к каким телам солнечной системы было отправлено больше автоматических межпланетных станций почему
Полеты АМС к планетам Солнечной системы.
Описание презентации по отдельным слайдам:
Полеты АМС к планетам Солнечной системы
Автоматическая межпланетная станция (АМС) — беспилотный космический аппарат, предназначенный для полёта в межпланетном космическом пространстве (не по геоцентрической орбите) с выполнением различных поставленных задач.
Сложные технологии межпланетных станций освоили всего двадцать семь стран: СССР (Россия, Украина), США, ЕКА (22 страны Европы), Япония, Индия, Китай. АМС 5 стран летали к Марсу и Венере ; к астероидам — США, Европа и Япония; к Юпитеру и Сатурну — США, из них две АМС с участием Европейского космического агентства (ЕКА); к Меркурию, Урану и Нептуну — только США.
«Кассини-Гюйгенс» выходит на орбиту Сатурна Название Дата запуска Страна Описание Вояджер-1 5.09.1977 США Пролетел около Юпитера и Сатурна Вояджер-2 20.08.1977 США Облетел Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун Галилео 18.10.1989 США Исследовал Юпитер Кассини-Гюйгенс 15.10.1997 США/Европа Должен исследовать Сатурн
АМС обычно предназначается для исследования планет, их естественных спутников, комет и других объектов Солнечной системы. При этом обычно производится фотографирование рельефа, измерение магнитного поля, радиации, температуры, химического состава атмосферы и грунта.
Источниками электроэнергии на борту АМС обычно являются солнечные батареи или термоэлектрические генераторы. В приборном отсеке поддерживается температура, достаточная для нормального функционирования всех устройств. Для ускорения или торможения во время полёта используются ракетные двигатели, а в последнее время — электрические ракетные двигатели.
История АМС Первой автоматической межпланетной станцией была «Луна-1» (СССР), пролетевшая вблизи Луны. «Луна-3» сделала первые фотографии обратной стороны Луны.
«История АМС Самыми известными АМС являются аппараты «Вояджер», «Венера», «Луна», «Маринер», «Пионер», «Викинг», «Вега», а также аппараты «Галилео», «Кассини», «Новые горизонты». Рекорд по длительности работы показал «Вояджер-2», запущенный в 1977 году. «Маринер» «Вояджер» «Новые горизонты»
История АМС «Венера» — серия советских АМС для изучения Венеры. По мере получения новых данных о Венере в конструкцию аппаратов вносились изменения с целью приспособить их к экстремальным условиям планеты. До начала космических исследований основной моделью Венеры была землеподобная планета с океанами жидкой воды, сокрытыми за плотной атмосферой, поэтому первые версии аппаратов обладали запасом плавучести, позволявшим им не утонуть в предполагаемом океане Венеры.
История АМС. Интересные факты. АМС серии 1ВА были разработаны для запуска в январе-феврале 1961 года. Их целью было попадание на поверхность континентальной Венеры или в её предполагаемый океан. В верхней части аппарата располагалась медаль с гербом Советского Союза и изображением схемы полёта Земля-Венера.
История АМС. Интересные факты. При запуске произошёл отказ преобразователя тока, не предназначенного для работы в вакууме. Вскоре после запуска станция сгорела в атмосфере Земли над Сибирью, а спускаемый аппарат затонул в одной из сибирских рек. Несколько лет спустя, во время купания, медаль нашёл школьник и передал отцу. Пройдя через милицию, КГБ и Академию наук медаль вернулась к главному конструктору ОКБ-1 Сергею Павловичу Королёву. С. П. Королёв
История АМС. Интересные факты. До получения информации от «Маринер-2» Венера считалась обладательницей умеренного климата и, возможно, океана. Рассматривалась вероятность обнаружения жизни на ней. «Маринер-2» развеял эти мечты. Его исследования обрисовали неприветливую картину. Под слоем атмосферы из углекислого газа и облаками из серной кислоты расположена раскаленная почти до 500 ºС поверхность. Здесь нет воды, и не может быть известных нам форм жизни. На Венере даже космические аппараты не выдерживают: они плавятся и сгорают.
История АМС. Интересные факты. Четвёртая планета Солнечной системы и последняя из землеподобных — это Марс. Красная планета всегда привлекала внимание ученых, она остается центром исследований и сегодня. Марс изучался многочисленными «Маринерами», двумя «Викингами» и советскими «Марсами». Долгое время астрономы полагали найти на поверхности Красной планеты воду. Сегодня известно, что когда-то давно Марс выглядел совершенно иначе, чем сейчас, возможно, на нем была вода.
Существует предположение, согласно которому изменению поверхности Марса способствовала столкновение его с огромным астероидом, оставившим след в виде пяти кратеров. Результатом катастрофы стало смещение полюсов планеты практически на 90º, значительное усиление вулканической активности и движения литосферных плит. Одновременно произошли и климатические изменения. Марс лишился воды, атмосферное давление на планете значительно снизилось, поверхность стала напоминать пустыню.
Первой космической станцией, запущенной к Марсу 1 ноября 1962 г., была советская АМС «Марс – 1». «Марс – 2» совершила посадку на Марс. В составе грунта было обнаружено: 15-20 % кремния, 14 % железа, кальций, алюминий, сера, титан, магний, цезий и калий. В составе воздуха было обнаружено 95 % углекислого газа, 2,7 % азота и признаки наличия кислорода, аргона и водяного пара. «Марс – 1» «Марс – 2»
«Во́яджер» (англ. «путешественник») — название двух американских космических аппаратов, запущенных в 1977 году, а также проекта по исследованию дальних планет Солнечной системы с участием аппаратов данной серии. Запуск «Вояджера-2» на ракете-носителе Titan
«Юнона» (также «Джуно», от англ. Juno, Jupiter Polar Orbiter) — автоматическая межпланетная станция НАСА, запущенная 5 августа 2011 года для исследования Юпитера.
«Новые горизонты» (англ. New Horizons) — автоматическая межпланетная станция НАСА, предназначенная для изучения Плутона и его естественного спутника Харона. Запуск осуществлён 19 января 2006 года, аппарат выполнил пролёт Юпитера в 2007 году и научную программу изучения Плутона в 2015 году, на начало 2019 года запланировано изучение объектов пояса Койпера.
Исследование планет Солнечной системы и космоса осуществляется с целью поиска условий, где может зародиться жизнь. Однако масштабы Вселенной таковы, что человечество может не справиться с задачей и за все время, отведенное ему. Поэтому аппараты «Вояджер» оснащены видеодиском с информацией о том, где находится Земля, и кто ее населяет. На изображениях запечатлены ландшафты, анатомическое строение человека, структура ДНК, сцены из жизни людей и животных, записаны звуки: пение птиц, плач ребенка, шум дождя и еще многие другие.
«Вояджер-1» примерно в 2020 году покинет пределы Солнечной системы и еще долгие столетия будет бороздить пространства космоса. Ученые полагают, что обнаружение другими цивилизациями послания землян может произойти очень нескоро, в то время, когда уже и наша планета прекратит свое существование. В этом случае диск с информацией о людях и Земле — все, что останется от человечества во Вселенной.
Номер материала: ДБ-319842
Международная дистанционная олимпиада Осень 2021
Не нашли то что искали?
Вам будут интересны эти курсы:
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.
В школе в Пермском крае произошла стрельба
Время чтения: 1 минута
Треть школ и пятая часть детских садов в России являются инклюзивными
Время чтения: 1 минута
Школьников не планируют переводить на удаленку после каникул
Время чтения: 1 минута
Правительство выделит свыше 231 млрд рублей на выплаты учителям за классное руководство
Время чтения: 1 минута
Минпросвещения намерено включить проверку иллюстраций в критерии экспертизы учебников
Время чтения: 1 минута
Фальков поручил проверить знания студентов после нерабочих дней
Время чтения: 1 минута
Подарочные сертификаты
Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.
Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.
Межпланетные станции
Наши космические аппараты посетили все планеты Солнечной системы. Первыми из них были 10 автоматических межпланетных станций «Маринер» в 1960-х и 1970-х годах. Они облетели Марс, Венеру и Меркурий. В начале 1970-х межпланетные станции серии «Пионер» исследовали Юпитер и Сатурн, а «Пионер-10» стал первым космическим аппаратом, который покинул пределы Солнечной системы.
ПЕРВОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ О ПЛАНЕТАХ
В конце 1970-х на Марс полетели станции-близнецы «Викинг», состоящие из орбитального блока и посадочного модуля. Первый был создан для картирования, а второй – для исследования поверхности Красной планеты. Посадочный модуль «Викинг-1» привлек к себе необычайное внимание общества, когда якобы обнаружил жизнь на Марсе.
Обе станции передали на Землю невероятные фото Юпитера, Сатурна, Урана, Нептуна и их спутников, а также кладезь данных об их составе и кольцах.
ПРОГРЕСС АППАРАТОВ
В 1990 году межпланетная станция Магеллан вышла на орбиту Венеры. В результате была получена радиолокационная карта поверхности, ранее скрытой непрозрачными облаками серной кислоты.
В 1989 году НАСА запустило космический аппарат «Галилео», который тоже вышел на орбиту вокруг Юпитера 6 лет спустя. Там он выбросил в его атмосферу роботизированный зонд для сбора данных.
В 1997 году «Марс Патфайндер» и «Марс Глобал Сервейор» прибыли на Красную планету для анализа и составления карты марсианской поверхности. В том же году была запущена американо-европейская межпланетная станция «Кассини», прибывшая на Сатурн в 2004 году. Главной задачей этой миссии было размещение «Гюйгенса» – зонда, созданного в ЕКА. Он благополучно совершил посадку на Титан, спутник Сатурна.
ИССЛЕДУЯ МАРС
В 2003 году «Марс-Экспресс» ЕКА вышел на орбиту Красной планеты и начал успешную передачу данных. Однако его посадочный модуль, злополучный «Бигль-2», не смог послать сигнал после прибытия на поверхность Марса.
В следующем году американские марсоходы «Спирит» и «Оппортьюнити» благополучно приземлились на планету. Оба аппарата по прежнему активно изучают ее поверхность.
Запущенный в августе 2007 года посадочный модуль «Феникс» сел на Марс в мае 2008 года. Его миссия заключалась в изучении образцов почвы полярного региона. Запланировано несколько миссий на Марс, одна из которых предусматривает доставку образцов почвы планеты.
Исследование Солнечной системы
Современный этап исследований Солнечной системы предполагает изучение не только планет, но и наиболее отдаленных объектов в пределах влияния Солнца. Исследования касаются не только самой системы, но и ее взаимодействия с галактикой и другими вселенскими структурами. Освоение Солнечной системы в настоящее время невозможно без использования мощнейших оптических приборов наземного и орбитального расположения, а также высокотехнологичных космических аппаратов, передающих на Землю самую последнюю информацию о небесных телах.
Советские станции на Марсе
Советская программа исследования Марса ставила своей целью высадить космонавтов на Красную планету. Однако к этой цели вел очень долгий путь, который человечество не осилило до сих пор.
После целой серии неудач 1 ноября 1962 г. стартовала советская станция «Марс-1», которая направилась в сторону Красной планеты.
В ходе полета она передала множество ценной информации, однако через несколько месяцев связь со станцией была потеряна. К началу 70-х гг. в СССР было создано новое поколение марсианских станций, состоявших из спускаемого аппарата и искусственного спутника Марса.
В мае 1971 г. с космодрома Байконур стартовали станции «Марс-2» и «Марс-3», которые спустя полгода вышли на цель. Из-за ошибки в расчетах СА «Марс-2» разбился о марсианскую поверхность, однако СА «Марс-3» 2 декабря 1971 г. совершил мягкую посадку и передал на Землю первый видеосигнал. К сожалению, в районе посадки бушевала пыльная буря, и видеосигнал не получалось расшифровать, а марсоход и другая научная аппаратура не подавали признаков жизни.
Через 2 года СССР отправил к Марсу две пары межпланетных станций, которые дублировали друг друга: искусственные спутники «Марс-4», «Марс-5» и спускаемые аппараты «Марс-6», «Марс-7». К сожалению, свою миссию смогла выполнить только станция «Марс-5», которая вышла на орбиту Красной планеты и передала 60 изображений марсианской поверхности.
В 1988 г. к спутнику Марса Фобосу были отправлены 2 советские станции «Фобос-1» и «Фобос-2». Вторая станция достигла цели и выполнила часть программы научных исследований, передав на Землю фотографии Марса и Фобоса с близкого расстояния. Однако, в конце марта 1989 г., прямо перед сбросом спускаемых аппаратов на Фобос связь со станцией была потеряна.
Спускаемый аппарат «Марс-3»
СА отделялся до выхода спутника на орбиту Красной планеты и совершал мягкую посадку на ее поверхность. После этого с посадочной платформы спускался шагающий марсоход, который должен был начать исследование грунта планеты.
Космические аппараты «Викинг»
Основной задачей этой исследовательской программы был поиск на поверхности Марса следов жизни, для чего спускаемые аппараты оснастили самой современной аппаратурой.
Программа «Викинг» выросла из гораздо более амбициозного проекта «Вояджер», предусматривавшего высадку американских астронавтов на Марс, от которой в 1971 г. НАСА отказалось из-за сокращения финансирования. Космический аппарат «Викинг» состоял из орбитального блока, созданного на основе станции «Маринер-8», и спускаемого аппарата.
Главной задачей орбитального блока АМС было доставить спускаемый аппарат на Марс и обеспечить его связь с Землей. Технически намного проще ретранслировать сигнал с Марса на Землю через спутник на ареоцентрической орбите, чем напрямую. Конечно, спускаемые аппараты «Викинг» имели возможность связываться с Землей напрямую, но скорость передачи данных была бы ниже в 10 раз. Кроме того, на ОБ «Викинг» была размещена научно-исследовательская аппаратура: 2 телекамеры, инфракрасный спектрометр для регистрации водяных паров и инфракрасный радиометр для составления тепловой карты планеты. Делая витки над Марсом на высоте 150 км, орбитальный блок не только обеспечивал связь, но и выполнял собственную научную программу исследований. Спускаемый аппарат был оснащен еще более солидно.
Кроме оборудования для биологического эксперимента, он нес на себе две фототелевизионные установки, приборы для метеорологических исследований, газовый хроматограф и рентгеновский флуорисцентный спектрометр. В конце августа — начале сентября 1975 г. АМС «Викинг-1» и «Викинг-2» успешно стартовали с космодрома Канаверал и спустя почти год их спускаемые аппараты сели на поверхность Красной планеты.
Оба СА передали на Землю цветные фотографии Марса и взяли пробы грунта, которые показали, что в месте посадки он состоит из глины, содержащей огромное количество железа. Именно этим и объясняется красный цвет поверхности Марса. Спускаемые аппараты проработали до начала 80-х гг., но следов жизни на планете им обнаружить не удалось.
Поиск жизни
Биологические исследования СА «Викинг» включали в себя четыре эксперимента. Эксперимент по газообмену обнаружил высокий уровень выделения кислорода. «Проращивание» марсианского грунта в питательном бульоне сперва обнаружило газы и увеличение двуокиси углерода, почти как у земной почвы, но затем все быстро прекратилось. Регистрация поглощения изотопа углерода 14С также не дала однозначных результатов — на Земле микроорганизмы хорошо усваивают углекислый газ, но на Марсе этот эксперимент дал неоднозначный результат — углерод то усваивался, то нет. Четвертый эксперимент, по обнаружению органических веществ, дал отрицательный результат. В итоге, был сделан вывод, что жизни на Марсе нет.
Марсоходы НАСА
Проект НАСА «Марс эксплорейшн ровер» предусматривал отправку на Красную планету двух марсоходов, главной их целью должен был стать поиск следов жидкой воды. Наличие таких запасов критически важно для будущих пилотируемых полетов на Марс.
Новый марсоход, созданный к началу 2002 г., представлял собой шестиколесную тележку, на которой было смонтировано научное оборудование и ходовая часть. Два совершенно идентичных ровера «МЭР-А» и «МЭР-Б» были готовы к запуску в астрономическое окно 2002 г. Оставалось дать им имена, для чего был объявлен общенациональный конкурс среди школьников. Его победителем стала русская девочка Софи Коллиз, в раннем возрасте удочеренная американской семьей. Она предложила назвать марсоходы «Спирит» («Дух») и «Оппортьюнити» («Возможность»). Летом 2003 г. с интервалом почти в месяц ракеты-носители «Дельта-2» вывели оба марсохода в околоземное пространство и направили в сторону Красной планеты. Спустя полгода роверы благополучно опустились на марсианскую поверхность. Ученые специально выбирали места их посадки так, чтобы вероятность найти воду или ее следы была максимальной. «Спирит» был посажен в 180-километровом кратере Гусева, куда впадает русло древней пересохшей реки. Здесь 5 марта 2004 г. в ходе бурения аппарат обнаружил следы воды.
Предположения ученых подтвердились — миллионы лет назад Марс действительно был живой планетой! «Оппортьюнити» опустился на поверхность с противоположной стороны планеты. Местом его посадки было выбрано плато Меридиана. Здесь предполагалось наличие гематита — минерала железа, часто встречающегося в гидротермальных жилах.
Исследования, проведенные марсоходом, подтвердили, что в древности плато было покрыто водой. Ресурс работы обоих аппаратов составлял всего 90 марсианских суток. Однако, «Спирит» функционировал до 2010 года, а «Оппортьюнити» и сегодня продолжает исследовать Марс, раскрывая новые тайны Красной планеты.
В ходе этой миссии НАСА в 2012 г. на Красную планету был доставлен тяжелый марсоход третьего поколения «Кьюриосити» размером с крупную легковую машину.
Работающий сейчас на поверхности Марса «Кьюриосити» в несколько раз больше своих предшественников «Спирит» и «Оппортьюнити». Перед этой автономной химической лабораторией весом почти в 1 тонну стоит несколько основных задач: выяснить была ли на Марсе в прошлом жизнь и подготовить высадку астронавтом на Красной планете. В результате проведенных «Кьюриосити» исследований ученые установили, что в прошлом на Марсе существовали благоприятные для простых микроорганизмов условия жизни.
Марсианская научная лаборатория
Установленная на марсоходе химическая лаборатория SAM состоит из трех инструментов. Квадрупольный массанализатор исследует образцы газов как в атмосфере, так и выделяемых при нагревании проб грунта. Газовый хроматограф определяет точный химический состав обнаруженной газовой смеси. Настраиваемый лазерный спектрометр определяет наличие метана.
Полет человека на Марс
Пилотируемый полет на Марс является давней мечтой ученых и конструкторов, однако финансовые и технические проблемы раз за разом заставляют откладывать эту значимую для всего человечества экспедицию. Тем не менее, несомненно, что освоение человеком Марса — дело нашего ближайшего будущего.
Советские конструкторы под руководством С. Королева работали над советской программой пилотируемого полета на Марс с 1960 г., старт корабля с экипажем был запланирован на 1971 г., однако «лунная гонка» в конце концов, заставила отказаться от реализации данного проекта. Конечной целью американской программы «Аполлон» также был Марс, а Луна должна была стать всего лишь промежуточным этапом. В самом начале XXI века НАСА начало работу над программой «Созвездие», целью которой был полет астронавтов на Марс, но из-за недостатка финансирования она была закрыта.
Однако специалисты НАСА продолжают разработку техники и оборудования, которые будут необходимы астронавтам для жизни и работы на других планетах в рамках программы «Исследования и технологии в пустыне» (Desert RATs — «Крысы пустыни»), и твердо уверены, что смогут отправить людей на Марс в течение ближайших 15-20 лет. Более того, с 2010 г. в НАСА разрабатывают проект «Столетний космический корабль», который предусматривает отправку колонистов на Марс в один конец, без возможности вернуться назад на Землю. Такой подход серьезно сокращает средства на экспедицию, первую партию добровольцев планируется отправить в 2030 г.
Роскосмос также планирует организовать пилотируемый полет на Марс до середины нашего столетия. С 2007 по 2011 гг. совместно с Российской Академией наук и ЕКА он провел эксперимент «Марс-500», в рамках которого 6 добровольцев 500 дней находились в замкнутом пространстве, имитирующем условия экспедиции на Марс.
Тем временем к марсианскому проекту подключились негосударственные коммерческие структуры, которые готовы взять на себя бремя расходов по отправке человека на Красную планету. Ближе всех к реализации этой идеи подошла американская частная аэрокосмическая компания SpaceX, планирующая осуществить полет на Марс, модифицировав свой уже существующий пилотируемый многоразовый космический корабль «Дракон V2».
Межпланетные станции «Венера»
В середине XX в. многие верили, что на Венере, постоянно покрытой облаками, которые мешают рассмотреть ее поверхность, существует жизнь. Мало кто предполагал, что за непрозрачной атмосферой скрываются самые экстремальные условия в Солнечной системе.
Первый успешный полет советский станции к Венере состоялся в 1966 г. «Венера-2» пролетела мимо планеты, а «Венера-3» благополучно отправила спускаемый аппарат в ее атмосферу, став космическим аппаратом, став первым рукотворным устройством, который достиг поверхности соседней планеты. В следующем году ее достигла станция «Венера-4». СА отделился от главного модуля и обе части станции начали спуск на ночной стороне поверхности. На высоте 26 км парящий под куполом парашюта спускаемый аппарат стал передавать телеметрические данные. В течение 96 минут на Земле получали бесценную информацию о свойствах венерианской атмосферы. За время передачи температура вокруг СА увеличилась до 271°C, давление возросло до 18 атмосфер, и связь с аппаратом прервалась.
Спускаемый аппарат «Венера-3» был разработан исходя из того, что температура на планете не превышает 60°С. Он не мог выдержать почти двухчасового спуска в раскаленной атмосфере планеты и испарился бы задолго до достижения поверхности. СА «Венера-4» был готов к высоким венерианским температурам, но ученые ничего не знали о чудовищном давлении, которое и расплющило аппарат на высоте десятков километров.
В 1969 г. на Венеру отправились станции «Венера-5» и «Венера-6» с усовершенствованными спускаемыми аппаратами, которые должны были сесть на ночной стороне планеты. Но, как в прошлый раз, оба СА были раздавлены страшным давлением еще в полете. Конструкторы учли все особенности неприветливой планеты, и 25 декабря 1970 г. СА «Венера-7» наконец совершил мягкую посадку на Венеру. Спустя 5 лет к планете отправились новые станции, «Венера-9» и «Венера-10». Они состояли из СА и орбитального модуля, который, в отличие от предыдущих станций, оставался в космосе и служил для связи с Землей. Обе станции после посадки проработали почти час и передали первые черно-белые фотографии венерианской поверхности. В 1982 г. «Венера-13» и «Венера-14» провели серию самых сложных исследований за всю историю изучения планеты. Оказалось, что облака, покрывающие планету, состоят из серной кислоты.
Кроме того, были получены цветные фотографии поверхности и неба Венеры. А в 1983 г. «Венера-15» и «Венера-16» при помощи радиолокационных системам в течение нескольких месяцев картографировали Венеру.
Межпланетные станции «Вега»
Космическая станция «Вега» состояла из двух основных частей — пролетного блока, предназначенного для изучения кометы Галлея, и спускаемого аппарата для исследования Венеры. На пролетном блоке было размещено огромное количество научного оборудования, созданного учеными СССР, Франции, ФРГ, Австрии, Венгрии, Чехословакии и Польши. Землянам впервые предоставилась возможность изучить ядро кометы, для чего на борту «Веги» установили в том числе и телекамеры. Спускаемый аппарат АМС состоял из двух частей: аэростатного атмосферного зонда и посадочного модуля.
Аэростат был оборудован аппаратурой для изучения метеоусловий планеты, посадочный модуль — большим количеством аппаратуры, в том числе и грунтозаборным устройством с буром. В конце 1984 г. АМС «Вега-1» и «Вега- 2» стартовали к Венере. Спустя полгода станции приблизились к планете и, после отделения спускаемых аппаратов, легли на траекторию сближения с кометой Галлея, которое было назначено на 1986 г. При спуске СА «Вега-1» на высоте 17 км сработал сигнализатор посадки, который запустил работы всего научного оборудования, рассчитанного на изучение поверхности планеты. Посадка СА «Вега-2» прошла более успешно. Автоматика работала как часы, и ученым удалось получить результаты анализа пробы грунта в месте посадки.
Оба ПА опустились на ночную поверхность Венеры на равнине Русалки. Главное внимание ученых все же было приковано к аэростатам. После отделения от СА в течение нескольких минут зонд наполнялся гелием, после чего лег в дрейф в атмосфере Венеры. В течение 46 часов он пролетел более 11 тыс. км, передавая на Землю данные о температуре, давлении, скорости ветра и освещенности. Как только зонд «Вега-1» закончил свою работу, на вахту заступил аэростат АМС «Вега-2». Оба СА плыли на высоте около 50 км, в наиболее плотном слое венерианской облачности. Ученые справедливо предполагали, что именно здесь особенно ярко проявляются процессы суперротации атмосферы Венеры — стремительное вращение, в 20 раз превышающее скорость вращения планеты. Из-за этого феномена на венерианской поверхности ни на минуту не затихает ураган огромной силы.
Оба пролетных аппарата после отстыковки СА у Венеры получили дополнительное ускорение и направились на рандеву с кометой. В 1986 г. «Вега-1» и «Вега-2» передали на Землю огромное количество научной информации о комете Галлея, в том числе и снимки ее ядра. Оказалось, что оно состоит из обычного льда и пылевых частиц.
НАСА исследует Меркурий
Поскольку Меркурий является одним из самых труднодостижимых объектов нашей системы, чтобы пролететь к нему с околоземной орбиты, необходимо погасить значительную часть орбитальной скорости Земли при помощи гравитационного маневра у Венеры.
Спустя 30 лет НАСА отправило к этой планете АМС «Мессенджер», которая после трех пролетов мимо планеты вышла на меркурианскую орбиту в 2011 г. и оставалась там свыше 4 лет. В течение первого года работы станция полностью картографировала Меркурий. «Мессенджер» тщательно изучил химический состав планеты, поверхность которой, как оказалось, днем может разогреваться до 430 оС. Тем не менее, ученые предполагают, что в глубоких кратерах, куда не проникает солнечный свет, может сохраняться лед, т.е. на Меркурии может быть вода.
В 2018 г. к Меркурию отправится совместная европейско-японская станция «Бепи-Коломбо».
Исследования комет и астероидов
В древности люди панически боялись комет, считая их появление в небе предвестником бед и катаклизмов. Но сегодня кометы стали предметом пристального внимания ученых, которые надеются найти в них ответы на загадки формирования Солнечной системы и появления жизни.
В 1985 г. зонд НАСА «Эксплорер-59» впервые в истории приблизился к комете. Он прошел через газовый хвост кометы Джакобини-Циннера.
В следующем году знаменую комету Галлея встретила целая эскадра космических аппаратов, которые всесторонне изучили этот объект и передали данные на Землю. Ученые смогли впервые увидеть твердое ядро кометы и понять, как устроено это небесное тело.
В 2001 г. после встречи с астероидом Брайль космический зонд «Дип спейс 1», запущенный в 1998 г., приблизился к комете Боррелли и передал на Землю ее снимки. Ученые смогли получить четкое изображение ядра кометы и большой объем научных данных. Следом за «Дип спейс 1», в 1999 г. НАСА запустило космическую станцию «Стардаст», перед которой была поставлена амбициозная цель — доставить на землю образцы межзвездной и кометной пыли, чтобы получить более точное представление о том, из чего состоят кометы. Исследователи знали, что кометы, двигающиеся по большим вытянутым орбитам вокруг Солнца, состоят из первичного вещества, из которого 4,5 млрд лет назад была образована наша Солнечная система, поэтому так важно было получить его образец.
В начале 2004 г. аппарат встретился с кометой Вильда 2 и собрал образцы, которые через 2 года прибыли на Землю. В том же 2004 г. ЕКА запустило станцию «Розетта», которая спустя 10 лет высадила спускаемый аппарат «Филы» на поверхность ядра кометы Чурюмова-Герасименко. В течение 3-х дней зонд передавал научные данные о составе вещества кометы, после чего перешел в спящий режим. В 2015 г. он снова вышел на связь и передал пакет новых данных. Благодаря этой уникальной миссии на сегодняшний день комета Чурюмова-Герасименко является наиболее изученной из всех подобных небесных тел.
Исследования Солнца
Атмосфера Земли мешает ученым получить исчерпывающую информацию о Солнце, поэтому, чтобы досконально изучить наше светило, в космос периодически отправляются солнечные исследовательские станции.
Уже первые искусственные спутники Земли проводили наблюдения Солнца, передавая на Землю информацию, получить которую до начала космической эры было невозможно. Затем, большинство межпланетных станций несли инструменты, которые во время полета к цели изучали межпланетное пространство. В 60-е годы НАСА вывело в космос серию спутников «Пионер», которые занимались изучением солнечного ветра — выбросов ионизированного вещества из коронарной области Солнца. В следующем десятилетии эти исследования были продолжены аппаратами «Гелиос». В 1980 г. американские ученые отправили в космос зонд «СоларМакс», который провел наблюдения солнечных вспышек во время периода максимальной активности нашей звезды.
В середине 90-х гг. прошлого века в исследованиях Солнца наступил новый этап, в космос была отправлена совместная станция НАСА и ЕКА — «СОХО» (Солнечно-гелиосферная обсерватория). Этот уникальный аппарат, позволивший получать изображение нашей звезды в различных диапазонах, до сих пор находится на орбите и спустя 20 лет после запуска продолжает исправно работать. Миссия оказалась настолько удачной, что в 2010 г. был запущен следующий аналогичный аппарат — «СВО» (Обсерватория солнечной динамики). Каждые 12 секунд она передает на Землю 12 различных видов изображения Солнца, позволяя следить за звездой фактически в реальном времени.
Телескопы на орбите
Плотная земная атмосфера и магнитное поле Земли, защищая нас от воздействия открытого космоса, мешают ученым исследовать не только наше Солнце, но и глубины вселенной. Космическая эра позволила астрономам выйти из-под этого «колпака» и получить уникальные данные.
Развитие ракетной техники позволило ученым создавать и выводить на орбиту космические телескопы, которым не нужно пробиваться через земную атмосферу. Самым известным таким аппаратом является телескоп «Хаббл», отправленный в космос в 1990 г. Из-за отсутствия атмосферы его разрешающая способность в 10 раз выше, чем у аналогичного телескопа на поверхности Земли. Доступ к этому телескопу может получить любой принявший участие в конкурсе заявок, который проводится раз в год. За 26 лет работы на орбите «Хаббл» совершил множество удивительных открытий, в том числе обнаружил несколько планет за пределами нашей Солнечной системы и перевернул многие представления астрономов о вселенной. Он будет работать до 2018 г., когда на орбите его сменит намного более совершенный телескоп «Джеймс Уэбб».
Природа небесных тел вселенной такова, что множество процессов протекают скрыты ми от нас в буквальном смысле этого слова, т.е. в других спектрах, за пределами видимого человеческим глазом. Поэтому наряду с аппаратами, наблюдающими небо в видимом и близком к нему спектрах, оптическими телескопами, каким и является «Хаббл» (также он ведет наблюдения в инфракрасном и ультрафиолетовом диапазонах), ученые создали телескопы, работающие в других диапазонах частот: гамма, рентгеновское, микроволновое и радиоизлучение.
Выведя подобные аппараты в космос, ученые смогли совершить настоящий переворот в науке. Так, микроволновой телескоп «WMAP» позволил построить карту реликтового, т.е. микроволнового фонового излучения вселенной, показывающую, как она выглядела спустя несколько сотен тысяч лет после Большого взрыва. Рентгеновский телескоп «Чандра» смог зафиксировать излучение, идущее от черных дыр.
Космические аппараты «Пионер» и «Вояджер»
Одной из самых амбициозных программ НАСА стало исследование отдаленных районов Солнечной системы, находящихся за поясом астероидов. Именно там проходят орбиты планет-гигантов, о которых к началу 70-х гг. XX в. было известно крайне мало.
Для исследования этих планет было построено две станции, «Пионер-10» и «Пионер-11», которые отправились в космос в 1972 и 1973 гг. «Пионер-10» стал первым аппаратом, который пересек пояс астероидов, пролетел мимо Юпитера и передал на Землю фотографии этой самой большой в нашей системе планеты. В 1973 г. станция приблизилась к Юпитеру на расстояние 132 тыс. км. Она подтвердила, что планета состоит из легких элементов — водорода, гелия — и не имеет твердой поверхности.
К удивлению ученых, измерения показали, что планета отдает тепла в 2,5 раз больше, чем получает от Солнца. В следующем году мимо Юпитера пролетела станция «Пионер-11», которая передала на Землю более четкие снимки его облачного покрова. Но главной целью был Сатурн. Как и Юпитер, это гигантское небесное тело является газовой планетой, не имеющей твердой поверхности.
В 1979 г. «Пионер-11» пролетел на расстоянии 20 тыс. км от планеты, передал на Землю фотографии планеты и продолжил свой путь в дальний космос. Обе станции оставались на связи с Землей до конца XX в. Последний сигнал от «Пионера-10» был получен в 2003 г. Вскоре ученые обнаружили, что после выхода за орбиту Плутона скорость обеих АМС замедляется, а их траектории отклоняются в сторону Солнца. Этот феномен, который был назван «эффектом Пионера», объясняют воздействием собственного теплового излучения аппаратов, которое стало оказывать на них заметное влияние только при большом удалении от Солнца.
«Парад планет» в конце 70-х гг. XX в. создал уникальную возможность облететь все внешние планеты Солнечной системы, за исключением Плутона. С этой целью НАСА построило две одинаковых станции — «Вояджер-1» и «Вояджер-2», стартовавшие в 1977 г. Аппараты передали на Землю уникальные кадры движения облаков в верхнем слое атмосферы Юпитера. Оказалось, что он, как и Сатурн, имеет кольца, а на одном из его спутников — Ио, были обнаружены действующие вулканы. С интервалом в год станции пролетели мимо Сатурна. Они выяснили, что кольца планеты состоят не из нескольких крупных образований, а из тысяч узких колечек. «Вояджер-1» прошел вблизи Титана, единственного спутника в нашей системе с плотной атмосферой. Ученые установили, что атмосфера спутника состоит из азота.
Затем «Вояджер-1» отправился за пределы Солнечной системы, а «Вояджер-2» взял курс на Уран и достиг этой гигантской газовой планеты в 1986 г. Станция сделала первые и единственные на сегодня снимки Урана с близкого расстояния и открыла 10 новых спутников планеты. Через 3 года «Вояджер-2» пролетел мимо Нептуна — четвертой по величине газовой планеты Солнечной системы, передав на Землю бесценные фотографии.
Космический аппарат «Галилей»
«Пионеры» и «Вояджеры» на огромной скорости пролетали мимо Юпитера. Но чтобы серьезно изучить планету, необходимо было «повесить» на ее орбиту станцию и отправить в ее атмосферу спускаемый аппарат.
С этой задачей справился аппарат НАСА «Галилей», стартовавший в 1989 г. В декабре 1995 г. станция вышла на юпитерианскую орбиту. За пол года до этого от орбитального блока отделился спускаемый аппарат и самостоятельно направился к планете. В течение часа СА погрузился в атмосферу Юпитера на глубину 130 км, где окружающая температура достигла 150 °С при скорости ветра 700 км/ч, после чего прекратил работу. Внутренние слои атмосферы оказались намного более активными, чем ожидалось, и спускаемый аппарат был поврежден давлением. Но за это время он успел передать бесценные для ученых данные.
АМС «Галилей» оставалась на орбите в течение 8 лет. Она передала на Землю сведения о динамике атмосферы Юпитера, его радиационных магнитных полях и множество цветных фотографий. Анализируя полученные материалы, исследователи предположили, что планета состоит из жидкого металлического водорода, вращающегося вокруг твердого ядра в 10-15 раз тяжелее Земли.
Периодически меняя свою орбиту, АМС смогла поочередно приближаться к четырем самым крупным спутникам планеты. Оказалось, что под ледяной поверхностью Европы находится океан жидкой воды глубиной до 100 км. Предполагается, что вода есть в недрах Ганимеда и Каллисто. Более того, сегодня ученые не исключают, что в океанах Европы может существовать жизнь.
Межпланетная станция «Юнона»
В августе 2011 г. к Юпитеру стартовала станция «Юнона», которая вышла на орбиту планеты летом 2016 г. Этот космический аппарат займется изучением полярных областей планеты, исследованием гравитационного и магнитного полей, состава атмосферы. Также «Юнона» проверит гипотезу о наличии у Юпитера твердого ядра.
Космический аппарат «Кассини-Гюйгенс»
Программа «Кассини-Гюйгенс» по исследованию Сатурна стала самым масштабным совместным проектом НАСА и Европейского космического агентства.
Станция весом почти 2,5 тонны стартовала в октябре 1997 г. и по очень длинной траектории отправилась к Сатурну. Она должна была стать первым искусственным спутником этой планеты и провести исследования, сходные с программой АМС «Галлилей» у Юпитера. Летом 2004 г. стация вышла на орбиту Сатурна, а в декабре от нее отделился СА «Гюйгенс» и отправился на Титан. Самый большой спутник Сатурна представлял для ученых особенный интерес. Они знали, что на Титане есть плотная атмосфера и хотели исследовать ее. Аппарат «Гюйгенс» превзошел все ожидания своих создателей. Он успешно пережил спуск в атмосфере, 14 января 2005 г. совершил мягкую посадку на «континенте» Ксанаду и передавал данные до тех пор, пока «Кассини» оставался в зоне видимости его антенн.
Жизнь на Титане
Ученые получили в распоряжение к огромное количество информации, в том числе и фотографии поверхности Титана, состоящей главным образом из водяного льда. Температура на спутнике, постоянно орошаемом метановыми дождями, оказалась ±179 °C. Крупные массивы суши на небесном теле, размеры которого превышают Меркурий, перемежаются метановыми озерами. Несмотря на то, что прямых следов жизни на Титане пока не обнаружено, исследователи считают, что там могут обитать простейшие организмы.
«Тигровые полосы» и жизнь на Энцеладе
Станция «Кассини» обнаружила на спутнике Сатурна Энцеладе горячие гейзеры. Из-под ледяной поверхности спутника через трещины («тигровые полосы») далеко в космос вырываются струи горячего водяного пара. Оказалось, что там подо льдом есть океан жидкой воды. В НАСА считают, что Энцелад — наиболее пригодное место для жизни в нашей системе после Земли.
Космический аппарат «Новые горизонты»
В самом начале XXI в. в США было объявлено о начале крупномасштабной программы космических исследований «Новые рубежи». Несмотря на то что затем расходы на нее были значительно сокращены, в рамках программы было запущено несколько космических станций.
Космический аппарат «Новые горизонты» был создан для пролета мимо Плутона, изучения его спутников Харона, Никты и Гидры, а затем — исследования небесных тел в поясе Койпера. Подобная миссия была запланирована еще на 2000 г., но тогда по финансовым соображениям запуск станции «Плуто Койпер экспресс» был отменен. На новую станцию кроме прочего научного оборудования установили 2 фотокамеры — обзорную Ralph, способную снимать в видимом и инфракрасном диапазоне, и камеру LORRI для съемки объектов с большого расстояния.
19 января 2006 г. станция «Новые горизонты» стартовала с космодрома Канаверал, а спустя полгода Международный астрономический союз лишил Плутон статуса девятой планеты Солнечной системы, переведя его в разряд малых планет пояса Койпера за номером 134340. Однако группа подготовки и управления полетом станции заявила, что отказывается признавать это решение и по-прежнему считает Плутон полноправной планетой. В начале 2015 г. станция начала приближаться к Плутону, и на Землю стали поступать фотографии планеты и ее спутников. 14 июля того же года «Новые горизонты» максимально приблизились к Плутону, пройдя на расстоянии 12,5 тыс. км от его поверхности.
Спутники Плутона
Ha момент старта станции «Новые горизонты» были известны три спутника Плутона — большой Харон и малые Гидра и Никта. Но в ходе изучения старых фотографий, сделанных телескопом «Хаббл», в 2011 и 2012 гг. Пролетая мимо Плутона, станция провела съемку всех известных на сегодня спутников этой планеты.