گشتی در دنیای فضاپیماها

انسان تا کجای فضا پیش رفته است؟ تا ماه؟ تا مریخ؟ با چه چیزی؟ چطور؟ این‌ها از پرتکرارترین سوالاتی است که علاقمندان به حوزه فضا دوست دارند درباره آن بدانند. مهندس لیلا خلج زاده از محققان پژوهشگاه فضایی ایران با ارائه‌ای درباره گشت و گذار در دنیای فضاپیماها، علاوه بر پاسخ به این سوالات به ساده‌ترین شکل ممکن دنیای فضاپیماها را مرور کرد.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

پاسخ او به این سوال که انسان تا کجای فضا پیش رفته، یک کلمه است؛ ماه. ماهی که۳۸۰هزار کیلومتر با زمین فاصله دارد. اما هنوز کسی نتوانسته به مریخ سفر کند. خبرهایی که گاهی در این خصوص به گوش می‌رسد درست نیستند. علاوه بر سفر ماه، فضانوردان یکبار برای تعمیر تلسکوپ هابل Hubble Space Telescope که در مدار۶۰۰کیلومتر زمین به فضا سفر کردند.

سفر دیگرشان هم به ایستگاه‌های فضایی «میر»، «سالوت» و ایستگاه فضایی بین المللی بوده که ۳۰۰ تا ۴۵۰کیلومتر از زمین فاصله داشته‌اند. در تعریف دقیق‌تر باید بگویم تا امروز و با این امکانات، انسان نمی‌تواند بالاتر از این فاصله برود چرا که  برای رفتن به مریخ در بهترین شکل قرارگیری زمین و مریخ، به اندازه شش ماه مسافت در پیش است که آن را نشدنی می‌کند.

در ادبیات فضایی، سفینه و موشک درست نیست

زمانی که صحبت از فضاپیما و وسیله فضایی به میان می‌آید، تنها با دو چیز سر و کار داریم. یکی پرتابگر (نه موشک) و دیگری فضاپیما (نه سفینه). این فضاپیما می‌تواند ماهواره باشد، ایستگاه فضایی باشد، سرنشین داشته باشد یا بدون سرنشین به فضا برود.

فضاپیما در غلاف پرتابگر قرار می‌گیرد و مابقی ۸۰/۹۰ درصد پرتابگر را موتور و سوخت تشکیل می‌دهد. برای رسیدن به سرعت‌های فضایی و قرارگیری در مدار نیاز به انرژی بسیاری است.

هواپیماها از زمین کنده نمی‌شوند و در واقع با موتور خودشان در آسمان می‌چرخند و مسیر پروازشان را طی می‌کنند، اما درباره فضاپیما ماجرا به این شکل نیست. فضاپیماها باید از زمین کنده شوند و زمانی که در فضا قرار می‌گیرند تا نیاز نباشد، موتورشان را روشن نمی‌کنند.

برای پرتاب موفق، همین قدر که پرتابگر، فضاپیما را به سرعت لازم برای قرار گرفتن در مدار برساند، کافیست. مدارهایی که فضاپیماها در آن قرار می‌گیرند معمولا به شکل دایره و بیضی هستند که رسیدن به آن سرعت زیادی می‌خواهد.

چرا فضاپیماها پرتاب می‌شوند؟

فضاپیماها انواع و اقسام مختلف دارند. از عکسبرداری و مخابراتی گرفته تا فضاپیماهایی که وظیفه تعیین موقعیت را انجام می‌دهند. فضاپیما با چند هدف به فضا پرتاب می‌شوند. یا باید زمین را نگاه کند، یا نگاهش به جرم دیگری باشد، یا بازگرداندن فردی که او را به فضا برده است.

فضاپیما زمان نگاه کردن به زمین چند هدف دارد. یا می‌خواهد از آن عکسبرداری کند (ماهواره سنجشی)، یا پیامی را مخابره کند (ماهواره مخابراتی) یا اطلاعاتی به دست بیاورد که می‌توان برای تعیین موقعیت (ماهوارهGPS) از آن استفاده کرد.

سیستم‌های یک فضاپیما

هر فضاپیما فارغ از مدل، برند و کیفیتش یکسری بخش‌های مشخص دارد. در ادبیات تکنولوژی فضایی این بخش‌ها به زیرسیستم معروف هستند. زیرسیستم‌هایی مانند زیرسیستم توان برای تامین برق، زیر سیستم مخابرات که ارتباط فضاپیما با ایستگاه‌ها، زمین و جاهای دیگر را برقرار و اگر نیاز باشد پیامی را مخابره می‌کند. دیگری زیرسیستم کنترل حرارت که دمای مناسب بخش‌های مختلف فضاپیما را تامین می‌کند.

زیر سیستم کنترل وضعیت، شکل درست شناوری فضاپیما در مدار را برای این سازه تامین می‌کند. این زیرسیستم باید مرتب وضعیت فضاپیما را پایش، هماهنگ و تنظیم کند تا از وضعیت مطلوب خود خارج نشود. روی زمین دامنه عمل افراد به دو حالت جلو و عقب محدود است اما در فضا دامنه بسیار زیاد می‌شود و همین مسئله تعیین و کنترل فضاپیما مهم می‌شود.

سازه‌ عضو دیگری از فضاپیماست که همه چیز در دل آن قرار دارد و فضا را برای بقیه زیرسیستم‌ها ایجاد می‌کند. نوع ساز و کارش مانند اسکلت بدن است. علاوه بر این که تمام زیرسیستم‌ها را در کنار هم قرار می‌دهد، آن‌ها را از بارهای فشارآورنده هنگام پرواز حفظ می‌کند.

«پردازش داده» مانند مغز هواپیماست که خروج و ورود اطلاعات از آن طریق انجام می‌شود. در فضاپیما یک محموله وجود دارد که حمل می‌شود. بر خلاف باور عامیانه، در ادبیات فضایی، «محموله» به بخش‌هایی گفته می‌شود که فضاپیما را به سرانجام می‌رسانند. به طور مثال اگر ماهواره سنجشی باشد محموله‌اش می‌شود دوربین و عکسبرداری.

انواع و اقسام ماهواره

زمانی که صحبت از ماهواره‌ به میان می‌آید، منظور ماهواره‌های زمین است چون هر فضاپیمایی که نزدیک یک جرم آسمانی بچرخد ماهواره آن جرم آسمانی به حساب می‌آید. این ماهواره‌ها خدمات‌رسانی درباره زمین را برعهده دارند.

ماهواره‌ها چند دسته تقسیم می‌شوند. ماهواره‌های مخابراتی که هم سیستم‌ زمینی دارند هم ماهواره‌ای و کارشان مخابره اطلاعات به زمین است.

ماهواره‌های سنجش از دور، در خدمت پایش زمین هستند. ماهواره های سنجشی باید زمین را نگاه کرده و از آن عکس‌برداری کنند و برای عکسبرداری دقیق باید فاصله‌شان با زمین کم باشد. البته فاصله نباید آن‌قدر کم باشد که ماهواره سریع‌‎تر از حد دور زمین بچرخد و سقوط کند.

از ماهواره ناوبری برای تعیین موقعیت استفاده می‌شود. برای تعیین موقیت هر پدیده روی زمین سه تا چهار ماهواره نیاز است که تمام آن‌ها به شکل مجموعه‌ای از ماهواره‌ها کار می‌کنند. این ماهواره‌ها معمولا در ارتفاع ۲۳هزار کیلومتری زمین هستند و نیاز نیست خیلی نزدیک زمین باشند.

ماهواره‌های مخابراتی و ماهواره‌های تحقیقاتی نیز از انواع دیگر ماهواره‌ها به حساب می‌آیند و همانطور که از نام‌شان پیداست کارشان مخابره اطلاعات و تحقیق از سیارات دیگر است.

ایستگاه‌های فضایی

ایستگاه‌های فضایی پیچیده‌ترین و شگفت‌انگیزترین مصنوعات بشری به حساب می‌آیند. ایستگاه‌های فضایی میر، سالوت و ...از مشهورترین ایستگاه‌های فضایی هستند که تقریبا هر ۹۰ دقیقه یکبار دور زمین می‌چرخند.

برخی از ایستگاه‌های فضایی تک ماژول هستند. به همان شکل به فضا پرتاب می‌شوند و کارشان را انجام می‌دهند. برخی هم مانند ایستگاه فضایی «میر» که معروف‌ترین ایستگاه به حساب می‌آید، تکه تکه به پرتاب شد و بعد از آن چند فضانورد برای مونتاژ آن راهی فضا شدند که در حوزه فضایی، تجربه بسیار شگفت انگیزی بود. از آن‌جایی که هزینه نگهداری این ایستگاه فضایی بسیار زیاد بود، دولت روسیه بعد از ۱۳ سال تصمیم به نابودی آن گرفت.

البته نابودی‌ فضاپیما و ایستگاه فضایی کار سختی نیست. با وصل کردن چند فضاپیمای کوچک، آن را به سمت پایین هلش می‌دهند. مدتی که می‌گذرد دما بالا می‌رود، قطعات می‌سوزند و چیزی که به زمین می‌رسد زباله های بی‌خطر کوچکی است که در اقیانوس سقوط می‌کنند.

ایستگاه فضایی بین المللی بزرگ‌ترین ایستگاه فضایی ساخته شده در ارتفاع ۳۳۰ کیلومتری زمین قرار است. ایستگاه شناوری که فضای داخلی به اندازه یک آپارتمان سه‌خوابه پر از تجهیزات است. این فضاپیما که هزینه ساخت و نگهداری زیادی دارد با همکاری چند کشور ساخته شد.

ایستگاه فضایی بین المللی و ایستگاه فضایی چین Tiangong-۲ در حال حاضر ایستگاه‌هایی هستند که در فضا وجود دارند. ایستگاه فضایی چین، مستقل برای استفاده این کشور است. آن‌ها ایستگاه فضایی‌شان را تکه تکه به فضا بردند و تکمیل آن مدت‌ها طول کشید. تا الان حدود هشت هزار ماهواره به فضا پرتاب شده که تعداد زیادی از آن‌ها از رده خارج شده‌اند.

کاوشگرها و تلسکوپ‌ها

کاوشگرها دسته دیگری از فضاپیماها هستند که به سمت بقیه سیارات دیگر می‌روند. اگر سیاره مورد نظرشان خاکی باشد روی آن فرود می‌آیند و اگر گازی باشند معمولا در «جو» آن شیرجه می‌زنند. مانند سیاره مشتری که گاز است و اصلا سطحی ندارد که فضاپیما بتواند  روی آن فرود بیاید. برعکس؛ سطح مریخ خاکی است و بیشترین کاوشگری که برای سیاره‌ای غیر از زمین ساخته شده، مریخ است.  

تلسکوپ‌های فضایی، فضای دور از زمین را می‌بینند. معروف‌ترین آن‌ها تلسکوپ هابل Hubble Space Telescope است که در ارتفاع ۶۰۰ کیلومتری زمین فعال است. تلسکوپ جیمز وب James Webb Space Telescope قرار است سال ۲۰۲۱ پرتاب شود و بسیار پیشرفته‌تر از هابل است.  

فضاپیماهای سرنشین‌دار از انواع دیگر فضاپیماها هستند که تا الان سه کشور ایالات متحده، روسیه و چین به سمت ساخت آن رفته‌اند.  فضاپیمای سرنشین‌دار، تکنولوژی پیشرفته‌ای دارد چون محموله‌ای که حمل می‌کند انسان است و باید این توان را داشته باشد که به هر ترفندی، محموله ارسالی را به زمین برگرداند.   

منبع: ایرنا

کلیدواژه: پژوهشگاه فضایی ایران فضاپیما ماهواره

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت www.irna.ir دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «ایرنا» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۲۵۰۹۰۱۶۲ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

آغاز فعالیت نخستین ماهواره اندازه‌گیری باران

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا به نقل از سی‌جی‌تی‌ان، به گفته اداره هواشناسی چین، نخستین ماهواره این کشور دز حوزه اندازه گیری بارش که در مدار کم ارتفاع زمین مستقر شده، روز چهارشنبه رسماً مورد بهره برداری قرار گرفت.

ماهواره مذکور که با نام فنگیون۳جی شناخته می‌شود، آورییل سال گذشته به مدار پرتاب شد و هدف از ارسال آن تحقیقات اقلیم شناسی، بارش و پایش سیستماتیک بارش باران و وضعیت آب و هوا مطرح شد. این ماهواره می‌تواند اطلاعات ساختاری سه بعدی از بارش در مناطق با عرض‌های جغرافیایی متوسط ​​و پایین ارائه دهد.

پرتاب موفقیت‌آمیز این ماهواره، چین را به تنها کشوری تبدیل کرد که به طور همزمان چهار ماهواره هواشناسی غیرنظامی را در مدار نزدیک زمین، صبح، ظهر، بعدظهر و مسیر‌های شیبدار مداری را پوشش می‌دهد.

چن لین، معاون طراح سیستم زمینی این ماهواره در مصاحبه با گروه رسانه‌ای چین گفت: مشاهده جهانی بارش، به ویژه مشاهده ساختار سه بعدی، همیشه یک مشکل دشوار در تشخیص هواشناسی بوده که اکنون این معضل با ارسال ماهواره اندازه‌گیری بارش برطرف شده است.

این ماهواره شش ماه پیش، در اکتبر سال گذشته میلادی عملیات آزمایشی خود را به پایان رساند. به گفته دانشمندان، در طول عملیات آزمایشی، سیستم ماهواره به طور پایدار فعال بوده و سکوی ماهواره، بار حمل و نقل و اندازه گیری و کنترل ماهواره همگی در شرایط عادی خود قرار داشتند و چهار شاخص ارزیابی، یعنی دریافت داده‌ها، پردازش داده‌ها، توزیع محصول و بایگانی داده‌ها، همه استاندارد‌ها را به طور کامل اجرا کرده‌اند.

به گفته چین، ماهواره مذکور نه تنها پشتیبانی قوی و قدرتمندی برای تضمین خدمات آب و هوا و رویداد‌های دیگر ارائه کرده، بلکه برای نظارت بر بلایای جهانی مانند سیل در پاکستان، بارندگی شدید در برزیل و حتی بارندگی‌سیل‌آسای اخیر یمن کاربرد داشته است.

 این ماهواره و سایر ماهواره‌های با این مشخصه و به طورکلی سیستم ماهواره هواشناسی فنگیون، به طور مستقل توسط چین توسعه یافته و از زمان پرتاب نهستین ماهواره هواشناسی در سال ۱۹۸۸، در مجموع ۲۱ ماهواره هواشناسی فنگیون از دو نسل و چهار نوع با موفقیت ارسال شده است که هنوز ۹ فروند از آنها در مدار هستند.

برهمین اساس، با سال‌ها تلاش، ماهواره‌های هواشناسی فنگیون به سطح پیشرفته بین المللی رسیده‌اند و برخی از فناوری‌های آنها در جهان پیشرو هستند.

چین درواقع نخستین ماهواره اندازه گیری باران را به عنوان بخشی ازفعالیت در حوزه سیستم ماهواره‌های پایش به مدار زمین ارسال کرده و این ماهواره با استفاده از دو تکنولوژی اصلی که در آن به کار گرفته شده می‌تواند دفتی که برای سنجش میزان بارش باران احتیاج دارد را تامین و رقم آن را ارائه کند. استفاده از تکنولوژی‌های راداری امکان اندازه گیری مستقل از فصل، نوع باران و نوع بافت زمین را فراهم می‌کند.

این ماهواره طی مدتی که در مدار کم‌ارتفاع زمین مسنقر است، داده‌های مرتبط با باران را طی مجموعه‌ای پایدار از برنامه‌های ماهواره‌های ارتباطی و تکامل تصویرسازی زمین ارائه می‌دهد. این اطلاعات در شناسایی و پیش بینی سیلاب، خشکسالی‌ها و دیگر آسیب‌های زیست محیطی که مربوط به باران هستند، بسیار موثر است و اهمیت دارند. چین با ارتقاء روش‌های اندازه گیری باران و توسعه فناوری‌های مرتبط، چین به دنبال بهبود عملکرد پیش بینی باران و افزایش کارایی منابع آبی است و بدین طریق یک قدم مهم در توسعه فضای ماهواره‌ای و پیشرفت‌های علمی و فناوری خود در زمینه اندازه گیری و پیش بینی باران برداشته است. این اقدام نشان از تعهد چین به حفظ محیط زیست و توسعه پایدار است و می‌توان از آن برای جامعه بین‌المللی نمونه‌ای از همکاری و تعهد به مقوله محیط زیست و تغییرات آب یاد کرد.

انتهای پیام/