ایستگاه فضایی (درس نهم) | هوافضای جوان

ایستگاه های فضایی(درس نهم)

به طور کلی تو درس های قبلی سعی کردیم توجه شما رو بیشتر به فضای بالاسرتون جلب کنیم و از خواص فیزیکیش تا نحوه تعامل بشر با این پدیده براتون بگیم. حالا از این درس به بعد یکمی براتون از تجیهزات و تکنولوژی هایی میگیم که ساخت دست بشر اند و برای انجام ماموریت های مختلف با اهداف مختلف به فضا سر زدند.

یکی از این مصنوعات که هر از چندگاهی تو رسانه ها خبری هم میشه ایستگاه های فضایی اند. تو این درس سعی می کنیم اولا تعریف علمی از ایستگاه های فضایی ارائه کنیم و از نقش و عملکرد ایستگاه های فضایی براتون بگیم. بعد در مورد تاریخچه ی کشورهایی که به تکنولوژی ساخت و بهره برداری از اون رسیده اند و این محصول رو تولید کردند، صحبت می کنیم. درنهایت هم ایستگاه فضایی بین المللی رو معرفی می کنیم.

The Soyuz TMA-16M spacecraft is seen as it launches to the International Space Station with Expedition 43 NASA Astronaut Scott Kelly, Russian Cosmonauts Mikhail Kornienko, and Gennady Padalka of the Russian Federal Space Agency (Roscosmos) onboard Saturday, March 28, 2015, Kazakh time (March 27 Eastern time) from the Baikonur Cosmodrome in Kazakhstan. As the one-year crew, Kelly and Kornienko will return to Earth on Soyuz TMA-18M in March 2016. Photo Credit (NASA/Bill Ingalls)

  • تعریف ،نقش و عملکرد ایستگاه های فضایی:

سازه ای فضایی که در مدار نزدیک به زمین(مدار لئو) در ارتفاع ۵۰۰ و۳۰۰ کیلومتر، حرکت می کنه و قابلیت تامین شرایط زندگی میان مدت(چند هفته تا چند ماه) برای انسان رو داره، ایستگاه فضایی گفته می شه. لازم به ذکر هست که این ایستگاه ها تجهیزات پیشرانشی برای کنترل وضعیت خودش در فضا رو داره اما امکان فرود آوردن انسان روی زمین رو نداره.

در مورد هدف طراحی، تولید و پرتاب این ماشین به فضا نظرات مختلفی وجود داره که از جمله این نظرات گفته میشه:

  1. آزمایشگاه فضایی:

علی رغم وجود تکنولوژی های پیشرفته، ساخت آزمایشگاهی که بتواند شرایط فضا را در زمین ایجاد کند تقریبا محال هست، بنابراین در صورت احداث آزمایشگاه فضایی انجام آزمایش هایی که نیاز به شرایط فیزیکی متفاوتی داره می تونه در بستری غیر از زمین انجام بشه.

1012

امروزه آزمایشگاه هایی هستند که برای مدت کوتاه ۲۵ ثانیه می تونند شرایط به اصطلاح بی وزنی رو ایجاد کنند ولی برای یک بازه بلند مدت (مثلا یک ماهه یا بیشتر)این امکان هنوز وجود نداره.گفته میشه این عمده ترین دلیل پرتاب ایستگاه های فضایی به فضا است.

  1. رصد دائمی زمین و منظومه شمسی

ایستگاه فضایی به علت اشرافی که به سطح زمین داره امکان انجام مطالعات آماری بلند مدت رو فراهم میکنه، مطالعاتی که می تونه درمورد موضوع های مختلفی باشه، مثل تغییرات آب و هوایی زمین، تغییرات پوشش گیاهی و تغییرات دمایی و سطح آب های آزاد و…

  1. ارائه خدمات تعمیر و نگهداری

با توجه به طولانی بودن ماموریت در فضا و دوری از امکانات زمینی در صورتی که برای یک سامانه فضایی مشکلی پیش بیاد، فضانوردان آموزشهای حداقلی برای تعمیر سیستم ها دیده اند تا بعد از انجام تعمیر به ماموریت برگرده…..

1014

  1. مونتاژ سازه های بزرگ فضایی

در مواردی ترجیح داده می شود به جای ارسال یکپارچه سامانه فضایی با یک ماهواره بر بزرگ، قطعات قابل مونتاژ  طی چند مرحله با ماهواره بر های کوچک  پرتاب بشوند و عملیات مونتاژ در ایستگاه فضایی صورت بگیره.

مثلا همین اتفاق یعنی مونتاژ برای خود ایستگاه فضایی اتفاق افتاد. تو فیلم زیر با هم مراحل مونتاژ بزرگترین سازه فضایی رو می بینیم:

  • انواع ایستگاه های فضایی در دنیا:

همونطور که تو درس های قبلی با هم دیده بودیم، تا اواخر دهه ۱۹۸۰ آمریکا و شوروی قدرت های بزرگ فضایی در دنیا بودند و تا قبل از پایان این دهه یعنی در جریان جنگ سرد هم آمریکاوهم شوروی ایستگاه های خودشون  رو به فضا پرتاب کردند. شوروی اولین ایستگاه فضایی اش رو به نام سالیوت در سال ۱۹۷۱ به فضا پرتاب کرد. در ادامه شوروی نسل دوم و سوم ایستگاه هاش یعنی آلماز و میر رو به فضا فرستاد. طی همین سال ها آمریکا نسل اول و دوم پروژه ی اسکای لب رو به فضا پرتاب کرد و پروژه های آزادی رو شروع کرد که به دلیل بحران مالی مثل پروژه میر-۲ شوروی در سال ۱۹۹۰ متوقف شد.

لازم به ذکر هست که اولین ایده های مربوط به ایستگاه فضایی، متعلق به دانشمندان آلمانی است که در طول جنگ جهانی به دنبال تولید سلاحی بودند که حرکت مداری داشته باشه و با انرژی خورشید شلیک کنه . آلمانی ها به این تئوری مفهومی تفنگ خورشیدی گفتند.

پایان جنگ سرد بهانه خوبی بود تا این دو کشور به کمک هم بتونن پروژه های نیمه کاره ی میر۲ و آزادی رو تموم کنند. در سال ۱۹۹۳ توافق نهایی برای ساخت ایستگاه فضایی مشترک انجام شد و کشورهای اتحادیه اروپا و ژاپن هم که تا حالا چنین پروژه ای تجربه نکرده بودند، خودشون رو به لیست کشورهای همکار اضافه کردند. به این ترتیب هزینه این پروژه بین اعضا توزیع شد و روند آماده سازی بخش های مختلف ایستگاه سرعت گرفت. بعدها کشورهایی مثل کانادا، برزیل و چین نیزبه روند پروژه اضافه شدند.

در سال ۲۰۱۱ بود که اولین ایستگاه کاملا چینی به نام تیاگنگ به فضا پرتاب شد. قسمت بدون سرنشین عملکرد موفقیت آمیزی داشت و اتصالات بخش های مختلفش به صورت خودکار انجام شد. درسال های ۲۰۱۲ و ۲۰۱۳ شنزو ۹و ۱۰ بخش های سرنشین دار را برای اتصال به مدار برد. انتظار می ره تا سال ۲۰۳۰ برزگترین ایستگاه فضایی دنیا متعلق به چینی ها باشه.

1016

  • ایستگاه فضایی بین المللی:

بخش مرکزی ایستگاه فضایی بین المللی در سال ۱۹۹۸ به فضا پرتاب شد. این پروژه از دو بخش اصلی تشکیل شده . بخش مداری به روسیه و بخش عملیاتی به آمریکا سپرده شده است. تا به حال ۱۲ بخش دیگه توسط کشور مختلف  به این مجموعه اضافه شده و ایستگاه فضایی بین المللی امروز رو تشکیل داده است.

سیستم های حیاتی ایستگاه های فضایی به شرح زیر اند:

۱- منبع نیرو

تامین نیروی الکتریکی تقریبا مهم ترین دغدغه ای هست که ایستگاه فضایی با اون سروکار داره، چون بخش عمده ای از تجهیزات فنی و حتی حیاتی مصرف کننده برق اند. صفحات خورشیدی که به ایستگاه فضایی متصل شده اند، منبع اصلی تامین انرژی ایستگاه فضایی هست.

1018

۲- پشتیبانی حیات

تامین آب، فشارهوای مناسب، اکسیژن کافی و اطفا حریق برای ایجاد شرایط زندگی برای فضانوردها الزامی هست و توسط زیر سیستم های کنترل محیط و شرایط حیات انجام میشه. درکنار مواردی که گفته شد، طراحی داخلی ایستگاه فضایی جوری هست که امینت و راحتی رو برای فضانورد ها تضمین می کنه.

۳- کنترل جهت

همونطور که می دونید تو فضا نیروهای مختلفی و حتی مقطعی از اجسام به ایستگاه فضایی وارد میشه، مثلا در مدتی که طوفان خورشیدی رخ میده ممکنه ایستگاه فضایی رو از وضعیت خودش خارج کنه که در صورت این سیستم فعال میشه و وضعیت رو اصلاح می کنه. آبان سال ۱۳۹۴، جشن پانزده سالگی ایستگاه فضایی گرفته شد و این یعنی که این سیستم در کنار بقیه سیستم ها کارش رو درست انجام داده.

۴-کنترل ارتفاع

با وجود جاذبه غالب زمین در مدار های سطح پایین، ایستگاه فضایی هر روز به زمین نزدیک تر میشه و بناراین ارتفاعش کم میشه و اگر سیستمی جلو این روند رو نگیره، ایستگاه فضایی بعد از مدتی حرکت مداری به سمت زمین سقوط می کنه. سیستم کنترل ارتفاع از وظیفه داره هر لحظه ارتفاع ایستگاه رو برآورد کنه و در صورتی که کاهش ارتفاع رو تشخیص بده با کمک عملگرهایی که داره وضعیت ارتفاعی خودش رو تنظیم کنه.

از اونجایی که ایستگاه فضایی بین المللی مثل سایر ایستگاه های فضایی امکان جابه جایی بار، محموله یا انسان رو نداره، نیاز به تجیهزات  پشتیبانی داره بنابراین ماهواره برهایی مثل سایوز، پروگرس اچ-۲، دراگن و سیگنوس این قبیل خدمات رو به ایستگاه می دهند. تا قبل از سال ۲۰۱۱ شاتل هم به سایوز در انتقال فضانوردان به ایستگاه کمک می کرد که بازنشسته شد.

به کادریا گروهی که در هر ماموریت به ایستگاه فضایی فرستاده میشه “اکسپندیشن” گفته میشه. از اون جایی که این تیم قراره مدت طولانی در کنار هم زندگی کنند، آزمایشات روانی متفاوتی روی اون ها انجام میشه تا صد درصد تضمین کنه که این تیم می تونه بدون مشکل با هم همکاری کنند.چون شما می دونید هر بار ارسال انسان به ایستگاه فضایی بیشتر از ۵۰ میلیون دلار هزینه برمیداره و تفاوت سلیقه ی اعضای گروه دلیلی مناسبی برای لغو ماموریت نیست.

1017

به علاوه کار گروهی بسیار اهمیت داره بنابراین سعی میشه ، اعضای گروه در توانایی ها مکمل همدیگه باشند. تاحالا ۵۴ اکسپندیشن فرستاده شده که به کمک لینک می تونید اطلاعات مربوط به هرکدوم از اون ها رو مطالعه کنید.

جالبه بدونید تقریبا به اندازه پروژه هایی که اجرایی شده، پروژه های لغو شده تو این صنعت وجود داره، بنابراین علی رغم گمانه زنی های مختلف در مورد آینده ایستگاه های فضایی خیلی نمیشه به واقعی شدنشون دل بست.


پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

لطفا معادله امنیتی را وارد کنید. * Time limit is exhausted. Please reload the CAPTCHA.