Explorarea spațială este utilizarea astronomiei și a tehnologiei spațiale pentru a explora spațiul exterior. În timp ce studiul spațiului este realizat în principal de astronomi cu telescoape, explorarea sa fizică este realizată atât de sonde spațiale robotizate fără pilot, cât și de zboruri spațiale umane.

În timp ce observarea obiectelor din spațiu, cunoscută sub denumirea de astronomie, este dinainte de istoria documentată, dezvoltarea rachetelor mari și relativ eficiente de la mijlocul secolului XX a permis ca explorarea spațiului fizic să devină o realitate. Motivele obișnuite pentru explorarea spațiului includ promovarea cercetării științifice, prestigiul național, unirea diferitelor națiuni, asigurarea supraviețuirii viitoare a umanității și dezvoltarea avantajelor militare și strategice împotriva altor țări.

Explorarea spațială a fost adesea folosită ca o competiție pentru rivalitățile geopolitice precum Războiul Rece. Epoca timpurie a explorării spațiale a fost condusă de o „cursă spațială” între Uniunea Sovietică și Statele Unite. Lansarea primului obiect creat de oameni pe orbita Pământului, Sputnik 1 al Uniunii Sovietice, la 4 octombrie 1957, și prima debarcare pe Lună de către misiunea americană Apollo 11 la 20 iulie 1969 sunt adesea luate ca repere pentru această perioadă inițială. Programul spațial sovietic a realizat multe dintre primele etape, inclusiv prima ființă vie pe orbită în 1957, primul zbor spațial uman (Iuri Gagarin la bordul lui Vostok 1) în 1961, prima activitate extravehiculară (Alexei Leonov) la 18 martie 1965, prima aterizare automată pe un alt corp ceresc în 1966 și lansarea primei stații spațiale (Salyut 1) în 1971. După primii 20 de ani de explorare, accentul a trecut de la zboruri unice la hardware regenerabil, cum ar fi Programul Space Shuttle, și de la concurență la cooperare cum se întâmplă la Stația Spațială Internațională (ISS),

Odată cu finalizarea substanțială a ISS după STS-133 din martie 2011, planurile de explorare spațială de către SUA au avut un ritm mai lent. Programul Constellation din timpul administrației Bush pentru revenirea pe Lună până în 2020 a fost apreciat ca fiind finanțat necorespunzător și nerealist de către un grup de expertiză care a realizat un raport în 2009. Administrația Obama a propus o revizuire a programului în 2010 pentru a se concentra asupra dezvoltării capacității pentru misiuni cu echipaj dincolo de orbita joasă a Pământului, având în vedere extinderea funcționării ISS după 2020, transferul dezvoltării vehiculelor de lansare pentru echipaje umane de la NASA către sectorul privat și dezvoltarea tehnologiei care să permită misiuni dincolo de orbita joasă a Pământului, cum ar fi Pământ - Luna L1, Luna, Pământ - Soarele L2, asteroizii din apropierea Pământului și Phobos sau orbita lui Marte.

În anii 2000, Republica Populară Chineză a inițiat un program spațial cu echipaj uman de succes, în timp ce Uniunea Europeană, Japonia și India au planificat, de asemenea, viitoare misiuni spațiale cu echipaj. China, Rusia, Japonia și India au susținut misiuni cu echipaj pe Lună pe parcursul secolului XXI, în timp ce Uniunea Europeană a susținut misiuni cu echipaj atât pe Lună, cât și pe Marte în timpul secolelor XX și XXI.

Începând cu anii 1990, interesele private au început să promoveze turismul spațial și apoi explorarea spațială publică a Lunii.

Istoria explorării

Telescop Se spune că primul telescop a fost inventat în 1608 în Olanda de către un producător de ochelari pe nume Hans Lippershey. Orbiting Astronomical Observatory 2 a fost primul telescop spațial lansat la 7 decembrie 1968. În februarie 2019 erau descoperite 3.891 exoplanete confirmate. Se estimează că în galaxia noastră, Calea Lactee, se găsesc 100-400 miliarde de stele și peste 100 de miliarde de planete. Există cel puțin 2 trilioane de galaxii în universul observabil. GN-z11 este cel mai îndepărtat obiect cunoscut de Pământ, situat la o distanță de 32 de miliarde de ani-lumină.

Primele zboruri spațiale externe

În 1949, Bumper-WAC a atins o altitudine de 393 de kilometri, devenind primul obiect creat de oameni care a intrat în spațiu, conform NASA, deși Racheta V-2 MW 18014 a traversat linia Kármán mai devreme, în 1944.

Prima lansare orbitală de succes a fost misiunea sovietică fără echipaj Sputnik 1 („Satelite 1”) la 4 octombrie 1957. Satelitul cântărea aproximativ 83 kg și se crede că a orbitat Pământul la o înălțime de aproximativ 250 km. Avea două emițătoare radio (20 și 40 MHz), care emiteau „bipuri” care puteau fi auzite de radio-urile de pe glob. Analiza semnalelor radio a fost utilizată pentru a aduna informații despre densitatea electronilor ionosferei, în timp ce datele de temperatură și presiune au fost codate în timpul semnalelor radio. Rezultatele au indicat că satelitul nu a fost perforat de meteoroid. Sputnik 1 a fost lansat de o rachetă R-7. A ars la reintrare, la 3 ianuarie 1958.

Primul zbor spațial uman Primul avion spațial uman de succes a fost Vostok 1 („Est 1”), care l-a purtat pe cosmonautul rus Iuri Gagarin, în vârstă de 27 de ani, la 12 aprilie 1961. Nava spațială a finalizat o orbită în jurul globului, zborul durand aproximativ 1 oră și 48 de minute. Zborul lui Gagarin a rezonat în întreaga lume; a fost o demonstrație a programului spațial sovietic avansat și a deschis o eră cu totul nouă în explorarea spațială: zborul spațial uman.

Primele explorări spațiale ale corpurilor astronomice Primul obiect artificial care a ajuns pe un alt corp ceresc a fost „Luna 2” care a ajuns pe Lună în 1959. Prima aterizare ușoară pe un alt corp ceresc a fost realizată de Luna 9 care a aterizat pe Lună la 3 februarie 1966. Luna 10 a devenit primul satelit artificial al Lunii, intrând pe orbita Lunii la 3 aprilie 1966. Prima aterizare cu echipaj pe un alt corp ceresc a fost efectuată de Apollo 11 la 20 iulie 1969, aterizând pe Lună. Au existat în total șase nave spațiale cu echipaj care au aterizat pe Lună începând din 1969 până la ultima aterizare umană din 1972.

Primul survol interplanetar a fost în 1961, Venera 1, care a survolat planeta Venus, deși Mariner 2 din 1962 a fost primul survol al lui Venus care a returnat date (cea mai mare apropiere a fost de 34.773 de kilometri). Pioneer 6 a fost primul satelit care a orbitat Soarele, lansat la 16 decembrie 1965. Celelalte planete au fost survolate pentru prima dată în 1965 pentru Marte de Mariner 4, în 1973 pentru Jupiter de Pioneer 10, în 1974 pentru Mercur de Mariner 10, în 1979 pentru Saturn de Pioneer 11, în 1986 pentru Uranus de Voyager 2, în 1989 pentru Neptun de Voyager 2. În 2015, planetele pitice Ceres și Pluto au fost orbitate de Dawn și de New Horizons.

Prima misiune interplanetară de suprafață care să returneze date limitate cel puțin la suprafață de pe o altă planetă a fost aterizarea sondei Venera 7 din 1970, care a returnat datele pe Pământ pentru 23 de minute de pe Venus. În 1975, Venera 9 a fost prima care a returnat imagini de pe suprafața altei planete, trimițând imagini de pe Venus. În 1971 misiunea Mars 3 a realizat prima aterizare ușoară pe Marte returnând date timp de aproape 20 de secunde.Ulterior au fost realizate misiuni de suprafață cu durată mult mai lungă, inclusiv peste șase ani de operare pe suprafața lui Marte de către Viking 1 din 1975 până în 1982 și peste două ore de transmisie de pe suprafața lui Venus de către Venera 13 în 1982, cea mai lungă misiune planetară sovietică. Venus și Marte sunt cele două planete din afara Pământului pentru care oamenii au efectuat misiuni de suprafață cu nave spațiale robotizate fără pilot.

Prima stație spațială La 19 aprilie 1971, Uniunea Sovietică a lansat Salyut 1, prima stație spațială lansată pe orbita joasă a Pământului. În prezent, Stația Spațială Internațională este în prezent singura stație spațială complet funcțională, cu o locuire continuă din anul 2000.

Primul zbor spațial interstelar Voyager 1 a devenit primul obiect fabricat de om care a părăsit Sistemul nostru solar intrând în spațiul interstelar la 25 august 2012. Sonda a trecut de heliopauză la 121 AU pentru a intra în spațiul interstelar.

Cel mai îndepărtat de Pământ Zborul Apollo 13 din 1970 a trecut pe partea nevăzută a Lunii la o altitudine de 254 kilometri deasupra suprafeței lunare și la 400.171 km de Pământ, marcând recordul pentru oamenii care au zburat cel mai departe de Pământ.

În martie 2022, Voyager 1 se afla la o distanță de 155,7 AU (23,3 miliarde km) de Pământ. Este obiectul creat de om cel mai îndepărtat de Terra.

GN-z11 este obiectul cunoscut cel mai îndepărtat de Pământ, fiind situat la o distanță de 13,4 miliarde de ani-lumină.

Obiectivele explorării

Începând de la jumătatea secolului XX sondele și apoi misiunile umane au fost trimise pe orbita Pământului, apoi pe Lună. De asemenea, sondele au fost trimise în întregul sistem solar cunoscut și pe orbita solară. Nave spațiale fără echipaj au fost trimise pe orbită în jurul planetelor Saturn, Jupiter, Marte, Venus și Mercur până în secolul XXI, și cele mai îndepărtate nave spațiale active, Voyager 1 și 2 au călătorit de peste 100 de ori distanța Pământ-Soare.

Soarele Soarele este un obiectiv principal al explorării spațiale. Soarele generează cele mai multe condiții meteorologice spațiale care pot afecta generarea de energie și sistemele de transmisie pe Pământ și pot interfera, sau chiar deteriora sateliții și sondele spațiale. Au fost lansate numeroase nave spațiale dedicate observării Soarelui, începând cu „Apollo Telescope Mount”, iar altele au avut ca obiectiv secundar observarea solară. Parker Solar Probe, lansat în 2018, se va apropia de Soare până la 1/8 de orbita lui Mercur iar Solar Orbiter, lansat la 10 februarie 2020, va studia caracteristicile atmosferei magnetizate a Soarelui, regiunile polare și coroana ecuatorială a Soarelui.

Mercur

Mercur rămâne cea mai puțin explorată dintre planetele terestre. Misiunile Mariner 10 și MESSENGER au fost singurele misiuni care au făcut observații apropiate despre Mercur. MESSENGER a intrat pe orbită în jurul lui Mercur în martie 2011, pentru a investiga în continuare observațiile făcute de Mariner 10 în 1975.

O a treia misiune către Mercur, programată să sosească în 2025, BepiColombo include două sonde spațiale care vor fi lansate. BepiColombo este o misiune comună între Japonia și Agenția Spațială Europeană. MESSENGER și BepiColombo sunt destinate să adune date complementare pentru a ajuta oamenii de știință să înțeleagă multe dintre misterele descoperite de survolurile făcute de Mariner 10.

Zborurile către alte planete din Sistemul Solar se realizează la un cost de energie, care este descris de schimbarea netă a vitezei navei spațiale sau delta-v. Datorită unui delta-v relativ ridicat pentru a ajunge la Mercur, și a apropierii sale de Soare, este dificil de explorat iar orbitele din jurul său sunt destul de instabile.

Venus