Як розвідка космосу розвивалася протягом багатьох років

Як розвідка космосу розвивалася протягом багатьох років

4 жовтня 1957 р. Радянський Союз здійснив історію, коли вона лоббіла пляжну м'яч з чотирма антенами, закріпленими на ній на низько-земну орбіту. Що стосується наукових корисних навантажень, то куля діаметром 23 дюйми не досягла значно більшого значення, ніж передача звукового сигналу, який може підібрати аматорські радіолюбителі. Але вплив Спутника 1 на космічну расу, американське технологічне лідерство та довгострокову траєкторію нашої власної програми дослідження космосу не можна переоцінити. За 60 років, коли Супутник 1 пробіг нашу блідо-блакитну крапку, ми висунули конверт технологічно можливого способу, якого радянські структури навряд чи могли задумали в 1957 році.

У цій статті ми зосередимось на безпілотній розвідці, з кількох ключових причин. Поки американські та радянські / російські пілотовані програми польоту з космосу, очевидно, просунуті та виконані великими справами, пілотоване вивчення людей зірок - або навіть сонячна система - залишається в значній мірі незайманою після приземлення місяця "Аполлон-11". "Космічний корабель" був амбіційним технологічним стрибком над "Аполлоном" у деяких відносинах, але він ніколи не досягав своєї первісної мети запуску, а радянські убивали свого конкурента "Шаттл" - "Буран". Проекти типу "Мир" (Радянська / Російська) та Міжнародна космічна станція служили дослідницькими майданчиками та випробувальними майданчиками для обладнання, але вони не висвітлювалися у космосі для вивчення всесвіту.

Навпаки, величезний технологічний стрибок від Супутника, наприклад, "Нові горизонти", був величезним. Вчені 1957 року були не менш амбіційні у своїх цілях місії, ніж НАСА чи ESA сьогодні, але вони мали частку ресурсів і знань, які ми зараз володіємо. Ряд місій були вбиті вибухами пускових установок або незрозумілими збоями в найближчим часом після зльоту, і зонди, які успішно досягали своїх цілей, часто невдалі відразу після цього. Після кількох невдалих пострілів на Марс Радянський Союз переорієнтувався на Венус. Венера 1 (1961) не пройшла середній транзит, і Venera 3 (1965) втратила зв'язок перед прибуттям, але Venera 5 (1969) використовував посилений дизайн і повернув дані про атмосферу Венерії протягом 53 хвилин. Венера 7 (1970) став першим космічним апаратом для успішного висадки на планету та повернення інформації на Землю.

Ранні зонди часто виконували невелику корисну навантаження, що дозволило сьогодні провести грубі, спрощені спостереження за нашими стандартами, але вчені все ж таки надавали пріоритетним відображення даних на Землі. Марінер 4, запущений США до Марса в 1964 році, мав камеру для ретрансляції зображень марсіанської поверхні. Потужність, як правило, забезпечується сонячними батареями, що підтримуються перезарядженими цинк-батареями.

Марс, як бачить Марінер 4.
Марс, як бачить Марінер 4.

Сторінка Wiki для Mariner 4 є досить повчальною та містить перелік наукових корисних навантажень та проблем, які NASA зіткнула з метою намагатися придбати ремесло до Марса в першу чергу.

До 1970 р. Як радянські, так і американці мали безліч невдач - і декілька успіхів у щитковому положенні. Радянські місії Марс-2 та Марс-3 мали б розгорнути перших марсіанських роутерів ще в 1971 році, однак ні один літак не пережив свій шлях до поверхні. Тим часом NASA розгорнув свій перший зонд, який зрештою покинув Сонячну систему після нашого першого візиту до Юпітера - Pioneer 10. Pioneer 10 був першим великим космічним польотом для використання радіоізотопного термоелектричного генератора (RTG) - джерела живлення, який ми до сих пір використовуємо для цього день, коли сонячні батареї та акумуляторні батареї недостатньо для забезпечення потреб енергії космічного корабля.

Юпітер, від Pioneer 10
Юпітер, від Pioneer 10

Місії Pioneer 10 та Pioneer 11 відвідали Юпітер і Сатурн, повернувши цінні відомості про обидва планети та встановивши сцену для того, що вчені називають Планетарним Гранд Тур, який буде проводити Voyager 1 і 2. Ці зонди, а також місія Джовиан проводиться приблизно Галілео, розширив наше розуміння Сонячної системи та супутників газу та льодових гігантів шляхом створення більш прогресивних інструментів, кращих камер та використання знань, які повернули їхні попередники, до точно цільових областей, що представляють найвищий інтерес.

Швидко перемотати до сьогодні. Автомобілі, такі як "Цікавість", стали піонером абсолютно нових методів аеробракування, щоб дозволити суднам, набагато важким для зупинення, на скрутну атмосферу на Марсі, щоб успішно приземлитися. Фраза "Ракетоносія Sky Crane" все ще залишається однією з моїх найулюбленіших описів будь-якої технології, коли-небудь. З місії Мессенджера до Меркурія до огляду Кассіні Сатурна та дослідження Нью-Горизонта в Плутоні, ми бачили кілька поколінь космічних апаратів, що підштовхують обмеження на те, що можливо, одночасно передаючи інформацію про наших найбільш далеких сусідів у Сонячній системі з глибиною та деталізацією, яка була незбагненний 60 років тому.

Плутон, як зображений новими горизонтами
Плутон, як зображений новими горизонтами

Простір - це непрості середовища, що не дозволяє вченим спиратися на ту ж технологію, яку ми використовуємо тут на Землі - ви не можете використовувати стандартний мікропроцесор для міжпланетних розвідувань, не готуючи його до радіації. Але, як минуло багато років, ми все ще покращили продуктивність комп'ютерів, які ми поставляємо на орбіту далеких планет та небесних об'єктів. Тим часом досягнення у всьому, починаючи від комп'ютерного моделювання до теорії хаосу, допомогли нам дратувати більше інформації з маргінальних сигналів або знайти нові шляхи для усунення зламаного обладнання. Невдача другого реактивного колеса могла б раз у раз назавжди заглибити місію Кеплера - наприклад, доки вчені виявили, що вони можуть використовувати тиск фотонів як спосіб стабілізувати космічний корабель, а вдосконалювати алгоритми ми застосовуємо до його даних тут на Землі, щоб дозволити місія продовжувати.

Тільки минулого тижня супутник TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) успішно запущений, щоб шукати ділянку неба на 400x більше, ніж це зосереджено на Кеплере. Космічний телескоп Джеймса Вебба дозволить нам досліджувати періоди часу, які ми ніколи не спостерігали за допомогою супутника з його можливостями раніше, і планувальник NASA's InSight Mars, як очікується, буде запущений в травні та вивчити деталі марсіанського надр та геології з планами, які могли б інформуємо наше розуміння того, як спочатку утворилися скелясті планети в Сонячній системі.

Через шістдесят-один рік після того, як орбітальний пляжний м'яч зробив історію, у нас не вистачає місій для польотів та розвідки для проведення.