در سطح زمین، ما به‌وسیلۀ هوا احاطه شده‌ایم؛ اما هرچه از سطح زمین بالاتر برویم، هوا رقیق‌تر می‌شود. خارج از جو، یک فضای تقریباً خالی وجود دارد که خورشید، ماه، سیّارات و ستارگان را احاطه کرده است. اکتشاف در فضا، کار آسانی نیست؛ زیرا فاصله‌ها بسیار دور است. فضانوردان فقط از نزدیک‌ترین سیّارۀ همسایۀ زمین، یعنی ماه، دیدن کرده‌اند. آن‌ها برای دیدار از مرّیخ برنامه‌ریزی کرده‌اند؛ اما 6 ماه طول می‌کشد تا به آن برسند. روبات‌های فضایی می‌توانندسیارات دورتر را کشف کنند؛ اما رسیدن به نزدیک‌ترین ستاره، هزاران سال طول می‌کشد.
سفر به فضا
برای سفر به فضا، مجبوریم از قوۀ جاذبۀ زمین که ما را به طرف خود می‌کشد و روی زمین نگه می‌دارد، فرار کنیم و برای این منظور باید با سرعت بالایی حرکت کنیم. مثلا 40000 کیلومتر (25000 مایل) در ساعت؛ یعنی به سرعتی 20 برابر بیشتر از سرعت هواپیمای کنکورد نیاز داریم تا کاملاً از جوّ زمین خارج شویم. این را «شتاب گریز از جاذبه» می‌نامند.
ماهواره‌هایی که در مدار قرار دارند و زمین را دور می‌زنند به سرعتی 12 برابر سرعت هواپیمای کنکورد نیاز دارند. فقط موشک‌های قوی می‌توانند فضانوردان یا ماهواره‌ها را به فضا ببرند؛ زیرا می‌توانند به چنین‌سرعتی دست یابند. موتور موشک بر خلاف موتورهای هواپیما می‌تواند در فضا هم کار کند.
هواپیماهای فضایی
ساخت موشک‌ها، بسیار گران تمام می‌شود و اکثراً هم فقط یک بار مصرف هستند. «شاتل» فضایی، اولین هواپیمایی (فضاپیمایی) است که می‌تواند بارها به فضا سفر کند. تنها قسمتی از شاتل که بایستی در هر پرواز تجدید شود، مخزن غول‌پیکر سوخت آن می‌باشد. دو موشک تقویت کنندۀ شاتل که کمک می‌کنند تا آن را به فضا برسانند، پس از این که سوختشان تمام شد، به دریا می‌افتند و توسط کشتی‌ها از آب گرفته می‌شوند. شاتل، خود مانند یک موشک به‌طرف بالا می‌رود؛ اما در موقع برگشت به زمین، مانند یک هواپیمای بی‌موتورغول‌آسا در فرودگاه مخصوص به زمین می‌نشیند. هواپیماهای فضایی آینده، ممکن است کاملاً قابل استفادۀ مجدد باشند؛ یعنی مانند هواپیما از زمین بلند شده و مانند هواپیما بر زمین فرود بیایند.
👇سفینه در حال پرتاب
👇ماهواره به مدار بالاتر پرتاب می شود.
کاوش سیّارات
زهره
سفینۀ مارینر 2، در سال 1962 نخستین پرواز نمایشی را انجام داد.
سفینه‌های وینرا، از سال 1967 تا دهۀ 1980 روی سطح زهره نشستند.
پایونیر ونوس 1 و2 در سال 1978 به دور زهره گشتند و کاوشگرها وارد جوّ آن شدند.
مرّیخ
سفینۀ مارینر 4 در سال 1964 اولین عکسبرداری را انجام داد. مارینر 9 در سال 1971 آن را دور زد. وایکینگ 1و 2 در 1975 آن را دور زد و روی آن فرود آمد. فوبوس 1 و 2 در 1988 به اقمار مریخ سفر کرد.
مُشتری
پایونیر 10 و 11 درسال‌های 1972 تا 73 پروازهای نمایشی انجام دادند. ویجر 1 و 2 در سال 1977 پرتاب شدند و در سال 1979 از سیّارۀ مشتری و اقمار آن گذر کردند.
عطارد
مارینر 10 در سال1973 میلادی 10000 عکس از آن برداشت.
زحل
پایونیر 11 در سال 1979 پرواز نمایشی انجام داد. ویجر 1 و 2 در سال‌های 1980 تا 81 از کنار آن گذر کردند.
اورانوس
ویچر 2 در سال1986 م از کنار آن عبور کرد.
نپتون
ویچر 2 در سال 1989 م از کنار آن عبور کرد.
👇پرتاب شاتل فضایی
وزن در لحظۀ پرتاب
با احتساب موشک‌های کمکی و مخزن ِ‌سوخت 2000 تُن
ارتفاع در زمان پرواز
56 متر
طول شاتل
37 متر
عرض بال‌ها
24 متر
وزن ِشاتل
84 تن
کل نیرو در لحظۀ پرتاب
معادل نیروی 140 هواپیمای جمبوجت است.
ماهواره‌ها در مدار
صدها ماهواره به دور ِ زمین می‌گردند و هر یک، وظیفۀ گوناگونی را انجام می‌دهند. مدار آن‌ها برحسب کاری که انجام می‌دهند، ارتفاع و جهت متفاوتی دارد. ماهواره‌های مخابراتی که امواجی را به سرتاسر اقیانوس‌ها و برای تلویزیون و تلفن می‌فرستند، در مدارهای ثابت و با ارتفاع زیاد یعنی در حدود35000 کیلومتر (22000 مایل) و در بالای خط استوا حرکت می‌کنند. از روی زمین، آن‌ها ثابت به نظر می‌رسند زیرا سرعت آن‌ها با سرعت گردش زمین به دور خود یکسان است. پایین‌تر از آن‌ها سایر ماهواره‌ها همچنان که زمین در زیر آن‌ها می‌چرخند، به صورت شمال و جنوبی دور می‌زنند و تماشاگر زمین یا آب و هوای آن هستند.
ماهواره‌ها در عمل
اگرچه ماهواره‌ها وظایف متفاوتی دارند اما تمام آن‌ها به اجزاء مشابهی نیاز دارند. اکثر آن‌ها نیروی خود را به‌وسیلۀ صفحاتی از سلول‌های خورشیدی که نور خورشید را به الکتریسیته تبدیل می‌کند، تامین می‌کنند. آن‌ها موتور جت کوچکی دارند که با گاز کار می‌کند و برای حرکت یا گردش به‌کار می‌رود و همچنین حس‌گر دارند که پیوسته چک می‌کند تاجهت آن‌ها درست باشد. رادیوهای مخصوصی ارتباط آن‌ها را با متخصصین روی زمین، برقرار می‌کند. تعمیر ماهواره‌ها در فضا مشکل است به همین خاطر، قبل از پرتاب، آن‌ها را کاملا آزمایش می‌کنند تا مطمئن شوند که در فضا دچار نقصان نمی‌شوند.
ایستگاه های فضایی
سالیوت یک در سال 1971 م
اسکای لاب در سال 73-74 م
سالیوت 3 در سال 74 م
سالیوت 4 در سال 75 م
سالیوت 6 بین سال های 77-81 م
سالیوت 7 بین سال 82-86 م
میر، پرتاب در سال 86 م
کاوشگرهای فضایی
روبات‌های فضایی که برای کشف سایر سیّارات فرستاده می‌شوند، «کاوشگر» نام دارند. بعضی از آن‌ها از کنار سیّارات می‌گذرند در حالی که بعضی دیگر، به دور ِ سیّارات می‌گردند و اطلاعاتی را به زمین مخابره می‌کنند. سفینه ویجر از نزدیک مشتری، زُحل، اورانوس و نپتون گذر کرد و از نزدیک، عکس‌های زیبایی از این سیّارات و اقمار آن‌ها مخابره کرد. سفینه‌های کاوشگر تقریباً از تمام سطح مریخ عکس مخابره کرده‌اند. سفینه‌هایی که سیّاره زُهره را دور می‌زدند، از رادار برای عکسبرداری از سطح زهره که توسط ابر غلیظی پنهان شده بود؛ استفاده کردند. پلوتون تنها سیّاره‌ای است که هنوز توسط هیچ سفینه‌ای عکسبرداری نشده است.
روبات‌های کاوشگر
ما می‌توانیم به‌وسیلۀ نشاندن روبات‌های کاوشگر در سطح ماه یا سیّارات، آن‌ها را از نزدیک، بررسی کنیم. «لونوخود»1 و 2 ماشین‌های کنترل از راه دور بودند که به‌طور آهسته در سطح ماه حرکت و خاک آن را آزمایش کردند. دو سفینۀ وایکینگ در مریخ فرود آمدند و در مورد خاک و آب و هوای آن مطالعاتی انجام دادند. آن‌ها برای کشف آثار حیات در مریخ، تحقیق کردند ولی به نتایج ِ روشنی نرسیدند. سفینه‌هایی که در سطح زهره فرود می‌آیند، آنقدر محکم باشند که بتوانند حرارت و نیز آتمسفر ِآن را که بسیار پُر فشار است، تحمل کنند. بعضی‌از آن‌ها به‌قدر کافی دوام آوردند و تا توانستند عکس‌هایی از سطح زُهره مخابره کنند.
انسان در کرۀ ماه
در سال 1969، موشک غول‌پیکر ساترن 5، به فضا پرتاب شد و3 فضانورد را به کرۀ ماه برد. سفر آن‌ها بیش‌از سه روز در سفینۀ کوچکی به نام آپولو که فرماندهی‌سفینۀ ماه‌نشین را برعهده داشت، طول کشید. دو فضانورد با سفینۀ ماه‌نشین در سطح ماه فرود آمدند، در حالی‌که نفر سوم با سفینۀ آپولو، ماه را دور می‌زد. پس از تقریباً یک‌روز، سفینۀ ماه‌نشین از ماه برخاست و به سفینۀ فرماندهی که هر سه را به زمین برگرداند، پیوست. پس از آن، 5 سفر دیگر به ماه انجام شد که طی آن، فضانوردان در ماه کاوش کردند و تکه‌هایی از صخره‌های ماه را توسط ماشین مخصوصی که ماه‌پیما نام داشت، جمع‌آوری کرده و با خود به زمین آوردند.
ایستگاه‌های فضایی
یک ایستگاه فضایی، مثل یک خانه در فضاست که به دور زمین می‌گردد و فضانوردان می‌توانند در آن زندگی و کار کنند. هر چیزی که فضانوردان نیاز دارند، مثل غذا، آب و هوا در آن هست که البته باید از زمین برده شود ایستگاه فضایی باید به قدر کافی محکم باشد تا بتواند فشار هوایی را که فضانوردان برای تنفس نیاز دارند، تحمل کند و همچنین آن‌ها را در مقابل تشعشعات و ذراتی که با سرعت در فضا در حرکتند، حفظ کند. ایستگاه‌های فضایی بزرگی که چند انسان بتوانند برای ماه‌ها در آن‌ها زندگی کنند، در فضا و با قسمت‌هایی که از زمین ارسال می‌شود، ساخته می‌شوند.
بازگشت به زمین
خطرناک‌ترین مرحلۀ پرواز به فضا، هنگام پرتاب و هنگام بازگشت به زمین است. سفینۀ فضایی در حالی که سرعت بسیار زیادی دارد در هنگام بازگشت به جوّ زمین، با قشری (لایه‌ای) از هوا که زمین را احاطه کرده، مواجه می‌شود و هنگام تماس با جوّ زمین، آنقدر داغ می‌شود که قسمت بیرونی سفینه مانند گلوله، سرخ می‌گردد. این حالت می‌تواند سفینه را ذوب و فضانوردان را چنانچه محافظت نشوند، ازبین ببرد. سفینه‌های اولیه، لایۀ بیرونی ضخیمی داشتند که می‌سوخت و از بین می‌رفت؛ اما شاتل فضایی، لایۀ سفالینی دارد که در مقابل حرارت، مقاوم و نیز مجدداً قابل استفاده است.
آهن پاره‌های فضایی
هم اکنون در حدود5/3 میلیون قطعۀ کوچک و بزرگ در فضا به دور زمین می‌گردند. ماهواره‌های از کار افتاده و موشک‌ها، ابزار آلاتی که از فضانوردان گم شده و حتی ذراتی از رنگ که همچنان به دور زمین می‌گردند. آن‌ها با چنان‌سرعتِ بالایی در گردشند که حتی یک ذرۀ فلزی به قطر 5/0 میلی‌متر، می‌تواند لباس مخصوص فضانورد را سوراخ کرده؛ او را بکشد. یک قطعه با قطر فقط چند سانتی متر، می‌تواند یک ایستگاه فضایی را تخریب کند. آهن پاره‌های فضایی مشکل بزرگی برای مسافران فضایی آینده ایجاد کرده‌اند.
پیشرفت بیشتر در فضا
بخش اعظمی از اکتشافات فضایی را می‌توان از روی زمین انجام داد.ولی جوّ زمین، نورهایی را که از آن عبور می‌کنند، کم‌رنگ می‌کند. از طرف دیگر، منابع نوری زمین و همچنین امواج رادیویی تداخل می‌کنند. به همین خاطر، اخترشناسان به‌وسیلۀ تلسکوپ‌هایی که در ماهواره‌ها قرار می‌دهند، عکس‌های شفاف‌تری به‌دست می‌آورند.
ماموریت‌های آپولو درسفر به سو ماه
آپولو 11 در ژانویه 1969 نخستین انسان را روی ماه پیاده کرد.
آپولو 12 در نوامبر 1969، سی و دو ساعت روی ماه بود.
آپولو 13 در آوریل 1970 به علت انفجار در سفینه نتوانست در ماه فرود آید فضانوردان برگشتند.
آپولو 14 در فوریه 1971 از مناطق کوهستانی ماه دیدن کرد.
آپولو 15 در ژوئیه 1971 برای اولین بار از ماه پیما استفاده کرد.
آپولو 16 در آوریل 1972، یک مسیر 27 کیلومتری را روی ماه پیمود.
آپولو 17 در دسامبر 1972 برای آخرین بار از ماه دیدن کرد.
ایستگاه‌های فضایی آینده ممکن است بسیار بزرگ و شبیه چرخ نخریسی باشد؛ به‌طوری که گردش چرخ، فضانوردان را در مقابل دیوار خارجی نگه‌می‌دارد؛ یعنی همان کاری که نیروی جاذبه انجام می‌دهد.
بزرگترین تلسکوپی که در مدار قرار دارد، تلسکوپ فضایی «ادوین هابل» است. این تلسکوپ بیش از 13 متر طول و 11 تُن وزن دارد و عرض آئینه آن240 سانتی متر است.
فضا، با مقیاس سال نوری، اندازه‌گیری می‌شود. یک سال نوری تقریباً 10 میلیون میلیون کیلومتر است.
بخشی از کتاب دانشنامه آکسفورد، علم و تکنولوژی از انتشارات پیام بهاران
صفحه 36-37-38-39