Oul

Апарати для дослідження Всесвіту. Космічні дослідження об'єктів Сонячної системи

Сучасні дослідження космосу

Величезний обсяг інформації про космос залишається за межами земної атмосфери. Більша частина інфрачервоного й ультрафіолетового діапазону, рентгенівські й γ- промені космічного походження залишаються недоступними для спостережень із Землі. Для їх вивчення потрібно винести прилади спостережень у відкритий космос. Для успішної роботи обсерваторій потрібні злагоджені дії різних фахівців.

За часи дослідження космосу було проведено багато наукових космічних місій, які зробили вагомий внесок у розвиток знань про Всесвіт.

Космічні телескопи. Космічні обсерваторії

Космічний телескоп це телескоп, розташований на орбіті навколо Землі або іншого небесного об'єкта. Основна перевага космічних телескопів полягає в тому, що вони уникнуть атмосферного впливу, такого як атмосферне розсіювання та поглинання світла, що дозволяє отримати більш чіткі та детальні зображення небесних об'єктів.

Один з найвідоміших космічних телескопів - це Хаббл (Hubble Space Telescope), який був запущений в космос у 1990 році і продовжує працювати до цього дня. Хаббл забезпечує високоякісні зображення космічних об'єктів в різних частотах світла, від видимого до ультрафіолетового та інших.

Американський астрофізик Лайман Спітцер, у 1946 р., опублікував статтю «Астрономічні переваги позаземної обсерваторії». В статті були обґрунтовані дві значні переваги космічного телескопа. Його кутова роздільна здатність буде обмежена лише дифракцією, а не турбулентними потоками в атмосфері, і те, що він може вести дослідження у тих діапазонах, які неможливі із Землі.

У 1959 р. було вперше сфотографовано зворотній бік Місяця. У 1962 р. Велика Британія запустила орбітальний телескоп «Аріель» для дослідження Сонця. У 1962 р. НАСА запустила першу орбітальну обсерваторію ОАО -1, але нажаль місія провалилась. Через два роки було запущено ОАО – 2, яка проводила спостереження ультрафіолетового випромінювання зір і галактик. У 1967 р. американська космічна обсерваторія OSO – 3 виявила γ- промені нашої Галактики. Згодом супутник COS –B склав першу γ- променеву карту Чумацького Шляху. В 70 – 90-х рр. НАСА побудувала чотири великі космічні обсерваторії, які досліджували Всесвіт у певній частині спектра.

З допомогою досліджень інфрачервоного випромінювання, в атмосферах Марса, Венери і Юпітера було виявлено вуглекислий газ. Дослідження дали змогу дізнатися про структуру атмосфер планет-гігантів і виявити лід на супутниках. Сенсаційним відкриттям стала вода, виявлена в космосі у великій кількості. Вона присутня в газопилових туманностях, кометах і малих планетах. Першу інфрачервону обсерваторію IRAS, було запущено в січні 1983 р.

Проведені в 1999 р. спостереження ультрафіолетового випромінювання дали дуже цікаві наукові результати. Було виявлено, що в нашій Галактиці широко поширені маси дуже нагрітого міжзоряного газу, який перебуває на відстані від 5 до 10 тис. світлових років від центральної площини Галактики. Цей газ нагрівається надзвичайно швидко у результаті спалахів наднових зір.

За допомогою обсерваторії ім. Комптона вперше проводився огляд всього космосу в γ-променях. За десять років роботи вона виявила понад 400 джерел космічного γ- випромінювання і понад 2б5 тис. γ- спалахів. Джерелами цього випромінювання є спалахи на Сонці, ядра активних галактик, квазари.

За допомогою рентгенівських космічних обсерваторій досліджують наднові зорі, нейтронні зорі, туманності, сонячна корона і спалахи на Сонці. У 1999 р. було запущено обсерваторію «Чандра» для дослідження Всесвіту в рентгенівському діапазоні. Її дослідження свідчать про те, що у Всесвіті існує не менше як 300 млн чорних дір. Було зафіксовано процес руйнування звичайної зорі, яка надто близько підійшла до чорної діри.

Телескоп Кеплер

Телескоп Кеплер

Орбітальний телескоп «Кеплер» - космічний телескоп НАСА, призначений для пошуку екзопланет.

Його було запущено 7 березня 2009 р. з території США. Місія планувалася на 3,5 року. Весь свій час він мав спостерігати близько 100 тис. схожих на Сонце зір, навколо яких можуть обертатися екзопланети. Апарат шукає планети, що розміщені поза Сонячною системою, за допомогою транзитного методу. Він обертається навколо Сонця орбітою радіусом близько 1 а. о., повторюючи шлях нашої планети.

На момент запуску було відомо про 350 екзопланет, а станом на 22 грудня 2011 р. – уже 716. Більшість з них це газові гіганти на зразок Юпітера. На таких планетах організми земного типу розвиватися не можуть, а саме позаземне життя цікавить дослідників.

Станом на 20 січня 2015 р. вже було встановлено 1900 екзопланет. Екзопланетний архів НАСА визнає відкритими 1795 планет. За проектом «Кеплер», є 4175 небесних тіл, що є потенційними єкзопланетами, але для підтвердження потрібна повторна реєстрація наземними телескопами.

Загальна кількість екзопланет у нашій галактиці може сягати сотень мільярдів, якщо не рахувати планети сироти, яких у Чумацькому Шляху до трильйона.Звичайних орбітальних планет – від 100 мільярдів, з них 5 – 20 мільярдів, імовірно, «землеподібних».

Дослідження Місяця

Космічний корабель Аполлон

У липні 1969 р. американці на космічному кораблі «Аполлон 11», у складі трьох осіб, уперше висадилися безпосередньо на поверхню Місяця.

Командир екіпажу Армстронг спустився на поверхню 21 липня 1969 р. о 2 год 56 хв 20 с. Камера, встановлена зовні модуля, транслювала цей величезний прорив людства. Через 15 хв на Місяць спустився пілот Олдрін. Астронавти зібрали потрібну кількість матеріалів, розмістили прилади і встановили камеру. Американські космічні кораблі серії «Аполлон» протягом трьох років шість разів доставляли експедиції в різні місця Місяця. Місячні породи доставляли і радянські автоматичні станції «Луна».

Першим механізмом на Місяці став радянський «Луноход-1» запущений у 1970 р. він пропрацював майже рік і пройшов 10,5 км.

З активізацією вивчення Місяця, на початку ХХІ століття, про свої наміри створити орбітальну навколомісячну станцію оголосило кілька країн. Міжнародний космічний консорціум планував зробити це у 2010 р.

3 січня 2019 р. китайський апарат «Чан’е-4» здійснив посадку на зворотному боці супутника. Це був перший апарат на невидимому боці Місяця. На борту апарата проводять досліди з вирощування організмів в умовах слабкої сили тяжіння.

В майбутньому планується будівництво місячної бази, яка буде не лише освоювати Місяць, але і полегшувати польоти на інші планети.

Космічна місія Розетта

космічний апарат Розетта

2 березня 2004 р. з космодрому Куру у Французькій Гвінеї, у напрямку до ядра комети Чурюмова-Герасименко, стартував космічний апарат «Розетта».

Ця комета належить до короткоперіодичних комет з періодом приблизно 6 років і 7 місяців.

У 2014 р. космічний апарат зменшив свою швидкість до 2 м/с і наблизився до ядра комети на відстань 25 км. Усі прилади почали дослідження ядра й навколо ядерної області комети. У листопаді того ж року було проведено найскладніший і найголовніший етап місії –відділення від модуля зонда «Філи» і посадка його на ядрі комети. «Філи» - це унікальний контейнер вагою 21 кг, на якому встановлено 10 приладів для різних досліджень. Успішна операція висадження зонда відбулася, на відстані 500 млн км від Землі, 12 листопада о 18 год 02 хв за київчьким часом.

Дослідження поверхні Марса

марсохід

Дослідження поверхні Марса ведуться за допомогою різноманітних космічних апаратів, які висилаються туди з метою детального вивчення атмосфери, геології, клімату, топографії та інших аспектів червоної планети.

Марсоходи Spirit та Opportunity висадилися на Марсі в 2004 році. Обидва працювали довгий час і вивчали геологію та клімат планети.

6 серпня 2012 р. американський марсохід «Curiosity» сів на поверхню Марса. Він оснащений лабораторією, яка проводить аналіз зразків ґрунту. Головна мета проекту – спроба з’ясувати чи існували колись умови для зародження життя націй планеті.

26 листопада 2018 р. космічний апарат НАСА «InSight» здійснив успішну посадку на Марс. Його оснащено інструментами для вимірювання температури під поверхнею планети і вивчення її сейсмічної активності.

Марсохід Perseverance, який висадився на Марсі в лютому 2021 року, має завдання вивчення геології Jezero-кратера та пошуку слідів минулого мікробного життя.

Крім марсоходів, існують космічні телескопи та орбітальні апарати, такі як Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), Mars Express, та MAVEN, які вивчають атмосферу та поверхню Марса з орбіти.

На сьогодні жодних сенсаційних знахідок не виявлено.