9 skvělých kosmických lodí, které rozšířily naše znalosti o vesmíru
Různé / / February 06, 2022
Nejen Gagarinova loď, ale i dobyvatelé vzdálených galaxií.
1. Vostok-1
Na této lodi byl 12. dubna 1961 jako první sovětský kosmonaut Jurij Gagarin navštívilInformace o kosmické lodi Vostok / Roskosmos ve vesmíru - na oběžné dráze Země. Stalo se to v době tranzistorů, počítačů velikosti místnosti a základních znalostí vesmíru. V té době nikdo ani nemohl s jistotou říci, jak nepřítomnost gravitace na člověka působí. Proto se rozhodli let uskutečnit v automatickém režimu, což také zkomplikovalo úkol. Inženýři museli například od nuly vytvořit speciální systémy pro orientaci v prostoru, ovládání, vesmírnou komunikaci a napájení.
A práce probíhaly v nouzovém režimu. Loď byla postavena v rekordním čase: za pouhé 2,5 roku. Kvůli spěchu museli konstruktéři upustit od mnoha původních plánů. "Vostok" tedy neměl záložní brzdový systém, který by v takovém případě mohl vrátit zařízení z oběžné dráhy. Z tohoto důvodu Gagarin nesl s sebou zásoby na 10 dní – teoreticky během takové doby měla loď na nízké oběžné dráze zpomalit a začít padat k Zemi.
Přístroje, nosný systém, zásoby a obytný prostor - to vše bylo umístěno v téměř kulovém kokpitu s kuželem v zádi, o hmotnosti 4,7 tuny a délce 4,4 metru se třemi malými okénky. Tohle byl Vostok-1.
I přes talent a tvrdou práci testerů bylo riziko stále obrovské. Přestože byl každý detail "Vostoku" pečlivě zkontrolován, nikdo nemohl absolutně zaručit, že první člověk ve vesmíru se vrátí: ze sedmi testovacích startů orbiterů skončily dva neúspěšně.
K překryvům během letu Gagarina skutečně došlo. Při odletu z oběžné dráhy se tedy přistávací modul během vypočtené doby neoddělil, díky čemuž se zařízení náhodně otáčelo až 10 minut. V důsledku toho se přistání ve vypočítaném bodě neuskutečnilo a prvního kosmonauta po katapultování málem odnesl vítr do Volhy.
Vše ale skončilo dobře. A přestože se nyní Vostok-1 může zdát jako primitivní zařízení, pro 60. léta to byl průlom, který zaslouženě zůstal v historii lidstva.
2. Apollo 11
vystoupit na Měsíci Bylo to těžší než jen letět do vesmíru. A přestože technologie za osm let od Gagarinova letu výrazně pokročily, specialisté NASA stáli před netriviálním úkolem. Loď měla nejen letět k družici Země, ale také se doslova stát transformátorem: podle plánu z Apolla, který dosáhl Měsíce byl sestupový modul se dvěma astronauty oddělen a poté byla celá konstrukce sestavena zpět a přístroj se vrátil do Země.
Pro úspěch mise museli inženýři vytvořit řadu inovativních technologií. Například, aby se snížila hmotnost zařízení, poprvé v počítači Apollo použitýP. Ceruzzi. Počítač Apollo Guidance a první křemíkové čipy / Smithsonian National Air and Space Museum polovodiče a křemíkové čipy. Ve skutečnosti mise nepřímo přispěla k počítačové revoluci. Také největší a nejsilnější raketa v historii, Saturn V, byla vyvinuta speciálně pro tento projekt. Byla vyšší než 36patrová budova a dokázala dopravit 47tunové Apollo na Měsíc (360 tisíc kilometrů od Země).
Hodně času bylo věnováno výcviku tříčlenné posádky. Každý z nich v nadcházejícím letu musel hrát zvláštní roli.
K vyřešení přistání lunárního modulu odborníci vytvořili speciální simulátor plné velikosti. Bylo to letadlo zvláštního tvaru, které bylo zavěšeno na vysokém jeřábu, aby simulovalo slabou gravitaci. Během hodiny to málem zabilo Neila Armstronga. Později se stal prvním člověkem, který se prošel po povrchu Měsíce.
"Apollo" vlevo, odjetVelitelský a servisní modul Apolla 11 (CSM) / Koordinovaný archiv dat vesmírné vědy NASA Země 16. července 1969. Dva členové posádky, Neil Armstrong a Edwin Aldrin, se mohli procházet po měsíčním povrchu, zatímco třetí astronaut, Michael Collins, na ně čekal na oběžné dráze. 24. července se velitelský modul vrátil na Zemi s astronauty, vzorky půdy, fotografickými a videofilmy.
Následovalo dalších pět takových přistání. 12 členů misí Apollo je stále jedinými lidmi, kteří chodí po Měsíci.
3. Voyager 1 a Voyager 2
Hlavním účelem Voyagerů, vypuštěných v roce 1977, to byloKoordinovaný archiv dat vesmírné vědy Voyager 1/NASA studium Jupiteru, Saturnu, Uranu a Neptunu. A zařízení zvládla tento úkol na výbornou: pořídila první detailní fotografie vzdálených planety. To vše díky speciálním televizním kamerám, s jejichž pomocí bylo možné přenášet obraz rádiem.
Voyagery jsou však známé především svou cestou na okraj Sluneční soustavy. A přestože zařízení měla předchůdce – sondy Pioneer 10 a Pioneer 11, byly to právě Voyagery, které se staly nejvzdálenějšími objekty ve Vesmíru vytvořenými lidskou rukou.
Nyní Voyager 1 nachází seLaboratoř tryskového pohonu Voyager / NASA ve vzdálenosti 23,3 miliardy kilometrů od Země. V roce 2013 opustil sluneční soustavu a vydal se do mezihvězdného prostoru. Voyager 2 letěl také daleko – 19,4 miliardy kilometrů. A obě zařízení pokračují v pohybu.
A přestože plánovaná provozní životnost již dávno uplynula, komunikace s Voyagery zůstává téměř 44 let po startu. Většina zařízení je na nich deaktivována, aby neplýtvala energií. Sondy ale stále mají zásoby radioaktivního paliva – očekává se, že komunikace s nimi bude pokračovat minimálně do roku 2025.
Voyager 1. Foto: NASA / Wikimedia Commons
Koláž planet a satelitů, kolem kterých Voyagery proletěly. Obrázek: Oficiální stránky Donalda Davise / Wikimedia Commons
Záznam z Voyageru 2. Foto: NASA / JPL / Wikimedia Commons
A uvnitř Voyagerů jsou slavné zlaté disky, které jsou k tomu určeny mimozemské civilizace. Média obsahují zvuky a obrázky z naší planety a také souřadnice Země. Pokud mimozemšťané zařízení skutečně najdou, budou schopni určit čas, který uplynul od startu – na sondy byl nanesen speciální nátěr.
4. Hubble
Na Zemi je obtížné pozorovat hvězdy: ruší rádiové rušení, světlo z elektrických spotřebičů a samotná atmosféra. Mnohem pohodlnější je studovat vesmír pomocí automatických observatoří ve vesmíru.
Astronom Edwin Hubbleův dalekohled stal se1. HST/NASA Space Science Data Coordinated Archive
2. Informační list o Hubbleovi / Evropská kosmická agentura se stala jednou z prvních takových stanic. Zařízení se dostalo na nízkou oběžnou dráhu Země (569 kilometrů od povrchu) v roce 1990. Pak se předpokládalo, že „Hubble“ bude fungovat asi 15 let. Modularita a blízkost k Zemi však prodloužila jeho životnost: několik zastaralých a neúspěšných částí bylo úspěšně nahrazeno a dalekohled stále pokračuje v pozorování.
Hlavní zrcadlo Hubblea, na kterém se shromažďuje světlo z vesmírných objektů, je jedním z největších mezi takovými zařízeními - má průměr 2,4 metru. Váží 816 kilogramů a je vyroben ze speciálního křemenného skla. Byl leštěn dva roky a čtyři měsíce, aby byl obraz jasný a nezkreslený. Samotný dalekohled je svou výškou srovnatelný se čtyřpatrovým domem.
Leštění zrcadel pro Hubble. Foto: NASA / Wikimedia Commons
Astronauti mění vybavení na HST. Foto: NASA / Wikimedia Commons
Evoluce Hubbleových optických přístrojů na základě snímků galaxie M100 z různých let. Foto: NASA, ESA, STScI a Judy Schmidt / Wikimedia Commons
Díky HST získali astrofyzici spoustu unikátních informací o sluneční soustavě, naší galaxii a vzdáleném vesmíru. Například objevili několik planet, na kterých by mohl být život, a objasnili stáří vesmíru. K dnešnímu dni provedl Hubble více než 1,5 milionu pozorování, na základě kterých vědci publikovali více než 15 tisíc vědeckých článků. Teleskop nadále generuje 80 gigabajtů nových dat každý měsíc.
Hubbleův teleskop postupně zastarává a teleskop Jamese Webba se stal novou nadějí pro observatoře. Toto je důstojný dědic: jeho zrcadlo je více než dvakrát větší než u Hubblea - 6,5 metru. Webb se bude muset pokusit zopakovat úspěch svého předchůdce, ale první krok byl učiněn. Zařízení vypuštěné 25. prosince 2021 již dosáhlo místa působení 1,5 milionu kilometrů od Země.
5. Cassini Huygens
Nejsložitější a nejdražší vesmírná mise Cassini-Huygens začala v roce 1997. Sonda měla prozkoumat Saturn a přistát na jeho největším měsíci Titanu. Proto se sonda skládala ze dvou modulů: orbitálního (Cassini) a sestupného (Huygens). Bylo nutné létat daleko a dlouho, a tak se zařízení stalo jednou z největších meziplanetárních lodí – nashromáždilo se pouze 3,1 tuny paliva. Celková hmotnost téměř sedmimetrové sondy byla 5,7 tuny.
Doručit Cassini-Huygens do konečného bodu expedice, NASA, evropské a italské vesmírné agentury musel vydlážditKoordinovaný archiv dat Cassini/NASA Space Science Data obtížná trasa. Vědci využili gravitace planet k urychlení lodi: vstoupilo na jejich oběžnou dráhu, zařízení nabralo rychlost a poté pomocí motorů korigovalo směr. Tento trik inženýrů vesmírné agentury se nazývá gravitační manévr. Na rozdíl od přímého letu vám umožní dosáhnout cíle rychleji a ušetřit palivo.
Nejprve se Cassini-Huygens dostala k Venuši, vrátila se na Zemi, znovu obletěla Venuši a poté zamířila k Jupiteru. Teprve po všech těchto manévrech se aparát dostal k Saturnu. Cesta trvala asi sedm let.
Cassini zůstala na oběžné dráze kolem Saturnu a byla její jedinou umělou družicí až do roku 2017. Když sondě došlo palivo, vědci odeslánoP. Blaber, A. Verrecchia. Cassini-Huygens: Prevence biologické kontaminace / Časopis o vesmírné bezpečnosti modulu do atmosféry planety. Faktem je, že uvnitř přístroje by mohly přežít nejjednodušší mikroorganismy ze Země. Aby se náhodou neinfikovaly vzdálené světy potenciálně obyvatelnými podmínkami, rozhodli se vědci sondu zničit. Cassini padala a pokračovala v odesílání dat a posledních snímků.
Satelit Io na pozadí Jupiteru pořízený sondou Cassini. Foto: NASA / JPL / University of Arizona / Wikimedia Commons
Saturn zakrývající Slunce. Malá tečka poblíž tenkého prstence na 10. hodině je Země. Foto: NASA / JPL / Space Science Institute / Wikimedia Commons
Povrch Titanu pořízený Huygensem. Původní obrázek a fotografie s vysokým kontrastem. Foto: ESA / NASA / JPL / University of Arizona; ESA / NASA / JPL / University of Arizona; zpracoval Andrey Pivovarov / Wikimedia Commons
Huygens v lednu 2005 přistál na Titanu, na kterém byla šance na nalezení života považována za zanedbatelnou, a pořídil snímky povrchu. Jednalo se o první úspěšné přistání umělého aparátu mimo oběžné dráhy terestrických planet (Merkur, Venuše, Země a Mars).
6. Mezinárodní vesmírná stanice
Doposud se lidstvo nemůže vydat na let na jiné planety nebo opustit svou původní sluneční soustavu. Ale na druhou stranu už toho o vesmíru ví hodně a naučil se žít i mimo Zemi. Především díky Mezinárodní vesmírné stanici.
Od roku 1998 je ISS ve výšce více než 400 kilometrů rychlostí 28 800 kilometrů za hodinu předenímezinárodní vesmírná stanice online kolem Země. Všechny ty roky stanice vyrostlo: nyní je to komplex o délce 109 metrů a šířce 73 metrů (tedy více než standardní fotbalové hřiště) a také o hmotnosti 417 tun.
Dnes na ISS neustále pracovníFakta a čísla Mezinárodní vesmírné stanice / NASA přibližně sedmičlenná mezinárodní posádka. Udržet je při životě na oběžné dráze není snadné: palivo, zásoby a dokonce i vzduch musí být dodávány nákladními raketami.
Žádný stát by nemohl realizovat tak ambiciózní projekt. Existence největší kosmické lodi v historii lidstva byla možná pouze díky spolupráci vesmírných agentur z celého světa. Lidé z celého světa spolupracují na udržení provozu stanice.
Vědci ze 108 zemí provedli díky ISS 3000 studií. Stanice pomohla zjistit, jak dlouhý pobyt ve stavu beztíže působí na člověka, rostliny, zvířata, různé látky, jaká jsou nebezpečí ve vesmíru a na oběžné dráze Země. Tato zkušenost bude velmi užitečná, když (a pokud) lidé půjdou dobýt jiné planety.
7. Hayabusa a Hayabusa-2
"Hayabusa". Obrázek: Digitální archiv Japan Aerospace Exploration Agency
"Hayabusa-2". Obrázek: Go Miyazaki / Wikimedia Commons
Představte si, že potřebujete zasáhnout šipkou cíl o rozměrech asi 55 krát 18 centimetrů, který se pohybuje rychlostí přes 20 kilometrů za sekundu (72 tisíc kilometrů za hodinu). To byl úkol, před kterým stáli vědci z Japonské vesmírné agentury – bylo nutné sesbírat půdu z asteroidů Itokawa a Ryugu. Vše pro získání vzorků materiálů, které se dochovaly ve stejné podobě jako před 4,6 miliardami let, kdy vznikala Sluneční soustava.
Místo šipek se inženýři rozhodli použít vesmírné sondy Hayabusa a Hayabusa-2. Pro dlouhodobou vesmírnou misi na ně byly instalovány iontové trysky. Posledně jmenované fungují na elektřinu, která urychluje xenonové ionty a získá se proudový tah. Jen díky tomuto technickému objevu "Hayabusa" dokázal vrátitKoordinovaný archiv dat vesmírné vědy Hayabusa/NASA na Zemi, když neúspěšné testovací přistání na Itokawě způsobilo únik paliva.
Obecně platí, že během první mise museli japonští inženýři vyřešit mnoho problémů. S Hayabusou se často ztrácela komunikace, některá zařízení pro orientaci zařízení v prostoru byla nefunkční a výkonný blikat na Slunci zničil 7 z 11 solárních panelů sondy. A přesto se vědcům podařilo překonfigurovat Hayabusu a úspěšně dokončit misi. Zařídili například přívod proudu z elektrického generátoru jednoho (rozbitého) motoru do druhého. Výsledkem bylo, že po sedmi letech (2003-2010) letu zařízení s tříletým zpožděním od plánovaného data přesto dopravilo půdu z asteroidu na Zemi.
Let Hayabusa-2 k asteroidu Ryugu, který začal v roce 2014, prošelHayabusa2 / Koordinovaný archiv dat vesmírné vědy NASA klidněji. V roce 2018 zařízení dosáhlo cíle a přistálo tam robotické moduly. Později samotná Hayabusa-2 sestoupila na povrch a odebírala vzorky půdy. Pozoruhodné je, že před jedním z přistání sonda doslova vypálila na asteroid kumulativní projektil, aby vytvořila malý kráter – to předchozí zařízení nedokázalo. V roce 2020 poslala Hayabusa-2 na Zemi kapsle vzorků.
Sonda zbyla nevyužité palivo, takže mise byla prodloužena o dalších 11 let. Nyní bude muset Hayabusa-2 navštívit asteroid 1998 KY26, jehož průměr je pouhých 30 metrů. Pro srovnání, průměr Ryugu je 920 metrů.
8. Nové obzory
Po stopách Pioneers a Voyagerů následovala další sonda NASA, New Horizons. Jeho mnohaletý let na okraj sluneční soustavy, on začalaNew Horizons Pluto Průlet Kuiperovým pásem / Koordinovaný archiv dat vesmírné vědy NASA v roce 2006. K letu tam provedlo zařízení manévr blízko Země a poté získalo další zrychlení poblíž Jupiteru.
Po cestě sonda detekovala výkyvy počasí a polární erupce. Blesk na Jupiteru a také zachytil velkou sopečnou erupci na Io. Stala se také první kosmickou lodí v historii, která v roce 2015 dosáhla Pluta a jeho měsíce Charon. To byl hlavní cíl mise. Sonda vyfotografovala nejen „srdce“ trpasličí planety, ale zachytila i skály, hluboké prohlubně a ledové hory na jejím povrchu.
Informace o Plutu byly přenášeny z přístroje na Zemi po dobu devíti měsíců rychlostí 600 bitů za sekundu. Komunikace v hlubokém vesmíru je pomalá.
Pluto vyfotografoval New Horizons. Foto: NASA / Wikimedia Commons
Východ slunce na Plutu, viditelné hory a ledové pláně. Foto: NASA / Laboratoř aplikované fyziky Univerzity Johnse Hopkinse / Southwest Research Institute / Wikimedia Commons
Arrokoth je objekt Kuiperova pásu zachycený New Horizons. Foto: NASA / Wikimedia Commons
Dráha letu kosmické lodi New Horizons. Obrázek: NASA / APL / Wikimedia Commons
Po Plutu zamířila sonda do Kuiperova pásu, části sluneční soustavy tvořené asteroidy a trpasličími planetami. Dnes je New Horizons pátým vozidlem, které dosáhlo tak vzdálených milníků. Jeho mise byla předběžně prodloužena do roku 2026.
9. Juno
Sonda Juno od NASA dostala své jméno z nějakého důvodu. Tak se v antické mytologii jmenovala manželka boha Jupitera, která dokázala odhalit tajemství svého muže. K odhalení tajemství stejnojmenné planety však nestačí naučit se vidět skrz závoj mraků: musíte být schopni přežít v podmínkách silné radiace, kterou plynný obr vyzařuje. Kvůli ochraně zařízení proto specialisté Juno dodatečně vybavili speciálními clonami.
Veškerá potřebná energetická sonda přijímáJuno/NASA Space Science Data Coordinated Archive z obrovských solárních panelů - největší ze všech kosmických lodí tohoto typu. Když jsou rozmístěny, dosahují průměru 20 metrů a umožňují dostatek energie ze vzácnějšího slunečního světla obíhajícího kolem Jupiteru. Díky této funkci není Juno závislá na palivu jako například Cassini a může pracovat déle.
Tato dvě zařízení však mají mnoho společného. "Juno" také operuje na oběžné dráze studované planety. A aby se tam dostala, musela sonda urazit dlouhou cestu. Cesta trvala asi pět let (2011–2016). Během této doby zařízení letělo směrem k Marsu, vrátilo se na Zemi a s využitím gravitace naší planety se vydalo do konečného cíle cesty.
Fotografie Jupiteru pořízená Juno. Foto: Nova Dawn Astrophotography / Wikimedia Commons
Jižní pól Jupitera. Foto: NASA / JPL-Caltech / SwRI / MSSS / Betsy Asher Hall / Gervasio Robles / Wikimedia Commons
"Juno", stejně jako její mýtický prototyp, dokázala proniknout do tajemství Jupitera. Zařízení vyfotografovalo silné bouře a polární záře na povrchu a zaznamenalo silné gravitační pole planety. Poslal také působivé infračervené snímky sopečných erupcí na měsíci Io.
Jupiter, respektive jeho záření, však Juno pomalu ničí. Postupně například snižuje energetickou náročnost solárních panelů. Předpokládá se, že sonda bude schopna fungovat pouze do roku 2025.
Přečtěte si také🚀🌠🛰️
- 36 stránek pro ty, kteří se zajímají o vesmír
- 8 hrozných věcí, které na vás čekají na Mezinárodní vesmírné stanici
- 10 mylných představ o vesmíru, kterým je trapné věřit
10 dárků k Valentýnu, které si můžete koupit ve výprodeji AliExpress