Как развивалось космическое исследование за годы

Как развивалось космическое исследование за годы

4 октября 1957 года Советский Союз сделал историю, когда она вскрыла пляжный мяч с четырьмя антеннами, застрявшими на нем на низкой околоземной орбите. Что касается научных полезных нагрузок, то 23-дюймовая сфера диаметра не сильно отличалась от передачи звукового сигнала, который можно было бы захватить любителями радиолюбителей. Но влияние Спутника 1 на космическую гонку, американское технологическое лидерство и долгосрочную траекторию нашей собственной программы освоения космоса нельзя переоценить. За 60 лет, прошедших с того момента, как Спутник 1 вращался вокруг нашей бледно-голубой точки, мы подтолкнули конверт того, что технологически возможно способами, которые Советы вряд ли могли себе представить в 1957 году.

В этой статье мы сосредоточимся на беспилотных исследованиях по нескольким ключевым причинам. В то время как программы американских и советских / российских пилотируемых космических полетов, очевидно, продвинулись вперед и достигли больших успехов, человеческое изучение звезд - или даже солнечной системы - оставалось в значительной степени застревающим с момента приземления Луны Аполлона-11. «Спейс Шаттл» был в какой-то степени амбициозным технологическим прыжком над «Аполлоном», но он никогда не достигал своей первоначальной цели частоты запуска, и Советы убили своего участника Shuttle, Бурана. Такие проекты, как «Мир» (советский / русский) и Международная космическая станция, служили научно-исследовательскими платформами и испытательными стендами для оборудования, но не отправились в космос, чтобы исследовать вселенную.

Напротив, огромный технологический скачок от Спутника до, скажем, новых горизонтов был огромным. Ученые 1957 года были не менее амбициозными в своих задачах миссии, чем НАСА или ЕКА сегодня, но у них была доля ресурсов и знаний, которыми мы обладаем сейчас. Ряд миссий были убиты взрывами ракеты-носителя или необъяснимыми неудачами вскоре после взлета, и зонды, которые успешно достигли своих целей, часто проваливались вскоре после этого. После нескольких неудачных выстрелов Марса Советский Союз переориентировался на Венеру. Венера 1 (1961) потерпела неудачу в середине транзита, а «Венера-3» (1965) потеряла связь до прибытия, но «Венера-5» (1969) использовала усиленный дизайн и вернула данные о венерианской атмосфере в течение 53 минут. Венера 7 (1970) стала первым космическим кораблем, который успешно приземлился на планету и возвратил информацию на Землю.

Ранние зонды часто приводили к небольшим нагрузкам, которые позволяли сегодня грубыми, упрощенными наблюдениями по нашим стандартам, но ученые по-прежнему уделяют приоритетное внимание сиянию данных на Землю. Mariner 4, запущенная США к Марсу в 1964 году, несла камеру для передачи изображений поверхности Марса. Обычно мощность обеспечивалась солнечными батареями, поддерживаемыми перезаряжаемыми батареями из цинковой кислоты.

Марс, по мнению Маринера 4.
Марс, по мнению Маринера 4.

Страница Wiki для Mariner 4 весьма поучительна и перечисляет как научную полезность, так и проблемы, с которыми НАСА столкнулась в попытке получить корабль на Марс в первую очередь.

К 1970 году как у Советов, так и у американцев были многочисленные неудачи - и несколько успехов в тентполе - ворона. Советские миссии Марса 2 и Марса 3 развернули первые марсианские роверы еще в 1971 году, но ни один из них не смог выжить на поверхности. Тем временем NASA развернула свой первый зонд, который в конечном итоге покинет солнечную систему после нашего первого визита в Юпитер - Pioneer 10. Pioneer 10 стал первой крупной космической миссией для использования радиоизотопного термоэлектрического генератора (RTG) - источника питания, который мы все еще используем для этого когда солнечных батарей и перезаряжаемых батарей недостаточно для обеспечения потребностей в космических аппаратах.

Юпитер, от Pioneer 10
Юпитер, от Pioneer 10

Миссии Pioneer 10 и Pioneer 11 посетили Юпитер и Сатурн, вернув ценную информацию о обеих планетах и ​​заложив основу для того, что ученые назвали Планетарным Гранд-туром, который будет проводиться Вояджером 1 и 2. Эти зонды и миссия Юпитера Галилеем, расширили наше понимание солнечной системы и спутников газовых и ледовых гигантов, выпустив более совершенные инструменты, лучшие камеры и воспользовавшись знаниями, полученными их предшественниками, чтобы точно ориентировать районы, представляющие максимальный интерес.

Ускорьте вперед. Транспортные средства, такие как Curiosity, разработали совершенно новые методы аэробракинга, чтобы позволить транспортным средствам слишком тяжело останавливаться на слабой атмосфере на Марсе для успешной посадки. Фраза «ракетный Sky Crane» по-прежнему остается одним из моих самых любимых описаний любой технологии. От миссии Посланника до Меркурия до исследования Сатурна Кассини и исследования New Horizon в Плутоне мы видели, что несколько поколений космических кораблей нажимают на то, что возможно, и передавая информацию о наших самых отдаленных соседях в Солнечной системе с глубиной и детализацией, которая была 60 лет назад непостижимо.

Плутон, как показано New Horizons
Плутон, как показано New Horizons

Пространство - это неумолимая среда, которая не позволяет ученым полагаться на ту же технологию, которую мы используем здесь на Земле, - вы не можете использовать стандартный микропроцессор для межпланетных исследований, не готовя его в радиации. Но по прошествии многих лет мы все же улучшили производительность компьютеров, которые мы поставили на орбиту вокруг далеких планет и небесных объектов. Между тем, прогресс во всем, от компьютерного моделирования до теории хаоса, помог нам дразнить больше информации от маргинальных сигналов или найти новые способы спасения сломанного оборудования. Неспособность второго реакционного колеса могла, возможно, потопить миссию Кеплера раз и навсегда, пока ученые не обнаружили, что они могут использовать давление фотонов как способ стабилизации космического корабля, улучшая алгоритмы, которые мы применяем к его данным здесь, на Земле, чтобы позволить миссия продолжать.

На прошлой неделе спутник TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) успешно запустил поиски в районе неба в 400 раз больше, чем сосредоточил Кеплер. Космический телескоп Джеймса Вебба позволит нам исследовать периоды времени, которые мы никогда не наблюдали со спутником с его возможностями до этого, и ожидается, что посадочный аппарат NASA InSight Mars начнется в мае и изучит детали марсианского недра и геологии с планами, которые могли бы сообщите нам о том, как изначально сформировались скалистые планеты в Солнечной системе.

Спустя шестьдесят один год после того, как солнечный балл, сделанный на орбите, сделал историю, у нас нет недостатка в полетах и ​​разведке.