تاریخچه فضاپیمای سایوز

نمونه صندلی فضاپیمای سایوز-تی‌ام که برای انتقال فضانوردان به ایستگاه فضایی میر بکار می‌رفته است.

آغاز برنامه سایوز 

برنامه شوروی برای سفر به ماه ابتدا بر این اساس بود که سه بخش فضاپیمای ماه‌نورد بطور جداگانه به فضا پرتاب شوند، در مدار زمین به هم متصل شده و فضاپیمای بزرگتری تشکیل دهند. به علت پیچیدگی عملیاتی، این طرح به دو پرتاب جداگانه تغییر پیدا کرد، و در نهایت تبدیل به پرتاب کل فضاپیما در یک نوبت شد. فضاپیمای سایوز برای اجرای طرح سوم طراحی و ساخته شد، و نخستین فضاپیمایی بود که می‌توانست در فضا مستقل عمل کند، هدایت شود، و به فضاپیماهای دیگر متصل گردد

سایوز ماه‌نورد «زوند» نام داشت و با کُد L1 شناخته می‌شد. فضاپیمای زوند از دو بخش اصلی تشکیل می‌شد: بخش فرماندهی و بخش ماه‌نشین. قرار بر این بود که این دو بخش در مسیر پرواز بین زمین و ماه به هم متصل باقی بمانند، و در مدار ماه از هم جدا شوند:

• بخش فرماندهی با دو سرنشین پس از رسیدن به نزدیکی ماه، در مدار ماه باقی بماند.
• بخش ماه‌نشین با یک سرنشین بر سطح ماه فرود آید و پس از انجام ماموریت، دوباره در مدار ماه به بخش فرماندهی متصل شود و به زمین بازگردد.

همزمان با سایوز ماه‌نورد، گونه‌ای دیگر از سایوز نیز در اواسط دهه ۶۰ میلادی مختص عملیات در مدار زمین طراحی شده بود که با کد 7K-OK شناخته می‌شد. قرار بر این بود که از این گونه درمدار زمین برای تمرین عملیات سفر به ماه استفاده شود.

پروازهای فضایی اولیه 

فضاپیمای سایوز تی‌ام درحالیکه بهایستگاه فضایی میر متصل شده

در فضای رقابت‌آمیز مسابقه فتح ماه، نخستین آزمایش‌های سایوز در مدار زمین به سرعت برنامه‌ریزی و انجام شد. این آزمایش‌ها نتایج متفاوتی درپی داشت. در ۲۳ آوریل ۱۹۶۷ (۳ اردیبهشت ۱۳۴۶) نخستین ماموریت این فضاپیما با نام سایوز-۱ با یک سرنشین به نام ولادیمیر کاماروف به فضا پرتاب شد. قرار بود که سایوز-۲ مدت کوتاهی پس از آن به فضا پرتاب شود تا این دو فضاپیما بتوانند در مدار زمین عملیات اتصال به یکدیگر را آزمایش کنند. به علت نقص فنی، پرتاب سایوز-۲ لغو و کاماروف مجبور به بازگشت به زمین شد. در راه بازگشت، چترنجات فضاپیما عمل نکرد که باعث سقوط آن به زمین و کشته شدن کاماروف گردید.

پس از این فاجعه، به مدت یک سال و نیم تنها فضاپیماهای بی‌سرنشین سایوز برای آزمایش به فضا پرتاب شدند. در این دوره دو فضاپیمای سایوز با موفقیت و بطور کاملا خودکار در مدار زمین به هم متصل شدند. پس از رفع اشکال و اطمینان از صحت عملکرد فضاپیما، پروازهای سرنشین‌دار سایوز در اکتبر ۱۹۶۸ از سرگرفته شد.

سایوز برای ایستگاه‌های فضایی 

مدلی از سایوز که برای انتقال سه فضانورد (بدون لباس فضایی) به ایستگاه فضایی سالیوت-۱ استفاده شد.

پس از فرود آپولو ۱۱ بر سطح ماه، مدیران برنامه فضایی شوروی نیروی خود روی هدف مهم دیگری متمرکز کردند: ساخت ایستگاه‌های دائمی فضایی در مدار زمین!

در اواخر دهه ۶۰ میلادی، گونه جدیدی از فضاپیمای سایوز برای حمل فضانورد و بار به ایستگاه‌های فضایی سالیوت و آلماز طراحی و ساخته شد. در سال ۱۹۷۱، این مدل سایوز دو فضانورد را به ایستگاه فضایی سالیوت-۱ منتقل کرد. در راه بازگشت فضانوردان به زمین، فاجعه دیگری رخ داد: فشار هوای درون کابین فضانوردان به علت نقص فنی شدیدا کاهش پیدا کرد و باعث کشته شدن هردو فضانورد شد. از آن حادثه به بعد طراحی سایوز به نحوی تغییر کرد که فضانوردان در مراحل پرتاب و بازگشت به زمین، با لباس فضایی در کابین بنشینند تا در صورت وقوع حادثه‌ای مشابه، لباس فضایی جان و سلامت آنان را تضمین کند. از آنجاییکه لباس فضایی به جای بیشتری نیاز داشت، تعداد سرنشینان سایوز از ۳ به ۲ فضانورد کاهش پیدا کرد.

پس از رفع اشکال و انجام تغییراتی در فضاپیما، سایوز تبدیل به فضاپیمای اصلی برای حمل فضانورد و بار به مدار زمین و ایستگاه‌های فضایی شد. فاجعه سالیوت-۱ آخرین حادثه مهم فضاپیمای سایوز بود. از آن زمان تاکنون فضاپیماهای سایوز هیچ گونه حادثه‌ای نداشته‌اند.

سایوز-تی و سایوز-تی‌ام [ویرایش]

فضاپیمای سایوز-تی

فضاپیمای سایوز تی‌ام‌ای؛ علاوه بر تغییرات داخلی، سیستم اتصال خودکار فضاپیما نیز بهبود پیدا کرد. می‌توان نشانی از این تغییرات را در آنتن‌های جلوی فضاپیما مشاهده نمود.

گونه جدیدی از فضاپیمای سایوز با نام سایوز-تی (T) در سال ۱۹۸۰، و گونه پیشرفته‌تری با نام سایوز-تی‌ام (TM) در سال ۱۹۸۶ ساخته و به خدمت گرفته شدند. سایوز-تی‌ام برای انتقال فضانورد و بار به ایستگاه فضایی نسل دوم شوروی یعنی ایستگاه میر بکار گرفته می‌شد.

در این گونه جدید ابزار ناوبری پیشرفته‌تری تعبیه شده بود، و ابزار و امکانات نجات اضطراری فضانوردان نیز بهبود داده شده بود.

یکی از مهمترین تغییرات در سایوز-تی و سایوز-تی‌ام، امکان حمل سه سرنشین بود بطوریکه هرسه فضانورد می‌توانستند در طول مراحل پرتاب و فرود لباس فضایی به تن داشته باشند.

سایوز-تی‌ام‌ای

فضاپیمای سایوز تی‌ام‌ای-۹ حاملانوشه انصاری پس از اتصال به ایستگاه فضایی بین‌المللی

سایوز-تی‌ام‌ای (TMA) جدیدترین گونه از فضاپیمای سایوز است که از سال ۲۰۰۳ وارد خدمت شده و در حال حاضر برای سرویس‌دهی به ایستگاه فضایی بین‌المللی بکار می‌رود. عمده‌ترین تفاوت سایوز-تی‌ام‌ای با مدل‌های قبل، نبود محدودیت قد برای فضانوردان است. بدین ترتیب، پس از اتصال سایوز-تی‌ام‌ای به ایستگاه فضایی بین‌المللی، فضانوردان صرف نظر از ملیت و قد خود می‌توان از آن در هنگام خطر و حادثه به عنوان وسیله نجات اضطراری استفاده کنند و به زمین بازگردند.

ماهواره، یا قمر مصنوعی، به دستگاه‌های ساخت بشر گفته می‌شود که در مدارهایی در فضا به گرد زمین یا سیارات دیگر می‌چرخند.

اهمیت ماهواره‌ها برای مخابرات و بررسی منابع زمینی و پژوهش و کاربردهای نظامی و جاسوسی روزافزون است. بخشی از پژوهشهای علمی و تخصصی که در آزمایشگاه‌های مستقر در فضا انجام می‌شود، هرگز نمی‌توانست روی کره زمین جنبه عملی به خود گیرد.

ظاهرا نخستین اشاره به ماهواره در ادبیات، نوشته‌ای از ادوارد اورت هیل است. او در سال ۱۸۶۹ در داستانی بنام «ماه آجری» از ماهواره‌ای حامل انسان نام می‌برد که به دور زمین می‌گردد. ژول ورن نیز در داستان «میلیون‌های بگم» در سال ۱۸۷۹ از گلوله توپی نام می‌برد که بطور ناخواسته در مدار زمین به گردش درآمده‌است. کنستانتین سیولخوسکی نیز در رساله خود بنام «اکتشاف فضای کیهانی با وسائل عکس‌العملی» در میان انبوهی از اندیشه‌های نو در مورد فضانوردی، از ماهواره نیز نام می‌برد. در سال ۱۹۴۵ آرتور سی. کلارک نویسنده داستان‌های علمی، برای اولین بار پیشنهاد کرد که ماهواره‌های ارتباطی برای تامین ارتباط در سراسر زمین در مدار زمین‌هم‌زمان کره زمین قرار گیرند.

ایده استفاده از ماهواره‌های ساخت دست بشر، برای اولین بار در پایان جنگ جهانی دوم بر سر زبان‌ها افتاد.دانشمند، ریاضی دان و نویسنده مشهور انگلیسی آرتور سی کلارک Arthur C Clarke یکی از بزرگ‌ترین خالقان داستان‌های تخیلی، برای اولین بار پیشنهاد قرار دادن یک ماهواره ارتباطی را در مدار ژیوسنکرون زمین Geostationary Orbit یا مدار کلارک که در فاصله تقریبا ۳۶۰۰۰ کیلومتری سطح زمین و بالای خط استوا (جایی که قابلیت دسترسی به تقریبا ۴۰٪ سطح زمین در آن مکان وجود دارد) قراردارد، را جهت پوشش سیگنال‌های رادیو یی و تلوزیونی را داد.

ماهواره‌ای که در مدار ژیوسنکرون زمین و در بالای خط استوا و هماهنگ با سرعت زمین و با زاویه‌ای ثابت، حرکت می‌کند، قسمت مشخصی از سطح زمین را بطور ثابت پوشش می‌دهد.از یک ایستگاه زمینی نیز بصورت یک نقطه ثابت، قابل رویت است.ماه، خورشید، و دیگر ستارگان و سیارات منظومه شمسی باعث تا ثیر گذاری بروی ماهواره در مدار خود می‌شود که احتمال جابخایی از مکان خود را دارد. برای جلوگیری از این مسیله، موتورهای مخصوصی که بوسیله ایستگاه‌های زمینی کنترل می‌شوند، کمک می‌کنند که ماهواره‌ها در مکان خود ثابت باقی بمانند.

جهت برقراری ارتباط از یک ایستگاه زمینی، معمولاً احتیاج به یک دیش بزرگ که بنام Uplink Antenna معروف است، می‌باشد و باعث تمرکز اطلاعات ارسالی به ماهواره می‌شود. در ارتباط بین ماهواره و ایستگاه زمینی معمولاً از دو نوع موج و فرکانس متفاوت استفاده می‌شود.یکی برای Uplink و دیگری برای Downlink. دیش نصب شده بروی ماهواره، سیگنال ارسالی ازایستگاه زمینی را دریافت کرده و به یک دستگاه گیرنده می‌رساند و پس از یک سری پردازش، به فرستنده ماهواره انتقال می‌دهد و از طریق آنتن فرستنده ماهواره، مجدداً به سمت زمین باز تابش داده می‌شود.

سیگنال ارسالی به سطح زمین، بوسیله دیش‌های معمولی، دریافت و جمع آوری شده و به دستگاه گیرنده ماهواره، از طریق LNB انتقال پیدا می‌کند.

قدرت سیگنال دریافتی بر روی زمین، نسبت به فاصله و زاویه و.... ماهواره و نقطه گیرندگی، متفاوت بوده و بصورت یک الگوی خاص به نام سایه ماهواره یا footprint معرفی می‌شود.

همیشه قدرت سیگنال ماهواره در مرکز سایه، بیشترین مقدار را دارا می‌باشد و در گوشه‌ها، از کمترین مقدار، برخوردار است. توجه به این نکته لازم است که دریافت سیگنال در خارج است سایه، احتیاج به دیش‌های بزرگ تر، دارد. امواج سانتی متری، جهت ارسال سیگنال ماهواره به زمین، مورد استفاده قرار می‌گیرد که محدوده فرکانسی آنها بین ۳-۳۰ MHz می‌باشد.

دلیل اصلی استفاده از این امواج رادیویی کوتاه، انتشار راحت امواج و تاثیرات کم نویز و مزاحمت‌های فرکانسی است. البته فرکانسهای بالاتر از ۱۵ Ghz، بصورت وحشتناکی بوسیله اکسیژن هواوبخار آب تضعیف می‌گردند. ماهواره‌ها سیگنالهای ارسالی خود را بصورت قطبی و با دو حالت افقی و عمودی ارسال می‌کنندو گاهی اوقات نیز بصورت دورانی، چپ گرد و راست گرد. در سیستمهای دیجیتال، امکان ارسال DATA و چندین شبکه تلوزیونی و رادیویی بروی یک فرکانس وجود دارد.

لغت ماهواره طبق تعریف، به سفینه‌ای گفته می‌شود که درمداری به دوریک سیاره معمولاً زمین درحال گردش باشد. در عصری که ما در آن زندگی می‌کنیم، ماهواره وتکنولوژی وابسته به آن آنچنان درتاروپود جوامع بشری نفوذکرده وبه پیش می‌تازدکه نقش تعیین کننده آن درسیرتحولات تمدن بشری، قابل توجه‌است.بخشی ازتحقیقات وپژوهشهای علمی -تخصصی که درآزمایشگاههای مسقتر در فضا انجام می‌شود، هرگز نمی‌توانست روی کره زمین جنبه عملی به خود گیرد. این تحقیقات که بسیارمتعدد ومتنوع است، درتخصصهای پزشکی، داروسازی، مهندسی مواد، مهندسی ژنتیک ودهها مورددیگر، تا به حال دستاوردهای بسیار ارزنده‌ای را به جوامع بشری عرضه کرده‌است.ماهواره‌ها که در فضا درحال گردشند، می‌توانند اطلاعات باارزشی در اختیارانسان قرار دهند که منجربه تحولات شگرفی در زمینه‌های گوناگون شود. ماهواره‌های کشف منابع زمینی هواشناسی، مخابراتی، پژوهشی ونظامی ازاین نوعند.

تاریخچه ماهواره‌های مصنوعی: اولین ماهواره مصنوعی اسپوتنیک ۱ (Sputnik ۱) بود که توسط شوروی در ۴ اکتبر ۱۹۵۷ شروع به کار کرد. که این باعث به راه افتادن یک رقابت فضایی بین شوروی و آمریکا شد. آمریکا نیز اولین ماهواره خود را در ۳۱ ژانویه ۱۹۵۸ به فضا پرتاب کرد. بزرگترین ماهواره مصنوعی که هم اکنون به دور زمین می‌چرخد ایستگاه بین‌المللی فضاییمی‌باشد.

نخستین پرتاب توسط کشور

کشور	سال پرتاب	نخستین ماهواره
اتحاد جماهیر شوروی ( روسیه)	۱۹۵۷	اسپوتنیک ۱
ایالات متحده آمریکا	۱۹۵۷	اکسپلورر ۱
فرانسه	۱۹۶۵	آستریکس
ژاپن	۱۹۷۰	اسومی
چین	۱۹۷۰	دونک فانگ هونگ ۱
بریتانیا	۱۹۷۱	پراسپرو ایکس-۳
هند	۱۹۸۰	روهینی
اسرائیل	۱۹۸۸	اوفک-۱
اوکراین	۱۹۹۵	سیچ-۱
ایران	۲۰۰۹	امید ۱

•ماهواره ضد سلاح: که بعضی مواقع ماهواره‌های کشنده نیز خوانده می‌شوند، که ماهواره‌هایی هستند که برای خراب کردن ماهواره‌های دشمن و دیگر سلاح‌های مداری و اهداف دیگر طراحی شده‌اند. که هم آمریکا و هم روسیه از این نوع ماهواره دارند.

•ماهواره‌های ستاره‌شناختی: که برای مشاهده فاصله سیاره‌ها و کهکشان‌ها و دیگر اشیای خارجی فضا استفاده می‌شود.

•ماهواره‌های زیستی : ماهواره‌هایی هستند که برای حمل ارگانیسم‌های زنده طراحی شده‌اند، عموماً برای آزمایش‌های علمی استفاده می‌شوند.

•ماهواره‌های مخابراتی : ماهواره‌هایی هستند که برای اهداف ارتباط راه دور در فضا قرار گرفته‌اند. ماهواره‌های مخابراتی مدرن نوعاً از مدارهای زمین‌همگام، مولنیا (Molniya) و پایین‌زمینی استفاده می‌کنند.

•ماهواره‌های مینیاتوری : ماهواره‌هایی هستند که دارای وزن کم و سایز کوچک به طور غیر عادی می‌باشند. طبقه بندی جدیدی که برای گروه بندی این ماهواره‌ها استفاده می‌شود عبارت است از : ماهواره‌های کوچک (۵۰۰-۲۰۰kg)، ماهواره‌های میکرو (زیر ۲۰۰kg) و ماهواره‌های نانو (زیر ۱۰ کیلوگرم)

•ماهواره‌های هدایت‌کننده : ماهواره‌هایی هستند که از پخش کردن سیگنال‌های رادیویی استفاده می‌کنند تا دریافت کننده‌های موبایل را در زمین فعال نمایند تا مکان دقیق آن‌ها مشخص شود.

•ماهواره‌های اکتشافی : ماهواره‌های مشاهداتی زمین یا ماهواره‌های مخابراتی می‌باشند، که برای کاربردهای نظامی و جاسوسی مستقر شده‌اند. • ماهواره‌های زمین‌شناسی : ماهواره‌هایی هستند که برای نظارت بر محیط، هواشناسی و ساختن نقشه و... استفاده می‌شوند.

•ایستگاه فضایی : یک ساختار ساخته دست بشر می‌باشد که برای زندگی انسان در فضای خارج طراحی شده‌است. یک ایستگاه فضایی از انواع فضاپیماها به وسیله نقصش در نیرو محرکه زیاد یا امکانات بر زمین نشستن، متمایز می‌شود-به جای موتورهای دیگر به عنوان جابه جایی به و از ایستگاه استفاده می‌شود. ایستگاه‌های فضایی برای باقی ماندن در مدار برای مدت کوتاهی طراحی شده‌اند، برای قسمتی از هفته یا ماه یا حتی سال.

•ماهواره‌های تتر (Tether) : ماهواره‌هایی هستند که به وسیله یک کابل که به آنها تتر (افسار) می‌گویند، به ماهواره‌های دیگر وصل می‌شوند.

•ماهواره‌های هواشناسی : که به طور ابتدایی برای نشان دادن آب و هوای کره زمین به کار می‌روند.

این در حالت کلی بروی مدار زمین‌ایست و بر بالای خط استوا، در فاصله 35870 کیلومتری از سطح زمین قرار داند.

این نوع ماهواره‌ها در مکانی ثابت نسبت به زمین قرار دارند و هم‌فاز با دوران زمین بدور خود، می‌گردند و بدلیل همین ثبات دارای سایه‌ای ثابت (معروف به «جای‌پا») بر زمین هستند.

به مدار زمین‌هم‌زمان مدار زمین‌ایست و یا مدار کلارک نیز گفته می‌شود.

تمام ماهواره‌های مخابراتی و تلویزیونی از این نوع هستند.

ابوریحان محمد بن احمد بیرونی (زادهٔ ۱۴ شهریور ۳۵۲، کاث، خوارزم - درگذشتهٔ ۲۲ آذر ۴۲۷، غزنین)، دانشمند بزرگ و ریاضی‌دان،ستاره‌شناس، تقویم‌شناس، انسان‌شناس، هندشناس و تاریخ‌نگار ایرانیسده چهارم و پنجم هجری است. بيرونی را بزرگ‌ترين دانشمند مسلمان و يكی از بزرگ‌ترين دانشمندان همه اعصار می‌دانند. همین‌طور او را پدر علم انسان‌شناسی وهندشناسی می‌دانند. 

بیرونی در ۱۴ شهریور ۳۵۲ خورشیدی (۲۹ ذیقعده ۳۶۲ قمری برابر ۵ سپتامبر ۹۷۳ میلادی) در خوارزم که در قلمرو سامانیان بود به دنیا آمد، و زادگاه او که در آن زمان روستای کوچکی بود، «بیرون» نام داشت. مرگش در غزنه در اوان انقلاب سلجوقیان و پادشاهی مسعود بنمحمود غزنوی بوده‌است و برخی درگذشت او را در ۲۲ آذر ۴۲۷ خورشیدی (۲۷ جمادی‌الثانی ۴۴۰ قمری برابر ۱۳ دسامبر ۱۰۴۸ میلادی) می‌دانند.

تألیفات بیرونی به زبان عربی، یعنی زبان علمی و همه‌کس‌فهم عالم اسلام بوده‌است، مگر التفهیم که آن را به فارسی کرد مر ریحانه دختر حسین خوارزمی را که خواهندهٔ کتابی در نجوم بود. بیرونی خود التفهیم را به عربی ترجمه کرد.

بیرونی دقّت و اصابت نظر خویش را مدیون مطالعات فلسفی بود، امّا او در فلسفه پیرو روش متعارف عهد خویش یعنی آن روش که به وسیله کندی و فارابی و نظایر آنان تحکیم و تدوین شده بود نبود؛ بلکه به باورهای ویژه و روش جداگانه و ایرادات خود بر ارسطو ممتاز است، وی همچنین از آثار فلسفی هندوان کتبی چون «شامل» را به عربی ترجمه نمود.

نوشته‌هایی از بیرونی در دست است که به وضوح در آن‌ها از گردش ِ زمین به دور ِ خودش نام برده می‌شود. در کتاب ِ «استیعاب الوجوه الممکنة فی صنعة الاسطرلاب» ابوریحان می‌گوید: «از ابو سعید سجزی، اُسطرلابی از نوع واحد و بسط دیدم که از شمالی و جنوبی مرکّب نبود و آن را اسطرلاب زورقی می‌نامید و او را به جهت اختراع آن اسطرلاب تحسین کردم چه اختراع آن متکی بر اصلی است قائم به ذات خود و مبنی بر عقیدهٔ مردمی است که زمین را متحرّک دانسته و حرکت یومی را به زمین نسبت می‌دهند و نه به کرهٔ سماوی. بدون شک این شبهه‌ای است که تحلیلش در نهایت ِ دشواری. و قولی است که رقع و ابطالش در کمال صعوبت است. مهندسان و علمای هیئت که اعتماد و استناد ایشان بر خطوط مساحیه(= مدارات و نصف النهارات و استوای فلکی و دایرةالبروج) است؛ در نقض ِ این شبهه و رد آن عقیدت بسی ناچیز و تهی دست باشند و هرگز دفع آن شبهه را اقامت برهان و تقریر دلیلی نتوانند نمود. زیرا چه حرکت یومی را از زمین بدانند و چه آن را به کرهٔ سماوی نسبت دهند در هر دو حالت به صناعت آنان زیانی نمی‌رسد و اگر نقض این اعتقاد و تحلیل این شبهه امکان پذیر باشد موکول به رای فلاسفهٔ طبیعی دان است.»^[۸]

ضمنا بیرونی در کتاب «الاسطرلاب» روشی برای محاسبهٔ شعاع زمین ارائه می‌کند (بوسیلهٔ افت ِ افق وقتی از ارتفاعات به افق نگاه می‌کنیم). بعدها در کتاب ِ «قانون مسعودی» ابوریحان عملی کردن این روش توسط خود را گزارش می‌دهد.^[۹] اندازه گیری ِاو یک درجهٔ سطح زمین را ۵۸ میل بدست آورده‌است که با توجه به اینکه هر میل عربی ۱۹۷۳٫۳ متر است، شعاع ِ زمین ۶۵۶۰ کیلومتر (بر حسب ِ واحدهای ِ امروزی) به دست می‌آید که تا حد ِ خوبی به مقدار ِ صحیح ِ آن نزدیک است.^[۱۰]

خورشیدگرفتگی هشتم آوریل سال ۱۰۱۹ میلادی را در کوههای لغمان (افغانستان کنونی) رصد و بررسی کرد و ماه‌گرفتگی سپتامبر همین سال را در غزنه به زیر مطالعه برد.

دانش فیزیک 

اپیکتوگرام یعنی چگال سنج آلت برای سنجش وزن مخصوص در فیزیک را اختراع نمود که با آن وزن مخصوص چیزها تعین می‌شود از اختراعات اوست

حکومت‌های هم‌دوره 

در زمان بیرونی، سامانیان بر شمال‌شرقی ایران شامل خراسان بزرگ‌تر و خوارزم به پایتختی بخارا، زیاریان بر گرگان و مازندران و مناطق اطراف، بوئیان بر سایر مناطق ایران تا بغداد، بازماندگانصفاریان بر سیستان و غزنویان بر جنوب ایران خاوری (مناطق مرکزی و جنوبی افغانستان امروز) حکومت می‌کردند و همه آنان مشوق دانش و ادبیات فارسی بودند و سامانیان بیش از دیکران در این راه اهتمام داشتند. بیرونی که در جرجانیه خوارزم نزد ابونصر منصور تحصیل علم کرده بود، مدتی نیز در گرگان زیر پشتیبانی مادی و معنوی زیاریان که مرداویج سر دودمان آنها بود به پژوهش پرداخته بود و پس از آن تا پایان عمر در ایران خاوری آن زمان به پژوهش‌های علمی خود ادامه داد. با این که محمود غزنوی میانه بسیار خوبی با بیرونی نداشت و وسایل کافی برای پژوهش، در اختیار او نبود ولی این دانشمند لحظه‌ای از تلاش برای تکمیل تحقیقات علمی خود دست نکشید.

کتاب‌ها و کارها 

یک طراحی از کتاب فارسی بیرونی. در این نمایه، شماری از گام‌های ماه به تصویر کشیده شده‌است.

بیرونی که بر زبان‌های یونانی، هندی و عربی هم چیره بود، کتب و رسالات بسیار که شمار آنها را بیش از ۱۴۶ گزارش کرده‌اند نوشت که جمع سطور آنها بالغ بر ۱۳ هزار است. مهم‌ترین آثار او التفهیم در ریاضیات و نجوم، آثار الباقیه در تاریخ و جغرافیا، قانون مسعودی که نوعی دانشنامه‌است و کتاب تحقیق ماللهند درباره اوضاع این سرزمین از تاریخ و جغرافیا تا عادات و رسوم و طبقات اجتماعی آن. بیرونی کتاب دانشنامه خود را به نام سلطان مسعود غزنوی حاکم وقت کرد، ولی هدیه او را که سه بار شتر سکه نقره بود نپذیرفت و به او نوشت که که کتاب را به خاطر خدمت به دانش و گسترش آن نوشته‌است، نه پول.

بیرونی، هم‌دورهٔ بوعلی سینا بود که در اصفهان می‌نشست و با هم مکاتبه و تبادل نظر فکری داشتند.

بیرونی در جریان لشکرکشی‌های محمود غزنوی به هند (پاکستان امروز بخشی از آن است) امکان یافت که به این سرزمین برود، زبان هندی فراگیرد و در باره اوضاع هند پژوهش کند که فراوردهٔ این پژوهش، کتاب «هندشناسی» اوست.

از دیگر آثار وی می‌توان به کتاب الصیدنه فی الطب اشاره کرد که کتابی است در باره گیاهان دارویی و با تصحیح دکتر عباس زریاب خویی منتشر شده‌است.

آثار [ویرایش]

تحقیق ماللهند: موضوع این کتاب مذهب و عادات و رسوم هندوان و نیز گزارشی از سفر به هند است.

قانون مسعودی: کتابی است در نجوم و تقویم شامل یازده بخش. در این کتاب بخشهایی مربوط به مثلثات کروی و نیز زمین و ابعاد آن و خورشید و ماه و سیارات موجود است.

التفهیم لاوایل صناعة التنجیم: این کتاب نیز در نجوم و به فارسی نوشته شده‌است و برای مدت چند قرن متن کتاب درسی برای تعلیم ریاضیات و نجوم بوده‌است.

الجماهر فی معرفة الجواهر: بیرونی این کتاب را به نام ابوالفتح مودود بن مسعود تألیف کرد و موضوع کتاب معرفی مواد معدنی و مخصوصاً جواهرات مختلف است. ابوریحان در این کتاب فلزات را بررسی کرده و نوشته‌است. او نظریّات و گفته‌های دانشمندانی مانند ارسطو اسحاق الکندی را درباره حدود سیصد نوع ماده معدنی ذکر کرده‌است.

وی در این کتاب به شرح فلزها و جواهرهای قاره‌های آسیا، اروپا و آفریقا می‌پردازد و ویژگی‌های فیزیکی ماند بو، رنگ، نرمی و زبری حدود ۳۰۰ نوع کانی و مواد دیگر را شرح می‌دهد و نظریه‌ها و گفتارهای دانشمندان یونانی و اسلامی را دربارهٔ آن‌ها بیان می‌کند.

الصیدنة فی الطب: این کتاب دربارهٔ داروهای گیاهی و خواص و طرز تهیه آن‌ها نوشته شده‌است.

الآثار الباقیة عن القرون الخالیة (اثرهای مانده از قرن‌های گذشته): ابوریحان در این کتاب مبدأ تاریخ‌ها و گاه‌شماری اقوام مختلف را مورد بحث و بررسی قرار داده‌است. از جمله این اقوام - ایرانی‌ها - یونانی‌ها - یهودی‌ها - مسیحی‌ها عرب‌های زمان جاهلیت و عرب‌های مسلمان نام برده و درباره اعیاد هر یک به تفصیل سخن گفته‌است. این کتاب را می‌توان نوعی تاریخ ادیان دانست.
استیعاب الوجوه الممکنة فی صنعة الاصطرلاب: در باب ارائهٔ روش‌های مختلف ساخت انواع اسطرلاب است

اکتشافات، اختراعات و تحقیقات 

از جملهٔ آنها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• استخراج جیب یک درجه
• قاعدهٔ تسطیح کره و ترسیم نقشه‌های جغرافیایی
• چاه آرتزین؛ این کشف به موسیوزله منسوی کرده‌اند اما در واقع از اکتشافت ابوریحان بوده و سالها پیش در کتاب آثارالباقیه امده بود.
• ترازوی ابوریحان، که یکی از دقیق ترین ترازوهای تاریخ علم جهان است.