Maailmankaikkeus on erittäin suuri paikka, jossa me piileskelemme pienessä kulmassa. Sitä kutsutaan aurinkokunnaksi, eikä se ole vain pieni osa tunnetusta maailmankaikkeudesta, vaan myös hyvin pieni osa galaktisista ympäristöistämme - Linnunradan galaksista. Lyhyesti sanottuna olemme kohta loputtomassa kosmisessa meressä.
Siitä huolimatta aurinkokunta on edelleen suhteellisen suuri paikka, jossa on monia salaisuuksia (toistaiseksi). Olemme vasta hiljattain alkaneet tutkia tarkasti pienen maailmamme piilotettua luonnetta. Aurinkokunnan tutkimiseksi me tuskin naarmuimme tämän laatikon pintaa.
Aurinkokunnan ymmärtäminen
Harvoja poikkeuksia lukuun ottamatta ennen modernin tähtitieteen aikakautta vain harvat ihmiset tai sivilisaatiot ymmärsivät aurinkokunnan. Valtaosa tähtitieteellisistä järjestelmistä oletti, että maa on kiinteä esine, jonka ympäri kaikki tunnetut taivaankappaleet pyöritetään. Lisäksi se poikkesi merkittävästi muista tähtikohteista, joita pidettiin luonteeltaan eteerisinä tai jumalallisina.
Vaikka antiikin ja keskiajan aikana oli joitain kreikkalaisia, arabialaisia ja aasialaisia tähtitieteilijöitä, jotka uskoivat maailmankaikkeuden olevan heliosentrinen (ts. Että maa ja muut elimet pyöriivät auringon ympäri), vasta Nicolaus Copernicus kehitti matemaattisen ennustavan mallin heliosentrisestä järjestelmästä 1500-luvulla. idea oli laajalle levinnyt.
Galileo (1564-1642) näytti usein ihmisille kuinka käyttää kaukoputkea ja tarkkailla taivasta Piazza San Marcossa Venetsiassa. Huomaa, että näinä päivinä ei ollut adaptiivista optiikkaa.
Mainosvideo:
1600-luvulla tutkijat, kuten Galileo Galilei, Johannes Kepler ja Isaac Newton, kehittivät ymmärrystä fysiikasta, mikä johti vähitellen siihen, että maa pyörii auringon ympäri. Painovoiman kaltaisten teorioiden kehitys on myös johtanut siihen, että muut planeetat noudattavat samoja fyysisiä lakeja kuin Maa.
Teleskooppien laajamittainen käyttöönotto on johtanut myös tähtitieteen vallankumoukseen. Kun Galileo löysi Jupiterin kuut vuonna 1610, Christian Huygens huomasi, että Saturnuksella on kuita myös vuonna 1655. Uusia planeettoja (Uranus ja Neptune), komeettoja (Halleyn komeetta) ja asteroidivyötä löydettiin myös.
1800-luvulle mennessä kolmen erillisen tähtitieteilijän tekemät kolme havaintoa määrittelivät aurinkokunnan todellisen luonteen ja sen sijainnin maailmankaikkeudessa. Ensimmäisen teki vuonna 1839 saksalainen tähtitieteilijä Friedrich Bessel, joka mitasi onnistuneesti maapallon Auringon (tähtien parallaksin) liikkeen aikaansaaman tähden sijainnin muutoksen. Tämä paitsi vahvisti heliosentrisen mallin, mutta osoitti myös jättimäisen etäisyyden Auringon ja tähtien välillä.
Vuonna 1859 Robert Bunsen ja Gustav Kirchhoff (saksalainen kemisti ja fyysikko) käyttivät äskettäin keksittyä spektroskooppia määrittääkseen auringon spektrisignaalin. He huomasivat, että aurinko koostuu samoista elementeistä, jotka ovat maapallolla, mikä todistaa, että maallinen taivaankappale ja taivaallinen taivaansininen muodostuvat samasta aineesta.
Sitten Angelo Secchin isä - italialainen tähtitieteilijä ja Paavillisen gregoriaanisen yliopiston johtaja - verrasi Auringon spektrin allekirjoitusta muiden tähtien allekirjoituksiin ja huomasi, että ne olivat lähes identtisiä. Tämä osoitti vakuuttavasti, että aurinkomme on valmistettu samoista materiaaleista kuin mikä tahansa muu tähti maailmankaikkeudessa.
Muut ilmeiset ristiriidat ulompien planeettojen kiertoradoilla johtivat amerikkalaisen tähtitieteilijän Percival Lowellin johtopäätökseen, että "Planeetan X" on sijaittava Neptunuksen ulkopuolella. Hänen kuolemansa jälkeen Lowellin observatorio teki tarvittavat tutkimukset, jotka johtivat Clyde Tombaugh lopulta Pluton löytämiseen vuonna 1930.
Vuonna 1992 tähtitieteilijät David K. Jewitt Havaijin yliopistosta ja Jane Luu Massachusettsin teknillisestä instituutista löysivät trans-Neptunian-objektin (TNO), joka tunnetaan nimellä (15760) 1992 QB1. Se tuli uuteen väestöön, joka tunnetaan nimellä Kuiper Belt, josta tähtitieteilijät ovat puhuneet jo kauan ja jonka pitäisi sijaita aurinkokunnan reunalla.
Kuiperin vyön jatkotutkimus vuosisadan vaihteessa johti uusiin löytöihin. Mike Brownin, Chad Trujillon, David Rabinovichin ja muiden tähtitieteilijöiden löytämä Eris ja muut "plutoidit" ovat johtaneet ankaraan keskusteluun Kansainvälisen tähtitieteellisen liiton ja joidenkin tähtitieteilijöiden välillä suurten ja pienten planeettojen nimeämisestä.
Aurinkokunnan rakenne ja koostumus
Aurinkokunnan ytimessä on aurinko (G2: n pääjärjestys tähti), jota ympäröivät neljä maaplaneettaa (sisäiset planeetat), päästeroidivyö, neljä kaasujättiä (ulommat planeetat), massiivinen pieni keho, joka ulottuu 30 AU: sta. e. jopa 50 amu. e. auringolta (Kuiperin vyö) ja pallomaiselta jäisten planeettasymbolien pilveltä, jonka uskotaan ulottuvan 100 000 AU: n etäisyydelle. e. auringosta (Oortin pilvi).
Aurinko sisältää 99,86% järjestelmän tunnetusta massasta, ja sen painovoima vaikuttaa koko järjestelmään. Suurin osa auringon ympäri kiertoradalla olevista suurista kohteista sijaitsee lähellä maapallon kiertoradaa (ekliptika), ja suurin osa kehoista ja planeetoista pyörii sen ympäri samaan suuntaan (vastapäivään katsottuna maapallon pohjoisnavalta). Planeetat ovat hyvin lähellä ekliptiaa, kun taas komeetat ja Kuiperin vyöobjektit ovat usein jyrkässä kulmassa siihen.
Neljän suurimman pyörivän rungon (kaasujättien) osuus on 99% jäljellä olevasta massasta, ja Jupiterin ja Saturnuksen osuus on yli 90%. Loput aurinkokunnan kohteista (mukaan lukien neljä maanpäällistä planeettaa, kääpiöplaneetta, kuu, asteroidi ja komeetta) muodostavat yhdessä alle 0,002% aurinkokunnan kokonaismassasta.
Aurinko ja planeetat
Joskus tähtitieteilijät jakavat tämän rakenteen epävirallisesti erillisiin alueisiin. Ensimmäinen, sisäinen aurinkokunta, sisältää neljä maaplaneettaa ja asteroidivyön. Sen takana on uloin aurinkokunta, johon kuuluu neljä kaasujättiä. Samaan aikaan on myös aurinkokunnan äärimmäisiä osia, joita pidetään erillisenä alueena, joka sisältää trans-Neptunian esineitä, toisin sanoen Neptunuksen ulkopuolella olevia esineitä.
Suurimmalla osalla aurinkokunnan planeetoista on omat toissijaiset järjestelmät, niiden ympärillä pyörii planeettakohteita - luonnollisia satelliitteja (kuita). Neljällä jättiläisplaneetalla on myös planeettarenkaat - ohuet pienhiukkaset, jotka pyörivät yhtenäisesti. Suurin osa suurimmista luonnollisista satelliiteista pyörii synkronisesti toisella puolella jatkuvasti planeettaansa kohti.
Aurinko, joka sisältää melkein kaiken aurinkokunnan aineen, on 98% vetyä ja heliumia. Sisäisen aurinkokunnan maan planeetat koostuvat pääasiassa silikaattikivistä, raudasta ja nikkelistä. Asteroidivyön takana planeetat koostuvat pääasiassa kaasuista (vety, helium) ja jääistä - metaani, vesi, ammoniakki, rikkivety ja hiilidioksidi.
Auringosta kauempana olevat kohteet koostuvat pääasiassa materiaaleista, joiden sulamispisteet ovat alhaisemmat. Jäiset aineet muodostavat suurimman osan jättiläisplaneettojen sekä Uranuksen ja Neptunuksen satelliiteista (minkä vuoksi me kutsumme niitä joskus "jättiläisiksi") ja lukuisista kohteista, jotka sijaitsevat Neptunuksen kiertoradan ulkopuolella.
Kaasuja ja jäätä pidetään haihtuvina aineina. Aurinkokunnan raja, jonka yli nämä haihtuvat aineet tiivistyvät, tunnetaan "lumiviivana", on 5 AU. e. auringosta. Kuiperin vyöhykkeellä ja Oortin pilvissä olevat esineet ja planeetta-eläimet koostuvat pääosin näistä materiaaleista ja kivestä.
Aurinkokunnan muodostuminen ja kehitys
Aurinkokunta muodostui 4,568 miljardia vuotta sitten alueen gravitaatioromahduksen aikana jättiläismäisessä molekyylipilvessä vetyä, heliumia ja pieniä määriä raskaampia alkuaineita, jotka aikaisemmat tähtisukupuolet syntetisoivat. Kun tämä alue, josta piti tulla aurinkokunta, romahti, kulmamomentin säilyminen sai sen pyörimään nopeammin.
Keskus, johon suurin osa massasta oli kokoontunut, alkoi lämmetä ja kuumentaa ympäröivää levyä. Kun romahtava sumu pyöri nopeammin, se alkoi linjautua protoplaneettalevyksi, jonka keskellä oli kuuma, tiheä prototähti. Planeetat muodostuivat tämän levyn muodostumisen myötä, jossa pöly ja kaasu vetivät yhteen ja yhdistyivät muodostamaan suurempia kappaleita.
Korkeamman kiehumispisteen takia vain metallit ja silikaatit voivat olla kiinteässä muodossa lähellä aurinkoa ja muodostaa lopulta maanpäälliset planeetat - Elohopea, Venus, Maa ja Mars. Koska metalliset elementit olivat vain pieni osa aurinkosumusta, maaplaneetit eivät voineet kasvaa kovin suuriksi.
Sen sijaan jättiläisplaneetat (Jupiter, Saturnus, Uranus ja Neptune) muodostuivat Marsin ja Jupiterin kiertoradan välisen pisteen ulkopuolelle, jossa materiaalit olivat riittävän kylmiä, jotta haihtuvat jääkomponentit pysyivät kiinteinä (lumilinjalla).
Jäätä, jotka muodostivat nämä planeetat, oli enemmän kuin metalleja ja silikaatteja, jotka muodostivat sisäisen maapallon, antaen niiden kasvaa tarpeeksi massiiviseksi kaappaamaan suuret vety- ja heli-ilmakehät. Jäljellä olevat roskat, joista ei koskaan tule planeettoja, on kerännyt alueille, kuten asteroidivyö, Kuiper-vyö ja Oortin pilvi.
Yli 50 miljoonan vuoden aikana vedyn paine ja tiheys prototähden keskellä nousivat riittävän korkeaksi lämpöydinfuusion alkamiseksi. Lämpötilaa, reaktionopeutta, painetta ja tiheyttä nostettiin, kunnes hydrostaattinen tasapaino saavutettiin.
Tässä vaiheessa auringosta tuli pääjärjestystähti. Auringon aurinkotuuli loi heliosfäärin ja pyyhkäisi protoplaneettalevyn jäljellä olevat kaasut ja pölyn tähtienväliseen avaruuteen lopettaen planeetan muodostumisprosessin.
Aurinkokunta pysyy paljolti samalla tavalla kuin me tunnemme sen, kunnes auringon ytimessä oleva vety muuttuu kokonaan heliumiksi. Tämä tapahtuu noin viiden miljardin vuoden kuluttua ja merkitsee Auringon elämän pääjakson loppua. Tällä hetkellä auringon ydin romahtaa ja energiantuotto on paljon suurempi kuin nyt.
Auringon ulkokerrokset laajenevat noin 260 kertaa senhetkisen halkaisijan ja Aurinko muuttuu punaiseksi jättiläiseksi. Auringon laajenemisen odotetaan höyrystävän elohopeaa ja Venusta ja tekevän maapallon asumattomaksi, kun asuttava alue poistuu Marsin kiertoradalta. Lopulta ydin kuumenee tarpeeksi heliumfuusion aloittamiseksi, aurinko polttaa heliumia hieman enemmän, mutta sitten ydin alkaa kutistua.
Tällä hetkellä auringon ulkokerrokset menevät avaruuteen, jättäen taakseen valkoisen kääpiön - erittäin tiheä esine, jolla on puolet Auringon alkuperäisestä massasta, mutta joka on koko maapallon kokoinen. Poistetut ulkokerrokset muodostavat planeettasumun, joka palauttaa osan Auringon muodostaneesta materiaalista tähtienväliseen avaruuteen.
Sisäinen aurinkokunta
Sisemmässä aurinkokunnassa löydämme "sisäiset planeetat" - elohopea, venus, maa ja Mars - niin nimettyjä, koska ne kiertävät lähempänä aurinkoa. Läheisyytensä lisäksi näillä planeetoilla on useita keskeisiä eroja muihin aurinkokunnan planeetoihin.
Ensinnäkin sisäiset planeetat ovat kiinteitä ja maanläheisiä, koostuvat pääosin silikaateista ja metalleista, kun taas ulommat planeetat ovat kaasujättejä. Sisäiset planeetat ovat lähellä toisiaan. Koko tämän alueen säde on pienempi kuin Jupiterin ja Saturnuksen kiertoradan välinen etäisyys.
Sisäiset planeetat ovat tyypillisesti pienempiä ja tiheämpiä kuin niiden kollegat, ja niillä on vähemmän kuita. Ulkoisilla planeetoilla on kymmeniä kuita ja jään ja kiven renkaita.
Sisäiset maanpäälliset planeetat koostuvat enimmäkseen tulenkestävistä mineraaleista, kuten silikaatit, jotka muodostavat kuoren ja vaipan, ja metallit - rauta ja nikkeli -, jotka sijaitsevat ytimessä. Kolmella neljästä sisäisestä planeetasta (Venus, Maa ja Mars) on riittävän merkittävät ilmakehät sään muokkaamiseksi. Kaikki ovat täynnä isku kraattereita, ja niillä on pintatektoniikkaa, riftlaaksoja ja tulivuoria.
Sisäisistä planeetoista elohopea on lähinnä aurinkoamme ja pienin maanpäällisistä planeetoista. Sen magneettikenttä on vain 1% maan maapallosta, ja sen hyvin ohut ilmakehä määrää lämpötilan 430 celsiusastetta päivällä ja -187 yöllä, koska ilmakehä ei voi pitää lämpimänä. Sillä ei ole satelliitteja, ja se koostuu pääosin raudasta ja nikkelistä. Elohopea on yksi aurinkokunnan tiheimmistä planeetoista.
Venuksella, joka on suunnilleen maapallon kokoinen, on tiheä myrkyllinen ilmakehä, joka vangitsee lämmön ja tekee planeetasta kuumimman aurinkokunnassa. Sen ilmakehässä on 96% hiilidioksidia sekä typpeä ja useita muita kaasuja. Venusian ilmakehän tiheät pilvet koostuvat rikkihaposta ja muista syövyttävistä yhdisteistä, vähän vettä lisäämällä. Suurimman osan Venuksen pinnasta leimaa tulivuoret ja syvät kanjonit - suurin yli 6400 kilometrin pituisina.
Maa on kolmas sisäinen planeetta ja parhaiten tutkittu. Neljästä maanpäällisestä planeetasta Maa on suurin ja ainoa, jolla on elämään tarvittavaa nestemäistä vettä. Maan ilmakehä suojaa maapalloa haitalliselta säteilyltä ja auttaa pitämään arvokkaan auringonvalon ja lämmön kuoren alla, mikä on myös välttämätöntä elämän olemassaololle.
Muiden maanpäällisten planeettojen tavoin maapallolla on kivinen pinta, jossa on vuoria ja kanjoneita ja raskasmetalliydin. Maan ilmakehässä on vesihöyryä, joka auttaa kohentamaan päivittäisiä lämpötiloja. Elohopean tavoin maapallolla on sisäinen magneettikenttä. Ja meidän Kuu, ainoa satelliitti, koostuu eri kivien ja mineraalien seoksesta.
Mars on neljäs ja viimeinen sisäinen planeetta, joka tunnetaan myös nimellä "Punainen planeetta", kiitos planeetan pinnalla olevien hapettuneiden, rautapitoisten materiaalien. Marsilla on myös useita mielenkiintoisia pintaominaisuuksia. Planeetalla on aurinkokunnan suurin vuori (Olympus), jonka korkeus on 21 229 metriä pinnan yläpuolella, ja Valles Marinerisin jättiläinen kanjoni on 4000 km pitkä ja jopa 7 km syvä.
Suurin osa Marsin pinnasta on hyvin vanhaa ja täynnä kraattereita, mutta on myös geologisesti uusia alueita. Polaarikupit sijaitsevat Marsin pylväillä, joiden koko pienenee Marsin kevään ja kesän aikana. Mars on vähemmän tiheä kuin Maan ja sillä on heikko magneettikenttä, joka puhuu enemmän kiinteästä ytimestä kuin nestemäisestä.
Marsin ohut ilmapiiri on saanut jotkut tähtitieteilijät ajattelemaan, että planeetan pinnalla oli nestemäistä vettä, joka vain haihtui avaruuteen. Planeetalla on kaksi pientä kuuta - Phobos ja Deimos.
Ulkoinen aurinkokunta
Ulkoiset planeetat (joita kutsutaan joskus Troijan planeetoiksi, jättiläisplaneetoiksi tai kaasujätteiksi) ovat valtavia kaasun peittämiä planeettoja, joissa on renkaita ja monia satelliitteja. Koostaan huolimatta vain kaksi niistä on näkyvissä ilman kaukoputkia: Jupiter ja Saturnus. Uranus ja Neptunus olivat ensimmäiset muinaisista ajoista löydetyt planeetat, jotka osoittivat tähtitieteilijöille, että aurinkokunta on paljon suurempi kuin luulivat.
Jupiter on aurinkokuntamme suurin planeetta, joka pyörii hyvin nopeasti (10 maapallon tuntia) suhteessa sen kiertoradalle auringon ympäri (jonka kuluminen kestää 12 maapallovuotta). Sen tiheä ilmakehä koostuu vedystä ja heliumista, joka mahdollisesti ympäröi maapallon ydintä. Planeetalla on kymmeniä kuita, useita heikkoja renkaita ja Suuri punainen täplä, raivoava myrsky, joka on kestänyt 400 vuotta.
Saturnus tunnetaan huomattavasta rengasjärjestelmästään - seitsemästä kuuluisasta renkaasta, joissa on hyvin määritellyt jakaumat ja välit. Kuinka renkaat muodostuvat, ei ole vielä täysin selvää. Planeetalla on myös kymmeniä satelliitteja. Sen ilmakehä koostuu pääosin vedystä ja heliumista, ja se pyörii melko nopeasti (10,7 maapallon tuntia) suhteessa sen kiertoaikaan auringon ympäri (29 maavuotta).
William Herschel löysi uraanin ensimmäisen kerran vuonna 1781. Planeetan päivä kestää noin 17 Maan tuntia, ja yksi kiertorata Auringon ympäri kestää 84 Maan vuotta. Uraani sisältää vettä, metaania, ammoniakkia, vetyä ja heliumia kiinteän ytimen ympärillä. Planeetalla on myös kymmeniä satelliitteja ja heikko rengasjärjestelmä. Ainoa ajoneuvo, joka on vieraillut planeetalla, on Voyager 2 vuonna 1986.
Neptunuksella - kaukaisella planeetalla, joka sisältää vettä, ammoniakkia, metaania, vetyä ja heliumia ja mahdollista maapallon kokoista ydintä - on yli tusina satelliittia ja kuusi rengasta. Voyager 2 -avaruusalus vieraili myös tällä planeetalla ja sen järjestelmässä vuonna 1989 kulkiessaan ulkoisen aurinkokunnan läpi.
Neptunuksen alueellinen aurinkokunnan alue
Kuiperin vyöstä on löydetty yli tuhat esinettä; oletetaan myös, että on noin 100 000 kohdetta, joiden halkaisija on yli 100 km. Kun otetaan huomioon niiden pieni koko ja äärimmäinen etäisyys maasta, Kuiperin vyön esineiden kemiallista koostumusta on vaikea määrittää.
Mutta alueen spektrografiset tutkimukset ovat osoittaneet, että sen jäsenet koostuvat enimmäkseen jäästä: kevyiden hiilivetyjen (kuten metaanin), ammoniakin ja vesijään komeettojen seoksella on sama koostumus. Alkuperäinen tutkimus vahvisti myös Kuiper-vyöobjektien laajan värivalikoiman neutraalista harmaasta syvän punaiseen.
Tämä viittaa siihen, että niiden pinnat koostuvat monenlaisista yhdisteistä, likaisesta jäästä hiilivedyihin. Vuonna 1996 Robert Brown sai spektroskooppista tietoa KBO 1993 SC: stä, mikä osoitti, että kohteen pinnan koostumus on erittäin samanlainen kuin plutonien (ja Neptunuksen kuu Tritonin) koostumus, koska siinä on suuri määrä metaanijäätä.
Vesijäätä on löydetty useista Kuiperin vyön kohteista, mukaan lukien 1996 TO66, 38628 Huya ja 2000 Varuna. Vuonna 2004 Mike Brown ym. Määritti kiteisen veden ja ammoniakkihydraatin olemassaolon yhdessä tunnetuimmista Kuiperin kohteista, 50 000 Quaoar. Molemmat aineet tuhoutuivat aurinkokunnan käyttöiän aikana, mikä tarkoittaa, että Kwavarin pinta on viime aikoina muuttunut tektonisen toiminnan tai meteoriitin putoamisen vuoksi.
Pluton yritys Kuiperin vyöllä on mainitsemisen arvoinen. Kwavar, Makemake, Haumea, Eris ja Ork ovat kaikki Kuiperin vyöhykkeen suuria jääkappaleita, joissakin niistä on jopa satelliitteja. Ne ovat erittäin kaukaisia, mutta silti käden ulottuvilla.
Oort pilvi ja kaukaiset alueet
Uortin uskotaan ulottuvan 2000-5000 AU: n alueelle. e. jopa 50000 a. e. auringosta, vaikka jotkut laajentavat tämän alueen 200 000 AU: han. e. Tämän pilven uskotaan koostuvan kahdesta alueesta - pallomaisesta ulkoisesta Oortin pilvestä (20000 - 50000 AU) ja levynmuotoisesta sisäisestä Oortin pilvestä (2000-20 000 AU).
Ulkoisessa Oortin pilvessä voi olla biljoonia esineitä, joiden halkaisija on yli 1 km ja miljardeja yli 20 km. Sen kokonaismassaa ei tunneta, mutta - olettaen, että Halleyn komeetta on tyypillinen esitys Oortin pilven ulkomaisista esineistä, se voidaan rajata karkeasti 3x10 ^ 25 kilogrammaan tai viiteen maapalloon.
Viimeaikaisten komeettojen analyysin perusteella suurin osa Oortin pilvessä olevista kohteista koostuu haihtuvista jäämuotoisista aineista - vedestä, metaanista, etaanista, hiilimonoksidista, syaanivetystä ja ammoniakista. Asteroidien ulkonäön uskotaan selittävän Oortin pilvi - esineiden joukossa saattaa olla 1-2% asteroideja.
Ensimmäiset arviot sijoittivat massansa 380 maapallon massaan, mutta pitkien jaksojen komeettien jakautumisen laajentunut tieto laski näitä indikaattoreita. Sisäisen Oort-pilven massaa ei vieläkään lasketa. Kuiperin vyön ja Oortin pilven sisältöä kutsutaan Neptunuksen ylittäviksi kohteiksi, koska molempien alueiden kohteilla on kiertoradat, jotka ovat kauempana Auringosta kuin Neptunuksen.
Aurinkokunnan etsintä
Tietämyksemme aurinkokunnasta on laajentunut dramaattisesti robotti-avaruusalusten, satelliittien ja robottien myötä. 1900-luvun puolivälistä lähtien meillä on ollut ns. "Avaruuskausi", jolloin miehitetyt ja miehittämättömät avaruusalukset alkoivat tutkia sisäisen ja ulkoisen aurinkokunnan planeettoja, asteroideja ja komeetteja.
Maasta laukaistut ajoneuvot ovat käyneet vaihtelevasti kaikissa aurinkokunnan planeetoissa. Näiden miehittämättömien tehtävien aikana ihmiset saivat valokuvia planeetoista. Jotkut tehtävät jopa antoivat mahdollisuuden maistaa maaperää ja ilmapiiriä.
"Sputnik-1"
Ensimmäinen avaruuteen lähetetty ihmisen esine oli Neuvostoliiton Sputnik-1 vuonna 1957, joka kierteli maata onnistuneesti ja keräsi tietoa ylemmän ilmakehän ja ionosfäärin tiheydestä. Amerikkalainen koetin Explorer 6, joka käynnistettiin vuonna 1959, oli ensimmäinen satelliitti, joka otti maapallon kuvia avaruudesta.
Robotti-avaruusalukset ovat myös paljastaneet paljon mielekästä tietoa planeetan ilmakehän, geologisista ja pintaominaisuuksista. Ensimmäinen onnistunut koetin, joka lensi toisen planeetan ohi, oli Neuvostoliiton koetin Luna 1, jota kuu kiihdytti vuonna 1959. Mariner-ohjelma johti moniin onnistuneisiin kiertoradoihin, kun Mariner 2 -koetin vieraili Venuksella vuonna 1962, Mariner 4 vieraili Marsilla vuonna 1965 ja Mariner 10 koetti Mercuryn vuonna 1974.
1970-luvulle mennessä koettimet lähetettiin muille planeetoille alkaen Pioneer 10 -matkasta Jupiteriin vuonna 1973 ja Pioneer 11 -matkasta Saturnukseen vuoteen 1979 mennessä. Voyagerin koettimet ovat tehneet suuren kiertueen muille planeetoille sen jälkeen, kun ne käynnistettiin vuonna 1977, molemmat ohittivat Jupiterin vuonna 1979 ja Saturnuksen vuosina 1980-1981. Sitten Voyager 2 tuli lähelle Uranusta vuonna 1986 ja Neptunusta vuonna 1989.
19. tammikuuta 2006 käynnistetty New Horizons -koetin oli ensimmäinen keinotekoinen avaruusalus, joka tutki Kuiperin vyötä. Heinäkuussa 2015 tämä miehittämätön tehtävä lensi Pluton ohi. Lähivuosina koetin tutkii useita esineitä Kuiperin hihnassa.
Kiertoradat, roverit ja laskeutuja alkoivat sijoittua muihin aurinkokunnan planeetoihin 1960-luvulle mennessä. Ensimmäinen oli Neuvostoliiton satelliitti Luna-10, joka lähetettiin kuun kiertoradalle vuonna 1966. Tätä seurasi 1971 Marsin 9 ympäröivän avaruuskoettimen Mariner 9 ja Venuksen kiertoradalle vuonna 1975 saapuneen Neuvostoliiton Venera 9 -koettimen käyttöönoton kanssa.
Galileo-koettimesta tuli ensimmäinen keinotekoinen satelliitti, joka kiertää ulkoplaneettaa, kun se saavutti Jupiterin vuonna 1995; sitä seurasi Cassini-Huygens -matka Saturnukseen vuonna 2004. Elohopeaa ja Vestaa tutkittiin vuonna 2011 MESSENGER- ja Dawn-koettimilla, minkä jälkeen Dawn vieraili kääpiö planeetan kiertoradalla vuonna 2015.
Ensimmäinen koetin laskeutui toiseen aurinkokunnan kehoon oli Neuvostoliiton Luna 2, joka putosi kuuhun vuonna 1959. Siitä lähtien koettimet ovat laskeutuneet tai pudonneet Venuksen pinnalle vuonna 1966 (Venus 3), Marsin vuonna 1971 (Mars 3 ja Viking 1 vuonna 1976), asteroidin Eros 433 vuonna 2001 (LÄHELLÄ) Shoemaker) ja Saturnuksen kuu Titan (Huygens) ja Comet Tempel 1 (Deep Impact) vuonna 2005.
Curiosity Rover otti tämän mosaiikkikuvan MHL-kameralla tasaiselle sedimenttikivelle.
Tähän mennessä vain kaksi aurinkokunnan maailmaa, Kuu ja Mars, ovat käyneet kiertävien kuljettajien kanssa. Ensimmäinen robotti-rover, joka laskeutui toiselle ruumiille, oli Neuvostoliiton Lunokhod 1, joka laskeutui kuuhun vuonna 1970. Vuonna 1997 Sojourner laskeutui Marsille, joka kulki 500 metriä maapallon pinnalla, jota seurasivat Spirit (2004), Opportunity (2004), Curiosity (2012).
Miehille suunnatut avaruusoperaatiot alkoivat 50-luvun alussa, ja avaruuskilpailussa sitoutuneilla kahdella suurvallalla, Yhdysvalloilla ja Neuvostoliitolla, oli kaksi keskipistettä. Neuvostoliitto keskittyi Vostok-ohjelmaan, johon kuului miehitettyjen avaruuskapselien lähettäminen kiertoradalle.
Ensimmäinen tehtävä - "Vostok-1" - tapahtui 12. huhtikuuta 1961, ensimmäinen mies - Juri Gagarin - meni avaruuteen. 6. kesäkuuta 1963 Neuvostoliitto lähetti myös ensimmäisen naisen avaruuteen - Valentina Tereškovan - osana Vostok-6-operaatiota.
Yhdysvalloissa Mercury-projekti aloitettiin samalla tarkoituksella kapselin asettaminen miehistön kanssa kiertoradalle. 5. toukokuuta 1961 astronautti Alan Shepard meni avaruuteen Freedon 7 -matkalla ja hänestä tuli ensimmäinen amerikkalainen avaruudessa.
Vostok- ja Mercury-ohjelmien päättyessä molempien valtioiden ja avaruusohjelmien huomion keskipisteeksi osoittautui kahden tai kolmen hengen avaruusaluksen kehittäminen sekä pitkäaikaiset avaruuslennot ja ekstravehikulaariset aktiviteetit eli avaruuskävely erillisissä avaruuspuvuissa.
Tämän seurauksena Neuvostoliitto ja Yhdysvallat alkoivat kehittää omia ohjelmiaan "Voskhod" ja "Gemini". Neuvostoliitolle tämä sisälsi kapselin kehittämisen kahdelle tai kolmelle ihmiselle, kun taas Gemini keskittyi mahdolliseen miehitetylle kuuhun tarvittavaan kehitykseen ja asiantuntijatukeen.
Tämä viimeisin ponnistelu johti Apollo 11 -matkaan 21. heinäkuuta 1969, jolloin astronautit Neil Armstrong ja Buzz Aldrin kävivät ensimmäisinä ihmisinä, jotka kävivät kuulla. Osana tätä ohjelmaa suoritettiin vielä viisi kuun laskeutumista, ja ohjelma toi maapallolta monia tieteellisiä viestejä.
Kuuhun laskeutumisen jälkeen amerikkalaisten ja Neuvostoliiton ohjelmien painopiste alkoi siirtyä kohti avaruusasemien ja uudelleenkäytettävien avaruusalusten kehittämistä. Neuvostoliiton kannalta tämä johti ensimmäisiin avaruustieteen tutkimukseen ja armeijan tiedusteluun omistettuihin kiertorata-asemiin, jotka tunnetaan nimellä Salyut- ja Almaz-avaruusasemat.
Ensimmäinen kiertorata-asema, johon mahtui useampi kuin yksi miehistö, oli NASA: n Skylab, johon mahtui onnistuneesti kolme miehistöä vuosina 1973–1974. Ensimmäinen todellinen ihmisasutus avaruudessa oli Neuvostoliiton Mir-asema, joka oli jatkuvasti miehitetty kymmenen vuoden ajan vuosina 1989-1999. Se suljettiin vuonna 2001, ja sen seuraaja, kansainvälinen avaruusasema, on siitä lähtien pitänyt jatkuvasti ihmisen läsnä avaruudessa.
Yhdysvaltain avaruussukkuloista, jotka debytoivat vuonna 1981, on tullut ja edelleen ainoa uudelleenkäytettävä avaruusalus, joka on onnistuneesti suorittanut monet kiertoradat. Rakennetut viisi sukkulaa (Atlantis, Endeavour, Discovery, Challenger, Columbia ja Enterprise) lentivät yhteensä 121 tehtävää, kunnes ohjelma suljettiin vuonna 2011.
Toimintahistoriansa aikana kaksi tällaista laitetta on kuollut katastrofeissa. Nämä olivat Challengerin katastrofi, joka räjähti lentoonlähdössä 28. tammikuuta 1986, ja Columbia, joka romahti palatessaan ilmakehään 1. helmikuuta 2003.
Mitä tapahtui seuraavaksi, tiedät hyvin. 60-luvun huippu antoi tilaa lyhyelle aurinkokunnan tutkimukselle ja lopulta laski. Ehkä hyvin pian saamme jatko-osan.
Kaikki matkoilla saadut tiedot geologisista ilmiöistä tai muista planeetoista - esimerkiksi vuorista ja kraattereista - sekä niiden sää- ja sääilmiöistä (pilvet, pölymyrskyt ja jääkannet) johtivat ymmärtämiseen, että muut planeetat kokevat olennaisesti samanlaisia ilmiöitä kuten Maan. Lisäksi kaikki tämä auttoi tutkijoita oppimaan lisää aurinkokunnan historiasta ja sen muodostumisesta.
Kun sisäisen ja ulkoisen aurinkokunnan tutkimuksemme jatkaa vauhtia, lähestymistapa planeettojen luokittelemiseen on muuttunut. Nykyinen aurinkokuntamallimme sisältää kahdeksan planeettaa (neljä maanpäällistä, neljä kaasujättiä), neljä kääpiö planeettaa ja kasvavan määrän trans-Neptunian esineitä, joita ei ole vielä tunnistettu.
Kun otetaan huomioon aurinkokunnan valtava koko ja monimutkaisuus, sen yksityiskohtainen tutkiminen vie monta vuotta. Onko se sen arvoista? Varmasti.
Ilya Khel