歷史背景,歷史,月球探測,水星探測,金星探測,火星探測,木星探測,土星探測,天王星探測,海王星探測,太陽探測,彗星、矮行星、小行星探測,
歷史背景
第二次世界大戰後,世界上最強大的兩個國家——美國、蘇聯開始冷戰。而太空競賽則屬於冷戰的一環,在最近的半個世紀,美國與蘇聯互相競爭太空的首要地位,這也代表共產主義與資本主義的鬥爭,雙方都試圖爭奪運載火箭與太空飛行器的優勢。自從1957年衛星號1號成功環繞地球後,為太空競賽拉開序幕。而美國的先驅者0號率先嘗試飛掠月球的探測,雖然火箭於發射77秒後爆炸,但將美國、蘇聯雙方的戰線拉至地球以外的探測。
歷史
在人類登入月球之前,美國、蘇聯雙方發射許多探測器到月球、金星、火星。此時每年發射探測器的數量不斷上升。到了1969年,美國的阿波羅11號成功將人類送上月球,將太陽系的探測推向了高峰。登入月球過後,蘇聯發射的探測器數量略為下降,直到蘇聯解體後,僅在1996年發射火星96的探測器,而且是採用與弗伯斯系列相似的骨架;反之美國則開始進行一系列距離地球更遠的探測,但到了1970年代末期,美國將經費編列至太空梭上,所以1970年代末期~1980年代末期美國也未進行任何太陽系探測器的發射;到了1980年代,由於哈雷彗星來訪,日本、歐洲也加入探測太陽系的行列,到了21世紀,中國、印度也進行了月球探測的工作。
月球探測
主條目:月球探測
月球是地球唯一的天然衛星,早在運載火箭被發明之前,人類就利用許多方法進行觀測,例如巴比倫人在西元前500年就了解月食、月球公轉周期...等。到了17世紀,伽利略改良望遠鏡,觀測到月球具由凹凸不平的表面,19世紀人類發現月球幾乎沒有大氣層。近代研究的結果得到月球擁有非常稀薄、接近真空的大氣層,總質量低於10公噸。而且溫度變化約70~390K,所以非常不適人居,但由於是地球唯一的衛星,距離也僅38萬公里,所以截至2011年9月,共有113台探測器曾經造訪過,執行了139項任務。冷戰刺激了蘇聯和美國的太空競賽,進而使月球探測的加速。蘇聯方面的探測器帶回0.38公斤的月岩。1969年人類首次登入月球,陸續多次的登入月球,許多人認為這是太空競賽的最高潮。從阿波羅11號到17號的任務,總共帶回382公斤、共2,196塊月球岩石和土壤的標本。
早期的月球探測器數量繁多,任務通常只有拍攝月表、做一些簡單的觀測,而且是利用飛掠或是硬著陸等較為不精確的方式探測月球,之後逐漸發展出環繞月球、軟著陸月球等較為複雜的任務模式,到了21世紀,則著重於功能型的月球探測器,探測器通常會有一個主要目標任務。例如LCROSS的目標是探測月球是否有水,“重力回溯及內部結構實驗室”探測月球的重力場。
水星探測
主條目:水星探測
早在西元前1400年的亞述人就有觀測水星的紀錄,近代的觀測發現水星非常靠近太陽,距離太陽約0.39天文單位,所以造成了觀測上極為困難,而且太陽的重力非常強,需要花費極大的能量才能環繞水星,另外,水星幾乎沒有大氣層,僅約 10帕,無法使用降落傘進行空氣阻力剎車,因此登入水星更加困難,截至2011年9月,僅有水手10號及信使號曾經造訪過。而信使號經過多次變軌以及重力拋射,成為第一艘環繞水星的探測器。
金星探測
主條目:金星探測
西元前500年,馬雅人撰寫馬雅曆紀錄金星的變動,到了運載火箭發明之前,許多人利用無線電波觀測金星,證實了金星表面溫度很高,約攝氏467度、97大氣壓,所以金星確實不適人居,早期的太空探測多以飛掠金星為主,到了中期則以著陸為主,但著陸探測器都無法長時間運作,近年來探測多以軌道環繞器探測。其中較為著名的探測器是麥哲倫號。美國過去探測金星的紀錄很少,僅有水手計畫的飛掠金星、先驅者金星計畫以及麥哲倫號;而蘇聯則對金星似乎特別感興趣,發射了大量的金星探測器,不僅首枚探測器的發射時間比蘇聯的火星探測器早,而且比火星多許多。21世紀之後,歐洲與日本也都加入探測金星的行列。
火星探測
主條目:火星探測
火星在古代有許多命名,在中國為熒惑、希臘則為戰神。望遠鏡出現後,人類有更細微的觀測能力,觀察到火星表面似乎有一些從暗區延伸出的細線,因為對於暗區是水體的傳統,這些細線命名為水道(canali),甚至有人認為是運河,但空間探測器的調查後使人類對火星文明的幻想幻滅,不過近代探測器又發現極區可能有液態水存在的證據,又引起人類對火星的興趣。早期的探測器已獲得火星地表照片及了解火星大氣、土壤為主,現在的探測器則著重於水的探勘。
早期火星探測多以短任務型態,運作時間不長,而且美國與蘇聯通常一年在火星發射視窗會發射兩艘,以防任務失敗,自從火星全球探勘者號發射後,美國開始了新一波的火星探測計畫,即每26個月發射至少一艘探測器至火星。現在仍有許多艘火星探測器仍然在運作,並做為未來探測器的中繼衛星或訊息傳輸站。其中的勇氣號與機遇號相當著名,機遇號仍在運作。2011年11月9日,中國首枚火星探測器螢火一號在哈薩克發射,但變軌失敗。
木星探測
主條目:木星探測
木星在古代便已為天文學家所知。古羅馬人以羅馬神話中的眾神之王朱比特命名之。中國則稱木星為歲星,取其繞行天球一周為12年,與地支相同之故。目前僅有幾艘探測器前探測過木星,大部分都是利用木星的重力拋射,所以進行飛掠任務較多,其中最著名的是伽利略號,利用金星重力拋射到達木星軌道。
土星探測
主條目:土星探測
天王星探測
主條目:天王星探測
由於較為黯淡以及緩慢的繞行速度,天王星未被古代觀測者認定為一顆行星。直到1781年3月13日,天王星才被威廉·赫歇耳爵士發現,從而在太陽系的現代史上首度擴展了已知的界限。這也是第一顆使用望遠鏡發現的行星。天王星的表面資料很多是經由望遠鏡觀測而得到,但大量的科學數據以及更為精確的衛星、行星環數量則由唯一飛掠天王星的旅行者2號所得到,旅行者2號也同時飛掠海王星,知名程度相當高。
海王星探測
主條目:海王星探測
太陽探測
主條目:太陽探測
人類觀測太陽的歷史十分久遠。中國上古時期已有日食的紀錄。各國也不乏觀測太陽的詳細紀錄。到了空間探測器的時代,先驅者系列探測器是最早設定太陽為觀測目標的探測器,之後又陸續有許多觀測太陽的探測器,其中大部分都是環繞地球,但有一部份是環繞太陽公轉,其中最知名的是尤里西斯號。本列表只列出環繞太陽公轉的探測器。