درحال بارگزاری ...

1‌.1‌        تجهیزات فضانوردی

دانش هوا فضا به مطالعه، طراحی، ساخت و نگهداری وسایل متحرک در هوا و فضا مانند هواپیما، فضاپیما، پرنده های بدون سرنشین، پهپاد، هلیکوپتر، موشک، ماهواره، ماهواره بر و ... می پردازد. بنابراین در این رشته، هر دو موضوع هوانوردی و فضانوردی مورد بررسی قرار می گیرد. در این فصل با مفاهیم بنیادی و جنبه های گوناگون این علم آشنا می شوید.

سفر به فضا، به دلیل وجود شرایط محیطی کاملا متفاوت با زمین، نیازمند استفاده از تجهیزات پیشرفته ای است که بتوانند شرایط مناسب را برای وسایل و موجودات زمینی فراهم آورند. فضانوردها پیش از سفر فضایی، وسایل و تجهیزاتی مانند قایق نجات به منظور فرود در آب، مایع آشامیدنی و مواد غذایی، جلیقه و چتر نجات، لباس فضانوردی، لباس پیاده روی و ... را با خود می برند.

دانشمندان همچنین با فرستادن سفینه های جست و جو گر به فضا اطلاعات بیشتری درباره سیارات جمع می کنند. این سفینه ها سرنشینی ندارند و فقط تجهیزات مخصوصی را حمل می کنند. سال ها طول می کشد تا سفینه ای به یکی از سیاره ها برسد. به عنوان نمونه، سفینه ی آمریکایی ویجر-2، که در سال 1977 توسط ناسا به فضا پرتاب شد، توانسته است تا کناره ی منظومه ی شمسی سفر کند. این سفینه در حین سفر، به کاوش درباره ی سیارات می پردازد. تاکنون با عبور از سیاره‌های گوناگون مانند اورانوس، نپتون و کیوان، اطلاعات با ارزشی را به زمین ارسال کرده است.

Description: Description: http://www.delgarm.com/images/newsread/1392/05/27/v1376836807.jpgشکل ‏7‌-‌1: کاوش در فضا.

دانشمندان همچنین با فرستادن سفینه های جست و جو گر به فضا اطلاعات بیشتری درباره سیارات جمع می کنند. این سفینه ها سرنشینی ندارند و فقط تجهیزات مخصوصی را حمل می کنند. سال ها طول می کشد تا سفینه ای به یکی از سیاره ها برسد. به عنوان نمونه، سفینه ی آمریکایی ویجر-2، که در سال 1977 توسط ناسا به فضا پرتاب شد، توانسته است تا کناره ی منظومه ی شمسی سفر کند. این سفینه در حین سفر، به کاوش درباره ی سیارات می پردازد. تاکنون با عبور از سیاره‌های گوناگون مانند اورانوس، نپتون و کیوان، اطلاعات با ارزشی را به زمین ارسال کرده است.

کره ی ماه نسبت به خورشید و ستارگان دیگر، خیلی به زمین نزدیک است و اولین مکان در فضاست که انسان توانست از آن دیدن کند. بین سال های 1969 تا 1972، دوازده فضانورد به ماه رفتند. آنان این سفر را با سفینه ی آپولو-11 به انجام رساندند. قسمتی از سفینه که مه نشین نامیده می شود، فضانوردان را بر سطح ماه فرود آورد. آپولو-11 برای تحقیقات بیشتر در فضا باقی ماند.

1‌.1‌.1‌       ربات های فضانورد

ربات ها در صنعت فضانوردی نقش بسیار مهمی را ایفا می کنند. در ساخت تجهیزات پیشرفته فضایی می توان از توانایی ربات ها (مانند دقت بسیار بالا، کار طولانی مدت و بدون خستگی، کار در شرایط سخت و غیر قابل تحمل برای انسان) بهره گرفت. علاوه بر این، در سفرهای فضایی طولانی مدت و یا بسیار دور که امکان فرستادن انسان وجود ندارد، می توان از ربات ها به عنوان یک جایگزین مناسب استفاده کرد. تا کنون، از ربات ها برای سفر به ماه، مریخ، زهره، تیتان، مشتری و همچنین ستاره های دنباله دار و شهاب سنگ ها استفاده شده است.

MARS-ROVER

شکل ‏7‌-‌2: ربات مریخ نورد.

1‌.1‌.2‌       تلسکوپ فضایی

بیشترین اطلاعاتی که از ستارگان به دست آمده است، از تحلیل و بررسی جزئیات نوری است که از آن ها به زمین می رسد. از مطالعه دقیق این نور، اطلاعاتی مربوط به مواد شیمیایی موجود در ستاره، دمای سطحی آن ها، جرم، سرعت ستاره و ... به دست می آید. اما گرد و غبار موجود در جو زمین، رطوبت، آلودگی های نوری و ... کیفیت دید با تلسکوپ های بزرگ را کاهش می دهد. به علاوه جو زمین برخی از طول موج های نور را جذب می کند. برای رهایی از اثرات محدود کننده جو، باید تلسکوپ را در مداری بیرون جو زمین یا بر سطح ماه قرار داد و از سطح زمین آن را کنترل کرد.

Description: Description: http://wiki.avastarco.com/images/e/e5/Hubble,1.jpgشکل ‏7‌-‌3: تلسکوپ فضایی هابل.

تلسکوپ فضایی هابل در سال 1990 میلادی به وسیله یک شاتل فضایی در ارتفاع 600 کیلومتری از سطح زمین، بر مدار قرار داده شد و هر 95 دقیقه یک بار به دور زمین می چرخد. هابل در طی ماموریت خود داده های بسیار ارزشمندی از منظومه شمسی و اجرام آسمانی در نقاط دور دست کیهان در اختیار دانشمندان قرار داده است. این تلسکوپ فضایی با ارسال تصاویری شفاف، دقیق و بی نظیر، انقلابی عظیم در دانش ما نسبت به کیهان ایجاد نموده است.

 

1‌.1‌.3‌       تلسکوپ رادیویی

ستارگان نیز همچون تمام اجسام داغ، در همه قسمت های طیف الکترومغناطیسی تابش می کنند. اما جو زمین فقط در محدوده نور مرئی و امواج رادیوئی شفاف است. تمام اشعه های دیگری که توسط ستارگان گسیل می شود، به ما نمی رسد زیرا بخش اعظم آن به وسیله جو زمین، جذب می شود. به کمک تلسکوپ های رادیویی می توان علائم رادیویی فضایی را جمع آوری کرده و مورد بررسی قرار داد. رادیو تلسکوپ ها می توانند اکثر اوقات، حتی در نور روز، به همان خوبی شب ها مورد استفاده قرار گیرند.

شکل ‏7‌-‌4: تلسکوپ رادیویی.Description: Description: http://asiac.ir/wp-content/uploads/2014/12/Parkes64m.jpg

1‌.1‌.4‌       شاتل

شاتل های فضایی سامانه هایی هستند که برای حمل انسان، محموله های فضایی و بردن ماهواره به فضا، توسط اداره هوانوردی و فضایی ملی ایالات متحده آمریکا در دهه هفتاد میلادی طراحی شدند. شاتل فضایی بعنوان یک موشک قابل استفاده مجدد و فضاپیمای قابل بازیابی مطرح شد، زیرا تا آن زمان در تکنولوژی پرتاپ با موشک، قسمت های مختلف از موشک جدا شده و به زمین سقوط نموده و یا اینکه در فضا سرگردان می ماندند.

31

مهندسی هوافضا-گرایش سازه‌های هوافضایی

شکل ‏7‌-‌5: لحظه پرتاب شاتل به فضا.

تنها قسمتی از شاتل که بایستی در هر پرواز تجدید شود، مخزن غول پیکر سوخت آن می باشد. دو موشک تقویت کننده شاتل که کمک می کنند تا آن را به فضا برسانند، پس از اینکه سوختشان تمام شد، به دریا می افتند و توسط کشتی ها از آب گرفته می شوند. شاتل، مانند یک موشک به طرف بالا می رود، اما در موقع برگشت به زمین، مانند یک هواپیمای بی موتور غول آسا در فرودگاه مخصوص به زمین می نشیند. شاتل قادر است بارها و بارها به فضا سفر کند.

1‌.1‌.5‌       ماهواره

به جرمی طبیعی یا مصنوعی که بر اثر نیروی گرانش به دور یک جرم بزرگتر می چرخد، قمر گفته می شود. ماه، قمر طبیعی زمین است. در حال حاضر هزاران قمر مصنوعی نیز به دور زمین در حال چرخش هستند که آن ها را ماهواره می نامیم. ماهواره ها توسط موشک یا شاتل در مدار قرار می گیرند. انواع ماهواره ها با کاربردهای گوناگونی در اطراف زمین قرار گرفته اند که می توان به نمونه هایی مانند ماهواره های مخابراتی، ماهواره های زمین شناسی، ماهواره های ناوبری، ماهواره های نظامی، ماهواره های اکتشافی، ماهواره های هواشناسی اشاره کرد. اگر چه ماهواره ها وظایف متفاوتی دارند، اما اصول کارکرد اکثر ماهواره ها مشابه می باشد. آن ها نیروی خود را از سلول های خورشیدی که نور خورشید را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند، تامین می کنند. ماهواره ها موتور جت کوچکی دارند که با گاز کار می کند و برای حرکت یا گردش به کار می رود و همچنین حسگری دارند که پیوسته جهت حرکت، آن ها را چک می کند. رادیوهای مخصوصی ارتباط ماهواره ها با متخصصین روی زمین را برقرار می کنند. تعمیر ماهواره ها در فضا کار مشکلی است، به همین دلیل، قبل از پرتاب، آن ها را کاملا آزمایش می کنند تا مطمئن شوند که کار خود، در فضا را به درستی انجام می دهند.

شکل ‏7‌-‌6: ماهواره.

1‌.1‌.6‌       ایستگاه فضایی

1-space-station-fulllbleedایستگاه فضایی، یک آزمایشگاه شناور در فضا است که در مدار زمین در حال چرخیدن است. این ایستگاه به وسیله گروهی از فضانوردان که هر چند هفته یا چند ماه در این ایستگاه زندگی می کنند، کنترل می شود. گاهی پیش می آید که یک فضانورد، به مدت یک سال در ایستگاه می ماند.

شکل ‏7‌-‌7: ایستگاه فضایی.