thumb|De koppeling van de Apollo en de Sojoez-ruimtecapsules op 15 juli 1975 betekent het einde van de ruimtewedloop. thumb|Foto van de planetoïde 253 Mathilde, in 1997 gemaakt door de ruimtesonde NEAR Shoemaker. Mathilde is iets groter dan 50 km in diameter. Ruimteonderzoek is het gebruik van astronomie en ruimtetechnologie om op een fysische manier de ruimte te onderzoeken met al dan niet bemande ruimtevluchten en ruimtetuigen.
Al in de oudheid observeerde men de bewegingen van de hemellichamen. De motivatie voor het ruimteonderzoek is echter niet steeds wetenschappelijk geweest: ook politieke motieven en wedijver speelden dikwijls mee.
Een belangrijke periode voor het ruimteonderzoek was de ruimtewedloop, de wedloop die de Verenigde Staten en de Sovjet-Unie voerden om de verovering van de ruimte. Deze liep ruwweg van 1957 tot 1975 en werd gekenmerkt door inspanningen van beide naties om satellieten in omloop te brengen (met belangrijke militaire implicaties voor spionage en bewapening) en die uiteindelijk culmineerden in een bemande vlucht naar de maan met landing en terugkeer naar de aarde.
Onderwerpen van onderzoek thumb|Van Allen-gordel De aarde en zijn atmosfeer vanuit de ruimte Het zonnestelsel met zijn planeten, manen, planetoïden, ... Bekende sterren, hun planeten en manen. Nog onbekende sterren en sterrenstelsels en exoplaneten. Planeten en manen met mogelijkheid van leven De aanwezigheid en/of mogelijkheid van leven op planeten of manen. De banen van planetoïden en mogelijkheid van inslag op een planeet Voorkoming inslag planetoïde door vernietiging of baanwijziging. De mogelijkheid van ontginning van ertsen van planetoïden en de maan. De gevolgen van het gebrek aan zwaartekracht. Voorbereiding van een bemande vlucht naar de maan. Zie ook ruimtevaart naar de Maan. Voorbereiding van een bemande vlucht naar Mars. Voorbereiding van een lange ruimtevlucht door bestudering van de gevolgen van straling en zonneerupties op het menselijk lichaam tijdens ruimtevluchten en tijdens het verblijf op hemellichamen Doorlopende proeven in het Ruimtestation
Plaats van de observatie thumb|Lagrangepunten van het aarde/zon-systeem Observatie vanaf de aarde: sommige straling wordt geabsorbeerd door de atmosfeer van de aarde. Observatie vanuit een geostationaire baan om de aarde. Observatie vanuit een omloopbaan om de aarde. Observatie vanuit de lagrangepunten. Observatie vanaf andere planeten. Observatie in een omloopbaan rond een andere planeet. Observatie met bemande of onbemande vluchten langs verschillende planetoïden of planeten.
Lagrangepunten zijn relatief stabiele punten, alhoewel enkele punten labiel zijn omdat alleen verplaatsingen op de as zon-aarde gecompenseerd worden. De stabiele lagrangepunten hebben het nadeel dat ze verzamelplaatsen zijn van ruimtestof en andere materialen die eens in deze zone gekomen gevangen worden en het zicht voor de telescopen kunnen hinderen, maar ook een gevaar opleveren voor beschadigingen.
De keuze tussen bemande en onbemande ruimtevluchten wordt mede bepaald door de extra mogelijkheden van bemande vluchten af te wegen tegen de veel hogere kostprijs en de extra gevaren ten opzichte van de onbemande vluchten.
Door de snel evoluerende techniek en mogelijke beschadigingen moeten ruimtetelescopen ook regelmatig vervangen worden, wat veel duurder is dan telescopen op aarde te renoveren.
Door de Van Allen Gordel is er geen bewoond station mogelijk boven 1000 km.
Toepassing van nieuwere technieken Door de grotere spiegeldiameters van grotere telescopen moet de vervorming van de spiegel bijgestuurd worden. Grotere spiegels kunnen ook gemaakt worden door vele zeshoekige spiegels aan elkaar te voegen. Een virtuele grotere spiegeldiameter kan verkregen worden door verschillende kleinere spiegels op een bepaalde afstand van elkaar te plaatsen en met de computer deze beelden tot één beeld te verwerken. Door beelden van verschillende observatietelescopen op aarde te combineren met een computer kunnen hoogwaardige beelden verkregen worden vergelijkbaar met deze van de Hubble-telescoop, met minder kosten. Vervorming van het beeld door de atmosfeer kan (deels) met de computer verwijderd worden, door de eigenschappen van de atmosfeer continu te detecteren en het beeld hiervoor continu aan te passen. Ook in de ruimte kunnen verschillende telescopen in gezamenlijk verband geplaatst worden, bevestigd aan één satelliet of met verschillende satellieten die afzonderlijk gestuurd worden om hetzelfde doel te bestuderen.
Samenwerking tussen verschillende observatiemogelijkheden en amateurastronomen Als nieuwe sterren, planeten of manen gevonden worden door satellieten rond een planeet of een ruimtevlucht, dan worden deze verder opgevolgd door telescopen vanaf de aarde of vanuit de ruimte. De beelden van de telescopen van mogelijke nieuwe planetoïden, worden door amateurastronomen verder onderzocht en opgevolgd voor verder waarneming van de omloopbaan.
Hedendaags ruimteonderzoek Ruimteonderzoek vanop de aarde Zie ook: Lijst van grootste optische telescopen
Keck-observatorium Het Keck-observatorium is een optische en infrarood-telescoop te Hawaï. Het bijzondere van de telescoop is dat hij bestaat uit twee fysieke telescopen met 10 meter spiegels, waarmee interferometrie mogelijk is. De telescoop is wetenschappelijk van zeer grote waarde omdat de technieken er ontwikkeld worden waarmee toekomstige ruimtetelescopen als de Terrestrial Planet Finder zullen werken, anderzijds omdat de telescoop een van de eerste zal zijn waarmee licht van een ster uit een opname gefilterd kan worden waarmee een blik geworpen kan worden op het zonnestelsel van de betreffende ster.
Very Large Telescope (VLT) De VLT bestaat uit vier grote 8,2 meter telescopen en een aantal kleinere telescopen met een spiegeldoorsnede van 1,8 m. De vier telescopen staan bekend als Antu, Kueyen, Melipal en Yepun, of meer prozaïsch als UT1, UT2, UT3 en UT4. De 4 spiegeltelescopen kunnen als een interferometer aan elkaar worden gekoppeld, waardoor ze als één grote telescoop kunnen opereren. Dit systeem staat bekend als VLTI.
Supernova Cosmology Project Het Supernova Cosmology Project bestudeert type 1A supernova's met een grote roodverschuiving (Z > 1.2). Voor het project wordt gebruikgemaakt van de Hubble-ruimtetelescoop, de Very Large Telescope (VLT) van European Southern Observatory (ESO) in Chili en de Kecktelescoop in Hawaï.
Ruimteonderzoek vanuit de ruimte Ruimteonderzoek vanuit lagrangepunt L1 De zonneobservatiesatelliet Solar and Heliospheric Observatory (SOHO) is in L1 geplaatst, zodat deze constant zicht op de zon heeft en toch een vaste positie ten opzichte van de aarde heeft. De satelliet beschrijft een baan om L1 heen zodat deze dus niet altijd precies in de richting van de zon staat. Een baan om L1 is enkel mogelijk in het vlak loodrecht op de lijn aarde-zon, gezien de stabiliteit van L1. De baan van SOHO heeft een halve lange as van ongeveer 660 000 km in de richting van de omloopbaan om de zon ligt. Met een afstand van ongeveer 1,5 miljoen kilometer van de aarde ligt de maximale afwijking van de zonsrichting op enige tientallen graden.
Ruimteonderzoek vanuit lagrangepunt L2 De Wilkinson Microwave Anisotropy Probe in lagrangepunt L2 van aarde/zon. De James Webb-ruimtetelescoop (James Webb Space Telescope, JWST) is een infraroodtelescoop die de Hubble-ruimtetelescoop moet vervangen. Gaia van de Europese ruimtevaartorganisatie ESA bevindt zich in een Lissajous-achtige baan rond het L2 punt van aarde/zon.
Ruimteonderzoek vanuit een heliocentrische baan om de zon thumb|Eerste foto's van de Spitzer Space Telescope (credit: NASA/JPL-Caltech) De Spitzer Space Telescope was een met vloeibaar helium gekoelde telescoop die in een heliocentrische baan achter de aarde aan om de zon draait, en gebruikt wordt voor observatie van het heelal in het infrarode golflengtegebied. Tot 18 december 2003 droeg deze ruimtetelescoop de naam Space Infrared Telescope Facility, kortweg SIRTF.
Spitzer Space Telescope was de vierde van NASA's Great Observatories, een ruimtevaartprogramma van ruimtetelescopen waartoe ook de Hubble-ruimtetelescoop, Chandra X-ray Observatory en de Compton Gamma Ray Observatory behoren.
Ruimteonderzoek vanuit een elliptische baan om de aarde Chandra X-ray Observatory De Chandra X-ray Observatory is een satelliet die waarnemingen doet in het röntgengebied. De satelliet is op 23 juli 1999 door de Spaceshuttle Columbia in een elliptische baan om de aarde geplaatst. De meest nabije afstand tot de aarde bedraagt 16.000 kilometer, de verste afstand bedraagt 133.000 km. De baan is elliptisch doordat de satelliet alleen kan waarnemen boven de Vanallengordels. Door deze baan kunnen er per omwenteling van 64 uur en 18 minuten, 55 uur besteed worden aan waarnemingen.
De Chandra X-ray Observatory is een van de vier ruimtetelescopen van NASA's Great Observatories, een ruimtevaartprogramma van ruimtetelescopen waartoe ook de Hubble-ruimtetelescoop, Spitzer Space Telescope en de Compton Gamma Ray Observatory behoren.
Ruimtetelescoop Hubble (HST) Ruimtetelescoop Hubble bestaat uit een aantal precisie-instrumenten voor astronomische waarnemingen en draait sinds de lancering door de NASA op 24 april 1990 als een kunstmatige satelliet rond de aarde. De Hubble wordt gebruikt voor optische waarnemingen. De telescoop bezit ook een infraroodcamera. In mei 2009 is door het aanbrengen van nieuwe gyroscopen en accu's de levensduur van de telescoop verlengd. Verder zijn nieuwe instrumenten geïnstalleerd: een Cosmic Origins Spectrograph en een nieuwe groothoekcamera, WFC3, die WFPC2 verving. De HST zal vervangen worden door de James Webb-ruimtetelescoop (James Webb Space Telescope, JWST).
De Hubble-ruimtetelescoop is een van de vier ruimtetelescopen van NASA's Great Observatories, een ruimtevaartprogramma van ruimtetelescopen waartoe ook de Chandra X-ray Observatory, Spitzer Space Telescope en de Compton Gamma Ray Observatory behoren.
Ruimteonderzoek vanop of rond Mars
2001 Mars Odyssey (of kortweg Mars Odyssey) is een ruimtesonde van de NASA die zich sinds 24 oktober 2001 in een baan rond Mars bevindt. De start vond plaats op 7 april 2001 aan boord van een Delta II raket. De sonde werkt ondanks beschadigingen in 2003 nog steeds uitstekend.
De Mars Exploration Rovers (MER A en MER B) zijn twee onbemande ruimtevaartuigen die in januari 2004 op Mars landden. Het zijn robotwagentjes (rovers) die grotendeels zelfstandig in staat zijn om zich voort te bewegen, wetenschappelijk onderzoek te verrichten, foto's te nemen, en informatie naar de Aarde te zenden.
De Phoenix (ruimtesonde) werd op 4 augustus 2007 gelanceerd vanaf Cape Canaveral. Rond 25 mei 2008 bereikte deze het oppervlak van de planeet Mars. De Phoenix deed onderzoek aan een van de poolkappen van de planeet. Er werd o.a. gekeken of zich onder het ijs leven bevindt of heeft bevonden.
Ruimteonderzoek rond Saturnus De Cassini-Huygens-missie was een ruimtevaartmissie die een studie maakt van Saturnus en zijn manen. Het is een samenwerkingsverband van NASA, ESA en ASI.
Lijst van ruimtetelescopen
thumb|Ruimetelescopen en hun golflengtebereik in 2005. Blauw: Nog in gebruik of reeds uit dienst. Groen: in ontwikkeling Lijst van ruimtetelescopen (onvolledig) NaamStartEindeBereikEigenaarIn dienstHubble-ruimtetelescoopApr 1990Zichtbaar lichtNASA, ESAZon en Heliosfeer ObservatoriumDec 1995Zichtbaar en ultraviolet lichtNASA, ESAChandra X-ray ObservatoryJul 1999RöntgenstralingNASAXMM-NewtonDec 1999RöntgenstralingESAWMAPJun 2001Okt 2010MicrogolvenNASAIntegraal (Satelliet)Okt 2002GammastralingESAGalaxy Evolution ExplorerApr 2003Jun 2013Ultraviolet lichtNASASpitzer-RuimtetelescoopAug 2003Jan 2020InfraroodstralingNASASuzakuJul 2005Sep 2015RöntgenstralingJAXASTEREOOkt 2006Ultraviolet lichtNASAJames Webb-ruimtetelescoopDec 2021IRNASA, ESA, CSA
Plaats van de satellieten in de atmosfeer
Toekomstig ruimteonderzoek