С 1958 года НАСА курировало более 1000 беспилотных миссий на околоземную орбиту или дальше. [1] Оно как запускало собственные миссии, так и предоставляло финансирование для миссий частного сектора. Ряд миссий НАСА, включая программу Explorers, программу Voyager и программу New Frontiers, продолжаются.
Программа Explorer запустила более 90 миссий с момента своего начала более пяти десятилетий назад. Она превратилась в одну из недорогих программ миссий NASA. [2]
Программа началась как предложение армии США вывести на орбиту научный спутник во время Международного геофизического года (1957–58). Однако это предложение было отклонено в пользу проекта «Авангард» ВМС США . Программа Explorer была позже возобновлена, чтобы догнать Советский Союз после запуска «Спутника-1» в октябре 1957 года. Explorer-1 был запущен 31 января 1958 года; в то время проект все еще принадлежал Управлению по баллистическим ракетам армии США (ABMA) и Лаборатории реактивного движения (JPL). [3] Помимо того, что он был первым спутником США, он известен тем, что открыл радиационный пояс Ван Аллена . [4]
Программа Explorer была позже передана NASA, которое продолжило использовать это название для продолжающейся серии относительно небольших космических миссий, как правило, искусственных спутников с научной направленностью. За эти годы NASA запустило серию космических аппаратов Explorer, несущих широкий спектр научных исследований.
Программа Pioneer представляла собой серию беспилотных космических миссий NASA, предназначенных для исследования планет. В программу входило несколько миссий, наиболее примечательными из которых были Pioneer 10 и Pioneer 11 , которые исследовали внешние планеты и покинули Солнечную систему . На обеих установлена золотая табличка с изображением мужчины и женщины, а также информация о происхождении и создателях зондов, на случай, если инопланетяне когда-нибудь их найдут. [5]
Кроме того, миссия Pioneer на Венеру состояла из двух компонентов, запущенных отдельно. Pioneer Venus 1 (Pioneer Venus Orbiter) был запущен в мае 1978 года и оставался на орбите до 1992 года. Pioneer Venus 2 (Pioneer Venus Multiprobe), запущенный в августе 1978 года, отправил четыре небольших зонда в атмосферу Венеры. [6]
Проект Echo был первым экспериментом с пассивным спутником связи . Каждый космический аппарат представлял собой металлизированный воздушный шар , который надувался в космосе и действовал как пассивный отражатель микроволновых сигналов. Сигналы связи отражались от них из одной точки на Земле в другую. [7] Спутник NASA Echo 1 был построен компанией Gilmore Schjeldahl Company в Нортфилде, штат Миннесота . После аварии ракеты Delta, несущей Echo 1 13 мая 1960 года, Echo 1A был успешно выведен на орбиту другим Thor-Delta, [8] [9] и первая микроволновая передача была получена 12 августа 1960 года.
Echo 2 представлял собой металлизированный ПЭТ-пленочный воздушный шар диаметром 41,1 метра (135 футов) , который был последним воздушным шаром-спутником, запущенным в рамках проекта Echo. [10] Он использовал усовершенствованную систему накачивания для улучшения гладкости и сферичности воздушного шара . [11] Он был запущен 25 января 1964 года на ракете Thor Agena .
Программа Ranger представляла собой серию беспилотных космических миссий, запущенных Соединенными Штатами в 1960-х годах, целью которых было получение первых снимков поверхности Луны крупным планом . Космические корабли Ranger были разработаны для съемки лунной поверхности и передачи этих снимков до тех пор, пока они не разрушались при ударе. Однако ряд неудач привел к провалу первых пяти полетов. [12] Конгресс начал расследование «проблем управления» в штаб-квартире NASA и JPL. [13] После двух реорганизаций организации Ranger 7 успешно передал снимки в июле 1964 года, за которым последовали еще две успешные миссии.
Первоначально проектирование Ranger началось в 1959 году и проходило в три отдельных этапа, называемых «блоками». Каждый блок имел различные цели миссии и более совершенную конструкцию системы. Разработчики миссии JPL планировали несколько запусков в каждом блоке, чтобы максимизировать инженерный опыт и научную ценность миссии и обеспечить по крайней мере один успешный полет. [14] Общие расходы на исследования, разработку, запуск и поддержку серии космических аппаратов Ranger (Rangers 1–9) составили приблизительно 170 миллионов долларов. [15]
Telstar не был программой NASA, а скорее коммерческим проектом спутников связи. Вклад NASA в него ограничивался услугами по запуску, а также обязанностями по отслеживанию и телеметрии. Первые два спутника Telstar были экспериментальными и почти идентичными. Telstar 1 был запущен на вершине ракеты Thor-Delta 10 июля 1962 года. Он успешно передал через космос первые телевизионные изображения, телефонные звонки и факсимильные изображения, а также обеспечил первую прямую трансатлантическую телевизионную передачу. Telstar 2 был запущен 7 мая 1963 года. [11]
Bell Telephone Laboratories спроектировала и построила спутники Telstar. Это были прототипы, предназначенные для проверки различных концепций, лежащих в основе большого созвездия 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 обработки сообщений Telstar. [11]
Программа Mariner, проводимая NASA, запустила серию межпланетных роботизированных зондов , предназначенных для исследования Марса , Венеры и Меркурия . Программа включала ряд новинок, включая первый планетарный пролет , [16] первые фотографии с другой планеты, первый планетарный орбитальный аппарат , [17] и первый межпланетный гравитационный маневр, [18] который провел более 13 лет на орбите вокруг Сатурна .
Все космические аппараты Mariner были основаны на шестиугольном или восьмиугольном «автобусе», в котором размещалась вся электроника, и к которому крепились все компоненты, такие как антенны, камеры, двигатели и источники питания. Все зонды, за исключением Mariner 1 , Mariner 2 и Mariner 5, имели телекамеры. Первые пять Mariner были запущены на ракетах Atlas-Agena , в то время как последние пять использовали Atlas-Centaur .
Программа Lunar Orbiter представляла собой серию из пяти беспилотных лунных орбитальных миссий, запущенных Соединенными Штатами , начиная с 1966 года. Она была предназначена для выбора мест посадки для программы Apollo путем картирования поверхности Луны. [19] Программа позволила получить первые фотографии, когда-либо сделанные с лунной орбиты.
Все пять миссий были успешными, и 99% Луны было картировано с помощью фотографий, сделанных с разрешением 60 метров (200 футов) или лучше. Первые три миссии были посвящены съемке 20 потенциальных мест высадки людей на Луну, выбранных на основе наблюдений с Земли. Они летали на орбитах с низким наклоном. Четвертая и пятая миссии были посвящены более широким научным целям и летали на высоких полярных орбитах. [20] Все аппараты 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 восхода Земли над лунной поверхностью, сделанного Lunar Orbiter 1 в августе 1966 года. Первая полная фотография всей Земли была сделана Lunar Orbiter 5 8 августа 1967 года. [21] Вторая фотография всей Земли была сделана Lunar Orbiter 5 10 ноября 1967 года.
Программа Surveyor была программой NASA, которая с 1966 по 1968 год отправила семь роботизированных космических аппаратов на поверхность Луны . Ее главной целью была демонстрация возможности мягкой посадки на Луну. Программа была реализована Лабораторией реактивного движения NASA (JPL) для подготовки к программе Apollo . [22] Общая стоимость программы Surveyor официально составила 469 миллионов долларов. [23]
Пять из кораблей Surveyor успешно совершили мягкую посадку на Луну. Два потерпели неудачу: Surveyor 2 разбился на высокой скорости после неудачной коррекции на середине курса, а Surveyor 4 был потерян для контакта за 2,5 минуты до запланированного приземления. [22]
Все семь космических аппаратов все еще находятся на Луне; ни одна из миссий не включала их возвращение на Землю. Некоторые части Surveyor 3 были возвращены на Землю экипажем Apollo 12 , который приземлился недалеко от него в 1969 году.
Helios I и Helios II, также известные как Helios-A и Helios-B, были парой космических зондов, запущенных на гелиоцентрическую орбиту с целью изучения солнечных процессов. Совместное предприятие Федеративной Республики Германии ( Западная Германия ) и НАСА, зонды были запущены с военно-воздушной станции на мысе Канаверал , Флорида, 10 декабря 1974 года и 15 января 1976 года соответственно. Helios 2 установил максимальный рекорд 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 c ). [24] Космические зонды Helios завершили свои основные миссии к началу 1980-х годов, но они продолжали отправлять данные вплоть до 1985 года. Зонды больше не функционируют, но все еще остаются на своей эллиптической орбите вокруг Солнца.
Программа Viking состояла из пары американских космических зондов, отправленных на Марс — Viking 1 и Viking 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. Viking 1 был запущен 20 августа 1975 года, а второй аппарат, Viking 2 , был запущен 9 сентября 1975 года, оба находились на ракетах Titan III-E с верхними ступенями Centaur . [25] [26] Обнаружив множество геологических форм, которые обычно образуются из большого количества воды, программа Viking произвела революцию в научных представлениях о воде на Марсе .
Основными задачами орбитальных аппаратов Viking были транспортировка посадочных модулей на Марс, проведение разведки для обнаружения и сертификации мест посадки, работа в качестве ретрансляторов связи для посадочных модулей и проведение собственных научных исследований. Орбитальный аппарат, основанный на более раннем космическом аппарате Mariner 9 , представлял собой восьмиугольник приблизительно 2,5 м (8,2 фута) в поперечнике. Общая стартовая масса составляла 2328 кг (5132 фунта), из которых 1445 кг (3186 фунтов) приходилось на топливо и газ для управления ориентацией. [25]
Программа Voyager состоит из пары беспилотных научных зондов , Voyager 1 и Voyager 2. Они были запущены в 1977 году, чтобы воспользоваться благоприятным расположением планет в конце 1970-х годов. Хотя изначально они были предназначены для изучения только Юпитера и Сатурна , Voyager 2 смог продолжить полет к Урану и Нептуну. Обе миссии собрали большой объем 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. Voyager 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 млрд 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 у любого другого зонда. [29]
Первая из трех обсерваторий NASA для изучения высоких энергий, HEAO 1, запущенная 12 августа 1977 года на борту ракеты Atlas с верхней ступенью Centaur , проработала до 9 января 1979 года. За это время она почти трижды просканировала рентгеновское небо в диапазоне 0,2 кэВ – 10 МэВ, обеспечила практически постоянный мониторинг источников рентгеновского излучения вблизи полюсов эклиптики, а также более детальное изучение ряда объектов посредством точечных наблюдений. [30]
HEAO включал четыре крупных рентгеновских и гамма-астрономических инструмента, известных как A1, A2, A3 и A4 соответственно (до запуска HEAO 1 был известен как HEAO A). Орбитальный наклон составлял 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 SMM не был уникален в этом начинании, он был примечателен тем, что его полезный срок службы по сравнению с аналогичными космическими аппаратами был значительно увеличен за счет прямого вмешательства пилотируемой космической миссии. Во время STS-41-C в 1984 году космический челнок Challenger перехватил SMM, маневрируя им в грузовом отсеке шаттла для обслуживания и ремонта. SMM был оснащен «захватным приспособлением» шаттла, чтобы роботизированная рука шаттла могла захватить его для ремонта. [32]
Миссия Solar Maximum завершилась 2 декабря 1989 года, когда космический корабль вновь вошел в атмосферу и сгорел. [33]
Инфракрасный астрономический спутник (IRAS) был первой в истории космической обсерваторией, которая провела обзор всего неба в инфракрасном диапазоне длин волн . [34] Он обнаружил около 350 000 источников, многие из которых все еще ждут идентификации. Новые открытия включали пылевой диск вокруг Веги и первые изображения ядра галактики Млечный Путь .
Жизнь IRAS, как и большинства инфракрасных спутников, которые последовали за ним, была ограничена его системой охлаждения. Для эффективной работы в инфракрасном диапазоне телескоп должен быть охлажден до криогенных температур. Сверхтекучий гелий поддерживал температуру IRAS в 2 градуса Кельвина (около −271 °C) путем испарения . [35] Запас жидкого гелия был исчерпан 21 ноября 1983 года, что сделало невозможным дальнейшие наблюдения. [36] Космический аппарат продолжает вращаться по орбите вблизи Земли.
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 аппарат Magellan был космическим зондом, отправленным на планету Венера, первым беспилотным межпланетным космическим аппаратом, запущенным NASA после его успешного полета на орбитальном аппарате Pioneer Orbiter , также на Венеру, в 1978 году. Он также был первым зондом для исследования дальнего космоса, запущенным на космическом челноке. [38] В 1993 году он использовал методы аэроторможения для снижения своей орбиты. Это было первое длительное использование метода, который был испытан Хитеном в 1991 году. [39]
Magellan создал первую (и на данный момент лучшую) карту поверхности планеты с высоким разрешением. Предыдущие миссии к Венере создавали радиолокационные глобусы с низким разрешением общих формаций размером с континент. Magellan выполнил детальную съемку и анализ кратеров, холмов, хребтов и других геологических формаций в степени, сопоставимой с фотографической съемкой других планет в видимом свете.
Galileo был беспилотным космическим аппаратом, отправленным NASA для изучения планеты Юпитер и его лун . Он был запущен 18 октября 1989 года космическим челноком Atlantis в рамках миссии STS-34 . Он прибыл к Юпитеру 7 декабря 1995 года с помощью гравитационного пролета мимо Венеры и Земли. [40]
Несмотря на проблемы с антенной, Galileo осуществил первый пролёт астероида , открыл первый астероид-спутник , был первым космическим аппаратом, вышедшим на орбиту Юпитера, и запустил первый зонд в атмосферу Юпитера . Основной миссией Galileo было двухлетнее изучение системы Юпитера. Космический аппарат путешествовал вокруг Юпитера по вытянутым эллипсам , каждый виток длился около двух месяцев. Различные расстояния от Юпитера, обеспечиваемые этими орбитами, позволили Galileo взять образцы различных частей обширной магнитосферы планеты . Орбиты были разработаны для близких пролётов крупнейших лун Юпитера. После завершения основной миссии Galileo последовала расширенная миссия, начавшаяся 7 декабря 1997 года; космический аппарат совершил ряд близких пролётов лун Юпитера — Европы и Ио . [40]
21 сентября 2003 года миссия Галилео была прекращена, когда орбитальный аппарат вошел в атмосферу Юпитера со скоростью около 50 километров в секунду. У космического корабля было мало топлива; еще одной причиной его уничтожения было желание избежать заражения местных лун, таких как Европа, бактериями с Земли. [ 41]
Космический телескоп Хаббл (HST) — космический телескоп , выведенный на орбиту космическим челноком в апреле 1990 года. Он назван в честь американского астронома Эдвина Хаббла . Хотя это и не первый космический телескоп, Хаббл является одним из крупнейших и самых универсальных и хорошо известен как жизненно важный исследовательский инструмент и благо для связей с общественностью в области астрономии . HST — это совместный проект NASA и Европейского космического агентства , и является одной из Великих обсерваторий NASA , наряду с гамма-обсерваторией Комптона , рентгеновской обсерваторией Чандра и космическим телескопом Спитцера . [42] Успех HST проложил путь к более тесному сотрудничеству между агентствами.
HST был создан с бюджетом в $2 млрд [43] и продолжает работать с 1990 года, радуя как ученых, так и общественность. Некоторые из его изображений, такие как Hubble Deep Field , стали знаменитыми.
Ulysses — выведенный из эксплуатации роботизированный космический зонд , который был разработан для изучения Солнца в рамках совместного предприятия NASA и Европейского космического агентства (ESA). Ulysses был запущен 6 октября 1990 года на борту Discovery (миссия STS-41 ). Миссия космического корабля состояла в изучении Солнца на всех широтах. Это потребовало значительного сдвига орбитальной плоскости, что было достигнуто с помощью встречи с Юпитером. Необходимость встречи с Юпитером означала, что Ulysses не мог работать от солнечных батарей и вместо этого работал от радиоизотопного термоэлектрического генератора (РИТЭГ). [44]
К февралю 2008 года выходная мощность РИТЭГа , которая вырабатывается за счет тепла от радиоактивного распада, снизилась достаточно, чтобы не допустить замерзания гидразинового топлива системы ориентации космического корабля . Ученые миссии поддерживали жидкое топливо, проводя короткие запуски двигателей, что позволило продолжить миссию. [45] [46] [47] Прекращение операций миссии и дезактивация космического корабля были обусловлены невозможностью предотвратить замерзание топлива системы ориентации. [45] [48] Последний день операций миссии на Улиссе был 30 июня 2009 года. [49] [50]
Спутник для исследования верхних слоев атмосферы (UARS) был научным спутником, который использовался с 1991 по 2005 год для изучения атмосферы Земли, включая озоновый слой . Планировалось, что он будет работать три года, но он оказался гораздо более прочным, что позволило проводить расширенные наблюдения с помощью его набора инструментов. Он был запущен на борту космического челнока Discovery и выведен в космос из грузового отсека с помощью роботизированной руки под руководством экипажа. Спутник вошел в атмосферу примерно в 04:00 24 сентября 2011 года по всемирному координированному времени . [51] При весе около 6 тонн он стал самым тяжелым спутником НАСА, совершившим неконтролируемый вход в атмосферу со времен Skylab летом 1979 года. [52]
Программа NASA Discovery (по сравнению с New Frontiers или Flagship Programs) представляет собой серию недорогих, узкоспециализированных научных космических миссий, которые исследуют Солнечную систему. Она была основана в 1992 году для реализации видения тогдашнего администратора NASA Дэниела С. Голдина о «более быстрых, лучших, дешевых» планетарных миссиях. Миссии Discovery отличаются от традиционных миссий NASA, где цели и задачи заранее определены. Вместо этого эти миссии с ограничением по стоимости предлагаются и возглавляются ученым, называемым главным исследователем (PI). В состав команд, подающих предложения, могут входить люди из промышленности, малого бизнеса, государственных лабораторий и университетов. Предложения отбираются в ходе конкурентного процесса рецензирования. Миссии Discovery вносят значительный вклад в объем знаний о Солнечной системе.
NASA также принимает заявки на конкурсно отобранные миссии Discovery Program Missions of Opportunity. Это дает возможность участвовать в миссиях, не связанных с NASA, предоставляя финансирование для научного инструмента или аппаратных компонентов научного инструмента или для перепрофилирования существующего космического корабля NASA.
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 Carl Sagan Memorial Station, находился небольшой марсоход Sojourner , который выполнил множество экспериментов на поверхности Марса. [54] Это был второй проект программы NASA Discovery . Миссия была направлена Лабораторией реактивного движения, подразделением Калифорнийского технологического института , ответственным за программу NASA по исследованию Марса .
Stardust — 300-килограммовый роботизированный космический зонд, запущенный NASA 7 февраля 1999 года для изучения астероида 5535 Annefrank и сбора образцов из комы кометы Wild 2. Основная миссия была завершена 15 января 2006 года, когда капсула с образцами вернулась на Землю. [55] Stardust перехватил комету Tempel 1 15 февраля 2011 года, небольшое тело Солнечной системы, которое ранее посетил Deep Impact 4 июля 2005 года. Stardust был выведен из эксплуатации 25 марта 2011 года. [56] Это первая миссия по возврату образцов для сбора космической пыли .
Космический аппарат Genesis был зондом NASA по возврату образцов , который собрал образец солнечного ветра и вернул его на Землю для анализа. Это была первая миссия NASA по возврату образцов, которая вернула материал со времен программы Apollo , и первая, которая вернула материал из-за орбиты Луны . [ 57] Genesis был запущен 8 августа 2001 года и совершил аварийную посадку в Юте 8 сентября 2004 года после того, как из-за конструктивного недостатка не удалось раскрыть его тормозной парашют . [58] В результате аварии были загрязнены и повреждены многие из коллекторов образцов, 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 выпуска ударника в комету. 4 июля 2005 года ударник успешно столкнулся с ядром кометы , вырвав обломки из внутренней части ядра. Фотографии обломков и ударного кратера показали, что комета была очень пористой, а ее газовыделение было химически разнообразным. [60]
Kepler — космическая обсерватория , запущенная NASA для открытия планет земного типа, вращающихся вокруг других звезд. Космический аппарат, названный в честь немецкого астронома XVII века Иоганна Кеплера , [61] был запущен в марте 2009 года. [62] Основная миссия Kepler завершилась в мае 2013 года, когда он потерял второе колесо реакции . Вторая миссия телескопа, K2, началась в мае 2014 года. [63] По состоянию на февраль 2018 года Kepler открыл более 2000 экзопланет. [64]
Clementine (официально называемый Deep Space Program Science Experiment (DSPSE)) был совместным космическим проектом Организации по противоракетной обороне (BMDO, ранее — Организация стратегической оборонной инициативы , или SDIO) и NASA. Целью миссии, запущенной 25 января 1994 года, было испытание датчиков и компонентов космического корабля в условиях длительного воздействия космической среды, а также проведение научных наблюдений за Луной и околоземным астероидом 1620 Geographos . Наблюдения Geographos не были проведены из-за неисправности космического корабля. [65]
Mars Global Surveyor (MGS) был разработан Лабораторией реактивного движения NASA и запущен в ноябре 1996 года. Он начал возвращение Соединенных Штатов на Марс после 10-летнего отсутствия. Он завершил свою основную миссию в январе 2001 года и находился в третьей расширенной фазе миссии, когда 2 ноября 2006 года космический аппарат перестал реагировать на команды. В январе 2007 года NASA официально завершило миссию. [66]
Космический аппарат Surveyor использовал ряд камер высокого разрешения для исследования поверхности Марса, предоставив 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 делали изображения для контекста (240 м на пиксель) и ежедневные глобальные изображения (7,5 км (4,7 мили) на пиксель). [68]
Cassini–Huygens — совместная космическая миссия NASA/ ESA / ASI , изучающая планету Сатурн и ее многочисленные естественные спутники . Она включала в себя орбитальный аппарат Сатурна и атмосферный зонд/посадочный модуль для луны Титан , хотя он также передал данные о множестве других вещей, включая гелиосферу , Юпитер и тесты относительности . Зонд Titan, Huygens , вошел и приземлился на Титане в 2005 году. Cassini был четвертым космическим зондом, посетившим Сатурн, и первым, вышедшим на орбиту.
Он был запущен 15 октября 1997 года на Titan IVB /Centaur и вышел на орбиту вокруг Сатурна 1 июля 2004 года после межпланетного путешествия, которое включало пролеты мимо Земли, Венеры и Юпитера. 25 декабря 2004 года Huygens отделился от орбитального аппарата примерно в 02:00 UTC . Он достиг спутника Сатурна Титана 14 января 2005 года, когда он 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 во внешней Солнечной системе .
Шестнадцать европейских стран и США составили команду, ответственную за проектирование, строительство, полеты и сбор данных с орбитального аппарата «Кассини» и зонда «Гюйгенс». Миссия управлялась Лабораторией реактивного движения НАСА в США, где был собран 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 пригодных для жизни лун. [71]
Система наблюдения за Землей (EOS) — это программа NASA, включающая ряд миссий искусственных спутников и научных приборов на орбите Земли , 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 Earth Science Enterprise (ESE) NASA. Миссии, выполненные в рамках этой программы, включают SeaWiFS (1997), Landsat 7 (1999), QuikSCAT (1999), Jason 1 (2001), GRACE (2002), Aqua (2002), Aura (2004) и Aquarius (2011).
New Millennium Program (NMP) — проект NASA, нацеленный на инженерную проверку новых технологий для космических приложений. Финансирование программы было исключено из бюджета на 2009 финансовый год 110-м Конгрессом США , что фактически привело к ее отмене. [72] Космические аппараты в New Millennium Program изначально назывались «Deep Space» (для миссий, демонстрирующих технологии для планетарных миссий) и «Earth Observing» (для миссий, демонстрирующих технологии для миссий на околоземной орбите). С переориентацией программы в 2000 году серия Deep Space была переименована в «Space Technology».
Deep Space 1 (DS1) — космический корабль, предназначенный для тестирования полезной нагрузки передовых высокорисковых технологий. Запущенная 24 октября 1998 года миссия Deep Space 1 осуществила пролет астероида 9969 Braille , научной цели миссии. Ее миссия была продлена дважды, чтобы включить встречу с кометой Боррелли и дальнейшие инженерные испытания. Проблемы на начальных этапах и с ее звездным трекером привели к повторным изменениям в конфигурации миссии. [73] Deep Space 1 испытал двенадцать технологий. [74] Это был первый космический корабль, использовавший ионные двигатели , в отличие от традиционных химических ракет. [75]
Серия Deep Space была продолжена зондами Deep Space 2 , которые были запущены в январе 1999 года на борту Mars Polar Lander и предназначались для удара по поверхности Марса.
Эксперимент по восстановлению гравитации и климату (GRACE), совместная миссия NASA и Немецкого аэрокосмического центра , провела подробные 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» . Измеряя гравитацию, GRACE показал, как масса распределяется по планете и как она меняется со временем. Данные со спутников GRACE являются важным инструментом для изучения океана, геологии и климата Земли . [77]
GRACE был совместным проектом Центра космических исследований Техасского университета в Остине ; Лаборатории реактивного движения НАСА в Пасадене, Калифорния; Немецкого космического агентства и Национального исследовательского центра наук о Земле Германии в Потсдаме. [78] Лаборатория реактивного движения отвечала за общее управление миссией в рамках программы ESSP НАСА. [79]
Миссия NASA Mars Exploration Rover Mission (MER) была роботизированной космической миссией с участием двух марсоходов, исследующих планету Марс. Миссия управляется для NASA Лабораторией 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 горных пород и почв , которые указывают на прошлую водную активность. Миссия является частью Программы исследования Марса NASA, которая включает три предыдущих успешных посадочных модуля: два посадочных модуля программы Viking в 1976 году и зонд Mars Pathfinder в 1997 году. [80]
Общая стоимость строительства, запуска, посадки и эксплуатации марсоходов на поверхности для первоначальной 90 -дневной (сол) основной миссии составила 820 миллионов долларов США. [81] Однако оба марсохода смогли продолжить функционировать после первоначальной 90-дневной миссии и получили несколько продлений миссии. Марсоход Spirit оставался в эксплуатации до 2009 года, а марсоход Opportunity оставался в эксплуатации до 2018 года.
MESSENGER (аббревиатура от MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry и Ranging) был автоматическим космическим аппаратом, который вращался вокруг планеты Меркурий , став первым космическим аппаратом, совершившим это. [82] 485-килограммовый (1069 фунтов) космический аппарат был запущен на борту ракеты-носителя Delta II в августе 2004 года для изучения химического состава, геологии и магнитного поля Меркурия .
MESSENGER использовал свои приборы в сложной серии пролетов , что позволило ему замедлиться относительно Меркурия, используя минимальное количество топлива. Космический корабль пролетел мимо Земли один раз и Венеры дважды. Затем он пролетел мимо Меркурия трижды, в январе 2008 года, октябре 2008 года [83] и сентябре 2009 года, [84] [85] став второй миссией, достигшей Меркурия, после Mariner 10. MESSENGER вышел на орбиту вокруг Меркурия 18 марта 2011 года и снова активировал свои научные приборы 24 марта, вернув первую фотографию с орбиты Меркурия 29 марта.
MESSENGER врезался в Меркурий 30 апреля 2015 года после того, как у него закончилось топливо. [86]
Программа New Frontiers представляет собой серию миссий по исследованию космоса, проводимых NASA с целью исследования нескольких планет Солнца , включая Юпитер , Венеру и карликовую планету Плутон . NASA призывает как отечественных, так и иностранных ученых подавать заявки на миссии для этого проекта.
New Frontiers был создан на основе подхода, используемого программами Discovery и Explorer для миссий под руководством главных исследователей . Он предназначен для миссий среднего класса, которые не могли быть выполнены в рамках ограничений по стоимости и времени программы Discovery, но не такие большие, как миссии класса Flagship. В настоящее время в процессе выполнения находятся три миссии New Frontiers. New Horizons был запущен 19 января 2006 года и пролетел мимо Плутона в июле 2015 года. Пролет мимо 486958 Аррокота состоялся в 2019 году. [87] Juno был запущен 5 августа 2011 года и вышел на орбиту вокруг Юпитера 4 июля 2016 года. [88] OSIRIS-REx , запущенный 8 сентября 2016 года, планирует вернуть образец на Землю 24 сентября 2023 года, [89] и в случае успеха станет первым американским космическим аппаратом, который сделает это.
Разработка транспортных средств Commercial Resupply Services (CRS) началась в 2006 году с целью создания американских коммерческих беспилотных грузовых транспортных средств для обслуживания МКС. [90] Разработка этих транспортных средств осуществлялась в рамках программы с фиксированной ценой и этапами, что означало, что каждая компания, получившая финансируемую награду, имела список этапов с долларовой стоимостью, которую они получали только после успешного завершения этапа. [91] Компании также должны были привлечь неопределенную сумму частных инвестиций для своего предложения. [92]
23 декабря 2008 года NASA 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 снабжению Dragon состоялась в мае 2012 года. [95] Первая миссия по снабжению 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, предназначенных для конкретных транспортных средств, которые доставляются на европейском ATV и японском HTV . [97]
Программа Mars Scout была инициативой NASA по отправке серии небольших недорогих роботизированных миссий на Марс , отобранных на конкурсной основе из предложений научного сообщества. Каждый проект Scout должен был стоить менее 485 миллионов долларов США. Посадочный модуль Phoenix и орбитальный аппарат MAVEN были выбраны и разработаны до того, как программа была закрыта в 2010 году. [98]
Phoenix был посадочным модулем, адаптированным из отмененной миссии Mars Surveyor . Phoenix был запущен 4 августа 2007 года и приземлился в ледяной северной полярной области планеты 25 мая 2008 года. Phoenix был разработан для поиска среды, подходящей для микробной жизни на Марсе , и для исследования истории воды там . [99] 90-дневная основная миссия была успешной, и общая миссия была завершена 10 ноября 2008 года, после того как инженеры не смогли связаться с кораблем. Последний раз посадочный модуль осуществлял краткую связь с Землей 2 ноября 2008 года. [100]
Dawn — космический корабль НАСА, которому поручено исследование и изучение астероида Веста и карликовой планеты Церера , двух крупнейших членов пояса астероидов . Космический корабль был построен при некотором европейском сотрудничестве, с компонентами, предоставленными партнерами из Германии, Италии и Нидерландов . Миссия Dawn управляется Лабораторией реактивного движения НАСА . [101]
Dawn — первый космический аппарат, посетивший Весту или Цереру. Это также первый космический аппарат, который вышел на орбиту двух отдельных внеземных тел, используя ионные двигатели для перемещения между своими целями. Предыдущие многоцелевые миссии с использованием обычных двигателей, такие как программа Voyager , были ограничены пролетами . [102]
Запущенный 27 сентября 2007 года, Dawn вышел на орбиту Весты 16 июля 2011 года и исследовал ее до 5 сентября 2012 года. [103] После этого космический аппарат направился к Церере и начал вращаться вокруг карликовой планеты 6 марта 2015 года. [104] В ноябре 2018 года НАСА сообщило, что у Dawn закончилось топливо, что фактически завершило его миссию; он останется на орбите Цереры, но больше не сможет общаться с Землей. [105]
Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) — это роботизированный космический аппарат НАСА, который в настоящее время вращается вокруг Луны на низкой полярной картографической орбите высотой 50 км . [106] Миссия LRO является предшественницей будущих пилотируемых миссий НАСА на Луну. С этой целью подробная программа картирования определяет безопасные места посадки, определяет потенциальные ресурсы на Луне, характеризует радиационную обстановку и демонстрирует новые технологии. [107] [108] Зонд создал трехмерную карту поверхности Луны и предоставил некоторые из первых изображений оборудования Apollo, оставленного на Луне . [109] [110] Первые изображения с LRO были опубликованы 2 июля 2009 года, на них показан регион в лунных высокогорьях к югу от Mare Nubium ( Море Облаков ). [111]
Запущенный 18 июня 2009 года [112] совместно со спутником для наблюдения и зондирования лунных кратеров (LCROSS) в качестве авангарда программы NASA Lunar Precursor Robotic Program , [113] это первая миссия США на Луну за последние десять лет. [114] LRO и LCROSS являются первыми миссиями, запущенными в рамках программы США Vision for Space Exploration .
В апреле 2022 года НАСА продлило миссию LRO, чтобы продолжить изучение поверхности Луны и геологических особенностей, а также исследовать новые регионы, которые стали доступны благодаря эволюции орбиты LRO [115]
Mars Science Laboratory (MSL) — миссия NASA 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 Aeolis Palus в кратере Гейла около Aeolis Mons (ранее Mount Sharp ). [119] [120] [121] [122] На Марсе он помогает оценить пригодность Марса для жизни. Он может проводить химический анализ образцов, забирая 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 на себе в десять раз больше научных приборов. [118]
.png/1280px-PIA23882-MarsHelicopterIngenuity-20200429_(trsp).png)
Mars 2020 — это миссия марсохода в рамках Программы исследования Марса NASA , которая включает марсоход Perseverance , запущенный 30 июля 2020 года в 11:50 UTC, и приземлившийся в кратере Джезеро на Марсе 18 февраля 2021 года, а также выведший на орбиту вертолет Ingenuity 4 апреля 2021 года. [124] [125] Он будет исследовать астробиологически значимую древнюю среду на Марсе и изучать его поверхностные геологические процессы и историю, включая оценку его прошлой обитаемости , возможность прошлой жизни на Марсе и потенциал сохранения биосигнатур в доступных геологических материалах. [126] [127] Он будет хранить контейнеры с образцами по всему своему маршруту для потенциальной будущей миссии по возвращению образцов с Марса . [127] [128] [129] Миссия «Марс 2020» была анонсирована НАСА 4 декабря 2012 года на осеннем заседании Американского геофизического союза в Сан-Франциско. [130] Конструкция марсохода Perseverance основана на конструкции марсохода Curiosity и будет использовать многие уже изготовленные и испытанные компоненты, новые научные приборы и буровую установку . [131]
Коммерческие услуги по доставке лунной нагрузки ( CLPS ) — это программа NASA по найму компаний для отправки небольших роботизированных посадочных модулей и марсоходов в южный полярный регион Луны , в основном [132] [133] с целью разведки лунных ресурсов , тестирования концепций использования ресурсов на месте (ISRU) и проведения лунной науки для поддержки лунной программы Artemis . CLPS предназначена для покупки сквозных услуг по доставке полезной нагрузки между Землей и поверхностью Луны с использованием контрактов с фиксированной ценой . [134] Программа была расширена для добавления поддержки больших полезных нагрузок, начиная с 2025 года.
На левой стороне земного шара отчетливо видна восточная половина Африки и весь Аравийский полуостров.
Как и в проектах COTS, в проекте CCDev у нас есть фиксированные цены и контрольные показатели с оплатой по результатам работы", - сказал Торн. "NASA не инвестирует дополнительные деньги, если стоимость проектов превышает прогнозируемую.
запасные части и планы миссий, разработанные для марсохода Curiosity от NASA, космическое агентство заявляет, что может построить и запустить марсоход в 2020 г. и остаться в рамках текущих бюджетных нормативов.