آمادگي براي سفر به فضا

چکیده: در این مقاله سفر انسان به فضا از آمادگی برای آن تا بازگشت وشرایط حاکم بر آنجا و تاثیر این شرایط بر بدن انسان  بررسی شده است.

 

از دیرباز انسان در رویا و در داستا نهای علمی-تخیلی در فکر سفر به فضا بود و در مرحه ی دوم به دنبال مکان امنی برای زندگی بعد از زمین بود به همین دلیل او با سعی و تلاش و پیشرفت در زمنه های مختلف علمی توانست به این رویا تحقق بخشد و در اولین قدم پا بر کره ی ماه نهاد.    

در گذشته ی نه چندان دور فضانوردان از خلبانان حرفه ای و کارکشته انتخاب می شدند اما کم کم با آسانتر شدن کارها ، شرایط فضانورد شدن هم آسان شد و فضانوردها می بایست تحصیلات عالی دانشگاهی در رشته های مهندسی داشته باشند یا اینقدر بچه مایه دار باشند تا بتونند به عنوان توریست به فضا برند؛ همچنین باید شرایط فیزیکی لازم برای قرار گرفتن در آن شرایط را دارا باشد.

بعد از انتخاب آموزش ها شروع میشود تا فضانوردان آینده با محیط و شرایط فضا آشنایی کامل رو پیدا کنند مثلاً آموزش هایی از قبیل صندلی چرخون ، هواپیمای تهوع آور ، انجام تمریناتی در آب ودر بعضی موارد فضانوردان برای آمادگی بهتر و آشنایی با شرایط خارج از جو مدتی در بیابان های بی آب و علف زندگی می کنند.

بعد از اتمام آموزش ها که چند ماه طول می کشد حالا نوبت پریدن و رفتن است  اما به همین سادگی ها هم نیست چون قبل از بلند شدن از زمین همه چیز باید دوباره چک شود چون وجود اشکال کوچکی در برنامه ها ممکن است یک پروژه ی بزرگ را با شکست مواجه کند بعد از اطمینان از درست بودن تمام برنامه ها  شمارش معکوس شروع می شود و فضاپیما با استفاده از اولین راکت از زمین بلند میشود  و در حدود 9 دقیقه به 3 برابر شتاب زمین میرسد. از حالا بی وزنی شروع شد.

چون فضاپیما خیلی سنگین است باید حدود 8 کیلومتر در ثانیه سرعت داشته باشد تا بتواند در مدار باقی بماند یعنی مغلوب جاذبه ی زمین نشود و کاهش ارتفاع نداشته باشد. البته این شرایط فقط برای فضاپیماهای مدارگرد است  و برای فضاپیماهایی که بخواهند از گرانش زمین خارج شوند شتاب آنها باید 40% بیشتر شود که این کار را راکت دوم انجام میدهد .

فضاپیما با رسیدن به ایستگاه فضایی به دور آن می چرخد و بعد به آن متصل میشود و بعد از آزمایش نشست دریچه های الحاقی درها باز میشوند و فضانوردان وارد ایستگاه فضایی میشوند

 

 

هوا فضا

هوافضا را می توان تجلیگاه آخرین پیشرفتهای علوم و فنون دانست.
اصطلاح هوافضا خود بیان کننده زمینه کاری این رشته است به عبارت دیگر هوافضا علم بررسی حرکت اجسام در جو و خارج از جو است.
زمینه پیدایش علم هوافضا با آرزوی پرواز بشر از گذشته های دور آغاز شده است. یک مهندس هوافضا به تنهائی قادر نخواهد بود که یک محصول هوافضائی مانند هواپیما را به صورت کامل و با تمام جزئیات طراحی کند. یک مهندس هوافضا، محاسبات لازم را انجام داده و در هر مرحله به منظور تأمین اهداف مورد نظر، نیازها و موارد گوناگون را به طور دقیق بیان می کند سپس به منظور تأمین این نیازها و سفارش سایر رشته های و زمینه های علمی و فنی وارد عرصه می شوند.
 به دلیل ارتباط تنگاتنگ رشته مهندسی هوافضا با امور نظامی، بخش قابل توجهی از صنعت هوافضا در دست بخش نظامی است.
صنعت هوافضا را می توان در زمره صنایعی در کشور دانست که کار علمی و تحقیقاتی در آنها نسبت به سایر صنایع موجود در کشور به صورت قابل قبولی انجام شده و بین صنعت و دانشگاه نیز ارتباط به نسبت مناسبی برقرار است.
دروس مکانیک، ریاضی، فیزیک از جایگاه ویژه ای برخوردارند. عامل دیگر موفقیت، تسلط بر کامپیوتر و نرم افزارهای مرتبط با رشته هوافضاست.

http://daneshnameh.roshd.ir/mavara

معرفی نرم افزار CATIA

قدرتمندترین نرم افزار طراحی، مهندسی و ساخت با کمک کامپیوتر در صنایع هوافضا، خودروئی و دریائی

 

	چکیده در عصر تکنولوژی اطلاعات، با روشهای سنتی نمیتوان جوابگوی نیازهاي طراحی و ساخت بود و نمیتوان از توانمندیهای کامپیوتر را در این زمینه نادیده گرفت. مخصوصاً در میدان رقابت که پارامترهائی چون : هزینه، زمان، کیفیت و سود مطرح میباشند. سیستمهای طراحی با کمک کامپیوتر ( CAD )، مهندسی با کمک کامپیوتر ( CAE ) و ساخت با کمک کامپیوتر ( CAM ) از سیستمهای مطرح روز دنیا در صنایع هوافضا، دریائی و خودروئی میباشند. از نتایج استفاده این سیستم ها میتوان کاهش زمان طراحی، کاهش خطا در طراحی، بهینه کردن طرح کاهش زمان تولید، افزایش کیفیت محصول و افزایش سود دهی را نام برد. در این راستا نرم افزارهای زیادی به بازار ارائه شده است؛ اما استفاده از یک نرم افزار جامع، در یک مجموعه از اهمیت خاصی برخوردار میباشد که نرم افزار CATIA یکی از این نرم افزارهای جامع میباشد. کتیا ویرایش 5 ( CATIA V.5 ) یک یکپارچگی مناسب و قدرتمندی بین منابع انسانی و ابزارها و روشها و منابع های طراحی، مهندسی و ساخت در یک فرآیند کامل را ایجاد میکند. از توانمندیهای برجسته دیگر این نرم افزار: پرورش خلاقیت و نوآوری، به اشتراک گذاشتن دانش فنی در فرآیندها ارتباط مستقیم بین طرح سه بعدی مجازی و محصول واقعی و کاهش حلقه های طراحی و ساخت را نام برد. کلید واژه : CATIA ، PLM ، مدل ، 3D, 2D ، طراحي، مهندسي، ساخت	مهندس محمدرضا زارع پور   [e-mail]

 

شاتل فضایی

در 12اوریل سال 1981برنامه فضایی امریکا وارد دوران جدیدی شد.دراین روز شاتل فضایی اولین پرواز خود را اغاز کرد.شاتل فضایی اولین فضاپیمای قابل استفاده مجدد در جهان است واولین فضاپیما در تاریخ فضانوردی که می تواند روی هم رفته کل وسایل حیاتی وماهواره ها را باخودبه مدار حمل کند.شاتل مانند یک راکت پرتاب می شود ومانند یک هواپیما برزمین فرود می اید.هر سه مدار گردکنونی شاتل((دیسکاوری –اتلانتیس وایندور))برای حداقل 100پرواز طراحی شده اند . از اوخر دهه 1960به این سوبرنامه شاتل در ناسا مورد مطالعه وازمایش قرار گرفت .در کل ناسا می خواهد کل هزینه پرواز را به 1و4/1کاهش دهد .

ناسا در پی طراحی برنامه ای جامع بود،که شامل یک استگاه فضایی بین المللی دائمی ،یک وسیله حمل و نقل زمین به مدار قضبل استفاده مجددو یک یدک کش فضایی باشد.اما بودجه تخصیص داده شده برای این کار به اندازه ای بود که فقط ساختن وسیله زمین به مدار یعنی شاتل را کفاف می داد. شاتل از سه قسمت اصلی تشکیل شده که شامل :مدار گرد (orbiter)که کل باروخدمه رادر خود جای میدهد 2 یک مخزن سوخت بیرونی(externa ltank) باسوخت مایع برای موتور اصلی 3 دو موتور کمکی با سوخت جامد (solid rocket booster)که باید بلند کردن شاتل را در 2دقیقه اول پروازتامین کند .تمم این مجموعه 184فوت«56متر»طول و 2000000کیلو گرم وزن دارد .(در موقع پرتاب)

تمام قطعات قابل استفاده مجدد هستند بجز مخزن سوخت اصلی که در موقع وارد شدن به جو زمین سوخته و از بین می رود.مدار گرد که از بالها ،محفظه بار،محل خدمه،چرخها ،وسایل حیاتی و سخت افزارهای کامپیوتری تشکیل شده ونیز سهئ موتور اصلی سیستم در ته ان قرار دارد.این مدار گرد میتواند تا 29500کیلو گرم بار به ضا برده و14500کیلو گرم بار به زمین باز گرداند.و نیز می تواند حداقل 2 نفر و حداکثر 8 نفر خدمه را با خود حمل کند.

از مخزنهای کمکی که با سوخت جامد د طرفین مدار گرد وبه مخزن سوخت اصلی متصل هستندبه عنوان موشکهای مرحله اول پرتاب استفاده می شود .مخزنهای کمکی به همراه مخزن اصلی که با سوخت مایع کار می کند با هم به کار افتاده وتا دو ثانیه نیروی پیشرانه ای معادل 31000000 نیوتن تولید می کنند .

طلسم پرتاب‌ شبانه شاتل شکست

«دیسکاوری» شامگاه شنبه به فضا پرتاب شد

شبکه تلویزیونی آژانس فضانوردی آمریکا (ناسا) اعلام کرد که شاتل «دیسکاوری» در ساعت 8 و 47 دقیقه شامگاه شنبه به وقت شرق آمریکا از مرکز فضایی «کندی» در کیپ کاناورال فلوریدا با موفقیت پرتاب شد.

 

این پرتاب، نخستین پرتاب شبانه ناسا طی چهار سال اخیر و هم چنین سومین و آخرین پرتاب شاتل ناسا در سال 2006 خواهد بود.

 

«دیسکاوری» مجهز به یک مخزن سوخت خارجی و با راکتهای تقویت کننده دوقلو با دستور پرتاب، زمین را ترک کرد.

 

سخنگوی ناسا در این باره اظهار داشت که پرتاب «دیسکاوری» موفقیت آمیز بوده است.

 

طبق گزارش گروه پرتاب تاکنون همه کارها به خوبی پیش رفته است.

 

پرتاب این شاتل در ابتدا برای شامگاه پنجشنبه برنامه‌ریزی شده بود اما به دلیل شرایط نامطلوب از جمله وجود ابرهای پایین، وزش بادهای شدید و بارش‌های پراکنده به تعویق افتاد و به محض صاف شدن هوا مناسب شدن شرایط آب و هوایی دیسکاوری زمین را به قصد ایستگاه فضایی بین‌المللی ترک کرد.

 

ماموریت خدمه این شاتل 12 روزه خواهد بود.

 

گفتنی است ناسا به 14 پرواز دیگر برای تکمیل کردن پروژه ساخت پست دیده وری مداری خود احتیاج دارد.

 

 http://air-mag.blogsky.com/?Cat=8

نرم افزار جامع Unigraphics،

نرم افزار حرفه اي ها

نرم افزار جامع Unigraphics، محصول شركت E.D.S آمريكا، يكي از قوي ترين     نرم افزارهاي جامع طراحي، ساخت و تحليل است. اين نرم افزار در سال 1960 توسط شركت مك دنال داگلاس كه سازنده ي هواپيما و فضاپيما بوده، معرفي شد و تا كنون در كاربردهاي متنوعي ازطراحي تا ساخت مورد استفاده قرارگرفته است.

نرم افزارUnigraphics به دليل امكانات فراواني كه دراختيار كاربرقرار مي دهد، موجب ارايه ي سريع ترو ارزان تر محصول به محصولات پيچيده وكاهش هزينه هاي طراحي تا ساخت محصول شده است . عمده ي اين امكانات عبارتند از :

1- اتوماسيون فرايند طراحي مبتني بر اطلاعات

2- طراحي صنعتي

3- مدل سازي در بالاترين سطح جهاني

4- تحليل استحكام

5-  شبيه سازي وتحليل مكانيزم ها

6-  ساخت

7- اين نرم افزار به دليل استفاده ا زهسته ي

مركزي مدل سازي ، توانايي مدل سازي بسيار بالايي دارد و حجم فايل هاي نهايي آن كوچك تر وسرعت طراحي آن كاملاً قابل توجه است . هم چنين نرم افزار فوق به پردازشگرهاي چندان قوي نيازي ندارد و امروزه در صنايع مختلفي از جمله هوافضا، خودروسازي،ماشين سازي،عمران، بيومكانيك ،فناوري هاي برترو ... به طورگسترده مورد استفاده قرارمي گيرد.

برخي شركت هايي كه ازاين نرم افزار استفاده مي كنند،به اختصار عبارتنداز:

طرز کار موتور موشک های فضایی

مقدمه:
یکی از عجیب ترین کشفیات انسان دسترسی به فضا است که پیچیدگی و مشکلات خاص خود را دارد. راه یابی به فضا پیچیده است، چرا که باید با بسیاری از مشکلات روبرو شد. مثلا:

- وجود خلا در فضا

- مشکلات گرما و حرارت

- مشکل ورود مجدد به زمین

- مکانیک مدارها

- ذرات و باقی مانده های فضا

- تابش های کیهانی و خورشیدی

- طراحی امکانات برای ثابت نگه داشتن اشیا در بی وزنی

ولی بزرگترین مشکل ایجاد انرژی لازم برای بالا بردن فضاپیما از زمین است که برای درک این موضوع باید به بررسی طرز کار موتورهای موشک پرداخت.

در یک دیدگاه ساده، می توان موتورهای موشک را به آسانی و با هزینه ای نسبتا کم طراحی کرد و حتی آن را به پرواز درآورد اما اگر بخواهیم مسئله را در سطح کلان بررسی کنیم با مشکلات و پیچیدگی های بسیاری مواجه هستیم و این موتورهای موشک (و به خصوص سیستم سوخت آن ها) آنقدر پیچیده است که تا به حال تنها سه کشور توانسته اند با استفاده از این فناوری انسان را در مدار زمین قرار دهند.

در این مقاله ما موتورهای موشک های فضایی را مورد بررسی قرار می دهیم تا با طرز کار و پیچیدگی های آن ها آشنا شویم.

نکات پایه ای:
عموما وقتی کسی درباره موتورها فکر می کند، خود به خود مطالبی درباره چرخش برایش تداعی می شود.برای مثال حرکت متناوب پیستون در موتور بنزینی که انرژی چرخشی برای به حرکت در آوردن چرخ ها را تولید می کند. و یا موتور الکتریکی که با تولید میدان الکتریکی که با تولید میدان مغناطیسی نیروی چرخشی برای پنکه یا سی دی رام تولید می کنند. موتور بخار هم به طور مشابه کار می کنند.

ولی موتور موشک از لحاظ ساختار متفاوت است. موتور موشک ها موتورهای واکنشی هستند.اساس کار موتور موشک برپایه ی قانون معروف نیوتون است که می گوید: "برای هر کنش واکنشی وجود دارد به مقدار مساوی ولی درجهت مخالف آن". موتور موشک نیز جرم را در یک جهت پرتاب می کند و از واکنش آن در جهت مخالف سود می برد.

البته تصور این اصل (پرتاب جرم و سود بردن از واکنش) ممکن است در ابتدا کمی عجیب به نظر بیاید، چرا که در عمل بسیار متفاوت می نمایاند. انفجار، صدا و فشار چیزهایی است که در ظاهر باعث حرکت موشک می شود و نه "پرتاب جرم".

بگذارید تا با بیان چند مثال تصویری بهتر از واقعیت را روشن کنم:

به طور کلی فضاپیماها به 8 دسته تقسیم می شوند.

 

1) فضاپیماهای گذرنده: (Flyby):

    این گونه فضاپیماها از پیشتازان اکتشافات فضایی به شمار می آیند. این فضاپپیماها معمولا در مسیر های طولانی حرکت می کنند و مدار آنها به گونه ای تنظیم شده که از کنار هدف مورد نظر عبور می کنند و در دام نیروی گرانش اجرام آسمانی نمی افتند. این گونه باید عمر دراز مدتی داشته باشند.

معروف ترین فضاپیمای گذرنده Voyager ها هستند که از بر مشتری، زحل، اورانوس و نپتون گذرکردند.

از دیگر فضاپیماهای گذرنده می توان به Stardust ، Mariner و Genesis اشاره کرد.

 

2) مدارگردها (Orbiter):

این فضاپیماها باید از قابلیت کاهش سرعت برای گرفتار شدن در دام گرانش اجرام آسمانی بهره مند باشند. زمانی که این فضاپیماها به مکان معینی نسبت به جرم مورد نظر می رسند به وسیله ی موتورهای سوختی سرعت خود را کاهش می دهند و به  این ترتیب به مدار جرم آسمانی می روند. بعد از فضاپیماهای گذرنده، مدارگردها در اکتشافات فضایی استفاده شدند.

وایکینگ های مریخ و گاللیو، از اولین مدارگرد ها بودند. فضاپیمای گاللیو در سال 1995 وارد مدار مشتری شد و اطلاعات زیادی را از منظومه ی مشتری به زمین فرستاد و نهایتا بعد از اتمام ماموریت به داخل جو مشتری فرستاده شد.

از دیگر مدارگرد ها می توان به:Cassini، Magellan, Mars Global Surveyor, Mars Odyssey, Messenger اشاره کرد.

 

3)فضاپیماهای هواشناسی (Atmospheric):

   این گونه فضاپیماها معمولا طول عمر کوتاهی دارند چون برای بررسی جو یک کره به داخل جو آن فرستاده می شوند. این فضاپیماها به سیستم های زیادی از قبیل، ارتفاع سنج، سیستم حرکتی سوختی، باتری های الکتریکی، سیستم های ارتباطی برای بازگردانی اطلاعات و ... نیاز دارند و موفقیت یک فضاپیمای هواشناسی در گرو کارکرد صحیح تمام این سیستم هاست.

به طور معمول این فضاپیما ها به وسیله ی فضاپیمای مادر به داخل جو کرات فرستاده می شوند. مثلا مدارگرد گاللیه همراه خود یک آزمایشگاه هواشناسی داشت که در سال 1995 آن را به داخل جو مشتری فرستاد. Pioneer 13 Venus متشکل از یک فضاپیمای مادر و 4 آزمایشگاه جوی کوچک بود که در سال 1978  اطلاعات زیادی را از اتمسفر ناهید به زمین بازگردانی کرد. هم اکنون نیز همه جا صحبت از کاوش گر هویگنس است که در گوشه ی از سطح تیتان جا خوش کرده است. این کاوشگر نیز یک آزمایشگاه جو شناسی بود که توسط کاسینی به سمت تیتان پرتاب شد. طول عمر باتری های کاوشگر فقط در حدود 4 ساعت بود که تا جایی که تانتظار می رفت و حتی فراتر از حد انتظار اطلاعاتی را به زمین مخابره کرد.

 

4) فضاپیماهای فرودی یا خاک نشین (Lander):

  این فضاپیماها برای فرود بر روی سطح کرات طراحی می شوند و برای این هدف احتیاج به طراحی پیچیده ای دارند تا بتوانند به اندازه ی کافی بر روی سطح کرات دوام بیاورند و نتایج کاوش خود را به زمین منتقل کنند. این فضاپیما ها معمولا به بررسی آب و هوا و خاک و عوارض اطراف خود می پردازند. شاید بهترین نمونه ی موفق این گونه، Veneraهای شوروی سابق باشند که با وجود شرایط بسیار سخت ناهید به بررسی آب و هوا پرداختند و عکس های رنگی از سطح ناهید به زمین مخابره کردند. مریخ نشین های وایکینگ نیز جزو اولین فضاپیماهای خاک نشین بودند و Mars Pathfinder  که برای فرود بر روی مریخ از فن آوری جدیدی استفاده کرده بود و مریخ نورد کوچکی به نام Sojourner را به همراه داشت، از این گونه بود.

 

5) فضاپیماهای نفوذی (Penetrator):

  این فضاپیماها به منظور سوراخ کردن سطح رویی اجرام آسمانی مثل دنباله دارها و کرات طراحی می شوند. پوسته ی داخلی این اجرام که در معرض عوامل فرسایش نیست، بکر و دست نخورده باقی می ماند و حاوی اطلاعاتی از گذشته اند. تا کنون هیچ فضاپیمای نفوذی با موفقیت انجام نشده است. چندی پیش فضاپیمای Deep Impact به سمت دنباله دار Temple1 پرتاب شد. این فضاپیما حاوی جسم سنگینی است که آن را به سمت هسته ی دنباله دار رها می کند و باعث به وجود آمدن حفره ی بزرگی بر روی هسته ی دنباله دار می شود. فضاپیمای مادر  این برخورد را بررسی می کند و اطلاعات به دست آمده را به زمین مخابره می کند. در گذشته نیز Mars Deep Space2 در سال 1999 همراه Mars Polar Lander به مریخ رسید ولی در یک فرود نا موفق هر دو فضاپیما از بین رفتند. Deep Space2 همراه خود یک مته داشت که زمین را سوراخ می کرد و به بررسی ساختار زیر سطح می پرداخت.

 

6) خودرو ها (Rovers):

  از این گونه فضاپیما ها که جدیدترین فضاپیماهای بشر هستند تاکنون فقط بر روی مریخ استفاده شده که ما آنها را مریخ نورد می نامیم. این خودروهای روبوتی قادرند از محل فرود خود فاصله گیرند و خاک سنگ، آب و هوا، و... مریخ را بررسی کنند. روسیه ها نیز دست به ساخت مریخ نوردهایی زدند ولی پروژه های آنها موفقیت آمیز نبود. اولین مریخ نورد Sojourner نام داشت. این مریخ نورد بسیار کوچک بود و از محل فرود خود نمی توانست زیاد فاصله بگیرد. پس از موفقیت کامل این پروژه، مریخ نوردهای اکتشافی در اوایل سال 2004 بر روی مریخ فرود آمدند و عصر جدیدی را در اکتشافات مریخ به وجود آموردند. هر کدام از دو مریخ نورد Spirit و Opportunity یک آزمایشگاه کامل اند و تا کنون کیلومترها از خاک مریخ را پیموده اند و اطلاعات بسیار ارزشمندی را به زمین مخابره کرده اند.

 

7) فضاپیماهای رصدخانه ای (Observatory):

این فضاپیما ها بر خلاف گونه های قبلی، به سوی هدف خاصی پرتاب نمی شوند بلکه به منظور بررسی اجرام دوردست در مداری زمینی یا خورشیدی قرار می گیرند و به دور از اثرات منفی جو زمین به مشاهده ی رازهای گیتی می نشینند. ناسا در پروژه ی رصدخانه ای بزرک خود به تماشای کائنات در 4 طور موج مختلف پرداخت. تلسکوپ فضایی هابل (HST) در نور مرئی، رصدخانه ی اشعه ی ایکس چاندرا (CXO)، رصدخانه ی گامای کمپتون (GRO) و تلسکوپ فروسرخ اسپیتزر (SIRTF).

HST هنوزهم کار می کند ولی نیاز به تعمیرات دوره ای دارد. CXO در سال 1999 پرتاب شد و هنوز هم به پروژه ی خود ادامه می دهد.ماموریت GRO در ژوئن 2000 پایان یافت و در جو زمین سوخت. SIRTF در ژانویه 2003 پرتاب شد و مشغول بررسی گیتی در نور فرو سرخ است.

چندی پیش نیز فضاپیمای Swift پرتاب شد که ماموریت او بررسی انفجارهای گاما در کائنات است. فضاپیمای SOHO که متعلق به آژانس فضایی اروپاست، به رصد خورشید می پردازد و هم اکنون از آن در بررسی شراره های خورشید و لکه های خورشیدی و... استفاده می شود.

 

8) فضاپیماهای ارتباطی (Communications):

این گونه فضاپیماها در اطراف زمین فراوان اند. روزانه اطلاعات مختلف بانک ها،  موسسات، اینترنت، شبکه های ماهوره ای و... توسط این فضاپیماها جابجا می شود. برای تعیین مختصات دقیق جغرافیایی در سرتاسر دنیا از ماهواره های GPS استفاده می شود.

درآینده ماهواره های ارتباطی به کرات دیگری همچون مریخ و ناهید فرستاده خواهند شد و قدرت درگاه های ارتباطی را افزایش خواهند داد. Mars Telecommunication Orbiter مدارگردی است که قرار است در سالهای 2009 به مریخ پرتاب شود و به جای استفاده از موج های الکترومغناطیسی از شعاع های لیزری برای تبادل اطلاعات استفاده کند که به این ترتیب سرعت انتقال اطلاعات بسیار بالاتر می رود.

  http://heavens.ir/

هواپیمای بال متغیر سوئیچ بلید

 

ارتش هر کشور , همیشه جهت پیش بینی رفتارهای دشمن به هواپیماهای شناسایی بدون سرنشین با قدرت پایداری بالا و البته سرعت کم که توانایی دهها ساهت پرواز در نزدیکی منطقه تحت قلمروی دشمن را داشته باشند , نیازمند است , بناربراین تا به حال هواپیماهای بسیاری برای انجام این گونه ماموریت ها ساخته شده اند , علاوه بر آن آشکارترین سلاح نیروی هوایی هر ارتش هواپیماهای جنگنده یا بمب افکنی است که با سرعتی فراتر از سرعت صوت به پرواز در می آیند و به جنگ با هواپیماها و یا انهدام مواضع دشمن می پردازند.

در این جا یک سوال مطرح می شود.که آیا می توان دو خصوصیت هواپیماهای اشاره شده را با هم ترکیب نمود؟یعنی می توان هواپیماهای مخصوص شناسایی داشت که بتواند با سرعتی فراتر از سرعت صوت به پرواز در آید و بمب نیز حمل کند؟ولی مشکلی وجود دارد این است که هواپیماهای که در سرعت کمتر از سرعت صوت (Sub Sonic) پرواز می کنند , مسلما نمی توانند چند ماخ سرعت داشته باشند (Super Sonic) و بالعکس.

مهندسین و طراحان کمپانی ((نورث روپ گرومن)) در واقع با طراحی هواپیما بدون سرنشین مفهومی (Switchblade) به این نیاز , پاسخ گفته اند.این UAV (پهباد) پس از به پایان رسیدن مراحل ساخت در زمان تعیین شده (سال 2020) می توانند هماند یک هواپیما معمولی (Sub Sonic) در حالی که بال 200 فوتی (تقریبا 61 متر) آن عمود بر موتورهایش قرار گرفته اند , برای انجام ماموریت های شناسایی با سرعت های پایین به پرواز در آید.ولی درست در لحظه ای قبل از این که این هواپیما دیوار صوتی را بشکند , بال یک تکه ای آن , 60 درجه خواهد چرخید و از این رو سویی از دماغه (سوئیچ بلید) و سوی دیگر آن , انتهای آن را شکل خواهد داد.

این ترکیب خاص آیرودینامیکی موج های شکسته هوا را که در جلو یک هواپیما در سرعت سوپر سونیک بوجود می آید و باعث بوجود امدن نیروی درگ می شود , بخش می کند و آن ها را کمتر می سازد.

زمانی که (سوییچ بلید) به سرعت ساب سونیک (سرعت کمتر از صوت) برگردد , بال متحرک ان نیز به حالت اولیه و متداول هواپیماها باز خواهد گشت. یک (سوئیچ بلید) آزمایشی و کوچکتر از اندازه اصلی , با حمایت مالی آژانس پروژه های تحقیقاتی پیشرفته دفای ایالات متحده (DARPA) تا 4 سال آینده برای انجام آزمایش های مختلف ساخته شد. مدل کانسپت اولیه , دارای یک بال یک تکه خواهد بود.همچنین موتورهای آن در پوششی در قسمت زیر (سوئیچ بلید) همراه با بمب ها و سیستم های شناسایی و دیده بانی قرار می گیرند , مجموعه فوق این امکان را به بال هواپیما می دهد تا در حالی که موتور همچنان در مسیر حرکت UAV قرار گرفته , چرخش خود را انجام دهد.

البته این هواپیما و در واقع کمپانی سازنده آن (نورث روپ گرومن) را نمی توان نخستین طراحان و در واقع صاحب این نوآوری به حساب آورد , چرا که سازنده فضاپیمای معروف (Space Shipone) یعنی (برت روتان) در سال 1979 با همکاری ناسا یک هواپیما با بال متحرک طراحی کرده بود ولی بال های شیب دار آن هواپیما , پردازش را با مشکل رو به رو ساخت و وقتی خلبان دماغه هواپیما را به سمت بالا کشید , هواپیما به سمتی مایل می شد و می چرخید. هوش مصنوعی UAV ها می تواند به آنها در به انجام رساندن سخت ترین و پرخطرترین ماموریت ها و انجام پروازهای پویا یاری رساند و مسلما یک خلبان کامپیوتری , نیازمند غذا , استراحت و ... نخواهد بود , ینابراین می توان حتی در ماموریت هایی که بیش از 15 ساعت به طول می انجامد و انجام آن ها توسط انسان مشکلات فراوانی را خواهد داشت , به کار گرفت.

اگر همه چیز خوب پیش رود , طبق گفته ی (دارپا) , یک نمونه ی با طول بال 40 فوت (تقریبا 12 متر) تا سال 2010 میلادی آماده ی نمایش و انجام آزمایش های مختلف خواهد بود و (سوئیچ بلید) اصلی و در اندازه کامل , قرار است تا با ورود خود به آسمان در سال 2020 , همه را شگفت زده کند.

ماهنامه نوآور

آيا می دانيد؟

      

1.آيا می دانيد شاتل ها از مغرب به مشرق فرستاده می شوند؟

زيرا زمين از مغرب به مشرق حرکت می کند به همين دليل از سرعت زمين برای پرتاب شاتل هااستفاده می شود در غير اينصورت شاتل به ۳۲۰۰km/h سرعت بيشتر نياز داشت.يک ۱۶۰۰km/h تا سرعت زمين را خنثی کند و يک ۱۶۰۰km/h تا به سرعت ۲۸۰۰۰km/h برسد.)

۲.آيا همه کشورهای صاحب تکنولوژی فضايی موشک ها و شاتل های خودرا از کشور خودشان به فضا پرتاب می کنند؟

جواب اين سوال منفی است . زيرا بسياری از کشورها از جمله روسيه و فرانسه که موشک ها و شاتل های خود را به ترتيب از قزاقستان و گينه به فضا پرتاب می کنند شرايط جوی مناسب را برای انجام دادن اين کار از داخل کشور خودشان ندارند به همين دليل از کشورهايی که دارای شرايط مناسب می باشند استفاده می کنند.

 ۳.چرا حرکت ماهواره ها از شمال به جنوب است؟

زيرا هر يک دور چرخش اين ماهواره ها به دور زمين حدود ۱.۵ ساعت طول می کشد و در طول اين مدت ماهواره يک نوار مشخص از سطح زمين را پوشش می دهد و از آنجايی که در طول اين مدت زمين هم در حال چرخش است در ۱.۵ ساعت دوم يک نوار ديگر از زمين را پوشش می دهد ، در نتيجه در هر ۱۶ ساعت يک عکس کامل از کره زمين گرفته می شود. از آنجايی که ماهواره های جاسوسی بايد همه زمين را زير نظر داشته باشند آنها را از شمال به جنوب می فرستند. نکته جالب توجهی که وجود دارد اين است که اگر ۲۰ هزار کيلومتر از سطح زمين بالا برويم به مکانی می رسيم که از آنجا هر دور چرخش حول زمين دقيقآ ۲۴ ساعت طول می کشد و همانطور که می دانيم در عرض اين ۲۴ ساعت زمين هم يک دور  به دور خودش می چرخد به همين دليل از آن مکان همواره يک نقطه از زمين را می بينيم و بر اين اساس همه ماهواره های مخابراتی را آنجا قرار می دهند. اين ماهواره های مخابراتی ۳ عدد هستند که در فضا ۱۲۰ درجه با يکديگر فاصله دارند و کل زمين را پوشش می دهند.( البته تعداد شرکتهای فرستنده اين ماهواره ها زياد است و هر يک از اين شرکتها از ۳ ماهواره استفاده می کنند. )   

سوخت

موشکهای فضایی مانند موشکهای آتش بازی عمل می‌کنند. سوخت با ماده‌ای به نام اکسنده که حاوی گاز تسریع کننده احتراق یعنی اکسیژن است، ترکیب می‌شود. آنگاه این ترکیب که یک پیشران محسوب می‌شود، می‌سوزد و گازهای داغی را تولید می‌کند، این گازها منبسط شده ، از طریق یک دماغه خارج و باعث می‌شوند موشک به طرف بالا حرکت کند. این واکنش برای اولین بار در قرن هفدهم توسط دانشمند انگلیسی ، اسحاق نیوتن ، در قانون سوم حرکتش بیان شد. او اظهار داشت که برای هر عملی (خروج گازها در اینجا) عکس العملی است مساوی و مخالف جهت آن (در اینجا ، حرکت موشک).

نیرویی که یک موشک را به طرف جلو حرکت می‌دهد، نیروی پیشران نامیده می‌شود. قدرت نیروی پیشران به سرعت خارج شدن گاز خروجی بستگی دارد. نیروی پیشران به موشک شتاب داده ، باعث افزایش سرعت آن می‌شود. مقدار شتاب نیز بستگی به جرم موشک دارد. هر چه موشک سنگینتر باشد، برای رسیدن به فضا ، به نیروی پیشران بیشتری نیاز است. تا وقتی که موتورهای موشک ، روشن و در حال تولید نیروی پیشران هستند، شتاب فضا پیما نیز هر لحظه زیادتر می‌شود.

موتور موشک یا از پیشران مایع استفاده می‌کند یا جامد ، اما بعضی اوقات ، یک موشک کامل ممکن است. در مراحل مختلف از هر دو نوع پیشران استفاده کند. کارشناسان موشکهایی را پیشنهاد کرده‌اند که از انرژی اتمی به عنوان سوخت استفاده می‌کنند، چرا که آنها از نظر مصرف انرژی بسیار مقرون به صرفه‌اند. اما ترس از خطر استفاده از سوخت اتمی مانع استفاده از این موشکها شده است.

سوختهای پیشران از یک نوع سوخت و یک اکسنده تشکیل شده‌اند. برای روشن شدن موشک ، کافی است یک جرقه کوچک سوخت پیشران آنرا آتش بزند. سوخت آتش گرفته تا آخرین قطره می‌سوزد. گازهای حاصل از سوخت پیشران را از طریق دماغه انتهایی موشک خارج می‌شوند. اولین موشکها را احتمالا در قرن یازدهم میلادی در کشور چین ساخته‌اند. آنها موشکهایی بودند که از سوخت پیشران جامد استفاده می‌کردند. سوخت موشک یک نوع باروت بود که از مخلوطی از نیترات پتاسیم ، زغال چوب و سولفور تشکیل شده بود.

موشکهایی که از سوخت پیشران جامد استفاده می کنند، اغلب به عنوان موشکهای تقویت کننده‌ای استفاده می‌شوند که نیروی اولیه موشکهای بزرگتر را تأمین می‌کنند. موشکهای بزرگتر خود از سوخت پیشران مایع استفاده می‌کنند. بزرگترین موشکهای مصرف کننده سوخت جامد با 45 متر ارتفاع جزء موشکهای تقویت کننده شاتل فضایی ایالات متحده محسوب می‌شوند. آنها حاوی 586500 کیلوگرم (2/1 میلیون پوند) سوخت پیشران هستند که بطور متوسط 13 میلیون تن (5/3 میلیون پوند نیرو) نیروی پیشران را تولید می‌کنند.

این موشکها را طوری طراحی کرده‌اند که بعد از اتمام سوخت و افتادن در دریا ، از دریا بیرون کشیده شده ، دوباره برای مأموریتهای بعدی سوختگیری می‌شوند. ساخت موشکهایی که از سوخت جامد استفاده می‌کنند چندان دشوار نیست. آنها مقدار زیادی نیروی پیشران را در یک مدت زمان کم تولید می‌کنند. تنها ایراد این نوع موشکها این است که بعد از روشن شدن به راحتی خاموش نمی شوند. به عبارت دیگر ، نمی‌توان آن را به آسانی تحت کنترل درآورد.

نیروی پیش برنده

شاتل فضایی ایالات متحده از موشکهای تقویت کننده عظیم الجثه‌ای برخوردار است که از سوخت پیشران جامد استفاده می کنند. این پیشران از پر کلرات آمونیم به عنوان اکسنده و پودر آلومینیوم به عنوان سوخت تشکیل شده است.

موشکهای با  مایع

اکثر موشکهایی که از آنها در پروازهای فضایی استفاده می‌شود، از سوخت پیشران مایع بهره می برند. سوخت و اکسنده که در مخزنهای جداگانه‌ای نگهداری می‌شوند، هر دو مایع هستند. پمپهای قدرتمندی آنها را به محفظه احتراق می‌برند؛ در آنجا آنها باهم ترکیب شده ، شروع به تولید گازهای خروجی می‌کنند. گازهای مذکور نیز به نوبه خود از دماغه انتهایی موشک خارج می‌شوند. بعضی از موشکها از یک ماده قابل اشتعال سریع برای شروع احتراق استفاده می‌کنند. سوخت پیشران سایر موشکها هگام ترکیب سوخت و اکسنده شروع به احتراق می‌کند.

فرآیند احتراق پیشران مایع

اکسنده و سوخت باهم ترکیب می‌شوند و در محفظه احتراق شروع به سوختن می‌کنند. سپس گازهای خروجی حاصل از فرآیند احتراق از دماغه خارج و به عنوان نیروی پیشران ، موشک را به طرف جلو حرکت می‌دهند.

مراحل مختلف یک موشک

برای سفر به فضا ، یک موشک چند مرحله‌ای مورد نیاز است. هر کدام از این مراحل یک موشک جداگانه محسوب می‌شود که هم دارای منبع سوخت است و هم موتور. بسته به وزن محموله ماهواه ، از موشکهای تقویت کننده‌ای در کنار مراحل مختلف موشک برای افزایش نیروی موتورها استفاده می‌شود. مرحله اول ، کل موشک را از زمین بلند می‌کند و به محض اتمام سوخت از بقیه موشک جدا شده، به زمین سقوط می‌کند. آنگاه موتور مرحله دوم روشن می‌شود. بخاطر وزن سبکتر موشک در این مرحله ، شتاب موشک نیز بیشتر می‌شود؛ این سیر صعودی شتاب با جدا شدن هر مرحله از موشک ادامه می‌یابد. مرحله پایانی موشک قسمت حامل ماهواره را به فضا و به طرف مقصدش حمل می کند.

http://daneshnameh.roshd.ir/mavara

يونهاي كوچك و فضاپيماهاي بزرگ

يونهاي كوچك و فضاپيماهاي بزرگ

An ion thruster (or ion drive) is one of several types of spacecraft propulsion, specifically electric propulsion. It uses beams of ions — electrically charged atoms or molecules — for propulsion. The precise method for accelerating the ions may vary, but all designs take advantage of the charge-to-mass ratio of ions to accelerate them to very high velocities using a high electric field. Ion thrusters are therefore able to achieve high specific impulse, reducing the amount of reaction mass required, but increasing the amount of power required compared to chemical rockets. Ion thrusters can deliver one order of magnitude greater propellant efficiency than traditional liquid fuel rocket engines, but are constrained to very low accelerations by the power/weight ratios of available power systems.The principle of Ion thrusters go back to the concepts developed by the German/Austrian physicist Hermann Oberth and were published in his famous 1929 work "Die Rakete zu den Planetenräumen" (The rocket to planetary space).The first ion thrusters, known as Kaufman-type ion thrusters, were developed by Harold R. Kaufman, working for NASA in the 1960s, and were based on the Duoplasmatron.

پيشرانهاي فضايي، ابزاري براي تغيير سرعت موشكها، ماهواره‌ها و فضاپيماها هستند. آنها روشهاي متفاوتي براي توليد شتاب در سيستمهاي فضايي دارند كه هر كدام مزايا و معايب خاص خود را دارد كه با توجه به نوع كاربرد، در سفر به  فضا و يا كنترل وسيله فضايي در مدار از آنها استفاده‌هاي متفاوتي مي‌شود.

اكثر پيشرانهاي امروزي بر مبناي افزايش انرژي جنبشي سوخت و خروج سريع آنها از دهانه خروجي استوار مي‌باشند. در اين‌گونه سيستمها به سوخت به اصطلاح داغ شده مجال داده مي‌شود تا از مجرايي به بيرون فرار كند. سرعت بسيار زياد گازهاي خروجي طبق قانون سوم نيوتن مجموعه موتور و هرآنچه را كه به آن متصل است را در جهت مخالف خروج گازها به جلو هل خواهد داد. اين نوع از پيشرانهاي فضايي را موتورهاي راكت مي‌نامند. موتورهاي راكت با توجه به فرآيند كسب انرژي توسط گازهاي خروجي به دو دسته راكتهاي شيميايي و راكتهاي غير شيميايي تقسيم مي‌شوند. اكثر فضاپيماها از راكتهاي شيميايي استفاده مي‌كنند. در اينگونه موتورها ماده شيميايي قابل اشتعالي در مجاورت اكسيدكننده مناسبي قرار گرفته و شرايط لازم براي احتراق تركيب فراهم مي‌شود. حاصل احتراق گازهاي پرانرژي و داغي است كه مأموريت توليد پيشران را به عهده دارند. اين دسته از موتورها با توجه به نوع سوخت و اكسيدكننده به دو دسته كلي تقسيم مي‌شوند. موتورهاي سوخت جامد و موتورهاي سوخت مايع كه موتورهاي سوخت مايع خود دو نوع دارد. بعضي انواع موتورهاي سوخت مايع كه براي عمل در اتمسفر زمين طراحي مي‌شوند مكنده بوده و اكسيد كننده خود را كه همان اكسيژن هوا است از راه مكش هوا به داخل موتور به دست مي‌آورند. اين عمل نظير رفتار موتورهاي جت هواپيماهاي جنگي است. نوع دوم موتورهايي است كه اكسيد كننده در داخل مجموعه حمل مي‌شود مانند بسياري از موشك‌هاي فضايي يا جنگي.

امروزه يكي از قديمي‌ترين و در عين حال مدرن‌ترين موتورهاي فضايي غيرشيميايي، موتورهايي با پيشرانه‌هاي يوني هستند. اين موتورها كه در دسته موتورهاي الكتريكي جاي مي‌گيرند و در حال حاضر در چند پروژه مهم فضايي مورد استفاده قرار گرفته و به ‌خوبي پاسخگوي نيازمنديها بوده‌اند. جالب است كه ايده استفاده از نيروي الكتريسيته براي توليد پيشران به سالهاي اوليه توليد و گسترش موتورهاي موشك باز‌مي‌گردد اما به دليل محدوديتهاي فناوري در آن روزگار اين ايده تا به امروز عملياتي نشده بود. در اينگونه موتورها جريان سريع محصولات داغ احتراق جاي خود را به جرياني بسيار سريعتر از يونهاي پرانرژي مي‌دهند.

اين موتورها نيروي پيشران بسيار اندكي توليد مي‌كنند اما در مقابل مصرف آنها فوق‌العاده ناچيز است. از اين رو اين قبيل موتورها صرفاً براي استفاده بسيار طولاني مدت كه زمان كافي جهت افزايش سرعت وجود داشته باشد، كاربرد دارند.

يون يك تك اتم يا مجموعه‌اي از اتمها است كه با از دست دادن و يا به دست آوردن تعدادي الكترون، حالت خنثي الكتريكي خود را از دست مي‌دهد و تقارن بين تعداد پروتون‌هاي هسته و الكترون‌هاي پوسته در اين حالت به هم مي‌ريزد. اگر اتم تعداد الكترون بيشتري نسبت به پروتون داشته باشد به آن يون منفي يا آنيون گويند و در صورتي كه تعداد الكترون كمتر از پروتون باشد به آن كاتيون يا يون مثبت مي‌گويند.

در موتورهاي الكتريكي روشهاي متفاوتي براي شتاب دادن به يونها وجود دارد كه تمام آنها يك نقطه مشترك دارند و آن اين است كه با تأمين نسبت شارژ به جرم بسيار زياد، يونها را تا آنجا كه مي‌شود با سرعت بيشتري به بيرون پرتاب مي‌كنند. سرعت خروج گازهاي يونيده شده در اين گونه موتورها گاهي تا بيش از 10 برابر موتورهاي شيميايي مي‌باشد اما از آنجاييكه جرم گازهاي خروجي بسيار كمتر از پيشرانه‌هاي شيميايي است، پيشرانش (تراست) اين‌گونه موتورها خيلي كمتر از اسلاف شيميايي آنها است.

موتورهاي يوني انواع متنوعي دارد كه بعضي از آنها ساخته شده و به كار گرفته شده‌اند و پاره‌اي ديگر در حد نظر و نقشه هستند. ساده‌ترين موتور يوني پيشنهاد شده تا كنون، موتور الكترواستاتيكي است كه ساختمان و طريقه عملكرد ساده‌تري نسبت به همتايان مدرن خود دارد. در يك پيشرانه يوني الكترواستاتيكي، گاز نسبتاً سنگيني (نيروي پيشران موتور به حاصل‌ضرب دو عامل سرعت خروجي گازها و جرم آنها وابسته است) مانند آرگون با جرم اتمي 40 گرم بر مول يا بخار جيوه با جرم اتمي 200 گرم بر مول به عنوان سوخت مورد استفاده قرار مي‌گيرد.

فضا كجاست؟

 اغلب درباره سفرهاي فضايي مطالبي مي‌شنويم، اما به راستي مرز بين فضا و زمين كجاست؟ از چه منطقه‌اي بايد گذر كنيم تا اسم‌ ما نيز در فهرست پرافتخار فضانوردان ثبت شود؟ اين مقاله تلاش دارد تا به اين پرسش اوليه پاسخ گويد.

فضاي بيروني Outer Space[]  كه به اختصار فضا نيز ناميده مي‌شود، به منطقه‌اي نسبتاً خالي از جهان اطلاق مي‌گردد كه بعد از لايه جو اجرام سماوي قرار دارد. بنابراين اگر در ماه زندگي كنيم، پا در ماه و سر در فضا داريم چون اين جرم سماوي فاقد جو است اما اوضاع در زمين متفاوت است و براي رسيدن به فضا بايد كيلومترها از سطح اين جرم سماوي دور شويم.

در يك تقسيم‌بندي كلي مي‌توان جهان هستي را به سه منطقه فضاي خاكي، فضاي جوي و فضاي بيروني تقسيم كرد. فضاي خاكي بخشي از جهان را تشكيل مي‌دهد كه مولكولهاي جامد با گرد آمدن در كنار هم جرمي سماوي را تشكيل داده باشند. فضاي جوي قسمتي از دنيا است كه چگالي مولكولهاي گاز در آن به قدري است كه نمي‌توان آن فضا را تهي فرض كرد. جو ناهيد، زمين، بهرام يا قسمت اعظم سياره‌هاي مشتري گونه مانند مشتري، كيوان و اورانوس از اين دسته هستند. اما فضاي بيروني منطقه‌اي است كه علي‌رغم تصور عامه مردم خالي و تهي نمي‌باشد بلكه چگالي مواد در اين ناحيه بسيار اندك است. در فضاي بيروني غالباً گاز هيدروژن، يونها، ذرات تشكيل دهنده اتم (الكترونها و پروتنها) و گاهي اوقات غبارهاي فضايي يافت مي‌شود اما ميزان اين مواد در گستره عظيم اين منطقه چونان كم است كه مي‌توان به نسبت فضاي خاكي و يا جوي، آنجا را تهي فرض كرد.

زمين از جمله مناطقي در جهان است كه هر سه فضا را در خود دارد. مرز بين فضاي خاكي و فضاي جوي كاملاً مشخص و معلوم مي‌باشد. اما برعكس مرز مشخصي بين فضاي جوي و فضاي بيروني وجود ندارد. جو زمين با افزايش ارتفاع رقيق مي‌شود و به تدريج جاي خود را به فضاي بيروني مي‌دهد. از اين رو مرزي مجازي براي گذر از فضاي جوي به فضاي بيروني تعريف شده است. با توجه به كاربردها و نگاه‌هاي متفاوت چندين مرز به وجود آمده است.

طبق تعريف فدراسيون بين‌المللي هوانوردي، خط كارمن [Karman Line] در ارتفاع 100 كيلومتري از سطح متوسط درياها مرز بين هوا و فضا مي‌باشد. اين تعريف به اين دليل انتخاب شده است كه بعد از اين ارتفاع غلظت جو به دليل افزايش ناگهاني و شديد دما به قدري كاهش مي‌يابد كه مي‌توان از نيروي پساي ناشي از برخورد مولكولهاي جو با شئ پرنده صرف‌نظر كرد. از ديگر سو طبق تعريف رسمي ايالات متحده آمريكا فردي كه قادر باشد در ارتفاعي بيش از 80 كيلومتر از سطح زمين پرواز كند، مفتخر به كسب عنوان فضانوردي خواهد شد. اين ارتفاع جايي است كه لايه مزوسفير [Mesosphere] تمام مي‌شود. اما مهندسان طراح هوافضا، هنگام طراحي و يا شبيه‌سازي بازگشت اجرام به جو زمين، گذر از ارتفاع 120 كيلومتري را عبور از مرز فضا به جو مي‌شناسند. سرعت بسيار زياد اجسام در بازگشت به جو دليل تفاوت ديدگاه اين دسته از مهندسان با گروه اول است. در سرعتهاي بسيار زياد، جو رقيق فاصله بين ارتفاع 120 تا 100 كيلومتري، پساي اتمسفري قابل توجهي توليد مي‌كند.

فضاي بيروني خود شامل تقسيمات فراواني است. بخشي از فضاي بيروني كه در داخل منظومه شمسي قرار دارد را فضاي بين سياره‌اي مي‌نامند. با گذر از هليوپاس ( [Heliopause] مرز منظومه شمسي، جاييكه بادهاي خورشيدي با بادهاي ستاره‌اي كهكشان راه‌شيري برخورد مي‌كنند) وارد  قسمتي از فضاي بيروني مي‌شويم كه به آن فضاي بين ستاره‌اي مي‌گويند. در قدم بعدي با گذر از مرز كهكشان راه شيري وارد منطقه بسيار جديدي و شگفت‌انگيزي مي‌شويم كه از آن با فضاي بين كهكشاني ياد مي‌شود.

عدم وجود جو در فضاي بيروني (يا به عبارت بهتر، غلظت بسيار اندك گاز و ذرات جامد در آن منطقه)، اين قسمت از جهان را براي رصد آسمان در تمام گستره طول موج امواج الكترومغناطيسي ايده‌آل ساخته است. فقط در چنين محيطي است كه تلسكوپ فضايي هابل قادر به دريافت امواجي از 14 ميليارد سال پيش مي‌گردد. امروزه بيشتر دانش ما از فضا مرهون چنين امكان بديعي است كه بشر را قادر مي‌سازد فارغ از اغتشاشات جو بر موجي كه دريافت مي‌كند، وسعت دانش خود را افزايش دهد.

بودن در فضاي بيروني خطرات بي‌شماري براي موجودات زنده به همراه دارد.

اولين خطر براي نوعي از زندگي كه ما مي‌شناسيم، عدم وجود اكسيژن است. نوع بشر براي بقا به اكسيژن جو احتياج مبرم دارد و تنها 7 دقيقه نبود اكسيژن را تحمل مي‌كند.
خطر دوم مربوط به فشار بسيار بسيار اندك هواست كه مي‌توان آن را صفر فرض كرد. بدن انسان بعد از سالها بودن در شرايط زمين خود را با فشار يك اتمسفري جو زمين مطابقت داده است. به اين منظور ما فشار داخلي معادل يك اتمسفر در بدن خود داريم تا همچون يك قوطي خالي در اثر فشار جو زمين له نشويم . در شرايط خلاء اين فشار داخلي باعث دردسر خواهد شد. البته موجود زنده‌اي كه شرايط خلاء را تجربه مي‌كند در اثر فشار داخلي دچاز از هم‌پاشيدگي نخواهد شد اما اتفاقات ناگوار ديگري برايش روي خواهد داد. براي مثال آب در اندام سطحي مانند چشمها و پوست شروع به جوشيدن و تبخير مي‌كند، مويرگها در اثر فشار داخلي پاره خواهند شد و مرگ دردناكي در انتظار وي خواهد بود.

  منبع  :  WIKIPEDIA - The free encyclopedia

موشک ها چگونه كار مي‌كند؟

موشک ها چگونه كار مي‌كند؟
همه موشك‌ها بر اساس اين اصل كار مي‌كنند كه هر عملي عكس العملي در يك جهت ، سبب ايجاد واكنش برابر با آن اما در جهت مخالف مي‌باشد ، يعني همان قانون سوم نيوتن . در يك موشك بر اثر احتراق سوخت ، گازهاي داغي حاصل مي‌شود كه در هنگام خروج از يك نازل (شيپوره) نيرويي ايجاد مي‌كند كه مي‌تواند موشك را از زمين بلند كند. اگر چه اين نيرو ثابت مي‌ماند ، اما شتاب موشك افزايش مي‌يابد چون بر اثر مصرف سوخت ، موشك سبكتر مي‌شود.
موشك به همان آساني كه در جو كار مي‌كند ، در فضاي ماوراي جو هم كار مي‌كند اما در ماوراي جو ، پيشرانش موشك به علت فشار گاز‌هاي داغ در برخورد با جو نيست ، بلكه بر اثر واكنش در برابر كنش است. وضعيت موشك در اين حالت مانند وضعيت كسي است كه در وسط يك زمين يخ زده بسيار لغزنده قرار گرفته است. او هر چقدر هم كه دست و پا بزند ، از جايش تكان نخواهد خورد. اما اگر بر حسب اتفاق تعدادي كيف يا چمدان كوچك به همراه داشته باشد مي‌تواند براي حركت كردن از آنها استفاده كند. اگر او كيف ها را يكي پس از ديگري در جهت معيني پرتاب كند ، به آهستگي در جهت مخالف شروع به حركت خواهد كرد.
در موشك‌هاي ابتدايي ، مانند آنهايي كه چينيان ابداع كرده بودند ، از سوخت جامد _ باروت _ استفاده مي‌شده است. هنگامي كه جرقه‌اي به باروت زده شود ، اين سوخت جامد انرژي خود را به صورت يك انفجار آزاد مي‌كند. پيشرفت در طرح و ساخت موشك‌هاي قرن حاضر ، بيشتر معطوف به استفاده از سوخت‌هاي مايع بوده است. از اين نوع سوخت‌ها در مقايسه با وزن مساوي از سوخت جامد نه تنها انرژي بيشتري آزاد مي‌كنند ، بلكه بهتر هم قابل كنترل هستند.
در موشكي كه با سوخت مايع كار مي‌كند ، سوخت نخواهد سوخت مگر اينكه با يك اكسيد‌كننده مخلوط شود. برخلاف يك هواپيماي جت موشك نمي‌تواند هميشه اكسيژن مورد نياز سوختش را از جو تامين كند (چون به ارتفاع‌هاي خيلي بالايي مي‌رود كه غلظت اكسيژن حتي به صفر مي‌رسد) ، بنابراين بايد اكسيژن مورد نياز را با خو ببرد. سوخت و اكسيد‌كننده را در مخازن جداگانه ذخيره و حمل مي‌كنند و در هنگام احتراق آنها را در محفظه احتراق تلمبه مي‌كنند ، كه در آنجا سوخت مي‌سوزد (در واقع منفجر مي‌شود). گازهاي حاصل از راه شيپوره با سرعت زيادي خارج مي‌شوند. و مقدار نيروي پيشرانش موشك ، از طريق زياد يا كم كردن ميزان سوخت و اكسيد‌كننده ورودي به محفظه احتراق ، كنترل مي‌شود.
آلماني در جنگ جهاني دوم ، نفت سفيد و اكسيژن بود. امروزه V2سوخت موشك‌هاي اوليه ، از جمله در موشك‌ هيدرازين (يكي ديگر از هيدروكربن‌هاي مايع) يا سوخت‌هاي سرما‌زا _ از قبيل هيدروژن مايع و اكسيژن مايع_استفاده مي‌كنند.
هيدرازين يك سوخت هايپر‌گوليك است ، يعني در صورت وجود اكسيد‌كننده‌اي مانند دي‌نيتروژن تتروكسيد به طور خودبه‌خودي محترق (منفجر) مي‌شود. بازده هيدرازين در حدود 15 تا 20 درصد كمتر از سوخت‌هاي سرما‌زا است ، اما كاربرد آن ساده‌تر و مطمئن‌تر است.
سوخت‌هاي سرما‌زا را براي اينكه مايع باقي بمانند ، بايد تا دماي پاييني سرد كنند. بنابراين موتور بايد سيستم پيچيده‌اي از لوله‌ها براي عبور سوخت سرد شده داشته باشد. اين سوخت‌ها نيز به يك محترق كننده نياز دارند.
درست در طي پرتاب موشك است كه سوخت‌هاي سرما‌زا برتري خود را نشان مي‌دهند ، يعني زماني كه حداكثر بازده ممكن براي بلند كردن موشك و بار‌هاي آن از زمين لازم است. براي پرتاب موشك‌هاي متوالي در مدار (مثلاً به منظور قرار دادن ماهواره در مداري با ارتفاع معين) ، موتور ساده هيدرازيني انتخاب بهتري است. براي مثال ماهواره‌هايي كه در مدار ژئوسنكرون حركت مي‌كنند ، موتورهاي هيدرازيني كوچكي دارند كه هر از گاهي روشن مي‌شوند تا مسير ماهواره را تصحيح كرده و آن را در موقعيت درست حفظ كنند.
H1 به رغم پيچيدگي موتور‌هايي كه با سوخت‌هاي سرما‌زا كار مي‌كنند ، ژاپن موتوري از اين نوع براي موشكهاي خودش را در سال 1998ساخته است.  این را نیز اضافه می کنم که درصدی از گازهای خروجی از موشک ها را پلاسما تشکیل می دهد.

این مطلب در بانک مقالات به آدرس زیر قرار گرفته:
http://www.academist.ir/?p=579