TRAŽI DALJE:
STRUKE:

astronautika

ilustracija
ASTRONAUTIKA, James Irwin pokraj Apolla 15 na Mjesecu
ilustracija1ilustracija2ilustracija3ilustracija4ilustracija5ilustracija6ilustracija7ilustracija8ilustracija9

astronautika (astro- + nautika), sinteza mnogobrojnih znanstvenih i tehničkih disciplina koje se bave proučavanjem tehnike leta i navigacije u svemiru te uporabom svemirskih letjelica za znanstvena istraživanja i za potrebe u različitim područjima ljudske djelatnosti; kadšto kozmonautika.

Da bi se mogli ostvariti svemirski letovi, najprije je trebalo razviti raketnu tehniku. Već je I. Newton shvatio da će za svemirski let biti potreban raketni pogon. Svestrano i na strogo znanstvenoj osnovi prvi se problemima leta u svemir počeo baviti ruski profesor fizike K. E. Ciolkovski. Prvi je razradio teoriju leta rakete u svemiru (nazivaju ga ocem astronautike), a svoja je proučavanja objavio 1903., kada je postavio zakon maksimalne brzine rakete i prvi put iznio ideju i shemu rakete s tekućim gorivom. Ciolkovski je i prvi objavio ideju o umjetnim Zemljinim satelitima i svemirskim postajama. Američki fizičar R. Goddard prvi je napravio i 1926. uspješno lansirao raketu s tekućim gorivom.

Za II. svjetskog rata u Njemačkoj su izgrađene rakete poznate pod imenom V-2, koje su, na žalost, bile uporabljene kao nacističko oružje odmazde. Raketa V-2 bila je prva prava moderna raketa. Američka i ruska vojska domogle su se dijelova tih raketa, što im je pomoglo u razvoju i usavršavanju raketne tehnike.

U kolovozu 1957. lansirana je u SSSR-u prva interkontinentalna balistička raketa. Ona je bila dovoljno snažna da određeni korisni teret ubrza do prve kozmičke brzine. To je brzina koja je potrebna da bi se tijelo lansiralo i nastavilo kružiti oko Zemlje, leteći po inerciji. Za niske orbite ta brzina iznosi oko 8 km/s. Stručnjaci SSSR-a iznenadili su 4. X. 1957. cijeli svijet kada je s kozmodroma Bajkonur lansiran prvi umjetni Zemljin satelit Sputnik-1. Time je čovječanstvo zapravo zakoračilo u »svemirsku eru«, jer su veliki uspjesi u raketnoj tehnici omogućili neposredna znanstvena istraživanja u svemirskome prostoru oko Zemlje. Već u siječnju 1959. sovjetska letjelica Luna-1 prva je dostigla drugu kozmičku brzinu i ušla u stazu (putanju) oko Sunca. To je brzina koja letjelici omogućuje da, leteći po inerciji, izađe iz Zemljine gravitacijske sfere i nastavi letjeti kroz međuplanetarni prostor. Iste je godine Luna-2 pogodila Mjesec, a Luna-3 obletjela oko Mjeseca i snimila njegovu drugu, sa Zemlje nevidljivu stranu.

Sljedeći je cilj bio izraditi dio letjelice (kapsulu) koji bi se iz svemira mogao sigurno vratiti na Zemlju. Naime, pri povratku sa satelitske orbite, prilikom balističkoga leta u atmosferi, površina se tijela zagrije do vrlo visoke temperature, pa je taj tehnički problem valjalo riješiti. U ljeto 1960. SAD su uspješno spustile kapsulu svoga satelita. Ubrzo zatim SSSR je nakon jednodnevnog leta vratio na Zemlju kapsulu u kojoj su bili psi Bjelka i Strjelka. Bila su to prva živa bića koja su letjela u orbiti oko Zemlje, a vraćena su sretno na Zemlju. Bio je to jednak tip kapsule u kakvoj će poslije poletjeti i čovjek.

Nakon nekoliko takvih letova sa životinjama sve je bilo spremno za čovjekov let u svemir. U SSSR-u je 12. IV. 1961. lansiran svemirski brod Vostok-1 s prvim astronautom J. Gagarinom. Tako je započela povijest pilotiranih svemirskih letova. Prvi čovjekov let u svemir ostvaren je zahvaljujući raketi-nosaču koja je mogla u orbitu lansirati dovoljno velik koristan teret, zatim tomu što je letjelica bila u mogućnosti da se okrene i postavi u položaj potreban za uključivanje raketnoga motora za silazak s orbite, kao i tomu što je riješena tehnika leta kapsule kroz atmosferu i tehnika njezina spuštanja na Zemlju. Astronauti koji su letjeli u svemirskim brodovima tipa Vostok nisu se spuštali na Zemljinu površinu zajedno s kapsulom. Naime, radi sigurnijeg spuštanja, oni su se na visini od 7000 m katapultirali iz kapsule i spuštali posebnim padobranom, dok se prazna kapsula spuštala svojim padobranom. Prvi američki astronauti letjeli su u svemir u kapsulama tipa Mercury, kojima je masa iznosila oko 1,5 t, i u njima su se spuštali na površinu oceana. Prvi svemirski brodovi nisu imali mogućnosti promjene visine svoje orbite za leta oko Zemlje. Mogli su samo promijeniti položaj u prostoru okretanjem oko jedne od triju osi rotacije.

Prvi svemirski brod s trojicom članova posade poletio je 12. X. 1964. Bio je to sovjetski Voshod-1, kojemu je kapsula bila iste veličine kao i ona u kojoj je letio Gagarin. Prilikom leta Voshoda-2 18. III. 1965. sovjetski astronaut A. Leonov prvi je izašao u otvoreni svemirski prostor. Time je dokazao da čovjek, odjeven u zaštitno odijelo (→ skafandar), može boraviti otvoreno u svemiru, leteći po inerciji uz svoju letjelicu. Američki svemirski brodovi tipa Gemini, s dva člana posade, prvi su imali mogućnost promjene visine svoje orbite, zahvaljujući raketnim motorima koji su se po volji mogli paliti i gasiti. Tako je stvorena mogućnost za susret letjelica u svemiru. Gemini-6 i Gemini-7 ostvarili su u prosincu 1965. prvi bliski susret u orbiti, kada su se našli na međusobnoj udaljenosti od samo 30 cm, leteći jedan uz drugi, uz ručno upravljanje. U ožujku 1966. brodu Gemini-8 uspjelo je po prvi put spajanje u orbiti, kada je posada spojila svoj svemirski brod s raketom Agena.

Da bi SAD-u osigurao vodstvo u svemirskoj utrci, ondašnji američki predsjednik J. F. Kennedy obećao je kako će se američki astronauti iskrcati na Mjesec do 1970. Iz državnog su proračuna niz godina osiguravana sredstva kako bi se mogao ostvariti velik i vrlo složen program Apollo. Konstruirane su i sagrađene divovske rakete-nosači tipa Saturn-5 sa startnom masom od ~2900 t. To su za sada najveće i najmasivnije rakete, ali su, kao i ostale klasične rakete, mogle poslužiti samo za jedan let. Raketa Saturn-5 mogla je prema Mjesecu lansirati koristan teret od 47 t. Taj koristan teret, kompozicija Apollo, sastojao se od komandnoga modula (s tri sjedala), servisnoga ili pogonskoga modula i Mjesečeva modula (s dva sjedala).

Sovjetske automatske letjelice iz serije Luna izvele su 1966. prvo meko spuštanje na Mjesečevu površinu i prvo ubacivanje satelita u orbitu oko Mjeseca. To su iste godine postigle i letjelice koje je lansirala američka agencija NASA. Time se pokazalo da je Mjesečevo tlo dovoljno čvrsto za sigurno spuštanje svemirskoga broda s ljudskom posadom.

U prosincu 1968. ljudi su prvi put odletjeli daleko od Zemlje i njezine atmosfere. Svemirskim brodom Apollo-8 astronauti F. Borman, W. Anders i J. Lovell stigli su u orbitu oko Mjeseca i deset ga puta obletjeli, bez spuštanja. S Mjesečevim modulom broda Apollo-11 ostvareno je prvo spuštanje čovjeka na površinu Mjeseca. Američki astronauti N. Armstrong i E. Aldrin izašli su 21. VII. 1969. iz svoje letjelice i stupili na Mjesečevo tlo. Ukupno je ostvareno devet misija s ljudskom posadom u letu do Mjeseca, od toga šest sa spuštanjem na njegovu površinu. Tom su prilikom na Zemlju donesena 383 kg uzoraka Mjesečeva tla. U tri posljednje ekspedicije astronauti su se na Mjesecu služili Mjesečevim vozilom. Na Mjesecu su se zadržavali najviše tri dana. Na samome Mjesečevu tlu, izvan modula, boravili su prilikom pojedinoga izlaska do sedam sati. Posljednja ekspedicija na Mjesec iz programa Apollo izvedena je u prosincu 1972 (Apollo-17). Program Apollo uspješno je ispunio svoje ciljeve.

Dok se odvijao program Apollo, sovjetski su stručnjaci automatskim letjelicama uspjeli u tri navrata dopremiti na Zemlju uzorke Mjesečeva tla, a na Mjesec su spuštena i dva automatska vozila Lunohod-1 i Lunohod-2. U tijeku višemjesečnih misija oni su se kretali po Mjesecu, istražujući i snimajući njegovu površinu.

U sovjetskom, poslije ruskom svemirskom programu najvažniji je bio program svemirskih postaja. Pritom je ukupno lansirano sedam svemirskih postaja u kojima su boravili astronauti. Američka agencija NASA lansirala je jednu svemirsku postaju, Skylab, u kojoj su boravile tri posade od po tri astronauta. Ruska svemirska postaja Mir prva je modularna orbitalna postaja, sastavljena od sedam modula. Ona se rabila više od 12 god., a njezin osnovni modul lansiran je 20. II. 1986. U toj je postaji ostvaren najduži čovjekov let u svemiru, u trajanju od 438 dana (toliko je ostao u svemiru, u tijeku jednoga leta, ruski astronaut, liječnik V. Poljakov). Svemirske postaje omogućuju dugotrajna medicinska i biološka istraživanja u uvjetima mikrogravitacije. U njima su ostvareni mnogobrojni pokusi iz područja tehnologije i biotehnologije. Međunarodna svemirska postaja (ISS, akr. od engl. International Space Station), kao najveća do sada izgrađena konstrukcija u svemiru, nastala je kao zajednički projekt SAD-a, Rusije, 11 europskih zemalja te Japana, Kanade i Brazila. Prvi (upravljački) modul, Zora, lansiran je 1998. u Zemljinu orbitu na visinu od 390 km. (→ svemirska postaja)

Nakon lansiranja klasičnih raketa-nosača ni jedan se raketni stupanj ne može sačuvati i ponovno upotrijebiti. Kapsule svemirskih brodova, koje se mogu vratiti i spustiti na Zemlju, bile su primijenjene samo za jedan svemirski let i nisu sposobne za višekratnu uporabu. Međutim, SAD su 12. IV. 1981. lansirale u orbitu prvi svemirski brod za višekratnu uporabu – raketoplan Space Shuttle. Raketoplan ima delta-krila i obložen je posebnim pločicama koje ga štite od prevelika zagrijavanja prilikom povratka u gušće slojeve atmosfere. Osim za letove do orbite i povratak na Zemlju, raketoplan je bio uporabljen i za hvatanje i dopremanje na Zemlju nekih satelita koji su zbog kvara ostali u preniskoj orbiti. Raketoplan slijeće na pistu spuštajući se poput zračne jedrilice (spuštanje bez mogućnosti uporabe motora za letenje). Brzina te letjelice pri dodiru s pistom iznosi oko 350 km/h. U mnogim su misijama raketoplani u prtljažnom prostoru nosili i znanstvene laboratorije. Ukupno je 5 takvih letjelica letjelo svemirom i ostvarilo 135 letova. Međutim, nesreće raketoplana Challenger (eksplodirao je ubrzo nakon polijetanja 1986) i Columbia (raspao se pri ponovnom ulasku u atmosferu 2003), kao i neostvarena očekivanja u pogledu ekonomičnosti letova, doveli su do obustave letova raketoplana 2011. (→ raketoplan)

Među velikim uspjesima i doprinosima astronautike treba istaknuti i satelite bez ljudske posade, koji danas imaju važnu ulogu u mnogim područjima ljudskoga djelovanja. U svjetskim komunikacijskim sustavima iznimnu ulogu imaju mnogobrojni i raznovrsni telekomunikacijski sateliti. Meteorološki sateliti stalno prate prilike u atmosferi i na površini Zemlje. Sateliti u sklopu navigacijskog sustava GPS omogućuju točno određivanje položaja pojedinih prometnih sredstava na kopnu, moru i u zraku. Sateliti za daljinska istraživanja omogućuju bolje upoznavanje Zemljinih prirodnih bogatstava, a služe i za prognozu žetvenih prinosa. U posljednje se doba velika očekivanja polažu u satelite-svemirske teleskope, koji neometani Zemljinom atmosferom mogu omogućiti istraživanje čak i ekstrasolarnih planeta te vrlo udaljenih dijelova svemira; prvi je takav teleskop bio Hubbleov svemirski teleskop. (→ sateliti, umjetni)

Svemirska se tehnologija razvija u mnogim zemljama. Osim SAD-a i bivšega SSSR-a, danas Rusije, raketama-nosačima vlastite konstrukcije i gradnje, satelite su lansirali i NR Kina, Japan, Francuska, Velika Britanija, Indija i Izrael. Kao važna »svemirska sila« djeluje i Europska svemirska agencija, koja okuplja tvrtke i organizacije iz 12 europskih zemalja.

Svemirske letjelice bez ljudske posade, automatske međuplanetarne letjelice, uspješno su istraživale međuplanetarni prostor i nebeska tijela Sunčeva sustava. Neke su se letjelice meko spustile na površine susjednih planeta Venere i Marsa i odatle slale znanstvene podatke i snimke. Letjelice su ubačene u orbite oko Venere, Marsa i Jupitera. Sonda s letjelice Galileo obavila je neposredna mjerenja u gornjim slojevima Jupiterove atmosfere, gdje se spuštala padobranom.

Letjelice su projurile pokraj planeta Merkura, Saturna, Urana i Neptuna, pokraj nekih asteroida i Halleyeva kometa. Jupiterova gravitacija bila je iskorištena da bi se letjelice mogle poslati prema Saturnu i udaljenijim dijelovima Sunčeva sustava. Četiri su svemirske letjelice tako postigle brzinu veću od tzv. brzine oslobađanja s obzirom na Sunce. To su Pioneer-10, Pioneer-11, Voyager-1 i Voyager-2, koji su prešli preko staza (putanja) svih vanjskih planeta Sunčeva sustava. Te letjelice sada napuštaju Sunčev sustav, da bi nastavile let kroz međuzvjezdani prostor. Ipak, da bi stigle do udaljenosti najbližih zvijezda, trebaju putovati više desetaka tisuća godina. S današnjom tehnologijom ne mogu se ostvariti svrsishodni letovi do susjednih zvijezda. (→ međuplanetarne letjelice)

Astronautika je u razmjerno kratkom vremenu postigla nezamisliv uspjeh. Raznovrsni svemirski programi potaknuli su ubrzani razvoj mnogih znanstvenih i tehničkih disciplina, što je urodilo mnogobrojnim spoznajama i proizvodima koji se danas rabe u svakodnevnome životu. Vrijedni, ali i vrlo skupi znanstveni i tehnološki projekti dali su nove, snažne poticaje za široku međunarodnu suradnju, no pred astronautikom su stalno novi ciljevi i novi izazovi.

U Hrvatskoj su astronautički uspjesi oduvijek praćeni velikim zanimanjem javnosti. Tomu su u doba prvih svemirskih letova te slijetanja čovjeka na Mjesec pridonijeli popularizatori astronautike D. Bazjanac i napose J. Kotnik. Za medijsko praćenje današnjih događaja u tom području ljudskoga djelovanja osobito je zaslužan Antun Radonić (1951), voditelj Planetarija Tehničkoga muzeja u Zagrebu.

(→ svemirski letovi; raketa)

Citiranje:
astronautika. Hrvatska enciklopedija, mrežno izdanje. Leksikografski zavod Miroslav Krleža, 2020. Pristupljeno 20. 10. 2020. <http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=4318>.