С 1958 года НАСА осуществило более 1000 беспилотных полетов на околоземную орбиту или за ее пределы. [1] Он как запустил свои собственные миссии, так и обеспечил финансирование миссий частного сектора. Ряд миссий НАСА, включая программу «Исследователи», программу «Вояджер» и программу «Новые рубежи», продолжаются.
Программа Explorer запустила более 90 миссий с момента своего запуска более пяти десятилетий назад. Она превратилась в одну из недорогих миссий НАСА. [2]
Программа началась с предложения армии США по выводу научного спутника на орбиту во время Международного геофизического года (1957–58). Однако это предложение было отклонено в пользу проекта ВМС США «Авангард» . Программа «Эксплорер» была позже возобновлена, чтобы догнать Советский Союз после запуска «Спутника-1» в октябре 1957 года. «Эксплорер-1» был запущен 31 января 1958 года; в то время проект все еще принадлежал Армейскому агентству по баллистическим ракетам (ABMA) и Лаборатории реактивного движения (JPL). [3] Помимо того, что он является первым спутником США, он известен тем, что открыл радиационный пояс Ван Аллена . [4]
Программа «Исследователь» позже была передана НАСА, которое продолжало использовать это название для продолжающейся серии относительно небольших космических миссий, обычно с использованием искусственных спутников с научной направленностью. За прошедшие годы НАСА запустило серию космических кораблей «Эксплорер», проводящих самые разнообразные научные исследования.
Программа «Пионер» представляла собой серию беспилотных космических миссий НАСА, предназначенных для исследования планет. В программе было несколько миссий, в первую очередь «Пионер-10» и «Пионер-11» , которые исследовали внешние планеты и покинули Солнечную систему . Оба несут золотую табличку с изображением мужчины и женщины и информацией о происхождении и создателях зондов, если их когда-нибудь найдут инопланетяне . [5]
Кроме того, миссия «Пионер» на Венеру состояла из двух компонентов, запускавшихся отдельно. «Пионер Венера-1» (Pioneer Venus Orbiter) был запущен в мае 1978 года и оставался на орбите до 1992 года. «Пионер Венера-2» (Pioneer Venus Multiprobe), запущенный в августе 1978 года, отправил в атмосферу Венеры четыре небольших зонда. [6]
Проект «Эхо» стал первым экспериментом со спутником пассивной связи . Каждый космический корабль представлял собой металлизированный спутник-баллон , который надувался в космосе и действовал как пассивный отражатель микроволновых сигналов. От них передавались сигналы связи из одной точки Земли в другую. [7] Спутник НАСА Echo 1 был построен компанией Gilmore Schjeldahl в Нортфилде, штат Миннесота . После аварии ракеты «Дельта» , несущей «Эхо-1», 13 мая 1960 года, «Эхо-1А» было успешно выведено на орбиту другим «Тор-Дельта», [8] [9] , а первая микроволновая передача была получена 12 августа 1960 года.
Echo 2 представлял собой воздушный шар из металлизированной ПЭТ-пленки диаметром 41,1 метра (135 футов) , который был последним спутником-аэростатом, запущенным в рамках проекта Echo. [10] В нем использовалась улучшенная система надувания для улучшения гладкости и сферичности воздушного шара . [11] Он был запущен 25 января 1964 года на ракете Thor Agena .
Программа «Рейнджер» представляла собой серию беспилотных космических полетов США в 1960-х годах, целью которых было получение первых изображений поверхности Луны крупным планом . Космический корабль «Рейнджер» был разработан для получения изображений лунной поверхности и возврата этих изображений до тех пор, пока они не были уничтожены при ударе. Однако ряд неудач привел к провалу первых пяти полетов. [12] Конгресс начал расследование «проблем управления» в штаб-квартире НАСА и Лаборатории реактивного движения. [13] После двойной реорганизации организации «Рейнджер-7» успешно вернул изображения в июле 1964 года, после чего последовали еще две успешные миссии.
Первоначально Ranger разрабатывался, начиная с 1959 года, в три отдельных этапа, называемых «блоками». Каждый блок имел разные цели миссии и все более совершенную конструкцию системы. Разработчики миссии JPL запланировали несколько запусков в каждом блоке, чтобы максимизировать инженерный опыт и научную ценность миссии, а также обеспечить хотя бы один успешный полет. [14] Общие затраты на исследования, разработку, запуск и поддержку космических кораблей серии Ranger (Рейнджеры с 1 по 9) составили примерно 170 миллионов долларов. [15]
Telstar был не программой НАСА, а скорее проектом коммерческого спутника связи. Вклад НАСА в него ограничивался услугами запуска, а также функциями слежения и телеметрии. Первые два спутника Telstar были экспериментальными и практически идентичными. «Телстар-1» был запущен на вершине ракеты «Тор-Дельта» 10 июля 1962 года. Он успешно передал через космос первые телевизионные изображения, телефонные звонки и факсимильные изображения, а также обеспечил первую прямую трансатлантическую телевизионную трансляцию. Telstar 2 был запущен 7 мая 1963 года. [11]
Bell Telephone Laboratories спроектировала и построила спутники Telstar. Это были прототипы, призванные доказать различные концепции, лежащие в основе большой группировки орбитальных спутников. Bell Telephone Laboratories также разработала большую часть технологий, необходимых для спутниковой связи, включая транзисторы , солнечные элементы и усилители на лампах бегущей волны . AT&T построила наземные станции для связи Telstar. [11]
Программа «Маринер», проводимая НАСА, запустила серию роботизированных межпланетных зондов , предназначенных для исследования Марса , Венеры и Меркурия . Программа включала в себя ряд новинок, в том числе первый облёт планеты , [16] первые снимки с другой планеты, первый планетарный орбитальный аппарат , [17] и первый межпланетный гравитационный маневр, [18] на который ушло более 13 лет. орбита вокруг Сатурна .
Все космические корабли Mariner основывались на шестиугольном или восьмиугольном «автобусе», в котором размещалась вся электроника и к которому были прикреплены все компоненты, такие как антенны, камеры, двигательная установка и источники энергии. Все зонды, кроме «Маринера-1» , «Маринера-2 » и «Маринера-5» , имели телекамеры. Первые пять «Маринеров» были запущены на ракетах «Атлас-Агена» , а последние пять использовали «Атлас-Кентавр» .
Программа Lunar Orbiter представляла собой серию из пяти миссий беспилотных лунных орбитальных аппаратов, запущенных Соединенными Штатами , начиная с 1966 года. Она была предназначена для помощи в выборе посадочных площадок для программы «Аполлон» путем картирования поверхности Луны. [19] В рамках программы были сделаны первые фотографии, когда-либо сделанные с лунной орбиты.
Все пять миссий прошли успешно, и 99% Луны было нанесено на карту по фотографиям, сделанным с разрешением 60 метров (200 футов) или выше. Первые три миссии были посвящены съемке 20 потенциальных мест высадки человека на Луну, выбранных на основе наземных наблюдений. Они летали на орбитах с низким наклонением. Четвертая и пятая миссии были посвящены более широким научным целям и выполнялись на высотных полярных орбитах. [20] Все корабли Lunar Orbiter были запущены с помощью ракеты-носителя Atlas-Agena D.
Во время миссий Lunar Orbiter были сделаны первые фотографии Земли в целом, начиная с подъема Земли над лунной поверхностью с помощью Lunar Orbiter 1 в августе 1966 года. Первая полная фотография всей Земли была сделана Lunar Orbiter 5 в августе. 8, 1967. [21] Вторая фотография всей Земли была сделана Лунным орбитальным аппаратом 5 10 ноября 1967 года.
Программа Surveyor — это программа НАСА, которая с 1966 по 1968 год отправила на поверхность Луны семь автоматических космических кораблей . Его основной целью было продемонстрировать возможность мягкой посадки на Луну. Программа была реализована Лабораторией реактивного движения НАСА (JPL) для подготовки к программе «Аполлон» . [22] Общая стоимость программы Surveyor официально составила 469 миллионов долларов. [23]
Пять кораблей Surveyor успешно приземлились на Луну. Два из них потерпели неудачу: Surveyor 2 разбился на высокой скорости после неудачной коррекции на середине курса, а Surveyor 4 был потерян из-за контакта за 2,5 минуты до запланированного приземления. [22]
Все семь космических кораблей все еще находятся на Луне; ни одна из миссий не включала их возвращение на Землю. Некоторые части « Сервейера-3» были возвращены на Землю экипажем «Аполлона-12 », приземлившегося рядом с ним в 1969 году.
Гелиос I и Гелиос II, также известные как Гелиос-А и Гелиос-Б, — пара космических зондов, запущенных на гелиоцентрическую орбиту с целью изучения солнечных процессов. Зонды, созданные совместным предприятием Федеративной Республики Германия ( Западная Германия ) и НАСА, были запущены с базы ВВС на мысе Канаверал , Флорида, 10 декабря 1974 года и 15 января 1976 года соответственно. Гелиос-2 установил рекорд максимальной скорости среди космических аппаратов - около 247 000 километров в час (153 000 миль в час) относительно Солнца (68,6 километров в секунду (42,6 миль/с) или 0,000229 с ). [24] Космические зонды «Гелиос» завершили свои основные миссии к началу 1980-х годов, но продолжали отправлять данные до 1985 года. Зонды больше не функционируют, но все еще остаются на своей эллиптической орбите вокруг Солнца.
Программа «Викинг» состояла из пары американских космических зондов, отправленных на Марс — «Викинг-1» и «Викинг-2» . Каждый аппарат состоял из двух основных частей: орбитального аппарата, предназначенного для фотографирования поверхности Марса с орбиты , и посадочного модуля, предназначенного для изучения планеты с поверхности. Орбитальные аппараты также служили ретрансляторами связи для посадочных модулей после их приземления. «Викинг-1» был запущен 20 августа 1975 года, а второй корабль, «Викинг-2 », был запущен 9 сентября 1975 года, оба они летели на ракетах «Титан III-E» с верхними ступенями «Кентавр ». [25] [26] Обнаружив множество геологических форм, которые обычно образуются из большого количества воды, программа «Викинг» вызвала революцию в научных представлениях о воде на Марсе .
Основными задачами орбитальных аппаратов «Викинг» была транспортировка посадочных модулей на Марс, проведение разведки для определения местоположения и сертификации посадочных площадок, выполнение функций ретрансляторов связи для посадочных модулей и проведение собственных научных исследований. Орбитальный аппарат, созданный на основе более раннего космического корабля Mariner 9 , представлял собой восьмиугольник диаметром примерно 2,5 м (8,2 фута). Общая стартовая масса составляла 2328 кг (5132 фунта), из которых 1445 кг (3186 фунтов) приходилось на топливо и газ для ориентации. [25]
Программа "Вояджер" состоит из пары беспилотных научных зондов " Вояджер-1" и "Вояджер-2" . Они были запущены в 1977 году, чтобы воспользоваться благоприятным расположением планет конца 1970-х годов. Хотя изначально они были предназначены для изучения только Юпитера и Сатурна , «Вояджер-2» смог продолжить путь к Урану и Нептуну. Обе миссии собрали большие объемы данных о газовых гигантах Солнечной системы , о которых ранее было мало что известно. [27] Оба зонда достигли скорости выхода из Солнечной системы и никогда не вернутся. «Вояджер-1» вошел в межзвездное пространство в 2012 году. [28]
По состоянию на 19 января 2019 года [обновлять]« Вояджер-1» находился на расстоянии 145,148 а.е. (13,492 миллиарда миль (21,713 × 10 9 км)) от Земли, удаляясь от Солнца со скоростью около 10,6 миль/с (17,1 км/с). ), что соответствует большей удельной орбитальной энергии , чем любой другой зонд. [29]
Первая из трёх астрономических обсерваторий высоких энергий НАСА, HEAO 1, была запущена 12 августа 1977 года на борту ракеты «Атлас» с разгонным блоком «Кентавр» и проработала до 9 января 1979 года. За это время она почти сканировала рентгеновское небо. в три раза выше 0,2 кэВ – 10 МэВ, обеспечило практически постоянный мониторинг источников рентгеновского излучения вблизи полюсов эклиптики, а также более детальное изучение ряда объектов путем точечных наблюдений. [30]
HEAO включал в себя четыре больших рентгеновских и гамма-астрономических инструмента, известных как A1, A2, A3 и A4 соответственно (до запуска HEAO 1 был известен как HEAO A). Наклонение орбиты составляло около 22,7 градуса. [31] HEAO 1 вновь вошел в атмосферу Земли 15 марта 1979 года.
Спутник Solar Maximum Mission (или SolarMax) был разработан для исследования солнечных явлений, в частности солнечных вспышек . Он был запущен 14 февраля 1980 года.
Хотя СММ и не уникальна в этом начинании, она примечательна тем, что срок ее полезного использования по сравнению с аналогичными космическими кораблями был значительно увеличен за счет прямого вмешательства пилотируемой космической миссии. Во время STS-41-C в 1984 году космический корабль " Челленджер " перехватил СММ и направил его в отсек полезной нагрузки шаттла для обслуживания и ремонта. СММ была оснащена «захватным приспособлением» шаттла, чтобы роботизированная рука шаттла могла захватить его для ремонта. [32]
Миссия Solar Maximum завершилась 2 декабря 1989 года, когда космический корабль снова вошел в атмосферу и сгорел. [33]
Инфракрасный астрономический спутник (IRAS) был первой в мире космической обсерваторией , которая провела обзор всего неба в инфракрасных волнах . [34] Было обнаружено около 350 000 источников, многие из которых все еще ожидают идентификации. Среди новых открытий — пылевой диск вокруг Веги и первые изображения ядра галактики Млечный Путь .
Жизнь IRAS, как и большинства последующих за ним инфракрасных спутников, была ограничена его системой охлаждения. Для эффективной работы в инфракрасной области телескоп необходимо охладить до криогенных температур. Сверхтекучий гелий сохранял IRAS при температуре 2 Кельвина (около -271 ° C) за счет испарения . [35] Запасы жидкого гелия были исчерпаны 21 ноября 1983 года, что помешало дальнейшим наблюдениям. [36] Космический корабль продолжает находиться на близкой к Земле орбите.
Телескоп был совместным проектом США (NASA), Нидерландов ( NIVR ) и Великобритании ( SERC ). Было обнаружено более 250 000 инфракрасных источников на длинах волн 12, 25, 60 и 100 микрометров. [37]
Космический корабль «Магеллан» был космическим зондом, отправленным к планете Венера, первым непилотируемым межпланетным космическим кораблем, запущенным НАСА после успешного запуска орбитального аппарата «Пионер» также к Венере в 1978 году. Это был также первый зонд для дальнего космоса, запущенный на планете Венера. Космический шатл. [38] В 1993 году он применил методы аэроторможения , чтобы понизить свою орбиту. Это было первое длительное использование метода, опробованного Хитеном в 1991 году. [39]
Магеллан создал первую (и на данный момент лучшую) карту особенностей поверхности планеты в высоком разрешении. Предыдущие миссии на Венеру создавали радары с низким разрешением, изображающие общие образования размером с континент. Магеллан выполнил подробные изображения и анализ кратеров, холмов, хребтов и других геологических образований, до степени, сравнимой с фотографическими картами других планет в видимом свете.
«Галилео» — беспилотный космический корабль, отправленный НАСА для изучения планеты Юпитер и ее спутников . Он был запущен 18 октября 1989 года космическим кораблем «Атлантис» в рамках миссии STS-34 . Он прибыл к Юпитеру 7 декабря 1995 года, пролетая мимо Венеры и Земли с помощью гравитации . [40]
Несмотря на проблемы с антенной, Галилей совершил первый облет астероида , открыл первый спутник-астероид , стал первым космическим кораблем, вышедшим на орбиту Юпитера, и запустил первый зонд в атмосферу Юпитера . Основной миссией Галилея было двухлетнее исследование системы Юпитера. Космический корабль вращался вокруг Юпитера по вытянутым эллипсам , каждая орбита длилась около двух месяцев. Различные расстояния от Юпитера, обеспечиваемые этими орбитами, позволили Галилею получить образцы различных частей обширной магнитосферы планеты . Орбиты были предназначены для облётов крупнейших спутников Юпитера с близкого расстояния. После завершения основной миссии Галилея 7 декабря 1997 года последовала расширенная миссия ; космический корабль совершил несколько близких облетов спутников Юпитера Европы и Ио . [40]
21 сентября 2003 года миссия Галилея была завершена отправкой орбитального аппарата в атмосферу Юпитера на скорости почти 50 километров в секунду. В космическом корабле было мало топлива; Другая причина его разрушения заключалась в том, чтобы избежать заражения местных спутников, таких как Европа, бактериями с Земли. [41]
Космический телескоп Хаббла (HST) — космический телескоп , который был доставлен на орбиту космическим кораблем «Шаттл» в апреле 1990 года. Он назван в честь американского астронома Эдвина Хаббла . Хотя «Хаббл» и не является первым космическим телескопом, он является одним из крупнейших и самых универсальных и хорошо известен как жизненно важный исследовательский инструмент и благо для астрономии . HST является результатом сотрудничества НАСА и Европейского космического агентства и является одной из Великих обсерваторий НАСА наряду с Гамма-обсерваторией Комптона , рентгеновской обсерваторией Чандра и космическим телескопом Спитцер . [42] Успех HST проложил путь к более тесному сотрудничеству между агентствами.
HST был создан с бюджетом в 2 миллиарда долларов [43] и продолжает работу с 1990 года, радуя как ученых, так и общественность. Некоторые из его изображений, например, « Глубокое поле Хаббла» , стали знаменитыми.
«Улисс» — это выведенный из эксплуатации роботизированный космический зонд , который был разработан для изучения Солнца совместным предприятием НАСА и Европейского космического агентства (ЕКА). «Улисс» был запущен 6 октября 1990 года на борту «Дискавери» (миссия STS-41 ). Миссией космического корабля было исследование Солнца на всех широтах. Это потребовало серьезного сдвига орбитальной плоскости, что было достигнуто за счет встречи с Юпитером. Необходимость встречи с Юпитером означала, что Улисс не мог питаться от солнечных батарей, а вместо этого питался от радиоизотопного термоэлектрического генератора (РТГ). [44]
К февралю 2008 года выходная мощность РИТЭГа , вырабатываемого за счет тепла от радиоактивного распада, снизилась настолько, что осталось недостаточно мощности для предотвращения замерзания гидразинового топлива системы управления ориентацией космического корабля. Ученые миссии сохранили топливо в жидком состоянии, кратковременно включив двигатель, что позволило продолжить миссию. [45] [46] [47] Прекращение полетных операций и дезактивация космического корабля было обусловлено невозможностью предотвратить замерзание топлива системы ориентации. [45] [48] Последний день миссии на Улиссе был 30 июня 2009 года. [49] [50]
Спутник для исследования верхних слоев атмосферы (UARS) — научный спутник, использовавшийся с 1991 по 2005 год для изучения атмосферы Земли, включая озоновый слой . Планируемый на трехлетнюю миссию, он оказался гораздо более долговечным, что позволило вести расширенные наблюдения с помощью набора инструментов. Он был запущен на борту космического корабля "Дискавери" и развернут в космос из отсека полезной нагрузки с помощью роботизированной руки под руководством экипажа. Спутник вернулся в атмосферу примерно в 04:00 24 сентября 2011 г. по всемирному координированному времени . [51] При весе около 6 тонн это был самый тяжелый спутник НАСА, подвергшийся неконтролируемому входу в атмосферу со времен «Скайлэба» летом 1979 года. [52]
Программа НАСА «Дискавери» (по сравнению с «Новыми рубежами » или «Флагманскими программами») представляет собой серию недорогих, узкоспециализированных научных космических миссий, которые исследуют Солнечную систему. Он был основан в 1992 году для реализации видения тогдашнего администратора НАСА Дэниела С. Голдина о «быстрых, лучших и дешевых» планетарных миссиях. Миссии Discovery отличаются от традиционных миссий НАСА, где цели и задачи определяются заранее. Вместо этого эти миссии с ограниченной стоимостью предлагаются и возглавляются ученым, называемым главным исследователем (PI). В состав предлагаемых команд могут входить представители промышленности, малого бизнеса, государственных лабораторий и университетов. Предложения отбираются посредством конкурентного процесса рецензирования. Миссии «Дискавери» значительно расширяют знания о Солнечной системе.
НАСА также принимает предложения по конкурсно отобранным миссиям возможностей программы Discovery. Это дает возможность участвовать в миссиях, не входящих в НАСА, путем финансирования научных приборов или аппаратных компонентов научных приборов или перепрофилирования существующего космического корабля НАСА.
Миссии, финансируемые НАСА в рамках этой программы, включают Mars Pathfinder , Kepler , Stardust , Genesis и Deep Impact .
Mars Pathfinder (MESUR Pathfinder [53] ) был запущен 4 декабря 1996 года, всего через месяц после запуска Mars Global Surveyor. На борту посадочного модуля, позже переименованного в Мемориальную станцию Карла Сагана, находился небольшой марсоход Sojourner , который проводил множество экспериментов на поверхности Марса. [54] Это был второй проект программы НАСА Discovery . Миссией руководила Лаборатория реактивного движения, подразделение Калифорнийского технологического института , отвечающее за программу НАСА по исследованию Марса .
Stardust — 300-килограммовый роботизированный космический зонд , запущенный НАСА 7 февраля 1999 года для изучения астероида 5535 Аннефранк и сбора образцов из комы кометы Уайлд 2 . Основная миссия завершилась 15 января 2006 года, когда капсула для возврата образцов вернулась на Землю. [55] Звездная пыль перехватила комету Темпель-1 15 февраля 2011 года, небольшое тело Солнечной системы, которое ранее посетил аппарат Deep Impact 4 июля 2005 года. Звездная пыль была выведена из эксплуатации 25 марта 2011 года. [56] Это первая миссия по возвращению образца насобирать космическую пыль .
Космический корабль «Генезис» представлял собой зонд НАСА , который собирал образец солнечного ветра и возвращал его на Землю для анализа. Это была первая миссия НАСА по возвращению образцов материала со времен программы «Аполлон» и первая миссия по возвращению материала из-за пределов орбиты Луны . [57] Genesis был запущен 8 августа 2001 года и совершил аварийную посадку в штате Юта 8 сентября 2004 года после того, как конструктивный недостаток помешал раскрытию тормозного парашюта . [58] В результате крушения были загрязнены и повреждены многие сборщики проб, но многие из них были успешно восстановлены. [59]
Deep Impact — космический зонд НАСА , запущенный 12 января 2005 года. Он был разработан для изучения состава внутренней части кометы 9P/Tempel путем запуска в комету ударного элемента. 4 июля 2005 года ударник успешно столкнулся с ядром кометы , вырывая обломки из внутренней части ядра. Фотографии обломков и ударного кратера показали, что комета была очень пористой, а ее выделение газа было химически разнообразным. [60]
«Кеплер» — космическая обсерватория , запущенная НАСА для обнаружения планет земного типа , вращающихся вокруг других звезд. Космический корабль, названный в честь немецкого астронома 17-го века Иоганна Кеплера , [61] был запущен в марте 2009 года. [62] Основная миссия «Кеплера» завершилась в мае 2013 года, когда он потерял второе реактивное колесо . Вторая миссия телескопа, К2, началась в мае 2014 года. [63] По состоянию на февраль 2018 года Кеплер обнаружил более 2000 экзопланет. [64]
Клементина (официальное название «Научный эксперимент программы глубокого космоса» (DSPSE)) — совместный космический проект Организации по противоракетной обороне (BMDO, ранее — Организация стратегической оборонной инициативы или SDIO) и НАСА. Запущенная 25 января 1994 года цель миссии заключалась в проверке датчиков и компонентов космического корабля в условиях длительного воздействия космической среды, а также в проведении научных наблюдений за Луной и околоземным астероидом 1620 Географос . Наблюдения Geographos не проводились из-за неисправности космического корабля. [65]
Mars Global Surveyor (MGS) был разработан Лабораторией реактивного движения НАСА и запущен в ноябре 1996 года. Он положил начало возвращению Соединенных Штатов на Марс после 10-летнего отсутствия. Он завершил свою основную миссию в январе 2001 года и находился на третьем расширенном этапе миссии, когда 2 ноября 2006 года космический корабль не ответил на команды. В январе 2007 года НАСА официально завершило миссию. [66]
Космический корабль Surveyor использовал серию камер высокого разрешения для исследования поверхности Марса, вернув более 240 000 изображений с сентября 1997 года по ноябрь 2006 года. [67] У Surveyor было три камеры; камера высокого разрешения делала черно-белые изображения (обычно от 1,5 до 12 м на пиксель), а красные и синие широкоугольные камеры снимали контекстные изображения (240 м на пиксель) и ежедневные глобальные изображения (7,5 километров (4,7 миль) ) на пиксель). [68]
«Кассини-Гюйгенс» — совместная миссия космического корабля НАСА/ ЕКА / АСИ по изучению планеты Сатурн и ее многочисленных естественных спутников . Он включал в себя орбитальный аппарат Сатурна и атмосферный зонд/посадочный модуль для луны Титан , хотя он также возвращал данные о широком спектре других объектов, включая гелиосферу , Юпитер и тесты теории относительности . Зонд Титана « Гюйгенс » вошел и приземлился на Титане в 2005 году. «Кассини» был четвертым космическим зондом, посетившим Сатурн, и первым, вышедшим на орбиту.
Он был запущен 15 октября 1997 года на корабле «Титан IVB /Кентавр» и вышел на орбиту Сатурна 1 июля 2004 года после межпланетного путешествия, включавшего облёты Земли, Венеры и Юпитера. 25 декабря 2004 года «Гюйгенс» отделился от орбитального аппарата примерно в 02:00 UTC . Он достиг спутника Сатурна Титана 14 января 2005 года, когда вошел в атмосферу Титана и спустился на поверхность. Он успешно вернул данные на Землю, используя орбитальный аппарат в качестве ретранслятора. [69] Это была первая посадка , когда-либо совершенная за пределами Солнечной системы .
Шестнадцать европейских стран и Соединенные Штаты составили команду, ответственную за проектирование, строительство, полеты и сбор данных с орбитального аппарата Кассини и зонда Гюйгенс. Миссией руководила Лаборатория реактивного движения НАСА в США, где собирался орбитальный аппарат. «Гюйгенс» был разработан Европейским центром космических исследований и технологий . [70]
После нескольких продлений миссии 15 сентября 2017 года «Кассини» был намеренно погружен в атмосферу Сатурна, чтобы предотвратить загрязнение обитаемых спутников. [71]
Система наблюдения за Землей (EOS) — это программа НАСА , включающая серию искусственных спутников и научных инструментов на околоземной орбите , предназначенных для долгосрочных глобальных наблюдений за поверхностью суши, биосферой , атмосферой и океанами Земли. Спутниковый компонент программы был запущен в 1997 году. Программа является центральным элементом Предприятия НАСА по наукам о Земле (ESE). Миссии, выполненные в рамках этой программы, включают SeaWiFS (1997 г.), Landsat 7 (1999 г.), QuikSCAT (1999 г.), Jason 1 (2001 г.), GRACE (2002 г.), Aqua (2002 г.), Aura (2004 г.) и Aquarius (2011 г.).
Программа «Новое тысячелетие» (NMP) — это проект НАСА, направленный на инженерную проверку новых технологий для космических применений. Финансирование программы было исключено из бюджета на 2009 финансовый год 110-м Конгрессом США , что фактически привело к ее отмене. [72] Космические корабли в программе «Новое тысячелетие» первоначально назывались «Глубокий космос» (для миссий, демонстрирующих технологии для планетарных миссий) и «Наблюдение за Землей» (для миссий, демонстрирующих технологии для миссий на околоземной орбите). После переориентации программы в 2000 году серия «Глубокий космос» была переименована в «Космические технологии».
Deep Space 1 (DS1) — это космический корабль , предназначенный для тестирования полезной нагрузки передовых технологий высокого риска. Запущенная 24 октября 1998 года миссия Deep Space 1 совершила облет астероида 9969 Брайля , научной цели миссии. Его миссия дважды продлевалась и включала встречу с кометой Боррелли и дальнейшие инженерные испытания. Проблемы на начальных этапах и со звездным трекером привели к неоднократным изменениям конфигурации миссии. [73] Deep Space 1 протестировал двенадцать технологий. [74] Это был первый космический корабль, в котором использовались ионные двигатели , в отличие от традиционных ракет с химическим двигателем. [75]
Серию Deep Space продолжили зонды Deep Space 2 , которые были запущены в январе 1999 года на марсианском полярном посадочном модуле и предназначались для удара по поверхности Марса.
Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE), совместная миссия НАСА и Немецкого аэрокосмического центра , провела детальные измерения гравитационного поля Земли с момента запуска в марте 2002 года по октябрь 2017 года. [76] Спутники были запущены с космодрома Плесецк , Россия . на ракете -носителе «Рокот ». Измерив гравитацию, GRACE показала, как масса распределяется по планете и как она меняется со временем. Данные со спутников GRACE — важный инструмент для изучения океана, геологии и климата Земли . [77]
GRACE была совместной инициативой Центра космических исследований Техасского университета в Остине ; Лаборатория реактивного движения НАСА , Пасадена, Калифорния; Немецкое космическое агентство и Национальный исследовательский центр Германии по наукам о Земле, Потсдам. [78] Лаборатория реактивного движения отвечала за общее управление миссией в рамках программы НАСА ESSP. [79]
Марсоходная миссия НАСА (MER) представляла собой роботизированную космическую миссию с участием двух марсоходов, исследующих планету Марс. Миссией НАСА руководит Лаборатория реактивного движения, которая спроектировала, построила и эксплуатирует марсоходы.
Миссия началась в 2003 году с отправки двух марсоходов — MER-A Spirit и MER-B Opportunity — для исследования поверхности и геологии Марса. Научная цель миссии — поиск и изучение камней и почв , свидетельствующих о прошлой активности воды. Миссия является частью программы НАСА по исследованию Марса, которая включает в себя три предыдущих успешных спускаемых аппарата: два спускаемых аппарата программы «Викинг» в 1976 году и зонд Mars Pathfinder в 1997 году . [80]
Общая стоимость строительства, запуска, посадки и эксплуатации марсоходов на поверхности для первоначальной основной миссии продолжительностью 90 марсианских дней (сол) составила 820 миллионов долларов США. [81] Однако оба марсохода смогли продолжить работу после первоначальной 90-дневной миссии и получили несколько продлений миссии. Ровер Spirit оставался в эксплуатации до 2009 года, а марсоход Opportunity – до 2018 года.
MESSENGER (аббревиатура от слов «Поверхность Меркурия», «Космическая среда», «Геохимия» и «Дальность») — автоматический космический корабль, вращавшийся вокруг планеты Меркурий , первый космический корабль, сделавший это. [82] Космический корабль массой 485 килограммов (1069 фунтов) был запущен на борту ракеты Дельта II в августе 2004 года для изучения химического состава, геологии и магнитного поля Меркурия .
MESSENGER использовал свои инструменты в сложной серии пролетов , которые позволили ему замедлиться относительно Меркурия, используя минимальное количество топлива. Космический корабль один раз пролетел мимо Земли и дважды над Венерой . Затем он трижды пролетел мимо Меркурия, в январе 2008 года, октябре 2008 года, [83] и сентябре 2009 года, [84] [85] став второй миссией, достигшей Меркурия, после « Маринера-10» . MESSENGER вышел на орбиту Меркурия 18 марта 2011 года и возобновил работу своих научных инструментов 24 марта, вернув первую фотографию с орбиты Меркурия 29 марта.
MESSENGER врезался в Меркурий 30 апреля 2015 года из-за того, что у него закончилось топливо. [86]
Программа «Новые рубежи» представляет собой серию миссий по исследованию космоса, проводимых НАСА с целью исследования нескольких планет Солнца , включая Юпитер , Венеру и карликовую планету Плутон . НАСА призывает как отечественных, так и международных ученых подавать предложения по миссии для этого проекта.
New Frontiers был построен на подходе, используемом программами Discovery и Explorer миссий под руководством главных исследователей . Он предназначен для миссий среднего класса, которые невозможно выполнить в рамках финансовых и временных ограничений программы Discovery, но они не такие масштабные, как миссии флагманского класса. В настоящее время выполняются три миссии New Frontiers. Аппарат «Новые горизонты» был запущен 19 января 2006 г. и пролетел мимо Плутона в июле 2015 г. Облет 486958 Аррокота состоялся в 2019 г. [87] Юнона была запущена 5 августа 2011 г. и вышла на орбиту вокруг Юпитера 4 июля 2016 г. [88] OSIRIS-REx , запущенный 8 сентября 2016 года, планирует вернуть образец на Землю 24 сентября 2023 года, [89] и в случае успеха станет первым космическим кораблем США, сделавшим это .
Разработка кораблей Commercial Resupply Services (CRS) началась в 2006 году с целью создания американских коммерческих беспилотных грузовых кораблей для обслуживания МКС. [90] Разработка этих автомобилей велась по программе с фиксированной ценой, основанной на этапах, а это означает, что каждая компания, получившая финансируемую награду, имела список этапов с прикрепленной к ним долларовой стоимостью, которые они не получали до тех пор, пока не получили успешно завершил этот этап. [91] Компании также были обязаны привлечь неуказанную сумму частных инвестиций для своего предложения. [92]
23 декабря 2008 года НАСА заключило контракты на коммерческое снабжение с компаниями SpaceX и Orbital Sciences Corporation . [93] SpaceX использует свою ракету Falcon 9 и космический корабль Dragon . [94] Orbital Sciences использует свою ракету Antares и космический корабль Cygnus . Первая миссия по пополнению запасов Dragon состоялась в мае 2012 года. [95] Первая миссия по пополнению запасов Cygnus состоялась в сентябре 2013 года . [96] Программа CRS в настоящее время обеспечивает все потребности Америки в грузах для МКС, за исключением нескольких полезных нагрузок для конкретных транспортных средств, которые поставлялся на европейский квадроцикл и японский HTV . [97]
Программа Mars Scout была инициативой НАСА по отправке на Марс серии небольших и недорогих роботизированных миссий , выбранных на конкурсной основе из предложений научного сообщества. Каждый проект Scout должен был стоить менее 485 миллионов долларов США. Посадочный модуль «Феникс» и орбитальный аппарат MAVEN были выбраны и разработаны до закрытия программы в 2010 году. [98]
«Феникс» представлял собой посадочный модуль , адаптированный из отмененной миссии Mars Surveyor . «Феникс» был запущен 4 августа 2007 года и приземлился в ледяном северном полярном регионе планеты 25 мая 2008 года. «Феникс» был спроектирован для поиска на Марсе сред, подходящих для микробной жизни , и исследования истории воды там . [99] 90-дневная основная миссия прошла успешно, а вся миссия завершилась 10 ноября 2008 г., после того как инженерам не удалось связаться с кораблем. Последний раз посадочный модуль совершал краткую связь с Землей 2 ноября 2008 года. [100]
Dawn — космический корабль НАСА, которому поручено исследование астероида Веста и карликовой планеты Церера , двух крупнейших членов пояса астероидов . Космический корабль был построен при участии европейских стран, а компоненты предоставили партнеры из Германии, Италии и Нидерландов . Миссия Dawn управляется Лабораторией реактивного движения НАСА . [101]
Dawn — первый космический корабль, посетивший Весту или Цереру. Это также первый космический корабль, который вращается вокруг двух отдельных внеземных тел, используя ионные двигатели для перемещения между своими целями. Предыдущие многоцелевые миссии с использованием обычных двигателей, такие как программа «Вояджер» , ограничивались пролётами . [102]
Запущенный 27 сентября 2007 года, аппарат Dawn вышел на орбиту Весты 16 июля 2011 года и исследовал ее до 5 сентября 2012 года. [103] После этого космический корабль направился к Церере и 6 марта 2015 года начал вращаться вокруг карликовой планеты. [104] В ноябре 2018 года НАСА сообщило, что у Dawn закончилось топливо, что фактически завершило ее миссию; он останется на орбите Цереры, но больше не сможет связываться с Землей. [105]
Лунный разведывательный орбитальный аппарат (LRO) — это роботизированный космический корабль НАСА , который в настоящее время вращается вокруг Луны на низкой 50-километровой полярной орбите. [106] Миссия LRO является предшественником будущих миссий НАСА на Луну. С этой целью программа детального картирования определяет безопасные места посадки, определяет потенциальные ресурсы на Луне, характеризует радиационную среду и демонстрирует новые технологии. [107] [108] Зонд составил трехмерную карту поверхности Луны и предоставил некоторые из первых изображений оборудования Аполлона, оставленного на Луне . [109] [110] Первые изображения с LRO были опубликованы 2 июля 2009 года, на них показан регион в лунном нагорье к югу от Моря Нубиума ( Море Облаков ). [111]
Запущенный 18 июня 2009 года [112] совместно со спутником наблюдения и зондирования лунного кратера (LCROSS) в качестве авангарда робототехнической программы НАСА «Лунные предшественники» , [113] это первая миссия Соединенных Штатов на Луну за более чем десять лет. годы. [114] LRO и LCROSS — первые миссии, запущенные в рамках программы США « Видение космических исследований» .
В апреле 2022 года НАСА продлило миссию LRO, чтобы продолжить изучение поверхности и геологических особенностей Луны, а также исследовать новые регионы, которые появились благодаря эволюции орбиты LRO [115].
Марсианская научная лаборатория ( MSL ) — это миссия НАСА по посадке и эксплуатации марсохода Curiosity на поверхности Марса . [116] Он был запущен ракетой Atlas V 26 ноября 2011 года, [117] [118] и успешно приземлился 6 августа 2012 года на равнинах Эолиды Палус в кратере Гейла возле горы Эолис (бывшая гора Шарп ). [119] [120] [121] [122] На Марсе это помогает оценить обитаемость Марса . Он может химически анализировать образцы, собирая почву и сверля камни с помощью лазерной и сенсорной системы. [123]
Марсоход Curiosity примерно в два раза длиннее и в пять раз массивнее марсоходов Spirit или Opportunity [123] и несет в себе более чем в десять раз больше научных инструментов. [118]
.png/1280px-PIA23882-MarsHelicopterIngenuity-20200429_(trsp).png)
Марс 2020 — это миссия марсохода в рамках программы исследования Марса НАСА , включающая марсоход Perseverance , который был запущен 30 июля 2020 года в 11:50 UTC, приземлился в кратере Джезеро на Марсе 18 февраля 2021 года и развернул на Марсе вертолет Ingenuity . 4 апреля 2021 г. [124] [125] Он будет исследовать астробиологически значимую древнюю среду на Марсе и исследовать ее поверхностные геологические процессы и историю, включая оценку ее прошлой обитаемости , возможности прошлой жизни на Марсе и потенциала сохранения. биосигнатур в доступных геологических материалах . [126] [127] Он будет хранить контейнеры с образцами на своем маршруте для потенциальной будущей миссии по возврату образцов на Марс . [127] [128] [129] О миссии «Марс-2020» НАСА объявило 4 декабря 2012 года на осеннем собрании Американского геофизического союза в Сан-Франциско. [130] Конструкция марсохода Perseverance заимствована у марсохода Curiosity , и в нем будут использоваться многие уже изготовленные и испытанные компоненты, новые научные инструменты и колонковое бурение . [131]
На левой стороне земного шара хорошо видна восточная половина Африки и весь Аравийский полуостров.
Так же, как и в проектах COTS, в проекте CCDev мы установили фиксированную цену и оплату за результат, — сказал Торн. — НАСА не инвестирует дополнительных денег, если стоимость проектов превышает запланированную.
Используя запасные части и планы миссии, разработанные для марсохода НАСА Curiosity, космическое агентство заявляет, что сможет построить и запустить марсоход в 2020 году, не выходя за рамки текущего бюджета.