فضاپیما: چشمهای دوربین و دستهای کشیدهی بشر در آسمان
انواع فضاپیما: هر کدام مأموریت خاص خود را دارند
همه فضاپیماها شبیه هم نیستند. آنها بسته به کاری که باید انجام دهند، شکل، اندازه و تجهیزات متفاوتی دارند. درک این تفاوتها درست مثل این است که بدانیم یک خودروی مسابقه، یک کامیون باربری و یک آمبولانس، هرکدام برای هدف خاصی طراحی شدهاند.
| نوع فضاپیما | توضیح و مثال | مأموریت اصلی |
|---|---|---|
| ماهواره[۲] | وسایلی که به دور زمین یا یک جرم دیگر میچرخند. مانند ماهوارههای جیپیاس[۳] برای مسیریابی یا ماهوارههای هواشناسی. | ارتباطات، نظارت بر زمین، ناوبری، پژوهش علمی. |
| کاوشگر[۴] | فضاپیماهای بدون سرنشین که برای بررسی سیارات، سیارکها یا نقاط دور دست فضا فرستاده میشوند. مانند کاوشگر وویجر[۵] یا مریخنورد کنجکاوی[۶]. | اکتشاف اجرام آسمانی، جمعآوری داده و عکس. |
| سفینه سرنشیندار | فضاپیماهایی که فضانوردان را حمل میکنند. مانند فضاپیمای سایوز[۷] یا دراگون[۸] که به ایستگاه فضایی بینالمللی میروند. | حمل فضانورد، انجام آزمایش در فضا، ساخت ایستگاه. |
| ایستگاه فضایی | یک سازه بزرگ و پایدار در مدار که فضانوردان برای مدت طولانی در آن زندگی و کار میکنند. مانند ایستگاه فضایی بینالمللی[۹]. | پژوهشهای علمی بلندمدت در ریزگرانش. |
سفر یک فضاپیما: از پرتاب تا ارسال اطلاعات
ارسال یک فضاپیما به فضا و دریافت اطلاعات از آن، یک پروسه گامبهگام و دقیق است. این سفر پرچالش را میتوان به مراحل اصلی زیر تقسیم کرد:
1. پرتاب و فرار از گرانش: همه چیز با یک موشک قدرتمند شروع میشود. برای فرار از کشش گرانش زمین، فضاپیما باید به سرعت بسیار بالایی (حدود 8 کیلومتر بر ثانیه) برسد. این مرحله پرسر و صدا و پرهیجان است.
2. رسیدن به مدار یا مسیر درست: پس از جدا شدن از موشک، فضاپیما باید در مسیر دقیق و از پیش محاسبهشدهای قرار گیرد. اگر قرار باشد به دور زمین بچرخد، باید به "مدار" برود. اگر مقصدش سیاره دیگری باشد، باید با دقت زیادی در "مسیر انتقال" قرار بگیرد.
3. انجام مأموریت و جمعآوری داده: اینجا کار اصلی آغاز میشود. فضاپیما با استفاده از دوربینها، حسگرها و ابزارهای علمی خود شروع به جمعآوری اطلاعات میکند. این اطلاعات میتواند یک عکس از یک کهکشان دور، دادههای دمای یک سیاره یا نمونهای از خاک یک سیارک باشد.
4. ارسال اطلاعات به زمین: دادههای جمعآوری شده چگونه به دست ما میرسند؟ فضاپیماها این اطلاعات را به شکل امواج رادیویی به ایستگاههای گیرنده بسیار بزرگی روی زمین میفرستند. این آنتنهای غولپیکر، مانند گوشهای حساس زمین، سیگنالهای ضعیف را از فاصلههای میلیاردها کیلومتری دریافت میکنند.
5. تحلیل داده توسط دانشمندان: در نهایت، این امواج به دادههای دیجیتال تبدیل شده و در اختیار دانشمندان قرار میگیرد. آنها با تحلیل این اطلاعات، به سؤالهای بزرگی درباره منشأ جهان، امکان حیات در دیگر سیارات یا تغییرات آب و هوایی زمین پاسخ میدهند.
فضاپیماها چگونه زندگی روزمره ما را تغییر دادهاند؟
شاید فکر کنید فضاپیماها فقط به کار دانشمندان و کشف سیارات دور میآیند. اما جالب است بدانید فناوریهایی که برای ساخت و فرستادن فضاپیماها توسعه یافته، امروز جزئی جداییناپذیر از زندگی ما شدهاند. به این فناوریهای بازگشتی "اسپین آف" میگویند.
تصور کنید قرار ملاقاتی با دوست خود دارید. برای پیدا کردن کافه، احتمالاً از جیپیاس گوشی همراه خود استفاده میکنید. این سامانه متکی به شبکهای از ماهوارهها در مدار زمین است. یا وقتی میخواهید آخر هفته به پیکنیک بروید، حتماً قبل از خروج هوا را چک میکنید. پیشبینی دقیق هوا بیش از هرچیز به دادههای ماهوارههای هواشناسی وابسته است.
حتی برخی ابزارهای پزشکی، مانند دماسنج گوش یا برخی فیلترهای تصفیه آب، بر اساس فناوریهایی ساخته شدهاند که ابتدا برای مأموریتهای فضایی طراحی شدند. بنابراین، هر بار که از نقشه گوشی استفاده میکنید یا اخبار هواشناسی را میبینید، در حال بهرهگیری از دستاوردهای سفرهای فضایی هستید.
اشتباهات رایج و پرسشهای مهم
پاسخ: خیر. این یک باور غلط رایج است. جاذبه در فضا وجود دارد و در واقع همان نیرویی است که ماه را در مدار زمین و زمین را در مدار خورشید نگه میدارد. فضاپیماها در حال سقوط مداری هستند. آنها با سرعت زیادی به سمت جلو حرکت میکنند، اما همزمان گرانش زمین آنها را به سمت خود میکشد. ترکیب این دو حرکت، باعث میشود که آنها به دور زمین بچرخند بدون اینکه سقوط کنند یا از زمین دور شوند.
پاسخ: نقش آنها بسیار حیاتی است. در مأموریتهای طولانی به نقاط دوردست، مانند مریخ، ارسال فرمان از زمین با تأخیر چندین دقیقهای مواجه است. بنابراین، فضاپیماهای مدرن باید بتوانند تا حدی مستقل عمل کنند. هوش مصنوعی به آنها کمک میکند تا از موانع اجتناب کنند، موقعیت خود را تنظیم کنند یا حتی دادههای علمی را قبل از ارسال اولیه پردازش و انتخاب کنند. این کار مثل یک ربات بسیار باهوش است که میتواند در مواقع ضروری خودش تصمیمگیری کند.
پاسخ: علاوه بر چالشهای فنی مانند حفاظت در برابر تشعشعات و تأمین آب و غذا، یکی از بزرگترین چالشها، مسائل روانی و اجتماعی است. تصور کنید گروهی از انسانها مجبور باشند برای چندین سال در یک فضای محدود و بسته زندگی کنند، زمین را نبینند و با خانواده خود تنها از راه دور ارتباط داشته باشند. حفظ روحیه، سلامت روان و همکاری در چنین شرایطی نیازمند برنامهریزی بسیار دقیق است.
پاورقی
[۱]اسپین آف (Spin-off): به فناوریها یا محصولاتی گفته میشود که در ابتدا برای اهداف فضایی یا تحقیقاتی توسعه یافتهاند، اما بعداً کاربردهای گسترده و مفیدی در زندگی عمومی و صنایع تجاری پیدا کردهاند.
[۲]ماهواره (Satellite): یک جسم مصنوعی که به دور یک سیاره یا جرم دیگر در فضا میچرخد.
[۳]جیپیاس (GPS): سامانه موقعیتیابی جهانی (Global Positioning System). یک شبکه ناوبری ماهوارهای که موقعیت دقیق جغرافیایی را در هر نقطه از زمین مشخص میکند.
[۴]کاوشگر (Space Probe): یک فضاپیمای رباتیک و بدون سرنشین که برای کاوش فضا و جمعآوری اطلاعات علمی به اعماق منظومه شمسی یا فراتر از آن فرستاده میشود.
[۵]وویجر (Voyager): نام دو کاوشگر فضایی (وویجر ۱ و ۲) ناسا که در دهه ۱۹۷۰ پرتاب شدند و اکنون در حال ترک منظومه شمسی هستند.
[۶]کنجکاوی (Curiosity): نام یک مریخنورد پیشرفته ناسا که از سال ۲۰۱۲ در حال کاوش سطح سیاره مریخ است.
[۷]سایوز (Soyuz): یک سری فضاپیمای سرنشیندار روسی که برای دههها، وسیله اصلی حمل فضانوردان به ایستگاه فضایی بینالمللی بوده است.
[۸]دراگون (Dragon): نام فضاپیمای سرنشیندار ساخت شرکت اسپیسایکس (SpaceX) که برای حمل خدمه و بار به ایستگاه فضایی بینالمللی استفاده میشود.
[۹]ایستگاه فضایی بینالمللی (International Space Station - ISS): یک ایستگاه فضایی تحقیقاتی که با مشارکت چندین کشور ساخته شده و در مدار نزدیک زمین قرار دارد.
