نشریه ان بی سی همزمان با آغاز آخرین پرواز شاتل فضایی آتلانتیس و با نزدیک شدن به بازنشستگی شاتلهای کهنه کار ناسا، گزارشی را از به یاد ماندنی ترین لحظات در تاریخ فعالیت شاتلها منتشر کرده است.
به گزارش خبرگزاری مهر، پس از بیش از 130 ماموریت طی 30 سال، سازمان ناسا در حال آماده سازی شاتلهای خود برای انجام آخرین پرواز فضایی است، زمانی که اندیور ردیاب ذره ای 1.5 بیلیون دلاری طیف سنج مغناطیسی آلفا را به ایستگاه بین المللی فضایی انتقال خواهد داد.
“راجر لانیوس” از کارمندان ارشد پروازهای انسانی موزه ملی هوا و فضای اسمیتسونیان می گوید: “به طور قطع اکنون زمان آن فرا رسیده است تا این فضاپیماها با احترام و به شایستگی بازنشسته شوند آنها به خوبی خدمت کرده اند اما اکنون فرسوده شده اند و زمان جایگزینی آنها فرا رسیده است.”
با توجه به پایان قریب الوقوع دوره فعالیت شاتلهای ناسا نشریه ان بی سی نگاهی به گذشته داشته و با بررسی 30 سال فعالیت شاتلهای ناسا گزارشی را از خاطره انگیزترین لحظات به جا مانده از ماموریت شاتلهای ناسا منتشر کرده است.
سال 1972: برنامه شاتل مورد تایید قرار گرفت
با رو به پایان گذاشتن برنامه ماه آپولو، ریچارد نیکسون در ملاقاتی با جیمز فلچر رئیس ناسا در تاریخ 5 ژانویه 1972 موافقت خود را با برنامه ای که در آن زمان سیستم حمل و نقل فضایی خوانده می شد، اعلام کرد. قرار بود طی این برنامه وسایل نقلیه فضایی با توانایی حرکت سریع میان زمین و مدار یا همان شاتلها ساخته شوند. مشکلات تکنیکی از قبیل ساخت سیستمی که بتواند وسیله نقلیه بالداری را به مدار زمین پرتاب کند، فرود این وسیله نقلیه مانند یک هواپیما بر روی فرودگاه، ساخت لایه محافظتی حرارتی و دیگر موارد مراحلی بودند که برای قابل استفاده بودن و استفاده مکرر از شاتلها بر سر راه ناسا قرار داشت.
سال 1981: اولین پرواز مداری شاتلها انجام می گیرد
ساعت 7 بامداد روز 12 آوریل سال 1981 فضانوردان “جان یانگ” و “باب کریپن” به همراه شاتل فضایی کلمبیا از پایگاه فضایی کندی ناسا به منظور انجام اولین پرواز مداری به فضا فرستاده شدند. به گفته لانیوس پس از 6 سال منفعل بودن آمریکا در پروازهای فضایی، ناسا به همراه شاتلهایش بازگشتی کاملا متفاوت داشت، وسایل نقلیه ای که بیشتر به هواپیما شباهت داشتند تا راکتهای فضایی و از قابلیت استفاده مجدد برخوردار بودند.
سال 1982: اولین ماموریت عملیاتی انجام می گیرد
در این سال شاتل کلمبیا به همراه سرنشینانش دو ماهواره ارتباطاتی را به مدار انتقال داد. این ماموریت از 11 نوامبر 1982 آغاز شده و در 16 نوامبر به پایان رسید.
سال 1983: فضا در دسترس همه قرار می گیرد
زمانی که در 18 ژوئن 1983 شاتل چلنجر به فضا پرتاب شد، “سلی راید” اولین فضانورد زن را به همراه خود برد. دو ماه پس از آن در 30 آگوست همان سال “گویون بلوفورد” به اولین آفریقایی- آمریکایی در فضا تبدیل شد به این شکل فضانوردان در میان قشرهای متنوعی پراکنده شدند که این تنوع به لایه های بین المللی نیز نفوذ کرد.
سال 1984: اولین راهپیمایی فضایی بدون محدودیت انجام می گیرد
“بروس مک کندلز” به همراه “رابرت استوارت” در فوریه سال 1984 بدون استفاده از هرنوع طناب نجات یا هدایت کننده ای، خارج از شاتل چلنجر در فضا معلق شده و به اولین قمرهای مصنوعی انسانی تاریخ تبدیل شدند.
سال 1986: سال سیاه انفجار چلنجر
28 ژانویه سال سیاه 1986 تمامی هفت سرنشین شاتل فضایی چلنجر، زمانی که شاتل 73 ثانیه پس از بلند شدن از پایگاه فضایی کندی منفجر شد، جان خود را از دست دادند. در صورتی که این حادثه دردناک نقطه قوتی نیز داشته، این نقطه می تواند درک ناسا از توانایی ها و ناتوانایی های شاتلهایش باشد. پس از این حادثه تلخ ناسا تغییرات زیادی را در سیستم شاتلهایش به وجود آورد و بسیاری از قطعات از جمله تقویت کننده راکت را در آنها جایگزین کرد.
سال 1989: ماهواره ها با اهداف علمی در مدار قرار می گیرند
برنامه شاتلهای ناسا به تدریج منجر به مستقر شدن ماهواره ها و فضاپیماهای متعددی با هدف انجام مطالعات علمی در مدار زمین شد، از مهمترین پدیده ها در این دوره پرتاب کاوشگر ماژلان ونوس از شاتل آتلانتیس در چهارم می 1989 و کاوشگر سیاره مشتری گالیله در 18 اکتبر همان سال بوده است. کاوشگر ماژلان در سال 1994 با اتمسفر سیاره زهره برخورد کرد و کاوشگر گالیله در سال 2003 در اتمسفر مشتری متلاشی شد.
سال 1990: هابل به فضا می رود
پس از سالها برنامه ریزی شاتل فضایی دیسکاوری در تاریخ 24 آوریل سال 1990 تلسکوپ فضایی هابل را به همراه خود به فضا برد و آن را در مدار زمین مستقر کرد. طی 20 سال گذشته چندین ماموریت تعمیراتی به سوی این تلسکوپ انجام گرفته است که آخرین آن در سال 2009 بوده و طی آن هابل به ابزاری در سطح جهانی تبدیل شد که خدمات علمی آن برای چند صد سال آینده فراموش نخواهند شد.
سال 1995: آتلانتیس به دیدار “میر” می رود
تصمیم به مشارکت با روسی ها پس از جنگ سرد در دهه 1990 پدیده ای مهم بود که در راستای آن در ژوئن 1995 شاتل آتلانتیس برای اولین بار در ایستگاه فضایی میر پهلو گرفت. سه سال بعدی برنامه میر-شاتل 11 پرواز شاتل و حضور هفت فضانورد آمریکایی در ایستگاه میر را به همراه داشت.
سال 1998: اولین دیدار با ایستگاه فضایی بین المللی
مشارکتهای بین المللی برای ساخت ایستگاه بین المللی فضایی ادامه پیدا کرد و شاتلها ده ها پرواز را به منظور انتقال اتاقکها، تجهیزات و نیروی انسانی به سوی این لابراتورا مدارگرد انجام دادند. زمانی که شاتل اندیور در دسامبر سال 1998 اتاقک “یونیتی” را به ایستگاه انتقال داده و آن را به اتاقک “زاریا” اتصال داد، سرهم بندی قطعات ایستگاه در حال انجام بود.
سالهای 2003 تا 2005: سالهای مصیبت و جبران
دومین فاجعه برنامه شالهای ناسا با متلاشی شدن شاتل کلمبیا در اول فوریه سال 2003 به خود شکل گرفت. ناسا برای بازبینی این فاجعه و ترمیم اختلالی که منجر به وقوع این حادثه شده بود، یک سال و نیم زمان صرف کرد. با پرتاب شاتل دیسکاوری در 26 جولای سال 2005 پروازهای شاتلهای ناسا از سر گرفته شدند. زمانی که طی این پرتاب قطعه ای بسیار ریز از شاتل جدا شد، ناسا برای یک سال دیگر پرواز شاتلها را به تعویق انداخت. دیسکاوری پس از اینکه مطالعات ناسا برای اطمینان حاصل کردن از ایمنی شاتلها به پایان رسید، دومین پرواز احیای برنامه شاتلها را در سال 2006 انجام داد.
سال 2007: حضور اولین معلم در فضا
“بابارا مورگن” در آگوست سال 2007 به اولین معلمی تبدیل شد که تا به حال در فضا حضور داشته است. وی جایگزین فضانورد معلم “کریستا مک آلیف” بود که در سانحه چلنجر جان خود را از دست داده بود. مورگن طی سفرش به فضا گفت: “من از زمان وقوع حادثه چلنجر هر روز به کریستا و دیگر سرنشینان چلنجر فکر می کنم. امیدوارم آنها بدانند که اینجا در کنار ما و در قلب ما هستند.”
در تمام مسایل حرکتی اطلاع از موقعیت و زاویه ی جسم و سرعت زاویه ای آن، امری ضروری است؛ چرا که بدون اطلاع از وضعیت جسم، کنترل آن به سمت هدف غیرممکن است. بدست آوردن این اطلاعات از روی زمین کاری بسیار پیچیده و در عین حال سخت و گاه ناممکن است؛ حتی اگر این امر امکان پذیر باشد، برای اجسامی مثل موشک، تأخیر زمانی ایجاد می کند و موجب انحراف مسیر موشک می شود.
ژیروسکوپ ها، دستگاه هایی هستند که از آن ها برای بدست آوردن سرعت زاویه ای و موقعیت زاویه ای استفاده می شود؛ آن ها با پردازش این اطلاعات، می توانند موقعیت کلی جسم را نیز بدست آورند. وظیفه ی اصلی ژیروسکوپ ها، ایجاد یک دستگاه مختصات مرجع است و شتاب سنج ها، شتاب جسم متحرک را، در امتداد چنین محورهایی اندازه می گیرند. این شتاب می تواند نسبت به دستگاه مرجع اینرسی یا دستگاه مرجع دیگری (مانند دستگاه متصل به زمین) انداز گیری شود.
ژیروسکوپ و قوانین حرکت نیوتون
ژیروسکوپ عضو اصلی سامانه ی هدایت اینرسی است و عمدتاً برای اندازه گیری مقدار دوران، سرعت دوران و ایجاد محورهای مختصات مرجع در اجسام پرنده ی هوایی، فضایی و دریایی (مانند هواپیما، موشک، ماهواره، سفینه ی فضایی، کشتی و زیردریایی) به کار می رود.
طبق اصل پایستگی اندازه حرکت زاویه ای، هر جسم در حال چرخش متقارن، سعی دارد جهت حرکت خود را همواره در فضا حفظ کند. بنابراین اگر جسم سنگین متقارنی را با سرعت دور بالا بچرخانیم و اطراف آن را با یاتاقان یا بلبرینگ آزاد بگذاریم (تا نیروهای خارجی بر آن اعمال نشود) با چرخش قاب این سامانه، جهت چرخش جسم دوار تغییر نمی کند؛ بنابراین می توانیم بدین وسیله در اجسام متحرک جهت ثابتی اعمال کنیم که وضعیت فعلی جسم متحرک را در هر لحظه، با آن مقایسه نماییم.بدین صورت می توان با تغییر موقعیت زاویه ای و محاسبه ی سرعت، تغییر سرعت زاویه ای را بدست آورد.
عضو اصلی ژیروسکوپ های مکانیکی، یک دستگاه دوار یا رتور است که معمولاً با سرعت زیاد حول محور تقارن خود دوران می کند. این سرعت از 3000 تا 300000 دور در دقیقه می باشد؛بنابراین در اثر اینرسی جرم دوار، اندازه حرکت نسبتاً بزرگی ایجاد می گردد. اگر یاتاقان بندی محور چرخ را در طوقه ای معلق کنیم، به نحوی که گشتاور خارجی به آن وارد نگردد، علی رغم تمام حرکت های قاب، محور چرخش رتور همواره به جهت ثابتی اشاره خواهد کرد و موقعیت خود را در فضا حفظ خواهد نمود. با این روش می توان جهت یا محورهای ثابتی را برای جسم پرنده یا وسیله ی نقلیه تعریف کرد که هرگونه حرکت زاویه ای نسبت به این محور ها سنجیده شود.
ژیروسکوپ از «ویژگی صلیبی» استفاده می کند. قانون دوم نیوتون می گوید: «مجموع گشتاورهای خارجی وارد بر سامانه دوار، حول یک نقطه مفروض برابر با تغییرات زمانی اندازه حرکت زاویه ای همان سامانه، حول همان نقطه است.» بنابراین چون تغییر اندازه حرکت زاویه ای سامانه، برابر صفر است، مقدار و جهت بردار اندازه حرکت زاویه ای ژیروسکوپ در فضای اینرسی، ثابت می ماند.
تاریخچه
کلمه ی ژیروسکوپ واژه ای یونانی است که از دو بخش Gyro به معنای دوران و Scope به معنای نشان دادن تشکیل شده است. به این ترتیب معنای کلمه ی آن «دوران نما» خواهد بود که در این تعبیر وظیفه این وسیله بیان شده است. در زبان فارسی کلمه ی «جای رو» را برای ژیروسکوپ، پیشنهاد کرده اند.
نخستین پدیده ی ژیروسکوپ را، ابرخوس در 125 سال قبل از میلاد مسیح کشف کرد؛ این پدیده عبارت بود از، حرکت تقدیمی زمین در مطالعه اعتدال شب و روز (تقدیم اعتدالین)؛ که در واقع بررسی حرکت محور دوران زمین است که روی یک بستر مخروطی گردش می نماید.
توضیح مسئله چنین است که زمین در واقع یک ژیروسکوپ با روتور آزاد است که توسط میدان جاذبه به حال تعادل و تعلیق درآمده است. بنابراین طبق ویژگی دوم ژیروسکوپ، هرگاه به آن گشتاوری وارد شود محور چرخش تمایل دارد به نحوی دوران کند که خود را هم جهت با بردار گشتاور وارده تغییر دهد. بر اثر وجود اجرام سماوی و میدان های جاذبه فضایی گشتاوری بر زمین اعمال می شود که اثر آن همان حرکت تقدیمی زمین است.
تا زمان نیوتون (اواخر قرن هفدهم میلادی) تحول چندانی در مطالعه ی بیش تر این موضوع رخ نداده بود؛ اما توانست علت حرکت تقدیمی زمین را با استفاده از قوانین جاذبه و اینرسی، به نحوی توجیح نماید. به این ترتیب که در اثر کشش ناشی از جاذبه ی ماه و خورشید روی استوای زمین، زمین در محل قطب های خود پهن می گردد و محور چرخش آن حالتی غیرعمود نسبت به صفحه مداری خود، پیدا می کند.
در قرن هجدهم، دانشمندانی چون اولر، درباره ی دینامیک اجسام دورانی، پژوهش های قابل ملاحظه ای انجام دادند. در همین قرن در انگلستان، درباره ی ایجاد یک افق مصنوعی برای کشتی ها بررسی هایی بوجود آمد و به این منظور از یک قرقره دوار استفاده شد که یک آیینه ی مسطح، عمود بر امتداد محور چرخش آن قرار داشت.
در میانه ی قرن نوزدهم، فوکو (دانشمند فرانسوی) برای نشان دادن دوران زمین از یک ژیروسکوپ استفاده کرد که این کار به علت نداشتن یک موتور الکتریکی مناسب، به شکل دقیقی انجام نگرفت. او بود که برای نخستین بار نام ژیروسکوپ را به این وسیله اطلاق کرد (سال 1852 میلادی). وی پیش از این توانسته بود، از طریق یک پاندول (که بعدها به پاندول فوکو معروف شد) حرکت زمین را نشان دهد.
در سال 1900 میلادی شخصی آلمانی به نام آتشوتس کامفه تصمیم به ساختن یک زیردریایی برای کاوش در قطب شمال گرفت؛ ولی وسایل هدایت و ناوبری با دقت لازم برای این کار، در دست نبود؛ به ویژه قطب نماهای مغناطیسی در محدوده ی قطب شمال به دلیل وجود میدان های مغناطیسی قوی، از دقت و قابلیت عملکرد صحیح می افتادند. از این رو وی تلاش کرد تا قطب نمای دیگری (که مستقل از خواص مغناطیسی عمل کند) بسازد. تلاش وی منجر به ساخت قطب نمایی شد که بر اساس خواص ژیروسکوپی کار می کرد. این قطب نما، قطب نمای ژیروسکوپی نام دارد. قطب نمای ژیروسکوپی می تواندهمواره جهت شمال حقیقی را نشان دهد و نسبت به تأثیرات میدان های گرانش و مغناطیسی بی تفاوت است. این قطب نما در واقع نخستین وسیله دقیق هدایت و ناوبری است که براساس اصول اینرسی عمل می کند. در همین ایام بود که شخصی آمریکایی به نام اسپری نیز موفق به ساختن چنین قطب نمایی با شکل دیگری گردید.
پیشرفت صنعت و پدیدار شدن وسایل پرنده، لزوم نوآوری در وسایل هدایت و کنترل دقیق را، بیش از پیش آشکار ساخت. به خصوص وقوع جنگ های جهانی اول و دوم و تولید نسل های جدید انواع هواپیما و موشک، به نحو بارزی دانشمندان و محققین را بر آن داشت تا در زمینه ی ابداع وسایل دقیق تر و با کیفیت بالاتر، تلاش بیشتری انجام دهند.
قدم اساسی در این زمینه، طی جنگ جهانی دوم در دانشگاهی در آمریکا برداشته شد و تحت سرپرستی شخصی به نام چارلز دراپز ژیروسکوپ های دقیق و کوچکی برای نصب بر روی هواپیما، ساخته شد.
پس از جنگ جهانی دوم نیز، روش هدایت و ناوبری اینرسی، به عنوان روشی دقیق و قابل اعتماد برای هدایت متحرک های فضایی به کار گرفته شد. نخستین سامانه ی هدایت که به طور کامل بر مبنای اصول اینرسی، به کمک ژیروسکوپ ها و شتاب سنج ها عمل می کرد و در آن از یاتاقان های گازی برای تعلیق طوقه ها استفاده شده بود، در سال 1950 مورد آزمایش پروازی قرار گرفت.
امروزه نیز سامانه ی هدایت اینرسی، به عنوان یکی از مهم ترین روش ها، برای هدایت و کنترل در هوانوردی و کیهان نوردی و نیز در هدایت موشک ها و کشتی ها و زیردریایی ها، به طور بسیار وسیع به کار می رود و به طبع آن انواع گوناگونی از ژیروسکوپ ها و شتاب سنج ها اختراع و ابداع شده اند.
انواع حرکت های یک متحرک در فضا
هر متحرک در فضا 6 درجه ی آزادی دارد که 3 تای آن حرکت خطی و 3 تای آن حرکت دورانی است. برای مشخص نمودن حرکت دورانی متحرک در فضا، از سه محور عمود بر هم استفاده می شود که عبارتند از: محور رول (Roll) یا محور طولی، محور پیچ (Pitch) یا محور عرضی و محور یاو (Yaw) یا محور چرخشی.
انواع ژیروسکوپ
به دلیل دقت و حساسیت کار، معمولاً از ژیروسکوپ با 3 درجه آزادی استفاده نمی شود و به جای آن، از 3 ژیروسکوپ با یک درجه آزادی یا 2 ژیروسکوپ با 2 درجه آزادی، استفاده می گردد.
1.ژیروسکوپ با یک درجه آزادی
در این ژیروسکوپ، روتور به جز حرکت حول محور چرخش خود، تنها حول یک محور دیگر می تواند چرخش کند؛ یعنی در امتداد یک محور (که طوقه داخلی باشد) این حرکت امکان پذیر است. این ژیروسکوپ، تنها چرخش در یک محور را حس می کند. ژیروسکوپ سرعتی از این نوع است و در آن عامل برگشت طوقه ی مجموعه ی دوار به وضعیت اولیه، یک عنصر الاستیک مانند فنر است؛ اما در ژیروسکوپ انتگرالی، عامل برگشت طوقه ی مجموعه ی دوار به وضعیت اولیه، خاصیت ارتجاعی (دمپینگ) سیالی با لزجت (گرانوی) بالا است.
2.ژیروسکوپ با دو درجه آزادی
این ژیروسکوپ علاوه بر بر محور چرخش روتور، دارای دو محور دوران دیگر نیز می باشد که توسط دو طوقه ی معلق درونی و بیرونی فراهم شده است و در حالت عادی، محور چرخش و این دو محور بر هم عمودند. تکیه گاه طوقه ی داخلی در طوقه ی خارجی قرار دارد و طوقه خارجی نیز تکیه گاهی در بدنه ی ژیروسکوپ دارد و می تواند داخل آن حرکت دورانی انجام دهد.
3.ژیروسکوپ از نظر اتصال
دو گونه وجود دارد یک ژیروسکوپ متصل به بدنه که در آن ژیروسکوپ به بدنه متصل است و با بدنه حرکت می کند. در گونه ی ژیروسکوپ با پایه ی ثابت، ژیروسکوپ به بدنه متصل نمی گردد و بر روی یک صفحه (که حرکت بدنه را معکوس شبیه سازی می کند) نصب می گردد و بدین ترتیب همیشه موقعیت ثابت دارد. این نوع بسیار گران قیمت و دقیق است.
انواع محرک های روتور ژیروسکوپ
در ژیروسکوپ ها معمولاً از موتور الکتریکی استفاده می شود؛ چرا که نیاز به سرعت بسیار بالا در ابعاد کوچک است. معمولاً در این موتور برای ایجاد اندازه حرکت بیش تر، روتور خارج استاتور قرار می گیرد. گاهی محرک نخی یا تسمه ای به کار می رود. در موشک ها و مواردی که در مدت زمان کوتاهی نیاز است استفاده شود، با کشیدن نخ یا تسمه، روتور شروع به چرخش می نماید. این محرک در موشک های برد کوتاه کاربرد دارد. از محرک نخی در موشک کبری و از محرک تسمه ای در موشک مالیوتکا استفاده شده است. گاهی با دمیدن گاز به پره های روتور، روتور با سرعت زیادی به چرخش در می آید که این سامانه در موشک تاو استفاده شده است (گاز تحت فشار). فنر نیز می تواند عامل حرکت روتور باشد. در بعضی موارد برای رسیدن به سرعت بسیار بالا در زمان کم از ترکیب فنر و موتور الکتریکی استفاده می گردد. گاهی برای به حرکت درآوردن روتور، در درون آن چاشنی های انفجاری به کار می برند.
یک موشک باید خیلی دقیق کنترل شود تا بتواند یک ماهواره را به مدار دلخواه هدایت کند. سامانه ی هدایت اینرسی یا آی جی اس (IGS=Inertial Guidance System) در داخل موشک این مهم را، انجام می دهد. این سامانه، موقعیت و جهت دقیق موشک را با اندازه گیری دقیق شتاب هایی که به موشک وارد می شود، محاسبه می کند. اندازه گیری با استفاده از شتاب سنج ها و ژیروسکوپ ها انجام می شود. در صورت نصب کردن ژیروسکوپ ها روی یک سیستم تعلیق گیم بال، محور آن ها همواره جهت یکسانی را نشان خواهد داد. این بستر ثابت ژیروسکوپی دارای شتاب سنج هایی است که تغییرات شتاب در هر سه محور را، اندازه می گیرد. اگر این «بستر ثابت» دقیقاً بداند که موشک در هنگام پرتاب در کجا قرار داشته است و شتاب هایی که طی پرواز به آن وارد می شود، چه قدر است، سامانه ی هدایت اینرسی (IGS) می تواند موقعیت و جهت موشک را در فضا محاسبه کند.
جام جم آنلاين: داستان بازگشت اشياي ناشناخته در آسمان ايران در حالي دوباره زمزمه مي شود که به باور اختر شناسان، ما (منظومه ی شمسی) با نزديکترين ستاره 4.7 سال نوري فاصله داريم و موجودات فضايی براي رسيدن به ما چهار سال و نيم زمان نياز دارند.
به گزارش خبرگزاري مهر، رويت اشياء نوراني در آسمان کشور به سالها پيش برمي گردد. اولين گزارشها از مناطق مرزن آباد و سپس بابل و مشکين شهر ارسال شد. اين گزارشها از مشاهده گويهاي نوراني خبر مي دادند که موجبات ترس و نگراني اهالي را فراهم کرده بود. پيرو اين گزارشها اظهار نظرهاي متفاوتي از سوي مقامات بلند پايه کشور تا شهروندان عادي در مورد اين پديده بيان مي شد.
اين ماجرا به تدريج به ساير شهرها سرايت کرد و در مناطقي چون مشکين شهر، اردبيل، گنبد کاووس، تبريز، اراک، اشنويه، سنندج، مناطق مرزي اهواز و اصفهان گزارشهايي از مشاهده اشياي ناشناخته در آسمان مخابره شد. اين ماجرا هر سال در فصول خاصي ادامه دارد.
اما اين اشياي نوراني چه هستند؟ آيا موجودات فرازميني قصد ارتباط با موجودات زميني را دارند؟ آيا بايد داستانهاي مربوط به UFO ها را باور کرد؟
تلاش انسان براي پيدا کردن موجودات فرازميني
نخستين جرقه در زمينه کشف هوش فرازميني يا موجودات فرازميني و امکان برقراري ارتباط با تمدني ديگر در مقاله اي در نشريه “نيچر” از سوي دو دانشمند مطرح شد. آنها در اين مقاله اين موضوع را به طور جدي مطرح کردند که اگر در نقاط ديگر کيهان موجودات هوشمندي وجود داشته باشند و مجهزبه تجهيزاتي همانند آنچه ما در اختيار داريم? باشند، خواهند توانست سيگنالهاي راديويي ما را دريافت کنند و يا اگر پيامي مخابره کرده باشند بي شک مي توان از راه بسيار دور سيگنالهاي راديويي آنها را دريافت و تقويت کرد. از نظر آنها اين ارتباط بسيار دور راديويي امکانپذير بود.
انتشار اين مقاله باعث شد تا در سال ???? پروژه “ازما 1” آغاز شود. “ازما” يک پروژه استراق سمع بود و در طي آن “فرانک دريک” با راديو تلسکوپ 85 فوتي در رصدخانه ملي در “گرين بنگ” فعاليتهاي خود را با مطالعه بر روي دو ستاره آغاز کرد.هر چند او تلاش بسيار کرد اما هيچ سيگنالي دريافت نشد.
اين پايان کار نبود بلکه تلاشهاي “دريکگ آغازگر راهي شد که بعدها “ساگان” يکي از دانشمندان ناسا و از پيشگامان اکتشافات فضايي بدون سرنشين سفينه هاي وايکينگ را واداشت تا پروژه ديگري را در اين زمينه تعريف کند.
“ساگان” در هنگام انجام آزمايشهاي خود بارها و بارها به سيگنالهاي مشکوکي برخورد کرد. امري که تاکنون نيز ادامه دارد و هيچ کدام از آنها مورد تاييد قرار نگرقته اند. اما بدون ترديد دريافت اين دست سيگنالهاي راديويي دانشمندان را به مراتب آماده کرد تا با مواجه با سيگنالهاي ناشناخته درصدد پاسخ برآيند.
اما به راستي موجودات فرازميني وجود دارند؟ پاسخ اين سئوال را “دريک” با ارائه معادله اي معروف به “معادله فرانک دريک” داده است. هر چند بيشتر متغيرهاي اين معادله بر اساس حدس و گمان است ولي با وارد کردن مقادير متغيرها مي توان به تصوير جالبي دست يافت.
از خيال پردازي تا واقعيت
به گزارش مهر، با حل معادله فرانک دريک مي توان وجود 250 تمدن فرازميني در کهکشان که قادر و مايل به برقراري ارتباط راديويي با زمين هستند را تخمين زد. اما به باور اخترشناسان مسئله فاصله بسيار زياد ستاره ها تا ما و محدوديت سرعت حرکت در عالم مانع از پذيرش پاسخ “دريک” مي شود.
اسدالله قمري نژاد دبير انجمن نجوم ايران در گفتگو با خبرنگار مهر با تاکيد بر اينکه معمولا افراد مشاهده هر نوع اشياي نوراني در آسمان را به وجود موجودات فرازميني ربط مي دهند، گفت: اين ادعا تنها از سوي افرادي که با علم نجوم و فاصله هاي نجومي اطلاعي ندارند مطرح مي شود.
وي با بيان اينکه براي فاصله هاي نجومي از واحدي به نام سال نوري استفاده مي شود، افزود: سال نوري مقدار مسافتي است که نور در مدت يک سال طي مي کند. نور در طي يک ثانيه، 300 هزار کيلومتر را طي مي کند و از سوي ديگر نزديکترين ستاره به زمين 7/4 سال نوري با زمين فاصله دارد که با يک ضرب و تقسيم ساده مي توان پي برد که نور براي رسيدن به ما بايد 4 سال و نيم در راه باشد.
قمري نژاد با تاکيد بر اينکه ستاره هاي دورتر نيز چهار ميليون سال نوري با ما فاصله دارند، ادامه داد: از سوي ديگر ادعا مي شود که اين موجودات از ساير کهکشانها مي آيند اين در حالي است که نزديکترين کهکشان به ما “آندرومدا” است که لبه اين کهکشان تا ما دو ميليون سال نور فاصله دارد.
وي ادامه داد: بر فرض اينکه موجوات فرازميني هم موجود بوده و قادر باشند با تکنولوژي برتري که دارند به زمين نزديک شودن اما هرگز منطقي نخواهد بود که فکر کنيم به زمين نزديک فرود آيند، ايجاد ترس و وحشت کنند و دوباره به سرزمين خود برگردند.
جهل ما و پهنه بيکران آسمان
اگر اين اشياي نوراني که ما زمينيها مي بينيم موجودات فرازميني نيستند پس چه چيزي مي توانند باشد؟ آيا فيلمها و داستانهايي که در باره بشقاب پرنده ها ساخته و نوشته شده است، حقيقت دارد؟
طي جنگ جهاني دوم برخي از خلبانها ادعا کردند شيء عجيب و به ظاهر فلزي را مشاهده کرده اند که بر روي هواپيماي آنها سايه انداخته است. در 24 ژوئن 1947 “کنت آرنولد” خلبان يک هواپيماي مسافربري گزارش کرد ناوگاني از 9 شيء پرنده گرد را مشاهده کرده است که در خط پرواز وي ظاهر شده?اند. آرنولد در گزارش خود توضيح داده بود اين اشياء شبيه نعلبکي هايي هستند که روي آب حرکت مي کنند.
به همين دليل از آن پس مردم از اين اشياء ناشناخته با عنوان “بشقاب پرنده” ياد کردند. از سال 1947 به بعد اين اشيا ناشناخته تقريبا در تمام نقاط جهان مشاهده شد و حتي برخي ادعا کردند که با سرنشينان آنها ارتباط برقرار کرده اند. در تحقيقات دقيق تر اعلام شد که اين اشيا پديده هاي اختر شناختي يا پيامدهاي شرايط جوي خاص بوده اند و بعدها نيروي هوايي آمريکا نيز اعلام کرد که در هر صورت اين اشيا پرنده از فضا به زمين نيامده اند.
قمري نژاد با اشاره به پهنه بيکران آسمان و ميليونها جرم نوراني در آن به مهر گفت: معمولا رصدگران آماتور با ديدن اجرام نوراني چون “مشتري”، “زهره” و يا هر جرم نوراني ديگر حتي هواپيماهايي که به تدريج درخشان مي شود، تصور مي کنند بشقاب پرنده ها را مشاهده کرده اند.
وي ايجاد پديده هاي جوي را از ديگر عوامل مشاهده UFO ها دانست و ادامه داد: اين موارد بارها ديده شده است و با بررسي گزارشهاي ارائه شده و محاسبه زمان رصدي آنها مشخص مي شود که آنچه که ديده اند ربطي به بشقاب پرنده ها ندارد.
دبير انجمن نجوم ايران با تاکيد بر اينکه بحث UFO ها علاقه مندان خاص خود را دارد، خاطرنشان کرد: تاکنون هيچ گزارشي از سوي رصدگران حرفه اي و متخصصان علم نجوم که بيشترين ساعات خود را به رصد آسمان مي پردازند در زمينه مشاهده اشياي ناشناخته نوراني دريافت نشده است.
از تخيل تا تولد فناوريهاي فضايي
قمري نژاد با اشاره به علاقه برخي از کشورها به ايده بشقاب پرنده ها تصريح کرد: بسياري از کشورها از اين ايده بهره بردند و اقدام به ساخت پرنده هايي براي اقدامات جاسوسي، فليمبرداري و عکسبرداري از مناطق مورد نظر کردند.
قمري نژاد “آلمان” را از اولين کشورهايي نام برد که در اين زمينه گامهايي برداشته است و اضافه کرد: اين اقدام تاکنون ادامه دارد و بسياري از کشورها با سرمايه گذاريهاي بسيار تکنولوژيهاي فضايي براي کاربردهاي جاسوسي را توسعه داده اند.
کاوش گرهای اکتشافی مریخ به گونه ای طراحی شده اند که در نوک یا دماغه ی موشک ماهواره بر دلتا – دو جاسازی شوند. محموله ی دلتا برای سفر به مریخ یک سفینه ی فضایی است که از چند بخش تشکیل شده است:
کاوشگر (185 کیلوگرم) ، تجهیزات فرود (348 کیلوگرم) ، چتر نجات و تجهیزات حفاظتی آن (209 کیلوگرم) ، سپر حرارتی (78 کیلوگرم) ، مرحله ی کروز (193 کیلوگرم) و سوخت (50 کیلوگرم) که مجموعاً وزنی معادل 1063 کیلوگرم دارد.
مرحله ی کروز
مرحله ی کروز بخشی از سفینه است که برای انتقال از زمین به مریخ مورد استفاده قرار می گیرد. این مرحله بسیار شبیه سفینه ی ره یاب مریخ است و حدود 2.65 متر قطر و 1.6 متر ارتفاع دارد که شامل ورودی سفینه نیز می شود.
تصویری از مرحله ی کروز سفینه
مرحله ی کروز دارای یک ساختار اولیه ی آلومینیومی با یک رینگ خارجی شیاردار است که توسط باتری های خورشیدی پوشانده شده. آرایه های خورشیدی دارای پنج بخش هستند و می توانند در زمین توان 600 واتی و در مریخ توان 300 واتی تولید کنند. گرمکن ها و عایق های چند لایه ، سامانه های الکترونیک سفینه را گرم نگه می دارند. یک «سامانه ی فریونی» نیز وجود دارد که گرما را از رایانه ی پرواز و سخت افزار مخابراتی بیرون می کشد(!) و از افزایش دمای این قطعات جلوگیری می نماید. «سامانه ی الکترونیک هوایی کروز» به رایانه ی پرواز کاوشگر این امکان را می دهد که با سایر سامانه های الکترونیکی مانند حس گرهای خورشیدی، اسکنرهای ستاره ای و گرمکن ها همکاری مشترک داشته باشد.
تشریح قسمت های مختلف مرحله ی کروز
اجزای ناوبری مرحله ی کروز
اسکنر های ستاره ای و حس گرهای خورشیدی: این اجزاء به همراه سامانه های پشتیبان خود به سفینه این امکان را می دهند که با مقایسه ی موقعیت خورشید و دیگر ستاره ها نسبت به موقعیت خود ِ سفینه در فضا، مسیر درست را پیدا کند. طول عمر مفید کارکرد سفینه 500 میلیون کیلومتر می باشد اما گاهی سفینه خارج از حالت کروز و بیش از این مسافت نیز کار می کند. سامانه های ناوبری شش مانور تصحیح حرکت را، برای سفینه در نظر گرفتند که همگی در آزمایش ها و شرایط واقعی موفقیت آمیز بودند.
مخزن های سوخت: برای رسیدن سفینه به محل صحیح فرودِ برنامه ریزی شده در مریخ، دو مخزم سبک آلومینیومی حدود 31 کیلوگرم سوخت هیدرازینی را به محل، حمل میکنند. این مخزن ها به همراه «سامانه ی هدایت و کنترل کروز سفینه» به سامانه ی ناوبری این امکان را می دهند که در پرواز کروز سفینه را در مسیر صحیح خود نگه دارد. پیشرانش ها یا موتور های ورنیه به سه روش مختلف و به کمک رژیم های تپشی (پالسی)، مسیر حرکت رت اصلاح می کنند.
1. پیشرانش محوری که در آن از دو موتور کمکی استفاده می شود و برای تغییر سرعت سفینه کاربرد دارد؛
2. پیشرانش عرضی که در دو مجموعه موتور کمکی مورد استفاده قرار می گیرد (در هر مجموعه چهار موتور کمکی وجود دارد) و برای اصلاح مسیر حرکت سفینه در طی پالس های ثانویه ی طولانی به کار می رود؛
3. پیشرانش مُد ِ پالسی (یا تپشی) که از هر دو موتور کمکی هم زمان استفاده می کند و برای تغییر مسیر سفینه در زمان گردش آن کاربرد دارد.
اجزای مخابراتی مرحله ی کروز
سفینه از امواج رادیویی با طول موج ایکس استفاده می کند. استفاده از باند ایکس این امکان را به سفینه می دهد که با توان کم و آنتن های کوتاه تر نسبت به سفینه های قبلی (که از امواج با طول موج کوتاه استفاده می کردند) ارتباط های خود را انجام دهد. ناوبر ها دستورهایشان را در مرحله ی کروز از طریق دو آنتن امواج ایکس به سفینه می فرستند؛ یکی آنتن برد کوتاه کروز و دیگری آنتن برد متوسط کروز.
آنتن برد کوتاه کروز: این آنتن داخل حلقه ی داخلی و آنتن برد متوسط در حلقه ی خارجی نصب شده اند. در طول پرواز، چرخش سفینه با نرخ دو دور بر دقیقه ثابت شده است. محور چرخش آن به گونه ای طراحی شده است که آنتن ها همواره به سمت زمین باشند و آرایه های خورشیدی نیز همواره به سمت خورشید سمت گیری نمایند. سفینه در ابتدا و زمانی که نزدیک زمین است از آنتن برد کوتاه استفاده می کند. آنتن برد کوتاه از نوع همه جهته (Omni Directional) است بنابراین توان انتقالی (که به زمین می رسد) با افزایش فاصله، سریعاً کاهش می یابد.
آنتن برد متوسط کروز: با دور شدن سفینه از زمین و نزدیک شدن آن به مریخ، خورشید در همان سطحی است مه از زمین دیده می شد اما میزان انرژی که از خورشید به سفینه می رسد به میزان انرژی دریافت شده نمی باشد. بنابراین سفینه به صورت خودکار، آنتن خود را با آنتن برد متوسط جابجا می کند و می تواند موارد مشابه توان انتقالی را به امواج قوی تری تبدیل نماید تا امواج بتوانند به زمین برسند.
پوسته ی فضایی
پوسته ی فضایی، یک پوشش محافظ است که وسایل فرود را در طول هفت ماه سفر به مریخ، در خود حفظ می کند. طراحان «وسایل فرود» و خودِ «کاوشگر» را «وسایل نقلیه ی داخلی» می نامند؛ این بخش در درون پوسته ی فضایی جاسازی می شود تا از اثرات حرارتی شدیدی که در زمان ورود به اتمسفر نازک مریخ بر روی این اجزاء، به وجود می آید، جلوگیری می شود. پوسته ای که برای «روحیه» و «فرصت» طراحی شده بر پایه پوسته ای است که برای «سفینه های رهیاب مریخ» و «وایکینگ» طراحی شده بود.
شمایی کلی از پوسته ی فضایی کاوشگر مریخ
اجزای پوسته ی فضایی
این پوسته از دو. جزء اصلی تشکیل شده است؛ یکی پوشش حرارتی (صاف و قهوه ای کم رنگ مایل به خرمایی) و دیگری پوسته ی اصلی (بزرگ، سفید رنگ و مخروطی شکل)
پوشش حرارتی از کاوشگر و وسایل فرود در برابر اثرات حرارتی شدید (که در زمان برخورد با اتمسفر مریخ به وجود می آیند) جلوگیری می کند و به عنوان یک ترمز هوایی اولیه برای سفینه عمل می نماید. حمل ِ چتر نجات و اجزای دیگری که در طول ورود به جو مریخ، پایین آمدن سفینه و فرود آن به کار می روند به عهده ی پوسته ی اصلی می باشد. اجزایی که در پوسته ی اصلی جاسازی می شوند، عبارتند از:
1- چتر نجات که در بالای پوسته ی اصلی جاسازی شده است؛
2- باتری ها و اجزای الکترونیک پوسته ی اصلی که ابزارهای جداسازی مانند موتورهای ورنیه و ضامن چتر نجات را روشن و خاموش می کنند؛
3- واحد انداره گیری اینرسی (IMU) که موقعیت پوسته ی اصلی را در زمان پیچ و تاب خوردن چتر نجات نشان می دهد و گزارش می کند.
4- سه پیشران موشکی سوخت جامد بزرگ که به راکت های RAD یا راکت های کمکی فرود معروفند و هر کدام یک تن نیرو (10 کیلو نیوتون) را برای بیش از 2 ثانیه تولید می کنند.
5- سه پیشران سوخت جامد کوچک که TIRS نامیده می شود و در موقعیت خود خارج از پوشته ی اصلی به صورت افقی نصب شده اند. این پیشران ها ضربه ی افقی کوچکی وارد می نمایند تا در زمان فرود و هنگام کار راکت های اصلی، سفینه به صورت کاملاً عمودی درآید.
ساختار کلی پوسته ی اصلی
این پوسته توسط شرکت لاکهید مارتین در شهر دنور ایالت کولورادو ساخته شده است. این پوسته دارای یک ساختار آلومینیومی لانه زنبوری شش گوشه است و با لایه های مسطح گرافیت – اپوکسی پوشیده شده است. خارج پوسته توسط یک ساختار لانه زنبوری از جنس فنلیک که با یک ماده ی فنا شونده پر شده، در بر گرفته شده است. ماده ی فنا شونده گرمای تولید شده در اثر اصطکاک پوسته با اتمسفر را جذب می نماید و با سوختن خود از آن محافظت می کند. ماده ی فنا شونده ترکیب همگنی از چوب پنبه، چسب یا بایندر (binder) و قطعات کوچک کروی از جنس شیشه ی سیلیسیم دار می باشد. این ماده چندین سال قبل برای سپر حرارتی وایکینگ ساخته شده بود. در اولین مأموریت فضایی عطارد که کاوشگرهایی به آن سیاره فرستاده شد (مأموریت آپولو و جمینی) نیز از تکنولوژی مشابهی استفاده گردید. از نظر فرمولی این ماده به گونه ای طراحی شده است که در زمان ورود با اتمسفر مریخ واکنش می دهد و حرارت را از بدنه ی «سامانه ی فرود» جذب می کند و گازهای داغ را در پشت سر وسیله بر جای می گذارد. در لحظه ی فرود و در زمانی حدود یک دقیقه، سرعت وسیله از 19000 کیلومتر بر ساعت به 1600 کیلومتر بر ساعت کاهش می یابد که شتابی حدود 60 متر بر مجذور ثانیه یا 6 برابر شتاب جاذبه ی زمین را به سامانه ی فرود و کاوشگر وارد می نماید. هر دو پوسته ی اصلی و سپر حرارتی از ماده ی مشابهی ساخته شده اند. اما سپر حرارتی از لایه ی ضخیم تری (12.7 میلی متر) از ماده ی فنا شونده برخوردار است. در عوض پوسته ی اصلی با یک فیلم خیلی نازک آلومینیومی به نام PET پوشیده شده است مه وسیله را از سرمای اعماق فضا محافظت می کند. این روکش در زمان ورود به اتمسفر مریخ تبخیر می شود.
چتر نجات
این چتر کمک می کند که سفینه در زمان ورود به جو مریخ، فرود آهسته ای داشته باشد و در پوسته ی اصلی جاسازی شده است. طراحی چتر نجات در سال 2003 بخشی از فرایند توسعه ی تکنولوژی چترهای نجات مریخ بود و بر پایه ی طراحی ها و آزمایش های صورت گرفته در دو مأموریت «رهیاب» و «وایکینگ» بنا نهاده شده است. چتر نجات برای این مأموریت 40 درصد بزرگتر از مأموریت «ره یاب» است زیرا بیش ترین بار وارد بر کاوشگر اکتشافی مریخ زمانی که چتر کاملاً باز می شود 80 تا 85 کیلونیوتون است در صورتی که بیش ترین بار برای مأموریت «ره یاب» در حدود 35 کیلونیتون بوده است. این چتر نجاب در «ویندسور جنوبی» توسط «شرکت فضایی پایونیر» طراحی و ساخته شده است.
شمایی از چتر نجات
ساختار چتر نجات
این چتر نجات از دو پارچه ی سبک وزن و مقاوم پلی استر و نایلون ساخته شده است و با یک زنجیر سه تایی از جنس کولار (Kevlar) به پوسته ی اصلی متصل می گردد. مقدارفضای در نظر گرفته شده برای چتر در سفینه بسیار اندک است ، لذا چتر تحت فشار بسته بندی شده است.قبل از پرتاب، یک گروه چند نفری بایستی چتر، 48 طناب تعلیق ِ متصل به آن و زنجیر سه تایی اتصال را، محکم جمع کنند و در جعبه ی ویژه ای بسته بندی نماید. این جعبه بار زیادی را جهت جمع نگه داشتن چتر به آن وارد می کند. قبل از گذاشتن چتر در جعبه ی اصلی، جعبه را با گرم کردن استرلیزه می کند.
مهندسان ناسا در حال آزمایش چتر نجات
اجزایی که به همرا چتر کار می کنند
طناب ها ی زیلون (Zylon)
پس از این که چتر در ارتفاع حدود 10 کیلومتری بالای سطح مریخ قرار گرفت، سپر حرارتی با کمک 6 مهره یا گره جداکننده و فنرهای فشاری جدا می شود. پس از آن پوسته ی اصلی جدا می گردد و قلاب های (Rappels) نوار فلزی را پایین می آورد. این نوار فلزی روی «سامانه ی ترکز هوایی گریز از مرکز» قرار دارد و این سامانه به نوبه ی خود بر روی وجوه سامانه ی فرود نصب شده است. با پایین آمدن آهسته ی نوار فلزی، سامانه ی فرود در موقعیت انتهای دیگر طناب قرار می گیرد. این طناب 20 متر طول دارد و از جنس زیلونِ بافته شده، ساخته شده است. زیلون الیافی است شبیه کِولار، اما از نوع پیشرفته؛ برای آن که موفعیتش افزایش یابد به صورت پوسته بافته می شود (مانند بند کفش). طناب زیلون ضمن فاصله دادن کیسه های هوایی از خروجی پیشران های سوخت جامد و افزایش پایداری آن ها، فضای کافی برای قرار گیری کیسه های هوایی را نیز فراهم می کند. سیگنال الکتریکی لازم برای شروع احتراق پیشران های سوخت جامد از همین طناب با سامانه ی ویژه ای که روی آن در نظر گرفته شده است، ارسال می گردد. این سیگنال بر اساس داده های واحد اندازه گیری اولیه (که نرخ و انحراف سفینه را اندازه گیری می کند) تولید و در موقع لزوم به پیشران های سوخت جامد ارسال می گردد.
پیشران های کمکی فرود (RED)
چون چگالی اتمسفر مریخ یک درصد چگالی کره ی زمین است، چتر نجات به تنهایی نمی تواند سرعت فرود را کاهش دهد و فرود امنی را برای کاوش گر ایجاد کند لذا فرود سفینه با کمک «پیشران های کمکی فرود»صورت می گیرد. این پیشران های سوخت جامد در ارتفاع 10 – 15 متری بالای سطح مریخ، رو به پایین روشن می شوند و با ایجاد نیروی مخالف نیروی جاذبه ی مریخ، فرود آرامی را برای کاوش گر فراهم می نماید.
واحد ارتفاع سنج رادار
این واحد برای تعیین تا سطح مریخ مورد استفاده قرار می گیرد. آنتن رادار روی یکی از گوشه های پایینی سامانه ی فرود که چهار وجهی است نصب شده است. زمانی که اندازه گیری رادار، فاصله ی مناسب از سطح مریخ را نشان دهد، طناب زیلون بریده خواهد شد و سامانه ی فرود از چتر نجات و پوسته ی اصلی رها شده و برای فرود آزاد می گردد. همچنین داده های رادار زمان باز شدن کیسه های هوایی و روشن شدن موتورهای کمکی فرود (RED) را مشخص می کند.
کیسه های هوایی
یسه های هوایی که در مأموریت اکتشافی مریخ استفاده شد، شبیه همانی است که در مأموریت «ره یاب» مریخ در سال 1997 استفاده شده بود. کیسه ی هوایی باید به اندازه ی کافی محکم باشد تا سفینه روی سنگ ها یا زمین های سنگلاخی فرود نرمی داشته باشد و در زمان فرود که سفینه سرعت آزاد آن زیاد است، بتواند آزادانه از سطح مریخ بلند شود؛ به زمین بخورد و به هوا بلند شود. همچنین کیسه های هوایی باید تا چند ثانیه قبل از برخورد باد شوند و بلافاصله روی سطح تخلیه شود. پارچه ای که برای کیسه های هوایی جدید استفاده شد از جنس مواد مصنوعی می باشد و وکتران (Vectran) نام دارد. همچنین پارچه در «ره یاب» نیز استفاده شده بود.مقاوما این ماده معمولاً دو برابر مواد مصنوعی دیگر مانند کولار است و در دماهای سرد بهتر عمل می کند. مثلاً اگر شش لایه از کولار برای استجکام مورد نظر کافی باشد؛ از پارچه ی «وکتران» یک یا دو لایه کافی خواهد بود. هر کاوش گر از چهار کیسه ی هوایی که هر یک شش قسمت دارد بهره می برد که همگی به هم متصل شده اند. این اتصال بسیار مهم است زیرا با انعطاف پذیرتر شدن و واکنش پذیرتر شدنِ این مجموعه نسبت به فشار سطح، از اعمال بسیاری از نیروها جلوگیری می شود.پارچه ی کیسه های هوایی مستقیماً به کاوش گر متصل نیستند بلکه مجموعه ای از طناب های متقاطع، کیسه های هوایی را اطراف نگاه می دارند. طناب ها به کیسه ها شکل می دهند و باز شدن (باد کردن) آن ها را آسان تر می نماید. در طول پرواز، در طول پرواز دائماً به سه مولد گاز (که برای باد کردن آن ها استفاده می شوند) چسبیده اند.
شمایی از کسیه های هوایی محافظ
آزمایش کیسه های هوایی
سامانه ی فرود
سامانه ی فرود یک پوسته ی محافط است که کاوشگر را در خود جای داده است. این سامانه به همراه کیسه های هوایی، کاوشگر را از نیروهای حاصل از برخورد با سطح مریخ حفظ می کند. سامانه ی فرود ساختار مقاوم و سبک وزنی دارد و از یک پایه و سه لبه تشکیل شده که در هنگام جمع شدن به شکل یک هرم چهار وجهی در می آید. سامانه ی فرود از تعدادی میله و ورق از جنس مواد کامپوزیتی تشکیل شده است. میله های سامانه ی فرود، لایه هایی از رشته های گرافیت بافته شده است و به صورت پارچه تولید می شود. ماده ی تولید شده از آلومینیوم سبک تر و از فولاد محکم تر است. برای اتصال این لایه های گرافیتی از فلز تیتانیم استفاده شده که کاملاً به میله های سامانه ی فرود چسبیده اند و ضمن ثابت کردن مجموعه، توانایی جابجایی و ارتعاش را به مجموعه می دهند. پسچ و مهره های مخصوصی گاوشگر را به کف سامانه ی فرود متصل کرده است که پس از فرود با انفجاری کوچک باز می شوند.
تشریح قسمت ها ی مختلف سامانه ی فرود هنگامی که کاوشگر در آن قرار دارد
تشریح قسمت ها ی مختلف سامانه ی فرود پس از باز شدن
چرخش کاوشگر برای عمودی قرار گرفتن
سه لبه ی سامانه ی فرود با لولاهایی به کف آن متصل شده اند. لولای هر لبه مجهز به موتور قدرت مندی است که می تواند کل سامانه ی فرود را بلند کند. کاوشگر و سامانه ی فرود جرمی حدود 533 کیلوگرم دارند. جرم کاوشگر به تنهایی در حدود 185 کیلوگرم می باشد. شتاب جاذبه در مریخ 38 درصد زمین است، بنابراین نیاز نیست که قدرت موتور برابر قدرت لازم آن روی زمین باشد. داشتن یک موتور در هر لبه از سامانه ی فرود، این اطمینان را ایجاد می کند که کاوشگر در هنگام فرود روی سطح مریخ، حتماً در موقعیت عمودی قرار می گیرد؛ حتی اگر سامانه ی فرود پس از رسیدن به سطج مریخ در حالت عمودی فرود نیاید.
کاوشگر یک دستگاه شتاب سنج دارد که شدت گرانش در هر ارتفاعی را می تواند تشخیص دهد و به کاوشگر بفهماند «کدام وجه سامانه ی فرود روی سطح مریخ قرار گرفته است و کدام هنوز به سطح نرسیده». رایانه ی کاوشگر تعیین می کند که کدام سطح پایین است و کدام لبه ی سامانه ی فرود باید باز شود تا سامانه ی فرود در حالت عمودی قرار گیرد. با باز شدن لبه ی مربوط، فشار وارد بر لبه از سطح مریخ، سبب می شود سامانه ی فرود حول محور لولای لبه بچرخد و در حالت عمودی قرار گیرد. زمانی که پایه ی سامانه ی فرود پایین آمد و کاوشگر در وضعیت عمودی قرار گرفت، دو لبه ی دیگر باز می شوند. در بهترین حالت، لبه های باز شده دارای موقعیتی صاف و مساوی هستند و هر سه لبه در یک سطح و ارتفاع قرار می گیرند. اما اگر یک یا دو لبه مثلاً بر روی سنگی قرار گیرند، موتور تعبیه شده در لبه ها، آن قدر قوی هستند که لبه را با اعمال نیرو بر روی سطح مریخ بالا آورد تا کاوشگر روی سطحی پل مانند و مسطح قرار گیرد. همه ی این کارها برای آن است که کاوشگر معبر ایمن و مناسبی برای خروج و رفتن بر روی سطح مریخ داشته باشد. تیم پرواز (که در زمین مستقرند) دستوراتشان را برای میزان مردن لبه ها به کاوشگر می فرستند تا این معبر ایجاد شود به این گونه که کاوشگر از ارتفاع سقوط نکند و یا روی سطح ناهمواری فرود نیاید.
انتقال امن کاوشگر به سطح مریخ
فرایند انتقال کاوشگر از سامانه ی فرود را «فاز خروج» می نامند. کاوشگر باید قادر باشد بدون اینکه چرخ هایش به کیسه های هوایی گیر کند یا اینکه از سرازیری تند سقوط کند، از سامانه فرود خارج شود. برای کمک به فرایند خروج، لبه های سامانه ی فرود، دارای یک سامانه ی کشنده است که کیسه های هوا را آرام به سمت سامانه ی فرود می کشد و از سر راه کاوشگر کنار می برد. این عمل قبل از باز شدن لبه های سامانه های فرود انجام می گردد. یک سطح کوچک شیب دار یا رمپلت (Ramplet) به لبه ها متصل می شود که پهن شده شیب مناسبی را برای عبور ایجاد می کند و فضای بزرگ بین لبه های سامانه را پر می نماید.
این سطح شیب دار اصطلاحاً Batwings نامیده می شود و از جنس پارچه ی وکتران تهیه شده است. این سطح، سطوح ناهموار و خطرناک و موانع سنگی و باقیمانده ی کیسه های هوایی را می پوشاند تا مشکلی برای چرخ های کاوشگر ایجاد نشود و چرخ ها گیر نکنند. این سطح پارچه ای، یک سطح دایره ای حول محور فرود ایجاد می کند و کاوشگر می تواند دور آن بچرخد. در این حالت کاوشگر می تواند از هر یک از لبه های سامانه ی فرود به خارج هدایت شود. در واقع رمپلت ها ارتفاع پله ای را که کاوشگر باید طی کند تا از سامانه ی فرود خارج شود کاهش می دهند و از سقوط کاوشگر جلوگیری می کنند. اگر کف کاوشگر به سنگی اصابت کند یا هنگام خروج از سامانه ی فرود گیر بیفتد، تمامی مأموریت بر باد داده می شود؛ بنابراین این مرحله بسیار اهمیت دارد.
هرمان جوليوس اوبرت (1989-1894) يكي از پيشگامان و تئوريسينهاي بزرگ تاريخ عصر فضا به شمار ميرود. او به همراه تسيلكوفسكي و گودارد پدران دانش و مهندسي موشكهاي پرتابگر به حساب ميآيند. اوبرت در جواني نظرات و تحقيقات خود را به صورت چند كتاب منتشر كرد و در زمان جنگ جهاني دوم به طور مداوم در مراكز تحقيقات موشكي آلمان نازي به كار مشغول بود. بعد از جنگ، آمريكاييها و ساير متحدان غربي آنها از دانش اوبرت و همكارانش استفاده زيادي كردند.
[هرمان جوليوس اوبرت] در 25 ژوئن 1894 در شهر [هرمشتات ترانسيلوانياي] روماني، متولد شد [1]. اصالت او مجاري-اتريشي بود، اما بيشتر عمر خود را در آلمان و روماني گذراند. اوبرت به علوم موشكي بسيار علاقهمند بود و اين علاقه از سن 11 سالگي در او بهوجود آمد. مادر وي براي تشويق اوبرت، كتاب «از زمين تا ماه» نوشته [ژول ورن] را به او هديه داد. هرمان اين كتاب را چندين بار مطالعه نمود و علاقه زيادي به آن پيدا كرد. اين كتاب در واقع اولين جرقه را براي شروع فعاليت او درباره علوم موشكي ايجاد كرد [2].
تصوير 1- هرمان جوليوس اوبرت در جواني
مطالعه كتاب مذكور و ديگر كتابهاي مربوط به علوم موشكي در سالهاي بعد، اوبرت را به تحقيق و بررسي در خصوص جنبههاي فني اين علم تشويق نمود. او علاقه زيادي به سفرهاي فضايي داشت.
در سن 14 سالگي (1908) اوبرت موفق به ساخت يك راكت مدل كوچك داراي مخزن پيشران مايع داشت. البته او اين كار را با امكانات و منابع بسيار محدودي انجام داد و حتي منابع لازم جهت آزمايش وسيله خود را در اختيار نداشت [2]. او سعي ميكرد تا به مطالعه در زمينههاي مختلفِ علاقهمندي خود، بهخصوص رياضيات بپردازد، زيرا ميدانست براي پيشرفت در اين راه به آنها نياز دارد.
در همان اوان، اوبرت به اين نتيجه رسيد كه اگر نيروي پيشرانه راكت مدل ساخت خود را به طرز مناسبي تامين كند، موفق به پرواز خواهد شد. در ضمن دريافت كه بايد پيشران (يا سوخت) بيشتري به راكت بدهد كه اين امر باعث افزايش وزن ميشد. يعني هرچه پيشران بيشتر ميشد، وزن راكت هم افزايش مييافت كه اين خود يك مشكل به حساب ميآمد.
اوبرت به اين ميانديشيد كه چرا نبايد هنگاميكه مقدار زيادي از پيشران مصرف شد، از شرّ محفظه خالي آن رها شد؟ اين فكر همان ايده جدايش و چند مرحلهاي كردن راكتها بود كه در دوران نوجواني به ذهن اوبرت خطور كرد [1]. استفاده از اين طرح از آن جهت مهم بود كه در مراحل مختلف وزن موشك را كم ميكرد و به همين دليل پارامترهاي پروازي موشك تا حدود زيادي ميتوانست بهبود پيدا كند.
هرمان معتقد بود براي توسعه و موفقيت در پيادهسازي ايدهاش ميبايست خارج از فرمولهاي رياضي عمل كند. البته در نهايت هرمان با استفاده از فرضيات خود و مدلهاي كوچك و بزرگ به اين نتيجه رسيد كه ميتواند به نوعي كارآيي راكت را افزايش دهد. بنابراين ميتوان هرمان اوبرت را يكي از پايهگذاران ايده جدايش در موشكها و پرتابگرهاي چندمرحلهاي دانست.
در سال 1912 (18 سالگي) اوبرت در دانشگاه مونيخ ثبتنام كرد و در رشته پزشكي مشغول به تحصيل شد. بورسيه تحصيلي وي در دست اقدام بود كه با شروع جنگ جهاني اول در تحصيل او وقفه ايجاد شد. بنابراين اوبرت نيز مانند بسياري ديگر، به صورت غيرمستقيم وارد جنگ شد و در واحدهاي پزشكي به انجام وظيفه پرداخت [2].
بعد از جنگ، هرمان به اين نتيجه رسيد كه به صورت ناخواسته و بدون تمايل كامل وارد علوم پزشكي شده است. او در سال 1918 با [ماتيلدا هامل]، كسي كه به او در انجام كارهايش كمك مينمود و به فعاليتهاي اوبرت اعتقاد راسخ داشت، ازدواج كرد [2]. او در 1919 مجدداً به آلمان بازگشت و ابتدا در دانشگاه مونيخ و سپس در [گوتينگن] در رشته فيزيك مشغول به تحصيل شد.
از جمله مهمترين مراكز موشكي كه اوبرت در آنجا مشغول بوده، ميتوان به «ويافآر»، انجمن پرواز فضايي آلمان، اشاره كرد. اوبرت در سال 1920 ضمن فعاليت در اين مركز، به همكاري با افراد محقق و علاقهمندي چون [ورنر فونبراون] پرداخت [1].
تصوير 2- مركز پروژه موشكهاي بالستيك ايالات متحده، از راست به چپ: رابرت لوسر، ورنر فونبراون، دكتر هرمان اوبرت، ژنرال هولگر تافتوي و دكتر ارنست اشتالينگر
در سال 1922 (28 سالگي) رساله دكتراي او كه در مورد علوم موشكي (پرواز راكتها) بود با بهانه [تخيلي، ايدهآليستي و رويايي بودن] مورد پذيرش قرار نگرفت، ولي اين امر اوبرت را هيچگاه مأيوس نساخت و او تحقيقات خود را در زمينه مورد علاقهاش به صورت خصوصي ادامه داد [3]. وي هرگز به تهيه يك رساله جديد و گرفتن مدرك دكتراي خود نيانديشيد. البته رساله مذكور به او در جهت تهيه و آماده شدن اولين كتابش كمك زيادي نمود. او بعدها در مورد تمايلاتش توضيحاتي را ارائه داد و در يادداشتهاي خود چنين نوشت: «من از نوشتن رساله اي ديگر خودداري كردم و به خود گفتم: مهم نيست. من ثابت خواهم كرد كه ميتوانم بدون اينكه عنوان دكتر در كنار نامم قرار گيرد، از تعدادي از آنها ]منتقدان رسالهام[ دانشمند بزرگتري شوم» [1]. او از نظام آموزشي آلمان به شدت انتقاد كرد و وضعيت آن را به اتومبيلي تشبيه نمود كه چراغهاي عقب آن بسيار درخشان و پرنور، اما جلوي آن فاقد چراغهاي روشن است (کنایه از این که این نظام آموزشی بیشتر به گذشته وابسته است و حالت سنتی دارد و به طرح های جدید و آینده نگر توجهی ندارد). البته رساله اوبرت سرانجام توسط پروفسور «آگوستين ماير» از دانشگاه «بابس-بولياي» روماني پذيرفته شد و او درجه دكتري را از اين استاد دريافت كرد.
در سال 1923 (29 سالگي)، اوبرت موفق به انتشار كتاب 92 صفحهاي «[با راكت در فضاي بين سيارات]» شد [1]. اين كتاب كه برگرفته از همان رساله دكتراي او بود باعث شهرت وي شد. اگرچه رساله وي در خصوص موارد فني كمتر بحث كرده بود، ولي به واسطه تدريس او در مراكز مربوط (به خصوص در آلمان) به امور فضايي، كتابش به كمك همين مراكز انتشار يافت. تئوريهاي ارائه شده در كتاب اوبرت بسيار ارزشمند بودند. اين كتاب به واسطه تئوريهايش در سراسر مراكز موشكي آلمان مورد توجه قرار گرفت و اين امر باعث شد تا كتاب او به چندين زبان ديگر نيز ترجمه شده و پس از مدتي مطالب آن به طور عملي در وسايل پرنده فضايي به كار گرفته شوند.
امتداد اين كتاب و ساير فعاليتهاي هرمان اوبرت در زمينه موشك، در سال 1929 به چاپ كتابي 429 صفحهاي با عنوان «[مقدماتي براي انجام سفر فضايي]» منتج شد كه يكي از موفقيتهاي بينالمللي او به حساب ميآمد و از اهميت علمي فوقالعادهاي برخوردار بود. اوبرت كه چند سال قبل از انتشار اين كتاب (سال 1925)، با [كنستانتين تسيلكوفسكي] و ايدهها و تئوريهايش آشنا شده بود، از دانش و تجربه او نيز در تدوين اين كتاب جديد استفاده كرد. در اين كتاب، تئوري رياضي مربوط به علوم موشكي بهخصوص در زمينههاي علوم الكترونيك و پيشرانش راكتي تشريح شده بود. اين كتاب امكان طراحي و ساخت يك راكت را فراهم ميآورد و همچنين توان بالقوه انسان براي دستيابي به ايستگاههاي فضايي و سفر به كرات ديگر را مورد بررسي قرار ميداد. كتاب جديد اوبرت از طرف [اسنالت]، پيشكسوت در علوم راكتي فرانسه، «[كتاب مقدس فضانوردي علمي]» خوانده شد و مورد تشويق مالي ده هزار فرانكي قرارگرفت كه اوبرت از اين پول براي توسعه فعاليتها و تحقيقاتش استفاده كرد [4].
[فريتز لانگ]، سازنده فيلمهاي صامت پس از مطالعه كتاب اوبرت تصميم گرفت فيلمي داستاني در مورد سفر فضايي بسازد و سرانجام فيلم «[دختري در فضا]» را در سال 1929 به روي پرده سينما برد. اين فيلم اولين محصول تاريخ سينما بود كه تصاويري مجازي از محيط فضا را به تصوير ميكشيد. سازنده فيلم مذكور از آنجايي كه ميخواست محصولش از نظر فني و علمي بينقص باشد، تصميم به دعوت از اوبرت به عنوان مشاور علمي در فيلم خود گرفت. در سناريوي انتخاب شده، اوبرت و لانگ به كمك يكديگر موفق به ساخت يك ماكت فضاپيما شدند كه خيلي واقعي به نظر ميآمد. در جريان تهيه اين فيلم چشم چپ اوبرت ضربه ديد كه براي او بسيار ناراحتكننده بود اما خللي در راه تحقيقات و علاقهمندياش ايجاد نكرد [1].
همانگونه كه ذكر شد، اوبرت در مركز موشكي انجمن پرواز فضايي آلمان با ورنر فونبراون همكار بود. كسي كه خود در آينده از پيشگامان، محققان و مهندسان بزرگ موشكي جهان براي دولت آلمان نازي و سپس ايالات متحده شد.
اوبرت و فونبراون با همديگر مشغول تحقيق بر روي موشك شدند كه اين فعاليت به طراحي و ساخت موشك «[وي2]» آلمان در اواخر جنگ جهاني دوم منتج شد. اوبرت در سال 1929 با موفقيت يك راكت پيشران مايع آزمايشي ساخت كه «[كگلدوس]» نام گرفت [4].
در سال 1938 خانواده وي از روماني به آلمان عزيمت نمودند و سرانجام در منطقه [پينيموند] مستقر شدند. اوبرت در آنجا به كمك همكارش، فونبراون، مشغول ساخت اولين راكت عملياتي جهان براي آلمان نازي شد. در سال 1941، او و فونبراون رسما پروژه وي2 را آغاز كردند كه البته اوبرت در اين پروژه هرگز جايگاه رسمي مناسبي پيدا نكرد.
اوبرت همچنين در مركزي به نام [واساگ] بر روي راكتهاي پيشران جامد دفاع هوايي كار ميكرد. او در زمان آلمان نازي به دريافت نشان نيز مفتخر شد.
او در اواخر جنگ خانواده خود را به [فيوچ] در نزديكي نورنبرگ منتقل كرد. در پايان جنگ جهاني دوم، اوبرت به همراه ساير دانشمندان و مهندسان موشكي آلماني به اسارت نيروهاي آمريكايي درآمد و مورد بازجويي قرار گرفت، اما سرانجام آزاد شد و در آلمان غربي سكونت گزيد. او چهار فرزند داشت كه يك پسرش در جنگ جهاني دوم كشته شد و يك دخترش نيز در اثر انفجار يك كپسول اكسيژن مايع در محل كار او جان خود را از دست داد [1].
تصوير 3- هرمان اوبرت در حال تدريس
اوبرت در سال 1948 (54 سالگي) به عنوان مشاور مستقل و نويسنده در سوئيس مشغول به كار شد. در سال 1950 همان فعاليتي كه در واساگ براي آلمان نازي انجام ميداد را اينبار در خدمت نيروي دريايي ايتاليا كامل كرد [5]. در همين ايام، نظراتي را در مورد اشياي پرنده ناشناس ارائه نمود. او از طرفداران نظريه سفر موجودات فضايي به زمين بود. وي در سال 1953 به فيوچ بازگشت و در آنجا كتاب جديد خود تحت عنوان «[انسان در فضا]» را كه در آن ايدههايي را براي تلسكوپهاي بازتابي فضايي، ايستگاههاي فضايي، فضاپيماي الكتريكي و لباسهاي فضايي ارائه ميداد، منتشر ساخت.[3]
در سال 1955، فونبراون، رئيس پروژه موشكهاي بالستيك ايالات متحده، از او براي همكاري دعوت نمود. وي دعوت فونبراون را پذيرفت و تا سال 1958، با او بر روي موشكهاي بالستيك كار كرد [4]. سپس اوبرت مجددا به شهر فيوچ آلمان بازگشت و ايدههايش را در مورد ساخت يك كاوشگر كره ماه و برخي مطالب و موضوعات هوافضايي ديگر تحت عنوان كتاب «[توسعه فناوري فضايي در دهه آينده]» به رشته تحرير در آورد [1]. در سال 1960 به عنوان مشاور فني در جهت توسعه و تكميل موشك [پرتابگر اطلس] در ايالات متحده استخدام شد. وي در سال 1962 و در سن 68 سالگي بازنشسته شد. اوبرت از آنجايي كه يكي از پيشگامان عصر فضا بود، در ژوئيه 1969 جهت مشاهده پرتاب موشك حامل ساترن-5 كه فضاپيماي آپولو-11 را به سمت ماه پرتاب ميكرد، به ايالات متحده دعوت شد
تصوير 4- فونبران، هرمان اوبرت را در مراسم تقدير از وي همراهي ميكند (19 اكتبر سال 1961)
اوبرت در سال 1973 و با بالا گرفتن بحران نفتي در جهان، به توليد انرژي از طريق باد علاقهمند شد كه در اين خصوص اقدام به طراحي ايستگاههاي توليد برق به كمك باد نمود (1). يكي از موارد جالب ديگر در دوره بازنشستگي اوبرت، وارد شدن او به حوزه مسائل گوناگون فلسفي بود. به عنوان مثال، او در خصوص پروژههاي آينده براي بشريت، ضرورت پرسيدن سوال، آمادگي انسان براي درك مسائل آينده و اينكه خداوند يك ايده را در انسان خلق نميكند، مگر آنكه بشر تعليم و تربيت يافته باشد و مسايلي از اين قبيل به بحث و تحليل پرداخت. مهمترين كتاب اين دوران از زندگي او [مباني براي حاكمان آينده] نام داشت(5). او در اين كتاب با جمعبندي همه نظراتش سعي كرد تا نشان دهد كه بروز اشتباهات ممكن است به سقوط حكومتهاي دموكراتيك بيانجامد و بر آموزش سياسي درست و بيغرض رأيدهندگان تاكيد كرد.
دوران پايانی زندگی
اوبرت سرانجام در 29 دسامبر 1989، در سن 95 سالگي، در بيمارستاني در نورنبرگ آلمان درگذشت [1]. اين دانشمند بزرگ در حالي از دنيا رفت كه كمك عظيمي به علوم موشكي، پرواز فضاپيماها و كشفيات فضايي در قرن بيستم نمود. هرمان اوبرت رومانيايي، كنستانتين تسيلكوفسكي روسي و [رابرت گودارد] آمريكايي را در واقع ميتوان پيشكسوتان و پايهگذاران كشفيات علوم موشكي و فضانوردي به حساب آورد. جالب توجه است كه اگرچه اين سه نفر به بخشي از نتايج علوم موشكي و موارد مربوط به جاذبه زمين دست يافتند، اما بخش بزرگي از اين امور را فقط با اتكا بر كارهاي علمي مستقل خود به ثمر رساندند.
ارزش تحقيقات اوبرت براي هميشه جاودان خواهد ماند. در حال حاضر، موزهاي به نام او در فيوچ آلمان، در نزديكي نورنبرگ، تاسيس شده و كليه آثار، عقايد و كارهاي علمي وي در آنجا به نمايش عموم گذاشته شده است. انجمني نيز به نام او بنيان نهاده شده است كه تعداد زيادي از دانشمندان، محققان و ستارهشناسان دنيا عضو آن هستند. دهانهاي در كره ماه نيز به نام اوبرت نامگذاري شد [3]. او معتقد بود انسان بايد در سراسر زندگي داراي هدف باشد و هدفمند زندگي كند.
بر روي سنگ قبر هرمان جوليوس اوبرت چنين نوشته شده است: «درود بر كساني كه تشنه و گرسنه عدالتند» [3].