1. Земля, як планета

1.1. Сонячна система

Сонячна система є однією з багатьох у Всесвіті. Те саме можна сказати про планети. Нині відомо чимало (понад 800) планет (їх називають екзопланетами), які належать іншим зоряним системам. Існують відомості, що деякі нагадують Землю.

Сонячна система складається з центрального світила – Сонця, а також великої кількості інших тіл, найбільшими з яких є планетами. Прийнято вважати, що справжніх планет у Сонячній системі вісім. Часто їх поділяють на дві групи. Перша складається з чотирьох наближених до Сонця: Меркурія, Венери, Землі та Марсу. Ці небесні тіла ще називають планетами Земної групи. Наступними є Юпітер, Сатурн, Уран, Нептун, які ще називають зовнішніми, або планетами Юпітерової групи.

Перші шість планет були відомі ще у стародавньому світі. Римляни дали їм назви відповідно до імен богів: Меркурій – торгівлі, Венера – краси та ін. Уран було відкрито в 1781 р., Нептун – у 1846 р.

Ще порівняно недавно вважалося, що планет дев'ять, остання з яких має назву Плутон. Її відкрив американець Клайд Томбо в 1930 р., спираючись на дані про відхилення орбіти Нептуна. Відстань цього тіла від Сонця приблизно в 40 разів більша, ніж відстань Землі від Сонця. Зазначимо, що середня відстань від Землі до Сонця (вона становить 149,6 млн км) набула назви австрономічна одиниця – а.о. Сумніви щодо статусу планети виникли тому, шо наприкінці ХХ ст. на близьких орбітах було знайдено ще кілька подібних об’єктів: Ерида, Седна та ін. Розмір найбільших – 1500–2000 км.

У 2006 р. Плутон було вирішено вважати карликовою планетою. Усі тіла Сонячної системи поділили на три групи: планети, карликові планети та малі тіла Сонячної системи.

Карликові планети (ввважається, що їх три: Церера, Плутон, Ерида) менші за звичайні. Вони мають форму близьку до круглої, але не спромоглися очистити свої орбіти від інших. Решта тіл мають назву “малі тіла”.

У 2006 р. в американській лексиці з’явилося нове дієслово – to рluto (розплутонити, іншими словами, знизити статус).

Простір між орбітами Марса та Юпітера займає пояс астероїдів, найбільші з них мають розмір у кілька сотень кілометрів. За орбітою Нептуна розташований так званий пояс Койпера.

Довгий час дослідження космосу виконувалися лише із Землі, аж поки не розпочалася так звана космічна ера. Але для цього потрібні були величезні досягнення у техніці. Для того, аби вивести на орбіту супутник Землі, потрібна швидкість 7,9 км/с. Збільшення швидкості супроводжується тим, що орбіта стає усе більш витягнутою. Її вигляд показує наскільки тіло здатне відіравтися від сили тяжіння Землі. Для того, аби тіло залишило орбіту Землі, потрібна друга космічна швидкість – 11,2 км/с. У цьому разі тіло стає обертатися навколо Сонця. Третя космічна швидкість (16,7 км/с) дозволяє тілу залишити межі Сонячної системи. До слова, надзвукові літаки мають швидкість до 1 км/с, або 3600 км/год. Останнім часом з’явилися літаки, що літають навіть швидше.

В історії дослідження космосу можна виділити кілька визначних подій. Перший штучний супутник Землі було запущено в СРСР 4 жовтня 1957 р. 12 квітня 1961 р. відбувся політ першого космонавта – Юрія Гагаріна. До слова, ці успіхі відбулися в гострій конкуренції за першість між СРСР і США. Перший американський супутник запустили 31 січня 1958 р. Перший політ у космос США здійснили 5 травня 1961 р., але це був суборбітальний політ з миса Канаверал з посадкою на Атлантику. Спражній політ американцям вдалося здійснити лише на початку 1962 р.

Величезну роль у тому, що СРСР вдалося випередити США, належить С.П. Корольову (1907–1966 рр.). Цікаво, що світ дізнався про цю людину лише на третій день після смерті – до цього С.П. Корольова було засекречено. Роки життя конструктора показують, що він помер дуже рано – значною мірою через те, що шість років з 1938 по 1944 рр. провів у засланні. Нині в Житомирі функціонує музей космонавтики імені С.П. Корольова.

Смерть С.П. Корольова позначилася на тому, що на зміну успіхам прийшли невдачі. У 1967 р. під час спуску космічного корабля відмовила система розкриття парашута у Володимира Комарова. На його честь названо проспект, на якому розташований НАУ.

Втративши першість у дослідженнях космосу, США розпочали боротьбу за її повернення, використовуючи свій величезний економічний потенціал. Восени 1961 р. – невдовзі після успішного польоту Ю. Гагаріна – було прийнято програму “Аполлон”, головною метою якої була висадка людини на Місяць.

Упершее це вдалося під час польоту космічного корабля “Апполон-11”, учасники якого досягли поверхні місячної поверхні 20 липня 1969 р. Першою людиною, яка cтупила на Місяць 21 липня 1969 р. о 3-й годині за Всесвітнім часом, став Нейл Армстронг (1930–2012 рр.). Відомими є його слова: “That’s one small step for a man, but one giant leap for mankind”. За 15 хвилин до нього приєднався Едвін Олдрин. Загалом же на Місяці побувало 12 осіб – учасників шести успішних польотів.

Розробка іншої довготривалої програми “Спейс Шаттл” розпочалася ще до першого польоту людини в космос. Перший старт корабля “Колумбія” відбувся 12 квітня 1981 р. – у 20-у річницю польоту Ю. Гагаріна. Перехід на використання кораблів багаторазового колристування насамперед був зумовлений величезною вартістю пілотованих польотів, адже після польоту від величезного корабля залишався лише один спускаємий модуль.

За період реалізації програми, яка тривала 30 років по липень 2011 р., було виконано 135 польотів, Загалом в космосі побувало 5 шаттлів: найбільше – 39 разів “Дискавері”, найменше – 10 разів – “Челленджер”.

Контруктивно корабель складається з головного модуля, до якого прикріплений величезний паливний бак. У свою чергу, до цього баку прикіплені два твердопаливні прискорювачі. На старті працюють як головні двигуни, так і прискорювачі. Потім прискорювачі відокремлюються і на парашутах спускаються в Атлантичний океан. Корабель продовжує розганятися за допомогою паливного бака, який видокремлюється, коли швидкість майже досягає орбітальної. За цим бак відокремлюється – його рештки падають в Індійський океан. Що ж до корабля, то він кілька днів (інколи до двох тижнів) перебуває на орбіті, а потім сідає на злітно-посадкову смугу, як звичайний літак.

На жаль, історія програми “Спейс Шаттл” містить дві сумні події: у січні 1986 р. на старті зазнав катастрофи корабель “Челленджер”, а 1 лютого 2003 р. під час спуску – корабель “Колумбія”. В обох випадках загинуло по семеро осіб. Загибель “Челленджера” відбулася на очах мільйонів людей: багато хто бачив її на власні очі, інші по телевізору. Аварія сталася на 73-й секунді на висоті 14 км. У цей момент відбулася непередбачена руйнація одного з кріплень прискорювача, який за цим розвернувся навколо іншого кріплення, вдаривши при цьому по паливному баку.

Третьою країною, яка здійснила запуск космонавта (в 2003 р.), став Китай.

На сьогодні в космосі побувало понад 500 осіб, дехто – по кілька разів (до семи).

Нині пілотовані дослідження космосу виконуються в основному на Міжнародній космічній станції, початок створення якої розпочався Росією в 1998 р. До МКС неодноразова пристиковувалися шаттли з космонавтами, оремими модулями та іншим корисним вантажем. Нині станція являє величезну і дуже складну конструкцію вагою понад 400 т. Програма МКС фінансується 15 країнами.

Окрім пілотованих, здійснюються і беспілотні польоти. До їх числа, окрім першого польоту супутника, належать дослідження Місяця, Венери, Марса та інших планет. У 1962 р. космічні апарати почали використовуватися для зв’язку. У 1973 р. у США було запущено автоматичну міжпланетну станцію (АМС) Піонер-10, якій уперше надано третю космічну швидкість. У 1983 р. вона вийшла за межі Сонячної системи. Останній сигнал від станції зафіксовано в 2003 р. У 1977 р. запущено дві міжпланетні АМС: Вояджер-1 та Вояджер-2. Обидві уже давно віддалилися на відстань понад 100 а.о., але досі продовжують функціонувати. Передали на Землю чудові фотознімки Юпітера, Сатурна, Нептуна та їх супутників.

На початку 1990-х років виникла ідея щодо досліджень Плутона. У 1992 р. працівник НАСА задля дотримання протоколу подзвонив Клайду Томбо з проханням дозволити відвідати відкриту їм планету. Той, звісно, не заперечив, але сказав, що летіти доведеться дуже довго. У 2006 р. місія New Horizons стартувала. Очікується, що АМС досягне найбільшого зближення з Плутоном у 2015 р.

У 1973 р. у США було ініційовано систему глобального позиціюнування, до складу якої належить низка супутників, які перебувають на чітко розрахованій орбіті. Цн дало змогу на початку 90-х років ХХ ст. запрацювати системі GPS.

Останнім часом значну увагу почали приділяти Марсу, до якого направлено кілька марсоходів. Так, наприкінці 2011 р. до планети було направлено марсохід “Кьюріосіті”, який досяг поверхні у серпні 2012 р. Являє собою пересувну лабораторію, що здатна робити аналізи грунту, взятого при бурінні.

Наприкінці ХХ ст. з’явилося поняття космічного туризму. На сьогодні в космосі побувало близько 10 осіб, а Чарльз Сімоні навіть двічі.

У світі та в Україні створено чимало космічних музеїв. В Україні вони створені в Житомирі – баьківщині С.П. Корольова, в Києві – в одному з корпусів НТУ “КПІ”. У Москві функціонує Меморіальний музей космонавтики, у Вашінгтоні – Національний музей авіації та космонавтики.