Первые исследования небесных тел космическими аппаратами

Астрономия до середины ХХ века отличалась от других естественных наук тем, что учёные могли только пассивно наблюдать те небесные тела, которые находились в пределе видимости, но не могли сами создать условия для эксперимента. В самом деле – химики, например, могут брать те вещества, которые нужно, и самостоятельно проводить с ними химические реакции. Физики тоже могут ставить различные эксперименты. Биологи могут не только изучать растения и животных в живой природе, но и проводить с ними эксперименты, меняя условия в лаборатории. И только астрономы до недавнего времени могли лишь издалека наблюдать небесные тела издалека. А какие из них окажутся в поле зрения, какие будут условия наблюдения и на каком они будут расстоянии – это всё от учёных не зависело.

Всё изменилось с появлением космонавтики. Теперь космические аппараты – как автоматические межпланетные станции (АМС), так и даже космонавты могут летать к другим небесным телам – сначала к Луне, планетам и другим телам Солнечной системы, а в перспективе – и в межзвёздном пространстве.

Это задача непростая, поэтому «подобраться» к каждому небесному телу можно только, как правило, через несколько этапов.

Первый этап – исследование планеты с близкого расстояния (или, как говорят, «с пролётной траектории») – здесь пока ставится задача лишь научиться летать в область той или иной планеты

Второй этап – выход на орбиту планеты и её изучение с орбиты.

Третий этап – посадка на планету. Аппарат, совершивший «мягкую» посадку (т.е. и после посадки на планету сохранивший работоспособность) может сфотографировать поверхность планеты, может установить непосредственно на планете приборы для изучения условий на её поверхности. Иногда бывает, что этому предшествует этап «жёсткой» посадки – аппарат, врезавшись в поверхность планеты, погибает, при этом успевая иногда передать информацию с непосредственной близости от поверхности. По состоянию на конец 2014 года насчитывается 9 небесных тел, которых коснулись космические аппараты, на 7 из них удалось совершить мягкую посадку.

И, наконец, следующий этап, уже являющийся переходным шагом к вопросу о возможности освоения планеты – это возможность возвращения аппарата, побывавшего на планете, обратно на Землю – например, с образцами грунта или же с космонавтами в случае пилотируемого полёта. Пока что (по состоянию на конец 2014 года) операцию возвращения удалось осуществить только с двух небесных тел – с Луны и с астероида Итокава.

На приведённой ниже таблице показано, какие небесные тела человечество уже смогло исследовать на той или иной стадии. В таблице не указаны побочные исследования космических аппаратов (так, например, аппараты «Галилео» и «Кассини», помимо работы на орбите Юпитера, исследовали с пролётной траектории множество их спутников, то же относится к аппаратам, исследовавшим астероиды). Отдельные небесные тела в таблице отмечены цветом, показывающим, какая из достигла этого небесного тела первой (СССР – красный, США – синий, Евросоюз – зелёный, Япония – жёлтый; те пункты, где отметились несколько стран, оставлены белыми).

Как видите, сделано очень много, но работы предстоит ещё очень много даже только внутри Солнечной системы. На наш с вами век дел хватит.

Небесное тело	Исследование с пролётной траектории	Выход на орбиту	Первая посадка	Первая мягкая посадка	С возвращением на Землю
Луна	«Луна-1», СССР 02.01.1959 (без фотографирования) «Луна-3», 04.10.1959, СССР (с фотографированием)	«Луна-3», СССР, 04.10.1959 (суборбитальный) «Луна-10», 03.04.1966, СССР «Аполлон-8», 21.12.1968, США (пилотируемый)	«Луна-2», СССР, 14.09.1959	«Луна-9», 03.02.1966, СССР (беспилотный) «Аполлон-11», 20.07.1969, США (пилотируемый)	«Зонд-5», СССР (беспилотный, с орбиты) – 15-21.09.1968 «Аполлон-11», 24.09.1969, США (пилотируемый) «Луна-16», 12-24.09.1970, СССР (беспилотный, с поверхности)
Венера	«Венера-1», СССР, 12.02.1961	«Венера-3», СССР, 16.01.1965	«Венера-3», СССР, 16.01.1966	«Венера-7», СССР 15.12.1970
Марс	«Маринер-4» (США) 14-15.07.1965	«Маринер-9», США 17.11.1971 «Марс-2», СССР 27.11.1971	«Марс-2», СССР 27.11.1971	«Марс-3», СССР 02.12.1971
Юпитер	«Пионер-10» (США), декабрь 1973	«Галилео» (США), 07.12.1995	«Галилео» (США), 21.09.2003
Сатурн	«Пионер-11» (США), сентябрь 1979	«Кассини» (США/Евросоюз), 01.07.2004
Меркурий	«Маринер-10» (США) 29.03.1974	Messenger, США, 17.03.2011
Уран	«Вояджер-2» (США) 21.01.1986
Комета Галлея	«Вега» (СССР) 06-09.03.1986 «Сакигакэ» (Япония) 11.03.1986 «Джотто» (Евросоюз) 13-14.03.1986
Нептун	«Вояджер-2» (США) 24.08.1989
Эрос (астероид)		Near (США) 14.02.2000	Near (США) 14.02.2001	Near (США) 14.02.2001
Титан (спутник Сатурна)			«Гюйгенс» (Евросоюз) 14.01.2005	«Гюйгенс» (Евросоюз) 14.01.2005
Комета Темпеля			Deep Impact (США) 04.06.2005
Итокава (астероид)			«Хаябуса» (Япония) 20.11.2005	«Хаябуса» (Япония) 20.11.2005	«Хаябуса» (Япония) 13.06.2010
Веста (астероид)		Dawn (США), 2011
Комета Чурюмова-Герасименко			«Розетта»/«Филы» (Евросоюз) 12.11.2014	«Розетта»/«Филы» (Евросоюз) 12.11.2014
Плутон	«Новые горизонты» (США) – ожидается в июле 2015

Вопросы и задания:

1. В чём преимущества исследований небесных тел космическими аппаратами по сравнению с наземными наблюдениями?

2. Какая страна первой вступила на путь исследования небесных тел автоматическими межпланетными станциями?

3. Какие страны приняли участие в запуске своих аппаратов к другим небесным телам? Чем объясняется именно такой выбор стран?

4. На начальном этапе космической эры явным лидером в освоении космического пространства был СССР, а в XXI веке первенство перешло к США. Почему так случилось? Что, на ваш взгляд, нужно для восстановления российского лидерства в космосе?