engeneer_19
13th October 2009, 06:25 PM
دلیل سفر به فضا:
در دهه 1950، هر دو کشور ایالات متحده آمریکا و اتحاد جماهیر شوروی سابق به ساخت موشکهای پر قدرتی برای پرتاب ماهواره هایشان به فضا (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D9%81%D8%B6%D8%A7) دست زدند. این دو کشور قصد داشتند، ماهواره هایی را در سال 1957 ، سال ژئوفیزیکی بین المللی ، به فضا (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D9%81%D8%B6%D8%A7) پرتاب کنند. شوروی اولین کشوری بود که با پرتاب اسپوتنیک 1 در چهارم اکتبر این سال موفق به انجام چنین کاری شد. از این زمان به بعد اکتشافات فضایی به یک مسابقه بین دو کشور مذکور تبدیل شد. این در حالی بود که رجال سیاسی دو طرف بر اهمیت ساسی و نظامی برخورداری از ماهواره ها (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D9%85%D8%A7%D9%87%D9%88%D8%A7%D8%B 1%D9%87+%D9%87%D8%A7) در مدارو فتح ماه (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D9%85%D8%A7%D9%87) قبل از رقیب دیگر واقف بودند. درآغاز به نظر می رسید که روسها در این مسابقه جلوتر از آمریکاییها هستند. علاوه بر پرتاب اولین ماهواره به فضا، آنها موفق شده بودند اولین انسان، یوری گاگارین (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%DB%8C%D9%88%D8%B1%DB%8C+%DA%AF%D8% A7%DA%AF%D8%A7%D8%B1%DB%8C%D9%86)، را به فضا فرستاده و اولین راهپیمایی فضایی رانیز بوسیله آلکسی لئونوف در سال 1965 انجام دهند. با وجود این هر چه دهه 1960به پایان خود نزدیکتر می شد آمریکاییها برتری خود را بیشتر نشان می دادند.
در ژوئیه 1969، آمریکاییها تاریخ ساز شدند. در این تاریخ، آنها نیل آرمسترانگ و ادوین (باز)آلدرین را به ماه فرستاند. پس از این ، روسیه تلاشهای خودرا بیشتر صرف ساختن ایستگاههای فضایی در مدار زمین کرد.در حال حاضر، ایالات متحده آمریکا و فدراسیون روسیه به همراه چند کشور دیگر باکمک هم در پی ساختن ایستگاه فضایی آلفا هستند. ماموریتهای شاتل فضایی آمریکا و ایستگاه فضایی میر (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D8%A7%DB%8C%D8%B3%D8%AA%DA%AF%D8%A 7%D9%87+%D9%81%D8%B6%D8%A7%DB%8C%DB%8C+%D9%85%DB%8 C%D8%B1) به دانشمندان کمک می کنند تا چگونگی عکس العمل بدن انسان را در فضا مطالعه کنند. اطلاعات دریافتی از این ماموریتها همچنین دانشمندان را درکشف و آماده کردن ابزار لازم برای زندگی احتمالی انسانها در فضا یاری می دهد. ماهواره ها امروز به جز لاینفکی از زندگی نوین تبدیل شده اند. آنها اطلاعات را از نقطه ای به نقطه دیگری منتقل میکنند. و با زیر نظر گرفتن کره زمین وضعیت هوا را پیش بینی میکنند بعلاوه کاوشگرها با اکتشافات فضایی خود، حس کنجکاوی ما را درباره جهانی که در آن زندگی می کنیم ارضاء می کنند.
فضانوردان در بازگشت به زمین (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D8%B2%D9%85%DB%8C%D9%86) در دریا و یا در خشکی فرود می آمدند. قبل از اختراع شاتل فضایی (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D8%B4%D8%A7%D8%AA%D9%84+%D9%81%D8% B6%D8%A7%DB%8C%DB%8C)، فضانوردان آمریکایی با استفاده از چترهایی بزرگ از سرعت خود درجو زمین می کاستند تا به آرامی در سطح دریا فرود آیند. آنجا کشتی های نجات آنها را از دریا بیرون می کشیدند. فضانوردان روسی نیز در بازگشت به زمین (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D8%B2%D9%85%DB%8C%D9%86) از چترها و همچنین موشکهای معکوسی استفاده می کردند که سرعت فرود و شدت اصطکاک سفینه را هنگام تماس با سطح زمین کم می کردند. پیش از آن، فضانوردان در ارتفاع بالا در جو زمین از کپسولهای خود بیرون می پریدند و همراه کپسول جداگانه و با استفاده از چتر نجات بر زمین فرود می آمدند. شاتل فضایی (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D8%B4%D8%A7%D8%AA%D9%84+%D9%81%D8% B6%D8%A7%DB%8C%DB%8C) بمانند یک هواپیما اما سریعتر از آن استفاده از موتورهایش با حرکت در باند فرود به زمین می نشیند.
بازگشت به جو زمین:
http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/img/daneshnameh_up/0/07//Bazgasht.jpg فرود در آب
یکی از کپسولهای آپولو درحال
فرود آمدن در آب است.
سرعت فضا پیما در هنگام بازگشت به جو (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D8%AC%D9%88) زمین (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D8%B2%D9%85%DB%8C%D9%86) خیلی زیاد است. این امر باعث می شود اصطکاک بین فضاپیما و مولکولهای هوا، فضاپیما و هوای اطراف آنرا آنقدر گرم کند که هر دو در اثر حرارت به رنگ سرخ در آیند. برخی از فضا پیماها از یک سپر حرارتی برخوردارند، این سپر با جلوگیری از ورود گرما به داخل سفینه، فضانوردان رادر مقابل گرما محافظت میکند. البته از این سپر حرارتی فقط یک بار میتوان استفاده کرد. شاتل فضایی دارای کاشی های نسوز مخصوصی است که سطح بیرونی آن را در مقابل حرارت محافظت می کند.
فرودهای فضایی:
فضاپیما باید هنگام نزدیک شدن به یک سیاره (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D8%B3%DB%8C%D8%A7%D8%B1%D9%87) یا قمر از سرعت خود بکاهد، تا از هدف خود عبور نکند. فضا پیما در این هنگام به دور خود می چرخد و با روشن کردن موتورهایش سرعت خود را کم می کند تا بوسیله نیروی جاذبه سیاره (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D8%B3%DB%8C%D8%A7%D8%B1%D9%87) مذکور در مدار آن سیاره قرار گیرد. بعد از انتخاب محلی برای فرود، فضا پیما دوباره می چرخد و با روشن کردن موتورهایش از سرعت خود کاسته ، مدار را ترک میکند. سپس به طرف سطح مورد نظر فرود می آید و با چرخشی دوباره آماده نشستن می شود.
فرودهای آرام:
در فرودهای آرام، فضا پیما از سرعت خود درهنگام نزدیک شدن به سطح مورد نظر می کاهند تا به آرامی و بدون آسیب رساندن به فضا پیما و یا محموله آن از جمله مسافران، بر سطح مذکور بنشینند. وقتی که فضا پیما ازمیان جو (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D8%AC%D9%88) پایین می آید، چترهای آن باز شده، از سرعت فضاپیما می کاهند، سپس موشکهای معکوس فضا پیما روشن شده،فضا پیما را به آرامی فرود می آورند.اگر فرود در سرعت بالا صورت گیرد سر نشینان جان سالم به در نخواهند برد. به همین دلیل بود که در نخستین ماموریتهای فضایی، برای جلوگیری از خسارات فرود ناشی از سرعت زیاد، فضانوردان از سفینه بیرون می پریدند و با استفاده از چتر نجات در دریا فرود می آمدند.
سقوط بر سطح اجرام آسمانی:
http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/img/daneshnameh_up/6/68//Soghoot.jpg کاوشگر های رینجر، ساخت آمریکا قبل از
سقوط در سطح ماه مبادرت به گرفتن
عکسهایی از سطح آن می کردند.
نخستین کاوشگرها مانند کاوشگرهای رینجر آمریکا از این نو ع فرود استفاده می کردند. فضا پیما ها در هنگام نزدیک شدن به سطح جرم مورد نظر، اطلاعات و تصاویر را مخابره کرده، سپس در سطح آن سقوط میکردند. دراغلب موارد کاوشگر متلاشی می شد. در ماموریتهای فضایی برای جمع آوری اطلاعات در مورد جو (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D8%AC%D9%88) سیاره (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D8%B3%DB%8C%D8%A7%D8%B1%D9%87) زهره (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D8%B2%D9%87%D8%B1%D9%87) نیز از این نوع فرود استفاده شد جهت عبور از ابرهای جوی زهره (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D8%B2%D9%87%D8%B1%D9%87) و فرود در سطح آن از چتر استفاده شد. وقتی که کاوشگرها ماموریت محوله را به اتمام رساند چترها جدا شدند و کاوشگر خود بر سطح زهره سقوط کرد.
مانور در فضا:
فضا پیماهایی که در محیطهای بدون وزن و بدون اصطکاک فضا (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D9%81%D8%B6%D8%A7) حرکت می کنند، تانیروی قویتری بر آنها وارد نشود، از حرکت خود باز نمی ایستند. برای تعمیر مسیر حرکت، فضا پیماها باید از موتور های موشک (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D9%85%D9%88%D8%B4%DA%A9) خود در سفینه استفاده کنند. آنها می توانند یا از موتورهای دوباره روشن شده خود استفاده کنند یا موتور یک موشک دیگر را روشن کنند. مقدار سوخت مصرفی هر موتور با دقت محاسبه می شود تا از هدر رفتن سوخت جلوگیری شود. کاوشگر ها برای اصلاح مسیر حرکت، کند کردن سرعت در هنگام قرار گرفتن در یک مدار و همچنین فرود بر سطح سیاره یا قمر از موتور های خود استفاده می کنند. فضا پیماها موتور های خود را با حرکتهای تند کوتاه مدتی روشن می کنند تا خود را آرام در مسیر صحیح قرار دهند.
اندازه موتور موشکها در اغلب ماهواره ها با هم متفاوت است. فضا پیماها برای رفتن به مدار، تغییر مدار یا ترک آن و سفر برای ملاقات با دیگر فضا پیماها از موتور هار قوی تری استفاده می کنند. این موتورها بطور طبیعی در عقب موشک قرار می گیرند تا آن را به طرف جلو حرکت دهند. برای بازگشت به زمین در حالی که موتورهایش برا کند کردن آن روشن هستند، فضا پیما باید به طرف عقب بر گردد. سپس برای ورود به جو (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D8%AC%D9%88) زمین (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D8%B2%D9%85%DB%8C%D9%86) دوباره چرخیده و در مسیر صحیح قرار می گیرد.
مانورهای کوچک:
http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/img/daneshnameh_up/6/6f//Manovr.jpg
برای انجام چرخشهای کامل، تغییر و تنظیم سرعت و مسیر در مدار، از موشکها پیش برنده ای استفاده می شود که اغلب به شکل گروهی کار می کنند.این موشکها را در جهات مختلف نشانه گیری می کنند. باروشن کردن ترکیب درستی از موشکهای مذکور، می توان فضا پیما را در جهت دلخواه حرکت داد. علاوه بر 3 موتور اصلی که در هنگام پرتاب مورد استفاده قرار می گیرند، شاتل فضایی آمریکا از دو موتور مانور دهنده مدای دیگر نیز برخوردار است. این فضا پیما علاوه بر این موتورها از 26 موشک پیش برنده تنظیم عکس العمل و 4 موشک پیش برنده تنظیم دقیق مسیر حرکت استفاده می کنند که در جلو و عقب موشک قرار گرفته اند.
اینها به فضا پیما اجازه می دهند تا با انجام مانورهای دقیق با ایستگاه فضایی میر (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D8%A7%DB%8C%D8%B3%D8%AA%DA%AF%D8%A 7%D9%87+%D9%81%D8%B6%D8%A7%DB%8C%DB%8C+%D9%85%DB%8 C%D8%B1) الحاق فضایی انجام دهد. ایستگاه فضایی میر نیز از موتور هایی برای تنظیم مدار و موشکهای پیش برنده ای در مقیاس کوچکتر برخوردار است.
تنظیم جهت وضعی:
همه ماهواره ها باید جهت وضعی خود_جهتی که به طرف آن نشانه گیری شده اند_ را حفظ کنند.این موضوع ضروری است چرا که اگر باله های خورشیدی به طرف خورشید جهت گیری نشده باشند، نمی توانند نیروی لازم را برای به حرکت در آوردن ماهواره تولید کنند. از طرف دیگر آنتن ها نیز در صورتی که به طرف زمین نشانه گیری نشده باشند، قادر به دریافت و ارسال پیام به زمین نخواهند بود. دستگاه تنظیم جهت وضعی، ماهواره یا کاوشگر را در جهت وضعی صحیح قرار می دهد. دستگاههای حساس موجود در ماهواره قادرند خورشید یا یک ستاره (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D8%B3%D8%AA%D8%A7%D8%B1%D9%87) درخشان را شناسایی کنند.آنها همچنین در مواقعی که ماهواره مسیر خود را گم میکند، می تواند پیامهایی را مبنی بر بروز اشکال در ماهواره به زمین مخابره کنند. دراین صورت دماغه های کوچک با خارج کردن گاز از خود، جهت فضا پیما را عوض کرده، دوباره آن را در مسیر صحیح قرار می دهند.
ملاقات و الحاق فضایی:
ملاقات فضایی هنگامی رخ می دهد که دو فضا پیما به هم نزدیک می شوند، اما الحاق انجام نمی دهند. از رادارها و رایانه های داخل فضا پیما برای دادن اطلاعات مبنی بر موقعیت فضا پیما استفاده می شود. با توجه به سرعت زیاد فضا پیما هنگام حرکت در فضا، مشخص کردن موقعیت لحظه به لحظه فضا پیما ضروری به نظر می رسد. برای ملحق شدن به یک فضا پیمای دیگر، فضا پیما می تواند از موتور های بزرگتر خود استفاده کرده، بارسیدن به سرعت فضا پیمای مورد نظر دوشادوش آن در فضا حرکت کند. این فرآیند را حفظ موقعیت می نامند. بعد از این مرحله از موتورهای پیش برنده کوچکتری برای نزدیک شدن به فضا پیما مذکور و انجام الحاق فضایی با آن استفاده میکند. در ایستگاه فضایی روسیه، میر، عملیات الحاق بوسیله آنتن های مخصوصی که بر روی ایستگاه فضایی میر و فضاپیماهای نزدیک شونده سایوز یا پروگرس تعبیه شده اند، هدایت می شود.
مرکز هدایت زمینی:
هر فضا پیما، کاوشگر و یا ماهواره در حال فعالیتی باید با مرکز هدایت زمینی در ارتباط باشد. فضا پیماها برای در جریان گذاشتن مرکز هدایت زمینی ازکارهای عادی خود، علایمی را به این مرکز مخابره می کنند. درضمن مرکز فضایی مربوطه نیز دستورات لازم در مورد مسیر حرکت و دیگر عملیات فضا پیما را برای آن می فرستد. در زمان پرتاب، فضا پیما از پایگاه پرتاب هدایت می شود، اما به محض قرار گرفتن فضا پیما در فضا، مرکز اصلی هدایت زمینی هدایت آن را بر عهده میگیرد.مراکز گوچکتر برقراری ارتباط با فضا پیما در سراسرجهان پراکنده اند. این مراکز ارتباط 24 ساعته را با فضا پیما میسر میکنند. همچنین ماهواره های مخابراتی می توانند علایم را از فضا پیما گرفته و به نزدیکترین مرکز هدایت زمینی بفرستند.
مرکز فضایی کندی:
شاتل های فضایی، آپولو و اغلب ماهواره ها و کاوشگر های فضایی آمریکا از مرکز فضایی کندی در فلوریدا (کیپ کاناورال)، به فضا پرتاب شده اند.این مرکز اکنون صاحب 2 سکوی پرتاب برای شاتل های فضایی، 2 سکو برای پرتاب ماهواره ها و یک بند فرود برای نشستن شاتل های فضایی است. تجهیز شاتل در آشیانه های بزرگی صورت میگیرد. پایگاه نیروی هوایی واندنبرگ در کالیفرنیا یکی دیگر از مهمترین پایگاه های فضایی آمریکا محسوب می شود. ماهواره های نظامی و آنهایی که در مدارهای قطبی قرار میگیرند، از این پایگاه به فضا پرتاب می شوند.
سکوهای پرتاب:
بایکونور در قزاقستان محل پرتاب تمام پروازهای سرنشین دار روسیه است. از این همچنین برای پرتاب ماهواره های زیادی استفاده می شود. موشکها در آشیانه ها، موشکها را درمقابل شرایط جوی نامناسب از هوای بسیار سرد گرفته تا هوای بسیار گرم محافظت می کنند. سکوهای پرتاب شمالی در پلستک روسیه شلوغترین پایگاه پرتاب در جهان بوده اند. از 14 سکوی این پایگاه پرتاب، ماهواره های نظامی زیادی به فضا پرتاب شده اند.
سفر های فضایی آینده:
تاکنون کره ماه تنها جهان متفاوتی است که انسان آن را ملاقات کرده است. قدم بعدی سفر به یک سیاره خواهد بود. اما فاصله های زیاد بین زمین و سیارات دیگر یک مشکل عمده به حساب می آید. فضانوردان مجبور خواهند بود برای سفرهای چند ماهه یا چند ساله خود آذوقه سوخت و آب حمل کنند. هیچکدام از سیارات شرایط مشابه زمین را برای زندگی انسان فراهم نمی کنند. با وجود این امکان استفاده از مواد موجود در یک سیاره برای تهیه سوخت مورد نیاز در زمان برگشت وجود خواهد داشت.همین طور امکان استخراج آب و اکسیژن لازم برای تنفس. سفر به ستاره ها غیر ممکن است چرا که فضا پیما ها با سرعت بسیار کمی در مقایسه با سرعت نور حرکت می کنند و برای رسیدن به حتی نزدیکترین ستاره، هزاران سال زمان نیاز دارند.
تعیین مسیر پرواز:
http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/img/daneshnameh_up/1/11//Tadavom.jpg طی زمانی که کاوشگربه هدف خود
،دراین مورد سیاره زهره، می رسد زمین نیز
مسافت قابل ملاحظه ای از مدار خود را می پماید
در سفرهایی که در اطراف منظومه شمسی انجام می دهیم، باید مراقب حرکت ثابت سیارات و قمرها در مدارهایشان باشیم. برای مثال، زهره در مدار خود به دور خورشید از زمین جلوتر و زمین نیز در مدار خود از کره مریخ جلوتر است. رایانه ها به محاسبه زمانهایی می پردازند که سیارات در بهترین موقعیت خود برای فضاپیمایی که از زمین برای رسیدن به سیاره مذکور پرتاب می شود، قرار دارند. این زمانها را پنجره های پرتاب می نامند. کاوشگرهایی که به قصد دیگر سیارات به فضا پرتاب می شوند، ابتدا به مدار اطراف خورشید می روند. این مدار انتقالی آنها به شمار می رود، چرا که کاوشگر ها برای حرکت از مدار زمین به مدار سیراه مذکور از این مدار استفاده می کنند. سریعترین و مستقیم ترین مسیر برای رسیدن به یک سیاره مستلزم صرف نیرو و سوخت بسیار زیادی است. با صرفه ترین مسیر برای رسیدن به یک سیاره را مدار انتقالی ههمان می نامند.
در مدار انتقالی ههمان، نزدیکترین و دورترین نقاط مدار کاوشگر در اطراف خورشید، از مدار زمین و مدار سیاره مذکور رد می شوند کاوشگر پس از طی کردن نصفی از مدار خود در اطراف خورشید با هدف خود برخورد میکند. کاوشگرها در مدار انتقالی ههمان به کمترین سوخت و نیروی رانش نیازمندند، اما برای رسیدن به مقصد خود زمان بیشتری را صرف می کنند.
استفاده از نیروی جاذبه سیاره:
هنگامی که یک کاوشگر از نزدیکی سیاره ای می گذرد بوسیله نیروی جاذبه سیاره در مسیری منحنی شکل قرار می گیرد. اگر چه کاوشگر برای رسیدن به مدار مقصد با سرعت زیادی حرکت می کند، اما با گذشتن ازکنار سیاره مذکور، هم سرعت و هم جهت حرکتش تغییر کرده، درجهت جدیدی شروع به حرکت میکند. فاصله کاوشگر و سیاره مورد نظر محاسبه می شود تا باکمک نیروی جاذبه سیاره کاوشگر بتواند در جهت صحیح پیش بینی شده اش قرار بگیرد.
منبع:
DK multi media
در دهه 1950، هر دو کشور ایالات متحده آمریکا و اتحاد جماهیر شوروی سابق به ساخت موشکهای پر قدرتی برای پرتاب ماهواره هایشان به فضا (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D9%81%D8%B6%D8%A7) دست زدند. این دو کشور قصد داشتند، ماهواره هایی را در سال 1957 ، سال ژئوفیزیکی بین المللی ، به فضا (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D9%81%D8%B6%D8%A7) پرتاب کنند. شوروی اولین کشوری بود که با پرتاب اسپوتنیک 1 در چهارم اکتبر این سال موفق به انجام چنین کاری شد. از این زمان به بعد اکتشافات فضایی به یک مسابقه بین دو کشور مذکور تبدیل شد. این در حالی بود که رجال سیاسی دو طرف بر اهمیت ساسی و نظامی برخورداری از ماهواره ها (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D9%85%D8%A7%D9%87%D9%88%D8%A7%D8%B 1%D9%87+%D9%87%D8%A7) در مدارو فتح ماه (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D9%85%D8%A7%D9%87) قبل از رقیب دیگر واقف بودند. درآغاز به نظر می رسید که روسها در این مسابقه جلوتر از آمریکاییها هستند. علاوه بر پرتاب اولین ماهواره به فضا، آنها موفق شده بودند اولین انسان، یوری گاگارین (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%DB%8C%D9%88%D8%B1%DB%8C+%DA%AF%D8% A7%DA%AF%D8%A7%D8%B1%DB%8C%D9%86)، را به فضا فرستاده و اولین راهپیمایی فضایی رانیز بوسیله آلکسی لئونوف در سال 1965 انجام دهند. با وجود این هر چه دهه 1960به پایان خود نزدیکتر می شد آمریکاییها برتری خود را بیشتر نشان می دادند.
در ژوئیه 1969، آمریکاییها تاریخ ساز شدند. در این تاریخ، آنها نیل آرمسترانگ و ادوین (باز)آلدرین را به ماه فرستاند. پس از این ، روسیه تلاشهای خودرا بیشتر صرف ساختن ایستگاههای فضایی در مدار زمین کرد.در حال حاضر، ایالات متحده آمریکا و فدراسیون روسیه به همراه چند کشور دیگر باکمک هم در پی ساختن ایستگاه فضایی آلفا هستند. ماموریتهای شاتل فضایی آمریکا و ایستگاه فضایی میر (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D8%A7%DB%8C%D8%B3%D8%AA%DA%AF%D8%A 7%D9%87+%D9%81%D8%B6%D8%A7%DB%8C%DB%8C+%D9%85%DB%8 C%D8%B1) به دانشمندان کمک می کنند تا چگونگی عکس العمل بدن انسان را در فضا مطالعه کنند. اطلاعات دریافتی از این ماموریتها همچنین دانشمندان را درکشف و آماده کردن ابزار لازم برای زندگی احتمالی انسانها در فضا یاری می دهد. ماهواره ها امروز به جز لاینفکی از زندگی نوین تبدیل شده اند. آنها اطلاعات را از نقطه ای به نقطه دیگری منتقل میکنند. و با زیر نظر گرفتن کره زمین وضعیت هوا را پیش بینی میکنند بعلاوه کاوشگرها با اکتشافات فضایی خود، حس کنجکاوی ما را درباره جهانی که در آن زندگی می کنیم ارضاء می کنند.
فضانوردان در بازگشت به زمین (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D8%B2%D9%85%DB%8C%D9%86) در دریا و یا در خشکی فرود می آمدند. قبل از اختراع شاتل فضایی (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D8%B4%D8%A7%D8%AA%D9%84+%D9%81%D8% B6%D8%A7%DB%8C%DB%8C)، فضانوردان آمریکایی با استفاده از چترهایی بزرگ از سرعت خود درجو زمین می کاستند تا به آرامی در سطح دریا فرود آیند. آنجا کشتی های نجات آنها را از دریا بیرون می کشیدند. فضانوردان روسی نیز در بازگشت به زمین (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D8%B2%D9%85%DB%8C%D9%86) از چترها و همچنین موشکهای معکوسی استفاده می کردند که سرعت فرود و شدت اصطکاک سفینه را هنگام تماس با سطح زمین کم می کردند. پیش از آن، فضانوردان در ارتفاع بالا در جو زمین از کپسولهای خود بیرون می پریدند و همراه کپسول جداگانه و با استفاده از چتر نجات بر زمین فرود می آمدند. شاتل فضایی (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D8%B4%D8%A7%D8%AA%D9%84+%D9%81%D8% B6%D8%A7%DB%8C%DB%8C) بمانند یک هواپیما اما سریعتر از آن استفاده از موتورهایش با حرکت در باند فرود به زمین می نشیند.
بازگشت به جو زمین:
http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/img/daneshnameh_up/0/07//Bazgasht.jpg فرود در آب
یکی از کپسولهای آپولو درحال
فرود آمدن در آب است.
سرعت فضا پیما در هنگام بازگشت به جو (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D8%AC%D9%88) زمین (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D8%B2%D9%85%DB%8C%D9%86) خیلی زیاد است. این امر باعث می شود اصطکاک بین فضاپیما و مولکولهای هوا، فضاپیما و هوای اطراف آنرا آنقدر گرم کند که هر دو در اثر حرارت به رنگ سرخ در آیند. برخی از فضا پیماها از یک سپر حرارتی برخوردارند، این سپر با جلوگیری از ورود گرما به داخل سفینه، فضانوردان رادر مقابل گرما محافظت میکند. البته از این سپر حرارتی فقط یک بار میتوان استفاده کرد. شاتل فضایی دارای کاشی های نسوز مخصوصی است که سطح بیرونی آن را در مقابل حرارت محافظت می کند.
فرودهای فضایی:
فضاپیما باید هنگام نزدیک شدن به یک سیاره (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D8%B3%DB%8C%D8%A7%D8%B1%D9%87) یا قمر از سرعت خود بکاهد، تا از هدف خود عبور نکند. فضا پیما در این هنگام به دور خود می چرخد و با روشن کردن موتورهایش سرعت خود را کم می کند تا بوسیله نیروی جاذبه سیاره (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D8%B3%DB%8C%D8%A7%D8%B1%D9%87) مذکور در مدار آن سیاره قرار گیرد. بعد از انتخاب محلی برای فرود، فضا پیما دوباره می چرخد و با روشن کردن موتورهایش از سرعت خود کاسته ، مدار را ترک میکند. سپس به طرف سطح مورد نظر فرود می آید و با چرخشی دوباره آماده نشستن می شود.
فرودهای آرام:
در فرودهای آرام، فضا پیما از سرعت خود درهنگام نزدیک شدن به سطح مورد نظر می کاهند تا به آرامی و بدون آسیب رساندن به فضا پیما و یا محموله آن از جمله مسافران، بر سطح مذکور بنشینند. وقتی که فضا پیما ازمیان جو (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D8%AC%D9%88) پایین می آید، چترهای آن باز شده، از سرعت فضاپیما می کاهند، سپس موشکهای معکوس فضا پیما روشن شده،فضا پیما را به آرامی فرود می آورند.اگر فرود در سرعت بالا صورت گیرد سر نشینان جان سالم به در نخواهند برد. به همین دلیل بود که در نخستین ماموریتهای فضایی، برای جلوگیری از خسارات فرود ناشی از سرعت زیاد، فضانوردان از سفینه بیرون می پریدند و با استفاده از چتر نجات در دریا فرود می آمدند.
سقوط بر سطح اجرام آسمانی:
http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/img/daneshnameh_up/6/68//Soghoot.jpg کاوشگر های رینجر، ساخت آمریکا قبل از
سقوط در سطح ماه مبادرت به گرفتن
عکسهایی از سطح آن می کردند.
نخستین کاوشگرها مانند کاوشگرهای رینجر آمریکا از این نو ع فرود استفاده می کردند. فضا پیما ها در هنگام نزدیک شدن به سطح جرم مورد نظر، اطلاعات و تصاویر را مخابره کرده، سپس در سطح آن سقوط میکردند. دراغلب موارد کاوشگر متلاشی می شد. در ماموریتهای فضایی برای جمع آوری اطلاعات در مورد جو (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D8%AC%D9%88) سیاره (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D8%B3%DB%8C%D8%A7%D8%B1%D9%87) زهره (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D8%B2%D9%87%D8%B1%D9%87) نیز از این نوع فرود استفاده شد جهت عبور از ابرهای جوی زهره (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D8%B2%D9%87%D8%B1%D9%87) و فرود در سطح آن از چتر استفاده شد. وقتی که کاوشگرها ماموریت محوله را به اتمام رساند چترها جدا شدند و کاوشگر خود بر سطح زهره سقوط کرد.
مانور در فضا:
فضا پیماهایی که در محیطهای بدون وزن و بدون اصطکاک فضا (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D9%81%D8%B6%D8%A7) حرکت می کنند، تانیروی قویتری بر آنها وارد نشود، از حرکت خود باز نمی ایستند. برای تعمیر مسیر حرکت، فضا پیماها باید از موتور های موشک (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D9%85%D9%88%D8%B4%DA%A9) خود در سفینه استفاده کنند. آنها می توانند یا از موتورهای دوباره روشن شده خود استفاده کنند یا موتور یک موشک دیگر را روشن کنند. مقدار سوخت مصرفی هر موتور با دقت محاسبه می شود تا از هدر رفتن سوخت جلوگیری شود. کاوشگر ها برای اصلاح مسیر حرکت، کند کردن سرعت در هنگام قرار گرفتن در یک مدار و همچنین فرود بر سطح سیاره یا قمر از موتور های خود استفاده می کنند. فضا پیماها موتور های خود را با حرکتهای تند کوتاه مدتی روشن می کنند تا خود را آرام در مسیر صحیح قرار دهند.
اندازه موتور موشکها در اغلب ماهواره ها با هم متفاوت است. فضا پیماها برای رفتن به مدار، تغییر مدار یا ترک آن و سفر برای ملاقات با دیگر فضا پیماها از موتور هار قوی تری استفاده می کنند. این موتورها بطور طبیعی در عقب موشک قرار می گیرند تا آن را به طرف جلو حرکت دهند. برای بازگشت به زمین در حالی که موتورهایش برا کند کردن آن روشن هستند، فضا پیما باید به طرف عقب بر گردد. سپس برای ورود به جو (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D8%AC%D9%88) زمین (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D8%B2%D9%85%DB%8C%D9%86) دوباره چرخیده و در مسیر صحیح قرار می گیرد.
مانورهای کوچک:
http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/img/daneshnameh_up/6/6f//Manovr.jpg
برای انجام چرخشهای کامل، تغییر و تنظیم سرعت و مسیر در مدار، از موشکها پیش برنده ای استفاده می شود که اغلب به شکل گروهی کار می کنند.این موشکها را در جهات مختلف نشانه گیری می کنند. باروشن کردن ترکیب درستی از موشکهای مذکور، می توان فضا پیما را در جهت دلخواه حرکت داد. علاوه بر 3 موتور اصلی که در هنگام پرتاب مورد استفاده قرار می گیرند، شاتل فضایی آمریکا از دو موتور مانور دهنده مدای دیگر نیز برخوردار است. این فضا پیما علاوه بر این موتورها از 26 موشک پیش برنده تنظیم عکس العمل و 4 موشک پیش برنده تنظیم دقیق مسیر حرکت استفاده می کنند که در جلو و عقب موشک قرار گرفته اند.
اینها به فضا پیما اجازه می دهند تا با انجام مانورهای دقیق با ایستگاه فضایی میر (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D8%A7%DB%8C%D8%B3%D8%AA%DA%AF%D8%A 7%D9%87+%D9%81%D8%B6%D8%A7%DB%8C%DB%8C+%D9%85%DB%8 C%D8%B1) الحاق فضایی انجام دهد. ایستگاه فضایی میر نیز از موتور هایی برای تنظیم مدار و موشکهای پیش برنده ای در مقیاس کوچکتر برخوردار است.
تنظیم جهت وضعی:
همه ماهواره ها باید جهت وضعی خود_جهتی که به طرف آن نشانه گیری شده اند_ را حفظ کنند.این موضوع ضروری است چرا که اگر باله های خورشیدی به طرف خورشید جهت گیری نشده باشند، نمی توانند نیروی لازم را برای به حرکت در آوردن ماهواره تولید کنند. از طرف دیگر آنتن ها نیز در صورتی که به طرف زمین نشانه گیری نشده باشند، قادر به دریافت و ارسال پیام به زمین نخواهند بود. دستگاه تنظیم جهت وضعی، ماهواره یا کاوشگر را در جهت وضعی صحیح قرار می دهد. دستگاههای حساس موجود در ماهواره قادرند خورشید یا یک ستاره (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D8%B3%D8%AA%D8%A7%D8%B1%D9%87) درخشان را شناسایی کنند.آنها همچنین در مواقعی که ماهواره مسیر خود را گم میکند، می تواند پیامهایی را مبنی بر بروز اشکال در ماهواره به زمین مخابره کنند. دراین صورت دماغه های کوچک با خارج کردن گاز از خود، جهت فضا پیما را عوض کرده، دوباره آن را در مسیر صحیح قرار می دهند.
ملاقات و الحاق فضایی:
ملاقات فضایی هنگامی رخ می دهد که دو فضا پیما به هم نزدیک می شوند، اما الحاق انجام نمی دهند. از رادارها و رایانه های داخل فضا پیما برای دادن اطلاعات مبنی بر موقعیت فضا پیما استفاده می شود. با توجه به سرعت زیاد فضا پیما هنگام حرکت در فضا، مشخص کردن موقعیت لحظه به لحظه فضا پیما ضروری به نظر می رسد. برای ملحق شدن به یک فضا پیمای دیگر، فضا پیما می تواند از موتور های بزرگتر خود استفاده کرده، بارسیدن به سرعت فضا پیمای مورد نظر دوشادوش آن در فضا حرکت کند. این فرآیند را حفظ موقعیت می نامند. بعد از این مرحله از موتورهای پیش برنده کوچکتری برای نزدیک شدن به فضا پیما مذکور و انجام الحاق فضایی با آن استفاده میکند. در ایستگاه فضایی روسیه، میر، عملیات الحاق بوسیله آنتن های مخصوصی که بر روی ایستگاه فضایی میر و فضاپیماهای نزدیک شونده سایوز یا پروگرس تعبیه شده اند، هدایت می شود.
مرکز هدایت زمینی:
هر فضا پیما، کاوشگر و یا ماهواره در حال فعالیتی باید با مرکز هدایت زمینی در ارتباط باشد. فضا پیماها برای در جریان گذاشتن مرکز هدایت زمینی ازکارهای عادی خود، علایمی را به این مرکز مخابره می کنند. درضمن مرکز فضایی مربوطه نیز دستورات لازم در مورد مسیر حرکت و دیگر عملیات فضا پیما را برای آن می فرستد. در زمان پرتاب، فضا پیما از پایگاه پرتاب هدایت می شود، اما به محض قرار گرفتن فضا پیما در فضا، مرکز اصلی هدایت زمینی هدایت آن را بر عهده میگیرد.مراکز گوچکتر برقراری ارتباط با فضا پیما در سراسرجهان پراکنده اند. این مراکز ارتباط 24 ساعته را با فضا پیما میسر میکنند. همچنین ماهواره های مخابراتی می توانند علایم را از فضا پیما گرفته و به نزدیکترین مرکز هدایت زمینی بفرستند.
مرکز فضایی کندی:
شاتل های فضایی، آپولو و اغلب ماهواره ها و کاوشگر های فضایی آمریکا از مرکز فضایی کندی در فلوریدا (کیپ کاناورال)، به فضا پرتاب شده اند.این مرکز اکنون صاحب 2 سکوی پرتاب برای شاتل های فضایی، 2 سکو برای پرتاب ماهواره ها و یک بند فرود برای نشستن شاتل های فضایی است. تجهیز شاتل در آشیانه های بزرگی صورت میگیرد. پایگاه نیروی هوایی واندنبرگ در کالیفرنیا یکی دیگر از مهمترین پایگاه های فضایی آمریکا محسوب می شود. ماهواره های نظامی و آنهایی که در مدارهای قطبی قرار میگیرند، از این پایگاه به فضا پرتاب می شوند.
سکوهای پرتاب:
بایکونور در قزاقستان محل پرتاب تمام پروازهای سرنشین دار روسیه است. از این همچنین برای پرتاب ماهواره های زیادی استفاده می شود. موشکها در آشیانه ها، موشکها را درمقابل شرایط جوی نامناسب از هوای بسیار سرد گرفته تا هوای بسیار گرم محافظت می کنند. سکوهای پرتاب شمالی در پلستک روسیه شلوغترین پایگاه پرتاب در جهان بوده اند. از 14 سکوی این پایگاه پرتاب، ماهواره های نظامی زیادی به فضا پرتاب شده اند.
سفر های فضایی آینده:
تاکنون کره ماه تنها جهان متفاوتی است که انسان آن را ملاقات کرده است. قدم بعدی سفر به یک سیاره خواهد بود. اما فاصله های زیاد بین زمین و سیارات دیگر یک مشکل عمده به حساب می آید. فضانوردان مجبور خواهند بود برای سفرهای چند ماهه یا چند ساله خود آذوقه سوخت و آب حمل کنند. هیچکدام از سیارات شرایط مشابه زمین را برای زندگی انسان فراهم نمی کنند. با وجود این امکان استفاده از مواد موجود در یک سیاره برای تهیه سوخت مورد نیاز در زمان برگشت وجود خواهد داشت.همین طور امکان استخراج آب و اکسیژن لازم برای تنفس. سفر به ستاره ها غیر ممکن است چرا که فضا پیما ها با سرعت بسیار کمی در مقایسه با سرعت نور حرکت می کنند و برای رسیدن به حتی نزدیکترین ستاره، هزاران سال زمان نیاز دارند.
تعیین مسیر پرواز:
http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/img/daneshnameh_up/1/11//Tadavom.jpg طی زمانی که کاوشگربه هدف خود
،دراین مورد سیاره زهره، می رسد زمین نیز
مسافت قابل ملاحظه ای از مدار خود را می پماید
در سفرهایی که در اطراف منظومه شمسی انجام می دهیم، باید مراقب حرکت ثابت سیارات و قمرها در مدارهایشان باشیم. برای مثال، زهره در مدار خود به دور خورشید از زمین جلوتر و زمین نیز در مدار خود از کره مریخ جلوتر است. رایانه ها به محاسبه زمانهایی می پردازند که سیارات در بهترین موقعیت خود برای فضاپیمایی که از زمین برای رسیدن به سیاره مذکور پرتاب می شود، قرار دارند. این زمانها را پنجره های پرتاب می نامند. کاوشگرهایی که به قصد دیگر سیارات به فضا پرتاب می شوند، ابتدا به مدار اطراف خورشید می روند. این مدار انتقالی آنها به شمار می رود، چرا که کاوشگر ها برای حرکت از مدار زمین به مدار سیراه مذکور از این مدار استفاده می کنند. سریعترین و مستقیم ترین مسیر برای رسیدن به یک سیاره مستلزم صرف نیرو و سوخت بسیار زیادی است. با صرفه ترین مسیر برای رسیدن به یک سیاره را مدار انتقالی ههمان می نامند.
در مدار انتقالی ههمان، نزدیکترین و دورترین نقاط مدار کاوشگر در اطراف خورشید، از مدار زمین و مدار سیاره مذکور رد می شوند کاوشگر پس از طی کردن نصفی از مدار خود در اطراف خورشید با هدف خود برخورد میکند. کاوشگرها در مدار انتقالی ههمان به کمترین سوخت و نیروی رانش نیازمندند، اما برای رسیدن به مقصد خود زمان بیشتری را صرف می کنند.
استفاده از نیروی جاذبه سیاره:
هنگامی که یک کاوشگر از نزدیکی سیاره ای می گذرد بوسیله نیروی جاذبه سیاره در مسیری منحنی شکل قرار می گیرد. اگر چه کاوشگر برای رسیدن به مدار مقصد با سرعت زیادی حرکت می کند، اما با گذشتن ازکنار سیاره مذکور، هم سرعت و هم جهت حرکتش تغییر کرده، درجهت جدیدی شروع به حرکت میکند. فاصله کاوشگر و سیاره مورد نظر محاسبه می شود تا باکمک نیروی جاذبه سیاره کاوشگر بتواند در جهت صحیح پیش بینی شده اش قرار بگیرد.
منبع:
DK multi media