Svemirska letjelica

Svemirska letjelica je objekt namijenjen za izvršavanje različitih zadataka u svemiru, kao i na površini nebeskih tijela. Prema tome da li se u njima nalaze ljudi, dijele se na pilotne i bespilotne letjelice. Bespilotne letjelice mogu raditi automatski ili uz daljinsko upravljanje, a najčešća je kombinacija ove dvije metode. Zbog udaljenosti od Zemlje, potrebno je da prođe određeno vrijeme dok dobije informacije od kontrole leta, tako da letjelica daljinski dobija opće instrukcije, koje zatim relativno autonomno sprovodi.

Svemirske letjelice se koriste u telekomunikacijama, posmatranju Zemlje ili svemira (u mirnodopske ili vojne svrhe), navigaciji, istraživanju drugih planeta, a od nedavno i za svemirski turizam. Svemirske letjelice su česti akteri naučnofantastičnih priča.

 Podjela svemirskih letjelica 
Svemirske letjelice se dijele na sljedeće osnovne klase:
 vještački sateliti
 automatske međuplanetarne letjelice (svemirske sonde)
 bespilotni ili pilotirani svemirski brodovi za transport materijala ili ljudi u Zemljinu orbitu; mogu biti namijenjeni za jednokratnu ili višekratnu upotrebu
 svemirske kapsule, namijenjene mehkom spuštanju ljudi ili materijala na površinu Zemlje i drugih nebeskih tijela
 planetarni roveri, namijenjeni za istraživanje drugih nebeskih tijela (prije svega planeta), neposredno sa njihove površine

 Podsistemi svemirskih letjelica 
U zavisnosti od svoje namjene, svemirske letjelice se sastoje od različitih podsistema:

Održanje života
Svemirske letjelice namijenjene boravku ljudi obavezno imaju i sisteme za održanje života, koji se brinu o snabdijevanju posade kiseonikom, vodom, hranom, održavanju optimalne temperature vazduha i.t.d. Također, neophodno je obezbijediti mogućnost za normalno obavljanje fizioloških funkcija. Sistemi za dostavu kiseonika mogu biti različiti. Može se koristiti čisti kiseonik (što je dovelo do požara Apola 1) ili smjesa kisika i azota. Dostava kisika se može vršiti kroz skafandere, što je uvedeno nakon nekoliko incidenata uzrokovanih dekompresijom kapsula za boravak ljudi.
Kontrola visine
Kontrola visine je potrebna da bi se letjelice pravilno orijentisale u svemiru, i da bi pravilno reagovale ne spoljašnja dejstva. Kontrola visine se sastoji od senzora, aktuatora i odgovarajućeg algoritma. Zahvaljujući ovom podsistemu, letjelica može da se pravilno orijentiše prema svom cilju istraživanja, prema Zemlji zbog komunikacije i prema Suncu radi energije koju prikuplja preko solarnih panela.
Navigacija
Navigacioni sistem služi da odvede letjelicu na željeno mjesto, u skladu sa planom misije, i često je integrisan sa kontrolom visine.
Komanda i obrada podataka
Sistem za komandu i obradu podataka prima podatke od komunikacionog podsistema, provjerava ih, dekodira i prosljeđuje komande odgovarajućim podsistemima (na koje se pojedinačne komande odnose). Ovaj podsistem prima i podatke od drugih podsistema na letjelici, obrađuje ih i skladišti na lokalnom memorijskom mediju ili prosljeđuje na Zemlju putem komunikacionog podsistema.
Izvor energije
Za sve poslove unutar letjelice neophodna je električna energija. U blizini Sunca letjelica može da dobije električnu energiju pomoću solarnih panela. Za dalja putovanja (od Jupitera i dalje) se koriste radioizotopski termoelektrični generatori. Baterije se koriste za slučajeve kada letjelica ne dobija dovoljno energije drugim putem (npr. kada se sateliti u orbiti bliskoj Zemlji nađu u Zemljinoj sjenci).
Termalna kontrola
Svemirske letjelice su predviđene tako da izdrže temperature od nekoliko stotina stepeni, kao i velika temperaturna kolebanja do kojih dolazi u vakuumu. Ukoliko se letjelica vraća na Zemlju, mora podnijeti i plazmu koja se javlja oko nje. Materijali koji se koriste za termalnu oplatu moraju biti male gustine (berilijum, volfram), visoke tačke topljenja ili se koriste ablativni kompozitni karbonski materijali. Pasivna termalna kontrola zavisi samo od izabranih materijala, dok aktivna podrazumijeva upotrebu odgovarajućih elektronskih uređaja za održavanje temperature u propisanim granicama.
Pogon
U zavisnosti od svoje namjene, letjelice mogu, ali ne moraju imati pogonske uređaje. Teleskop Hubble i Swift misija nemaju pogon, već koriste moment impulsa da promijene svoj položaj. Većina satelita u niskoj orbiti ima odogvarajući sopstveni pogon radi održanja orbite. Međunarodna svemirska stanica je u niskoj orbiti u kojoj atmosfera još uvijek postoji i postepeno je koči, pa Proton rakete, pri svakom dolasku koriguju orbitu stanice (jer MSS nema sopstveni pogon).
Školjka
Školjka letjelice mora biti napravljena tako da se mogu prikačiti svi podsistemi, da može da izdrži potisak vozila za lansiranje (ili da se uklopi u njegov teretni prostor). U zavisnosti od plana misije, školjka mora biti predviđena da izdrži povratak kroz atmosferu ili slijetanje na površinu drugog nebeskog tijela.
Korisni teret
Korisni teret zavisi od misije letjelice i predstavlja sadržaj koji „plaća račune“. Koristan teret mogu biti naučni ili vojni uređaji, ljudska posada ili potrošni materijal (npr. namijenjen svemirskoj stanici).
Zemaljski segment
Mada ne predstavlja dio svemirske letjelice u užem smislu, zemaljski segment je neophodan za svaku svemirsku misiju. Tipičan zemaljski segment se sastoji od tima za kontrolu misije, sektora za obradu i čuvanje podataka, sektora za prijem i slanje signala i glasovne i telekomunikacione mreže koja povezuje sve dijelove.
Nosač
Nosači služe da podignu letjelicu sa zemljine površine kroz atmosferu do odgovarajuće orbite. Mogu biti potrošni (jednokratni) i višekratni.

 Primjeri 
 Vještački sateliti 
desno|mini|200px|Mreža satelita Globalnog sistema za pozicioniranje

Prva svemirska letjelica je bio sovjetski vještački satelit Sputnik 1 ( - satelit). Lansiran je 4. oktobra 1957. godine pod kodnim imenom PS-1 ( - Jednostavan satelit-1). Sputnik 2 je ponio u orbitu prvo živo biće - psa Lajku, dok je Sputnik 5, lansiran 19. augusta 1960. prva svemirska letjelica koja je vratila iz kosmosa svoju kompletnu posadu - dva psa (Belku i Strelku), 40 miševa, 2 pacova i jato vinskih mušica.

SAD su lansirale svoj prvi satelit, Explorer 1, 1. februara 1958. Explorer 1 je, između ostalog, otkrio i Van Alenov radijacioni pojas.

Mada danas mnoge države (i kompanije) imaju svoje satelite u orbiti, svega 9 država je sposobno da samostalno lansira vještački satelit:
+ Prva lansiranja, po zemlji Država  Godina prvog lansiranja  Prvi satelit   1957  Sputnik 1    1958  Explorer 1    1965  Asteriks    1970  Ošumi    1970  Istok je crven 1    1971  Prospero X-3   1980  Rohini    1988 Horizont 1     2009 Nada 1

 Pilotirane letjelice 
desno|mini|200px|Jurij Gagarin, prvi čovjek u vanjskom svemiru, sa astronautima Geminija 4.

Nakon uspješnih testova satelita Sputnik 5-7, Sovjetski Savez je 12. aprila 1961. u kosmos lansirao i prvog kosmonauta - Jurija Gagarina u letjelici Vostok 1 (). Gagarin je letio 1 sat i 48 minuta, a čitav let je bio automatski (mada je postojala i mogućnost prebacivanja na ručne komande). U sklopu projekta Merkur, Alen Shepard na letjelici Freedom 7 je bio prvi američki astronaut u suborbitalnom letu. Prvi Amerikanac (i treći čovjek, poslije Gagarina i Germana Titova) u orbiti je bio John Glenn na letjelici Friendship 7, 20. februara 1962. Glenn-ov let je trajao 88 minuta.

Prva žena u svemiru je bila ruskinja Valentina Tereškova na Vostoku 6 16. juna 1963. Prvu svemirsku šetnju je izveo ruski kosmonaut Aleksej Leonov 8. marta 1965. na brodu Voshod 2. Prva žena u otvorenom kosmosu je bila Svetlana Savickaja na brodu Sajuz T-12 25. jula 1984.

Treća nacija koja je ostvarila pilotirani let u kosmos je postala Kina 15. oktobra 2003. Prvi kineski tajkonaut je bio Jang Livej na letjelici Šenžu 5.

Razvoj američkog Apolo programa je doveo do slanja čovjeka na Mjesec, 20. jula 1969. na letjelici Apolo 11. Posadu su činili Nil Armstrong, Edvin Oldrin (koji su se spustili na Mjesec) i Majkl Kolins (koji nije sletio na Mjesec, već je čekao u komandnom modulu). Sovjetski Savez je paralelno razvijao dva odvojena programa za let na Mjesec, ali nikada nije poslao pilotiranu misiju.

Najuspješnija pilotirana letjelica je sovjetski (i danas rusk) Sojuz ( - Savez), kao serija letjelica sa najviše pilotiranih letova. Sojuz je korišten za letove do ranijih sovjetskih svemirskih stanica, a danas se koristi za dopremanje posada do Međunarodne svemirske stanice. Sojuz je do sada prevezao i 6 svemirskih turista.

Prva funkcionalna pilotirana višekratna svemirska letjelica je Space Shuttle, koji su razvile SAD do početka 80-ih. Počevši od 12. aprila 1981., Spejs šatl je jedina pilotirana letjelica SAD. Sovjetski Savez je razvijao slično vozilo pod imenom Buran, ali je odustao od ovog projekta. Rusija trenutno razvija višekratnu letjelicu Kliper, za koju se očekuje da će zamijeniti Sojuz u letovima do Međunarodne svemirske stanice.

 Svemirske stanice 

Svemirske stanice predstavljaju vještačka mjesta za život ljudi u svemiru. S obzirom da su se sve dosadašnje svemirske stanice nalazile u niskoj orbiti oko Zemlje, koristi se i naziv „orbitalne stanice“. Orbitalne stanice koriste nisku orbitu da bi dopremanje posade i potrošnog materijala bilo jeftinije. Svemirske stanice se koriste za proučavanje uticaja dugotrajnog boravka u kosmosu na ljudski organizam, kao i za izvođenje različitih naučnih eksperimenata. Uz to, Sovjetski Savez je lansirao i 3 vojne svemirske stanice, koje su bile operativne u periodu od 1973. do 1977.

Svemirske stanice po svojoj konstrukciji mogu biti monolitne (rani modeli) ili modularne (kasniji, usavršeni modeli).

Prva svemirska stanica je bila Saljut 1, i nalazila se u orbiti od 19. aprila do 11. oktobra 1971. U sklopu programa Saljut je lansirano ukupno 7 svemirskih stanica, dok je Saljut 8 preimenovan u Mir i bio u orbiti od 20. februara 1986. do 23. marta 2001. godine kada je programirano srušen iznad Tihog okeana. Tokom 4594 dana koliko je bio nastanjen, posadu Mira su činili 104 kosmonauta iz 12 država.

SAD su kao jedinu samostalnu svemirsku stanicu koristile Skylab, koji je bio operativan od 1973. do 1979. godine. Skylab su naseljavale tri posade tokom 1973. i 1974. godine.

Trenutno se u orbiti nalazi Međunarodna svemirska stanica, zajednički projekt Belgije, Brazila, Velike Britanije, Danske, Italije, Japana, Kanade, Njemačke, Norveške, Rusije, SAD, Francuske, Holandije, Švicarske, Švedske i Španije.

 Svemirske sonde 
desno|250px|mini|Položaj međuzvjezdanih sondi Voyager 1 i 2 u odnosu na Sunčev sistem.

Svemirske sonde su letjelice koje se šalju ka drugim nebeskim tijelima. Sonde mogu da samo prolete pored nebeskog tijela, uđu u orbitu oko njega, ili čak da spuste lender na nebesko tijelo. U posljednjem slučaju, sonda u orbiti najčešće služi kao relej između lendera i Zemlje.

Prva sonda je bila sovjetska Luna 1, koja je proletjela pored Mjeseca 1959. godine. Luna 1 je i prva letjelica koja je dostigla drugu kosmičku brzinu. Luna 2 je prva svemirska sonda koja je sletjela na Mjesec (i, uopće, na neko nebesko tijelo).

Svemirske sonde su rađene u serijama, i najčešće su sve serije imale isto tijelo za cilj. Tako su Sovjeti imali seriju Luna usmjerenu ka Mjesecu, Venere i Vega ka Veneri i Mars. ka Marsu. SAD su lansirale sonde u okviru programa Pionir i Helios za ispitivanje Sunca, Mariner za Veneru i Merkur itd. Američki Pionir 10 i 11, kao i Vojadžer 1 i 2 napuštaju Sunčev sistem. Dok je signal Pionira suviše slab da bi bio detektovan (pod uslovom da još uvijek rade), Vojadžeri redovno šalju svoje izvještaje. Letjelica Novi horizonti, koja je prošla pored Plutona, će također napustiti Sunčev sistem.

Od aktivnih sondi se izdvajaju Kasini-Hajgens – misija ka Saturnu; Hajgens je lender koji se spustio na Titan dok Kasini i dalje šalje vredne informacije o Saturnu i njegovom sistemu; i Marsovi istraživački roveri Spirit i Oportuniti, čija je aktivnost nadmašila planove NASA-e i po dužini trajanja misije i po prikupljenim podacima.
200px|mini|Voyager
200px|mini|Phoenix
200px|mini|Proton
200px|mini|Columbia
200px|mini|Apollo
200px|mini|Sojuz
200px|mini|Hubble
200px|mini|Cassini

Svemirska letjelica je vozilo koje putuje kroz svemir. Svemirske letjelice mogu biti samostalne svemirske sonde ili vozila sa ljudskom posadom. Ovaj se izraz koristi i za umjetne satelite, koji su izrađeni na sličan način.

 Svemirski Teleskop Hubble 

Svemirski teleskop Hubble je nastao kao zajednički projekt NASA-e i ESA-e. Nalazi se u orbiti oko Zemlje, odakle snima galaksije i druge objekte. Iako nije najveći teleskop na svijetu, dobiva najbolje slike jer na kvalitet njegovih snimaka ne utječe Zemljina atmosfera. Slike snima s 5 puta većom oštrinom nego najjači teleskopi na Zemlji.

 Program Voyager 

Dvije identične letjelice Voyager 1 i Voyager 2 su letjelice koje su najviše udaljene od Zemlje. U 25 godina poslije njihovog lansiranja koje je bilo 1977. godine, Voyageri su mnogo dalje od Plutona. Oni se sada približavaju području heliopauze – područja na kojem tijela više ne primaju svjetlost i toplotu sa Sunca i tu počinje međuzvjezdano putovanje. Voyager 1 koji je gotovo dvostruko udaljeniji od Zemlje nego što je to Pluton se kreće brzinom od više od 17 km u sekundi. Obje letjelice još šalju signale putem Deep Space Network. Primarna misija je bila istraživanje Jupitera i Saturna, a nakon toga Voyager 2 je bio poslan u istraživanje Urana i Neptuna, a Voyager 1 dalje prema Plutonu i kraju Sunčevog sistema.

 Mars Reconnaissance Orbiter 

Mars Reconnaissance Orbiter je letjelica za istraživanje Marsa. Kada dođe do njega postat će njegov 4. umjetni satelit. MRO će istraživati područja za slijetanje budućih rovera i letjelica na Mars: Phoenix i Mars Science Laboratory

 GALEX 

GALEX je teleskop koji je smješten u Zemljinoj orbiti. On istražuje galaksije u ultraljubičastom području sve do 10 milijardi godina u prošlost. Istraživanja će pomoći naučnicima da shvate evoluciju i nastanak galaksija. Tokom 29 mjeseci GALEX će napraviti mapu galaksija u cijelom svemiru koja će pomoći u razumijevanju kako su galaksije formirane.

 SMART-1 

Letjelica SMART-1 ima zadaću da istraži ionski pogon i traži led na Mjesečevom južnom polu. Lansiran je 27. septembra 2003. godine u 23.14 sati, a u orbitu oko Mjeseca je ušao 15. oktobra 2004. g. Lansiran je s raketom Ariane-5, s masom pri lansiranju od 367 kg. Misija završava u 8. mjesecu 2006. godine.

SMART-1 je prva letjelica ovakve vrste. Njegova prva primarna misija je istraživanje ionskog pogona. Druga misija je istraživanje novih tehnologija za letjelicu i instrumente.

 SOHO 

SOHO je letjelica koja istražuje Sunce i njegov sastav, te njegovo magnetsko polje, solarni vjetar i baklje, kao i istraživanja dublje prema jezgri, ispod korone.

 INTEGRAL 

INTEGRAL je letjelica koja ima zadatak da istražuje gama-zrake i crne rupe, neutronske zvijezde, aktivne galaksije, supernove, kao i da otkrije kako su nastali hemijski elementi, kao i da istraži misteriozne gama-bljeskove.

INTEGRAL je lansiran 17. oktobra 2002. godine u 4.41 sati. Lansiran je uz pomoć rakete Proton, a masa letjelice je bila 4000 kg. Primarna misija traje dvije godine, zatim se misija produžuje još tri godine. INTEGRAL je letjelica koja sa svojim senzorima i instrumentima čini najbolju opservatoriju gama zraka ikada sagrađenu.

 XMM-Newton 

Letjelica XMM-Newton je lansirana 10. decembra 1999. g. Misija mu je trajala dvije godine plus dodatne četiri. Lansirana je uz pomoć rakete Ariane 5 s masom od 3.800 kg. Postavljena je u 48 satnu orbitu. Njegova područja istraživanja su X-zrake izašle iz crne rupe, svojstva eksplodirajućih zvijezda, priroda egzotičnih objekata.

XMM-Newton je posebna letjelica. To je najveći naučni satelit sagrađen u ESA-i,  te s velikim zrcalima i osjetljivim instrumentima vidi najdublje u X-području. XMM-Newton kontroliše European Space Operations Centre (ESOC) u  Darmstadtu, Njemačka, koristeći antene u Australiji, Čileu i Francuskoj Gvajani.

 Phoenix Mars Lander 

Phoenix Mars Mission, lansiran u augustu 2007.,  dizajniran je za istraživanje Marsa i za traženje vode i tragova života na Marsu. Phoenix je zamišljen kao visoko operativni rover i kao dosta jeftina misija.

 Galerija 

 Također pogledajte 
 Fau 2
 Konstantin Ciolkovski
 Spisak aktivnih kosmičkih misija
 Sputnik (program)
 Vostok (program)
 Apollo (program)
 Space Shuttle
 Svemirski teleskop Hubble
 NASA
 Evropska svemirska agencija
 Ruska Federalna Kosmička Agencija
 Nesreće u kosmonautici

 Reference 

 Dijelovi svemirskih letjelica (sajt kompanije za proizvodnju dijelova) 
 Historija istraživanja svemira 
 Svemirski turizam 

 Vanjski linkovi 

 NASA - Agencija za avijaciju i astronautiku SAD 
 Roskosmos  - Ruska svemirska agencija 
 ESA - Evropska svemirska agencija 

*