9 coole Raumschiffe, die unser Wissen über das Universum erweitert haben
Verschiedenes / / February 06, 2022
Nicht nur Gagarins Schiff, sondern auch Eroberer ferner Galaxien.
1. Wostok-1
Auf diesem Schiff war am 12. April 1961 der sowjetische Kosmonaut Juri Gagarin der erste hat besuchtInformationen über das Wostok-Raumschiff / Roscosmos im Weltraum - in der Umlaufbahn der Erde. Es geschah im Zeitalter von Transistoren, raumgroßen Computern und rudimentären Weltraumkenntnissen. Damals konnte niemand mit Sicherheit sagen, wie sich die Abwesenheit der Schwerkraft auf eine Person auswirken würde. Daher entschieden sie sich, den Flug im Automatikmodus durchzuführen, was die Aufgabe zusätzlich erschwerte. Beispielsweise mussten Ingenieure von Grund auf spezielle Systeme für die Orientierung im Weltraum, die Steuerung, die Weltraumkommunikation und die Stromversorgung erstellen.
Und die Arbeit wurde im Notfallmodus durchgeführt. Das Schiff wurde in Rekordzeit gebaut: in nur 2,5 Jahren. Wegen der Eile mussten die Designer viele der ursprünglichen Pläne aufgeben. Die "Wostok" verfügte also nicht über ein Notbremssystem, das in diesem Fall das Gerät aus dem Orbit zurückbringen könnte. Aus diesem Grund
Gagarin Er trug 10 Tage lang Vorräte bei sich - theoretisch hätte das Schiff während einer solchen Zeit im niedrigen Orbit langsamer werden und auf die Erde fallen sollen.Instrumente, Trägersystem, Vorräte und ein Wohnabteil - all das wurde in einem fast kugelförmigen Cockpit mit einem Kegel im Heck untergebracht, das 4,7 Tonnen wiegt und 4,4 Meter lang mit drei kleinen Fenstern ist. Das war Wostok-1.
Trotz des Talents und der harten Arbeit der Tester war das Risiko immer noch riesig. Obwohl jedes Detail der "Wostok" sorgfältig geprüft wurde, konnte niemand das erste absolut garantieren Der Mensch im Weltraum wird zurückkommen: Von sieben Teststarts von Orbitern endeten zwei vergeblich.
Überlagerungen während des Fluges von Gagarin sind wirklich passiert. Beim Deorbiting trennte sich das Landemodul also nicht innerhalb des berechneten Zeitraums, wodurch sich das Gerät bis zu 10 Minuten lang zufällig drehte. Infolgedessen fand die Landung nicht am berechneten Punkt statt, und der erste Kosmonaut wurde nach dem Auswurf vom Wind fast in die Wolga geweht.
Aber alles endete gut. Und obwohl Wostok-1 jetzt wie ein primitives Gerät erscheinen mag, war es für die 1960er Jahre ein Durchbruch, der verdientermaßen in der Geschichte der Menschheit blieb.
2. Apollo 11
aussteigen Auf dem Mond Es war schwieriger, als nur in den Weltraum zu fliegen. Und obwohl sich die Technologien in den acht Jahren seit Gagarins Flug erheblich weiterentwickelt haben, standen NASA-Spezialisten vor einer nicht trivialen Aufgabe. Das Schiff sollte nicht nur zum Erdtrabanten fliegen, sondern auch buchstäblich zum Transformator werden: laut Plan von Apollo, der erreichte des Mondes wurde das Abstiegsmodul mit zwei Astronauten getrennt, und dann wurde die gesamte Struktur wieder zusammengebaut und die Apparatur wieder eingesetzt Erde.
Für den Erfolg der Mission mussten Ingenieure eine Reihe innovativer Technologien entwickeln. Zum Beispiel, um die Masse des Geräts zu reduzieren, erstmals im Apollo-Computer GebrauchtP. Ceruzzi. Apollo Guidance Computer und die ersten Siliziumchips / Smithsonian National Air and Space Museum Halbleiter und Siliziumchips. Tatsächlich trug die Mission indirekt zur Computerrevolution bei. Auch die größte und stärkste Rakete der Geschichte, die Saturn V, wurde eigens für das Projekt entwickelt. Es war höher als ein 36-stöckiges Gebäude und konnte den 47 Tonnen schweren Apollo zum Mond bringen (360.000 Kilometer von der Erde entfernt).
Viel Zeit wurde der Ausbildung einer dreiköpfigen Besatzung gewidmet. Jeder von ihnen musste im bevorstehenden Flug eine besondere Rolle spielen.
Um die Landung des Mondmoduls zu erarbeiten, haben Experten einen speziellen Simulator in Originalgröße entwickelt. Es war ein seltsam geformtes Flugzeug, das an einem hohen Kran aufgehängt war, um eine schwache Schwerkraft zu simulieren. Es hat Neil Armstrong während des Unterrichts fast getötet. Später betrat er als erster Mensch die Mondoberfläche.
"Apollo" linksApollo 11 Command and Service Module (CSM) / NASA Space Science Data Coordinated Archive Erde am 16. Juli 1969. Zwei Besatzungsmitglieder, Neil Armstrong und Edwin Aldrin, konnten auf der Mondoberfläche laufen, während ein dritter Astronaut, Michael Collins, im Orbit auf sie wartete. Am 24. Juli kehrte das Kommandomodul mit Astronauten, Bodenproben, Foto- und Videofilmen zur Erde zurück.
Es folgten fünf weitere solcher Landungen. Die 12 Mitglieder der Apollo-Missionen sind immer noch die einzigen Menschen, die den Mond betreten.
3. Voyager 1 und Voyager 2
Der Hauptzweck der Voyagers, die 1977 gestartet wurden, Es warVoyager 1/NASA Space Science Data Coordinated Archive Studium von Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun. Und diese Aufgabe haben die Geräte hervorragend gelöst: Sie machten die ersten detailreichen Aufnahmen aus der Ferne Planeten. Alles dank spezieller Fernsehkameras, mit deren Hilfe Bilder per Funk übertragen werden konnten.
Voyager sind jedoch in erster Linie für ihre Reise in die Außenbezirke des Sonnensystems bekannt. Und obwohl die Geräte Vorgänger hatten - die Sonden Pioneer 10 und Pioneer 11 - waren es die Voyager, die zu den am weitesten entfernten Objekten im Universum wurden, die von Menschenhand geschaffen wurden.
Jetzt Voyager 1 gelegenVoyager / NASA Jet Propulsion Laboratory in einer Entfernung von 23,3 Milliarden Kilometern von der Erde. Bereits 2013 verließ er das Sonnensystem und begab sich in den interstellaren Raum. Voyager 2 flog auch weit - 19,4 Milliarden Kilometer. Und beide Geräte bewegen sich weiter.
Und obwohl die geplante Betriebsdauer längst verstrichen ist, bleibt die Kommunikation mit den Voyagern fast 44 Jahre nach dem Start bestehen. Die meisten Geräte sind darauf deaktiviert, um keine Energie zu verschwenden. Aber die Sonden haben noch Reserven an radioaktivem Brennstoff - es wird erwartet, dass die Kommunikation mit ihnen bis mindestens 2025 fortgesetzt wird.
Reisender 1. Foto: NASA / Wikimedia Commons
Collage aus Planeten und Satelliten, an denen Voyager vorbeiflogen. Bild: Offizielle Seite von Donald Davis / Wikimedia Commons
Aufzeichnung von Voyager 2. Foto: NASA/JPL/Wikimedia Commons
Und im Inneren der Voyagers sind die berühmten goldenen Scheiben angebracht Außerirdische Zivilisationen. Die Medien enthalten Töne und Bilder von unserem Planeten sowie die Koordinaten der Erde. Wenn die Außerirdischen die Geräte wirklich finden, können sie die seit dem Start verstrichene Zeit bestimmen – die Sonden wurden mit einer speziellen Beschichtung versehen.
4. Hubble
Auf der Erde ist es schwierig, die Sterne zu beobachten: Funkstörungen, Licht von Elektrogeräten und die Atmosphäre selbst stören. Es ist viel bequemer, das Universum mit Hilfe automatischer Observatorien im Weltraum zu studieren.
Astronom Edwin Hubble-Teleskop wurden1. HST/NASA Space Science Data Coordinated Archive
2. Hubble Fact Sheet / Europäische Weltraumorganisation wurde eine der ersten Stationen dieser Art. Das Gerät ging 1990 in eine erdnahe Umlaufbahn (569 Kilometer von der Oberfläche entfernt). Damals ging man davon aus, dass der „Hubble“ etwa 15 Jahre funktionieren wird. Die Modularität und die Nähe zur Erde verlängerten jedoch seine Lebensdauer: Mehrere veraltete und erfolglose Teile wurden erfolgreich ersetzt, und das Teleskop beobachtet immer noch weiter.
Der Hauptspiegel von Hubble, auf dem Licht von Weltraumobjekten gesammelt wird, ist einer der größten unter diesen Geräten - 2,4 Meter im Durchmesser. Sie wiegt 816 Kilogramm und besteht aus speziellem Quarzglas. Es wurde zwei Jahre und vier Monate lang poliert, um ein klares und unverzerrtes Bild zu erhalten. Das Teleskop selbst ist in der Höhe vergleichbar mit einem vierstöckigen Haus.
Hochglanzpolieren für Hubble. Foto: NASA / Wikimedia Commons
Astronauten wechseln die Ausrüstung auf dem Hubble. Foto: NASA / Wikimedia Commons
Die Entwicklung der optischen Hubble-Instrumente basierend auf Bildern der M100-Galaxie aus verschiedenen Jahren. Foto: NASA, ESA, STScI und Judy Schmidt / Wikimedia Commons
Dank Hubble haben Astrophysiker viele einzigartige Informationen über das Sonnensystem, unsere Galaxie und den fernen Weltraum erhalten. Zum Beispiel entdeckten sie mehrere Planeten, die potenziell Leben haben könnten, und klärten das Alter des Universums auf. Bis heute hat Hubble mehr als 1,5 Millionen Beobachtungen gemacht, auf deren Grundlage Wissenschaftler mehr als 15.000 wissenschaftliche Artikel veröffentlicht haben. Das Teleskop generiert weiterhin jeden Monat 80 Gigabyte an neuen Daten.
Hubble wird allmählich obsolet, und das James-Webb-Teleskop ist zu einer neuen Hoffnung für Observatorien geworden. Dies ist ein würdiger Erbe: Sein Spiegel ist mehr als doppelt so groß wie der des Hubble - 6,5 Meter. Webb wird versuchen müssen, den Erfolg seines Vorgängers zu wiederholen, aber der erste Schritt ist getan. Das am 25. Dezember 2021 gestartete Gerät hat bereits den 1,5 Millionen Kilometer von der Erde entfernten Einsatzort erreicht.
5. Cassini Huygens
Die komplexeste und teuerste Weltraummission, Cassini-Huygens, begann 1997. Das Raumschiff sollte den Saturn erkunden und auf seinem größten Mond Titan landen. Daher bestand die Sonde aus zwei Modulen: einem Orbital (Cassini) und einem Abstieg (Huygens). Es war notwendig, weit und lange zu fliegen, damit das Gerät zu einem der größten interplanetaren Schiffe wurde - es wurden nur 3,1 Tonnen Treibstoff angesammelt. Die Gesamtmasse der knapp sieben Meter langen Sonde betrug 5,7 Tonnen.
Um Cassini-Huygens an den Endpunkt der Expedition zu bringen, haben die NASA, die europäischen und italienischen Weltraumbehörden musste pflasternCassini/NASA Space Science Data Coordinated Archive schwieriger Weg. Wissenschaftler nutzten die Schwerkraft der Planeten, um das Schiff zu beschleunigen: Beim Eintritt in ihre Umlaufbahn nahm das Gerät Fahrt auf und korrigierte dann mit Hilfe von Motoren die Richtung. Dieser Trick der Ingenieure der Raumfahrtbehörde wird als Gravitationsmanöver bezeichnet. Im Gegensatz zu einem Direktflug erreichen Sie Ihr Ziel schneller und sparen Treibstoff.
Zuerst erreichte Cassini-Huygens die Venus, kehrte zur Erde zurück, umkreiste die Venus erneut und steuerte dann auf Jupiter zu. Erst nach all diesen Manövern erreichte der Apparat Saturn. Die Reise dauerte ungefähr sieben Jahre.
Cassini blieb im Orbit um den Saturn und war bis 2017 sein einziger künstlicher Satellit. Als der Sonde der Treibstoff ausging, stellten die Wissenschaftler fest gesendetP. Blaber, A. Verrecchia. Cassini-Huygens: Verhindern biologischer Kontamination / Magazin für Weltraumsicherheit Modul in die Atmosphäre des Planeten. Tatsache ist, dass die einfachsten Mikroorganismen der Erde im Inneren des Apparats überleben könnten. Um ferne Welten nicht versehentlich mit potenziell bewohnbaren Bedingungen zu infizieren, beschlossen die Wissenschaftler, die Sonde zu zerstören. Fallend sendete Cassini weiterhin Daten und die letzten Frames.
Satellit Io vor dem Hintergrund des Jupiter, aufgenommen von Cassini. Foto: NASA / JPL / Universität von Arizona / Wikimedia Commons
Saturn bedeckt die Sonne. Der kleine Punkt neben dem dünnen Ring bei 10 Uhr ist die Erde. Foto: NASA / JPL / Space Science Institute / Wikimedia Commons
Die von Huygens aufgenommene Oberfläche von Titan. Das Originalbild und das kontrastreiche Foto. Foto: ESA / NASA / JPL / University of Arizona; ESA/NASA/JPL/Universität von Arizona; verarbeitet von Andrey Pivovarov / Wikimedia Commons
Huygens landete im Januar 2005 auf Titan, auf dem die Wahrscheinlichkeit, Leben zu finden, als vernachlässigbar galt, und fotografierte die Oberfläche. Dies war die erste erfolgreiche Landung eines künstlichen Apparats außerhalb der Umlaufbahnen der terrestrischen Planeten (Merkur, Venus, Erde und Mars).
6. Internationale Raumstation
Bisher kann die Menschheit nicht zu anderen Planeten fliegen oder ihr heimisches Sonnensystem verlassen. Aber auf der anderen Seite weiß er schon viel über den Weltraum und hat gelernt, außerhalb der Erde zu leben. Vor allem dank der Internationalen Raumstation.
Seit 1998 ist die ISS in einer Höhe von mehr als 400 Kilometern mit einer Geschwindigkeit von 28.800 Stundenkilometern unterwegs SpinnenInternationale Raumstation online um die Welt. In all diesen Jahren Bahnhof gewachsen: Jetzt ist es ein Komplex mit einer Länge von 109 Metern und einer Breite von 73 Metern (das ist mehr als ein Standard-Fußballfeld) sowie einer Masse von 417 Tonnen.
Heute auf der ISS ständig ArbeitenFakten und Zahlen zur Internationalen Raumstation / NASA eine internationale Besatzung von ungefähr sieben Personen. Sie im Orbit am Leben zu erhalten, ist nicht einfach: Treibstoff, Vorräte und sogar Luft müssen von Frachtraketen geliefert werden.
Kein Staat hätte ein so ehrgeiziges Projekt umsetzen können. Die Existenz des größten Raumfahrzeugs in der Geschichte der Menschheit wurde nur durch die Zusammenarbeit von Raumfahrtagenturen aus der ganzen Welt möglich. Menschen aus der ganzen Welt arbeiten zusammen, um die Station am Laufen zu halten.
Dank der ISS haben Wissenschaftler aus 108 Ländern 3.000 Studien durchgeführt. Die Station half herauszufinden, wie sich ein langer Aufenthalt in der Schwerelosigkeit auf einen Menschen, Pflanzen, Tiere, verschiedene Substanzen auswirkt, welche Gefahren im Weltraum und in der Erdumlaufbahn bestehen. Diese Erfahrung wird sehr nützlich sein, wenn (und wenn) Leute gehen erobern andere Planeten.
7. Hayabusa und Hayabusa-2
"Hayabusa". Bild: Digitales Archiv der Japan Aerospace Exploration Agency
"Hayabusa-2". Bild: Go Miyazaki / Wikimedia Commons
Stellen Sie sich vor, Sie müssten ein etwa 55 mal 18 Zentimeter großes Ziel mit einem Pfeil treffen, der sich mit einer Geschwindigkeit von über 20 Kilometern pro Sekunde (72.000 Kilometer pro Stunde) bewegt. Vor dieser Aufgabe standen die Wissenschaftler der Japan Space Agency – es galt Erde von den Asteroiden Itokawa und Ryugu zu sammeln. Alles, um Materialproben zu erhalten, die in derselben Form erhalten geblieben sind wie vor 4,6 Milliarden Jahren, als das Sonnensystem entstand.
Anstelle von Pfeilen entschieden sich die Ingenieure für die Raumsonden Hayabusa und Hayabusa-2. Für eine langfristige Weltraummission wurden darauf Ionentriebwerke installiert. Letztere arbeiten mit Elektrizität, die Xenon-Ionen beschleunigt, und Strahlschub wird erzielt. Nur dank dieser technischen Entdeckung "Hayabusa" konnte zurückkehrenHayabusa/NASA Space Science Data Coordinated Archive zur Erde, als eine fehlgeschlagene Testlandung auf Itokawa ein Treibstoffleck verursachte.
Im Allgemeinen mussten japanische Ingenieure während der ersten Mission viele Probleme lösen. Die Kommunikation mit der Hayabusa ging oft verloren, einige der Geräte zur Ausrichtung des Geräts im Weltraum waren außer Betrieb und stark Blitz auf der Sonne zerstörte 7 der 11 Sonnenkollektoren der Sonde. Und doch gelang es den Wissenschaftlern, die Hayabusa neu zu konfigurieren und die Mission erfolgreich abzuschließen. Zum Beispiel arrangierten sie die Stromzufuhr vom elektrischen Generator eines (kaputten) Motors zum anderen. Infolgedessen lieferte das Gerät nach sieben Jahren (2003-2010) des Fluges mit dreijähriger Verspätung gegenüber dem geplanten Datum dennoch die Erde vom Asteroiden zur Erde.
Der 2014 begonnene Flug von Hayabusa-2 zum Asteroiden Ryugu bestandenHayabusa2 / NASA Space Science Data Coordinated Archive ruhiger. 2018 erreichte das Gerät das Ziel und landete dort Robotermodule. Später stieg die Hayabusa-2 selbst an die Oberfläche und sammelte Bodenproben. Es ist bemerkenswert, dass die Sonde vor einer der Landungen buchstäblich ein kumulatives Projektil auf den Asteroiden abgefeuert hat, um einen kleinen Krater zu erzeugen - das vorherige Gerät konnte dies nicht. Im Jahr 2020 schickte Hayabusa-2 Probenkapseln zur Erde.
Die Sonde hatte ungenutzten Treibstoff übrig, also wurde die Mission um weitere 11 Jahre verlängert. Jetzt muss Hayabusa-2 den Asteroiden 1998 KY26 besuchen, dessen Durchmesser nur 30 Meter beträgt. Zum Vergleich: Der Durchmesser von Ryugu beträgt 920 Meter.
8. Neue Horizonte
In die Fußstapfen der Pioneers und Voyagers folgte eine weitere NASA-Sonde, New Horizons. Sein langjähriger Flug an den Rand des Sonnensystems, er gestartetNew Horizons Pluto Kuiper Belt Flyby / NASA Space Science Data Coordinated Archive in 2006. Um dorthin zu fliegen, machte das Gerät ein Manöver in der Nähe der Erde und gewann dann in der Nähe von Jupiter zusätzliche Beschleunigung.
Unterwegs erfasste die Sonde Wetterschwankungen und Polareruptionen. Blitz auf Jupiter und erfasste auch einen großen Vulkanausbruch auf Io. Es war auch das erste Raumschiff in der Geschichte, das Pluto und seinen Mond Charon im Jahr 2015 erreichte. Dies war das Hauptziel der Mission. Die Sonde fotografierte nicht nur das „Herz“ des Zwergplaneten, sondern fing auch die Felsen, tiefen Vertiefungen und eisigen Berge auf seiner Oberfläche ein.
Informationen über Pluto wurden neun Monate lang mit einer Geschwindigkeit von 600 Bit pro Sekunde vom Gerät zur Erde übertragen. Die Kommunikation im Weltraum ist langsam.
Pluto fotografiert von New Horizons. Foto: NASA / Wikimedia Commons
Sonnenaufgang auf Pluto, Berge und eisige Ebenen sichtbar. Foto: NASA / Labor für Angewandte Physik der Johns Hopkins University / Southwest Research Institute / Wikimedia Commons
Arrokoth ist ein Objekt des Kuipergürtels, das von New Horizons eingefangen wurde. Foto: NASA / Wikimedia Commons
Die Flugbahn der Raumsonde New Horizons. Bild: NASA/APL/Wikimedia Commons
Nach Pluto steuerte die Sonde den Kuipergürtel an, einen Teil des Sonnensystems, der aus Asteroiden und Zwergplaneten besteht. Heute ist New Horizons das fünfte Fahrzeug, das solch entfernte Meilensteine erreicht. Seine Mission wurde vorläufig bis 2026 verlängert.
9. Juno
Die Juno-Sonde der NASA hat ihren Namen aus einem bestimmten Grund. So hieß in der antiken Mythologie die Frau des Gottes Jupiter, die die Geheimnisse ihres Mannes lüften konnte. Aber um die Geheimnisse des gleichnamigen Planeten aufzudecken, reicht es nicht aus, durch den Wolkenschleier sehen zu lernen: Sie müssen in der Lage sein, unter den Bedingungen der starken Strahlung zu überleben, die der Gasriese aussendet. Um die Ausrüstung zu schützen, haben die Spezialisten die Juno daher zusätzlich mit speziellen Blenden versehen.
Alle notwendigen Energiesonden erhältJuno/NASA Space Science Data Coordinated Archive von riesigen Sonnenkollektoren - das größte unter allen Raumfahrzeugen dieses Typs. Wenn sie eingesetzt werden, erreichen sie einen Durchmesser von 20 Metern und ermöglichen ausreichend Energie aus dem knapperen Sonnenlicht, das den Jupiter umkreist. Dank dieser Funktion ist Juno nicht auf Kraftstoff angewiesen, wie beispielsweise Cassini, und kann länger arbeiten.
Diese beiden Geräte haben jedoch viele Gemeinsamkeiten. "Juno" operiert auch im Orbit des untersuchten Planeten. Und um dorthin zu gelangen, musste die Sonde einen langen Weg zurücklegen. Der Weg dauerte etwa fünf Jahre (2011–2016). Während dieser Zeit flog das Gerät in Richtung Mars, kehrte zur Erde zurück und ging unter Ausnutzung der Schwerkraft unseres Planeten zum endgültigen Ziel der Reise.
Foto von Jupiter, aufgenommen von Juno. Foto: Nova Dawn Astrofotografie / Wikimedia Commons
Südpol des Jupiter. Foto: NASA / JPL-Caltech / SwRI / MSSS / Betsy Asher Hall / Gervasio Robles / Wikimedia Commons
"Juno" konnte wie ihr mythischer Prototyp in die Geheimnisse des Jupiter eindringen. Das Gerät fotografierte starke Stürme und Polarlichter auf der Oberfläche und zeichnete ein starkes Gravitationsfeld des Planeten auf. Er schickte auch beeindruckende Infrarotbilder von Vulkanausbrüchen auf dem Mond Io.
Jupiter, oder besser gesagt seine Strahlung, zerstört Juno jedoch langsam. Beispielsweise reduziert es schrittweise die Energieintensität von Solarmodulen. Es wird davon ausgegangen, dass die Sonde nur bis 2025 arbeiten kann.
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