Луна: первые шаги за пределами Земли
После успешного запуска спутников на околоземную орбиту следующим логическим шагом для человечества стало изучение Луны — ближайшего к Земле небесного тела. Первым в истории искусственным спутником Луны стала советская автоматическая станция «Луна-10», стартовавшая 31 марта 1966 года. Этот аппарат массой 245 кг был предназначен для отработки технологий создания лунных спутников и исследования окололунного пространства. Уже 3 апреля 1966 года «Луна-10» успешно вышла на эллиптическую орбиту вокруг Луны. В период с 1966 по 1969 год было запущено десять подобных аппаратов: пять советских (серия «Луна») и пять американских (программа «Лунар орбитер»).
Исследование Марса: великое противостояние
Движение спутников вокруг Марса определяется гравитацией самой планеты. Особенно благоприятным временем для исследований являются периоды великого противостояния, когда Земля и Марс максимально сближаются (примерно раз в 15 лет). В 1971 году, во время такого события, были запущены три ключевых аппарата: советские станции «Марс-2» и «Марс-3», а также американский зонд «Маринер-9». Все они впоследствии стали искусственными спутниками Марса.
Для выхода на орбиту эти аппараты оснащались автономными системами астронавигации, бортовыми компьютерами и тормозными двигателями. Они работали на разных орбитах, что позволяло получать взаимодополняющие научные данные. Например, «Марс-3» проводил советско-французский эксперимент «Стерео» по изучению солнечного радиоизлучения.
Покорение Венеры
Первыми искусственными спутниками Венеры стали советские аппараты «Венера-9» (запущена в 1975 году) и «Венера-10» (стартовала на 6 дней позже). Их оснащение включало системы управления на основе астродатчиков, бортовые компьютеры, солнечные батареи, двигательные установки для выхода на орбиту и разнообразную научную аппаратуру. В 1978 году к ним присоединился американский аппарат «Пионер-Венера». Задачи этих миссий включали изучение космического пространства вокруг Венеры, фотографирование её облачного покрова и исследование свечения ночного неба планеты.
Спутники Солнца: искусственные планеты
Космические аппараты, выведенные на орбиту вокруг Солнца (их также называют искусственными планетами), движутся под определяющим влиянием солнечной гравитации. Ещё до 1971 года многие зонды временно становились спутниками Солнца, используя околосолнечные орбиты для выполнения своих задач.
Существует два основных способа достичь такой орбиты. Первый — покинуть сферу влияния Земли по гиперболической траектории. Пионером здесь стала «Луна-1», запущенная в 1959 году. Пролетев мимо Луны, она вышла на эллиптическую орбиту вокруг Солнца с периодом обращения 450 суток. Второй способ — использовать гравитационные манёвры у планет, которые могут кардинально менять орбиту аппарата. Ярким примером специализированных исследователей Солнца стали немецкие аппараты серии «Гелиос» (1974–1976 гг.), созданные для изучения околосолнечного пространства с гелиоцентрической орбиты.