فضانوردی
فضانوردی (space exploration)
عصر فضا با پرتاب نخستین ماهواره، با نامِاسپوتنیک ۱، آغاز شد. اتحاد جماهیر شوروی سوسیالیستی در ۴ اکتبر ۱۹۵۷ این ماهواره را به فضا پرتاب کرد. به این ترتیب، انگیزۀ لازم برای فعال‌سازی برنامۀ فضایی ایالات متحده امریکا فراهم آمد و رقابتی بین‌المللی شکل گرفت که به «مسابقۀ تسخیر فضا» معروف شد. در ۳۱ ژانویۀ ۱۹۵۸، نخستین ماهوارۀ امریکایی، با نام اِکسپِلورِر ۱، به فضا پرتاب شد و این کشور عملاً به «مسابقۀ تسخیر فضا» پیوست. در آن زمان، بخش عمدۀ کاوش‌‌های فضایی را با ماهواره‌‌‌هایی صورت می‌دادند که در مداری به گرد زمین می‌گردیدند. طی دهۀ بعد، امریکا و شوروی بیش از ۵۰ کاوشگر فضایی به فضا پرتاب کردند تا دربارۀ کرۀ ماه اطلاعات کسب کنند. نخستین کاوشگر‌ها از نزدیکی کرۀ ماه عبور می‌کردند، یا به سطح آن برمی‌خوردند. مدتی بعد، کاوشگر‌ها به فرود آرام بر سطح ماه یا گردش در مدار‌‌های پایدار آن موفق شدند. تحقق هر یک از این اهداف مستلزم به‌کارگیری موشک‌‌های قدرتمندتر و اجرای مانور‌‌های ظریف‌تر بود. برای نخستین‌بار کاوشگر‌‌های لونای شوروی این اهداف را محقق کردند. در سپتامبر ۱۹۵۹، لونا دو به سطح ماه برخورد کرد. در نوامبر ۱۹۵۹، لونا سه از پشت ماه عکس گرفت و در فوریۀ ۱۹۶۶، لونا نُه بر سطح ماه نشست. در آوریل ۱۹۶۶، لونا دَه به گردش در مدار ماه پرداخت. دو کاوشگر اخیر موفق شدند تصاویر تلویزیونی به زمین ارسال کنند. در آغاز مسابقۀ تسخیر فضا، امریکایی‌‌ها چندین ماه از شوروی‌‌ها عقب بودند، اما اطلاعات مفصل‌تری گردآوردند. برنامۀ فضایی امریکا تا ۱۹۶۴ دستاورد مهمی نداشت، اما در این سال، رنجِر‌‌های هفت، هشت و نُه هزاران تصویر از ماه به زمین فرستادند که بعضی از آن‌ها از فاصلۀ کمتر از ۱۶۰۰متری سطح ماه و درست لحظاتی پیش از برخورد کاوشگر با سطح ماه گرفته شده بودند و در آن‌ها گودال‌‌هایی به قطر چند متر مشاهده می‌شد. دو سال بعد، کاوشگر‌‌های سورویر برنامۀ فرود آرام روی سطح ماه را آغاز کردند وسورویر یک در ژوئن ۱۹۶۶ بر سطح ماه نشست. این کاوشگر علاوه‌بر دوربین‌‌های تلویزیونی، حامل ابزار‌‌هایی برای اندازه‌گیری مقاومت و ترکیب خاک بود.
کاوشگر‌‌های بین‌سیار‌‌ه‌ای. در ابتدا، هدف اصلی از کاوش‌‌های فضایی کسب اطلاعات دربارۀ ماه و زمین بود، اما رفته‌رفته این تحقیقات سیاره‌‌‌های دیگر منظومۀ شمسی را نیز دربرگرفتند. امریکا در برنامۀ مارینر دربارۀ زهره و مریخ به کاوش پرداخت. کاوشگر‌‌های وِنِرا، که شوروی آن‌ها را به فضا پرتاب کرد، نیز دربارۀ زهره مطالعه می‌کردند. این کاوشگر‌ها از ۱۹۶۲ تا ۱۹۷۱ بالابودن دمای سطح زهره و غلیظ‌بودن جو آن را تأیید، و نشانه‌‌‌های فعالیت‌‌های آتشفشانی جدید و احتمال فرسایش ناشی از آب را در مریخ کشف کردند و در مورد عطارد نیز تحقیقاتی صورت دادند. درپی آن، امریکا در ۱۹۷۶ نخستین فضاپیما‌‌های وایکْیْنگ را بر سطح مریخ نشاند و نمونه‌‌‌هایی از خاک آن را برای آزمایش برداشت. یکی از آزمایش‌ها بر روی این نمونه‌ها از احتمال وجود فعالیت آلی در این سیاره حکایت می‌کرد. در ۱۹۹۰، فضاپیمای امریکایی ماژِلان با موفقیت در مدار زهره قرار گرفت و نقشۀ راداریِ کاملی از سطح پنهان آن تهیه کرد. در این دوره، ژاپن و آژانس فضایی اروپا نیز کاوشگر‌‌هایی به فضا فرستادند. در۱۹۹۴، فضاپیمای امریکایی یولیسیز اطلاعاتی دربارۀ قطب‌‌های خورشید به زمین فرستاد. تاکنون چند کاوشگر فضایی نیز عازم سیاره‌‌‌های دوردست شد‌ه‌اند و نتایج درخور توجهی از سفر آن‌ها حاصل شده است. یکی از این کاوشگر‌ها، با نامپایونییر دَه که در ۱۹۷۳ از کمربند سیارکی عبور کرد، نخستین ساختۀ دست انسان بود که توانست از منظومۀ شمسی خارج شود. در ۱۹۷۴، پایونییر یازده از عرض‌‌های استوایی و قمر‌‌های مشتری عکس‌برداری کرد و در۱۹۷۹، نخستین‌بار زحل را مستقیماً رصد کرد .در ۱۹۷۹، وُیجر‌‌های یک و دو از موقعیت استثنایی در یک خط قرارگرفتن سیاره‌‌‌های مشتری، زحل، اورانوس، و نپتون بهره جستند و این سیاره‌ها را کاوش کردند. فضاپیمای گالیله، که در ۱۹۸۹ به فضا پرتاب شد، مسیری پیچ‌درپیچ را در پیش گرفت تا داده‌‌‌هایی از زهره و ماه و سیارک‌‌های گاسْپْرا ۹۵۱ و آیدا ۲۴۳ به زمین ارسال کند و از ۱۹۹۵ تا ۱۹۹۷، به گردش دور مشتری پرداخت. این فضاپیما اطلاعاتی دربارۀ جو مشتری و بزرگ‌ترین قمر‌‌های آن به زمین فرستاد .فضاپیمای کاسینی را امریکا و آژانس فضایی اروپا مشترکاً در ۱۹۹۷ به فضا پرتاب کردند تا به کاوش دربارۀ این سیاره، حلقه‌‌‌ها، و بعضی از قمر‌‌های آن بپردازد.
سفر انسان به فضا. نخستین انسانی که در مدار زمین قرار گرفت یوری گاگارین[۱]، فضانورد اهل شوروی، بود که در ۱۲ آوریل۱۹۶۱، با وستوک ۱ به فضا رفت. در فوریۀ۱۹۶۲، جان گِلِن[۲]، فضانورد امریکایی، با فضاپیمای مرکوری توانست سه بار دور زمین بگردد. در مارس ۱۹۶۵، شوروی دومین فضاپیمایواسخود را به فضا پرتاب کرد و فضانوردِ سرنشین آن توانست نخستین «راه‌پیمایی در فضا» را صورت بخشد. برای نخستین بار، در مارس۱۹۶۶، فضاپیمای جمینی هشت در فضا به یک فضاپیمای بدون سرنشین ملحق شد. در اکتبر۱۹۶۷، دو فضاپیمای کاسموس شوروی نخستین ملاقات و الحاق در فضا را، به‌صورت خودکار و بدون وجود خدمه، صورت دادند.
برنامۀ آپولو. آپولو هشت، پرتاب‌شده در دسامبر۱۹۶۸، نخستین فضاپیمایی بود که هم مدار زمین و هم مدار ماه را پیمود. در بیست ژوئیۀ ۱۹۶۹، نیل آرمِستِرانگ[۳] و ادوین آلدرین[۴] قدم بر سطح ماه گذاشتند و سومین سرنشین فضاپیمای آپولو، مایکل کالینز[۵]، در فضاپیمای فرماندهی باقی ماند. فضاپیما‌‌های آپولو در مجموع هفده مأموریت انجام دادند و در شش مأموریت بر سطح ماه فرود آمدند. یکی از اهداف مهم مأموریت آپولو استقرار یک آزمایشگاه ژئوفیزیکِ خودکار بر سطح ماه بود.
برنامۀ سایوز. تا اواخر۱۹۶۹، تصور می‌شد که شوروی نیز درصدد پیاده‌کردن فضانوردان خود روی سطح ماه است. در نوامبر۱۹۶۸، یک فضانورد شوروی که سرنشین سایوز سه بود، با فضاپیمای بدون سرنشینِ سایوز دو و فضاپیما‌‌های سایوز چهار و پنج که در ژوئیۀ ۱۹۶۹ پرتاب شده بودند، در فضا ملاقات کرد و دو فضانورد از سایوز پنج به سایوز چهار انتقال یافتند .این نخستین انتقال انسان از یک فضاپیما به فضاپیمای دیگری بود که جدا از اولی به فضا پرتاب شده بود. در ژوئیۀ۱۹۶۹، موشکی که قرار بود برنامۀ اعزام انسان به ماه را به سرانجام برساند منفجر شد و یک سکوی پرتاب کامل را منهدم کرد. درپی این حادثه، شوروی برنامۀ اعزام انسان به ماه را کنار گذاشت و در زمینۀ پرواز در مدار زمین متمرکز شد. در۱۹۷۱،سایوز یازده حین بازگشت به زمین منفجر شد و هر سه سرنشین آن کشته شدند. در ژوئیۀ ۱۹۷۵، امریکا و شوروی نخستین پرواز فضایی با خدمۀ دوملیتی را به سرانجام رساندند. در این تاریخ، فضاپیما‌‌هایآپولو و سایوز در مدار زمین با هم ملاقات کردند. بعد‌ها از فضاپیما‌‌های سایوز برای اعزام فضانوردان به ایستگاه‌‌های فضایی سالیوت و میر و بازگرداندن آنان از این ایستگاه‌ها استفاده شد.
ایستگاه‌‌های فضایی. پس از تکمیل اکتشاف ژئوفیزیکی ماه در برنامۀ آپولو، امریکا با استفاده از اسکای لب، ایستگاهی فضایی که دور زمین گردش می‌کرد، کاوش در فضا را ادامه داد. این ایستگاه محل کار و زندگی سه فضانورد بود .عمر کاری اسکای‌لب هشت ماه بود و طی آن، سه گروه سه نفری از فضانوردان امریکایی در آن فعالیت کردند. مأموریت اسکای‌لب شامل، تحقیقات اخترفیزیکی دربارۀ خورشید و مطالعه در زمینۀ منابع طبیعی زمین بود. علاوه‌بر این، خدمۀ اسکای‌لب به ارزیابی واکنش انسان نسبت به شرایط بی‌وزنیِ طولانی نیز پرداختند. در ژوئیۀ۱۹۷۹، اسکای‌لب از مدار خود خارج شد و به‌رغم تلاش‌‌های فراوان، چند قطعۀ بزرگ از آن به سطح زمین سقوط کرد. پس از آن، حضور مستمر انسان در مدار زمین به سرنشینان ایستگاه‌‌های فضایی سالیوت و میر، متعلق به شوروی، منحصر شد. در این ایستگاه‌ها، فضانوردان بیش از چهارده ماه پیوسته اقامت داشتند. سرنشینان این ایستگاه‌ها علاوه‌بر دورسنجی و جمع‌آوری داده‌‌‌های پزشکی، از شرایط بی‌وزنی برای ساخت ادوات الکترونیکی و پزشکی استفاده می‌کردند که ساختن آن‌ها در زمین غیرممکن بود. برنامۀ فضایی مشترک امریکا، روسیه، ژاپن، کانادا، برزیل، و آژانس فضایی اروپا برای تهیۀ مقدمات تأسیس ایستگاه فضایی بین‌المللی نتیجه داد و طی آن، فضانوردان و کیهان‌نوردانی از افغانستان، اتریش، انگلستان، بلغارستان، فرانسه، آلمان، ژاپن، قزاقستان، سوریه، و امریکا با همتایان روسی خود در ایستگاه میر کار کردند. مونتاژ این ایستگاه فضایی در دسامبر ۱۹۹۸ آغاز شد و با پیوستن یک بخش امریکایی و یک بخش روسی به این ایستگاه در سال۲۰۰۰، به ایستگاه فضایی بین‌المللی سرنشین‌دار بدل شد. ایستگاه فضایی میر در مارس۲۰۰۱، که دیگر نیازی به آن نبود، از مدار خارج و نابود شد.
شاتِل فضایی. پس از خروج اسکای‌لب از مدار خود در۱۹۷۹، امریکا تا ۱۹۸۱ فضانورادن خود را به فضا اعزام نکرد .در این سال، شاتل فضایی، که قادر بود خدمه و تجهیزات را به مدار زمین ببرد و بازگرداند، نخستین پرواز خود را صورت داد. شاتل هواپیمایی با بال‌‌های مثلثی و سرعت اَبَرصوت است که سه موتور با سوخت مایع و دو موتور با سوخت جامد برای برخاستن از زمین دارد. دو موتور اخیر با استفاده از چتر نجات بازیابی می‌شوند و خودِ شاتل نیز کنترل‌پذیر است و بر زمین می‌نشیند. شاتل فضایی می‌‌تواند هجده تُن بار را تا مداری کمتر از ۹۷۰ کیلومتر حمل کند. کاوشگر گالیله، که برای تحقیق دربارۀ جو فوقانی مُشتری طراحی شده بود، با شاتل فضایی پرتاب شد. فضانوردان نیز با استفاده از شاتل به بازیابی و تعمیر ماهواره‌‌ها، آزمایش در زمینۀ فنون ساخت ایستگاه فضایی دایم، و آزمایش‌‌های علمی در فضا می‌پردازند. ابتدا امید می‌رفت که پرواز‌‌های شاتل ماهیانه صورت گیرد، اما با انفجار شاتلچَلِنجِر در۱۹۸۶، برنامۀ شاتل سه سال تعطیل شد و سیستم آن را کاملاً از نو طراحی کردند. در حال حاضر، پرواز‌‌های شاتل با چهار دستگاه و تقریباً هر دو ماه یک‌بار صورت می‌گیرد.