آشنایی با شرایط فیزیکی فضا | هوافضای جوان

درس اول(آشنایی با شرایط فیزیکی در فضا۱)

همونطور که از اسم درس معلومه ، می خواهیم طی چند جلسه بیشتر در مورد فضا یاد بگیریم . در آینده اگر علاقمند شدید، می تونید با انتخاب گرایش فضایی تو دانشکده مهندسی هوافضا به صورت تخصصی این موضوع رو دنبال کنید.

قدم اول برای ورود به هر بحثی اینه که آگاهیمون رو از شرایط فیزیکی حاکم بر اون محیط بالا ببریم ؛ بنابراین قبل از هر چیزی با هم به بررسی شرایط فیزیکی در فضا و تفاوت های اون با شرایط فیزیکی در زمین می پردازیم.

  • اتمسفر:

خیلی وقت ها ما آدم ها تا چیزی رو از دست ندیم، متوجه اهمیتش نمی شیم و حتی حضورش رو هم درک نمی کنیم. حسنی که فضا داره اینه که به محض این که واردش میشیم حیاتمون رو محتاج نعمت هایی می بینیم که شاید تا قبل از این حتی بهش فکر هم نکرده بودیم.

هرچی که از زمین دورتر می شیم غلظت هوا کم تر می شه، تا جایی که به ارتفاعی می رسیم که اتمسفر(جو) زمین اونقدر رقیق شده که می تونیم از بودنش صرف نظر کنیم. به عبارت دیگه مرز مشخصی بین جو و خارج جو وجود نداره اما با صرف نظرهای مهندسی و برای راحتی کار، طبق تعاریف مختلف ۸۰،۱۰۰ وحتی۱۲۰ کیلومتری زمین رو می تونیم مرز زمین در نظر بگیریم. جالب بدونید که اتمسفر زمین به بدن یک فرد بزرگسال در مجموع نیرویی معادل ۱۷۰۰۰ کیلوگرم وارد میکنه، چیزی که باعث میشه ما زیر این این فشار دوام بیاریم اینه که بدن ما در همین محیط و برای همین محیط ساخته شده و فشار داخلی بدن ما هم (که با فشار خون خودش رو نشون میده) نزدیک به همین مقدار هست.اگر این فشار از روی بدن ما برداشته بشه مثل یک بادکنک میترکیم!! یعنی ما برای زنده موندن باید همیشه این وزن رو روی خودمون حمل کنیم. پس فشار اتمسفر یکی از تفاوت های شرایط فیزیکی زمین با فضاست.

faza1

یکی دیگه از ضرورت های وجود اتمسفر برای بقای حیات اینه که فشار لازم برای تنفس رو ایجاد می کنه. اگه می بینید کوه نوردها تو ارتفاعات از کپسول اکسیژن استفاده می کنند به معنای نبودن اکسیژن نیست بلکه چون در ارتفاعات فشار هوا کمتر است، ریه ها به طور کامل از هوا پر نمی شوند، بنابراین از کپسول استفاده می کنند تا اکسیژن رو با فشار مناسب وارد ریه ها بکنند.گفته میشه که در سال ۱۹۷۱ سه فضانورد روسی که با فضاپیمای سایوز به زمین برمی گشتند، در ارتفاع ۱۶۸ کیلومتری به علت نقص فنی در دریچه کنترل فشار بعد از ۳۰ الی ۴۰ ثانیه می میرند. تو بررسی های بعدی متوجه می شوند که علی رغم وجود اکسیژن در کابین به علت افت شدید فشار، اکسیژن به فضانورد ها نرسیده و همین عامل باعث مرگ اون ها شده است.

فیلم زیر مربوط به پرش از ارتفاع تقریبا ۴۰ کیلومتری است. می بینیم که برای زنده موندن در این ارتفاع هم لازمه که از لباس مخصوص و کپسول اکسیژن استفاده کرد:

در درس های بعدی می بینیم که آمریکا و روسیه چه تدابیری مفصلی برای فرستادن انسان به فضا در نظر می گیرند اما برای پی بردن به حجم و عظمت کاری که شده بهتره بدونید که فقط لباس های مخصوص فضانوردی نزدیک ۱۲۰ کیلوگرم وزن و۱۳ لایه دارند.بدیهی هست که وزن بالا و لایه های متعدد این لباس ها نشون از اهمیت کاری است که قراره انجام بدهند.

 

  • تشعشعات فضایی:

همونطور که گفته شد اتمسفر زمین شرایطی برای ساکنینش رقم زده که تنها با خارج شدن از اون میشه به عظمتش پی برد. در کنار اتمسفر، میدان مغناطیسی زمین هم با دفع پرتوهای پرانرژی کیهانی و تشعشعات مضر کیهانی نقش مهمی در امکان زنده ماندن ما روی زمین داره. به عبارت دیگه فضا پر است از تشعشعاتی که می تونه به انسانها صدمه بزنه ولی میدان مغناطیسی زمین مثل پوششی از زمین و اهالی اون در برابر این پرتوهای پرانرژی حفاظت می کنه. بنابراین تشعشعات برای فضانوردان که از میدان مغناطیسی و اتمسفر زمین دورند می تونه مشکل زا باشه، کما اینکه تحقیقات جدید هم نشون میده تشعشعات فضایی به رشد سریع بیماری آلزایمر کمک می کنه.

یکی دیگه از اثرات پرتوهای فضایی، اثرات منفی است که روی سیستم های الکترونیکی ماهواره ها و عملکرد اون ها میذاره تاجایی که گفته میشه یکی از مهم ترین عوامل شکست ماموریت های سامانه های فضایی  اثرات مخربی است که این تشعشعات به سیستم ها وارد می کنند. به تمامی موارد گفته شده باید اثرات مخرب این تشعشعات بر سازه های ماهواه ها رو هم اضافه بکنیم.

faza2

  • اختلاف دما در شبانه روز فضا:

در زمین حداکثر اختلاف دمایی که در یک شبانه روز می تونه اتفاق بی افته ،۴۰ الی ۵۰ درجه سانتی گراد هست.  وجود اتمسفر، دریاها و اقیانوس ها به کم کردن ومتعادل کردن این اختلاف دما کمک زیادی می کنه، درحالی که در فضا،دما در موقعیت سایه ممکنه به منهای ۱۰۰ درجه هم برسه و از طرفی دما زیر نور خورشید به ۱۲۰ درجه می رسه و این یعنی اختلاف دمای یک شبانه روز ۲۲۰ درجه. این اختلاف فاحش دما در ۲۴ ساعت یا حتی کمتر از اون، با انبساط و انقباض شدیدی که ایجاد می کنه، می تونه سازه ی ماهواره ها رو خیلی ترد و شکننده بکنه.

فیلم زیر هم اثرات مخرب اختلاف دما رو خیلی خوب نشون میده:

همه ی اون چه که تا الان گفته شد ، نشون میده برای کار مهندسی در فضا باید توی تمام پیش فرض هایی که با زندگی روی زمین به تدریج برامون ایجاد شده، شک کنیم و یک بار دیگه با دقت ، تفاوت های موجود بین شرایط فیزیکی زمین و فضا رو بررسی کنیم. بشر هم برای فهم بهتر اون چه که بالای سرش می گذره تلاش های زیادی کرده، یکی از این تلاش ها نظریه ای  هست که کپلر در سال۱۶۱۹ با جمع آوری اطلاعات اجرام آسمانی در مورد حرکت سیارات بیان کرد. این نظریه که در ادامه مفادش رو بررسی می کنیم بعد ها به اثبات هم رسید:

  • حرکت سیارات به دور خورشید در یک مدار بیضوی انجام می گیره که خورشید در یکی از کانونهای اون بیضی قرار داره.
  • مدار یک سیاره به دور خورشید، سطحی رو تشکیل می ده که این سطح جاروب شده توسط خط واصل بین سیاره و خورشید ،با زمان حرکت سیاره نسبت مستقیم داره.
  • نسبت بین مربع دوره تناوب گردش هر سیاره و مکعب نصف محور بزرگ مدار بیضی، در مورد هر سیاره منظومه شمسی عدد یکسانی است.

تو درس بعدی این بحث رو با بررسی جاذبه که یکی دیگه از تفاوت های شرایط فیزیکی زمین با فضاست با هم ادامه خواهیم داد. طی این دو درس تلاش می کنیم علی رغم دور بودن از شرایط فیزیکی در فضا و تفاوت های اون با زمین، به درک درستی از فضا برسیم و با حسی که نسبت به فضا در خودمون ساختیم، بتونیم اتفاقات خارج از جو رو اولا بفهمیم، در مرحله ی بعدی تجزیه و تحلیل کنیم و نهایتا بتونیم پیش بینی بکنیم.


4 دیدگاه در ”درس اول(آشنایی با شرایط فیزیکی در فضا۱)

  • ۱۲ اردیبهشت ۱۳۹۵ در ۱۰:۳۳ ق.ظ
    پیوند یکتا

    وااای چقدر شما یهو اینهمه خوب شدین,
    عالیه مطالب جدیدتون عالیه, بازم از این مطالب بزارین.
    راستی فضا چقدر در هوافضا گفته میشه؟!!

    پاسخ
    • ۱۲ اردیبهشت ۱۳۹۵ در ۳:۳۷ ب.ظ
      پیوند یکتا

      ممنون دوست عزیز.
      رشته هوافضا گرایشی به نام مهندسی فضا داره اما باید توجه داشت که موضوعات فضایی که توی هوافضا مطرح میشه با موضوعات فضایی رشته فیزیک یا نجوم بسیار متفاوته. مباحث فضایی رشته هوافضا بیشتر به مهندسی ساخت و هدایت فضاپیماها می پردازه.

      پاسخ
  • ۱۲ اردیبهشت ۱۳۹۵ در ۴:۱۸ ب.ظ
    پیوند یکتا

    سلام.
    خوب متنی برای مفهوم فضا نوشتین, دنباله دار هست؟!

    پاسخ
    • ۱۴ اردیبهشت ۱۳۹۵ در ۱۰:۵۱ ب.ظ
      پیوند یکتا

      سلام
      ممنون از نظرتون.
      بله این متن درس اول از سری درس های فضایی سایت هست که میتونید در بخش آموزش سایت ادامه اون رو مطالعه کنید.

      پاسخ

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.