9 مركبات فضائية رائعة وسعت معرفتنا بالكون

1. فوستوك -1

على هذه السفينة في 12 أبريل 1961 ، كان رائد الفضاء السوفيتي يوري جاجارين هو الأول زارمعلومات حول المركبة الفضائية فوستوك / روسكوزموس في الفضاء - في مدار الأرض. حدث ذلك في عصر الترانزستورات وأجهزة الكمبيوتر بحجم الغرفة والمعرفة الأولية بالفضاء. في تلك الأيام ، لم يكن بإمكان أي شخص أن يقول على وجه اليقين كيف سيؤثر غياب الجاذبية على الشخص. لذلك ، قرروا القيام بالرحلة في الوضع التلقائي ، مما أدى أيضًا إلى تعقيد المهمة. على سبيل المثال ، كان على المهندسين إنشاء أنظمة خاصة من الصفر للتوجيه في الفضاء والتحكم والاتصالات الفضائية وإمدادات الطاقة.

وتم تنفيذ العمل في حالة الطوارئ. تم بناء السفينة في وقت قياسي: في غضون 2.5 عام فقط. بسبب التسرع ، اضطر المصممون إلى التخلي عن العديد من الخطط الأصلية. لذلك ، لم يكن لدى "فوستوك" نظام كبح احتياطي ، والذي ، في هذه الحالة ، يمكن أن يعيد الجهاز من المدار. لهذا السبب جاجارين حمل معه المؤن لمدة 10 أيام - نظريًا ، خلال هذه الفترة كان يجب أن تتباطأ السفينة في مدار منخفض وبدأت في السقوط على الأرض.

الأدوات ونظام الدعم والإمدادات وحجرة المعيشة - تم وضع كل هذا في قمرة قيادة شبه كروية مع مخروط في الخلف ، يزن 4.7 طن وطول 4.4 متر مع ثلاث نوافذ صغيرة. كان هذا فوستوك 1.

على الرغم من موهبة المختبرين وعملهم الجاد ، إلا أن المخاطرة لا تزال ضخمة. على الرغم من أن كل تفاصيل "Vostok" تم فحصها بعناية ، إلا أنه لا يمكن لأحد أن يضمن ذلك الأول على الإطلاق سيعود الإنسان في الفضاء: من أصل سبع عمليات إطلاق تجريبية لمركبة مدارية ، انتهى اثنان دون جدوى.

حدثت بالفعل التراكبات أثناء رحلة غاغارين. لذلك ، عند إخراج المدار ، لم تنفصل وحدة الهبوط خلال الفترة المحسوبة ، والتي بسببها تم تدوير الجهاز بشكل عشوائي لمدة تصل إلى 10 دقائق. نتيجة لذلك ، لم يتم الهبوط في النقطة المحسوبة ، وكاد رائد الفضاء الأول ، بعد طرده ، أن يندفع بعيدًا بفعل الرياح في نهر الفولغا.

لكن كل شيء انتهى بشكل جيد. وعلى الرغم من أن Vostok-1 قد يبدو الآن وكأنه جهاز بدائي ، إلا أنه كان في الستينيات إنجازًا يستحق أن يظل في تاريخ البشرية.

2. أبولو 11

النزول على القمر كان الأمر أصعب من مجرد الطيران في الفضاء. وعلى الرغم من تقدم التقنيات بشكل كبير في السنوات الثماني التي انقضت منذ رحلة جاجارين ، واجه المتخصصون في وكالة ناسا مهمة غير تافهة. كان من المفترض ألا تطير السفينة إلى القمر الصناعي للأرض فحسب ، بل أن تصبح أيضًا محولات حرفيًا: وفقًا للخطة ، من Apollo ، التي وصلت للقمر ، تم فصل وحدة النزول مع رواد فضاء ، ثم تم تجميع الهيكل بالكامل مرة أخرى ، وعاد الجهاز إلى الارض.

لنجاح المهمة ، كان على المهندسين إنشاء عدد من التقنيات المبتكرة. على سبيل المثال ، من أجل تقليل كتلة الجهاز ، في كمبيوتر Apollo لأول مرة تستخدمص. سيروزي. كمبيوتر توجيه أبولو وأول رقائق السيليكون / متحف سميثسونيان الوطني للطيران والفضاء أشباه الموصلات ورقائق السيليكون. في الواقع ، ساهمت المهمة بشكل غير مباشر في ثورة الكمبيوتر. أيضًا ، أكبر وأقوى صاروخ في التاريخ ، Saturn V ، تم تطويره خصيصًا للمشروع. كان أطول من مبنى مكون من 36 طابقًا وكان قادرًا على إيصال 47 طنًا من أبولو إلى القمر (360 ألف كيلومتر من الأرض).

تم تخصيص الكثير من الوقت لتدريب طاقم مكون من ثلاثة أفراد. كان على كل منهم في الرحلة القادمة أن يلعب دورًا خاصًا.

للعمل على هبوط الوحدة القمرية ، أنشأ الخبراء جهاز محاكاة خاص بالحجم الكامل. كانت طائرة غريبة الشكل تم تعليقها من رافعة طويلة لمحاكاة الجاذبية الضعيفة. كاد أن يقتل نيل أرمسترونج أثناء الفصل. أصبح فيما بعد أول شخص يمشي على سطح القمر.

"أبولو" اليساروحدة أبولو 11 للقيادة والخدمة (CSM) / الأرشيف المنسق لبيانات علوم الفضاء التابع لوكالة ناسا الأرض في 16 يوليو 1969. تمكن اثنان من أعضاء الطاقم ، نيل أرمسترونج وإدوين ألدرين ، من السير على سطح القمر بينما كان رائد الفضاء الثالث مايكل كولينز ينتظرهما في المدار. في 24 يوليو ، عادت وحدة القيادة إلى الأرض مع رواد الفضاء وعينات التربة وأفلام التصوير الفوتوغرافي والفيديو.

تبع ذلك خمس عمليات إنزال أخرى. لا يزال أعضاء بعثات أبولو الاثني عشر هم الأشخاص الوحيدون الذين يمشون على سطح القمر.

3. فوييجر 1 وفوييجر 2

الغرض الرئيسي من Voyagers ، التي تم إطلاقها في عام 1977 ، كانتفوييجر 1 / الأرشيف المنسق لبيانات علوم الفضاء التابع لوكالة ناسا دراسة كوكب المشتري وزحل وأورانوس ونبتون. وقد قامت الأجهزة بعمل ممتاز في هذه المهمة: فقد التقطوا الصور التفصيلية الأولى من مسافة بعيدة الكواكب. كل ذلك بفضل الكاميرات التلفزيونية الخاصة ، والتي من خلالها كان من الممكن نقل الصور عن طريق الراديو.

ومع ذلك ، يُعرف فويجرز في المقام الأول برحلتهم إلى ضواحي النظام الشمسي. وعلى الرغم من أن الأجهزة كانت لها أسلاف - مسبار Pioneer 10 و Pioneer 11 ، إلا أن Voyagers أصبحت أكثر الأشياء بعدًا في الكون التي صنعتها أيدي البشر.

الآن فوييجر 1 تقعمختبر الدفع النفاث فوييجر / ناسا على مسافة 23.3 مليار كيلومتر من الأرض. مرة أخرى في عام 2013 ، ترك النظام الشمسي وذهب إلى الفضاء بين النجوم. حلقت فوييجر 2 أيضًا بعيدًا - 19.4 مليار كيلومتر. ويستمر كلا الجهازين في التحرك.

وعلى الرغم من أن العمر التشغيلي المخطط قد مضى وقتًا طويلاً ، إلا أن التواصل مع فوييجر لا يزال بعد 44 عامًا تقريبًا من الإطلاق. يتم تعطيل معظم الأجهزة عليها حتى لا تضيع الطاقة. لكن لا يزال لدى المجسات احتياطيات من الوقود المشع - ومن المتوقع أن يستمر التواصل معهم حتى عام 2025 على الأقل.

وداخل فويجرز توجد الأقراص الذهبية الشهيرة المصممة ل حضارات خارج كوكب الأرض. تحتوي الوسائط على أصوات وصور من كوكبنا ، بالإضافة إلى إحداثيات الأرض. إذا عثر الأجانب على الأجهزة حقًا ، فسيكون بمقدورهم تحديد الوقت المنقضي منذ الإطلاق - تم وضع طلاء خاص على المجسات.

4. هابل

على الأرض ، من الصعب مراقبة النجوم: التداخل اللاسلكي ، والضوء الصادر عن الأجهزة الكهربائية ، والغلاف الجوي نفسه يتداخل. من الأنسب دراسة الكون بمساعدة المراصد الآلية في الفضاء.

تلسكوب الفلكي ادوين هابل أصبح1. الأرشيف المنسق لبيانات علوم الفضاء التابع لـ HST / وكالة ناسا
2. صحيفة وقائع هابل / وكالة الفضاء الأوروبية أصبحت واحدة من أولى المحطات. دخل الجهاز في مدار أرضي منخفض (569 كيلومترًا من السطح) في عام 1990. ثم كان من المفترض أن يعمل "هابل" لمدة 15 عامًا تقريبًا. ومع ذلك ، فإن النموذجية والقرب من الأرض قد أدى إلى إطالة عمرها: فقد تم استبدال العديد من الأجزاء القديمة وغير الناجحة بنجاح ، ولا يزال التلسكوب مستمرًا في المراقبة.

تعد المرآة الرئيسية لتلسكوب هابل ، التي يُجمع عليها الضوء المنبعث من الأجسام الفضائية ، واحدة من أكبر المرآة بين هذه الأجهزة - يبلغ قطرها 2.4 مترًا. يزن 816 كجم ومصنوع من زجاج كوارتز خاص. تم صقله لمدة عامين وأربعة أشهر للحصول على صورة واضحة وغير مشوهة. التلسكوب نفسه يمكن مقارنته في الارتفاع بمنزل من أربعة طوابق.

بفضل هابل ، تلقى علماء الفيزياء الفلكية الكثير من المعلومات الفريدة حول النظام الشمسي ومجرتنا والفضاء البعيد. على سبيل المثال ، اكتشفوا العديد من الكواكب التي يمكن أن يكون لها حياة ، وأوضحوا عمر الكون. حتى الآن ، حقق هابل أكثر من 1.5 مليون ملاحظة ، على أساسها نشر العلماء أكثر من 15 ألف مقال علمي. يواصل التلسكوب إنتاج 80 جيجا بايت من البيانات الجديدة كل شهر.

أصبح تلسكوب هابل قديمًا بشكل تدريجي ، وأصبح تلسكوب جيمس ويب أملًا جديدًا للمراصد. هذا وريث جدير: مرآته أكبر بمرتين من مرآة هابل - 6.5 متر. سيتعين على Webb محاولة تكرار نجاح سابقتها ، ولكن تم اتخاذ الخطوة الأولى. الجهاز ، الذي تم إطلاقه في 25 ديسمبر 2021 ، وصل بالفعل إلى موقع العمل على بعد 1.5 مليون كيلومتر من الأرض.

5. كاسيني هيجنز

بدأت مهمة الفضاء الأكثر تعقيدًا والأكثر تكلفة ، كاسيني هيغنز ، في عام 1997. كان من المفترض أن تستكشف المركبة الفضائية زحل وتهبط على أكبر أقمارها ، تيتان. لذلك ، يتألف المسبار من وحدتين: المداري (كاسيني) والنزول (هيغنز). كان من الضروري الطيران لمسافات طويلة وطويلة ، لذلك أصبح الجهاز واحدًا من أكبر السفن بين الكواكب - حيث تم تراكم 3.1 طن فقط من الوقود. كانت الكتلة الإجمالية للمسبار البالغ طوله سبعة أمتار 5.7 طن.

لتسليم Cassini-Huygens إلى نقطة نهاية الرحلة ، ناسا ووكالات الفضاء الأوروبية والإيطالية كان عليه أن يمهدأرشيف كاسيني / ناسا لبيانات علوم الفضاء المنسق طريق صعب. استخدم العلماء جاذبية الكواكب لتسريع السفينة: عند دخولها مدارها ، التقط الجهاز السرعة ، ثم قام بتصحيح الاتجاه بمساعدة المحركات. هذه الحيلة التي يستخدمها مهندسو وكالات الفضاء تسمى مناورة الجاذبية. على عكس الرحلة المباشرة ، فهي تتيح لك الوصول إلى وجهتك بشكل أسرع وتوفير الوقود.

أولاً ، وصلت كاسيني هيغنز إلى كوكب الزهرة ، وعادت إلى الأرض ، ودارت حول كوكب الزهرة مرة أخرى ، ثم اتجهت إلى كوكب المشتري. فقط بعد كل هذه المناورات وصل الجهاز إلى زحل. استغرقت الرحلة حوالي سبع سنوات.

بقيت المركبة كاسيني في مدار حول زحل وكان القمر الصناعي الصناعي الوحيد لها حتى عام 2017. عندما نفد وقود المسبار ، العلماء أرسلتص. بلابر ، أ. فيريكيا. Cassini-Huygens: منع التلوث البيولوجي / مجلة سلامة الفضاء وحدة في الغلاف الجوي للكوكب. الحقيقة هي أن أبسط الكائنات الحية الدقيقة من الأرض يمكن أن تعيش داخل الجهاز. من أجل عدم إصابة العوالم البعيدة عن طريق الخطأ بظروف يحتمل أن تكون صالحة للسكن ، قرر العلماء تدمير المسبار. السقوط ، استمرت كاسيني في إرسال البيانات والإطارات الأخيرة.

هبطت Huygens ، في يناير 2005 ، على Titan ، حيث تم اعتبار فرص العثور على الحياة ضئيلة ، والتقط صوراً للسطح. كان هذا أول هبوط ناجح لجهاز من صنع الإنسان خارج مدارات الكواكب الأرضية (عطارد والزهرة والأرض والمريخ).

6. محطة الفضاء الدولية

حتى الآن ، لا يمكن للبشرية الذهاب في رحلة إلى كواكب أخرى أو مغادرة نظامها الشمسي الأصلي. لكن من ناحية أخرى ، فهو يعرف بالفعل الكثير عن الفضاء وتعلم العيش خارج الأرض. إلى حد كبير بفضل محطة الفضاء الدولية.

منذ عام 1998 ، كانت محطة الفضاء الدولية على ارتفاع أكثر من 400 كيلومتر بسرعة 28800 كيلومتر في الساعة الدورانمحطة الفضاء الدولية على الإنترنت حول الأرض. كل هذه السنوات محطة نما: الآن هو مجمع يبلغ طوله 109 أمتار وعرضه 73 مترًا (أي أكثر من ملعب كرة قدم قياسي) ، وكذلك كتلته 417 طنًا.

اليوم على محطة الفضاء الدولية باستمرار عملحقائق وأرقام عن محطة الفضاء الدولية / ناسا طاقم دولي من حوالي سبعة. إن إبقائها على قيد الحياة في المدار ليس بالأمر السهل: يجب توصيل الوقود والإمدادات وحتى الهواء بواسطة صواريخ الشحن.

لم يكن بوسع أي دولة أن تنفذ مثل هذا المشروع الطموح. أصبح وجود أكبر مركبة فضائية في تاريخ البشرية ممكنًا فقط بسبب تعاون وكالات الفضاء من جميع أنحاء العالم. يعمل الأشخاص من جميع أنحاء العالم معًا للحفاظ على تشغيل المحطة.

بفضل محطة الفضاء الدولية ، أجرى علماء من 108 دولة 3000 دراسة. ساعدت المحطة في معرفة مدى تأثير البقاء طويلاً في انعدام الوزن على الشخص والنباتات والحيوانات والمواد المختلفة وما هي المخاطر في الفضاء الخارجي وفي مدار الأرض. ستكون هذه التجربة مفيدة للغاية عندما (وإذا) ذهب الناس يسيطر كواكب أخرى.

7. هايابوسا وهايابوسا -2

تخيل أنك بحاجة إلى إصابة هدف بقياس 55 × 18 سم بسهام تتحرك بسرعة تزيد عن 20 كيلومترًا في الثانية (72 ألف كيلومتر في الساعة). كانت هذه هي المهمة التي واجهت علماء وكالة الفضاء اليابانية - كان من الضروري جمع التربة من الكويكبات إيتوكاوا وريوجو. كل شيء للحصول على عينات من المواد التي تم حفظها بنفس الشكل الذي كان عليه قبل 4.6 مليار سنة ، عندما تم إنشاء النظام الشمسي.

بدلاً من السهام ، قرر المهندسون استخدام مسبار الفضاء Hayabusa و Hayabusa-2. للقيام بمهمة فضائية طويلة المدى ، تم تركيب محركات أيونية عليها. يعمل الأخير على الكهرباء ، مما يسرع أيونات الزينون ، ويتم الحصول على الدفع النفاث. فقط بفضل هذا الاكتشاف التقني "هايابوسا" كان قادرا على العودةأرشيف منسق بيانات علوم الفضاء هايابوسا / ناسا إلى الأرض عندما تسبب فشل اختبار الهبوط على إيتوكاوا في تسرب الوقود.

بشكل عام ، خلال المهمة الأولى ، كان على المهندسين اليابانيين حل العديد من المشكلات. غالبًا ما كان الاتصال مع Hayabusa مفقودًا ، وكانت بعض الأجهزة الخاصة بتوجيه الجهاز في الفضاء معطلة ، وكانت أداة قوية فلاش على الشمس دمرت 7 من 11 لوحة شمسية للمسبار. ومع ذلك ، تمكن العلماء من إعادة تكوين هايابوسا وإكمال المهمة بنجاح. على سبيل المثال ، قاموا بترتيب إمداد التيار من المولد الكهربائي لمحرك (مكسور) إلى آخر. نتيجة لذلك ، بعد سبع سنوات (2003-2010) من الرحلة ، قام الجهاز ، مع تأخير لمدة ثلاث سنوات من التاريخ المحدد ، بنقل التربة من الكويكب إلى الأرض.

رحلة Hayabusa-2 إلى كويكب Ryugu ، والتي بدأت في عام 2014 ، تم الاجتياز بنجاحHayabusa2 / NASA أرشيف بيانات علوم الفضاء المنسق بهدوء أكبر. في عام 2018 ، وصل الجهاز إلى الهدف وهبط وحدات روبوتية هناك. في وقت لاحق ، نزل Hayabusa-2 نفسه إلى السطح وجمع عينات من التربة. من الجدير بالذكر أنه قبل إحدى عمليات الإنزال ، أطلق المسبار حرفيًا قذيفة تراكمية على الكويكب لتكوين حفرة صغيرة - ولم يكن الجهاز السابق قادرًا على فعل ذلك. في عام 2020 ، أرسل Hayabusa-2 عينات كبسولات إلى الأرض.

كان المسبار قد ترك وقودًا غير مستخدم ، لذلك تم تمديد المهمة لمدة 11 عامًا أخرى. الآن سيتعين على Hayabusa-2 زيارة الكويكب 1998 KY26 ، الذي يبلغ قطره 30 مترًا فقط. للمقارنة ، يبلغ قطر ريوجو 920 مترًا.

8. آفاق جديدة

على خطى الرواد وفوييجر ، تبعهم مسبار آخر تابع لوكالة ناسا ، هو نيو هورايزونز. رحلته التي استمرت عدة سنوات إلى حافة النظام الشمسي بدأتحزام بلوتو كايبر من نيو هورايزونز يطير / الأرشيف المنسق لبيانات علوم الفضاء التابع لوكالة ناسا في 2006. للطيران هناك ، قام الجهاز بمناورة بالقرب من الأرض ، ثم اكتسب تسارعًا إضافيًا بالقرب من المشتري.

على طول الطريق ، اكتشف المسبار تقلبات الطقس والتوهجات القطبية. برق على كوكب المشتري ، واستولت أيضًا على ثوران بركاني كبير على Io. كما أصبحت أول مركبة فضائية في التاريخ تصل إلى بلوتو وقمره شارون في عام 2015. كان هذا هو الهدف الرئيسي للبعثة. لم يصور المسبار "قلب" الكوكب القزم فحسب ، بل التقط أيضًا الصخور والمنخفضات العميقة والجبال الجليدية على سطحه.

تم نقل المعلومات حول بلوتو من الجهاز إلى الأرض لمدة تسعة أشهر بسرعة 600 بت في الثانية. التواصل في الفضاء السحيق بطيء.

بعد بلوتو ، توجه المسبار إلى حزام كايبر ، وهو جزء من النظام الشمسي مكون من كويكبات وكواكب قزمة. واليوم ، تعد نيو هورايزونز خامس وسيلة تصل إلى مثل هذه المعالم البعيدة. تم تمديد مهمتها مؤقتًا حتى عام 2026.

9. جونو

حصل مسبار جونو التابع لناسا على اسمه لسبب ما. كان هذا هو اسم زوجة الإله جوبيتر في الأساطير القديمة ، والتي كانت قادرة على كشف أسرار زوجها. لكن لكشف أسرار الكوكب الذي يحمل نفس الاسم ، لا يكفي أن تتعلم كيف ترى من خلال حجاب الغيوم: يجب أن تكون قادرًا على البقاء في ظروف الإشعاع القوي المنبعث من الغاز العملاق. لذلك ، من أجل حماية المعدات ، قام المتخصصون أيضًا بتزويد Juno بشاشات خاصة.

كل مسبار الطاقة اللازمة يستقبلأرشيف بيانات جونو / ناسا المنسق لبيانات علوم الفضاء من الألواح الشمسية الضخمة - وهي الأكبر بين جميع المركبات الفضائية من هذا النوع. عند نشرها ، يصل قطرها إلى 20 مترًا وتتيح طاقة كافية من ضوء الشمس النادر الذي يدور حول كوكب المشتري. بفضل هذه الميزة ، لا يعتمد Juno على الوقود ، مثل Cassini ، على سبيل المثال ، ويمكنه العمل لفترة أطول.

ومع ذلك ، هناك الكثير من القواسم المشتركة بين هذين الجهازين. يعمل "جونو" أيضًا في مدار الكوكب قيد الدراسة. وللوصول إلى هناك ، كان على المسبار أن يقطع شوطًا طويلاً. استغرق الطريق حوالي خمس سنوات (2011-2016). خلال هذا الوقت ، طار الجهاز باتجاه المريخ ، وعاد إلى الأرض ، وباستخدام جاذبية كوكبنا ، ذهب إلى الوجهة النهائية للرحلة.

تمكنت "جونو" ، مثل نموذجها الأولي الأسطوري ، من اختراق أسرار كوكب المشتري. قام الجهاز بتصوير العواصف القوية والشفق القطبي على السطح وسجل مجال جاذبية قوي للكوكب. كما أرسل صورًا رائعة بالأشعة تحت الحمراء للانفجارات البركانية على القمر Io.

ومع ذلك ، فإن كوكب المشتري ، أو بالأحرى إشعاعه ، يدمر جونو ببطء. على سبيل المثال ، يقلل تدريجيًا من كثافة الطاقة للألواح الشمسية. من المفترض أن المسبار سيكون قادرًا على العمل فقط حتى عام 2025.