(КА), различные виды летательных аппаратов, оснащённых специальным оборудованием и предназначенных для полётов в космос или в космосе в научных, народнохозяйственных (коммерческих) и других целях (см. Космический полёт). Первый в мире космический аппарат был запущен в СССР 4 октября 1957, первый пилотируемый космический аппарат - корабль «Восток» под управлением гражданина СССР Ю.А.Гагарина - 12 апреля 1961.
Космические аппараты делятся на две основные группы: околоземные орбитальные аппараты - искусственные спутники Земли (ИСЗ); межпланетные космические аппараты, которые выходят за пределы сферы действия Земли - искусственные спутники Луны (ИСЛ), Марса (ИСМ), Солнца (ИСС), межпланетные станции и т.п. По основному назначению космические аппараты делятся на научно-исследовательские, испытательные и специализированные (последние 2 вида космических аппаратов называют также прикладными). Научно-исследовательские космические аппараты проводят комплекс научно-технических экспериментов, исследования медико-биологического характера, изучают космическую среду и явления природы, определяют характеристики и константы космического пространства, параметры Земли, других планет и небесных тел. Испытательные космические аппараты используются для проверки и отработки в условиях космического полёта элементов конструкции, систем агрегатов и блоков разрабатываемых образцов и способов их применения. Специализированные космические аппараты решают одну или несколько задач прикладного характера в народно-хозяйственных (коммерческих) или военных целях, например, связи и управления, разведки, навигации и т.д.
Конструкция космического аппарата может быть компактной (с постоянной конфигурацией при выводе на орбиту и в полёте), развёртываемой (конфигурация изменяется на орбите за счёт раскрытия отдельных элементов конструкции) и надувной (заданная форма на орбите обеспечивается за счёт наддува оболочки).
Различают лёгкие космические аппараты с массой в пределах от нескольких килограмм до 5 тонн; средние - до 15 тонн; тяжёлые - до 50 тонн и сверхтяжёлые - 50 тонн и более. По конструктивно-компоновочной основе космические аппараты бывают моноблочные, многоблочные и унифицированные. Конструкция моноблочного космического аппарата составляет единую и функционально неделимую базовую основу. Многоблочный космический аппарат выполнен из функциональных блоков (отсеков) и в конструктивном отношении допускает изменение назначения путём замены отдельных блоков (их наращивания) на Земле или на орбите. Базовая конструктивно-компоновочная основа унифицированного космического аппарата позволяет путём установки соответствующей аппаратуры создавать аппараты различного назначения.
По способу управления космические аппараты подразделяются на автоматические, пилотируемые (обитаемые) и комбинированные (посещаемые). Последние 2 типа называют также космическими кораблями (КК) или космическими станциями (КС). Автоматический космический аппарат
имеет комплекс бортового оборудования, не требующего экипажа на борту и обеспечивающего выполнение заданной автономной программы. Пилотируемый космический аппарат
предназначается для выполнения задач при участии человека (экипажа). Комбинированный космический аппарат
- разновидность автоматического, конструкция которого предусматривает в процессе функционирования периодическое посещение его космонавтами для проведения научных, ремонтных, проверочных, специальных и других работ. Отличительная особенность большинства существующих и будущих типов космических аппаратов - способность к длительному самостоятельному функционированию в условиях космического пространства, для которого характерны глубокий вакуум, наличие метеорных частиц, интенсивная радиация и невесомость.
Космический аппарат включает корпус с конструктивными элементами, обеспечивающее оборудование и специальную (целевую) аппаратуру. Корпус космического аппарата является конструктивно-компоновочной основой для установки и размещения всех его элементов и соответствующей аппаратуры. Обеспечивающее оборудование автоматического космического аппарата предусматривает наличие следующих систем: ориентации и стабилизации, терморегулирования, энергопитания, командно-программной, телеметрии, траекторных измерений, управления и навигации, исполнительных органов и др. На обитаемых (пилотируемых) и посещаемых космических аппаратах, кроме того, имеются системы жизнеобеспечения, аварийного спасения и пр. Специальная (целевая) аппаратура космического аппарата может быть оптической, фотографической, телевизионной, инфракрасной, радиолокационной, радиотехнической, спектрометрической, рентгеновской, радиометрической, калориметрической, радиосвязи и ретрансляции и т.п. (смотрите также Бортовое оборудование космического аппарата).
Научно-исследовательские космические аппараты
ввиду широкого круга решаемых вопросов разнообразны по массе, размерам, конструкции, типу используемых орбит, характеру оборудования и приборного оснащения. Масса их колеблется от нескольких килограмм до 10 тонн и более, высота орбит - от 150 до 400 000 километров. К автоматическим научно-исследовательским космическим аппаратам относятся советские искусственные спутники Земли серий «Космос», «Электрон», «Протон»; американские космические аппараты серий спутников-обсерваторий «Эксплорер», «OGO», «OSO», «ОАО» и др., а также автоматические межпланетные станции. Отдельные типы автоматических исследовательских космических аппаратов или средства их оснащения разработаны в ГДР, ЧССР, Австрии, Великобритании, Канаде, Франции, ФРГ, Японии и других странах.
Космические аппараты серии «Космос» созданы для исследований околоземного пространства, излучений Солнца и звёзд, процессов в магнитосфере Земли, изучения состава космических излучений и радиационных поясов, флюктуации ионосферы и распределения метеорных частиц в околоземном пространстве. Ежегодно запускается несколько десятков космических аппаратов этой серии. К середине 1977 было запущено более 930 космических аппаратов «Космос».
Космические аппараты серии «Электрон» предназначены для одновременного изучения внешнего и внутреннего радиационных поясов и магнитного поля Земли. Орбиты эллиптические (высота перигея 400- 460 километров, апогея - 7000-68 000 километров), масса космического аппарата 350-445 килограмм. Одной ракетой-носителем (РН) одновременно выводятся на эти орбиты 2 космических аппарата, различные по составу научной аппаратуры, размерам, конструкции и форме; они образуют космическую систему.
Космические аппараты серии «Протон» использовались для комплексного изучения космических лучей и взаимодействий частиц сверхвысоких энергий с веществом. Масса космического аппарата 12-17 тонн, относительная масса научной аппаратуры 28-70%.
Космический аппарат «Эксплорер» - один из американских автоматических исследовательских космических аппаратов. Масса его в зависимости от решаемой задачи колеблется от нескольких килограмм до 400 килограмм. С помощью этих космических аппаратов измеряется интенсивность космического излучения, изучаются солнечный ветер и магнитные поля в районе Луны, исследуются тропосфера, верхние слои атмосферы Земли, рентгеновское и ультрафиолетовое излучения Солнца и т.д. Всего было осуществлено 50 запусков.
Космические аппараты серии спутников-обсерваторий «OGO», «OSO», «ОАО» имеют узкоспециализированное назначение. Космические аппараты «OGO» используются для геофизических измерений и, в частности, для исследования влияния солнечной активности на физические параметры околоземного пространства. Масса 450-635 килограмм. Космические аппараты «OSO» применялись для исследования Солнца. Масса 200-1000 килограмм, относительная масса научной аппаратуры 32-40%. Назначение космического аппарата «ОАО» - вести астрономические наблюдения. Масса 2000 килограмм.
Автоматические межпланетные станции (АМС) используются для полёта к другим небесным телам и изучения межпланетного космического пространства. С 1959 запущено свыше 60 автоматических межпланетных станций (к середине 1977): советские автоматические межпланетные станции серий «Луна», «Венера», «Марс», «Зонд»; американские автоматические межпланетные станции серий «Маринер», «Рейнджер», «Пионер», «Сервейер», «Викинг» и др. Эти космические аппараты позволили расширить познания о физических условиях Луны, ближайших планет Солнечной системы - Марса, Венеры, Меркурия, получить комплекс научных данных о свойствах планет и межпланетного пространства. В зависимости от назначения и решаемых задач в состав бортового оборудования автоматические межпланетные станции могут входить различные автоматические управляемые агрегаты и устройства: самодвижущиеся исследовательские аппараты, оборудованные необходимым комплексом средств (напр., аппараты типа «Луноход»), манипуляторы и т.п. (см. Космонавтика).
Испытательные космические аппараты
. В Советском Союзе в качестве автоматических испытательных космических аппаратов используются различные модификации космических аппаратов «Космос», в США - спутники типа «OV», «ATS», «GGTS», «Додж», «TTS», «SERT», «RW» и др. С помощью космических аппаратов серии «Космос» были исследованы характеристики и возможности систем терморегулирования и обеспечения жизнедеятельности пилотируемых космических аппаратов, отработаны процессы автоматической стыковки спутников на орбите, способы защиты элементов космического аппарата от излучений. Пилотируемые и комбинированные (посещаемые) исследовательские космические аппараты предназначены для проведения медико-биологических, физико-химических и внеатмосферных астрономических исследований, исследований космической среды, изучения атмосферы Земли, её природных ресурсов и т.п. К середине 1977 осуществлено 59 запусков пилотируемых и посещаемых космических аппаратов. Это советские космические корабли (КК) и космические станции (КС) серий «Восток», «Восход», «Союз», «Салют», американские - серий «Меркурий», «Джемини», «Аполлон», «Скайлэб».
Специализированные космические аппараты
народно-хозяйственного (коммерческого) назначения служат для метеорологических наблюдений, связи и исследования природных ресурсов. Удельный вес этой группы к середине 70-х годов составил около 20% всех запускаемых космических аппаратов (исключая военные). Ежегодный экономический выигрыш от применения глобальной метеорологической системы, использующей космические аппараты и обеспечивающей двухнедельный прогноз, может составлять, по некоторым оценкам, около 15 миллиардов долларов.
Метеорологические космические аппараты
используются для получения в глобальном масштабе информации, с помощью которой составляются надёжные долгосрочные прогнозы. Применение одновременно нескольких космических аппаратов с телевизионной и инфракрасной (ИК) аппаратурой позволяет непрерывно наблюдать за распределением и перемещением облачности по земному шару, формированием мощных воздушных вихрей, ураганов, штормов, обеспечивать контроль за тепловым режимом земной поверхности и атмосферы, определять вертикальный профиль температуры, давления и влажности, а также другие факторы, имеющие важное значение для составления прогноза погоды. К метеорологическим космическим аппаратам относятся аппараты типа «Метеор» (СССР), «Тирос», «ESSA», «ITOS», «Нимбус» (США).
Космический аппарат типа «Метеор» предназначен для получения комплексной метеоинформации в видимом и инфракрасном (ИК) диапазонах спектра как с освещённой, так и с теневой стороны Земли. Снабжён трёхосной электромеханической системой ориентации корпуса, автономной системой ориентации солнечных батарей, системой терморегулирования, комплексом средств управления. Специальной аппаратура включает телевизионные и ИК-камеры, комплекс актинометрических приборов сканирующего и несканирующего типа.
Американский космический аппарат типа «Тирос» предназначен для регистрации ИК-излучений. Стабилизируется вращением. Диаметр 1 метр, высота 0,5 метра, масса 120-135 килограмм. Специальная аппаратура - телевизионные камеры и датчики. Хранение полученной информации до момента передачи её на Землю осуществляется магнитным запоминающим устройством. К середине 1977 запущено 10 космических аппаратов типа «Тирос».
Космический аппарат типа «ESSA» и «ITOS» - разновидности метеорологических космических аппаратов. Масса «ESSA» 148 килограмм, «ITOS» 310-340 килограмм. К середине 1977 запущено 9 космических аппаратов «ESSA» и 8 космических аппаратов «ITOS».
Космический аппарат типа «Нимбус» - экспериментальный метеорологический космический аппарат для лётных испытаний бортового оборудования. Масса 377-680 килограмм.
Связные космические аппараты
осуществляют ретрансляцию радиосигналов земных станций, расположенных за пределами прямой видимости. Минимальная дальность между станциями, при которой ретрансляция информации с помощью связных космических аппаратов экономически целесообразна, составляет 500-1000 километров. По способу ретрансляции информации связные космические системы подразделяются на активные с использованием космических аппаратов, переизлучающих с помощью бортовой аппаратуры принятый сигнал («Молния», «Радуга» - СССР, «Синком» - США, международные «Интелсат» и другие), и пассивные (американские «Эхо» и другие)
Космические аппараты типа «Молния» ретранслирует телевизионные программы и осуществляет дальнюю телефонную и телеграфную связь. Масса 1600 килограмм. Запускается на сильно вытянутые эллиптические орбиты с высотой апогея 40000 километров над Северным полушарием. Оборудован мощной многоканальной системой ретрансляции.
Космический аппарат типа «Радуга» (международный регистрационный индекс «Стационар-1») предназначен для обеспечения в сантиметровом диапазоне волн непрерывной круглосуточной телефонно-телеграфной радиосвязи и одновременной передачи цветных и черно-белых программ центрального телевидения СССР. Выводится на близкою к геостационарной круговую орбиту. Снабжен бортовой ретрансляционной аппаратурой. Космические аппараты типа «Молния» и «Радуга» входят в состав системы дальней космической радиосвязи «Орбита ».
Космический аппарат типа «Интелсат» служит целям коммерческой связи. Регулярно эксплуатируется с 1965 Существует в четырех модификациях, отличающихся возможностями ретрансляционной системы. «Интелсат-4» - стабилизируемый вращением аппарат цилиндрической формы Масса после выгорания топлива 700 килограмм, диаметр 2,4 метра, высота (включая антенный блок) 5,3 метра. Имеет 3000-9000 каналов ретрансляционной связи. Расчетная продолжительность оперативною использования космического аппарата не менее 7 лет. К середине 1977 произведен 21 запуск космических аппаратаов «Интелсат» различных модификаций. 
Космический аппарат типа «Эхо» - длительно существующий пассивный связной космический аппарат. Представляет собой тонкостенную надувною сферическую оболочку с наружным отражающим покрытием. С 1960 по 1964 в США произведено 2 запуска космических аппаратов этого типа.
Космические аппараты для исследования природных ресурсов Земли
позволяют получать информацию о природных условиях материков и океанов, флоре и фауне Земли, результатах деятельности человека Информация используется в интересах решения задач лесного и сельского хозяйства, геологии, гидрологии, геодезии, картографии, океанологии и т.п. Развитие этого направления относится к началу 70-х годов. Первый космический аппарат для исследования природных ресурсов Земли типа «ERTS» запущен в США в 1972. Исследование природных ресурсов Земли производится также с помощью специального комплекса приборов на космических аппаратах «Салют» (СССР) и «Скаилэб» (США).
Космический аппарат типа «ЕRTS» создан на базе искусственного спутника Земли «Нимбус». Масса 891 килограмм. Специальная аппаратура состоит из 3 телевизионных камер, 4-капального телевизионного спектрометра с оптико-механическим сканированием, двух устройств видеозаписи и системы приема данных от земных станции. Разрешающая способность камер 50 метров с высоты 920 километров. Расчетная продолжительность оперативного использования 1 год.
За рубежом, главным образом в США, создан ряд специализированных космических аппаратов, широко используемых в военных целях. Такие космические аппараты подразделяются на разведывательные, навигационные, связи и управления, многоцелевые. Разведывательные космические аппараты ведут фотографическую, радиотехническую, метеорологическую разведку, обнаруживают пуски межконтинентальных баллистических ракет (МБР), контролируют ядерные взрывы и т.п. Фотографическая разведка проводится в США с 1959 космических аппаратов типа «Дискаворер». Детальная фоторазведка с помощью космического аппарата «Самос» ведется с 1961. Всего к середины 1977 запущено 79 таких космических аппаратов. «Самос» выполнен в виде контейнера с разведывательным оборудованием, состыкованного со второй ступенью ракеты носителя «Аджена». Космические аппараты «Самос» запускались на орбиты с наклонением 95-110° и высотой в перигее 130-160 километров, в апогее 450 километров. Срок оперативного использования - до 47 суток.
Для периодического наблюдения за изменениями на местности, предварительной разведки строительства объектов, выявления обстановки в Мировом океане, картографирования Земли и выдачи целеуказаний для средств детальной разведки служат космические аппараты обзорной фоторазведки. Они запускались США до середины 1972. Их рабочие орбиты имели наклонение 65-100°, высоту в перигее 160-200 километров, в апогее до 450 километров. Срок оперативного использования от 9 до 33 суток. Космические аппараты могли маневрировать по высоте с целью выхода на необходимые объекты или в район разведки. Два фотоаппарата производили съемку широкой полосы местности.
Радиотехническая разведка ведётся в США с 1962 космического аппарата типа «Феррет», предназначенными для предварительной разведки радиотехнических систем в широком диапазоне частот. Масса космического аппарата около 1000 килограмм. Они запускаются на орбиты с наклонением около 75°, высотой 500 километров. Бортовые спецприёмники и анализаторы позволяют определять основные параметры радиотехнических средств (РТС): несущую частоту, длительность импульсов, режим работы, местоположение и структуру сигнала. Космические аппараты детальной радиотехнической разведки массой 60-160 килограмм определяют параметры отдельных радиотехнических средств. Эксплуатируются на тех же высотах и орбитах с наклонением в пределах 64-110°. 
В интересах военного ведомства США используются метеорологические космические аппараты «Торос», «Нимбус», «ESSA», «ITOS» и др. Так, США применяли космические аппараты для метеообеспечения военных действий во Вьетнаме в 1964-73. Данные об облачности учитывались американским военным командованием при организации боевых вылетов авиации, планировании сухопутных и морских операций, маскировке авианосцев от вьетнамской авиации в районах, над которыми образовывалась густая облачность, и т.п. С 1966 до середины 1977 в США запущено 22 космических аппарата этих типов. Метеорологические космические аппараты США моделей «5В», «5С», «5D» оборудованы двумя телевизионными камерами для съёмки облачности в видимом диапазоне спектра с разрешением 3,2 и 0,6 километра, двумя каморами для съёмки в ИК-диапазоне с тем же разрешением и приборами для измерения температур вертикального профиля атмосферы. Существуют также специальные космические аппараты метеорологической продразведки, сообщающие данные о состоянии облачности в районах, которые подлежат съёмке фоторазведывательными космическими аппаратами.
Космические аппараты раннего обнаружения запусков МБР начали создаваться в США в конце 50-х годов (типа «Мидас», которые с 1968 были заменены космическими аппаратами типа «IS»).
Космические аппараты типа «Мидас» оснащались детекторами ИК-излучений для обнаружения факелов двигателей МБР на средней части активного участка траектории. Выводились на полярные орбиты высотой 3500-3700 километров. Масса на орбите 1,6-2,3 тонн (вместе с последней ступенью ракеты носителя).
Космические аппараты типа «IS» служат для обнаружения факелов МБР, запускаемых с наземных стартовых установок и подводных лодок. Выводились на орбиты, близкие к синхронным, высотой, как правило, 32 000 - 40 000 километров с наклонением около 10°. Конструктивно космические аппараты выполнены в виде цилиндра диаметром 1,4 метра, длиной 1,7 метра. Полная масса 680-1000 килограмм (после выгорания топлива около 350 килограмм). Возможный состав специальной аппаратуры - детекторы ИК- и рентгеновского излучения, а также телевизионные камеры.
Космические аппараты контроля ядерных взрывов разрабатываются в США с конца 50-х годов. С 1963 по 1970 запущено 6 пар космических аппаратов типа «NDS» на круговые орбиты высотой около 110 000 километров с наклонением 32-33°. Масса космических аппаратов типа «NDS» первых пар 240 килограмм, последних - 330 килограмм. Космические аппараты оснащены комплексом специальной аппаратуры для регистрации ядерных взрывов на различных высотах и на Земле, стабилизируются вращением. Срок оперативного использования около 1,5 года. В связи с созданном многоцелевого космического аппарата типа «IMEWS» запуски космических аппаратов «NDS» с начала 70-х годов прекращены.
Навигационные космические аппараты используются для навигационного обеспечения боевого патрулирования подводных лодок, надводных кораблей и других подвижных единиц. Эксплуатационная спутниковая система для определения координат боевых кораблей с точностью 180-990 метров состоит из 5 космических аппаратов, заменяемых по мере выхода из строя новыми. Орбиты функционирования - полярные, высотой 900-1000 километров.
Космические аппараты связи и управления регулярно эксплуатируются с 1966. В США к середине 1977 было запущено 34 космических аппарата типов «DCP», «DSCS-2» и др.
Космические аппараты серии «DCP» решают задачи военной связи. Одна ракета носитель выводит до 8 космических аппаратов на орбиты высотой 33 000 - 34 360 километров с малым наклонением (до 7,2°). Всего было запущено 26 космических аппаратов. Конструктивно космические аппараты массой 45 килограмм выполнен в виде многогранника высотой 0,77 метра и диаметром 0,81 - 0,91 метра. На орбите стабилизируется вращением со скоростью 150 об/мин. Бортовой приёмопередатчик имеет до 11 дуплексных телефонных каналов. Космические аппараты «DSCS-2» решают задачи связи в интересах командования вооруженных сил США, а также тактической связи между войсковыми подразделениями в пределах ТВД.
Многоцелевые космические аппараты военного назначения
служат для раннего предупреждения о ракетном нападении, обнаружения ядерных взрывов и решения других задач. В США с 1974 разработана система «Сьюз» с использованием космических аппаратов «IMEWS» для ведения комплексной разведки. Многоцелевой космический аппарат типа «IMEWS» обеспечивает решение 3 задач: раннего обнаружения запусков межконтинентальных баллистических ракет и слежения за ними; регистрации ядерных взрывов в атмосфере и на поверхности Земли; глобальной мстеорологической разведки. Масса около 800 килограмм, конструктивно исполнен в виде цилиндра, переходящего в конус (длина примерно 6 метров, максимальный диаметр около 2,4 метра). Запускается на синхронные орбиты высотой около 26 000 - 36 000 километров и периодом обращения около 20 часов. Оснащён комплексом специальной аппаратуры, основой которого являются ИК- и телевизионные средства. ИК-детектор, встроенный в телескоп, регистрирует факелы ракет. 
К многоцелевым относится также космический аппарат типа «LASP»; предназначен в основном для ведения обзорной и детальной фоторазведки стратегических объектов и картографирования земной поверхности. С 1971 до середины 1977 запущено 13 таких космических аппаратов на солнечносинхронные орбиты высотой в перигее 150-180, в апогее 300 километров.
Разработка космических аппаратов и их использование для космических исследований оказали значительное влияние на общий научно-технический прогресс, на развитие многих новых областей прикладных наук и техники. Космические аппараты нашли широкое практическое применение в народном хозяйстве. К середине 1977 всего было выведено более 2000 космических аппаратов различных типов, в том числе советских более 1100, иностранных около 900, к этому времени постоянно находилось на орбитах порядка 750 космических аппаратов.
Литература: Освоение космического пространства в СССР. [Официальные сообщения печати за 1957-1975] M., 1971 - 77; Зайцев Ю.П. Спутники «Космос» М., 1975; Конструирование научной космической аппаратуры. М., 1976, Ильин В.А, Кузмак Г.Е. Оптимальные перелеты космических аппаратов с двигателями большой тяги. M , 1976, Одинцов В.А., Анучин В.М. Маневрирование в космосе. M , 1974; Коровкин А.С. Системы управления космических аппаратов. М., 1972; Космические траекторные измерения. M , 1969, Инженерный справочник по космической технике. Изд 2-е. M , 1977. Орбиты сотрудничества Международной связи СССР в исследовании и использовании космического пространства. М., 1975, Пилотируемые космические корабли. Проектирование и испытания. Пер. с англ. М., 1968. А.М.Беляков, Е.Л.Палагин, Ф.Р.Ханцеверов.
Первая ракета в космосе стала значительным прорывом в изучении и развитии космонавтики. Запуск "Спутника" был осуществлен в 1957 году 4 октября. Проектированием и разработкой первого спутника занимался , и именно он стал главным наблюдателем и исследователем первого шага к покорению внеземных вершин. Следующим стал аппарат "Восток", который отправил на лунную орбиту станцию "Луна-1". Его вывели в космос 2 января 1959 года, но проблемы в управлении так и не позволили посадить носитель на поверхность небесного тела.
Первые запуски: животные и люди в покорении космоса
Изучение космического пространства и возможностей летательных аппаратов происходили и с помощью животных. Первые собаки в космосе - Белка и Стрелка . Именно они побывали на орбите и вернулись в целости и полном здравии. Далее производились запуски с обезьянами, собаками, крысами. Основная задача таких полетов заключалась в изучении биологических изменений после проведения в космосе определенного времени и возможностей адаптации к невесомости. Такая подготовка смогла обеспечить удачный первый в мире полет в космос человека.
Восток-1
Полет первого космонавта в космос выполнен 12 апреля 1961 года. А первым кораблем в космосе, который мог быть пилотирован космонавтом, соответственно стал "Восток-1". Аппарат изначально оснащался автоматическим управлением, но в случае необходимости пилот могут перейти в режим ручного координирования. Завершился первый полет вокруг земли спустя 1 час и 48 минут. А известие о полете первого человека в космос мгновенно распространились по всему земному шару.
Развитие области: человек вне аппарата
Первый полет человека в космос являлся главным толчком для активного развития и усовершенствования технологий. Новым этапом стало стремление к выходу из корабля самого пилота. На исследования и разработки было потрачено еще 4 года. В результате 1965 год ознаменовался важным событием в мире космонавтики.
Первый человек вышедший в космос Алексей Архипович Леонов 18 марта покинул корабль. Пробыл он вне летательного аппарата 12 минут и 9 секунд. Это позволило сделать исследователям новые выводы и приступить к совершенствованию проектов и улучшению скафандров. А первый в космосе фото украсили полосы и советских, и зарубежных газет.
Последующее развитие космонавтики
Светлана Савицкая
Исследования области продолжались еще долгие годы, и 25 июля 1984 первый выход в космос был осуществлен женщиной. Светлана Савицкая отправилась в космос на станции "Салют-7", но после в подобных полетах участия не принимала. Они вместе с Валентиной Терешковой (совершила полет в 1963 году) стали первыми женщинами в космосе.
После длительных исследований стали возможны более частые полеты и длительные нахождения во внеземном пространстве. Первым космонавтом вышедшим в космос, ставшим рекордсменом по времени пребывания вне корабля, является Анатолий Соловьев. За весь период работы в сфере космонавтики он осуществил 16 выходов к открытому космосу, а их суммируемая продолжительность пребывания составила 82 часа и 21 минуту.
Несмотря на дальнейший прогресс в покорении внеземных просторов дата первого полета в космос стала праздничным днем на территории СССР. Кроме того 12 апреля стало и международным день первого полета. Спускаемый аппарат от корабля Восток-1 хранится в музее корпорации "Энергия" имени С.П. Королева. Также сохранены и газеты того времени, и даже чучела Белки и Стрелки. Память о достижениях хранится и изучается новыми поколениями. Поэтому ответ на вопрос: "Кто первым полетел в космос?" знает и каждый взрослый, и каждый школьник.
Союз ТМА-6
Космический аппарат (КА) - общее название технических устройств, используемых для выполнения разнообразных задач в космическом пространстве, а также проведения исследовательских и иного рода работ на поверхности различных небесных тел. Средствами доставки космических аппаратов на орбиту служат ракеты-носители или самолёты.
Космический аппарат, одной из основных задач которого является транспортировка людей или оборудования в верхней части земной атмосферы - так называемом, ближнем космосе, называют космическим кораблём (КК) или космическим летательным аппаратом (КЛА).
Области использования космических аппаратов обуславливают их разделение по следующим группам:
суборбитальные;
околоземные орбитальные, движущиеся по геоцентрическим орбитам искусственных спутников Земли;
межпланетные (экспедиционные);
напланетные.
Принято различать автоматические спутники (ИСЗ) и пилотируемые космические аппараты. К пилотируемым космическим аппаратам, в частности относят все виды пилотируемых космических кораблей (КК) и орбитальных космических станций (ОС). (Несмотря на то, что современные орбитальные станции совершают свой полёт в области ближнего космоса, и формально могут называться «Космическими летательными аппаратами», в сложившейся традиции, их называют «Космическими аппаратами».)
Название «Космический летательный аппарат» иногда также используется для обозначения активных (то есть маневрирующих) ИСЗ, с целью подчёркивания их отличий от пассивных спутников. В большинстве же случаев значения терминов «Космический летательный аппарат» и «Космический аппарат» синонимичны и взаимозаменяемы.
В активно исследуемых в последнее время проектах создания орбитально-гиперзвуковых летательных аппаратов как частей авиационно-космических систем (АКС) часто используют ещё названия воздушно-космический аппарат (ВКА), обозначая космопланы и космолёты АКС, предназначенные для выполнения управляемого полёта, как в безвоздушном космическом пространстве, так и в плотной атмосфере Земли.
В то время как стран, имеющих ИСЗ - несколько десятков, наиболее сложные технологии автоматических возвращаемых и межпланетных КА освоили всего несколько стран - СССР/Россия, США, Китай, Япония, Индия, Европа/ESA. Пилотируемые КК имеют только первые три из них (кроме того, Япония и Европа имеют КА, посещаемые людьми на орбите, в виде модулей и грузовиков МКС). Также только первые три из них имеют технологии перехвата ИСЗ на орбите (хотя Япония и Европа близки к ней ввиду проведения стыковок).
В 2005 году состоялось 55 запусков космических аппаратов (самих аппаратов было больше, так как за один запуск может выводиться несколько аппаратов). На долю России пришлось 26 запусков. Число коммерческих запусков составило 18.
Космический аппарат
По режиму работы различают следующие типы космических аппаратов:
искусственные спутники Земли - общее название всех аппаратов, находящихся на геоцентрической орбите, то есть вращающихся вокруг Земли
автоматические межпланетные станции (космические зонды) - аппараты, осуществляющие перелёт между Землёй и другими космическими телами ; при этом они могут как выходить на орбиту вокруг изучаемого тела, так и исследовать их с пролётных траекторий, некоторые аппараты после этого направляются за пределы Солнечной системы
космические корабли, автоматические или пилотируемые, - используются для доставки грузов и человека на орбиту Земли; существуют планы полётов на орбиты других планет
орбитальные станции - аппараты, предназначенные для долговременного пребывания и работы людей на орбите Земли
спускаемые аппараты - используются для доставки людей и материалов с орбиты вокруг или межпланетной траектории на поверхность планеты
планетоходы - автоматические лабораторные комплексы или транспортные средства, для перемещения по поверхности планеты и другого небесного тела
По наличию функции возвращения:
Возвращаемые - предусматривают возвращения людей и материалов на Землю, осуществляя мягкую либо жёсткую посадку
Невозвращаемые - при выработке ресурса обычно сходят с орбиты и сгорают в атмосфере
По выполняемым функциям выделяют следующие классы:
метеорологические
навигационные
спутники связи, телевещания, телекоммуникационные спутники
научно-исследовательские
геофизические
геодезические
астрономические
дистанционного зондирования Земли
разведывательные и военные спутники
другие
Многие космические аппараты выполняют сразу несколько функций.
Также по массовым характеристикам:
фемто- - до 100 г
пико- - до 1 кг
нано- - 1-10 кг
микро- - 10-100 кг
мини- - 100-500 кг
малые - 500-1000 кг
большие - более 1000 кг
В общем случае, в полёте космического аппарата выделяются участок выведения, участок орбитального полёта и участок посадки. На участке выведения космический аппарат должен приобрести необходимую космическую скорость в заданном направлении. Орбитальный участок характеризуется инерциальным движением аппарата в соответствии с законами небесной механики. Посадочный участок призван погасить скорость возвращающегося аппарата до допустимой посадочной скорости.
Космический аппарат состоит из нескольких составных частей, прежде всего - это целевая аппаратура, которая обеспечивает выполнение стоящей перед космическим аппаратом задачи. Помимо целевой аппаратуры обычно присутствует целый ряд служебных систем, которые обеспечивают длительное функционирование аппарата в условиях космического пространства, это: системы энергообеспечения, терморегуляции, радиационной защиты, управления движением, ориентации, аварийного спасения, посадки, управления, отделения от носителя, разделения и стыковки, бортового радиокомплекса, жизнеобеспечения. В зависимости от выполняемой космическим аппаратом функции отдельные из перечисленных служебных систем могут отсутствовать, например, спутники связи не имеют систем аварийного спасения, жизнеобеспечения.
Подавляющее большинство систем космического аппарата требуют электропитания, в качестве источника электроэнергии обычно используется связка из солнечных батарей и химических аккумуляторов. Реже используются иные источники, такие как топливные элементы, радиоизотопные батареи, ядерные реакторы, одноразовые гальванические элементы.
Космический аппарат непрерывно получает тепло от внутренних источников (приборы, агрегаты и т. д.) и от внешних: прямого солнечного излучения, отражённого от планеты излучения, собственного излучения планеты, трения об остатки атмосферы планеты на высоте аппарата. Также аппарат теряет тепло в виде излучения. Многие узлы космических аппаратов требовательны к температурному режиму, не терпят перегрева или переохлаждения. Поддержанием баланса между получаемой тепловой энергией и её отдачей, перераспределением тепловой энергией между конструкциями аппарата и таким образом обеспечением заданной температуры занимается система обеспечения теплового режима.
Система управления космического аппарата – осуществляет управление двигательной установкой аппарата с целью обеспечения ориентации аппарата, выполнения манёвров. Обычно имеет связи с целевой аппаратурой, другими служебными подсистемами с целью контроля и управления их состоянием. Как правило, способна обмениваться посредством бортового радиокомплекса с наземными службами управления.
Для обеспечения контроля состояния космического аппарата, управления, передачи информации с целевой аппаратуры требуется канал связи с наземным комплексом управления. В основном для этого используется радиосвязь. При большом удалении КА от Земли требуются остронаправленные антенны и системы их наведения.
Система жизнеобеспечения необходима для пилотируемых КА, а также для аппаратов, на борту которых осуществляются биологические эксперименты. Включает запасы необходимых веществ, а также системы регенерации и утилизации.
Система ориентации космического аппарата включает устройства определения текущей ориентации КА (солнечный датчик, звёздные датчики и т. п.) и исполнительные органы (двигатели ориентации и силовые гироскопы).
Двигательная установка космического аппарата позволяет менять скорость и направление движения КА. Обычно используется химический ракетный двигатель, но это могут быть и электрические, ядерные и другие двигатели; может применяться также солнечный парус.
Система аварийного спасения космического аппарата характерна для пилотируемых космических аппаратов, а также для аппаратов с ядерными реакторами (УС-А) и ядерными боезарядами (Р-36орб).
Успешные миссии
Венера
Успешные миссии
Текущие миссии
Луна
Успешные миссии
- Клементина - 25 января1994 года. Цель - картографирование и наблюдение Луны в различных диапазонах: видимом, УФ, ИК; лазерная альтиметрия и гравиметрия. Впервые была составлена глобальная карта элементного состава Луны, были обнаружены большие запасы льда на её южном полюсе.
- Lunar Prospector - 7 января1998 года. Был уточнён возможный объём льда на южном полюсе Луны, его содержание в грунте оценили в 1-10 %, ещё более сильный сигнал указывает на наличие льда на северном полюсе. На обратной стороне Луны магнитометром были обнаружены сравнительно мощные локальные магнитые поля - 40 нТл, которые сформировали 2 небольшие магнитосферы диаметром около 200 км. По возмущениям в движении аппарата было обнаружено 7 новых масконов. Была проведена первая глобальная спектрометрическая съёмка в гамма-лучах, по итогам которой были составлены карты распределения титана, железа, алюминия, калия, кальция, кремния, магния, кислорода, урана, редкоземельных элементов и фосфора, и создана модель гравитационного поля Луны с гармониками до 100-го порядка, что позволяет очень точно рассчитывать орбиту спутников Луны.
- Смарт-1 - 27 сентября2003 года. Аппарат создавался как экспериментальная АМС для отработки перспективных технологий, в первую очередь - электрореактивной двигательной установки для будущих миссий к Меркурию и Солнцу.
- Кагуя - 14 сентября2007 года. Полученные данные дали возможность составить топографическую карту Луны с разрешением около 15 км. При помощи вспомогательного спутника «Окина» удалось составить карту распределении сил тяжести на обратной стороне Луны. Также полученные данные позволили сделать выводы о затухании вулканической активности Луны 2,84 миллиарда лет назад.
- Чанъэ-1 - 24 октября2007 года. Планировалось, что аппарат выполнит несколько задач: построение трёхмерной топографической карты Луны - для научных целей и для определения места посадок будущих аппаратов; составление карт распределения химических элементов типа титана и железа (необходимы для оценки возможности промышленной разработки месторождений); оценка глубинного распределения элементов с помощью микроволнового излучения - поможет уточнить как распределяется гелий-3 и велико ли его содержание; изучение среды между Землёй и Луной, например, «хвостовой» области магнитосферы Земли, плазмы в солнечном ветре и т. д.
- Чандраян-1 - 22 октября2008 года. В число основных целей запуска «Чандраян-1» входит поиск полезных ископаемых и запасов льда в полярных регионах Луны, а также составление трёхмерной карты поверхности. Часть программы - запуск ударного зонда. Он был запущен с окололунной орбиты и в течение 25 минут достиг поверхности Луны, совершив жёсткую посадку. Выбросы лунной породы на месте падения модуля будут проанализированы орбитальным аппаратом. Данные, полученные при жёсткой посадке ударного зонда, будут использованы для мягкой посадки будущего индийского лунохода, доставка которого на Луну запланирована в ходе полёта следующего зонда «Чандраян-2».
- Lunar Crater Observation and Sensing Satellite - 18 июня 2009 года. От полёта LCROSS ожидалось получить окончательные сведения о наличии водяного льда на южном полюсе луны, который мог бы сыграть важную роль для будущих пилотируемых экспедиций на Луну. 9 октября 2009 года в 11:31:19 UTC в районе кратераКабеус упал разгонный блок «Центавр». В результате падения выброшено облако из газа и пыли. LCROSS пролетел сквозь выброшенное облако, анализируя вещество, поднятое со дна кратера и упал в тот же кратер в 11:35:45 UTC, успев передать на Землю результаты своих исследований. С лунной орбиты за падением следил зонд «LRO», с околоземной - космический телескоп Хаббл и европейский спутник «Odin». С Земли - крупные обсерватории.
- Gravity Recovery and Interior Laboratory - 10 сентября 2011 года. Программа изучения гравитационного поля и внутреннего строения Луны, реконструкции её тепловой истории.
- - 4 сентября 2013 год. После завершения миссии 17 апреля2014 годаLADEE столкнулся с поверхностью Луны
Большинство из них сосредоточено в промежутке между орбитами Марса и Юпитера, известном как пояс астероидов. К сегодняшнему обнаружено более 600 000 астероидов, но на самом деле счет их идет на миллионы. Правда в основной своей массе они невелики - существует всего две сотни астероидов диаметров больше 100 километров.
Динамика открытия новых астероидов в период с 1980 по 2012 год.
Но пояс астероидов это не единственное место, где можно встретить подобные объекты. Существует множество "семейств", разбросанных по разным частям Солнечной системы. Например Кентавры, чьи орбиты лежат между Юпитером и Нептуном, или т.н. троянские астероиды, находящиеся в окрестностях точек Лагранжа L4 и L5 различных планет. У Юпитера например открыто порядка 5000 троянских астероидов.
Розовый цвет - троянские астероиды Юпитера, оранжевый - Кентавры, зеленый - объекты пояса Койпера
Первым космическим аппаратом пересекшим основной пояс астероидов был "Пионер-10". Но поскольку тогда о его свойствах и плотности в нем объектов было недостаточно данных, инженеры предпочли перестраховаться и разработали траекторию, державшую аппарат на максимально возможном удалении от всех известных на тот момент астероидов. По такому же принципу пояс астероидов пролетали "Пионер-11", "Вояджер-1" и "Вояджер-2".
По мере накопления знаний, стало понятно что пояс астероидов не представляет большой опасности для космической техники. Да, там миллионы небесных тел, что кажется большой цифрой - но лишь пока не оценишь объем пространства, приходящегося на каждый такой объект. К сожалению, или скорее к счастью, но картинки в стиле “Империя наносит ответный удар” где можно увидеть в одном кадре тысячи астероидов, в зрелищной манере сталкивающихся между собой не слишком похоже на реальность.
Так что через некоторое время парадигма изменилась - если ранее космические аппараты сторонились астероидов, то теперь наоборот, малые планеты стали считаться дополнительными целями для изучения. Траектории аппаратов стали разрабатываться таким образом, чтобы по возможности можно было пролететь вблизи какого-то астероида.
Пролетные миссии
Первым космическим аппаратом, пролетевшим вблизи астероида, стал “Галилео”: на пути к Юпитеру он посетил 18-километровую Гаспру (1991 год) и 54-километровую Иду (1993 год).
У последней обнаружился 1.5 километровый спутник, получивший название Дактиль
В 1999 году "Deep space 1" пролетел вблизи двухкилометрового астероида Брайль.
Аппарат должен был сфотографировать Брайль практически в упор, но из-за программного сбоя камера включилась когда он уже удалился от него на расстояние в 14 000 километров.
На пути к комете Вильда, аппарат "Стардаст" сфотографировал шестикилометровый астероид Аннафранк, названный так в честь Анны Франк.
Снимок сделан с расстояния в 3000 километров
Зонд “Розетта”, который сейчас находится на подходе к комете Чурюмова-Герасименко, в 2008 году пролетел на расстоянии 800 километров от 6.5 километрового астероида Штейнс.
В 2009 он прошел на расстоянии 3000 километров от 121 километровой Лютеции.
Отметились в изучении астероидов и китайские товарищи. Незадолго до конца света 2012 года их зонд "Чанъэ-2" пролетел рядом с астероидом Таутатис.
Прямые миссии по изучению астероидов
Впрочем, все это были пролетные миссии, в каждой из которых изучение астероидов было лишь бонусом к основной задаче. Что касается непосредственных миссий по изучению астероидов, то к настоящему моменту их насчитывается ровно три.
Первой была стартовавшая в 1996 год “NEAR Shoemacker”. В 1997 году данный аппарат пролетел вблизи астероида Матильда.
Тремя годами спустя он достиг своей основной цели - 34 километрового астероида Эрос.
“NEAR Shoemacker” изучал его с орбиты целый год. Когда топливо подошло к концу, NASA решило поэкспериментировать с ним и попытаться посадить его на астероид, хотя и без особых надежд на успех, так как аппарат не был предназначен для таких задач.
К удивлению инженеров, им удалось осуществить задуманное. “NEAR Shoemacker” без каких-либо повреждений совершил посадку на Эрос, после чего еще две недели передавал сигналы с поверхности астероида.
Следующей миссией была весьма амбициозная японская "Хаябуса", стартовавшая в 2003 году. Ее целью был астероид Итокава: аппарат должен был достигнуть его в середине 2005 года, несколько раз сесть, а затем взлететь с его поверхности, высадив при этом микроробота "Минерву". И самое главное - взять при этом образцы астероида и в 2007 году доставить их на Землю.
Итокава
С самого начала все пошло не так: вспышка на Солнце повредила солнечные батареи аппарата. Ионный двигатель начал барахлить. Во время первой посадки "Минерва" был утерян. Во время второй связь с аппаратам полностью прервалась. Когда ее удалось восстановить, никто в центре управления не мог сказать удалось ли аппарату вообще взять пробу грунта.
Из-за очередного сбоя в работе двигателей стало казаться, что аппарат уже никогда не сможет вернуться на Землю. Тем не менее, пускай и с огромными усилиями, и на три года позже срока, но спускаемая капсула "Хаябусы" все же вернулась домой. Основная интрига заключалась в том, удалось ли аппарату взять хоть какие-то образцы или же семилетняя миссия прошла впустую. К счастью для ученых, Хаябуса все же доставил на Землю несколько частиц Итокавы. Меньше чем планировалось, но все же этого хватило для кое-каких анализов.
И наконец, миссия “Dawn”. Этот аппарат тоже был оснащен ионным двигателем, который к счастью сработал не в пример лучше японского. Благодаря ионнику, Dawn смог добиться того, что еще не удавалось ранее ни одному другому аналогичному космическому аппарату - выйти на орбиту небесного тела, изучить его, а затем покинуть ее и направиться к другой цели.
А цели у него были весьма амбициозные: два самых массивных объекта пояса астероидов - 530-километровая Веста и почти 1000-километровая Церера. Правда, после реклассификации, Церера теперь официально считается не астероидом, а как и Плутон карликовой планетой - но не думаю что перемена названия что-то меняет в практическом плане. "Dawn" был запущен в 2007 году и достиг Весты в 2011, произучав ее целый год.
Считается, что Веста и Церера могут являться последними уцелевшими протопланетами. На стадии формирования Солнечной системы таких образований было несколько сотен по всей Солнечной системе -они постепенно сталкивались между собой, образуя более крупные тела. Веста, может быть одним из реликтов той ранней эпохи.
Затем "Dawn" направился к Церере, которой он достигнет в следующем году. Так что, впору называть 2015 годом карликовых планет: мы впервые увидим как выглядит Церера и Плутон, и еще неизвестно, какое из этих тел преподнесет больше сюрпризов.
Будущие миссии
Что касается будущих миссий, то в настоящее время NASA планирует миссию "OSIRIS-REx", которая должна стартовать в 2016 году, в 2020 году встретиться с астероидом Бенну, взять пробу его грунта и доставить ее на Землю к 2023 году. В ближайшей перспективе планы есть и у японского космического агентства, которое планирует миссию "Хаябуса-2", которая в теории должна учесть многочисленные ошибки предшественника.
Ну и наконец, уже несколько лет ведутся разговоры про пилотируемую миссию на астероид. В частности, план NASA заключается в захвате небольшого, диаметром не более 10 метров астероида (или в качестве альтернативного варианта - фрагмента крупного астероида) и доставке его на лунную орбиту, где он будет изучен астронавтами космического корабля "Орион".
Разумеется, успех такого начинания зависит от ряда факторов. Во-первых, нужно найти подходящий объект. Во-вторых, создать и отработать технологию захвата и транспортировки астероида. В-третьих, корабль "Орион", чей первый тестовый полет намечен на конец этого года, должен продемонстрировать свою надежность. В настоящий момент ведутся поиски подходящих для такой миссии околоземных астероидов.
Один из возможных претендентов для изучения - шестиметровый астероид 2011 MD
Если данные условия будут выполнены, то подобная пилотируемая миссия может ориентировочно состояться после 2021 года. Время покажет, насколько реализуемыми окажутся все эти амбициозные планы.
Загрузка...