تعامل انسان با فضا، چرا؟ | هوافضای جوان

درس چهارم (تعامل انسان با فضا، چرا؟)

تو در درس های قبلی با هم شرایط فیزیکی فضا رو دیدیم و در مورد منظومه شمسی که زمین ما در اون قرار داره صحبت کردیم. اما سوالی که ممکنه این جا برای هرکسی پیش بیاد اینه که چرا و چطور توجه انسان به فضا جلب شد؟ چرا زمینی ها حاضر شدند برای فتح آسمون با هم رقابت کنند ؟ مگه تسخیر یا حضور در فضا چه فایده ای برای کشورها داره که از رفاه بیشتر خودشون میگذرند و هزینه های هنگفت  صرف پروژه های فضایی می کنند؟

توی این درس می خواهیم با هم در مورد ظرفیت ها و پتانسیل هایی از فضا صحبت کنیم که انسان ها و کشورها رو متقاعد کرد تا به فضا به عنوان یک فرصت نگاه کنند و با درک اهمیتش برای استفاده هرچه بیشتر از اون باهم بجنگند. البته نباید از تلاش منجمان قدیمی که برای فهم بیشتر و کشف مجهولاتشون به مطالعه آسمون ها می پرداختند، بگذریم. در قسمت بعدی این درس در مورد انواع ماهواره ها و انواع مدارهای فضایی حرف به میون میاریم.

فیلم زیر یکی از اثرات مهمی است که ماهواره ها تو زندگی بشر ایجاد کرده:

  • ظرفیت ها و چرایی اهمیت فضا:

شاید روزی که اولین ماهواره به فضا پرتاب شد ، کسی فکر نمی کرد که فضا چه پتانسیل بزرگی برای انجام ماموریت های مختلف داشته باشه. اما از اون روز به بعد کشورها فهمیدند که در فضا هم منابع و ظرفیت هایی وجود داره که هرکشوری که قبل از بقیه به اون ها دست پیدا کنه، می تونه ادعای مالکیت بکنه.

با درک این پتانسیل امروزه ماهواره هایی با ماموریت های مخابراتی ، هواشناسی، پژوهشی ، ردیابی ، عکس برداری ، نظامی ، جاسوسی و…در حال خدمت رسانی اند. در ادامه به صورت مجزا در مورد ظرفیت هایی که هرکدوم از انواع ماهواره ها  بحث می کنیم:

بعد از ارسال ماهواره های مخابراتی در مدار، تحول بزرگی در حوزه ی رسانه  به وجود اومد. چون امکان دسترسی به شبکه های ملی یک کشور رو برای کشور های دیگه فراهم کرد. به این ترتیب کشورها می تونستند نه تنها خوراک فرهنگی و تبلیغ محصولات رو برای کشور خودشون تهیه ببینند بلکه کشورهای دیگه هم به جمع مخاطبان اون ها پیوستند. تلفن های همراه ماهواره ای هم خدمت جدیدی است که امکان تماس از هر نقطه به نقطه دیگر در جهان رو با قیمت پایین تر فراهم می کنه.

5

تا قبل از استفاده از ماهواره های هواشناسی، از ایستگاه های زمینی تغییرات آب و هوایی رصد میشد که باعث محدود شدن پیش بینی ها به منطقه ای خاص میشد. به علاوه این که چون ماهواره ها دید وسع تری دارند دقت پیش بینی ها بالاتر رفت.

ماهواره های پژوهشی انواع مختلفی دارند که کاوشگرهای مریخ نورد ، ماهواره های تلسکوپی، ماهواره های زمین شناسی و ایستگاه های فضایی از جمله ی اون ها هستند. بیشتر این ماهواره ها حاصل تلاش محیط های علمی است تا داده های صحیح تری برای تحلیل های خودشون تهیه کنند.

6

ماهواره های ردیاب هم مثل مابقی ماهواره ها با تولدشون تغییرات بزرگی تو زندگی انسان ها ایجاد کردند. شاید بشه گفت معروف ترین اون ها ماهواره های موقعیت یاب GPS است. این سیستم که مجموعا از ۲۴ ماهواره ی فعال استفاده می کنه، تحول جدی رو توی تمام سیستم های ناوبری ایجاد کرد. امروزه هواپیماها، کشتی ها و به طورکلی وسایل نقلیه ی مدرن مجهز به سیستم های ناوبری هستند که از ماهواره های موقعیت یاب استفاده می کنند.

2

نوع دیگه ای از ماهواره ها، ماهواره هایی اند که با ماموریت عکس برداری مورد استفاده قرار می گیرند. البته خود ماهواره های عکس برداری می تونند با اهداف مختلفی مثل جاسوسی، پژوهشی به کار گرفته بشوند. جالبه بدونید ماهواره ی دانشگاه امیرکبیر هم از همین نوع است و با هدف عکس برداری از پوشش گیاهی ایران و بررسی تغییرات اون قرار است به فضا پرتاب بشه.

پیش بینی میشه در آینده جنگ ها بیشتر از خارج جو زمین اداره بشه تا کسی نتونه محل پرتاب موشک آسیب برسونه. بنابراین لازمه ی این اتفاق مجهز شدن ماهواره ها به تسلیحات نظامی هست. به نظر بعید نمی رسه در آینده جنگ های ما زمینی ها به خارج از زمین هم کشیده بشه. اگر ماهواره های جاسوسی یا ماهواره هایی الینت رو از انواع نظامی حساب کنیم، باید بگیم که همین امروز هم جنگ ها به بیرون از جو کشیده شده است.

همه ی مواردی که گفته شد نشون میده امروز ماهواره هایی که اون ها رو نمی بینیم، چقدر با محصولاتشون تو زندگی ما وارد شدند. بنابراین یکی از دلایل اهمیت فضا برای ما اینه که با فرستادن ماهواره هایی با کاربری های مختلف می تونیم کیفیت زندگی مون رو بهتر کنیم.

  • انواع مدار های فضایی:

به طور کلی مدار ها رو براساس نوع مسیرشون و فاصله شون از زمین دسته بندی می کنند. مدار ها به لحاظ مسیر دایره ای یا بیضی شکل اند. تو مدار های دایره زمین در مرکز قرار می گیره و ماهواره در ارتفاع مشخصی به دور اون می چرخه در حالی که در مدار های بیضوی زمین در یکی از کانون های بیضی قرار داره بنابراین فاصله زمین و ماهواره درهر لجظه در حال تغییر است . به کمترین و بیشترین فاصله بین زمین و ماهواره به ترتیب حضیض و اوج مداری گفته میشه.

8

باید بدونیم که هرچه مدار ماهواره ارتفاع بیشتری از زمین داشته باشه، دوره گردش ماهواره طولانی تر میشه. بعدا بیشتر می گیم که در ارتفاعی خاص دوره گردش ماهواره ها با دوره چرخش وضعی زمین برابر خواهد بود، بنابراین ماهواره هایی که در این مدار قرار  می گیرند همیشه یک طرف زمین رو می بینند.. انواع مدار ها به لحاظ ارتفاع رو براتون در ادامه لیست کردیم:
۱- مدار LEO:

دسته مدارهایی که بین ۳۵۰ و ۱۴۰۰ کیلومتر از زمین ارتفاع دارند، جز مدارهای LEO هستند. ارتفاع این مدارها به نسبت مدار های دیگه کمتر است و  بیشتر ماهواره هایی که کاربرد پژوهشی دارند از اون استفاده می کنند. تلسکوپ فضایی هابل و ایستگاه بین المللی فضایی هم در مدار قرار LEO دارند. به طور میانگین ماهواره هایی که در این محدوده حرکت می کنند، ۸ کیلومتر بر ثانیه سرعت دارند و هر ۹۰ دقیقه یک بار دو زمین رو دور می زنند. به خاطر رابطه هایی که بین گرانش و شتاب ماهواره وجود داره، همونطور که گفته شد هرچی ارتفاع مدار زیادتر بشه، سرعت کمتر میشه و در نتیجه دوره ی گردش به دور زمین طولانی تر. گفته میشه چیزی حدود ۸۰۰۰ ماهواره تو ناحیه وجود داره.

This image provided by the European Space Agency shows and artist impression of catalogued objects in low-Earth orbit viewed over the Equator. Scientists are keeping a close eye on orbital debris created when two communications satellites _ one American, the other Russian _ smashed into each other hundreds of miles above Siberia Tuesday Feb. 10, 2009. The collision was the first high-speed impact between two intact spacecraft, NASA officials said. The debris field shown in this image is an artist's impression based on actual data but not shown in their actual size or density. (AP Photo/ESA) **NO SALES **

۲- مدارMEO:

بعد از عبور از مدارهای با ارتفاع پایین (LEO) به دسته مدارهایMEO می رسیم که ارتفاعی بین ۱۴۰۰ و کمتر از ۳۵۰۰۰ کیلومتر دارند. ماهواره های موقعیت یاب GPS هم در این ناحیه قرار دارند. به طور میانگین در ارتفاع ۲۰۰۰۰ کیلومتری، یک دور مداری رو تو ۱۲ ساعت طی می کنه. معمولا ماهواره های ناوبری رو تو این ناحیه میذارند.

4

۳- مدار زمین آهنگ (Geostationary):

ارتفاع این مدار از دو حالت قبلی بیشتر و در حدود ۳۶۰۰۰ کیلومتر هست. مدار زمین آهنگ رو میشه با دو مشخصه ی دایره ای بودن و قرار داشتن تو صفحه ی استوا تعریف کرد. از قبل هم میدونستیم که هرچی از زمین دور بشیم سرعت حرکت ماهواره ها کمتر میشه، بنابراین یک دوره مداری بیشتر طول می کشه تا جایی که در ارتفاع ۳۶ هزار کیلومتری از سطح زمین سرعت حرکت ماهواره ها با چرخش وضعی زمین برابر میشه، این یعنی ماهواره های تو این مدار انگار تو آسمون قفل شدند و همیشه یک طرف زمین رو نگاه می کنند. این حالت دقیقا شرایط مطلوب ماهواره های مخابراتی و ارتباطی هست چون می تونیم با نصب یک دریافت کننده در یک جهت ثابت، سیگنال های ماهواره رو بگیریم.

برای اولین بار در سال ۱۹۴۵ کلارک که نویسنده ی داستان های علمی و تخیلی بود پیشنهاد استفاده از این مدارها رو داد برای همین به این  مدار، مدار کلارک هم گفته میشه.

9

۴- – مدار قطبی:

برخلاف مدار زمین آهنگ، مدار قطبی عمود بر صفحه استوا حرکت می کنه. به عبارت دیگه تو هر با گردش به دور زمین یک بار از بالا سر قطب شمال و جنوب می گذره.

۵- مدار خورشید آهنگ:

ماهواره هایی که با هدف عکس برداری از زمین به فضا پرتاب میشند باید برای گرفتن تصویر همیشه نور مناسب داشته باشند. از طرفی در طول روز میزان نور بازتابی از زمین به ماهواره متفاوت هست و این باعث میشه تا تصاویر دریافتی قابل مقایسه نباشند. مدار خورشید آهنگ که جزء مدار های LEO حساب می شه، این امکان رو برای ماهواره ها ایجاد می کنه که همیشه در ساعت مشخصی از روز در نقطه ی معینی حاضر باشه تا عکس هایی با میزان نور یکسان از زمین بگیره.

تو این درس تلاش کردیم که بگیم چطور انسان ها مجذوب فضا شدند و دیدند که هزینه تو این حوزه نه تنها گذشتن از رفاه نیست بلکه تلاش برای رسیدن به رفاه بیشتر هست. در درس های بعدی بیشتر از روند تاریخی صنعت فضایی با هم صحبت می کنیم.


یک دیدگاه در ”درس چهارم (تعامل انسان با فضا، چرا؟)

  • ۲۰ آبان ۱۳۹۴ در ۷:۴۳ ب.ظ
    پیوند یکتا

    سلام.آقای تقی زاده ممنونم ازتون.
    یکمی سنگین نشده؟ نمیشه که نمودار درختی برای بحث تون ارائه بدید؟

    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.