صفحه اصلی - فروم پرشین سون

بازگشت   PersianSeven Forums > تالارهای علمی و مهندسی | Science and Engineering > انجمن مهندسی پرشين سون > مهندسی هوا فضا
پورتال پرشين راهنمایی جــوایز IShop وبلاگ پرشین تماس با ما


ارسال مبحث جدید  پاسخ
 
LinkBack ابزارهای موضوع جستجو این تاپیک حالت نمایش
قدیمی 08-31-2019   #1 (لينک اين پست)
معاونت سایت
 
آواتار فرنوش
 
تاريخ عضويت: Oct 2013
محل سكونت: اصفهان
سن: 22
اسم واقعی: یلدا
پست ها: 50,840
تشكرها (از ديگران): 25,533
تشكر شده 19,143 بار در 11,390 پست
چوق (ثروتمند شماره 3): 33,795,542
پاداش داده شده 1,577 مرتبه
تاکنون 1,177 مرتبه با چوق تشکر کرده
تشکر شده با چوق 601 مرتبه
فعاليت Longevity
0/20 11/20
Today پست ها
ssss50840

ويترين جوايز


عکسهای خریداری شده
نیمرو کامبربچ فاش انگور
چلسی
New.s نشسته بر نور خورشید

نوشتۀ کالین مک اینس
بادبان‌های خورشیدی از تخیل به واقعیت می‌پیوندند. فشار نورخورشید بر روی بادبان‌های بزرگ، توان کافی فراهم می‌آورد تا فضاپیماهای بزرگ را بدون استفاده از سوخت، در منظومة شمسی به پرواز درآورد.
صفحه‌ای نازک و بسیار بزرگ ـ به بزرگی زمین فوتبال ـ از ماده‌ای که نور را بازمی‌تاباند، با سیم هایی ظریف کشیده شده است ودر فضا، در مداری به دور زمین یا سیاره‌ای دوردست، در حرکت است. این صفحه، بادبان خورشیدی است. بادبان خورشیدی را فقط فشار نور خورشید به‌پیش می‌راند. بادبان می‌تواند باری به سنگینی یک کامیون هشت چرخ را تا سیارک‌ها ببرد، یا مایحتاج یک مأموریت سرنشین دار را به مریخ حمل کند. پیش از این‌ها، می‌توان از این پیشران بی نظیر فضاپیماها در مأموریت‌های بدون سرنشین به‌سوی ماه و مریخ استفاده کرد. بادی که در میان بادبان خورشیدی می‌پیچد، نوری است که از خورشید منتشر می‌شود. نور خورشید از بادبان خورشیدی منعکس می‌شود و مقداری از اندازة حرکت خود را به بادبان می‌دهد. این اندازة حرکت بسته به اینکه بادبان در چه جهتی قرارگرفته باشد، آن را سرعت می‌دهد یا سرعتش را کم می‌کند. با تغییر دادن زاویة بادبان می‌توان جهت فضاپیما را تغییر داد. نور خورشید فشار دارد، اما وقتی‌که این نور به زمین می‌رسد، فشاری که وارد می‌کند یک‌هزارم فشاری است که یک پر کوچک به دست وارد می‌آورد. بنابراین هر بادبان خورشیدی در مدار زمین مجبور است که از سرعت‌های کم شروع به حرکت کند. انجمن سیاره‌ای آمریکا برآورد کرده است بادبانی به مساحت 2.6 کیلومتر مربع، پس از یک ساعت در حدود 16 کیلومتر در ساعت شتاب می‌گیرد. اما چون درخلأ چیزی وجود ندارد که از سرعت بادبان بکاهد فشاری اندک کافی است تا فضاپیما را به‌طور یکنواخت شتاب دهد. پس از 18 روز سرعت فضاپیما به 1.6 کیلومتر در ثانیه می‌رسد. در اوایل قرن هفدهم ،یوهان کپلر، اخترشناس نامدار، خاطرنشان کرد که فشار نور خورشید سبب می‌شود که دنبالة دنباله‌دارها در جهت مخالف خورشید کشیده شود. اما اوایل قرن حاضر بود که پتر لبدوف، فیزیکدان روسی موفق شد که میزان فشار نور را اندازه بگیرد. او یک صفحه‌ی دایره‌ای فلزی به کفه‌ی ترازوی بسیار دقیقی وصل کرد و نور شدیدی بر این صفحه تابانید. ترازو نشان داد که نور فشار وارد می کند لبدوف این دستگاه را در خلأ قرار داده بود تا جریان هوا بر نتیجة آزمایش اثر نگذارد. اندیشة این که از فشار نور خورشید برای پیش راندن فضاپیماها استفاده شود در سال‌های دهه‌ی 1920 مطرح شد. در این سالها ،کنستانتین تسیولکوفسکی، پدر فضانوردی، این فکر را طرح کرد. تسیولکوفسکی و دستیارش فریدریش ساندر در یادداشت‌هایشان نوشته بودند که "می‌توان تعداد بسیار زیادی آینه از صفحات بسیار نازک "درست کرد و" از فشار نور خورشید برای رسید به سرعت‌های کیهانی" سود جست. اما به غیر از چند داستان علمی ـ تخیلی که از این سوژه استفاده کردند. مسألة بادبان‌های خورشیدی از یادها رفت. سال 1958 بود که ریچارد گاروین مشاور ادارة دفاع آمریکا ، مقاله‌ای دراین‌باره انتشار داد. گاروین برتری منحصربه‌فرد بادبان های خورشیدی را درک کرده بود. بادبان های خورشیدی هیچ نوع سوختی را حمل نمی‌کنند و ازاین‌رو برای حمل بارهای بزرگ در سفرهای طولانی بسیار مناسبند. تا اواسط دهة 1960، دانشمندان امور فضایی علاقه‌مندی روزافزونی را به مساله ی بادبان‌های خورشیدی نشان می‌دادند. مطالعات فنی اولیه عملی بودن و سودمندی این طرح را تایید کردند. اما متعاقب برنامة پایان یافتن آپولو بودجة تحقیقاتی بادبان‌های خورشیدی نیز قطع شد و کارها متوقف گردید. چند سال بعد طرح ماموریت به دنباله‌دارهایی که در بهار 1986 خورشید را دور می‌زد، بخت خفته‌ی بادبان های خورشیدی را بیدار کرد. ناسا برای اینکه این ماموریت در نظر عموم مهیج و از نظر علمی ارزشمند باشد، تصمیم گرفت فضاپیماهایی را طراحی کند که بتواند سرعتش را با سرعت دنباله دارهایی هماهنگ کند و به ‌جای عبور از کنار آن، با دنباله دار ملاقات کند. برای این که این طرح عملی شود سیستم پیشران پیشرفته‌ای لازم بود. متخصصان ناسا فکر می‌کردند که پیشرانش یونی از عهده‌ی این کار برمی‌آید. در سیستم پیشرانش یونی، یک میدان الکتریکی به ذرات باردار شتاب می‌دهد و هنگام ها رابه صورت فوران پرسرعتی بیرون می‌دهد که می‌تواند فضاپیما را شتاب دهد و به سرعت‌های بالا برساند. متاسفانه محاسبات نشان دادند که اگر بخواهند از سیستم پیشرانش یونی برای رسیدن به ‌سرعت لازم استفاده کنند فضاپیما بایستی ده سال پیش از رسیدن هالی به بخش درونی منظومه‌ی شمسی پرتاب می‌شد زمان ازدست‌رفته بود و چنین ملاقاتی با هالی امکان‌پذیر نبود. اما جروم رایت، از موسسة بتل در اوهایو مساله ی جدیدی را پیش کشید. او مسیری را کشف کرد که یک بادبان خورشیدی فقط در مدت چهار سال به هالی می‌رسید. دانشمندان آزمایشگاه پیشرانش جت درناسا شگفت‌زده بودند که زمان پرواز چگونه تا به این حد کاهش‌یافته است. رایت موفق شد که نظر بروس مورای را جلب کند. مورای در آن زمان مدیر آزمایشگاه پیشرانش جت بود و بادبان‌های خورشیدی را مرغان آسمان فرداها نامید. همچنین برای جلب توجه عموم مهم بود که بادبان خورشیدی، تا ماه‌ها بعد از پرتاب، از زمین دیده می‌شد.



نوشتۀ کالین مک اینس
در ،1977 دانشمندان آزمایشگاه پیشرانش جت، پروژة 4 میلیون دلاری طراحی یک بادبان خورشیدی که تاریخ پرتاب آن اوایل 1981فرض شده بود آغاز کردند. آن ها همچنین تکمیل پیشرانش یونی- الکتریکی را نیز ادامه دادند و رقابت مستقیم این دو طرح آغاز شد. طرح اولیه‌ی بادبان، صفحه‌ای به مساحت 800 مترمربع بود مهندسان ناسا ،پره‌های کوچکی را در لبة بادبان در نظر گرفته بودند تا به کمک آن‌ها بتوان فضاپیما را در فضا تغییر جهت داد. طرح ناسا این بود که بادبان از پلاستیک سبکی به نام کاپتون با روکشی از آلومینیوم براق ساخته شود کاپتون از محصولات شرکت مشهور دوپنت است که در عایقسازی ابزارهای نیمه‌رسانا به کار می‌رود. وقتی‌که ناسا طرح بادبان را به‌دقت بررسی کرد مسایل مختلفی سر برآوردند. بادبان بدان بزرگی و بدان ظرافت را چگونه باید در محفظه‌ی بار شاتل جا می‌دادند؟ و اگر این مشکل حل می‌شد و بادبان به‌خوبی بسته‌بندی می‌شد چگونه باید آن را بدون آسیب در فضا باز می‌کردند و به شکل دلخواه درمی‌آوردند؟ راه حلی که یافته شد این بود که بادبان را به 12 صفحه تقسیم کنند و هر صفحه را بر روی یک تیغه نصب کنند، حاصل این طرح که هلیو ژیرو نام گرفت چیزی شبیه به هلی کوپتر بود برای هر تیغه 10 متر عرض و 7 کیلومتر طول درنظرگرفته شد. در میان 12 مساله ی مربوط به بادبان خورشیدی ،که تا حدود زیادی حل‌شدنی بودند، مساله ی تیغه‌ها به مانعی بزرگ و تقریبا لاینحل تبدیل شد. از سوی دیگر کنترل هلیوژیرویی ها با تیغه‌های کوچک، ممکن نبود .گرچه بادبانهای خورشیدی برای ملاقات با دنباله دار هالی مناسب می‌نمودند، اما ناسا در سپتامبر 1977 این طرح ها را کنار گذاشت و تلاش خود را صرف تکمیل سیستم پیشرانش یونی ـ الکتریکی کرد. اما طولی نکشید که این طرح نیز دنبال نشد. با وجود این، مجموعه ی تلاش‌ها برای ملاقات دنباله دار هالی نشان داد که نباید از سیستم پیشرانش بادبان خورشیدی ناامید شد. هدف متخصصان این بود که راهی برای فرستادن ابزارهای علمی به مناطق مختلف منظومة شمسی پیدا کنند. نظریة بادبان‌های خورشیدی حاکی از آن بود که در ماموریت برای ملاقات هالی، بادبان می‌تواند 42 تن بار را در مدت کمتر از 4 سال به عطارد ببرد، فضاپیماهای رایج مجبورند مقدار زیادی سوخت با خود ببرند، ولی بادبان‌ها به جای سوخت می توانند محفظة بار خود را از ابزارهای علمی پرکنند و آن ها را به زمین بازگردانند. بعد از هر ماموریت می توان بادبان خورشیدی را به زمین هدایت کرد. بادبان‌های خورشیدی هم چنین می توانند به مدارهایی دست یابند که رسیدن به آن مدارها برای فضاپیماهای معمولی دشوار است. برای مثال، بادبان‌ها قادرند که ابزارهای علمی را به خارج از صفحه ی دایره البروج حمل کنند. مدار گردش سیارات به دور خورشید در صفحه ی دایره البروج است تاکنون موشک یا سوخت شیمیایی طراحی نشده است که بتواند توان کافی تولید کند و فضاپیما را مستقیما به بیرون دایره البروج ببرد. طراحان می بایست تعادلی بین اندازه ی بادبان و جرم آن ایجاد می کردند و نیز نحوة جهت گیری بادبان را چنان طرح می کردند که فشار باد خورشیدی بتواند فضاپیما را به بیرون دایره البروج براند. فضاپیمای اولیس که سازمان فضایی اروپا (اسا) و ناسا آن را برای رصد قطبین خورشید طراحی و پرتاب کردند نشانگر مشکلات فضاپیماهای معمولی برای خروج از صفحة دایره البروج بود. اولیس برای اینکه بتواند از صفحة دایره البروج خارج شود و عمود برآن از روی قطبین خورشید بگذرد، نخست به طرف سیارة مشتری رفت. پیمودن این سفر دورودراز به خاطر این بود که میدان گرانشی قدرتمند مشتری مسیر اولیس را چنان تغییر دهد که بتواند از صفحة دایره البروج خارج شود. بسیاری از کاربردهای پیچیده ی دیگر مستلزم آن است که با بادبان‌های پیشرفته تری ازمواد بسیار سبک ساخته شود، ماده ای بادبان های ملاقات کنندة هالی در نظرگرفته شده بود پلاستیک نسبتا ضخیمی با روکش آلومینیوم براق بود. اگر بتوان بادبان را در شرایط بی وزنی در فضا ساخت، مثلا در ایستگاه فضایی، دیگر نیازی به پلاستیک نیست تا روکش آلومینیومی را نگه دارد .لایة نازک فلزی به تنهایی کافیست تا به صورت بادبان درآید و فضاپیما را با خود حمل کند .گرچه طرح بادبان خورشیدی در 1977 کنار گذاشته شد ولی علاقه مندی به آن از میان نرفت. در 1979 بسیاری از مهندسان آزمایشگاه پیشرانش جت که درباره ی بادبان تحقیق می کردند بنیاد فضایی جهانی را برای تکمیل بادبان‌های خورشیدی تاسیس کردند تا این طرح را به طور خصوصی تحقق بخشند. آن ها یک بادبان کوچک 30 مایل مربعی طراحی کرده اند و اکنون مدلی به اندازة 30/1 اندازه ی واقعی فضاپیما ساخته اند تا مکانیسم آن را آزمایش کنند در 1981، گروهی از دانشمندان فرانسوی از سازمان ملی فضانوردی فرانسه کلوپی را تشکیل دادند و مسابقه ای برای طراحی یک بادبان خورشیدی برای سفر از زمین به ماه ترتیب دادند این مسابقه، نظر دانشمندان ژاپنی را به خود جلب کرد و آن ها در 1985 اتحادیۀ بادبان خورشیدی ژاپن را تاسیس کردند. این گروه یک بادبان 70 مترمربعی را طراحی کردند و فیلمی را به نمایش درآوردند که درآن سفر سفینه ای سرنشین دار به ماه در قرن آینده تصویر شده بود. این فیلم باعث شد که افکارعمومی نیز با آن‌ها دم ساز شود. فرانسوی‌ها و ژاپنی‌ها امیدوارند که فضاپیماهای بادبانی آن ها در 1992 با چهر موشک آریان پرتاب شود. در سال 1992 احتمالا شاهد مسابقۀ سفر به مریخ به یادبود پانصدمین سالگرد سفر کریستف کلمب به دنیای جدید باشیم. این مسابقه از بخش‌های جالب توجه کمیتة برگزاری جشن یادبود کریستف کلمب در آمریکا خواهدبود. هر داوطلب باید لوحه ای به وزن یک کیلوگرم تا مریخ بفرستد برندة مسابقه بادبانی است که زودتر از همه از فاصلة 10000 کیلومتری مریخ بگذرد. سازمان دهندة این مسابقه می گوید که کشورهای داوطلب باید از سه قاره باشند: از اروپا به خاطر آنکه سفر کلمب از آن جا آغاز شد، از آمریکا، به خاطرآنکه سفر در آن جا به پایان رسید، واز آسیا به خاطر آنکه کلمب فکر می کرد به سوی آسیا در حرکت است. دانشگاه جان هاپکینز از آمریکا بادبانی از 480 قطعه به شکل گل آفتابگردان طراحی کرده است. این بادبان به مطالعة سیارک‌ها خواهد پرداخت و همچنین نور خورشید را به بخش‌های تاریک سیارک‌ها خواهد تاباند. طراحان این بادبان می گویند که اخترشناسان آماتور می توانند از بادبان در میان ستارگان عکسبرداری کنند. انستیتو تحقیقاتی ماساچوست (MIT) هلیوژیرویی به قطر170 متر با 8 تیغه و جرم 20 کیلوگرم طراحی کرده است. متخصصان ام آی تی می گویند که وزن این بادبان ها آن قدر کم است که می توان آن را با موشک پگاسوس پرتاب کرد. موشک پگاسوس نوعی موشک است که از هواپیماهای B-52 پرتاب می شود و می تواند ماهواره های کوچک را در مدار قرار دهد. پرتاب بادبان با موشک پگاسوس هزینه ها را نیز کاهش خواهد داد. در انگلستان طرحی ارائه شده است که احتمالا وارد مسابقه خواهد شد. این طرح، یک بادبان دایروی به قطر 276 متر است که مانند آکاردیون جمع می شود و دریک لوله ی 4 متری قرار می گیرد. طراح این بادبان می گوید که پرواز به مریخ با این بادبان کمتر از یک سال طول خواهد کشید. آیندة بادبانهای خورشیدی روشن است.


فرنوش آفلاین است   پاسخ به نقل قول چوق/پاداش
پاسخ

به اشتراک بگذارید

برچسب ها
نور, نشسته, خورشید


كاربران در حال ديدن تاپیک: 1 (0 عضو و 1 مهمان)
 
ابزارهای موضوع جستجو این تاپیک
جستجو این تاپیک:

جستجوی پیشرفته
حالت نمایش

مجوزهای ارسال و ویرایش
شما نمیتوانید موضوع جدید ارسال کنید
شما نمیتوانید به پست ها پاسخ دهید
شما نمیتوانید فایل پیوست ضمیمه کنید
شما نمیتوانید ارسال های خود را ویرایش کنید

BB code : فعال
شکلکها : فعال
[IMG] : فعال
HTML : غیر فعال
Trackbacks are فعال
Pingbacks are فعال
Refbacks are فعال

خط مشی بانک مرکزی
جهت ارسال تاپیک جدید: 100 چوق
جهت ارسال پست: 50 چوق
به ازای هر کارکتر در پست : 1 چوق


زمان محلی شما با تنظیم GMT +3.5 هم اکنون 01:10 PM میباشد.

Powered by vBulletin .
Copyright © 2020 vBulletin Solutions, Inc. All rights reserved.