Cuprins

3. Explorarea cosmosului

Structura planșei 3

Pe această planșă avem reprezentate două aparate folosite pentru explorarea cosmosului. În partea de sus a planșei este desenat un satelit artificial, iar în partea de jos un vehicul spațial, care se mișcă pe suprafața planetei Marte pentru a colecta probe. Ele au în realitate dimensiuni foarte diferite. Dacă un vehicul spațial este aproape de mărimea unui automobil, un satelit poate avea o anvergură a aripilor de 30 de ori mai mare, deci cam cât 30 de automobile așezate unul după altul.

Citirea se face din stânga sus, spre dreapta. În jumătatea de sus, linia de ghidaj ne duce la antena satelitului. Următoarea linie de ghidaj ne duce la corpul satelitului. În continuarea corpului satelitului, pe ambele părți, ca niște aripi, sunt reprezentate panourile solare.

În partea de jos a foii este desenat un vehicul spațial, mars rover. Sunt etichetate și reprezentate brațul pentru recoltarea probelor, camera video și corpul propriu-zis al aparatului. Acesta are șase roți, trei dintre ele sunt pe partea de unde privim desenul, celelalte trei sunt pe partea opusă și, pentru că nu se văd, nu au fost desenate. Sub roți se află suprafața planetei Marte.

Informații despre conținut

Explorarea cosmosului a implicat dezvoltarea și utilizarea unor varietăți de aparate și tehnologii sofisticate, cum ar fi: telescoape spațiale, sonde spațiale, stații spațiale, rachete, vehicule de lansare, dar și sateliți artificiali, respectiv vehicule spațiale (roveri și landeri).

Sateliții artificiali sunt obiecte create de om, cu scopul de a fi lansați în spațiu pentru a orbita Pământul sau alte corpuri cerești. Aceștia au un impact semnificativ asupra vieții noastre zilnice și asupra dezvoltării științei și cunoașterii spațiului, iar informațiile obținute cu ajutorul lor depind de tipul acestora. Există sateliți de comunicații (utilizați pentru transmisii de televiziune, internet, telefonie și radio), sateliți de navigație (parte a sistemelor de poziționare globală, cum ar fi GPS, GLONASS, Galileo), sateliți de observare a Pământului (folosiți pentru monitorizarea mediului, cartografiere, gestionarea resurselor naturale și cercetări climatice), sateliți științifici (proiectați pentru a studia spațiul, astrofizica, planetele, geologia și alte fenomene), precum și sateliții militari (utilizați pentru recunoaștere, supraveghere și comunicare militară).

Orbitele sateliților depind de tipul acestora și de scopul pentru care au fost trimiși în spațiu. De exemplu, sateliții de observare a Pământului, cei științifici și unii sateliți de comunicații orbitează între 160 și 2.000 km altitudine, pe ceea ce se numește orbita joasă a Pământului. Sateliții de navigație orbitează mai sus, între 2.000 și 35.786 km pe orbita medie a Pământului. De regulă, la altitudinea de 35.786 km, satelitul își menține o poziție fixă deasupra unui punct de pe ecuator, acesta fiind orbita geostaționară, utilizată pentru sateliții de comunicații și meteorologici.

Un satelit artificial este alcătuit din mai multe componente esențiale, care îi permit să funcționeze în spațiu și să își îndeplinească misiunea specifică. Prima componentă este antena satelitului, care asigură transmiterea și recepția semnalelor de comunicație între satelit și stațiile de la sol. Structura principală, care găzduiește toate componentele și subsistemele necesare funcționării satelitului, este corpul, denumit bus sau platformă. Acesta este construit din materiale rezistente și ușoare, cum ar fi aliajele de aluminiu, compozitele din fibră de carbon sau titanul, pentru a minimiza greutatea și a rezista la stresul lansării și la condițiile din spațiu. Structura principală, corpul satelitului, adăpostește sistemele de propulsie și control al altitudinii, sistemele de comunicații, instrumentele științifice (camere, spectometre, radare, senzori infraroșii etc.), sistemele termice, care previn supraîncălzirea, GPS, senzori de stele și Soare. În continuarea corpului satelitului, pe ambele părți, ca niște aripi, sunt reprezentate panourile solare. În spațiu, unde sursele de energie sunt limitate, panourile solare reprezintă principala sursă de alimentare pentru sateliți. Ele convertesc energia solară în electricitate folosind celule solare, de obicei din siliciu sau alte materiale semiconductoare. Panourile solare sunt configurate în așa fel încât să reziste la variații mari de temperatură.

Primul satelit artificial lansat vreodată a fost Sputnik 1, realizat de Uniunea Sovietică și lansat din Cosmodromul Baikonur, din Kazahstan, la 4 octombrie 1957. Scopul principal al lui Sputnik 1 a fost de a demonstra fezabilitatea tehnologică a lansării unui satelit artificial și de a studia densitatea atmosferică în straturile superioare ale acesteia. Acest satelit, de forma unei sfere metalice cu diametrul de 58 cm și o greutate de 83,6 kg, a orbitat Pământul la o altitudine între 215 și 939 km, emițând semnale radio timp de 21 de zile, până când bateriile s-au epuizat. A rămas pe orbită până pe 4 ianuarie 1958, când a reintrat în atmosfera Pământului și a ars.

Vehiculele spațiale sunt construite pentru a opera în spațiu, având diverse scopuri. precum: explorarea, cercetarea științifică, transportul echipajelor sau a echipamentelor. Ele sunt proiectate să funcționeze în condiții dure ale spațiului cosmic și sunt împărțite în mai multe categorii, fiecare cu specificații și utilizări diferite. Pentru exemplificare, noi am ales mars rover, un tip de vehicul spațial destinat explorării suprafeței planetei Marte. Roverele sunt construite pentru a rezista la condiții extreme pe Marte, inclusiv temperaturi foarte scăzute, radiații cosmice și nisipuri fine. Ca dimensiuni, sunt relativ mici, de mărimea unui automobil, pentru a putea fi transportate și lansate eficient, și sunt echipate cu roți sau șenile, pentru a se putea deplasa pe terenul accidentat al planetei. Mars rover este prevăzut cu un braț pentru recoltarea probelor, în special mostre geologice și de sol. Brațul este proiectat să fie suficient de lung pentru a ajunge ușor pe solul marțian, fără ca roverul să fie nevoit să se deplaseze prea mult. Acesta este prevăzut cu sonde de foraj, unelte de prelevare a mostrelor, camere și sisteme de iluminare pentru a permite operatorilor de pe Pământ să monitorizeze și să ghideze operațiunile de recoltare a probelor. Pe corpul propriu-zis al mars roverelor există și camere video, care le permit să navigheze în siguranță, să evite obstacolele de pe suprafața planetei și să captureze imagini pentru documentarea științifică. Corpul propriu-zis al roverelor marțiene reprezintă structura principală a vehiculului, care adăpostește toate echipamentele științifice, sistemele de propulsie, de alimentare și de comunicare.

Primele rovere au fost lansate pe planeta Marte tot de către Uniunea Sovietică, în luna mai a anului 1971. Este vorba despre roverele Mars 2 și Mars 3. A urmat, în 1996, roverul Sejourner, lansat de NASA, respectiv roverele Spirit și Opportunity, lansate în 2003 tot de către NASA. Primele rovere marțiene au furnizat date valoroase despre geologia și climatul marțian și au deschis calea pentru misiunile mai avansate, cum ar fi Curiosity și Perseverance.

Roverul marțian Curiosity a fost lansat de către NASA la data de 26 noiembrie 2011 și a avut un rol extraordinar în realizarea unor descoperiri notabile. De exemplu, a realizat ascensiunea pe Mount Sharp, studiind straturile de rocă ce oferă o cronologie a istoriei climatice a planetei, detectând ulterior variații sezoniere ale concentrațiilor de metan în atmosfera marțiană, ceea ce ar putea sugera existența unor procese geologice sau chiar biologice active. Cel mai avansat rover trimis pe Marte până în prezent este Perseverance, lansat tot de NASA, la 30 iulie 2020. Acest rover a transportat un elicopter mic, cu care au fost realizate primele zboruri motorizate pe o altă planetă, a colectat primele probe de rocă de pe Marte și a descoperit minerale și structuri geologice, care sugerează prezența apei lichide în trecut și potențialul pentru condiții habituale.

Putem spune așadar, că sateliții artificiali și mars roverele au contribuit la explorarea Sistemului Solar și au revoluționat înțelegerea noastră despre Univers, oferind oportunități unice pentru cercetarea științifică și pentru dezvoltarea tehnologică.