تبليغاتX
Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-transitional.dtd"> فیزیک - سياره نوردها
 
فیزیک

دانش هرگز بی فایده نیست
صفحه نخست   ::   آرشیو  ::   تماس با من   
 
سياره نوردها

فضاپيماهاي سياره نورد در سياراتي مانند ونوس (ناهيد يا زهره) كه دماي جو آن 482.2 درجه سانتيگراد ، فشار آن 90 برابر فشار جو زمين و جو آن آميخته از دي اكسيد كربن و تركيبات اسيد سولفوريك است، به انجام ماموريت مي پردازند. ماموريت بعضي از آنها نيز در توپهاي گازي عظيم الجثه مانند كيوان (زحل) يا مشتري صورت مي گيرد. فضاپيماي گاليله موفق به نفوذ در لايه خارجي گازي مشتري تا فشار 22 برابر فشار زمين شد.

  نا سا تعدادي از سفينه هاي خود مانند مارينر1 (Mariner) كه اولين ماموريت به ونوس بود را از دست داده است. در سطح بين المللي نيز اين اتفاق بارها تكرار شده است. اينگونه ماموريت ها به سالها فعاليت، هزينه هاي فراوان و تكنولوژي هاي پيشرفته تخصصي مانند محفظه هاي فشار و سيستمهاي محافظ حرارتي و تجهيزات ويژه اندازه گيريهاي علمي نياز دارند.

در اين زمينه تا كنون موفقيت هاي قابل توجه اندكي، مانند ماموريت چند فضاپيمايي پايونيير (Pioneer) به ونوس، ماموريت فضاپيماي گاليله و ماموريت اخير اروپاييها با فضاپيماي هايگنز(Huygens) به قمر تايتان، كه قسمتي از ماموريت كاسيني در زحل بود را داشته ايم. اين ماموريتها يا مدتها قبل انجام شده اند، يا بسيار گران تمام شده اند و يا هر دو. چالش پيش روي نسل جديد ماموريتها، به كارگيري تكنولوژيهاي جديد است، اما كسي راضي نمي شود مبلغي نزديك به 1 بيليون دلار را در معرض ريسك بگذارد!. در عين حال بايد به يك نكته توجه كرد. چگونه از اينجا به آنجا برويم؟.

سيستم محافظ حرارتي را در نظر مي گيريم. فضاپيما با سرعت 65.000 تا 80.000 كيلومتر در ساعت، يعني سرعت لازم براي رسيدن به سيارات بيروني مانند مشتري و كيوان، حركت مي كند. موقع رسيدن به مقصد، جرم فضاپيما انرژي بسيار زيادي دارد كه در صورت ورود به درون جو سياره مقصد، بايد از آن كاسته شود به عبارت ديگر فضاپيما بايد سرعت خود را كم كند. در شرايط تقريبا تهي فضا، سرعت زياد مشكلي ايجاد نمي كند. اما زمانيكه يك فضاپيما با يك جو پر از مولكولهاي گاز مواجه مي شود، همه چيز به سرعت شروع به داغ شدن مي كند. هرچه سرعت فضاپيما بيشتر باشد، بيشتر داغ مي شود.

فضاپيماي گاليله كه تا به امروز سخت ترين تلاش براي ورود به جو سياره اي را انجام داده است دمايي دو برابر دماي سطح خورشيد و نيرويي به اندازه 230g يعني 230 برابر شتاب گرانشي در سطح زمين را هنگام نفوذ در مشتري تجربه كرد. در چنين شرايطي تنها مي توان با داشتن يك شيلد حرارتي كه با دقت طراحي و با دقت آزمايش شده و با مواد تخصصي ويژه مانند تركيبات فنوليك (phenolic - نوعي رزين) كربن پوشانده شده است، نجات پيدا كرد. جنس اين شيلد بايد به قدري ضخيم باشد كه اگر يك تكه آن از بين رفت، همچنان بتواند از فضاپيما محافظت كند. البته، هر اندازه كه وزن شيلد حرارتي بيشتر باشد، فضاپيما تجهيزات كمتري را مي تواند با خود حمل نمايد.

با گذشت سالها از ارسال فضاپيماي گاليله در سال 1989، مواد جديدي ساخته شده اند كه قابليتهاي بهتري دارند. آنها هم سبكترند و هم مقاومت بيشتري دارند. ماده جديدي كه در مركز تحقيقات ايمز (Ames) ناسا واقع در سيلي***** ولي كاليفرنيا اختراع شده است، PICA مخفف Phenolic Impregnated Carbon Ablator به معني محافظ حرارتي فنوليك كربن اشباع شده، نام دارد.

اين ماده بسيار سبك است، توليد آن نسبتا آسان است و خيلي راحت مي توان آنرا به صورت اشكال خاصي در آورد. اين ماده پيشرفت بزرگي در تكنولوژي فضاپيماها بود. از ماده PICA در محافظ حرارتي فضاپيماي ماموريت استارداست (Stardust) يا غبار ستاره استفاده شد. اين فضاپيما در 7 فوريه 1999 به فضا فرستاده شد يعني در دوران ماموريتهاي "سريعتر، بهتر، ارزانتر" يا ماموريتهاي FBC (Faster, Better, Cheaper) ناسا. دستاوردهاي دوران FBC شكستهاي پرهزينه اي را (مدارگرد آب و هواي مريخ و فرود در قطب مريخ) در بر داشت و از آن زمان ناسا اين فلسفه (FBC) را كنار گذاشت. البته FBC دست كم يك نقطه مثبت داشت.

بر اساس اين فلسفه پذيرفتن ريسك با اين باور كه اگر يك ماموريت كوچكتر و ارزانتر باشد احتمال عدم موفقيت آن بيشتر است اما در صورت شكست، فاجعه كمتري به بار خواهد آمد و ممكن است براي دوباره سازي آن، فناوري هاي جديدي به دست آيد، مجاز بود. فضاپيماي استارداست در 25 ژانويه 2006 به همراه نمونه هايي از يك دنباله دار به زمين بازگشت و ثابت كرد كه PICA كار خود را به زيبايي انجام مي دهد.

ارسال فضاپيما به سيارات و اقمار آنها امري گران و دشوار است و تجهيزاتي كه براي رسيدن به هر يك از اين اجرام مورد نياز است، بسيار متنوعند. در همين راستا انجمن بين المللي سياره نوردي سالانه يكبار گرد هم مي آيد و ضمن ارائه ايده ها و تكنولوژي هاي جديد، نظرات خود را در مورد انتخاب مقصد براي ماموريتهاي آينده مطرح مي كنند. پنجمين نشست اين انجمن اواخر ژوئن 2007 در بوردوكس فرانسه برگزار شد.

تكنولوژي هايي كه در آن مورد بحث قرار گرفتند از بالنهاي كوچك (نوعي وسيله به نام بالوت (ballute) كه تلفيقي از بالن و پاراشوت است و مي تواند در فراز سطوح شناور باشد) تا سيستم هاي پيشرفته محافظ حرارتي و تجهيزات فوق سبك ساخته شده به كمك نانوتكنولوژي بودند.

مقاصد مورد توجه براي برنامه هاي آتي متعددند. از آن جمله مي توان سيارات ونوس و عطارد، كه مي توانند به درك ما از تشكيل منظومه شمسي و اين كه چرا وضعيت اين سيارات به گونه ايست كه غير قابل س*****ت هستند، را نام برد. علاوه بر آن قمرهاي كيوان و مشتري، مانند قمر اروپا مقاصد خوبي مي باشند. در قمر اروپا، علاوه بر وجود اقيانوس آب مايع در زير لايه هاي يخي، امكان وجود ارگانيزمهاي زنده وجود دارد. بسياري بر اين باورند كه اروپا همه ملزومات اساسي شامل آب مايع، منبع انرژي و مواد مغذي را دارا مي باشد. به هر حال تنها راه شناخت بيشتر، رسيدن به آنجا با يك فضاپيماي مناسب و همراه داشتن تجهيزات كامل است. هيچ يك از اين تصميم گيريها كار ساده اي نيست.

واقعيت اين است كه براي تحقق خواسته هاي همه مردم زمين، پول كافي وجود ندارد. صرفنظر از مسائل مالي، اين وظيفه علوم و فناوري فضانوردي است كه بايد همراه با خواسته هاي بشر پيش رود.

نويسنده: ليزا چو- تيلبار
انجمن علوم
انستيتو SETI (seti.org)

ترجمه: لنا سجاديفر


دوشنبه سی ام اردیبهشت 1387-16:10 |   |  بچه درس خون | گروه  |لینک به نوشته