פורטל:מדעי החלל/תחומים במדעי החלל

צילום מיקרוסקופי של המטאוריט המאדימי ALH 84001 בו נראים צורות שיכולות להצביע על קיום חיים מחוץ לכדור הארץ

אסטרוביולוגיהיוונית: ἄστρον, אסטרון- כוכבים, βίοςλογία, ביולוגיה- מדע החיים) היא מדע העוסק בחקר אפשרות קיום חיים מחוץ לכדור הארץ. אסטרוביולוגיה היא ענף חדש יחסית שהתפתח עם התרחבות מושגיו של האדם על גודל ממדיו של היקום. מדע זה שואף להניח תשתית לחקר קיומן (או אי-קיומן) של צורות חיים מחוץ לכדור הארץ על ידי מציאת התנאים ההכרחיים לקיום של חיים, לפחות אלו מהסוג המוכר לנו. המחקר האסטרוביולוגי הוא רב-תחומי, וכלולים בו נושאים מתחומי הביולוגיה, הכימיה, הפיזיקה, האסטרונומיה, האסטרופיזיקה ועוד. עד למחצית השנייה של המאה ה-20, נושא חקר חיים מחוץ לכדור הארץ היה נחלתם של סופרי המדע הבדיוני, שוחרי העב"מים ומאמיני העידן החדש. רק עם תחילת חקר החלל החלו מדענים להתייחס ברצינות לאפשרות חיים חוצניים.

האסטרוביולוגים החוקרים את הנושא שואלים שאלות כגון:

  • מהם חיים?
  • כיצד החלו החיים על פני כדור הארץ?
  • אילו סביבות יכולות לתמוך בחיים?

לשאלה אם יש חיים בעולמות אחרים יש השלכות מרחיקות לכת, גם בתחום המדע וגם בתחום הפילוסופיה והדת.

פרויקטים לחיפוש חיים מחוץ לכדור הארץ, כגון פרויקט סט"י, הם בעלי חשיבות גדולה לעוסקים באסטרוביולוגיה, אם כי נמצאים מחוץ לתחומיה.

הוכח בניסויים שמבחינה ביוכימית, יסודות יציבים בטבלה המחזורית אשר מקיימים אינטראקציה כימית בדומה לפחמן, יכולים להחליף בהדרגה את אטומי הפחמן ברוב הפעולות הדרושות לקיום חיים בנוסח המוכר על פני כדור הארץ, המבוסס על פחמן. לפיכך, חיים יכולים להיווצר בכוכב לכת המכיל שפע של צורן.
המערך הגדול מאוד של טלסקופי רדיו בניו מקסיקו המשמשים לתצפית אסטרונומית בתחום הרדיו.
אסטרונומיהיוונית: הלחם של המילים άστρον, אסטרון – כוכב, ו-νόμος, נומוס – חוקי התנועה) היא מדע החוקר את התנועה, המבנה, ההתהוות וההתפתחות של גרמי השמים, מערכת השמש, והיקום. האסטרונומיה נחשבת לאחד מן המדעים העתיקים ביותר בעולם, וישנן עדויות ארכאולוגיות ברורות לעיסוק באסטרונומיה כבר בערש הציוויליזציה, בשנת 4000 לפניה"ס, בשומר המוסופטמית. בתחילה, שימשה האסטרונומיה כמדע תצפיתי שעזר בקביעת לוח השנה וכבסיס לאסטרולוגיה. עם התקדמות הזמן עלו תאוריות שונות לגבי מבנה היקום, כגון המודל הגאוצנטרי על פיו כדור הארץ נמצא במרכז היקום ומופתה כיפת השמים. לאחר נפילת האימפריה הרומית עבר לפיד האסטרונומיה לערבים (עם עליית האסלאם). הערבים החלו בתקופה זו במחקר אסטרונומי רב היקף שלא נראה עד אותה תקופה, ועד היום רוב הכוכבים ששמם לא נקבע לפי מערכת מתן שמות מסודרת, שמם ערבי. האסטרונומיה עברה מהפך בתקופת הרנסאנס, כאשר תגליותיהם של גלילאו גלילי, ניקולאוס קופרניקוס ויוהאנס קפלר פתחו את הצוהר לתאוריה החדשה באסטרונומיה, התאוריה ההליוצנטרית לפיה השמש במרכז מערכת השמש וכדור הארץ ושאר גרמי השמים סבים סביבה. פריצת הדרך המשמעותית ביותר באסטרונומיה הייתה המצאתו של הטלסקופ, שאיפשרה לחקור ולצפות בגרמי השמיים ביתר דיוק והבנה. אחד הטלסקופים המשמעותיים ביותר בחקר החלל הוא טלסקופ החלל האבל. כיום נחשבת האסטרונומיה לתחום התצפיתי של האסטרופיזיקה.
בגלקסיית הסומבררו ניתן להבחיו בבירור בתפיחה במרכז הגלקסייה, האופיינית לגלקסיות ספירליות
אסטרופיזיקהיוונית: אסטרו - כוכב, פיזיקה - התנהגות החומר והאנרגיה) היא ענף של האסטרונומיה העוסק בפיזיקה של היקום, ובפרט בתכונותיהם הפיזיות (עוצמת הארה, צפיפות, טמפרטורה, הרכב כימי) של גרמי שמים כגון כוכבים, גלקסיות והחומר הבין-כוכבי, ובפעולות הגומלין ביניהם. אסטרופיזיקה היא תחום רחב מאוד ובמסגרתה נעשה שימוש בתורות פיזיקליות רבות, כגון מכניקה, אלקטרומגנטיות, מכניקה סטטיסטית, תרמודינמיקה, מכניקה קוונטית, יחסות, פיזיקה גרעינית ופיזיקת חלקיקים.
הנדסת אווירונאוטיקה וחללאנגלית: Aerospace Engineering) היא ענף של ההנדסה העוסק בפיתוח יעיל ושיטתי של כלי טיס, לוויינים, גשושיות, חלליות ומערכות הייחודיות להם. מקצוע הנדסת אווירונאוטיקה הוא מקצוע רב-תחומי העוסק בפיתוח ותחזוקה של כלי טיס על ידי החלה של עקרונות של מדעים מדויקים, הנדסה, ניהול פרויקטים, ידע רלוונטי לכלי הטיס עצמו וכישורים וטכנולוגיות אחרות. כבכל הנדסה, גם בהנדסת אווירונאוטיקה נעשה שימוש במדדים המשמשים לבחינת איכותו של תוצר הפיתוח כגון יעילות, אמינות, וגמישות לשינויים. התחום מאופיין בפיתוח כלי הרכב עצמו ומערכות המשמשות אותו, כגון מנועים רקטיים ומערכות בקרה.

קוסמולוגיהיוונית: κοσμολογία, קוסמוס- יקום, לוגיה- תורה) היא מדע העוסק בחקר מבנה היקום, ההיסטוריה שלו ומקומה של האנושות בו.

הקוסמולוגיה התפתחה כמדע בעיקר לאחר הצגת תורת היחסות של אלברט איינשטיין, שהולידה מסקנות מרחיקות לכת לגבי מהות היקום. דחף נוסף קיבלה הקוסמולוגיה עם מדידת ההסחה לאדום על ידי אדווין האבל, וגילוי חוק האבל שמסקנתו הייתה שהיקום מתפשט וגילוי קרינת הרקע הקוסמית על ידי פנזיאס וווילסון ב-1964 שחיזקה את תאוריית המפץ הגדול.