Các thiết bị thám hiểm không gian tự động (Robotic Spacecraft)

Các thiết bị thám hiểm không gian tự động (Robotic Spacecraft)

Các thiết bị thám hiểm không gian tự động (Robotic Spacecraft) ​

Dựa vào chức năng và nhiệm vụ, các thiết bị thám hiểm không gian tự động có thể được chia thành 8 loại chính sau:

1. Flyby spacecraft (tạm dịch: các thiết bị thám hiểm kiểu ?obay qua?)
Các thiết bị thám hiểm không gian kiểu Flyby thực hiện các chuyến bay theo quỹ đạo kiểu hành tinh (bay xung quanh Mặt trời), thậm chí chúng còn có khả năng thoát ra khỏi hệ Mặt trời. Chúng được thiết kế, được tính toán sao cho không bị một hành tinh nào trong hệ Mặt trời ?obắt giữ? (trở thành vệ tinh, quay xung quanh hành tinh). Các thiết bị kiểu Flyby được sử dụng để vươn đến những vùng xa xôi trong vũ trụ. Ví dụ tiêu biểu nhất của các thiết bị ?obay qua? chính là hai tàu thám hiểm Voyager 1 và 2 với mục đích thám hiểm Sao Mộc, Sao Thổ, Sao Thiên Vương, Sao Hải Vương. Ngoài ra, còn có thể kể đển Stardust; Mariner 2, 4, 5, 6, 7, 10; Pioneers 10, 11; New Horizons, ?

2. Orbiter spacecraft (tạm dịch: các thiết bị thám hiểm kiểu ?ovệ tinh?)
Các thiết bị thám hiểm không gian kiểu vệ tinh sẽ bay đến hành tinh mục tiêu, bay xung quanh hành tinh đó theo một quỹ đạo ổn định (trở thành ?ovệ tinh? nhân tạo của hành tinh mục tiêu). Các tàu thăm dò thuộc loại này là: Magellan, Galileo, Mars Global Surveyor, Mars Odyssey, Cassini, Messenger, ...

3. Atmospheric spacecraft (tạm dịch: các thiết bị thăm dò khí quyển)
Được sử dụng để thăm dò thành phần khí quyển của thiên thể, các thiết bị loại này thường có cấu tạo nhỏ, gọn và được tàu mẹ chở đển mục tiêu. Đa số các thiết bị thăm dò khí quyển được các thiết bị thám hiểm kiểu vệ tinh chở đến và thả vào thiên thể mục tiêu. Ví dụ tiêu biểu nhất của loại này là tàu thám hiểm Huygens được tàu mẹ Cassini thả xuống vệ tinh Titan của Sao Thổ.

4. Lander spacecraft (tạm dịch: các thiết bị đổ bộ)
Các thiết bị đổ bộ có nhiệm vụ đáp xuống bề mặt thiên thể mục tiêu, truyền các dữ liệu về Trái Đất. Một trong những thiết bị đổ bộ đầu tiên là Verena của Liên Xô cũ thám hiểm Sao Kim, ngoài ra còn có Viking thám hiểm Sao Hỏa, Surveyor thám hiểm Mặt Trăng,...

5. Penetrator spacecraft (tạm dịch: các thiết bị thám hiểm kiểu ?oxâm nhập?)
Các thiết bị xâm nhập được thiết kế để thực hiện một va chạm mạnh với thiên thể mục tiêu, thu thập và truyền về Trái Đất các thông tin, dữ liệu về vật chất nằm sâu bên trong thiên thể. Các thiết bị loại này là: Deep Impact (thám hiểm sao chổi, Ice Pick (thám hiểm vệ tinh Europa của Sao Mộc), Lunar-A (thám hiểm Mặt Trăng), ?

6. Rover spacecraft (xe tự hành)
Các xe tự hành được sử dụng để có thể di chuyển trong thời gian tương đối dài trên bề mặt thiên thể, thu thập các mẫu đất đá, thực hiện các thí nghiệm, ? và truyền thông tin về Trái Đất. Ví dụ tiêu biểu nhất của loại này là hai xe tự hành Spirit và Opportunity của NASA đã đổ bộ thành công và đang trong quá trình nghiên cứu Sao Hỏa.

7. Observatory spacecraft (tạm dịch: kính thiên văn vũ trụ)
Các kính thiên văn vũ trụ được phóng lên quỹ đạo Trái đất hoặc quỹ đạo Mặt trời để tiến hành quan sát không gian, tránh sự ảnh hưởng của tầng khí quyển đối với kết quả quan sát. Các kính thiên văn vũ trụ thường được thiết kế để thực hiện các quan sát trong một giải sóng nhất định như: kính Hubble quan sát tại dải sóng ánh sáng biểu kiến, kính Chandra quan sát tại vùng tia X, kính Compton quan sát tại vùng tia gamma, ?

8. Communications & Navigation spacecraft (các thiết bị truyền thông và định vị)
Vào thời điểm hiện tại, các thiết bị truyền thông và định vị mới được triển khai trên quỹ đạo Trái đất, giải quyết các nhu cầu trao đổi thông tin, xác định vị trí trên địa cầu. Trong tương lai, các thiết bị này sẽ có thể được triển khai trên quỹ đạo quanh các thiên thể khác, thực hiện vai trò thông tin, định vị đối với các thiết bị thám hiểm như khác như Orbiter, Rover, Penetrator, ?

Tài liệu tham khảo chính: http://www2.jpl.nasa.gov/basics/bsf9-1.html

1. Flyby spacecraft (tạm dịch: các thiết bị thám hiểm kiểu ?obay qua?)
Các tàu thám kiểu bay qua thực hiện rất nhiều quan sát, thăm dò trong môi trường vũ trụ. Do đó, các tàu thám hiểm này cũng được trang bị nhiều loại thiết bị phục vụ cho các mục đích khác nhau như: thiết bị đo sóng hồng ngoại, sóng tử ngoại, thiết bị phát hiện bụi vũ trụ, thiết bị đo plasma của Mặt trời, thiết bị đo từ trường, các camera, ? Chúng cũng được thiết kế để có thể tạm thời lưu trữ thông tin khi các ăng ten không hướng về phía Trái Đất.
Các thiết bị thám hiểm kiểu bay qua được thiết kế sao cho luôn duy trì được trạng thái ổn định theo cả 3 chiều không gian. Việc duy trì ổn định này có thể được thực hiện bằng động cơ đẩy ?" thruster (Voyager 1, 2), bánh xe hồi chuyển (reaction wheels) hoặc bằng cách xoay liên tục - spin continuously (Pioneer 10, 11)
Thực hiện các chuyến bay rất dài trong khoảng không giữa các hành tinh, thậm chí là giữa các vì sao, phần lớn các thiết bị này không bao giờ có thể quay về Trái Đất. Chúng trở thành một ?otiểu hành tinh? nhân tạo quay quanh Mặt trời, hoặc vượt ra ngoài phạm vi hệ Mặt trời:
- Mariner 2: được phóng lên vào ngày 27/8/1962, tiếp cận Sao Kim tháng 12/1962. Tín hiệu cuối cùng của Mariner 2 còn thu nhận được vào ngày 3/1/2006. Nếu vẫn còn tồn tại, vào thời điểm này Mariner 2 vẫn tiếp tục bay quanh Mặt trời.

- Voyager 1, 2: được phóng lên vũ trụ vào cuối năm 1977, chúng đã bay qua Sao Mộc vào năm 1979, bay qua Sao Thổ (năm 1980 và 1981). Voyager 2 tiếp tục bay qua Sao Thiên Vương (1986), Sao Hải Vương (1989). Theo dự kiến, sau 350000 năm nữa, Voyager 2 có thể bay đến sao Barnard (sao lùn đỏ thuộc chòm Ophiuchus, cách Trái Đất 5.94 năm ánh sáng)

- Stardust: được phóng lên vũ trụ vào ngày 7/2/1999, bay qua sao chổi Wild ngày 02/01/2004, trở về Trái Đất ngày 15/1/2006

Tài liệu tham khảo:
[1]. http://www2.jpl.nasa.gov/basics/bsf9-1.html
[2]. http://stardust.jpl.nasa.gov/
[3]. http://www2.jpl.nasa.gov/basics/voyagers.html
[4]. http://www.jpl.nasa.gov/missions/past/mariner1-2.html
[5]. http://www2.jpl.nasa.gov/basics/pioneer.html

2. Orbiter spacecraft (tạm dịch: các thiết bị thám hiểm kiểu ?ovệ tinh?)
Các thiết bị thám hiểm không gian kiểu vệ tinh bay xung quanh hành tinh mục tiêu theo một quỹ đạo ổn định (trở thành ?ovệ tinh? nhân tạo của hành tinh mục tiêu). Không chỉ quan sát hành tinh, chúng còn có thể quan sát, thăm dò các vệ tinh thuộc hành tinh mục tiêu (Cassini thả thiết bị thăm dò khí quyển Huygens xuống vệ tinh Titan của Sao Thổ, ?)
Một trong những phương pháp để rút ngắn thời gian bay đến hành tinh mục tiêu thường đựợc áp dụng đó là gia tốc nhờ lực hấp dẫn của các hành tinh khác: tàu thám hiểm Galileo (hành tinh mục tiêu: Sao Mộc) gia tốc nhờ lực hấp dẫn của Trái Đất và Sao Kim; tàu thám hiểm Cassini (hành tinh mục tiêu: Sao Thổ) gia tốc nhờ lực hấp dẫn của Trái Đất, Sao Kim, Sao Mộc.
Khi đã tiếp cận hành tinh mục tiêu, tàu thăm dò sẽ bật tên lửa hãm giảm tốc độ để rơi vào trường hấp dẫn của hành tinh. Các thiết bị thám hiểm kiểu vệ tinh còn được sử dụng làm tàu mẹ cho một số thiết bị thám hiểm kiểu khác.
Đa số các thiết bị thám hiểm kiểu vệ tinh sử dụng năng lượng mặt trời, vì vậy, cần phải có quá trình tích trữ năng lượng để có thể duy trì sự hoạt động bình thường khi thiết bị đi vào vùng tối của hành tinh. Ngoài ra, chúng cũng phải có khả năng lưu trữ dữ liệu trong trường hợp Trái đất bị che khuất.
Tính đến thời điểm hiện tại, con người đã phóng tàu thám hiểm kiểu vệ tinh đến 6/9 hành tinh trong hệ Mặt trời:
- Sao Thủy: Messenger (phóng ngày 3/8/2004, dự định sẽ tiếp cận Sao Thủy tháng 1/2008, tháng 10/2008 và tháng 9/2009; dự định sẽ hoạt động ổn định trên quỹ đạo Sao Thủy từ tháng 3/2011)

- Sao Kim:Magellan (phóng đầu năm 1989)

- Trái Đất:Jason (thuộc dự án TOPEX/Poseidon, theo dõi bề mặt các đại dương, phóng lên quỹ đạo Trái Đất tháng 12/2001)

- Sao Hỏa:
+ Mariner 9 (phóng ngày 30/5/1971):

+ Mars Global Surveyor (phóng ngày 7/11/1996)

+ Mars Odyssey (phóng ngày 7/4/2001, tiến cận Sao Hỏa vào tháng 10/2001)

- Sao Mộc:Galileo (phóng tháng 10/1989, đến Sao Mộc tháng 12/1995)

- Sao Thổ: Cassini (phóng ngày 15/10/1997, đến Sao Thổ tháng 7/2004)

Tài liệu tham khảo:
[1]. http://www2.jpl.nasa.gov/basics/bsf9-1.html
[2]http://messenger.jhuapl.edu/
[3]http://www2.jpl.nasa.gov/basics/magellan.html
[4]http://topex-www.jpl.nasa.gov/mission/jason-1.html
[5]http://www.jpl.nasa.gov/missions/past/mariner8-9.html
[6]http://mars.jpl.nasa.gov/mgs/
[7]http://mars.jpl.nasa.gov/odyssey/
[8]http://www2.jpl.nasa.gov/basics/galileo.html
[9]http://www2.jpl.nasa.gov/basics/cassini.html

3. Atmospheric spacecraft (tạm dịch: các thiết bị thăm dò khí quyển)
Các thiết bị thăm dò khí quyển có cấu tạo rất nhỏ, gọn và được tàu mẹ chở đến thiên thể mục tiêu. Thông thường, các thiết bị thăm dò khí quyển sẽ truyền thông tin về tàu mẹ, tàu mẹ sẽ chuyển tiếp thông tin về Trái Đất. Tuy nhiên cũng có trường hợp, thiết bị thăm dò khí quyển truyền trực tiếp thông tin về Trái Đất (các thiết bị thăm dò khí quyển Sao Kim thuộc các tàu Vega 1, Vega 2).
Tàu mẹ có thể là các thiết bị thăm dò kiểu vệ tinh (Galileo, Cassini) hoặc là một tàu không gian được thiết kế chuyên biệt (Pioneer 13):
- Gallileo: phóng thiết bị thăm dò khí quyển vào tháng 7/1995, gần 100 ngày sau (ngày 7/12/1995), thiết bị thăm dò xâm nhập vào bầu khí quyển sao Mộc. Toàn bộ quá trình hoạt động của thiết bị thăm dò diễn ra trong khoảng từ 60 ?" 75 phút

- Cassini: phóng thiết bị thăm dò Huygens xuống vệ tinh Titan của Sao Thổ. Toàn bộ quá trình đổ bộ và đo đạc diễn ra trong vòng 2.5h. Tuy nhiên, sau khi tiếp đất, Huygens vẫn hoạt động thêm được 90 phút nữa

- Pioneer 13: Đây là một tàu vũ trụ được thiết kế chuyên biệt (không triển khai các thiết bị đo đạc khác) với mục đích phóng 4 thiết bị thăm dò khí quyển vào Sao Kim.

Các thiết bị thăm dò khí quyển thường được bọc trong lớp vỏ chống lại nhiệt độ cao khi ma sát với khí quyển, đồng thời bản thân thiết bị cũng như các dụng cụ khoa học khác cũng phải có khả năng tồn tại, hoạt động được trong các điều kiện khắc nghiệt của thiên thể mục tiêu (ví dụ: trên Sao Kim, áp suất khí quyển 100 lần áp suất khí quyển Trái Đất, nhiệt độ khoảng 480 độ C).
Hình: lớp vỏ bảo vệ của thiết bị thăm dò khí quyến Sao Kim thuộc tàu Pioneer 13:

Lớp vỏ có tác dụng bảo vệ tàu thăm dò trong giai đoạn đầu thâm nhập vào tầng khí quyển. Khi đã cách bề mặt thiên thể một khoảng cách nhất định, quá trình giảm tốc độ sẽ được thực hiện bằng dù (trong đa số trường hợp) hoặc bằng một số cách khác.
Thời gian hoạt động của các thiết bị thăm dò khí quyển tương đối ngắn, thông thường là từ lúc rời khỏi tàu mẹ, xâm nhập vào bầu khí quyển cho đến khi va chạm với bề mặt thiên thể, do đó nguồn năng lượng chủ yếu của chúng là dùng pin. Hiện nay, cũng có những thiết bị thăm dò được thiết kế sao cho có thể hoạt động dài ngày, lơ lửng trong tầng khí quyển của thiên thể mục tiêu. Tuy nhiên, tính đến thời điểm hiện tại (2006), các thiết bị loại này còn trong giai đoạn thử nghiệm:

Tài liệu tham khảo:
http://www2.jpl.nasa.gov/basics/bsf9-1.html
http://www2.jpl.nasa.gov/basics/huygens.html
http://www2.jpl.nasa.gov/basics/gllprobe.html
http://www2.jpl.nasa.gov/basics/mballoon.html
http://nssdc.gsfc.nasa.gov/nmc/tmp/1984-125A.html
http://nssdc.gsfc.nasa.gov/nmc/tmp/1984-128A.html
http://spaceprojects.arc.nasa.gov/Space_Projects/pioneer/PNhist.html
Được Hero_Zeratul sửa chữa / chuyển vào 09:47 ngày 24/07/2006

4. Lander spacecraft (tạm dịch: các thiết bị ?ođổ bộ?)
Các thiết bị đổ bộ có nhiệm vụ đáp xuống bề mặt thiên thể mục tiêu, thực hiện các quá trình chụp ảnh, quay film, phân tích mẫu đất, mẫu không khí, ? (các phân tích phức tạp và đa dạng và lâu dài hơn so với các thiết bị thăm dò khí quyển). Các tàu đổ bộ còn có thể đảm nhận trách nhiệm làm tàu mẹ cho các xe tự hành (Mars PathFinder)

Các tàu đổ bộ cũng cần phải được thiết kế sao cho có thể chịu được nhiệt độ rất cao do ma sát với bầu khí quyển (nếu có), tồn tại và làm việc được trong các điều kiện tại thiên thể mục tiêu. Quá trình đổ bộ thường được thực hiện bằng dù kết hợp với tên lửa hãm. Các tàu đổ bộ gần đây còn được bọc trong túi khí, hạn chế chấn động khi va chạm vào bề mặt thiên thể (Mars PathFinder)
Tính đến thời điểm hiện tại, con người đã phóng thiết bị đổ bộ đến 3 thiên thể trong hệ Mặt trời:
+ Mặt Trăng:
Trong giai đoạn 1966 đến 1968, NASA liên tục phóng 7 tàu đổ bộ Surveyor (Surveyor 1 ?" 7) đến Mặt Trăng. 5/7 tàu đã đổ bộ thành công, Surveyor 2 không đổ bộ thành công do tên lửa phụ không hoạt động, Surveyor 4 bị mất tín hiệu liên lạc radio. Các tàu Surveyor thực hiện quá trình quay film, chụp ảnh khu vực đổ bộ, phân tích thành phần hóa học của các mẫu đất trên Mặt Trăng. Các tàu Surveyor còn là quá trình thử nghiệm cho các cuộc đổ bộ của những tàu vũ trụ có người lái xuống bề mặt Mặt Trăng.

+ Sao Kim:
Venera 13: phóng ngày 30/10/1981. Venera 13 bao gồm 2 phần: tàu vận chuyển (bus) và tàu đổ bộ (descent craft). Sau 4 tháng hành trình, thiết bị đổ bộ được phóng vào Sao Kim ngày 1/3/1982, đáp thành công xuống bề mặt Sao Kim, thực hiện quá trình chụp ảnh, phân tích trong vòng 127 phút với điều kiện áp suất 84 atmosphere, 457 độ C. Tàu vận chuyển đóng vai trò trung chuyển tín hiệu của thiết bị đổ bộ về Trái Đất.

Venera 14: phóng ngày 4/11/1981. Venera 14 có cấu tạo tương tự Venera 13. Thiết bị đổ bộ được phóng vào Sao Kim ngày 5/3/1982, đáp thành công xuống bề mặt Sao Kim, hoạt động trong 57 phút với điều kiện áp suất 94 atmosphere, 465 độ C
+ Sao Hỏa:
- Viking: Viking 1 và Viking 2 đổ bộ thành công xuống bề mặt Sao Hỏa vào tháng 7 và tháng 8 năm 1976. Viking 1 hoạt động đến ngày 13/11/1982 còn Viking 2 hoạt động đến ngày 11/4/1980

- Mars PathFinder: đổ bộ thành công xuống bề mặt Sao Hỏa vào tháng 7/1997. Ngoài các nhiệm vụ thông thường của một tàu đổ bộ, Mars PathFinder còn là tàu mẹ của một xe tự hành ?" Sojourner. Mars Pathfinder và xe tự hành hoạt động được 83 ngày và được coi là một thành công lớn trong quá trình chinh phục Sao Hỏa của NASA

Tài liệu tham khảo:
http://www2.jpl.nasa.gov/basics/bsf9-1.html
http://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/lunar/surveyor.html
http://www2.jpl.nasa.gov/basics/viking.html
http://nssdc.gsfc.nasa.gov/nmc/tmp/1981-106D.html
http://nssdc.gsfc.nasa.gov/database/MasterCatalog?sc=1981-110D
http://www2.jpl.nasa.gov/basics/pf.html
http://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/viking.html
http://mars.jpl.nasa.gov/missions/

5. Penetrator spacecraft (tạm dịch: các thiết bị thám hiểm kiểu ?oxâm nhập?)
Các thiết bị xâm nhập có nhiệm vụ thám hiểm lớp vật chất phía dưới bề mặt của thiên thể mục tiêu. Mặc dù các dự án về thiết bị thăm dò kiểu này đã được triển khai từ khá lâu, tuy nhiên phải đến tháng 4/2006, loài người mới được chứng kiến sự thành công đầu tiên của tàu Deep Impact.
+ Deep Space 2: đây là tên của hai tàu thăm dò (giống hệt nhau) được thiết kế để thăm dò mẫu đất, tìm kiếm sự tồn tại của nước tại khu vực gần cực nam của Sao Hỏa. Các Deep Space được thiết kế bao gồm hai phần: phần dưới có tác dụng khoan vào lòng đất với độ sâu tối đa là 0.6m, dữ liệu phân tích được truyền lên phần trên qua dây dẫn. Phần trên sẽ truyền dữ liệu tới tàu thám hiểm kiểu vệ tinh Mars Global Surveyor để chuyển về Trái Đất. Trọng lượng của mỗi thiết bị Deep Space là 2.4 kg, chứa 10 thiết bị khoa học. 2 thiết bị này được chuyển đến Sao Hỏa bằng tàu đổ bộ Mars Polar. Mars Polar được phóng tháng 1/1999, tuy nhiên, vào giai đoạn cuối của quá trình đổ bộ xuống bề mặt Sao Hỏa ngày 3/12/1999, toàn bộ tín hiệu liên lạc đã bị mất. Trái Đất không hề thu được 1 tín hiệu nào nữa từ 2 Deep Space cũng như từ Mars Polar.

+ Lunar-A: tàu thăm dò của Nhật Bản, được thiết kế để thám hiểm Mặt Trăng. Lunar-A được dự định phóng vào tháng 8 năm 2004. Lunar-A bao gồm tàu mẹ và hai thiết bị xâm nhập. Tàu mẹ hoạt động bằng 4 tấm pin mặt trời, bay quanh Mặt Trăng để thu thập thông tin từ các thiết bị thâm nhập. 2 thiết bị xâm nhập có hình ngọn giáo dài 80cm, đường kính 16cm. Các thiết bị trên có thể xâm nhập vào độ sâu khoảng 2m. Tuy nhiên, do các lỗi ở tên lửa đẩy, ngày phóng Lunar-A đã bị dời đến năm 2010.

+ Deep Impact: Tàu thăm dò của NASA có mục đích thu thập, phân tích vật chất của nhân sao chổi Temple1. Deep Impact gồm 2 thành phần:
- Tàu mẹ chở thiết bị thâm nhập các thiết bị thu thập, phân tích mẫu.

- Thiết bị xâm nhập nặng 370kg, thực hiện cú va chạm với tốc độ 10.2km/s, sự va chạm này giải phóng một năng lượng khoảng 19 Gigajoules (tương đương với 4.8 tấn thuốc nổ TNT).

Được phóng vào tháng 1/2005, ngày 4/7/2005, Deep Impact đã phóng thành công thiết bị xâm nhập, va chạm mạnh với nhân sao chổi Temple1 và thu thập, phân tích các vật chất bắn ra. Một trong những kết quả quan trọng nhất của Deep Impact là phát hiện nước tồn tại dưới dạng băng trong nhân sao chổi.

IcePick: Tàu thăm dò có mục đích kiểm tra sự tồn tại của nước ở dạng lỏng dưới bề mặt của vệ tinh Europa (vệ tinh của Sao Mộc). Hiện nay, dự án này đang trong giai đoạn xây dựng với sự tham gia của các thành viên trên toàn Thế Giới thông qua Website và mail list.
Tài liệu tham khảo:
http://www2.jpl.nasa.gov/basics/bsf9-1.html
http://www2.jpl.nasa.gov/basics/ds2.html
http://nmp.jpl.nasa.gov/ds2/
http://www.isas.ac.jp/e/enterp/missions/lunar-a/
http://klx.com/europa/
http://deepimpact.jpl.nasa.gov/home/index.html
Được Hero_Zeratul sửa chữa / chuyển vào 20:27 ngày 11/08/2006

6. Rover spacecraft (xe tự hành)
Xe tự hành là thiết bị thám hiểm tự động được thiết kế để có thể di chuyển trên bề mặt thiên thể mục tiêu, thực hiện các nhiệm vụ: quay phim, chụp ảnh bề mặt, thu thập và phân tích các mẫu đất đá. Xe tự hành hoạt động dựa trên tín hiệu điều khiển từ Trái Đất và các chương trình được cài đặt sẵn. Năng lượng sử dụng là năng lượng mặt trời kết hợp với pin trong xe. Tính đến nay, xe tự hành đã hoạt động trên 2 thiên thể trong hệ Mặt Trời, đó là Mặt Trăng và Sao Hỏa:
+ Mặt Trăng:
- Lunakhod1: Lunakhod1 được đưa đến Mặt Trăng trên tàu mẹ Luna17. Được phóng đi từ ngày 10/10/1970, Luna17 và Lunakhod1 đã đổ bộ thành công xuống Mặt Trăng ngày 17/11/1970. Lunakhod1 hoạt động được 11 tháng, di chuyển 10540m.
- Lunakhod2: phiên bản nâng cấp của Lunakhod1, được đưa đến Mặt Trăng trên tàu mẹ Luna21. Luna21 và Lunakhod2 đã đổ bộ thành công xuống Mặt Trăng ngày 16/1/1973. Lunakhod2 hoạt động trong vòng 4 tháng, di chuyển 37 km.

Các Lunakhod có khối lượng 756kg, di chuyển trên hệ thống 8 bánh xe. Tốc độ tối đa Lunakhod có thể đạt được là 2km/h. Quá trình điều khiển được thực hiện bởi một nhóm 5 người trên Trái Đất. Nguồn năng lượng chính của Lunakhod là các tấm pin mặt trời triển khai trên nắp xe, ngoài ra, trong xe cũng có hệ thống pin riêng. Nắp xe có thể quay các góc từ 0 đến 180 độ, bảo đảm cho xe luôn nhận được tối đa nguồn năng lượng từ Mặt Trời.
+ Sao Hỏa:
Từ năm 1997 đến nay, NASA đã có 3 xe tự hành hoạt động trên bề mặt Sao Hỏa, đó là Sojouner (đã kết thúc hoạt động), Spirit và Opportunity (vẫn đang hoạt động). Các xe tự hành này thuộc dự án chế tạo các xe tự hành cỡ nhỏ (microrover) thám hiểm Sao Hỏa của NASA.
Một trong những khó khăn khi điều khiển các xe tự hành đó là khoảng thời gian trễ của tính hiệu điều khiển. Từ Trái Đất đến Sao Hỏa, tín hiệu điều khiển truyền mất 11 phút. Do đó, các phần mềm trong xe cũng phải được thiết kế để có thể tự điều khiển một phần quá trình vận hành của xe. Năng lượng chính của các xe tự hành loại này là năng lượng mặt trời kết hợp với pin trong xe. Các xe tự hành này đều chỉ hoạt động vào ban ngày.
+ Sojouner: Xe tự hành của NASA hoạt động trên Sao Hỏa 92 ngày (lâu gấp 12 lần so với thời gian hoạt động dự kiến khi thiết kế). Sojouner là một xe tự hành nhỏ, có 6 bánh, nặng 11kg trên Trái Đất. Tốc độ tối đa có thể đạt được của Sojouner là 0.6m/phút.

Được phóng đi từ ngày 4/12/1996, Sojouner được đưa đến Sao Hỏa trên tàu đổ bộ Mars Pathfinder vào ngày 4/7/1997. Quá trình đổ bộ được thực hiện bằng dù kết hợp với tên lửa hãm và hệ thống túi khí. Sojouner là bước thử nghiệm cho việc thiết kế các xe tự hành cỡ nhỏ hoạt động trên Sao Hỏa. Các thành công của Sojouner là tiền đề quan trọng cho việc triển khai hai xe tự hành tiếp theo Spirit và Opportunity.

+ Spirit và Opportunity: được phóng đi ngày 10/6 và ngày 7/7 năm 2003, hai xe tự hành này đã đổ bộ thành công xuống Sao Hỏa trong các ngày 3/1 và 4/1 năm 2004. Quá trình đổ bộ được thực hiện bằng dù, tên lửa hãm và hệ thống túi khí bảo vệ. Các thí nghiệm, phân tích của Spirit và Opportunity tập trung vào các mẫu đất đá mà theo dự đoán có thể đã bị nước tác động trong quá khứ. Tính đến thời điểm hiện tại (tháng 8/2006), hai xe tự hanh này vẫn hoạt động tốt trên bề mặt Sao Hỏa.


Tài liệu tham khảo:
[1] http://www2.jpl.nasa.gov/basics/bsf9-1.html
[2] http://phil.ae.free.fr/astro/espace/lunexpl3.html
[3] http://mars.jpl.nasa.gov/MPF/rovercom/rovcom.html
[4] http://marsrovers.jpl.nasa.gov/home/index.html

7. Observatory spacecraft (Đài thiên văn vũ trụ)
Các đài thiên văn vũ trụ được đưa lên hoạt động trên quỹ đạo xung quanh Trái Đất nhằm tránh tác động của tầng khí quyển đối với kết quả quan sát. Mỗi đài thiên văn được thiết kế hoạt động chủ yếu trong một vùng sóng nhất định. Các thiết bị quan sát phổ biến được trang bị trên các đài thiên văn vũ trụ thường là: kính thiên văn (telescope), đầu dò (detector), ?
+ The Infrared Astronomical Satellite (IRAS): vệ tinh quan sát vũ trụ do Hoa Kỳ, Anh, Hà Lan hợp tác chế tạo và vận hành, hoạt động trong vùng hồng ngoại. IRAS được đưa lên vũ trụ ngày 25/1/1983. Trong 10 tháng hoạt động, IRAS đã tiến hành quan sát hơn 96% bầu trời tại 4 bước sóng 12, 25, 60 và 100 micromét. IRAS đã thu được rất nhiều kết quả quan trọng trong các lĩnh vực khác nhau của Thiên văn học.
4 đài thiên văn vũ trụ của NASA thuộc chương trình NASA''''''''s Great Observatories:
Bắt đầu từ năm 1990 với việc đưa đài thiên văn vũ trụ Hubble lên quỹ đạo xung quanh Trái Đất, trong vòng 13 năm, NASA liên tục triển khai 4 đài thiên văn vũ trụ tiến hành các quan sát, thăm dò tại các bước sóng khác nhau: Hubble, Compton, Chandra và Spitzer. Năm 1999, đài thiên văn vũ trụ Compton chấm dứt hoạt động, 3 đài thiên văn vũ trụ còn lại vẫn tiếp tục hoạt động đến ngày nay (8/2006)
+ Hubble Space Telescope (HST): đài thiên văn vũ trụ của NASA, hoạt động trong vùng ánh sáng biểu kiến. Được tàu con thoi Discovery đưa lên vũ trụ vào tháng 4/1990, Hubble vẫn tiếp tục hoạt động cho đến thời điểm hiện tại (tháng 8/2006).
+ Compton Gamma Ray Observatory (CGRO): đài thiên văn vũ trụ của NASA, hoạt động trong vùng tia gamma. CGRO có khối lượng 17 tấn, được tàu con thoi Atlantis đưa lên vũ trụ vào ngày 5/4/1991. Sau 9 năm, CGRO chấm dứt hoạt động vào ngày 4/6/2000.
+ Chandra X-ray Observatory (CXO): đài thiên văn vũ trụ của NASA, hoạt động trong vùng tia X. Mục tiêu chính của CXO là các nguồn năng lượng rất cao trong vũ trụ (tàn tích của các vụ nổ supernova, ?). CXO được phóng lên không gian ngày 23/7/1999 nhờ tàu con thoi Columbia và vẫn hoạt động cho đến thời điểm hiện tại (tháng 8/2006)
+ Spitzer: đài thiên văn vũ trụ của NASA, hoạt động trong vùng sóng hồng ngoại. Spitzer có khối lượng 950kg, được phóng lên không gian ngày 25/8/2003 và hiện nay vẫn đang hoạt động (tháng 8/2006). Spitzer tiến hành các quan sát trong vùng sóng từ 3 đến 180 micromet.
Các đài thiên văn vũ trụ của NASA sẽ được triển khai trong tương lai gần:
Kepler: đài thiên văn vũ trụ của NASA thực hiện việc phát hiện các hành tinh bên ngoài hệ Mặt Trời. Kepler hoạt động dựa trên phương pháp đo sự biến thiên độ sáng gây ra bởi sự đi qua bề mặt sao của hành tinh. Đài thiên văn vũ trụ Kepler dự định sẽ được phóng lên quỹ đạo vào tháng 10/2008, thời gian hoạt động theo thiết kế ban đầu là 4 năm.

+ James Webb Space Telescope (JWST): đài thiên văn vũ trụ của NASA, hoạt động chủ yếu trong vùng sóng hồng ngoại. JWST được dự định phóng vào năm 2013 với 2 mục đích chính: Tìm hiểu sự hình thành của các thiên hà trong giai đoạn đầu của vũ trụ và tìm hiểu quá trình hình thành hệ thống hành tinh từ các đám mây bụi xung quanh một ngôi sao
Được thiết kế hoạt động chủ yếu trong vùng sóng hồng ngoại, tuy nhiên JWST cũng có thể thực hiện một số quan sát ở vùng sáng biểu kiến. Gương chính của JWST có đường kính 6.5 mét. Một số thiết bị có kích thước lớn của JWST sẽ được gấp lại cho phù hợp với thiết bị phóng và sẽ được mở ra khi triển khai ngoài không gian. JWST hoạt động trên quỹ đạo cách Trái Đất khoảng 1.5 triệu km.
+ Space Interferometry Mission (SIM): đài thiên văn vũ trụ của NASA, hoạt động trên nguyên tắc giao thoa ánh sáng (tiến hành các quan sát trong vùng sáng biểu kiến). SIM được thiết kế với các mục đích chính sau:
- Tìm kiếm các hành tinh có kích thước cỡ Trái Đất, cỡ Sao Hải Vương và cỡ Sao Mộc
- Xác định rõ hơn bản đồ Ngân Hà
- Xác định rõ hơn khối lượng của các ngôi sao trong Ngân Hà
- Tìm kiếm các hố đen và vật chất tối
SIM dự định sẽ được phóng lên vũ trụ vào năm 2015, thời gian hoạt động dự kiến là 5 năm.
Terrestrial Planet Finder: đài thiên văn vũ trụ của NASA, mục đích chính là nghiên cứu về sự phát triển của các hành tinh bên ngoài hệ Mặt Trời, tìm kiếm dấu hiệu của sự sống trên các hành tinh đó. Terrestrial Planet Finder là một cặp hai thiết bị quan sát bao gồm Terrestrial Planet Finder Coronagraph (TPF-C) và Terrestrial Planet Finder Interferometer (TPF-I). FPF-C hoạt động tại vùng sóng biểu kiến, TPF-I hoạt động dựa trên nguyên tắc giao thoa sóng hồng ngoại. Dự kiến TPF-C sẽ được phóng lên vũ trụ vào năm 2015, TPF-I sẽ được triển khai trước năm 2020.
Tài liệu tham khảo:
[1] http://www2.jpl.nasa.gov/basics/bsf9-1.html
[2] http://www.ipac.caltech.edu/Outreach/Edu/iras_discoveries.html
[3] http://irsa.ipac.caltech.edu/IRASdocs/iras.html
[4] http://www.stsci.edu/hst/
[5] http://cossc.gsfc.nasa.gov/docs/cgro/
[6] http://xrtpub.harvard.edu/about/axaf_mission.html
[7] http://www.spitzer.caltech.edu/about/index.shtml
[8] http://ngst.gsfc.nasa.gov/index.html
[9] http://sim.jpl.nasa.gov/
[10] http://planetquest.jpl.nasa.gov/TPF/tpf_index.cfm
[11] http://hubblesite.org/gallery/spacecraft/
[12] http://xrtpub.harvard.edu/about/spacecraft.html
[13] http://kepler.nasa.gov/
Được Hero_Zeratul sửa chữa / chuyển vào 21:27 ngày 15/08/2006

8. Communications & Navigation spacecraft (các thiết bị truyền thông và định vị)
Vào thời điểm hiện tại, các thiết bị truyền thông và định vị mới được triển khai chủ yếu trên quỹ đạo Trái đất, giải quyết các nhu cầu trao đổi thông tin, xác định vị trí trên địa cầu. Ví dụ tiêu biểu nhất của mạng định vị toàn cầu hiện nay là hệ thồng GPS (Global Positioning System). Được bắt đầu triển khai từ năm 1973, hiện nay GPS đã phát triển thành một hệ thống quy mô rất lớn bao gồm khoảng 24 vệ tinh hoạt động trên quỹ đạo cách bề mặt Trái Đất khoảng 11000 dặm, các trạm điều hành mặt đất. GPS cung cấp cho người sử dụng các thông tin rất chính xác về tọa độ, tốc độ ở khắp mọi nơi trên bề mặt Trái Đất, trong mọi điều kiện thời tiết.

Box Kỹ Thuật Quân Sự có một topic về GPS với nhiều bài viết rất chuyên nghiệp:
http://www2.ttvnol.com/quansu/524582/trang-1.ttvn
Trong tương lai, các thiết bị này sẽ có thể được triển khai trên quỹ đạo quanh các thiên thể khác, thực hiện vai trò thông tin, định vị đối với các thiết bị thám hiểm như khác như Orbiter, Rover, Penetrator, ? NASA đang thử nghiệm cũng như từng bước triển khai hệ thống thông tin liên lạc và điều hành tại Sao Hỏa:
Sự liên lạc, trao đổi thông tin cũng đã được thử nghiệm giữa thiết bị thăm dò của các quốc gia, cơ quan khác nhau. Tháng 2/2004, xe tự hành Spirit của NASA và tàu thăm dò kiểu vệ tinh Mars Express của ESA đã thực hiện thành công sự trao đổi thông tin tại Sao Hỏa. Sự thành công này là cột mốc quan trọng trong quá trình hợp tác chinh phục không gian của NASA và ESA
Tài liệu tham khảo:
http://www2.jpl.nasa.gov/basics/bsf9-1.html
http://gps.faa.gov/GPSbasics/
http://computer.howstuffworks.com/framed.htm?parent=interplanetary-internet.htm&url=http://marsnet.jpl.nasa.gov/
http://www.universetoday.com/am/publish/interplanetary_network.html

Dự án Mariner
Trong khoảng thời gian từ năm 1962 đến cuối năm 1972, NASA đã liên tục chế tạo và phóng 10 thiết bị thám hiểm không gian tự động có tên là Mariner (Mariner1 ?" 10) để thăm dò, khảo sát Sao Kim, Sao Hỏa, Sao Thủy. Mariner9 trở thành ?ovệ tinh nhân tạo đầu tiên của con người? bay xung quanh quỹ đạo của một hành tinh khác (Sao Hỏa). Các thiết bị thám hiểm Mariner có cấu tạo nhỏ gọn, được phóng bằng tên lửa đẩy Atlas, tăng tốc bằng động cơ Agena hoặc Centaur. Khối lượng các Mariner nhỏ hơn nửa tấn, sử dụng năng lượng Mặt Trời, thời gian hoạt động theo thiết kế của chúng trong khoảng từ vài tháng đến 1, 2 năm (tuy nhiên, thời gian hoạt động Mariner4 đã kéo dài được đến 3 năm).
Các Mariner thường được chế tạo theo cặp, đề phòng trường hợp sự cố xảy ra trong quá trình phóng. Trên thực tế, các Mariner1, 3 và 8 đã gặp sự cố khi phóng, tuy nhiên các phiên bản dự trữ của chúng đã được phóng thành công. Trong quá trình phóng và vận hành của 10 Mariner, toàn bộ sự cố chỉ xảy ra khi phóng, 7 Mariner còn lại đều hoàn thành các nhiệm vụ theo thiết kế ban đầu.
Mariner 2 ?" Mariner đầu tiên được phóng thành công: Mục tiêu đầu tiên của dự án Mariner là hướng tới Sao Kim. Năm 1962, NASA phóng Mariner1 và Mariner2 tới Sao Kim. Ngày 22/7/1962, tên lửa đẩy của Mariner1 gặp lỗi, tàu thăm dò bị phá huỷ. Một tháng sau, ngày 27/8/1962, Mariner2 đã được phóng thành công. Sau 3 tháng rưỡi, Mariner2 bay đến Sao Kim. Trên đường đi, tàu thăm dò đã thực hiện quá trình đo gió Mặt Trời (lần đầu tiên), khảo sát bụi giữa các hành tinh, thăm dò các tia vũ trụ. Trong thời gian bay qua Sao Kim (14/12/1962), Mariner2 đã khảo sát bề mặt hành tinh này với máy quét vi sóng và hồng ngoại. Mariner2 xác định Sao Kim có một đám mây dày đặc bao quanh và bề mặt cực nóng. Do Sao Kim có một lớp mây dày bao quanh nên Mariner2 không trang bị camera để chụp ảnh.

​

Mariner 4: Mục tiêu tiếp theo của dự án Mariner: Sao Hỏa. Mariner3 được phóng vào ngày 5/11/1964. Tên lửa đẩy của Mariner3 hoạt động không bình thường khiến cho Mariner3 không tới được sao Hỏa. Ba tuần sau đó, ngày 28/11/1964, Mariner4 được phóng thành công. Sau 8 tháng, Mariner4 tiếp cận Sao Hỏa. Ngày 14/7/1965, Mariner4 bay qua Sao Hỏa, và lần đầu tiên nhân loại được nhìn những bức hình cận cảnh chụp bề mặt một hành tinh khác. Sau khi bay qua Sao Hỏa, Mariner4 còn tiếp tục hoạt động được thêm 3 năm nữa trên quỹ đạo xung quanh Mặt Trời. Trong khoảng thời gian này, Mariner4 tiến hành quá trình nghiên cứu gió Mặt Trời và tiến hành các đo đạc kết hợp với Mariner 5 ?" thiết bị thám hiểm được phóng đến Sao Kim vào năm 1967.

​

Mariner 5: Mariner 5 là phiên bản dự phòng của Mariner4 được thay đổi để thám hiểm Sao Kim (Tg: như thế có nghĩa là Mariner3, Mariner4 và Mariner5 có cấu tạo tương tự nhau ? ).. Mariner5 được phóng vào ngày 14/6/1967, bay qua Sao Kim ngày 19/10/1967.

​

Tài liệu tham khảo:
[1] NASA fact sheets - Mariner to Mercury, Venus and Mars
http://www.jpl.nasa.gov/news/fact_sheets/mariner.pdf
[2] http://www.astronautix.com/alpha/alpndexm.htm
(Còn tiếp)