Eksploracja kosmosu to fizyczne badanie przestrzeni kosmicznej wykonywane przez bezzałogowe próbniki oraz załogowe pojazdy kosmiczne. Postęp technologiczny, który pozwolił na budowę dużych silników rakietowych w pierwszej połowie XX w., umożliwił eksplorację kosmosu. Współcześnie głównym jej celem jest postęp naukowy oraz zapewnienie przetrwania ludzkości na wypadek globalnej katastrofy.

Eksploracja kosmosu była wykorzystywana w polityce globalnej podczas zimnej wojny prowadzonej między Stanami Zjednoczonymi oraz ZSRR; dzięki wyścigowi dwóch mocarstw osiągnięto wielkie postępy. 4 października 1957 roku ZSRR umieściło na orbicie ziemskiej pierwszego sztucznego satelitę - SputnikSputnikSputnik 1, natomiast Stany Zjednoczone 20 lipca 1969 r. w misji Apollo 11 doprowadziło do pierwszego lądowania człowieka na Księżycu.

RwzEGNQmqFhAC

Na fotografii znajduje się sztuczny satelita Sputnik. Ma on formę metalowej kuli, do której pod kątem 35° przymocowane są cztery anteny. Sputnik znajduje się na czarnym tle.

W pierwszych dwudziestu latach eksploracji kosmosu skupiono się stworzeniu amerykańskiego programu lotów wahadłowych. Pozwolił on na zrezygnowanie z jednorazowych lotów na rzecz sprzętu wielokrotnego użytku, zaś rywalizacja między mocarstwami zmieniła się we współpracę, czego dowodem jest stworzenie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Sektor prywatny na początku lat 90. ubiegłego wieku rozpoczął prace nad prowadzeniem turystyki kosmicznej. Międzynarodowe rządowe agencje pracują zaś nad kolejnymi lotami człowieka na Księżyc oraz na Marsa, planowanymi na rok 2030.

Praktyczna realizacja lotów kosmicznych wymagała pokonania istotnych problemów konstrukcyjno‑technicznych oraz opanowania techniki wynoszenia obiektów kosmicznych na orbity wokółziemskie, a następnie trajektorie międzyplanetarne. Wyzwaniem było także przeprowadzania zmian orbity podczas lotu, co stało się  możliwe dzięki zastosowaniu wielostopniowych rakiet nośnych oraz silników rakietowych. Istotnym problemem, zwłaszcza dotyczącym wypraw załogowych, było sprowadzenie statku z orbity na Ziemię, jego bezpieczne przejście przez atmosferę i łagodne lądowanie. Wiązało się to z koniecznością opracowania niezawodnych układów ochrony (osłony) termicznej i lądowania oraz wyposażenia w nie statków. W miarę wzrostu stopnia złożoności misji kosmicznych niezbędne stało się również opanowanie operacji miękkiego lądowania (wykorzystywanych przez ekspedycje księżycowe w programie ApolloApolloApollo oraz próbniki planet Układu Słonecznego), jak również operacji rozłączania i łączenia statków bądź ich członów na orbicie. Były one wielokrotnie stosowane w różnych wyprawach kosmicznych (np. w trakcie misji księżycowych programu Apollo, lotów ku stacjom orbitalnym, misji Sojuz–Apollo i in.).

R19m2gj4alUMT

Fotografia przedstawia lądowanie na Księżycu podczas misji Apollo. Widoczny jest astronauta w białym skafandrze kosmicznym. Salutuje prawą ręką. Stoi obok wbitej w ziemię flagi Stanów Zjednoczonych. Z tyłu stoi statek kosmiczny, którego korpus jest zbliżony do prostopadłościany, z czterema nogami, umocowanymi w połowie długości prostopadłościanu. Po prawej i nieco bardziej z przodu od statku widoczny jest łazik - pojazd posiadający cztery koła i szereg urządzeń pomiarowych. Powierzchnia Księżyca jest szara, niezbyt równa, pokryta od przodu fotografii śladami butów astronauty. W tle widoczne jest duże szare wzniesienie.

Istotnymi etapami w rozwoju współczesnej astronautyki było umieszczenie na orbicie stacji kosmicznych i wprowadzenie do eksploatacji statków kosmicznychNASAstatków kosmicznych wielokrotnego użytku. Wydłużenie czasu pobytu astronautów w kosmosie i zwiększenie częstotliwości lotów kosmicznych wpłynęło na efektywność misji kosmicznych.

Przedsięwzięcia te wymagały opracowania niezawodnych rozwiązań technicznych dotyczących: układów sterowania, nawigacji, łączności, zasilania w energię, kontroli warunków lotu, klimatyzacji, lądowania i in. Konieczne stało się zapewnienie załogom warunków egzystencji, zarówno wewnątrz statku, jak i poza nim, co wiązało się ze stworzeniem odpowiedniego środowiska fizykochemicznego w kabinie (skład atmosfery, ciśnienie, temperatura) oraz skutecznej ochrony przed środowiskiem kosmicznym (promieniowanie kosmiczne, meteoroidy, aerodynamiczne nagrzewanie statku podczas przechodzenia przez atmosferę). Istotną kwestią było również przygotowanie i przystosowanie załogi do warunków lotu kosmicznego i jego oddziaływania na organizm ludzki (przeciążenia startowe, nieważkość, niedotlenienie, czynniki psychologiczne). Dodatkowym czynnikiem warunkującym realizację lotów kosmicznych było stworzenie infrastruktury urządzeń naziemnych obejmującej: kosmodromy, ośrodki dowodzenia i kontroli lotu, sieć stacji śledzących, ośrodki transmisji danych i in. W związku z rozwojem badań kosmosu i jego opanowywaniem powstało międzynarodowe prawo kosmiczneprawo kosmiczneprawo kosmiczne, stopniowo rozszerzane i uściślane.

Astronautyka odgrywa istotną rolę w procesie rozwoju cywilizacyjnego, zarówno pod względem poznawczym, jak i praktycznym. Umożliwia eksplorację przestrzeni Układu Słonecznego, poznawanie znajdujących się w nim ciał, ich właściwości i panujących tam warunków fizycznych. Dzięki obserwacjom wykonywanym przez specjalistyczne satelity astronomiczne w różnych zakresach promieniowania możliwe było odkrycie nowych klas obiektów kosmicznych. Zwielokrotnieniu uległa liczba obserwowanych ciał, łatwiejsze stały się obserwacje bardzo odległych obiektów we Wszechświecie, powstałych we wczesnych stadiach jego ewolucji. Z kolei loty załogowe, zwłaszcza te połączone z długotrwałym pobytem astronautów w stacjach kosmicznych, umożliwiają zdobycie bezpośrednich informacji o wpływie warunków lotu na organizm ludzki w aspekcie fizycznym i psychicznym i o możliwości jego adaptacji do tychże warunków. Jest to niezbędne do określenia perspektyw i zakresu przebywania człowieka w kosmosie w większym niż dotychczas stopniu (np. w trakcie zasiedlania przyszłych stacji kosmicznych).

Specyfika warunków lotu kosmicznego (nieważkość) jest wykorzystywana także do celów technologicznych, np. do wytwarzania unikatowych materiałów w warunkach mikrograwitacji. Astronautyka, poprzez umieszczanie na orbitach wokółziemskich specjalistycznych satelitów, wywiera coraz bardziej znaczący, praktyczny wpływ na wiele dziedzin życia na Ziemi, szczególnie w sferach: telekomunikacji, łączności satelitarnej, meteorologii, nawigacji, monitorowania zasobów naturalnych, stanu wód, produkcji rolniczej itp. Astronautyka jest również pośrednim stymulatorem rozwoju poprzez wymuszanie innowacyjnych rozwiązań technologicznych (m.in. w zakresie inżynierii materiałowej), a także elektronicznych charakteryzujących się dużą niezawodnością, odpornością na ekstremalne warunki zewnętrzne, miniaturyzacją i energooszczędnością. Z czasem znajdują one zastosowanie w urządzeniach codziennego użytku.

RtYrRpujXEotJ

Na zdjęciu jest międzynarodowa stacja kosmiczna. To ogromna konstrukcja, której korpus złożony jest z wielu cylindrycznych modułów i długiej szyny, do której przyczepione są skrzydła z baterii słonecznych. Po prawej i po lewej stronie stacji są po dwie pary pionowych skrzydeł z bateriami słonecznymi powyżej szyny i po dwie pary poniżej szyny. W tle stacji kosmicznej widoczny jest fragment kuli ziemskiej, pokrytej chmurami.

Realizacją lotów kosmicznych oraz praktycznym ich wykorzystaniem zajmują się wyspecjalizowane agencje kosmiczne (NASANASANASA, ESAESAESA, NASDANASDANASDA, Rosyjska Agencja Kosmiczna), organizacje i programy międzynarodowe (Intelsat, Inmarsat i in.) oraz instytucje wojskowe. W dotychczasowym podboju kosmosu największy udział miały Stany Zjednoczone i ZSRR, a w dalszej kolejności: Japonia, Francja, RFN, Wielka Brytania, Chiny, Indie (własne satelity i rakiety nośne). Prace badawcze i wymianę informacji prowadziły bądź prowadzą różne placówki naukowe, m.in.: w Stanach Zjednoczonych — Ames Research Center w Mofett Field (Kalifornia), Jet Propulsion Laboratory w Pasadenie (Kalifornia), Goddard Space Flight Center w Greenbelt (Maryland), oraz ośrodki uniwersyteckie — m.in. Instytut Badań Kosmicznych Rosyjskiej Akademii Nauk w Moskwie, Instytut Magnetyzmu Ziemskiego, Jonosfery i Propagacji Fal Radiowych (IZMIRAN) w Troicku, Centrum Europejskiej Agencji Kosmicznej ESTEC w Noordwijk (Holandia), a w Polsce m.in. Centrum Badań Kosmicznych PAN, Wojskowy Instytut Medycyny Lotniczej, Politechnika Warszawska i in. Funkcję koordynująco‑informacyjną w zakresie astronautyki i badań kosmosu pełnią organizacje i stowarzyszenia międzynarodowe (Komitet do spraw Badań Przestrzeni Kosmicznej COSPAR, Międzynarodowa Federacja Astronautyczna i in.) oraz krajowe (Polskie Towarzystwo Astronautyczne).

Słownik