9 חלליות מגניבות שהרחיבו את הידע שלנו על היקום
Miscellanea / / February 06, 2022
לא רק הספינה של גגרין, אלא גם כובשי גלקסיות רחוקות.
1. ווסטוק-1
על ספינה זו ב-12 באפריל 1961, הקוסמונאוט הסובייטי יורי גגרין היה הראשון ביקרמידע על חללית ווסטוק / רוסקוסמוס בחלל - במסלול כדור הארץ. זה קרה בעידן של טרנזיסטורים, מחשבים בגודל של חדר וידע בסיסי בחלל. באותם ימים, אף אחד לא יכול היה אפילו לומר בוודאות כיצד היעדר כוח המשיכה ישפיע על אדם. לכן הם החליטו לבצע את הטיסה במצב אוטומטי, מה שגם סיבך את המשימה. לדוגמה, מהנדסים היו צריכים ליצור מאפס מערכות מיוחדות להתמצאות בחלל, בקרה, תקשורת בחלל ואספקת חשמל.
והעבודה בוצעה במצב חירום. הספינה נבנתה בזמן שיא: תוך 2.5 שנים בלבד. בגלל החיפזון, המעצבים נאלצו לנטוש רבות מהתוכניות המקוריות. אז, ל"ווסטוק" לא הייתה מערכת בלימת גיבוי, שבמקרה זה יכלה להחזיר את המכשיר מהמסלול. מהסיבה הזו גאגרין הוא נשא עמו אספקה במשך 10 ימים - בתיאוריה, במהלך תקופה כזו הספינה הייתה צריכה להאט במסלול נמוך ולהתחיל ליפול לכדור הארץ.
מכשירים, מערכת תמיכה, אספקה ותא מגורים - כל זה הוצב בתא טייס כמעט כדורי עם קונוס מאחור, במשקל 4.7 טון ואורך 4.4 מטר עם שלושה חלונות קטנים. זה היה ווסטוק-1.
למרות הכישרון והעבודה הקשה של הבוחנים, הסיכון עדיין היה עצום. למרות שכל פרט ב"ווסטוק" נבדק בקפידה, איש לא יכול היה להבטיח באופן מוחלט כי הראשון האדם בחלל יחזור: מתוך שבעה שיגורי ניסוי של מסלולים, שניים הסתיימו ללא הצלחה.
שכבות-על במהלך הטיסה של Gagarin באמת קרו. אז, בעת יציאה מהמסלול, מודול הנחיתה לא נפרד בתוך התקופה המחושבת, עקב כך המכשיר הסתובב באופן אקראי למשך 10 דקות. כתוצאה מכך, הנחיתה לא התרחשה בנקודה המחושבת, והקוסמונאוט הראשון, לאחר הפליטה, כמעט הועף ברוח אל הוולגה.
אבל הכל הסתיים בטוב. ולמרות שכעת ווסטוק-1 אולי נראה כמו מכשיר פרימיטיבי, בשנות ה-60 זו הייתה פריצת דרך שנשארה בצדק בהיסטוריה של האנושות.
2. אפולו 11
לָרֶדֶת מֵאֳנִיָה על הירח זה היה קשה יותר מסתם לטוס לחלל. ולמרות שהטכנולוגיות התקדמו בצורה משמעותית בשמונה השנים מאז הטיסה של גגרין, מומחי נאס"א עמדו בפני משימה לא טריוויאלית. הספינה הייתה אמורה לא רק לטוס ללוויין של כדור הארץ, אלא גם ממש להפוך לשנאי: על פי התוכנית, מאפולו, שהגיעה של הירח, מודול הירידה עם שני אסטרונאוטים הופרד, ואז כל המבנה הורכב בחזרה, והמכשיר חזר ל כדור הארץ.
להצלחת המשימה, המהנדסים היו צריכים ליצור מספר טכנולוגיות חדשניות. למשל, על מנת להפחית את מסת המכשיר, במחשב אפולו בפעם הראשונה בשימושפ. סרוצי. מחשב הדרכה של אפולו ושבבי הסיליקון הראשונים / מוזיאון האוויר והחלל הלאומי של סמיתסוניאן מוליכים למחצה ושבבי סיליקון. למעשה, המשימה תרמה בעקיפין למהפכת המחשבים. כמו כן, הרקטה הגדולה והחזקה ביותר בהיסטוריה, שבתאי V, פותחה במיוחד עבור הפרויקט. הוא היה גבוה יותר מבניין בן 36 קומות והצליח להעביר את ה-47 טון אפולו לירח (360 אלף קילומטרים מכדור הארץ).
זמן רב הוקדש להכשרת צוות של שלושה. כל אחד מהם בטיסה הקרובה נאלץ למלא תפקיד מיוחד.
כדי להבין את הנחיתה של מודול הירח, מומחים יצרו סימולטור מיוחד בגודל מלא. זה היה כלי טיס בעל צורה מוזרה שנתלה על מנוף גבוה כדי לדמות כוח משיכה חלש. זה כמעט הרג את ניל ארמסטרונג במהלך השיעור. מאוחר יותר הוא הפך לאדם הראשון שהלך על פני הירח.
"אפולו" שמאלהApollo 11 Command and Service Module (CSM) / ארכיון מתואם של נתוני מדעי החלל של נאס"א כדור הארץ ב-16 ביולי 1969. שני אנשי צוות, ניל ארמסטרונג ואדווין אולדרין, הצליחו ללכת על פני הירח בעוד אסטרונאוט שלישי, מייקל קולינס, המתין להם במסלול. ב-24 ביולי חזר מודול הפיקוד לכדור הארץ עם אסטרונאוטים, דגימות קרקע, סרטי צילום ווידאו.
חמש נחיתות נוספות כאלה הגיעו לאחר מכן. 12 חברי משימות אפולו הם עדיין האנשים היחידים שהלכו על הירח.
3. וויאג'ר 1 ווויאג'ר 2
המטרה העיקרית של הוויאג'רס, שהושקה ב-1977, זה היהארכיון מתואם נתוני מדעי החלל של Voyager 1/NASA חקר צדק, שבתאי, אורנוס ונפטון. והמכשירים עשו עבודה מצוינת במשימה הזו: הם צילמו את התמונות המפורטות הראשונות של רחוקים כוכבי לכת. הכל הודות למצלמות טלוויזיה מיוחדות, בעזרתן ניתן היה לשדר תמונות ברדיו.
עם זאת, וויאג'רים ידועים בעיקר במסעם אל פאתי מערכת השמש. ולמרות שלמכשירים היו קודמים - הגשושיות Pioneer 10 ו- Pioneer 11, היו אלה Voyagers שהפכו לעצמים הרחוקים ביותר ביקום שנוצרו בידי אדם.
עכשיו וויאג'ר 1 ממוקםוויאג'ר / מעבדת הנעה סילון של נאס"א במרחק של 23.3 מיליארד קילומטרים מכדור הארץ. עוד ב-2013, הוא עזב את מערכת השמש ונכנס לחלל הבין-כוכבי. גם וויאג'ר 2 טסה רחוק - 19.4 מיליארד קילומטרים. ושני המכשירים ממשיכים לנוע.
ולמרות שחיי ההפעלה המתוכננים חלפו מזמן, התקשורת עם הוויאג'רס נותרה כמעט 44 שנים לאחר ההשקה. רוב המכשירים מושבתים עליהם כדי לא לבזבז אנרגיה. אבל לגישושים עדיין יש מאגרי דלק רדיואקטיבי - צפוי שהתקשורת איתם תימשך עד 2025 לפחות.
וויאג'ר 1. צילום: נאס"א / ויקימדיה קומונס
קולאז' של כוכבי לכת ולוויינים שהוויאג'רס עפו על פניהם. תמונה: האתר הרשמי של דונלד דייוויס / Wikimedia Commons
תקליט מוויאג'ר 2. צילום: נאס"א / JPL / ויקימדיה קומונס
ובתוך הוויאג'רס יש את דיסקיות הזהב המפורסמות שנועדו ציוויליזציות מחוץ לכדור הארץ. המדיה מכילה צלילים ותמונות מהכוכב שלנו, כמו גם את הקואורדינטות של כדור הארץ. אם החייזרים באמת ימצאו את המכשירים, הם יוכלו לקבוע את הזמן שחלף מאז השיגור - ציפוי מיוחד הוחל על הגשושיות.
4. האבל
על כדור הארץ, קשה לצפות בכוכבים: הפרעות רדיו, אור ממכשירים חשמליים והאטמוספירה עצמה מפריעים. הרבה יותר נוח לחקור את היקום בעזרת מצפה כוכבים אוטומטי בחלל.
טלסקופ האסטרונום אדווין האבל הפכתי1. ארכיון מתואם למדעי החלל של HST/NASA
2. גיליון מידע על האבל / סוכנות החלל האירופית הפכה לאחת התחנות הראשונות מסוג זה. המכשיר נכנס למסלול נמוך של כדור הארץ (569 קילומטרים מפני השטח) ב-1990. אז ההנחה הייתה שה"האבל" יעבוד כ-15 שנה. עם זאת, המודולריות והקרבה לכדור הארץ האריכו את חייו: כמה חלקים מיושנים ולא מוצלחים הוחלפו בהצלחה, והטלסקופ עדיין ממשיך לצפות.
המראה הראשית של האבל, שעליה נאסף אור מחפצים בחלל, היא מהגדולות מבין מכשירים כאלה - קוטר של 2.4 מטרים. הוא שוקל 816 קילוגרם ועשוי מזכוכית קוורץ מיוחדת. הוא עבר ליטוש במשך שנתיים וארבעה חודשים לתמונה ברורה ולא מעוותת. הטלסקופ עצמו דומה בגובהו לבית בן ארבע קומות.
ליטוש מראה עבור האבל. צילום: נאס"א / ויקימדיה קומונס
אסטרונאוטים מחליפים ציוד על האבל. צילום: נאס"א / ויקימדיה קומונס
האבולוציה של המכשירים האופטיים של האבל המבוססת על תמונות של גלקסיית M100 משנים שונות. צילום: נאס"א, ESA, STScI וג'ודי שמידט / Wikimedia Commons
הודות להאבל, אסטרופיזיקאים קיבלו הרבה מידע ייחודי על מערכת השמש, הגלקסיה שלנו והחלל הרחוק. לדוגמה, הם גילו כמה כוכבי לכת שיכולים להיות להם חיים, והבהירו את גיל היקום. עד כה ערך האבל יותר מ-1.5 מיליון תצפיות, שעל בסיסן פרסמו מדענים יותר מ-15 אלף מאמרים מדעיים. הטלסקופ ממשיך לייצר 80 גיגה-בייט של נתונים חדשים מדי חודש.
האבל מתיישן בהדרגה, וטלסקופ ג'יימס ווב הפך לתקווה חדשה עבור מצפה כוכבים. זהו יורש ראוי: המראה שלו גדולה פי שניים מזו של האבל - 6.5 מטרים. ווב יצטרך לנסות לחזור על ההצלחה של קודמתה, אבל הצעד הראשון נעשה. המכשיר, שהושק ב-25 בדצמבר 2021, כבר הגיע לאתר הפעולה במרחק של 1.5 מיליון קילומטרים מכדור הארץ.
5. קאסיני הויגנס
משימת החלל המורכבת והיקרה ביותר, Cassini-Huygens, החלה ב-1997. החללית הייתה אמורה לחקור את שבתאי ולנחות על הירח הגדול ביותר שלה, טיטאן. לכן, הגשושית הייתה מורכבת משני מודולים: מסלול (Cassini) וירידה (Huygens). היה צורך לטוס רחוק וארוך, כך שהמכשיר הפך לאחת הספינות הבין-כוכביות הגדולות - רק 3.1 טון דלק הצטברו. המסה הכוללת של הגשושית באורך כמעט שבעה מטרים הייתה 5.7 טון.
כדי להעביר את קאסיני-הויגנס לנקודת הסיום של המשלחת, נאס"א, סוכנויות החלל האירופיות והאיטלקיות היה צריך לסלולארכיון מתואם למדעי החלל של Cassini/NASA מסלול קשה. מדענים השתמשו בכוח המשיכה של כוכבי הלכת כדי להאיץ את הספינה: נכנס למסלולם, המכשיר תפס מהירות, ולאחר מכן תיקן את הכיוון בעזרת מנועים. הטריק הזה של מהנדסי סוכנות החלל נקרא תמרון הכבידה. בניגוד לטיסה ישירה, הוא מאפשר להגיע ליעד מהר יותר ולחסוך בדלק.
ראשית, קאסיני-הויגנס הגיע לנוגה, חזר לכדור הארץ, הקיף שוב את נוגה, ואז פנה לכיוון צדק. רק לאחר כל התמרונים הללו הגיע המנגנון לשבתאי. המסע ארך כשבע שנים.
קאסיני נשאר במסלול סביב שבתאי והיה הלוויין המלאכותי היחיד שלו עד 2017. כשנגמר הדלק לבדיקה, המדענים נשלחפ. בליבר, א. Verrecchia. Cassini-Huygens: מניעת זיהום ביולוגי / מגזין בטיחות בחלל מודול לתוך האטמוספירה של כוכב הלכת. העובדה היא שהמיקרואורגניזמים הפשוטים ביותר מכדור הארץ יכולים לשרוד בתוך המנגנון. כדי לא להדביק בטעות עולמות רחוקים עם תנאים אפשריים למגורים, מדענים החליטו להשמיד את הגשושית. נופל, קאסיני המשיך לשלוח נתונים ואת הפריימים האחרונים.
לוויין Io על רקע צדק, שצולם על ידי קאסיני. צילום: נאס"א / JPL / אוניברסיטת אריזונה / ויקימדיה קומונס
שבתאי מכסה את השמש. הנקודה הקטנה ליד הטבעת הדקה בשעה 10 היא כדור הארץ. צילום: נאס"א / JPL / מכון מדעי החלל / ויקימדיה קומונס
פני השטח של טיטאן שצולמו על ידי הויגנס. התמונה המקורית ותמונה עם ניגודיות גבוהה. צילום: ESA / NASA / JPL / אוניברסיטת אריזונה; ESA / NASA / JPL / אוניברסיטת אריזונה; מעובד על ידי אנדריי פיבובארוב / Wikimedia Commons
הויגנס, בינואר 2005, נחת על טיטאן, שעליו נחשבו הסיכויים למצוא חיים זניחים, וצילם את פני השטח. זו הייתה הנחיתה המוצלחת הראשונה של מנגנון מעשה ידי אדם מחוץ למסלולי כוכבי הלכת הארציים (מרקורי, נוגה, כדור הארץ ומאדים).
6. תחנת חלל בינלאומית
עד כה, האנושות לא יכולה לצאת לטיסה לכוכבי לכת אחרים או לעזוב את מערכת השמש המקורית שלה. אבל מצד שני, הוא כבר יודע הרבה על החלל ולמד לחיות מחוץ לכדור הארץ. בעיקר בזכות תחנת החלל הבינלאומית.
מאז 1998, ה-ISS בגובה של יותר מ-400 קילומטרים במהירות של 28,800 קילומטרים לשעה מסתובבתחנת חלל בינלאומית באינטרנט מסביב לכדור הארץ. כל השנים האלו תַחֲנָה גדל: כעת זהו מתחם באורך של 109 מטר ורוחב של 73 מטר (כלומר, יותר ממגרש כדורגל רגיל), וכן מסה של 417 טון.
היום ב-ISS ללא הרף עובדעובדות ונתונים של תחנת החלל הבינלאומית / נאס"א צוות בינלאומי של כשבעה. לא קל לשמור אותם בחיים במסלול: דלק, אספקה ואפילו אוויר צריכים להיות מועברים באמצעות רקטות מטען.
אף מדינה לא הייתה יכולה ליישם פרויקט שאפתני שכזה. קיומה של החללית הגדולה ביותר בתולדות האנושות התאפשר רק בזכות שיתוף הפעולה של סוכנויות חלל מרחבי העולם. אנשים מכל העולם עובדים יחד כדי לשמור על התחנה פועלת.
הודות ל-ISS, מדענים מ-108 מדינות ערכו 3,000 מחקרים. התחנה סייעה לברר כיצד שהות ארוכה בחוסר משקל משפיעה על אדם, צמחים, בעלי חיים, חומרים שונים, מהן הסכנות בחלל החיצון ובמסלול כדור הארץ. חוויה זו תהיה שימושית מאוד כאשר (ואם) אנשים ילכו לִכבּוֹשׁ כוכבים אחרים.
7. הייבוסה והיאבוסה-2
"הייבוסה". תמונה: ארכיון דיגיטלי של סוכנות חקר התעופה והחלל של יפן
"Hayabusa-2". תמונה: Go Miyazaki / Wikimedia Commons
דמיינו לעצמכם שאתם צריכים לפגוע במטרה בגודל של כ-55 על 18 סנטימטרים עם חץ, שנעה במהירות של למעלה מ-20 ק"מ לשנייה (72 אלף קמ"ש). זו הייתה המשימה שעמדה בפני המדענים של סוכנות החלל היפנית - היה צורך לאסוף אדמה מהאסטרואידים איטוקאווה וריוגו. הכל כדי לקבל דגימות של חומרים שנשתמרו באותה צורה כמו לפני 4.6 מיליארד שנים, כאשר נוצרה מערכת השמש.
במקום חצים, המהנדסים החליטו להשתמש בחללי החלל Hayabusa ו- Hayabusa-2. עבור משימת חלל ארוכת טווח, הותקנו עליהם דחפי יונים. האחרונים עובדים על חשמל, המאיץ יוני קסנון, ומתקבל דחף סילון. רק בזכות הגילוי הטכני הזה "הייבוסה" הצליח לחזורהארכיון המתואם למדעי החלל של Hayabusa/NASA לכדור הארץ כאשר נחיתת ניסוי כושלת באיטוקאווה גרמה לדליפת דלק.
באופן כללי, במהלך המשימה הראשונה, מהנדסים יפנים נאלצו לפתור בעיות רבות. התקשורת עם הייבוסה אבדה לעיתים קרובות, חלק מהמכשירים להתמצאות המכשיר בחלל לא היו תקינים, ועוצמתי הֶבזֵק על השמש השמידו 7 מתוך 11 הפאנלים הסולאריים של הגשושית. ובכל זאת, מדענים הצליחו להגדיר מחדש את ה- Hayabusa ולהשלים בהצלחה את המשימה. לדוגמה, הם סידרו את אספקת הזרם מהגנרטור החשמלי של מנוע אחד (שבור) לאחר. כתוצאה מכך, לאחר שבע שנים (2003-2010) של הטיסה, המכשיר, באיחור של שלוש שנים מהתאריך המתוכנן, בכל זאת העביר את האדמה מהאסטרואיד לכדור הארץ.
הטיסה של Hayabusa-2 לאסטרואיד Ryugu, שהחלה ב-2014, עברארכיון מתואם נתונים של Hayabusa2 / נאס"א למדעי החלל יותר רגוע. בשנת 2018, המכשיר הגיע למטרה והנחית שם מודולים רובוטיים. מאוחר יותר, ה-Hayabusa-2 עצמו ירד אל פני השטח ואסף דגימות קרקע. ראוי לציין שלפני אחת הנחיתות, הגשושית ממש ירתה טיל מצטבר לעבר האסטרואיד כדי ליצור מכתש קטן - המכשיר הקודם לא הצליח לעשות זאת. בשנת 2020, Hayabusa-2 שלח כמוסות דגימות לכדור הארץ.
לבדיקה נותר דלק לא בשימוש, ולכן המשימה הוארכה ב-11 שנים נוספות. כעת יצטרך Hayabusa-2 לבקר באסטרואיד 1998 KY26, שקוטרו 30 מטרים בלבד. לשם השוואה, הקוטר של ריוגו הוא 920 מטר.
8. אופקים חדשים
בעקבות החלוצים והוויאג'רס, בעקבות בדיקה נוספת של נאס"א, New Horizons. הטיסה רבת השנים שלו לקצה מערכת השמש, הוא התחילNew Horizons Pluto Kuiper Belt Flyby / ארכיון נתוני מדעי החלל של נאס"א ב 2006. כדי לטוס לשם, המכשיר ביצע תמרון ליד כדור הארץ, ולאחר מכן השיג תאוצה נוספת ליד צדק.
לאורך הדרך, הגשושית זיהתה תנודות מזג אוויר והתלקחויות קוטב. בָּרָק על צדק, וגם לכדה התפרצות געשית גדולה באיו. היא גם הפכה לחללית הראשונה בהיסטוריה שהגיעה לפלוטו ולירח כארון ב-2015. זו הייתה המטרה העיקרית של המשימה. הגשושית לא רק צילמה את "לבו" של כוכב הלכת הננסי, אלא גם לכדה את הסלעים, השקעים העמוקים וההרים הקפואים על פניו.
מידע על פלוטו הועבר מהמכשיר לכדור הארץ במשך תשעה חודשים במהירות של 600 ביטים לשנייה. תקשורת בחלל עמוק איטית.
פלוטו צולם על ידי ניו הורייזנס. צילום: נאס"א / ויקימדיה קומונס
זריחה על פלוטו, הרים ומישורים קפואים גלויים. צילום: נאס"א / מעבדת פיזיקה יישומית של אוניברסיטת ג'ונס הופקינס / מכון המחקר דרום מערב / ויקימדיה
Arrokoth הוא אובייקט חגורת קויפר שנלכד על ידי New Horizons. צילום: נאס"א / ויקימדיה קומונס
נתיב הטיסה של חללית ניו הורייזנס. תמונה: נאס"א / APL / ויקימדיה קומונס
אחרי פלוטו, הגשושית פנתה לחגורת קויפר, חלק ממערכת השמש המורכב מאסטרואידים וכוכבי לכת ננסיים. כיום, ניו הורייזנס הוא הרכב החמישי שמגיע לאבני דרך רחוקות כל כך. המשימה שלו הוארכה באופן טנטטיבי עד 2026.
9. ג'ונו
הגשושית Juno של נאס"א קיבלה את שמה מסיבה כלשהי. זה היה שמה של אשתו של האל יופיטר במיתולוגיה העתיקה, שהצליחה לפענח את סודות בעלה. אבל כדי לחשוף את סודות כוכב הלכת בעל אותו השם, זה לא מספיק ללמוד לראות מבעד לצעיף העננים: אתה צריך להיות מסוגל לשרוד בתנאים של קרינה עוצמתית שפולטת ענקית הגז. לכן, על מנת להגן על הציוד, המומחים סיפקו בנוסף ל-Juno מסכים מיוחדים.
כל בדיקת האנרגיה הדרושה מקבלארכיון מתואם למדעי החלל של Juno/NASA מפאנלים סולאריים ענקיים - הגדול ביותר מבין כל החלליות מסוג זה. כשהם נפרסים, הם מגיעים לקוטר של 20 מטרים ומאפשרים מספיק אנרגיה מאור השמש הדל יותר המקיף את צדק. הודות לתכונה זו, Juno אינו תלוי בדלק, כמו Cassini, למשל, ויכול לעבוד זמן רב יותר.
עם זאת, לשני המכשירים הללו יש הרבה מן המשותף. "ג'ונו" פועל גם במסלול של כוכב הלכת הנחקר. וכדי להגיע לשם, הבדיקה הייתה צריכה לעבור דרך ארוכה. הדרך נמשכה כחמש שנים (2011–2016). במהלך הזמן הזה, המכשיר טס לכיוון מאדים, חזר לכדור הארץ ובעזרת כוח המשיכה של כוכב הלכת שלנו, הלך ליעד הסופי של המסע.
תמונה של יופיטר שצולמה על ידי ג'ונו. צילום: Nova Dawn Astrophotography / Wikimedia Commons
הקוטב הדרומי של צדק. צילום: נאס"א / JPL-Caltech / SwRI / MSSS / Betsy Asher Hall / Gervasio Robles / Wikimedia Commons
"ג'ונו", כמו אב הטיפוס המיתולוגי שלה, הצליחה לחדור את סודותיו של צדק. המכשיר צילם סופות עוצמתיות ואוררות על פני השטח ותיעד שדה כבידה חזק של כוכב הלכת. הוא גם שלח תמונות אינפרא אדום מרשימות של התפרצויות געשיות על הירח Io.
עם זאת, צדק, או ליתר דיוק הקרינה שלו, הורס לאט את ג'ונו. לדוגמה, הוא מפחית בהדרגה את עוצמת האנרגיה של פאנלים סולאריים. ההנחה היא כי הגשושית תוכל לפעול רק עד 2025.
קרא גם🚀🌠🛰️
- 36 אתרים למי שמתעניין בחלל
- 8 דברים איומים שמחכים לכם בתחנת החלל הבינלאומית
- 10 תפיסות מוטעות לגבי חלל שמביך להאמין בהן
10 מתנות ליום האהבה שתוכלו לקנות במבצע AliExpress