人类太空探索史
太空探索是利用空间技术探索和发现外层空间,由机器人航天器(robotic spacecraft)和人类共同进行。天文学是从地球上观测太空中,是现代太空探索的灵感来源。人类探索太空的原因有很多,包括可以维护团结国家和科学研究,以及如果地球不能维持生命生存,可以为人类的生存留念想。
物理空间探索始于德国,科学家在第二次世界大战期间开发并测试了一枚V-2火箭(V-2 rocket)。1942年10月,随着A-4的发射,这枚火箭成为第一个进入太空的人造物体。战争结束后,美国使用从德国及其科学家手中获得了火箭的相关研究,包括了用于军事的和民用的火箭。虽然是德国人将第一个人造物体发射到太空,但是第一次太空探索发生在1946年5月,当时美国发射了一枚用于分析宇宙辐射的实验的V-2火箭。
1947年,美国科学家使用V-2火箭进行了两个实验:使得果蝇成为太空中的第一批动物以及拍摄了地球上的第一批照片。苏联在1947年还在德国科学家的帮助下开展了动物和辐射实验。苏联使用称为R-1的V-2变体进行这些实验。所有这些早期太空探索实验仅限于亚轨道空间的短途飞行。
天宫二号
苏联在发射名为Sputnik 1的无人太空飞行器后,于1957年10月首次成功的进行了轨道飞行任务。这颗卫星的重量约为184磅,并向地球上的无线电发出哔哔声(beeps),科学家们分析这些卫星来测量电离层中的电子密度。哔哔声还包含有关Sputnik温度和压力的编码信息,这有助于研究人员了解其安全状况。Sputnik最终在重新进入大气层时焚烧了,但它的成功发射为后续研究探索任务铺平了道路,包括1958年美国成功发射的Explorer 1。于1961年由俄罗斯完成人类首次飞行,成功送出宇航员尤里加加林进入宇宙飞船的一个地球轨道的空间。大约一个月后,美国发射了水星 - 红石3号(Mercury-Redstone 3),宇航员是阿兰·谢泼德(Alan Shepard ),但这次飞行是亚轨道飞行。
太空探索的下一步是成功将物体降落在行星体上。在1959年俄罗斯的月球2号完成了首次登陆月球。而举世闻名的美国阿波罗11号则是第一艘登月的载人航天器。于1970年降落的威尼拉7号是第一艘降落在另一个星球上的太空船,但该次任务持续不到30分钟。太空探索的具有里程碑式的人物包括了曾是东方1号任务领导人之一的克里姆·克里莫夫,以及曾是美国宇航局首任飞行总监的小克里斯托弗·卡夫。
在20世纪70年代,美国国家航空航天局(NASA)通过推出几个太空轨道器来增加其太空探索,其中的一个太空轨道器将在未来创造历史。美国国家航空航天局于1977年9月5日发射了旅行者1号(Voyager 1),这是一种预计持续数年的探测器,探测外行星。旅行者1号于1979年到达了木星,并于1980年到达了土星。该航天器的主要任务于1980年11月20日结束,然而,旅行者1号在40年后的今天依然强劲。
当美国宇航局于1981年4月12日发射第一次航天飞机任务时,太空探索得到了巨大的提升。这次发射引发了一项为期30年的载人航天计划,其中有135架载人进入太空。2000年,国际空间站为人类在太空的持续存在铺平了道路。然后,航天飞机被用作运送人员进出轨道实验的载体。经过11年向国际空间站提供人员和货物后,航天飞机计划退役,使俄罗斯的联盟号宇宙飞船(Soyuz spacecraft)成为当时唯一一个能够向国际空间站发射人类的空间机构。
在2000年代,宣布了许多太空探索计划,包括了我们中国计划到2020年建造和发射一个60吨的多模块空间站。美国宇航局在2010年美国宇航局授权法案中宣布将建造太空发射系统(SLS),将携带重要的实验设备,包含了猎户座多功能机组车(Orion Multi-Purpose Crew Vehicle)和其他所需的物料。该站还将为国际空间站提供国际和商业运输服务。
现今,太空探索的重点已经转移到使用自动化车辆,因为这些任务使得任务成本降低,并允许研究人员从人类无法到达的区域收集信息。如果出现问题,最佳自动化车辆应该能够运行,应该能够通过一组给定的动作达到目标,并且应该能够感知其环境并根据其发现做出选择。这些类型的车辆将为世界各地的太空计划提供高效探索深空的能力。
在2011年航天飞机计划退役后,美国宇航局开始寻找大型企业为太空旅行的未来提供资金。一些公司已经在研究太空飞行器,并且正在寻求与NASA和其他机构签订合同,将车辆运往太空。
比较有名的是钢铁侠埃隆·马斯克创办的SpaceX,SpaceX是2012年成功推出龙太空舱(Dragon capsule),并成功与国际空间站对接,成为了第一家朝这个方向发展的公司。轨道科学(Orbital Sciences)公司在2013年发射了其Cygnus号也取得了商业上的成功。
而在太空探索领域取得的最具历史性的成就之一是美国航空航天局的旅行者1号发生的深空探测,自1977年发射以来已经运行超过110亿英里。美国宇航局于2013年9月报告说,它离开了太阳系,离开了太阳系并进入了星际空间,轨道飞行器创造了历史。