Cosmonáutica é o ramo da ciência dedicado ao vôo espacial. O termo foi proposto pela primeira vez por Guido von Pirguet em 1928 e adotado por vários países, em especial a antiga União Soviética. O termo Astronáutica foi proposto pelo escritor francês Joseph Genri Rosny em 1927, e acabou sendo o termo mais utilizado nos países ocidentais. Isto explica porque os viajantes espaciais no ocidente são chamados de astronautas, e os viajantes russos são chamados de cosmonautas.

O vôo espacial despertou o interesse de muitos escritores de ficção como Julio Verne e HG Wells, mas teve como um de seus pais o russo Konstantin Tsiolkovsky, que desenvolveu os primeiros estudos teóricos de como construir foguetes. Foi dele a idéia de utilizar foguetes de múltiplos estágios para chegar ao espaço.

O vôo espacial permitiu grandes melhorias da vida aqui na Terra, graças às novas tecnologias que foram criadas. Muitas tecnologias acabaram fazendo parte do dia a dia das pessoas. Os satélites de comunicação geoestacionários permitem a comunicação de milhões de pessoas todos os dias. O GPS (sistema de posicionamento global) permite a navegação e viagens seguras e precisas por qualquer lugar. A previsão do tempo foi aperfeiçoada com Os satélites metereológicos, e com a ajuda dos satélites de sensoriamento remoto, podemos descobrir novos recursos naturais. Porém, o espaço também serve para fins militares.

Durante o século 20, os primeiros foguetes surgiram como armas de guerra durante a Segunda Guerra Mundial. Foram os alemães que construíram o primeiro veículo capaz de voar a mais de 100 mil metros de altura, o foguete balístico A4. Apesar de seu curto  alcance de pouco mais de 300 kms, acabou servindo de base para os programas espaciais de russos e americanos.

A partir dos anos 60, a exploração do espaço entrou num período que é denominado de corrida espacial, onde foi utilizada como ferramenta de prestigio pelas duas superpotências da época, os Estados Unidos e a União Soviética. O primeiro vôo espacial tripulado e a chegada a Lua foram dois grandes acontecimentos deste período.

Com o fim da União Soviética em 1991, a corrida espacial foi substituída pela cooperação entre os dois antigos rivais. Isto permitiu que em 1998 fosse possível iniciar a construção da estação espacial internacional, que foi oficialmente finalizada em 2011.

Durante a primeira década do século 21 a China se tornou o terceiro país a lançar seus próprios astronautas, e lentamente, os programas espaciais caminham para levar as naves espaciais para mais longe da orbita terrestre. Existem planos para voltar a Lua e viajar para Marte, mas eles dependem, em grande parte, de vontade política para seguir adiante.

Origens do vôo espacial

A Segunda Guerra Mundial foi o ponto de partida para a conquista do espaço. O esforço de guerra alemão na construção das foguetes para bombardear a Inglaterra deu origem ao A4, o primeiro foguete balístico. Como arma, o A4 não obteve bons resultados, tinha um alcance muito curto (cerca de 300 Kms) e uma carga explosiva de pouco mais de uma tonelada. Sua complexidade acabou fazendo mais vítimas do  lado alemão do que do lado inglês. Apesar disso, era uma máquina formidável para seu tempo.

Tanto o foguete, quanto os cientistas responsáveis por sua criação serviriam com referência para os programa espaciais. É inegável a importância dos técnicos alemães na origem dos programas espaciais. Graças a eles, russos e americanos puderam assimilar estas novas tecnologias e iniciar seus próprios programas. No final da guerra os vencedores procuraram ao máximo capturar o maior número de foguetes e técnicos possíveis para aprender os segredos destas novas armas.

Inicialmente, os foguetes foram vistos exclusivamente como armas, mas aos poucos, foi ganhando espaço a sua utilização para o vôo espacial. No começo dos anos 50, de ambos os lados, começara  a surgir os primeiros foguetes balísticos, criados para levar bomba atômicas. Os bombardeiros movidos a hélice tinham como principal obstáculo os novos aviões a jato, então os foguetes passaram a ser uma opção para levar para o solo inimigo as bombas atômicas.

Foi em 1955 que ambos os lados começaram seriamente a pensar em ir para o espaço, O Ano Geofísico Internacional de 1957 foi o pretexto que ambos os lados precisavam. Os americanos possuíam três programas paralelos para construir o seu primeiro satélite, cada um conduzido por uma área das forças armadas. Isso permitiu aos soviéticos tomarem a dianteira e lançarem o Sputnik, o primeiro satélite artificial, em outubro de 1957. No mesmo ano, conseguiram lançar o primeiro ser vivo no espaço, a cadela Laika. Uma grande comoção ocorreu quando foi revelado que ela não seria trazida de volta, se tornando a primeira vitima da exploração do espaço.

Somente no ano seguinte os norte americanos conseguiriam lançar o seu primeiro satélite. Apesar de terem ficado em segundo, os americanos conseguiram a maior descoberta do Ano geofísico, os cinturões magnéticos de Van Hallen. Durante a exploração espacial, tanto russos quanto americanos se revezariam na primazia de novas conquistas.

Corrida Espacial

A corrida espacial pode ser definida como uma competição de prestígio entre os Estados Unidos e a União Soviética pela supremacia na exploração espacial. Durante o período de 1957 a 1975, foi responsável pela maioria das grandes conquistas, como o primeiro satélite artificial, o primeiro astronauta e a chegada do homem a Lua.

A partir de 1975, a corrida continuou de forma menos acirrada, com uma crescente cooperação entre os dois rivais. Graças a esta competição, foram feitos grandes avanços na educação, na pesquisa cientifica e na tecnologia. Enormes investimentos tiveram que ser feitos para garantir a dianteira.

Os soviéticos levaram uma clara vantagem na corrida espacial até 1964. No período de 1957 a 1964 conseguiram lançar o primeiro satélite (Sputnik), o primeiro cosmonauta (Yuri Gagarin), a primeira mulher no espaço (Valentina Tereschkowa), as primeiras sondas lunares e a primeira caminhada espacial(Alexei Leonov). Após o histórico vôo de Gagarin, o presidente norte americano John Kennedy lançou a corrida a lua, afirmando que os Estados Unidos mandariam um astronauta para a Lua até o final da década de 60. Com um programa espacial bem organizado e com um objetivo definido, não foi difícil mobilizar a nação no caríssimo projeto Apollo, que permitiu chegar à Lua e vencer a corrida espacial. O vôo da Apollo 11 em 1969 foi a realização deste esforço. Ao todo, seis expedições lunares foram enviadas entre 1969 a 1972. Desde então, nunca mais se voltou ao nosso satélite natural. Desde o principio, a corrida a Lua era apenas um objetivo político. Não havia o real interesse de estabelecer bases ou manter uma presença permanente lá.

Apos a corrida lunar, ambos os lados se dedicaram a objetivos diferentes. Os soviéticos se dedicaram a construção de laboratórios orbitais, e a vôos tripulados cada vez mais extensos. Por outro lado, os norte americanos se dedicaram a construção de um veiculo espacial reutilizável, o ônibus espacial, que acabou servindo por três décadas. Alem disso, se dedicaram também a exploração dos planetas do sistema solar através de sondas espaciais.

Um momento de distensão durante a corrida espacial foi o vôo conjunto Apollo Soyuz em 1975. Este primeiro vôo somente seria repetido quase duas décadas depois.

Vôo espacial tripulado

Os russos foram os pioneiros no vôo espacial com o histórico vôo de Yuri Gagarin em 1961. Apesar dos americanos terem sido os primeiros a chegar à Lua, a experiência em vôos tripulados russa é muito maior. Desde os anos 70 os russos se dedicam a construção de laboratórios espaciais. A estação espacial Mir, durante as décadas de 80 e 90, foi o ponto máximo. Pertencem aos russos os recordes de permanência em órbita e de cosmonautas com maior experiência no espaço.  Junto com os Estados Unidos, construíram a Estação Espacial Internacional, com peso de 400 toneladas e que leva mais de uma década sendo construída.

Russos e americanos tem formas diferentes de levar seus astronautas ao espaço. Os russos utilizam cápsulas, chamadas de Soyuz. As Soyuz existem desde os anos 60, e surgiram durante a corrida a Lua. Os russos nunca levaram cosmonautas para a Lua, mas desde então utilizam a Soyuz para levar cosmonautas para seus laboratórios espaciais. A Soyuz é uma nave espacial não recuperável com capacidade para três cosmonautas e peso de oito toneladas.

Por seu lado, os americanos utilizaram cápsulas até a década de 70. A partir dos anos 80, utilizaram o ônibus espacial (Space Shuttle). Não é exagero nenhum afirmar que o Shuttle é uma das máquinas mais complexas já construídas de toda a história. Com capacidade para sete astronautas, autonomia de duas semanas e peso próximo as 100 toneladas, ela permitiu aumentar a presença norte americana no espaço. Um dos objetivos durante os anos 80 era construir uma estação espacial, mas isto não se materializou devido aos custos e falta de vontade política. A  cooperação com os russos nos anos 90 permitiu atingir este objetivo e deu um sentido de propósito maior ao programa Shuttle.
Com a aposentadoria do ônibus espacial, os americanos voltaram a utilizar cápsulas, mas desta vez feitas pela iniciativa privada. Hoje os astronautas americanos vão para a ISS a bordo de naves Dragon feitas pela empresa SpaceX.
Durante a construção da Mir nos anos 90, o fim da União Soviética e a falta de recursos para as atividades espaciais, acabou fazendo com que o programa russo se aproximasse do norte americano. Com a ajuda americana, os dois últimos módulos da Mir foram concluídos. Com a estadia de astronautas americanos na estação russa, os norte americanos puderam se preparar para o futuro e se acostumar com vôos de longa duração. Desde 1998, russos e americanos, bem como outras nações, se dedicam a construir a Estação Espacial Internacional. Hoje é comum que astronautas americanos cheguem ao espaço como passageiros de naves espaciais russas, algo que seria impensável há décadas atrás.

Exploração planetária

Os russos foram os pioneiros no envio de sondas para a Lua, Marte e Vênus, mas foram os norte americanos que obtiveram sem nenhuma dúvida o maior sucesso. As missões de exploração marciana permitiram um enorme conhecimento sobre o planeta vermelho. A missão Viking nos anos 70 permitiu mapear todo o planeta. Desde os anos 90, sempre existe alguma sonda estudando o planeta.

Durante as décadas de 70 e 80, as missões Pioneer e Voyager permitiram explorar os planetas Júpiter, Saturno, Urano e Netuno. Foram os norte americanos que mandaram sondas para todos os planetas do sistema solar, sendo o último que foi explorado é Plutão, com a chegada da sonda New Horizons em julho de 2015.

O sucesso norte americano se explica pela melhor tecnologia e pela existência de uma vasta rede de comunicação de longa distância. As sondas Voyager, lançadas em 1976, ainda funcionam e suas transmissões podem ser captadas mesmo estando fora do Sistema Solar.

O ponto alto da exploração planetária russa foi Vênus. O segundo planeta ao redor do Sol possui temperaturas em sua superfície de até 500 graus e uma pressão atmosférica 90 vezes maior do que na Terra. Sua densa atmosfera impede a observação direta de sua superfície a partir do espaço. Essas dificuldades foram um enorme desafio para as sondas Venera enviadas durante as décadas de 60 e 80. Estas sondas foram as únicas que mandaram fotos de sua superfície, além de fazer o mapeamento de radar do hemisfério norte do planeta.