesyłając dane na Ziemię. Minie jeszcze trochę czasu, a w kosmosie pojawią się ogromne kolonie. Według szacunków ekspertów do 2030 roku ponad 1000 osób będzie stale pracować poza atmosferą ziemską
Eksploracja Księżyca
Jest rzeczą całkiem naturalną, że Księżyc, jako ciało niebieskie znajdujące się najbliżej Ziemi, stał się pierwszym obiektem, na który skierowano statki kosmiczne.
Radzieckie automatyczne stacje międzyplanetarne pierwszej generacji „Łuna-1, −2, −3” nie stosowały ani korekcji kursu na trajektorii Ziemia-Księżyc, ani hamowania podczas podejścia. Polecieli bezpośrednio. Wystrzelona z Ziemi 2 stycznia 1959 roku ważąca 361 kg stacja Łuna-1 po raz pierwszy osiągnęła drugą prędkość ucieczki (czyli minimalną prędkość, jaką musi rozwinąć obiekt wychodzący z ciała niebieskiego, aby pokonać siłę jego grawitacja; dla Ziemi wynosi ona 11,19 km/s) i przeleciała w odległości około sześciu tysięcy kilometrów od powierzchni Księżyca.
Łuna 2 dotarła na powierzchnię Księżyca 14 września 1959 r. w pobliżu południka centralnego (miejsce lądowania tej stacji nazywa się obecnie Zatoką Lunnika). Jego instrumenty wykazały, że Księżyc praktycznie nie ma własnego pola magnetycznego. A na pokładzie stacji Łuna-3 znajdował się sprzęt foto-telewizyjny, który po raz pierwszy przesłał na Ziemię obrazy części widzialnej i prawie 2/3 niewidzialnej półkuli. Nosili duża liczba defektów, ale mimo to naukowcom udało się wybić wiele szczegółów po niewidocznej stronie Księżyca. Kratery odkryte przez Łunę-3 otrzymały nazwy: Ciołkowski, Kurczatow, Giordano Bruno, Jules Berne itd.
Wielkoskalowe fotografowanie poszczególnych przekrojów powierzchni widzialnej półkuli zostało wykonane podczas upadku na Księżyc przez amerykański statek kosmiczny Ranger 7, -8, -9 w latach 1964 i 1965. Radziecka sonda Zond-3 zakończyła fotografowanie niewidzialnej półkuli.
Pierwsze miękkie lądowanie na powierzchni Księżyca przeprowadziła w lutym 1966 roku radziecka automatyczna stacja Łuna-9. Kamery telewizyjne przesyłały na Ziemię panoramy otaczającego krajobrazu z rozdzielczością sięgającą kilku milimetrów. W 1966 roku na orbitę wokół Księżyca wystrzelono także sztuczne satelity Luna-10, -11, -12. Zostały wyposażone w instrumenty do badania składu widmowego promieniowania podczerwonego i gamma z powierzchni Księżyca, sprzęt do rejestracji cząstek meteorytów itp. W tym samym roku amerykańska sonda kosmiczna Surveyor-1 miękkie lądowanie na Księżyc i przez sześć tygodni przesyłał obrazy powierzchni na Ziemię. Pod koniec grudnia 1966 roku stacja Łuna-13 wykonała miękkie lądowanie, jej zdalne instrumenty zbadały właściwości księżycowej gleby, a kamery telewizyjne sfotografowały okolicę.
Miękkie lądowania w różnych obszarach Księżyca przeprowadzały amerykańskie statki kosmiczne Survey-or-3, -5, -6, -7 (1967-1968), które miały badać powierzchnię Księżyca i wybierać miejsca lądowania dla serii Apollo statek kosmiczny. Pięć amerykańskich sztucznych satelitów „Lunar Orbiter” w latach 1966–1967. sfotografował Księżyc i zbadał jego pole grawitacyjne. Szczegółowe zdjęcia powierzchni w rejonie równika księżycowego, wykonane przez te satelity, potrzebne były także do wybrania przyszłych miejsc lądowania statków kosmicznych z astronautami.
Opracowanie elementów programu lotu na Księżyc odbywało się najpierw za pomocą bezzałogowych statków kosmicznych serii Apollo, a następnie załogowych (Apollo 8, -9, -10). Apollo ważył 44 tony i składał się z głównego bloku i kabiny księżycowej, która obejmowała etapy lądowania i startu. W naszym kraju planowano także załogowe loty na Księżyc. Do ćwiczenia manewrów na orbicie wykorzystano statki kosmiczne Zond-4, -5, -6, -7, -8. Jednak plany te porzucono po wykonaniu takich lotów przez amerykańskich astronautów.
Miejsce lądowania księżycowej kabiny statku kosmicznego Apollo 11 zostało wybrane na Morzu Spokoju, które odwiedziły już Ranger 8 i Surveyor 5. Astronauci Neil Armstrong i Edwin Aldrin wylądowali 20 lipca 1969 r. Armstrong jako pierwszy opuścił kabinę, wypowiadając zdanie, które przeszło do historii: „To mały krok dla wahadłowca, ale ogromny skok dla ludzkości”. Astronauci rozmawiali z prezydentem USA za pomocą czeskiej łączności radiowej; Zainstalowali kompresor promieniowania laserowego, miernik sejsmiczny, wykonali zdjęcia i zebrali 221 próbek księżycowej gleby. Cała praca zajęła im 2 godziny 30 minut. W tym czasie astronauci oddalili się od modułu lądującego na odległość aż 100 m. Na orbicie w głównym bloku odnaleziono Michaela Collinsa, który również prowadził badania naukowe.
Astronauci Apollo 12, wystrzelony 14 listopada 1969 r., Charles! Conrad i Alan Bean wylądowali w regionie Oceanu Burz, w pobliżu księżycowego równika. Richard Gordon pozostał w głównym bloku statku na orbicie wokół Księżyca. Conrad i Bean dwukrotnie dotarli na powierzchnię i zainstalowali sprzęt do badania aktywności sejsmicznej Księżyca i składu cząstek wiatr słoneczny na jego powierzchni. Ponieważ miejsce lądowania wybrano w pobliżu stacji Surveyor 3, która przebywała na Księżycu od dwóch lat i siedmiu miesięcy, zadaniem astronautów było jego zbadanie. Nie znaleźli żadnych śladów zniszczenia stacji; pokrywała go jedynie warstwa czerwonawo-brązowego pyłu. Tym razem zebrano 34 kg próbek skał księżycowych.
Załodze Apollo 13 nie udało się wylądować na Księżycu z powodu eksplozji w komorze silnika jednostki głównej. Po okrążeniu Księżyca astronauci powrócili na Ziemię siedem dni później.
Radziecka automatyczna stacja „Łuna-16” we wrześniu 1970 roku wykonała miękkie lądowanie na Morzu Obfitości, gdzie za pomocą specjalnego urządzenia zbierającego glebę pobrano skałę księżycową o masie 105 g i umieszczono w pojeździe powrotnym, który dostarczył ją do Ziemia. W tym samym roku na stację Łuna-17 po raz pierwszy dostarczono pojazd samobieżny Łunochod-1, który pokonywał trasę o długości 10,5 km i przesyłał na Ziemię wiele zdjęć. Za pomocą laserowego reflektora narożnego zainstalowanego na Lunokhod-1 możliwe było określenie odległości od Ziemi do Księżyca.
Wyprawa Apollo 14 trwała od 31 stycznia do 9 lutego 1971 roku. Na Ziemię przesłano raport z miejsca lądowania kabiny księżycowej w rejonie krateru Fra Mauro. Astronauci Alan Shepard i Edgar Mitchell spędzili 9 godzin na powierzchni Księżyca i zebrali 44,5 kg skał. W sierpniu 1971 roku załoga Apollo 15 wylądowała u podnóża księżycowych Apeninów. Po raz pierwszy astronauci David Scott i James Irwin wykorzystali do poruszania się łazik księżycowy, odbywając na nim 10-kilometrową podróż i przeprowadzili liczne badania. W szczególności badali głęboki wąwóz zwany Bruzdą Hadleya, ale nie odważyli się zejść bez specjalnego sprzętu.
W kwietniu 1972 roku załoga księżycowej kabiny statku kosmicznego Apollo 16 wylądowała na kontynencie w pobliżu krateru Kartezjusza. W grudniu tego samego roku pomyślnie zakończyła się ostatnia, szósta wyprawa statkiem kosmicznym Apollo 17.
Drugi pojazd samobieżny Łunochod-2, dostarczony przez stację Łuna-21 w styczniu 1973 r., kontynuował badania w dość złożonym rejonie Księżyca, czyli przejściu od morza do lądu. Wykorzystując pokładowy sprzęt telewizyjny, liczne panoramy i zdjęcia okolicy, na Ziemię przesyłane były dane dotyczące właściwości gleby i jej składu chemicznego. W sumie przejechano 37 km. W 1974 roku aparat Luna-22 badał relief i pole grawitacyjne z orbity sztucznego satelity Księżyca. W tym samym roku Luna 23 zdołała wylądować w rejonie Morza Kryzysowego. Eksplorację Księżyca przez radzieckie stacje automatyczne zakończył statek kosmiczny Łuna-24, który 22 sierpnia 1976 roku automatycznie przewiercił księżycową glebę w Morzu Kryzysów na głębokość 2 m i dostarczył na Ziemię 170 g księżycowej skały .
Potem przez dość długi czas nie było żadnych startów na Księżyc ani w naszym kraju, ani w USA. Co ciekawe, zaledwie 14 lat później, w marcu 1990 r., Japonia za pomocą rakiety Nissan wystrzeliła na orbitę wokół Księżyca automatyczny aparat Muses-A w celu zdalnego badania powierzchni Księżyca.
Do urządzeń nowej generacji stworzonych przy użyciu ultralekkich materiałów należy wystrzelona w styczniu 1994 roku stacja Clementine. Oprócz fotografowania powierzchni Księżyca mierzyła wysokości reliefu, a także udoskonalała grubość skorupy księżycowej, model pola grawitacyjnego i niektóre inne parametry.
W najbliższej przyszłości rozpocznie się eksploracja Księżyca. Już dziś szczegółowo opracowywane są projekty mające na celu stworzenie na jego powierzchni stałej bazy mieszkalnej. Długoterminowa lub stała obecność na Księżycu zastępczych załóg takiej bazy umożliwi rozwiązanie bardziej złożonych problemów naukowych i stosowanych.
Badania rtęci
Nic nie było wiadomo o powierzchni planety najbliżej Słońca, aż do lotu statku kosmicznego Mariner 10, wystrzelonego 3 listopada 1973 roku. Waga sprzętu naukowego wynosiła około 80 kg. Najpierw urządzenie zostało skierowane w stronę Wenus, w której polu grawitacyjnym otrzymało przyspieszenie grawitacyjne i zmieniając trajektorię poleciał do Merkurego 29 marca 1974 r. Zdjęcia powierzchni uzyskane w wyniku trzech lotów Marinera 10 w odstępie sześciu miesięcy wykazały zaskakujące podobieństwo topografii Merkurego do najbliższego sąsiada Ziemi, Księżyca. Jak się okazało, cała jego powierzchnia pokryta jest wieloma kraterami o różnej wielkości.
Naukowcy byli nieco rozczarowani, że na Merkurym nie znaleziono atmosfery. Znaleziono ślady argonu, neonu, helu i wodoru, ale na tyle nieznaczne, że o próżni możemy mówić jedynie o stopniu rozrzedzenia, jakiego nie mogą jeszcze uzyskać na Ziemi.
Podczas pierwszego przelotu, który odbył się na wysokości 705 km, w pobliżu Merkurego wykryto plazmową falę uderzeniową i pole magnetyczne. Udało się ustalić wartość promienia planety (2439 km) i jej masę.
21 września 1974 całkiem długi dystans(ponad 48 tys. km) odbył się drugi lot w pobliżu Merkurego. Czujniki temperatury umożliwiły ustalenie tego w ciągu dnia, który trwa 88 dni ziemskich. Temperatura powierzchni planety wzrasta do 510°C, a nocą spada do –210°C. Za pomocą radiometru określono strumień ciepła emitowany przez powierzchnię; Na tle nagrzanych obszarów składających się z luźnych skał zidentyfikowano obszary zimniejsze składające się ze skał.
Podczas trzeciego przelotu obok Merkurego, który miał miejsce 16 marca 1975 roku na najkrótszej odległości -318 km, potwierdzono, że wykryte pole magnetyczne rzeczywiście należy do planety. Jego siła wynosi około 1% siły ziemskiego pola magnetycznego. 3 tysiące zdjęć uzyskanych podczas tej sesji miało rozdzielczość do 50 m Ponieważ trzy sesje fotograficzne obejmowały zachodnią półkulę planety, półkula wschodnia pozostała niezbadana.
Obecnie opracowywane są projekty nowych lotów stacji kosmicznych na Merkurego, które umożliwią zbadanie jego wschodniej półkuli.
Badania Wenus
Powierzchnia Wenus jest całkowicie zasłonięta grubą pokrywą chmur i tylko za pomocą radarów można „zobaczyć” jej relief.
Pierwszy pojazd zniżający w kształcie kuli o średnicy 0,9 m z powłoką termoochronną został dostarczony przez statek kosmiczny Venera-3 w marcu 1966 roku. Pojazdy zniżające ze stacji Venera-4, -5, -6 transmitowały informacje o ciśnieniu, temperaturze i składzie atmosfery podczas opadania. Nie dotarli jednak na powierzchnię planety, ponieważ nie zostały zaprojektowane na ciśnienie atmosferyczne Wenus, które, jak się okazało, wynosi 90 atmosfer! I dopiero moduł zniżający Venera-7 w grudniu 1970 roku ostatecznie wylądował na powierzchni Wenus i przekazał dane o składzie atmosfery, temperaturze poszczególnych jej warstw i powierzchni, a także zmianach ciśnienia.
W lipcu 1972 roku lądownik Venera 8 wylądował po raz pierwszy na dziennej stronie planety i pokazał, że oświetlenie na jego powierzchni przypomina ziemski pochmurny dzień. Chmury Wenus, przez które urządzenie przeszło na wysokości od 70 do 30 km, miały budowę warstwową i nie były zbyt gęste.
W październiku 1975 roku urządzenia Venera-9,-10 nowej generacji, które w odległości ponad 2 tysięcy kilometrów od siebie, po oświetlonej stronie planety, po raz pierwszy przesłały na Ziemię panoramy okolicy czas. Masa każdego modułu zniżania o średnicy 2,4 m wynosiła 1560 kg. W ciągu godziny statek kosmiczny pozostający na orbicie przekazał informacje naukowe z powierzchni planety na Ziemię.
Dzięki sondom radarowym wykonanym z amerykańskiej stacji automatycznej Pioneer Venus 1 w 1978 roku ludzie mogli zobaczyć globalne cechy rzeźby większości powierzchni Wenus. Na mapach sporządzonych z wyników pomiarów wysokości powierzchni można zobaczyć rozległe wzgórza, poszczególne pasma górskie i niziny.
Na stacji Pioneer-Venera-2 przeprowadzono ciekawy eksperyment: za jego pomocą jeden duży (o średnicy 1,5 mi masie 316 kg) i trzy małe (o średnicy 0,7 m i masie 96,6 kg) zostały zrzucone do atmosfery Wenus) pojazd opada na stronę dzienną i nocną oraz w rejon północnego bieguna planety. Urządzenia przesyłały informacje w trakcie upadku, a jedno z małych urządzeń nawet wytrzymało uderzenie i przez godzinę przesyłało dane z powierzchni. Wyniki tego eksperymentu potwierdziły, że atmosfera planety zawiera do 96% dwutlenku węgla, do 4% azotu i trochę pary wodnej. Na powierzchni stwierdzono cienką warstwę kurzu.
W grudniu 1978 roku badania prowadziły także radzieckie „Venera-11, −12”, które lądowały w odległości 800 km od siebie. Interesujące okazały się dane dotyczące rejestracji wyładowań elektrycznych w atmosferze planety. Jedno z urządzeń wykrywało 25 uderzeń pioruna na sekundę, a drugie około 1000, przy czym jedno z uderzeń trwało 15 minut. Wydaje się, że występowaniu tych wyładowań sprzyja duża zawartość kwasu siarkowego w pokrywie chmur.
Dane o składzie chemicznym skał na lądowisku Venera-13, -14 uzyskano w marcu 1982 roku za pomocą specjalnych urządzeń do pobierania próbek gleby, które umieszczały skałę wewnątrz pojazdu zniżającego. Dane z analiz przeprowadzonych przez maszyny zostały przesłane na Ziemię, gdzie naukowcom udało się porównać te skały z bazaltami znajdowanymi w głębokich basenach ziemskich oceanów.
Z orbit sztucznych satelitów Wenus statek kosmiczny Venera-15, -16, wyposażony w systemy radarowe, przesłał obrazy powierzchni części północnej półkuli planety oraz dane pomiarowe wysokości reliefu. W wyniku każdego lotu po bardzo wydłużonych orbitach okołobiegunowych sfotografowano pas terenu o szerokości 160 km i długości 8 tys. km. Na podstawie materiałów z tych badań opracowano atlas powierzchni Wenus, zawierający mapy reliefowe, mapy geologiczne i inne mapy specjalne.
Z radzieckich stacji „Ve-ga-1, -2”, przeznaczonych do badań Wenus i komety Halleya w 1985 roku, zrzucono nowy typ lądownika, składający się z lądownika i sondy balonowej. Sondy balonowe dryfowały na wysokości około 54 km i transmitował dane przez dwa dni, podczas gdy pojazdy lądujące przeprowadziły badania atmosfery i powierzchni planety.
Najbardziej szczegółowe zdjęcia całej powierzchni Wenus uzyskano za pomocą amerykańskiej sondy Magellan, wystrzelonej przez astronautów promu kosmicznego Atlantis w maju 1989 roku. Regularne badania radarowe prowadzone przez kilka lat pozwoliły uzyskać obrazy topografii powierzchni Wenus z rozdzielczością mniejszą niż 300 m W wyniku wszystkich eksperymentów przeprowadzonych przy użyciu statków kosmicznych Wenus została prawdopodobnie zbadana lepiej niż inne planety.
Badania Marsa i jego księżyców
Lot na Marsa trwa od sześciu do ośmiu miesięcy. Ponieważ wzajemne porozumienie Ziemia i Mars cały czas się zmieniają, a minimalne odległości między nimi (przeciwieństwa) występują tylko raz na dwa lata; moment startu wybierany jest w taki sposób, aby Mars znalazł się na przecięciu z trajektorią statku kosmicznego, przez który przelatuje ten czas osiągnął swoją orbitę.
Pierwszy start w kierunku Marsa odbył się na początku listopada 1962 roku. Radziecki „Mars-1” przeleciał w odległości 197 tysięcy kilometrów od czerwonej planety. Zdjęcia jej powierzchni wykonał amerykański Mariner 4, wystrzelony dwa lata później i przelatujący 15 lipca 1965 roku w odległości 10 tysięcy kilometrów od powierzchni planety.
Okazało się, że Mars również jest pokryty kraterami. Wyjaśniono masę planety i skład jej atmosfery. W 1969 roku sonda Mariner 6,-7 z odległości 3400 km od Marsa przesłała kilkadziesiąt zdjęć z rozdzielczością do 300 m, a także zmierzyła temperaturę południowej czapy polarnej. która okazała się bardzo niska (-125°C).
W maju 1971 roku wystrzelono Mars 2, -3 i Mariner 9. Urządzenia Mars-2, -3, ważące 4,65 tony każde, posiadały przedział orbitalny i moduł opadania. Tylko lądownik Mars-3 zdołał wykonać miękkie lądowanie.
Sonda Mars-2, −3 prowadziła badania z orbit sztucznych satelitów, przesyłając dane o właściwościach atmosfery i powierzchni Marsa na podstawie charakteru promieniowania w zakresie widzialnym, podczerwonym i ultrafioletowym, a także w zakresie zasięg fal radiowych. Zmierzono temperaturę północnej czapy polarnej (poniżej -110 °C); określono zasięg, skład, temperaturę atmosfery, temperaturę powierzchni planety, uzyskano dane dotyczące wysokości obłoków pyłu i słabego pola magnetycznego, a także kolorowe obrazy Marsa.
Mariner 9 przeniósł także na orbitę sztucznego satelitę Marsa w ciągu około 12 godzin i przesłał na Ziemię 7329 zdjęć Marsa o rozdzielczości do 100 m, a także zdjęcia jego satelitów Fobosa Deimosa. Obrazy powierzchni Marsa wyraźnie pokazują gigantyczne wygasłe wulkany, wiele dużych i małych kanionów oraz dolin przypominających wyschnięte koryta rzek; Kratery marsjańskie różnią się od księżycowych emisją, co wskazuje na obecność lodu podpowierzchniowego, a także ślady erozji wodnej i działalności wiatru
Cała flotylla czterech statków kosmicznych Mars-4, -5, -6, -7 wystrzelona w 1973 r. dotarła w pobliże Marsa na początku 1974 r. From-; awarie systemy pokładowe Hamujący „Mars-4” przeleciał w odległości około 2200 km od powierzchni planety, jedynie ją sfotografując. Mars-5 przeprowadził teledetekcję powierzchni i atmosfery z orbity sztucznego satelity. Lądownik Mars 6 wykonał miękkie lądowanie na półkuli południowej. Dane o składzie chemicznym, ciśnieniu i temperaturze atmosfery zostały przesłane na Ziemię. Mars 7 przeleciał w odległości 1300 km od powierzchni, nie kończąc swojego programu.
Najbardziej efektywnymi lotami były dwa amerykańskie Wikingi wystrzelone w 1975 roku. Na pokładzie urządzeń znajdowały się kamery telewizyjne, spektrometry podczerwieni do rejestracji pary wodnej w atmosferze oraz radiometry do uzyskiwania danych o temperaturze. Jednostka desantowa Viking 1 wykonała miękkie lądowanie na Chrys Planitia 20 lipca 1976 r., a jednostka desantowa Viking 2 na Utopia Planitia 3 września 1976 r. Na lądowiskach przeprowadzono unikalne eksperymenty w celu wykrycia oznak życia w glebę marsjańską. Specjalne urządzenie pobrało próbkę gleby i umieściło ją w jednym z pojemników zawierających zapas wody lub składników odżywczych. Ponieważ wszystkie żywe organizmy zmieniają swoje siedlisko, instrumenty musiały to rejestrować. Chociaż zaobserwowano pewne zmiany w środowisku w szczelnie zamkniętym pojemniku, obecność silnego środka utleniającego w glebie mogła prowadzić do tych samych rezultatów. Dlatego naukowcy nie mogli z całą pewnością przypisać tych zmian działaniu bakterii.
Szczegółowe zdjęcia powierzchni Marsa i jego satelitów wykonano ze stacji orbitalnych. Na podstawie uzyskanych danych opracowaliśmy szczegółowe mapy powierzchnie planety, mapy geologiczne, termiczne i inne specjalne mapy.
Zadaniem radzieckich stacji „Pho-bos-1, -2”, uruchomionych po 13 latach przerwy, było badanie Marsa i jego satelity Fobos. W wyniku nieprawidłowego polecenia z Ziemi Fobos-1 stracił orientację i nie udało się przywrócić komunikacji z nim.
„Fobos-2” wszedł na orbitę sztucznego satelity Marsa w styczniu 1989 roku. Dane dotyczące zmian temperatury na powierzchni Marsa oraz nowe informacje o właściwościach skał tworzących Fobosa uzyskano metodami zdalnymi. Uzyskano 38 zdjęć o rozdzielczości do 40 m i zmierzono temperaturę jego powierzchni, która w najgorętszych miejscach wyniosła 30°C. Niestety nie udało się zrealizować głównego programu badania Fobosa. Komunikacja z urządzeniem została utracona 27 marca 1989 roku.
Na tym nie zakończyła się seria porażek. Wystrzelona w 1992 roku amerykańska sonda Mars Observer również nie ukończyła swojej misji. Kontakt z nim utracono 21 sierpnia 1993 r. Nie było możliwości umieszczenia rosyjskiej stacji „Mars-9b” na trasie lotu na Marsa. W lipcu 1997 r. Mars Pathfinder dostarczył na planetę pierwszy automatyczny łazik, który z powodzeniem zbadał skład chemiczny powierzchni i warunki meteorologiczne.
W 1998 roku Japonia planuje wystrzelenie orbitera Planet-B na Marsa. W 2003 roku Europejska Agencja Kosmiczna wraz ze Stanami Zjednoczonymi i Rosją planuje utworzenie sieci specjalnych stacji na Marsie. Opracowywane są programy umożliwiające lot astronautów na Marsa. Taka wyprawa zajmie ponad dwa lata, ponieważ aby wrócić, będą musieli poczekać na dogodną względną pozycję Ziemi i Marsa.
Badania Jowisza
Badania planet-olbrzymów przy użyciu technologii kosmicznej rozpoczęły się dekadę później niż planety ziemskie. 3 marca 1972 roku z Ziemi wystartował amerykański statek kosmiczny Pioneer 10. Po 6 miesiącach lotu urządzenie pomyślnie przeszło przez pas asteroid i po kolejnych 15 miesiącach dotarło w okolice „króla planet”, przelatując od niego w odległości 130 300 km w grudniu 1973 roku.
Za pomocą oryginalnego fotopolarymetru uzyskano 340 zdjęć zachmurzenia Jowisza oraz powierzchni czterech największych księżyców: Io, Europy, Ganimedesa i Kallisto. Oprócz Wielkiej Czerwonej Plamy, której wymiary przekraczają średnicę naszej planety, odkryto ją Biała plamaśrednicy ponad 10 tysięcy kilometrów. Radiometr na podczerwień pokazał, że temperatura zewnętrznej pokrywy chmur wynosi 133°C. Odkryto również, że Jowisz emituje 1,6 razy więcej ciepła niż otrzymuje od Słońca; Określono masę planety i satelity Io.
Badania wykazały, że Jowisz ma silne pole magnetyczne; zarejestrowano także strefę o intensywnym promieniowaniu (10 tysięcy razy więcej niż w pasach radiacyjnych przy Ziemi) w odległości 177 tysięcy kilometrów od planety. Grawitacja Jowisza znacznie zmieniła tor lotu urządzenia. Pioneer 10 zaczął poruszać się stycznie do orbity Jowisza, oddalając się od Ziemi niemal po linii prostej. Co ciekawe, poza orbitą Saturna odkryto pióropusz magnetosfery Jowisza. W 1987 roku Pioneer 10 przekroczył granice Układu Słonecznego.
Inaczej obliczono trasę Pioneera 11, który w grudniu 1974 roku przeleciał w odległości 43 tysięcy kilometrów od Jowisza. Przeszedł między pasami a samą planetą, nie otrzymując niebezpiecznej dawki promieniowania. Na tym urządzeniu zainstalowano te same urządzenia, co na poprzednim. Analiza kolorowych obrazów warstwy chmur uzyskanych za pomocą fotopolarymetru umożliwiła identyfikację cech i struktury chmur. Ich wysokość okazała się różna w pasach i strefach znajdujących się pomiędzy nimi. Według badań Pioneera 11 strefy jasne i Wielka Czerwona Plama charakteryzują się prądami skierowanymi ku górze w atmosferze. Chmury w nich są położone wyżej niż w sąsiednich obszarach pasów i jest tu zimniej.
Grawitacja Jowisza obróciła Pioneera 11 prawie o 180°. Po kilku poprawkach toru lotu przekroczył orbitę Saturna niedaleko samej planety.
Do konsekwentnego badania tych planet wykorzystano wyjątkowe względne położenie Ziemi i planet olbrzymów w latach 1976–1978. Pod wpływem pól grawitacyjnych statki kosmiczne były w stanie przemieścić się z toru lotu z Jowisza do Saturna, a następnie do Urana i Neptuna. Bez wykorzystania pól grawitacyjnych planet pośrednich lot na Uran trwałby zamiast 16 lat. 9, a do Neptuna - 20 lat zamiast 12. W 1977 r. Statek kosmiczny Voyager -1, -2 wyruszył w długą podróż, Voyager 2 wystrzelono wcześniej, 20 sierpnia 1977 r. po „wolnej” trajektorii, a Voyager 1 5 września 1977 r., według „szybkiej”.
Voyager 1 przeleciał obok Jowisza w marcu 1979 r., a Voyager 2 minął giganta cztery miesiące później. Przesłali na Ziemię obrazy zachmurzenia Jowisza i powierzchni pobliskich księżyców ze zdumiewającą szczegółowością. Atmosferyczne masy czerwieni, pomarańczy, żółci, brązu i błękitu nieustannie się poruszały. Paski przepływów wirowych chwytały się nawzajem, raz zwężając się, raz rozszerzając. Prędkość ruchu chmur okazała się wynosić 11 km/s. Wielka Czerwona Plama obracała się w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara i wykonała pełny obrót w ciągu 6 godzin. Voyager 1 po raz pierwszy pokazał, że Jowisz ma system bladych pierścieni znajdujących się w odległości 57 tysięcy kilometrów od zachmurzenia planety, a jest ich osiem. wulkany na księżycu Io. Kilka miesięcy później Voyager 2 poinformował, że sześć z nich pozostało aktywnych. Fotografie innych księżyców galilejskich – Europy, Ganimedesa i Kallisto – pokazały, że ich powierzchnie znacznie się od siebie różnią.
Amerykański statek kosmiczny Galileo, dostarczony na niską orbitę okołoziemską w przedziale ładunkowym statku kosmicznego wielokrotnego użytku Atlantis, był aparaturą badawczą nowej generacji skład chemiczny i właściwości fizycznych Jowisza, a także bardziej szczegółowe zdjęcia jego satelitów. Urządzenie składało się z modułu orbitalnego do długotrwałych obserwacji oraz specjalnej sondy, która miała penetrować atmosferę planety. Trajektoria Galileusza była dość złożona. Najpierw urządzenie skierowało się w stronę Wenus, którą minęło w lutym 1990 roku. Następnie w grudniu nową trajektorią wróciło na Ziemię. Przesłano liczne zdjęcia Wenus, Ziemi i Księżyca.
W październiku 1991 roku, przechodząc przez pas asteroid, urządzenie sfotografowało mniejszą planetę Gaspra. Wracając na Ziemię po raz drugi w grudniu 1992 roku i otrzymując nowe przyspieszenie, popędził do głównego celu swojej podróży - Jowisza. Po raz kolejny w pasie asteroid w sierpniu 1993 roku sfotografował kolejną małą planetę, Idę.
Dwa lata później Galileusz dotarł w pobliże Jowisza. Na rozkaz Ziemi sonda opadająca oddzieliła się od niej i trwała pięć miesięcy samodzielny lot do granic atmosfery Jowisza z prędkością 45 km/s. Ze względu na opór górnych warstw prędkość w ciągu dwóch minut spadła do kilkuset metrów na sekundę. Jednocześnie przeciążenia przekroczyły ciężar ziemski 230 razy. Urządzenie wniknęło w atmosferę na głębokość 156 km i działało przez 57 minut. Dane atmosferyczne były przekazywane przez główną jednostkę Galileo.
Badania Saturna
Pierwszym statkiem kosmicznym, który odwiedził okolice Saturna, był Pioneer 11, który 1 września 1979 roku przeleciał w odległości 21 400 km od warstwy chmur planety. Pole magnetyczne Saturna okazało się silniejsze niż Ziemi, ale słabsze niż Jowisza. Wyjaśniono masę Saturna. Na podstawie natury pola grawitacyjnego stwierdzono, że Struktura wewnętrzna Saturn ma podobną budowę do Jowisza. Według pomiarów promieniowanie podczerwone Naukowcy określili temperaturę widocznej powierzchni Saturna. Okazało się, że jest równe 100 K, co wskazywało, że planeta emituje około dwa razy więcej ciepła niż otrzymuje od Słońca. Na wysokich szerokościach geograficznych Saturna założono obecność zorzy polarnej.
Po raz pierwszy uzyskano zdjęcia Tytana, największego z rodziny księżyców Saturna, ale niestety rozdzielczość była bardzo niska.
Fotografie pierścieni wyglądały nietypowo. Strona pierścieni nieoświetlona przez Słońce była zwrócona w stronę aparatu, więc instrumenty rejestrowały światło, które nie było odbite od pierścieni, ale przez nie przechodziło.
Pioneer 11 opuścił Układ Słoneczny, ale słabe sygnały z niego nadal są odbierane przez ziemskie anteny.
Lepsze zdjęcia uzyskano podczas przelotu dwóch Voyagerów, które pod wpływem grawitacji Jowisza zmieniły swoje trajektorie i skierowały się w stronę Saturna. Zdjęcia zachmurzenia planety pokazują wirujące smugi, wiry, aureole i plamy różne kolory- żółty do brązowego, przypominający formacje na Jowiszu. Odkryto także czerwoną plamę o średnicy około 1250 km, a także szybko znikające ciemne formacje owalne. Voyager 1 po raz pierwszy pokazał, że układ pierścieni Saturna składa się z tysięcy pojedynczych wąskich pierścieni, odkrył sześć nowych satelitów i przechodząc w odległości 4030 km od Tytana, ustalił, że głównym składnikiem jego atmosfery jest azot, a nie metan, jak wcześniej sądzono. Interesujące dane uzyskano także na temat niektórych innych satelitów Saturna: Tethys, Mimas, Dione, Rhea i Enceladus. Voyager 1 wykonał swoje główne zadania i wyruszył poza Układ Słoneczny.
Voyager 2 nie zbliżył się najbliżej Saturna. W układzie jego pierścieni było jeszcze więcej pojedynczych pierścieni, składających się z niezliczonych cząstek lodu, dużych i małych fragmentów. Voyager 2 odkrył największy krater w całym układzie na księżycu Tetydy
Saturn o średnicy 400 km i głębokości 16 km. Po spotkaniu z Saturnem tor lotu Voyagera 2 został zmieniony tak, aby w styczniu 1986 roku przeleciał w pobliżu Urana.
Nowe badania Saturna, jego pierścieni i księżyców planowane są w ramach projektu o nazwie Cassini. Wystrzelenie urządzenia zaplanowano na październik 1997 r. Po złożonej trajektorii urządzenie dotrze do obrzeży Saturna w czerwcu 2004 r. i będzie prowadzić badania przez cztery lata. Najciekawszą rzeczą w projekcie jest zejście specjalnej sondy do atmosfery Tytana.
Badania Urana
Tylko jeden statek kosmiczny, Voyager 2, odwiedził okolice Urana, lecąc w odległości 81 200 km od zewnętrznej pokrywy chmur. Trajektoria urządzenia była niemal prostopadła do płaszczyzny, w której znajdują się satelity, dlatego z bliskiej odległości sfotografowano jedynie Mirandę, najmniejszego satelitę znanego przed tym lotem. Siła pola magnetycznego Urana okazała się większa niż Saturna, a intensywność pasów radiacyjnych jest taka sama jak pasów Ziemi. W ultrafioletowym obszarze widma zarejestrowano poświatę atmosfery Urana rozciągającą się na 50 tysięcy kilometrów od planety.
Podobnie jak inne planety-olbrzymy, w atmosferze Urana odkryto wiry, strumienie strumieniowe, plamy (ale znacznie mniej), a w jego głębinach zarejestrowano chmury metanu. Hel okazał się trzy razy mniejszy niż wcześniej oczekiwano: tylko 15%. Cyrkulacja atmosferyczna zachodzi na dużych szerokościach geograficznych z większą prędkością niż na równiku.
Z naziemnych obserwacji zakryć gwiazd na planecie znanych było dziewięć pierścieni Urana. Voyager 2 odkrył dziesiąty pierścień o szerokości 3 km i kilka niekompletnych pierścieni o ciemnym kolorze. Cząstki tworzące pierścienie mają średnicę około 1 m.
Uzyskano zdjęcia pięciu znanych wcześniej satelitów i dziesięciu nowych, mniejszych. Na Oberonie odkryto kilka dużych kraterów i górę o wysokości około 6000 m, a na Tytanii odkryto liczne kratery i doliny. Powierzchnia Umbriel jest bardzo gładka, widoczne są na niej kratery i jasna plama. Powierzchnia Ariel pokryta kraterami, ze śladami różnych procesów geologicznych, przypomina Enceladusa, księżyca Saturna. Najbardziej złożona okazała się powierzchnia Mirandy, usiana bruzdami, grzbietami i uskokami głębokimi na kilka kilometrów. Tak aktywna aktywność tektoniczna była nieoczekiwana w przypadku satelity o średnicy mniejszej niż 500 km.
Pod wpływem pola grawitacyjnego Urana trajektoria Voyagera 2 ponownie się zmieniła i skierowała się w stronę Neptuna.
Badania Neptuna
Do spotkania z Neptunem 25 sierpnia 1989 roku Voyager 2 przebył odległość 4,5 miliarda kilometrów. Pomimo długiej podróży, która trwała 12 lat i licznych korekt trajektorii podczas lotu z Jowisza na Saturna i Urana, Voyager znalazł się w minimalnej odległości od Neptuna (niecałe 5 tysięcy kilometrów) w dokładnym czasie obliczonym na Ziemi.
Na kolorowych obrazach uzyskanych ze słabych sygnałów z Voyagera widoczna powierzchnia Neptuna to gęsta warstwa chmur niebieski kolor z paskami oraz białymi i ciemnymi plamami. Potężna burza trąba powietrzna wielkości naszej planety wiruje w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara. Neptun ma pole magnetyczne; oś biegunów magnetycznych jest odchylona o 50° od osi obrotu planety. Voyager 2 wykrył także pięć słabych pierścieni wokół Neptuna.
Na podstawie badań naziemnych znane były tylko dwa satelity: Tryton i Nereida, krążące wokół Neptuna w przeciwnym kierunku. Voyager odkrył sześć kolejnych satelitów o rozmiarach od 200 do 50 km, obracających się w tym samym kierunku co Neptun. Tryton i Nereida wykazują w ultrafiolecie zjawiska przypominające ziemskie zorze polarne.
Tryton ma bardzo cienką powłokę gazu, której górna warstwa składa się z azotu. W dolnych warstwach stwierdzono metan i stałe cząstki formacji azotowych. Oprócz kraterów na jego powierzchni odkrywane są aktywne wulkany, kaniony i góry.
Voyager 2 kontynuuje eksplorację przestrzeni poza Układem Słonecznym. Naukowcy mają nadzieję otrzymać informacje z tego statku kosmicznego do 2013 roku.