Poprzednia

ⓘ Astronautyka




Astronautyka
                                     

ⓘ Astronautyka

Astronautyka – zespół dziedzin nauk ścisłych, technicznych, biologicznych, medycznych oraz humanistycznych, które zajmują się lotami poza atmosferę Ziemi oraz poznawaniem przestrzeni kosmicznej jak również znajdujących się w niej obiektów.

Astronautyka obejmuje poznawanie oraz analizowanie warunków i zjawisk towarzyszących lotom statków kosmicznych. Odkrywa możliwości techniczne ich realizacji oraz bada oddziaływanie warunków lotu na psychofizyczny stan astronautów i możliwość ich adaptacji do tych warunków.

W rozwiązywaniu zagadnień z zakresu astronautyki korzysta się z osiągnięć wielu gałęzi nauki.

Idea podróży kosmicznych nurtowała ludzkie umysły od stuleci, ale pozostawała marzeniem aż do czasu zbudowania potężnych rakiet zdolnych unieść użyteczny ładunek daleko w przestrzeń. Takie właśnie rakiety powstawały w połowie XX w. w USA i ZSRR. Pierwszym człowiekiem w kosmosie był radziecki kosmonauta Jurij Gagarin. Został wystrzelony w kosmos 12 kwietnia 1961 r. Jego historyczny lot jedno okrążenie Ziemi trwał 108 minut.

                                     

1. Wyprawy na Księżyc

Pierwsze loty w przestrzeń kosmiczną i na Srebrny Glob były przedmiotem wyścigu kosmicznego USA i ZSRR.

Od 1959 roku wysłano w stronę Księżyca kilkadziesiąt sond automatycznych. Pierwsze miały robić jego zdjęcia - czy to przelatując obok niego, czy też przed rozbiciem się o jego powierzchnię. W październiku 1959 roku radziecka sonda Łuna 3 przekazała na Ziemię pierwsze obrazy niewidocznej strony Księżyca. Potem lądujące na jego powierzchni sondy dostarczyły dokładniejszych informacji o tym globie. Później miesiącami badały go i fotografowały satelity.

W latach 1969 - 1972 podjęto, w ramach programu Apollo, siedem wypraw, w tym sześć oprócz Apollo 13 udanych. W ich wyniku wylądowało na Księżycu dwunastu ludzi. Pierwsi stanęli na jego powierzchni 21 lipca 1969 roku Neil Armstrong i Edwin Aldrin, którzy dotarli tam statkiem Apollo z lądownikiem Eagle Orzeł podczas misji Apollo 11. Astronauci, którzy byli na Księżycu, zrobili tysiące jego zdjęć, rozmieścili tam przyrządy naukowe, dokonali wielu pomiarów i przywieźli na Ziemię około 400 kg próbek skał księżycowych.

                                     

2. Misje międzyplanetarne

W ciągu niespełna trzydziestu lat sondy kosmiczne przeleciały obok wszystkich planet Układu Słonecznego. Wprowadzono statki kosmiczne na orbity wokół Merkurego, Wenus, Marsa, Jowisza i Saturna. Na powierzchni Wenus i Marsa wylądowały sondy, na Jowisza opadł specjalnie do tego przygotowany próbnik. Od 1976 roku dwie amerykańskie sondy z serii Viking przez wiele lat badały i fotografowały Marsa. Analizy chemiczne gruntu nie wykryły żadnego śladu życia. Dzięki wystrzelonym w 1977 roku dwóm amerykańskim sondom z serii Voyager poznano wiele informacji o planetach gazowych Układu Słonecznego oraz o ich pierścieniach i księżycach. Wprowadzone na orbitę okołowenusjańską sondy sporządziły za pomocą radarów szczegółowe mapy powierzchni tej planety. W 1997 roku na powierzchni Marsa umieszczono łazik Sojourner, pierwszy udany pojazd na tej planecie.

Cztery sondy kosmiczne wylądowały na ciałach nie będących planetami. Były to Huygens, który w 2005 roku wylądował na księżycu Saturna Tytanie, NEAR Shoemaker, który w 2001 roku z powodzeniem lądował na planetoidzie Eros, oraz japoński próbnik Hayabusa, który w 2005 roku wylądował na planetoidzie Itokawa w celu pobrania próbek z jej powierzchni, z którymi następnie powrócił na Ziemię. W roku 2014 lądownik sondy Rosetty Philae wylądował na komecie 67P/Czuriumow-Gierasimienko.

W 1985 roku sonda ICE jako pierwsza dokonała bliskiego przelotu obok komety. W 2005 roku impaktor z sondy Deep Impact celowo uderzył w jądro komety Tempel 1, umożliwiając rejestrację przebiegu zderzenia przez główną część sondy. W 2006 roku sonda Stardust dostarczyła na Ziemię próbki pyłu pobrane z komy komety Wild 2.

                                     

3. Największe agencje kosmiczne

  • Roskosmos: Russian Federal Space Agency
  • ESA: European Space Agency
  • JAXA: Japan Aerospace Exploration Agency
  • NASA: National Aeronautics and Space Administration
                                     

4. Wpływ na technologię

Podczas przygotowania lotów kosmicznych powstały tysiące wynalazków. Około 1400 spośród nich ma zastosowanie wykraczające poza astronautykę. Są to m.in.:

  • "oddychające materiały”, np. Gore-Tex,
  • zupki błyskawiczne,
  • metalizowana folia,
  • zdjęcia cyfrowe,
  • lepiej przyczepne rzepy,
  • nowe materiały izolacyjne m.in. kombinezony strażackie,
  • ostrza z twardszą warstwą węglową,
  • innowacyjne produkty umożliwiające oczyszczanie wody m.in. dializator. Znane przed lotami w kosmos, ale te wynaleziono dla stacji orbitalnej Skylab – z aktywnym węglem z domieszką bakteriobójczego srebra. Okazały się idealne w domowych i turystycznych zastosowaniach.
  • wykrywacz piorunów, dla golfistów, żeglarzy, pilotów – rejestruje odległe błyski i ostrzega przed zbliżającą się burzą z błyskawicami.
  • lidar LADAR.
  • GPS,
  • lepsze obuwie sportowe, sprężyste wkładki do butów. Miał takie Neil Armstrong na Księżycu. Miękko absorbowały energię, z jaką dotykał gruntu, a potem sprężyście ją oddawały, pomagając w wybiciu się stopy. Trafiły do butów sportowych.
  • wyroby przystosowane do długotrwałego przechowywania żywności. Posiłki liofilizowane wymyślone dla astronautów. Potrawę szybko się zamraża, a potem powoli suszy. Dzięki temu zachowuje 98 procent odżywczych składników, tylko jedną piątą masy. Wystarczy dodać wody i podgrzać. Korzystają z nich podróżnicy, alpiniści i żołnierze.
  • tomograf komputerowy,
  • dializator krwi,
  • narzędzia do cyfrowej obróbki fotografii,
  • czujniki trujących gazów w tym dymu. Skonstruowane dla stacji kosmicznej Skylab – pierwsze czujniki z regulacją progu alarmu, dzięki czemu nie włączają się bez potrzeby.
  • łączność satelitarna,
  • materiały kompozytowe w wytrzymalszych klockach hamulcowych,
  • łożyska bezsmarowe,
  • narzędzia zasilane akumulatorami np. wiertarki i wkrętarki bezprzewodowe, odkurzacze,
  • opony zimowe. Do ich produkcji wykorzystano materiał mocniejszy niż stal i odporny na niskie temperatury. Z tego materiału NASA wykonywała spadochrony do marsjańskich lądowników.