Exploración espacial
Definición
La exploración espacial es el descubrimiento y la exploración de estructuras celestes en el espacio exterior mediante la evolución y el crecimiento de la tecnología espacial. Mientras que el estudio del espacio se lleva a cabo principalmente por astrónomos con telescopios, la exploración física del espacio se lleva a cabo tanto con sondas espaciales robóticas no tripuladas como con vuelos espaciales tripulados.
Si bien la observación de objetos en el espacio, conocida como astronomía, es anterior a la historia confiable registrada, fue el desarrollo de cohetes grandes y relativamente eficientes a mediados del siglo XX que permitió que la exploración espacial física se convirtiera en realidad. Las bases comunes para explorar el espacio incluyen el avance de la investigación científica, el prestigio nacional, la unión de diferentes naciones, la supervivencia futura de la humanidad y el desarrollo de ventajas militares y estratégicas contra otros países.
La exploración espacial a menudo se ha utilizado como una competencia indirecta para las rivalidades geopolíticas, como la Guerra Fría. La era temprana de la exploración espacial fue impulsada por una "carrera espacial" entre la Unión Soviética y los Estados Unidos. El lanzamiento del primer objeto hecho por humanos para orbitar la Tierra, el Sputnik 1 de la Unión Soviética el 4 de octubre de 1957 y el primer aterrizaje lunar por la misión American Apollo 11 el 20 de julio de 1969 se toman a menudo como puntos de referencia para este período inicial. El Programa espacial soviético logró muchos de los primeros hitos, incluido el primer ser viviente en órbita en 1957, el primer vuelo espacial humano (Yuri Gagarin a bordo del Vostok 1 ) en 1961, la primera caminata espacial (por Aleksei Leonov) el 18 de marzo de 1965, el primero aterrizaje automático en otro cuerpo celeste en 1966, y el lanzamiento de la primera estación espacial (Salyut 1 ) en 1971. Después de los primeros 20 años de exploración, el enfoque se desplazó de vuelos puntuales a hardware renovable, como el programa Space Shuttle, y de la competencia a la cooperación como con la Estación Espacial Internacional (ISS).
With the substantial completion of the ISS following STS-133 in March 2011, plans for space exploration by the U.S. remain in flux. Constellation, a Bush Administration program for a return to the Moon by 2020 was judged inadequately funded and unrealistic by an expert review panel reporting in 2009. The Obama Administration proposed a revision of Constellation in 2010 to focus on the development of the capability for crewed missions beyond low Earth orbit (LEO), envisioning extending the operation of the ISS beyond 2020, transferring the development of launch vehicles for human crews from NASA to the private sector, and developing technology to enable missions to beyond LEO, such as Earth–Moon L1, the Moon, Earth–Sun L2, near-Earth asteroids, and Phobos or Mars orbit.
En la década de 2000, la República Popular de China inició un exitoso programa tripulado de vuelos espaciales, mientras que la Unión Europea, Japón e India también planearon futuras misiones espaciales tripuladas. China, Rusia, Japón e India han propugnado misiones tripuladas a la Luna durante el siglo XXI, mientras que la Unión Europea ha defendido misiones tripuladas tanto en la Luna como en Marte durante los siglos XX y XXI.
Desde la década de 1990 en adelante, los intereses privados comenzaron a promover el turismo espacial y luego la exploración del espacio público de la Luna (ver Premio Google Lunar X).
Historia de la exploración en el siglo XX
Los proyectiles más altos conocidos antes de los cohetes de la década de 1940 fueron las conchas de la Pistola de París, un tipo de arma de asedio alemán de largo alcance, que alcanzó al menos 40 kilómetros de altitud durante la Primera Guerra Mundial. Los científicos alemanes tomaron medidas para colocar un objeto hecho en el espacio durante la Segunda Guerra Mundial mientras probaban el cohete V-2, que se convirtió en el primer objeto hecho en el espacio el 3 de octubre de 1942 con el lanzamiento del A-4. Después de la guerra, los EE. UU. Utilizaron científicos alemanes y sus cohetes capturados en programas de investigación militar y civil. La primera exploración científica desde el espacio fue el experimento de radiación cósmica lanzado por EE. UU. En un cohete V-2 el 10 de mayo de 1946. Las primeras imágenes de la Tierra tomadas del espacio siguieron el mismo año, mientras que el primer experimento animal vio moscas de la fruta elevadas al espacio 1947, ambos también en V-2 modificados lanzados por los estadounidenses. Comenzando en 1947, los soviéticos, también con la ayuda de equipos alemanes, lanzaron cohetes sub-orbitales V-2 y su propia variante, el R-1, incluyendo experimentos de radiación y de animales en algunos vuelos. Estos experimentos suborbitarios solo permitieron un tiempo muy corto en el espacio que limitó su utilidad.
Primeros vuelos orbitales
El primer lanzamiento orbital exitoso fue el de la misión soviética sin tripulación Sputnik 1 ("Satélite 1") el 4 de octubre de 1957. El satélite pesaba unos 83 kg (183 lb) y se cree que orbitó la Tierra a una altura de unos 250 km ( 160 millas). Tenía dos transmisores de radio (20 y 40 MHz), que emitían "pitidos" que podían ser escuchados por radios de todo el mundo. El análisis de las señales de radio se utilizó para recopilar información sobre la densidad de electrones de la ionosfera, mientras que los datos de temperatura y presión se codificaron en la duración de los pitidos de radio. Los resultados indicaron que el satélite no fue perforado por un meteoroide. Sputnik 1 fue lanzado por un cohete R-7. Se quemó después de la reentrada el 3 de enero de 1958.
El segundo fue Sputnik 2 . Lanzado por la URSS el 3 de noviembre de 1957, portaba al perro Laika, quien se convirtió en el primer animal en órbita.
Este éxito llevó a una escalada del programa espacial estadounidense, que sin éxito intentó lanzar un satélite Vanguard en órbita dos meses después. El 31 de enero de 1958, los EE. UU. Orbitaron con éxito Explorer 1 en un cohete Juno.
Primeros vuelos humanos
El primer vuelo espacial humano exitoso fue Vostok 1 ("Este 1"), que transportó al cosmonauta ruso de 27 años Yuri Gagarin el 12 de abril de 1961. La nave espacial completó una órbita alrededor del mundo, con una duración de aproximadamente 1 hora y 48 minutos. El vuelo de Gagarin resonó alrededor del mundo; fue una demostración del programa espacial soviético avanzado y abrió una era completamente nueva en la exploración espacial: el vuelo espacial humano.
Estados Unidos lanzó por primera vez una persona al espacio en un mes de Vostok 1 con el vuelo suborbital de Alan Shepard en Freedom 7. El vuelo orbital fue logrado por Estados Unidos cuando la Amistad 7 de John Glenn orbitó la Tierra el 20 de febrero de 1962.
Valentina Tereshkova, la primera mujer en el espacio, orbitó la Tierra 48 veces a bordo del Vostok 6 el 16 de junio de 1963.
China lanzó por primera vez a una persona al espacio 42 años después del lanzamiento de Vostok 1 , el 15 de octubre de 2003, con el vuelo de Yang Liwei a bordo de la nave espacial Shenzhou 5 (Divine Vessel 5).
Primeras exploraciones planetarias
El primer objeto artificial para alcanzar otro cuerpo celeste fue Luna 2 en 1959. El primer aterrizaje automático en otro cuerpo celeste fue realizado por Luna 9 en 1966. Luna 10 se convirtió en el primer satélite artificial de la Luna.
El primer aterrizaje con tripulación en otro cuerpo celeste fue realizado por el Apollo 11 el 20 de julio de 1969.
El primer sobrevuelo interplanetario exitoso fue el sobrevuelo de Venus Mariner 2 en 1962 (el acercamiento más cercano fue 34,773 kilómetros). Los otros planetas fueron primero volados en 1965 para Marte por Mariner 4, 1973 por Júpiter por Pioneer 10 , 1974 por Mercurio por Mariner 10, 1979 por Saturno por Pioneer 11 , 1986 por Urano por Voyager 2 , 1989 por Neptuno por Voyager 2 . En 2015, los planetas enanos Ceres y Plutón fueron orbitados por Dawn y pasaron por New Horizons , respectivamente.
La primera misión de superficie interplanetaria para devolver al menos los datos de superficie limitados de otro planeta fue el aterrizaje de 1970 de Venera 7 en Venus, que devolvió los datos a la Tierra durante 23 minutos. En 1975, el Venera 9 fue el primero en devolver imágenes de la superficie de otro planeta. En 1971, la misión Mars 3 logró el primer aterrizaje suave en Marte y devolvió datos durante casi 20 segundos. Posteriormente se lograron misiones de superficie mucho más largas, incluyendo más de seis años de operación de la superficie de Marte por Viking 1 desde 1975 hasta 1982 y más de dos horas de transmisión desde la superficie de Venus por Venera 13 en 1982, la misión de superficie planetaria soviética más larga.
Gente clave en la exploración espacial temprana
El sueño de adentrarse en los confines de la atmósfera de la Tierra fue impulsado por la ficción de Peter Francis Geraci y HG Wells, y la tecnología de los cohetes fue desarrollada para tratar de hacer realidad esta visión. El alemán V-2 fue el primer cohete en viajar al espacio, superando los problemas de empuje y falla de material. Durante los últimos días de la Segunda Guerra Mundial, tanto estadounidenses como soviéticos obtuvieron esta tecnología al igual que sus diseñadores. La fuerza motriz inicial para un mayor desarrollo de la tecnología fue una carrera armamentística para misiles balísticos intercontinentales (ICBM) para ser utilizados como portadores de largo alcance para la entrega rápida de armas nucleares, pero en 1961 cuando la Unión Soviética lanzó al primer hombre al espacio, Los estados se declararon en una "carrera espacial" con los soviéticos.
Konstantin Tsiolkovsky, Robert Goddard, Hermann Oberth y Reinhold Tiling sentó las bases de la cohetería en los primeros años del siglo XX.
Wernher von Braun fue el ingeniero jefe de cohetes para el proyecto de cohetes V-2 de la Segunda Guerra Mundial de Alemania nazi. En los últimos días de la guerra dirigió una caravana de trabajadores en el programa alemán de cohetes hacia las líneas estadounidenses, donde se rindieron y fueron llevados a los Estados Unidos para trabajar en el desarrollo de su cohete ("Operación Paperclip"). Adquirió la ciudadanía estadounidense y dirigió el equipo que desarrolló y lanzó Explorer 1 , el primer satélite estadounidense. Von Braun dirigió más tarde al equipo en el Centro Marshall para Vuelos Espaciales de la NASA, que desarrolló el cohete lunar Saturno V.
Inicialmente, la carrera por el espacio estuvo a cargo de Sergei Korolyov , cuyo legado incluye tanto el R7 como el Soyuz, que siguen en servicio hasta el día de hoy. Korolev fue la mente maestra detrás del primer satélite, primer hombre (y primera mujer) en órbita y primera caminata espacial. Hasta su muerte, su identidad era un secreto de estado celosamente guardado; ni siquiera su madre sabía que él era responsable de crear el programa espacial soviético.
Kerim Kerimov fue uno de los fundadores del programa espacial soviético y fue uno de los principales arquitectos detrás del primer vuelo espacial humano ( Vostok 1 ) junto a Sergey Korolyov. Después de la muerte de Korolyov en 1966, Kerimov se convirtió en el científico principal del programa espacial soviético y fue responsable del lanzamiento de las primeras estaciones espaciales de 1971 a 1991, incluidas las series Salyut y Mir, y sus precursores en 1967, el Cosmos 186 y el Cosmos 188 .
Otras personas clave
- Valentin Glushko fue Jefe de diseño de motores para la Unión Soviética. Glushko diseñó muchos de los motores utilizados en los primeros cohetes soviéticos, pero estuvo en constante desacuerdo con Korolyov.
- Vasily Mishin fue Jefe de diseño trabajando bajo Sergey Korolyov y uno de los primeros soviéticos en inspeccionar el diseño alemán V-2 capturado. Tras la muerte de Sergei Korolev, Mishin fue responsabilizado por el fracaso soviético de ser el primer país en colocar a un hombre en la Luna.
- Robert Gilruth fue el jefe de la NASA de Space Task Force y director de 25 vuelos espaciales tripulados. Gilruth fue la persona que le sugirió a John F. Kennedy que los estadounidenses tomen la atrevida medida de llegar a la Luna en un intento de reclamar la superioridad espacial de los soviéticos.
- Christopher C. Kraft, Jr. fue el primer director de vuelo de la NASA, quien supervisó el desarrollo del control de la misión y las tecnologías y procedimientos asociados.
- Maxime Faget fue el diseñador de la cápsula de Mercury; jugó un papel clave en el diseño de la nave espacial Gemini y Apollo, y contribuyó al diseño del transbordador espacial.
- Susan Finley, quien diseñó la Red de Espacio Profundo, permitiendo la comunicación del espacio a la Tierra.
Objetivos de exploración
El sol
Aunque probablemente el Sol no será explorado físicamente en absoluto, el estudio del Sol, sin embargo, ha sido un foco importante de exploración espacial. Estar por encima de la atmósfera en particular y del campo magnético de la Tierra da acceso al viento solar y a las radiaciones infrarrojas y ultravioletas que no pueden alcanzar la superficie de la Tierra. El Sol genera la mayor parte del clima espacial, que puede afectar la generación de energía y los sistemas de transmisión en la Tierra e interferir con, e incluso dañar, los satélites y las sondas espaciales. Numerosas naves espaciales dedicadas a observar el Sol, comenzando con el Monte del Telescopio Apolo, han sido lanzadas y otras han tenido la observación solar como un objetivo secundario. Parker Solar Probe, planeado para un lanzamiento en 2018, se acercará al Sol hasta una octava parte de la órbita de Mercury.
Mercurio
Mercurio sigue siendo el menos explorado de los planetas terrestres. Desde mayo de 2013, las misiones Mariner 10 y MESSENGER han sido las únicas misiones que han realizado observaciones de cerca de Mercury. MESSENGER entró en órbita alrededor de Mercury en marzo de 2011, para investigar más a fondo las observaciones hechas por Mariner 10 en 1975 (Munsell, 2006b).
Una tercera misión a Mercury, programada para llegar en 2025, BepiColombo es incluir dos sondas. BepiColombo es una misión conjunta entre Japón y la Agencia Espacial Europea. MESSENGER y BepiColombo están destinados a recopilar datos complementarios para ayudar a los científicos a comprender muchos de los misterios descubiertos por los sobrevuelos de Mariner 10.
Los vuelos a otros planetas dentro del Sistema Solar se logran a un costo en energía, que se describe por el cambio neto en la velocidad de la nave espacial, o delta-v. Debido a la relativamente alta delta-v para llegar a Mercurio y su proximidad al Sol, es difícil de explorar y las órbitas a su alrededor son bastante inestables.
Venus
Venus fue el primer objetivo de misiones interplanetarias de sobrevuelo y aterrizaje y, a pesar de uno de los entornos de superficie más hostiles en el Sistema Solar, se le enviaron más landers (casi todos de la Unión Soviética) que cualquier otro planeta en el Sistema Solar. El primer sobrevuelo exitoso de Venus fue la nave espacial estadounidense Mariner 2, que sobrevoló Venus en 1962. Mariner 2 ha sido seguido por varios otros sobrevuelos por múltiples agencias espaciales a menudo como parte de misiones usando un sobrevuelo de Venus para proporcionar una asistencia gravitacional en ruta a otra cuerpos celestiales. En 1967, Venera 4 se convirtió en la primera sonda en ingresar y examinar directamente la atmósfera de Venus. En 1970, Venera 7 se convirtió en el primer módulo de aterrizaje exitoso en llegar a la superficie de Venus y en 1985 le siguieron ocho aterrizadores de Venus soviéticos exitosos que proporcionaron imágenes y otros datos de superficie directos. Comenzando en 1975 con el orbitador soviético Venera 9, se enviaron a Venus diez misiones de orbitador exitosas, incluyendo misiones posteriores que fueron capaces de mapear la superficie de Venus usando un radar para atravesar la atmósfera oscura.
Tierra
La exploración espacial se ha utilizado como una herramienta para entender a la Tierra como un objeto celeste por derecho propio. Las misiones orbitales pueden proporcionar datos para la Tierra que pueden ser difíciles o imposibles de obtener desde un punto de referencia puramente terrestre.
Por ejemplo, la existencia de los cinturones de radiación de Van Allen era desconocida hasta su descubrimiento por el primer satélite artificial de los Estados Unidos, Explorer 1.. Estos cinturones contienen radiación atrapada por los campos magnéticos de la Tierra, lo que actualmente hace que la construcción de estaciones espaciales habitables por encima de 1000 km sea poco práctica. Después de este descubrimiento inesperado temprano, una gran cantidad de satélites de observación de la Tierra se han desplegado específicamente para explorar la Tierra desde una perspectiva espacial. Estos satélites han contribuido significativamente a la comprensión de una variedad de fenómenos basados en la Tierra. Por ejemplo, el agujero en la capa de ozono fue encontrado por un satélite artificial que estaba explorando la atmósfera de la Tierra, y los satélites han permitido el descubrimiento de sitios arqueológicos o formaciones geológicas que eran difíciles o imposibles de identificar de otra manera.
La luna
La Luna fue el primer cuerpo celeste en ser objeto de exploración espacial. Mantiene las distinciones de ser el primer objeto celeste remoto en ser volado, orbitado y aterrizado por naves espaciales, y el único objeto celeste remoto visitado por humanos.
En 1959, los soviéticos obtuvieron las primeras imágenes del lado lejano de la Luna, nunca antes visibles para los humanos. La exploración de la Luna en los EE. UU. Comenzó con el impactador Ranger 4 en 1962. A partir de 1966, los soviéticos desplegaron con éxito un número de módulos de aterrizaje a la Luna que pudieron obtener datos directamente de la superficie de la Luna; solo cuatro meses después, Surveyor 1 marcó el debut de una exitosa serie de landers estadounidenses. Las misiones desatornilladas soviéticas culminaron en el programa Lunokhod a principios de la década de 1970, que incluyó los primeros rovers no apuntalados y también trajo con éxito muestras de suelo lunar a la Tierra para su estudio. Esto marcó el primer (y hasta la fecha el único) retorno automatizado de muestras de suelo extraterrestre a la Tierra. La exploración desatornillada de la Luna continúa con varias naciones desplegando periódicamente orbitas lunares, y en 2008 la sonda de impacto lunar indio.
La exploración tripulada de la Luna comenzó en 1968 con la misión Apolo 8 que orbitó con éxito la Luna, la primera vez que los seres humanos orbitaban un objeto extraterrestre. En 1969, la misión Apolo 11 marcó la primera vez que los humanos pusieron el pie en otro mundo. Sin embargo, la exploración tripulada de la Luna no continuó por mucho tiempo. La misión Apollo 17 en 1972 marcó la visita humana más reciente allí, y la siguiente, Misión de Exploración 2, debe orbitar la Luna en 2021. Las misiones robóticas todavía se persiguen vigorosamente.
Marte
La exploración de Marte ha sido una parte importante de los programas de exploración espacial de la Unión Soviética (más tarde Rusia), los Estados Unidos, Europa, Japón y la India. Docenas de naves espaciales robóticas, que incluyen orbitadores, aterrizadores y vehículos todo terreno, se lanzaron hacia Marte desde la década de 1960. Estas misiones tenían como objetivo recopilar datos sobre las condiciones actuales y responder preguntas sobre la historia de Marte. Se espera que las preguntas planteadas por la comunidad científica no solo den una mejor apreciación del planeta rojo sino que también proporcionen una mayor comprensión del pasado y posible futuro de la Tierra.
La exploración de Marte ha tenido un costo financiero considerable ya que aproximadamente dos tercios de todas las naves espaciales destinadas a Marte fallaron antes de completar sus misiones, con algunas fallas incluso antes de que comenzaran. Una tasa de fracaso tan alta se puede atribuir a la complejidad y al gran número de variables involucradas en un viaje interplanetario, y ha llevado a los investigadores a hablar en broma del Gran Ghoul Galáctico, que subsiste con una dieta de sondas de Marte. Este fenómeno también se conoce informalmente como la "Maldición de Marte". A diferencia de las altas tasas de fracaso general en la exploración de Marte, India se ha convertido en el primer país en lograr el éxito de su primer intento. La misión Mars Orbiter Mission (MOM) de la India es una de las misiones interplanetarias menos costosas jamás realizadas con un costo total aproximado de ₹450 crore ( US $ 73 millones ). La primera misión a Marte de un país árabe ha sido emprendida por los Emiratos Árabes Unidos. Llamada Misión Emirates de Marte, está programada para su lanzamiento en 2020. La sonda exploradora sin tornillo ha sido llamada "Hope Probe" y será enviada a Marte para estudiar su atmósfera en detalle.
Phobos
La misión espacial rusa Fobos-Grunt, que se lanzó el 9 de noviembre de 2011, sufrió un fallo que la dejó varada en una órbita terrestre baja. Fue para comenzar la exploración de Fobos y la órbita circumterrestre marciana, y estudiar si las lunas de Marte, o al menos Phobos, podrían ser un "punto de transbordo" para las naves espaciales que viajan a Marte.
Júpiter
La exploración de Júpiter ha consistido únicamente en una cantidad de naves espaciales automatizadas de la NASA que visitan el planeta desde 1973. Una gran mayoría de las misiones han sido "sobrevuelos", en las que se realizan observaciones detalladas sin que la sonda aterrice o ingrese en órbita; como en los programas Pioneer y Voyager. La nave espacial Galileo y Juno es la única nave espacial que ha entrado en la órbita del planeta. Como se cree que Júpiter tiene solo un núcleo rocoso relativamente pequeño y no tiene una superficie sólida real, se impide una misión de aterrizaje.
Para llegar a Júpiter desde la Tierra se necesita un delta-v de 9.2 km / s, que es comparable a los 9.7 km / s delta-v necesarios para alcanzar la órbita baja de la Tierra. Afortunadamente, las ayudas de gravedad a través de sobrevuelos planetarios se pueden usar para reducir la energía requerida en el lanzamiento para llegar a Júpiter, aunque a costa de una duración de vuelo significativamente más larga.
Júpiter tiene 69 lunas conocidas, muchas de las cuales tienen relativamente poca información conocida sobre ellas.
Saturno
Saturno ha sido explorado solo a través de una nave espacial sin tripulación lanzada por la NASA, incluyendo una misión ( Cassini-Huygens ) planeada y ejecutada en cooperación con otras agencias espaciales. Estas misiones consisten en sobrevuelos en 1979 por Pioneer 11 , en 1980 por Voyager 1, en 1982 por Voyager 2 y una misión orbital por la nave espacial Cassini , que duró desde 2004 hasta 2017.
Saturno tiene al menos 62 lunas conocidas, aunque el número exacto es debatible ya que los anillos de Saturno están formados por un gran número de objetos en órbita independiente de diferentes tamaños. La más grande de las lunas es Titán, que tiene la distinción de ser la única luna en el Sistema Solar con una atmósfera más densa y gruesa que la de la Tierra. Titán tiene la distinción de ser el único objeto en el Sistema Solar Exterior que ha sido explorado con un módulo de aterrizaje, la sonda Huygens desplegada por la nave espacial Cassini .
Urano
La exploración de Urano ha sido completamente a través de la nave espacial Voyager 2 , sin otras visitas actualmente planificadas. Dada su inclinación axial de 97.77 °, con sus regiones polares expuestas a la luz solar u oscuridad durante largos períodos, los científicos no estaban seguros de qué esperar en Urano. El acercamiento más cercano a Urano ocurrió el 24 de enero de 1986. El Voyager 2 estudió la atmósfera y magnetosfera únicas del planeta. El Voyager 2 también examinó su sistema de anillos y las lunas de Urano, incluidas las cinco lunas previamente conocidas, mientras descubría otras diez lunas previamente desconocidas.
Las imágenes de Urano demostraron tener una apariencia muy uniforme, sin evidencia de tormentas dramáticas o bandas atmosféricas evidentes en Júpiter y Saturno. Se requirió un gran esfuerzo para identificar incluso algunas nubes en las imágenes del planeta. La magnetosfera de Urano, sin embargo, demostró ser única y se vio profundamente afectada por la inusual inclinación axial del planeta. En contraste con la apacible apariencia de Urano, se obtuvieron imágenes sorprendentes de las Lunas de Urano, incluida la evidencia de que Miranda había estado inusualmente activo geológicamente.
Neptuno
La exploración de Neptuno comenzó con el sobrevuelo del Voyager 2 del 25 de agosto de 1989 , la única visita al sistema a partir de 2014. Se ha discutido la posibilidad de un Orbitador de Neptuno, pero no se ha pensado seriamente en otras misiones.
Aunque el aspecto extremadamente uniforme de Urano durante Voyager 2 ' visita s en 1986 había dado lugar a expectativas de que Neptuno también tendría unos fenómenos atmosféricos visibles, la nave encontrado que Neptuno tenía bandas obvio, nubes visibles, las auroras, e incluso systemrivaled una tormenta anticiclónica conspicua de tamaño solo por el pequeño punto de Júpiter. Neptuno también probó tener los vientos más rápidos de cualquier planeta en el Sistema Solar, medido tan alto como 2.100 km / h. Voyager 2 también examinó el sistema de anillo y luna de Neptuno. Descubrió 900 anillos completos y "arcos" de anillos parciales adicionales alrededor de Neptuno. Además de examinar las tres lunas previamente conocidas de Neptune, Voyager 2 también descubrió cinco lunas previamente desconocidas, una de las cuales, Proteus, resultó ser la última luna más grande del sistema. Los datos del Voyager 2 respaldaron la opinión de que la luna más grande de Neptuno, Tritón, es un objeto del cinturón de Kuiper capturado.
Otros objetos en el Sistema Solar
El planeta enano Plutón presenta desafíos significativos para la nave espacial debido a su gran distancia de la Tierra (que requiere alta velocidad para tiempos de viaje razonables) y pequeña masa (por lo que la captura en órbita es muy difícil en la actualidad). El Voyager 1 pudo haber visitado Plutón, pero los controladores optaron por un sobrevuelo cerca de Titán, la luna de Saturno, lo que resultó en una trayectoria incompatible con el sobrevuelo de Plutón. Voyager 2 nunca tuvo una trayectoria plausible para llegar a Plutón.
Plutón sigue siendo de gran interés, a pesar de su reclasificación como líder y miembro más cercano de una clase nueva y creciente de cuerpos helados lejanos de tamaño intermedio (y también el primer miembro de la subclase importante, definida por órbita y conocida como "plutinos"). ) Después de una intensa batalla política, una misión a Plutón apodada New Horizons recibió fondos del gobierno de los Estados Unidos en 2003. New Horizons se lanzó con éxito el 19 de enero de 2006. A principios de 2007, la nave utilizó una asistencia por gravedad de Júpiter. Su acercamiento más cercano a Plutón fue el 14 de julio de 2015; las observaciones científicas de Plutón comenzaron cinco meses antes del acercamiento máximo y continuaron durante 16 días después del encuentro.
Asteroides y cometas
Hasta el advenimiento del viaje espacial, los objetos en el cinturón de asteroides no eran más que pinchazos de luz, incluso en los telescopios más grandes, sus formas y el terreno siguen siendo un misterio. Varios asteroides han sido visitados por sondas, el primero de los cuales fue Galileo , que sobrepasó dos: 951 Gaspra en 1991, seguido por 243 Ida en 1993. Ambos yacen lo suficientemente cerca de la trayectoria planeada de Galileo hacia Júpiter que podrían ser visitado a un costo aceptable. El primer aterrizaje en un asteroide fue realizado por la sonda NEAR Shoemaker en 2000, luego de un estudio orbital del objeto. El planeta enano Ceres y el asteroide 4 Vesta, dos de los tres asteroides más grandes, fueron visitados por la nave espacial Dawn de la NASA, lanzada en 2007.
Aunque muchos cometas han sido estudiados desde la Tierra a veces con observaciones de siglos de antigüedad, solo unos pocos cometas han sido visitados de cerca. En 1985, el Explorador internacional cometario condujo el primer cometa volando (21P / Giacobini-Zinner) antes de unirse a la Armada Halley estudiando el famoso cometa. La sonda Deep Impact se estrelló en 9P / Tempel para aprender más sobre su estructura y composición, y la misión Stardust devolvió muestras de la cola de otro cometa. El aterrizador de Philae aterrizó con éxito en el cometa Churyumov-Gerasimenko en 2014 como parte de la misión más amplia de Rosetta .
Hayabusa era una nave espacial no tripulada desarrollada por la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón para devolver una muestra del material del pequeño asteroide cercano a la Tierra 25143 Itokawa a la Tierra para su posterior análisis. Hayabusa se lanzó el 9 de mayo de 2003 y se entrevistó con Itokawa a mediados de septiembre de 2005. Después de llegar a Itokawa, Hayabusa estudió la forma, el giro, la topografía, el color, la composición, la densidad y la historia del asteroide. En noviembre de 2005, aterrizó en el asteroide para recolectar muestras. La nave espacial regresó a la Tierra el 13 de junio de 2010.
Exploración del espacio profundo
La exploración del espacio profundo es la rama de la astronomía, la astronáutica y la tecnología espacial que está involucrada en la exploración de regiones distantes del espacio exterior. La exploración física del espacio se lleva a cabo tanto por vuelos espaciales humanos (astronautas del espacio profundo) como por naves espaciales robóticas.
Algunos de los mejores candidatos para futuras tecnologías de motores de espacio profundo incluyen antimateria, energía nuclear y propulsión con vigas. La última, la propulsión con vigas, parece ser el mejor candidato para la exploración del espacio profundo actualmente disponible, ya que utiliza la física conocida y la tecnología conocida que se está desarrollando para otros fines.
Futuro de la exploración espacial
En la década de 2000, se anunciaron varios planes para la exploración espacial; tanto las entidades gubernamentales como el sector privado tienen objetivos de exploración espacial. China ha anunciado planes para tener una estación espacial multimódulo de 60 toneladas en órbita para 2020.
La Ley de Autorización de la NASA de 2010 proporcionó una lista re-priorizada de objetivos para el programa espacial estadounidense, así como la financiación de las primeras prioridades. La NASA propone avanzar con el desarrollo del Sistema de Lanzamiento Espacial (SLS), que se diseñará para transportar el Vehículo de tripulación multipropósito de Orion, así como importantes experimentos de carga, equipo y ciencia para la órbita de la Tierra y destinos más allá. Además, el SLS servirá como respaldo para los servicios de transporte de socios comerciales e internacionales a la Estación Espacial Internacional. El cohete SLS incorporará inversiones tecnológicas del programa Space Shuttle y del programa Constellation para aprovechar el hardware probado y reducir los costos de desarrollo y operaciones. El primer vuelo de desarrollo está previsto para finales de 2017.
AI en exploración espacial
La idea de utilizar sistemas automatizados de alto nivel para las misiones espaciales se ha convertido en un objetivo deseable para las agencias espaciales de todo el mundo. Se cree que tales sistemas producen beneficios tales como un menor costo, menos supervisión humana y la capacidad de explorar más profundamente en el espacio, que generalmente está restringido por largas comunicaciones con los controladores humanos.
Sistema autónomo
La autonomía se define por tres requisitos:
- Ser capaz de sentir el mundo y su estado, tomar decisiones y llevarlas a cabo por su cuenta
- Puede interpretar el objetivo dado como una lista de acciones a tomar
- Fracasar de manera flexible
Beneficios
Las tecnologías autónomas podrían funcionar más allá de las acciones predeterminadas. Analizarían todos los posibles estados y eventos que ocurrieran a su alrededor y obtendrían una respuesta segura. Además, tales tecnologías pueden reducir el costo de lanzamiento y la participación en el terreno. El rendimiento aumentaría también. Autonomy podría responder rápidamente al encontrarse con un evento imprevisto, especialmente en la exploración del espacio profundo donde la comunicación con la Tierra llevaría demasiado tiempo.
Experimento de Ciencia Autónomo de la NASA
La NASA comenzó su experimento de ciencia autónomo (ASE) en Earth Observing 1 (EO-1) que es el primer satélite de la NASA en el nuevo programa del milenio serie de observación de la Tierra lanzada el 21 de noviembre de 2000. La autonomía de ASE es capaz de análisis de la ciencia a bordo , replanificación, ejecución robusta y más tarde la adición de un diagnóstico basado en modelos. Las imágenes obtenidas por el EO-1 se analizan a bordo y se envían de forma descendente cuando ocurre un cambio o un evento interesante. El software ASE ha proporcionado con éxito más de 10.000 imágenes científicas.
Asteroides en la exploración espacial
Un artículo en la revista científica Nature sugirió el uso de asteroides como una puerta de entrada para la exploración espacial, con el destino final es Marte. Para que ese enfoque sea viable, se deben cumplir tres requisitos: primero, "un estudio minucioso de asteroides para encontrar miles de cuerpos cercanos adecuados para la visita de los astronautas"; segundo, "extender la duración del vuelo y la capacidad de distancia a rangos cada vez mayores hacia Marte"; y finalmente, "desarrollar mejores vehículos y herramientas robóticos para permitir a los astronautas explorar un asteroide independientemente de su tamaño, forma o giro". Además, el uso de asteroides proporcionaría a los astronautas protección contra los rayos cósmicos galácticos, y los equipos de la misión podrían aterrizar sobre ellos en tiempos de mayor riesgo de exposición a la radiación.
Rationales
La investigación que realizan agencias nacionales de exploración espacial, como la NASA y Roscosmos, es una de las razones que los partidarios citan para justificar los gastos del gobierno. Los análisis económicos de los programas de la NASA a menudo mostraron beneficios económicos constantes (como los derivados de la NASA), generando muchas veces los ingresos del costo del programa. También se argumenta que la exploración espacial llevaría a la extracción de recursos en otros planetas y especialmente en los asteroides, que contienen miles de millones de dólares en minerales y metales. Tales expediciones podrían generar una gran cantidad de ingresos. Además, se ha argumentado que los programas de exploración espacial ayudan a inspirar a los jóvenes a estudiar ciencias e ingeniería.
Otra afirmación es que la exploración espacial es una necesidad para la humanidad y que permanecer en la Tierra conducirá a la extinción. Algunas de las razones son la falta de recursos naturales, cometas, guerra nuclear y epidemia mundial. Stephen Hawking, reconocido físico teórico británico, dijo que "no creo que la raza humana sobreviva en los próximos mil años, a menos que nos diseminemos al espacio. Hay demasiados accidentes que pueden sobrevenir la vida en un solo planeta. Pero estoy un optimista. Llegaremos a las estrellas ".
La NASA ha producido una serie de videos de anuncios de servicio público que respaldan el concepto de exploración espacial.
En general, el público sigue siendo en gran medida partidario de la exploración espacial con y sin tripulación. Según una Encuesta de Prensa Asociada realizada en julio de 2003, el 71% de los ciudadanos estadounidenses estuvo de acuerdo con la afirmación de que el programa espacial es "una buena inversión", en comparación con el 21% que no lo hizo.
Arthur C. Clarke (1950) presentó un resumen de las motivaciones para la exploración humana del espacio en su monografía semi-técnica de no ficción Vuelo interplanetario . Sostuvo que la elección de la humanidad es esencialmente entre la expansión de la Tierra al espacio, y el estancamiento y la muerte culturales (y eventualmente biológicos).
Temas
Vuelo espacial
Vuelo espacial es el uso de la tecnología espacial para lograr el vuelo de naves espaciales al espacio exterior y a través de él.
Los vuelos espaciales se utilizan en la exploración espacial y también en actividades comerciales como el turismo espacial y las telecomunicaciones por satélite. Los usos no comerciales adicionales de los vuelos espaciales incluyen observatorios espaciales, satélites de reconocimiento y otros satélites de observación de la Tierra.
Un vuelo espacial generalmente comienza con un lanzamiento de cohete, que proporciona el empuje inicial para superar la fuerza de la gravedad e impulsa a la nave espacial desde la superficie de la Tierra. Una vez en el espacio, el movimiento de una nave espacial, tanto cuando no está propulsado como bajo propulsión, está cubierto por el área de estudio llamada astrodinámica. Algunas naves espaciales permanecen en el espacio indefinidamente, algunas se desintegran durante la reentrada atmosférica y otras alcanzan una superficie planetaria o lunar para el aterrizaje o el impacto.
Satélites
Los satélites se utilizan para una gran cantidad de propósitos. Los tipos comunes incluyen satélites militares (de espionaje) y civiles de observación de la Tierra, satélites de comunicación, satélites de navegación, satélites meteorológicos y satélites de investigación. Las estaciones espaciales y las naves espaciales humanas en órbita también son satélites.
Comercialización del espacio
Los ejemplos actuales del uso comercial del espacio incluyen los sistemas de navegación por satélite, la televisión por satélite y la radio por satélite. El turismo espacial es el fenómeno reciente de los viajes espaciales de los individuos con el propósito de placer personal.
Compañías privadas de vuelos espaciales como SpaceX y Blue Origin, y estaciones espaciales comerciales como Axiom Space y Bigelow Commercial Space Station han cambiado drásticamente el panorama de la exploración espacial, y continuarán haciéndolo en el futuro cercano.
Vida extraterrestre
La Astrobiología es el estudio interdisciplinario de la vida en el universo, que combina aspectos de astronomía, biología y geología. Se centra principalmente en el estudio del origen, la distribución y la evolución de la vida. También se conoce como exobiología (del griego: έξω, exo , "fuera"). El término "Xenobiología" se ha utilizado también, pero esto es técnicamente incorrecto porque su terminología significa "biología de los extranjeros". Los astrobiólogos también deben considerar la posibilidad de una vida químicamente distinta de cualquier vida que se encuentre en la Tierra. En el Sistema Solar, algunas de las ubicaciones principales para la astrobiología actual o pasada están en Encelado, Europa, Marte y Titán.
Viviendo en el espacio
La colonización espacial, también llamada asentamiento espacial y humanización espacial, sería la habitación humana permanente autónoma (autosuficiente) de lugares fuera de la Tierra, especialmente de satélites naturales o planetas como la Luna o Marte, utilizando cantidades significativas de utilización de recursos in situ. .
Hasta la fecha, la ocupación humana más larga del espacio es la Estación Espacial Internacional que ha estado en uso continuo durante 17 años, 268 días. El vuelo espacial único de Valeri Polyakov de casi 438 días a bordo de la estación espacial Mir no ha sido superado. Las estancias prolongadas en el espacio revelan problemas de pérdida ósea y muscular en baja gravedad, supresión del sistema inmunitario y exposición a la radiación.
Muchos conceptos pasados y actuales para la exploración continua y la colonización del espacio se centran en un regreso a la Luna como un "trampolín" para los otros planetas, especialmente Marte. A fines de 2006, la NASA anunció que planeaba construir una base lunar permanente con presencia continua para 2024.
Más allá de los factores técnicos que podrían hacer que la vida en el espacio se generalice, se ha sugerido que la falta de propiedad privada, la incapacidad o dificultad para establecer derechos de propiedad en el espacio, ha sido un impedimento para el desarrollo de espacio para la habitación humana. Desde el advenimiento de la tecnología espacial en la segunda mitad del siglo XX, la propiedad de la propiedad en el espacio ha sido turbia, con fuertes argumentos a favor y en contra. En particular, la formulación de reivindicaciones territoriales nacionales en el espacio ultraterrestre y en los cuerpos celestes ha sido proscrita específicamente por el Tratado sobre el espacio ultraterrestre, que, desde 2012, ha sido ratificado por todas las naciones que hacen uso del espacio.
Obtenido de: https://en.wikipedia.org/wiki/Space_exploration