پرواز در بی وزنی- بخش سوم

. پرنده‌هاي آزاد
مركز پروازهاي فضايي گودارد آمريكا مجموعه ماهواره‌هاي پرنده آزاد اسپارتان را اداره مي‌كند. اين نوع ماهواره‌ها مي‌توانند محموله‌هايي را از چند روز تا يك سال در مدار تحت شرايط گرانش صفر قرار دهند. از ديگر پرنده‌هاي آزاد موجود مي‌توان به ماهواره حامل قابل‌بازيافت اروپا (يوركا) متعلق به آژانس فضايي اروپا (ايسا) اشاره كرد كه مي‌توان آن را به عنوان يك سامانه حامل خودكار با شاتل به مدار حمل و سپس بازيافت نمود. يوركا يك فضاپيما با توانايي حضور بلندمدت در فضا (بين 6 تا 9 ماه) است كه امكان تأمين نيرو، كنترل حرارتي و ارسال داده از محموله را نيز فراهم مي‌كند. اين فضاپيما، به هنگام پرواز آزاد از مركز كنترل ايسا در آلمان هدايت مي‌شود. اين فضاپيما اولين پرواز خود را در ژوئيه 1992 با مأموريت اس‌تي‌اس-46 شاتل انجام داد و يك سال بعد با مأموريت اس‌تي‌اس-57 به زمين بازگردانده شد.

. شاتل فضايي
شاتل فضايي سابقه زيادي در پرتاب نمونه‌هاي آزمايشي حساس به گرانش به مدارهاي كم‌ارتفاع زمين دارد. اين آزمايش‌ها ممكن است بين چند روز تا دو هفته طول بكشد. معمولاً پيش از پرتاب شاتل، نمونه‌ها در پروازهاي گرانش صفر هواپيماي KC-135 ناسا آزمايش مي‌شوند.

. ايستگاه‌هاي فضايي
آزمايش‌هاي طولاني‌مدت در شرايط گرانش ناچيز در ايستگاه فضايي بين‌المللي انجام مي‌شود. در اين ايستگاه‌ها، امكان دخالت مستقيم انسان در آزمايش نيز وجود دارد. تأثير بلندمدت حضور در فضا و شرايط گرانش ناچيز را تنها بر روي فضانوردان خدمه ايستگاه مي‌توان تحقيق كرد.


. . . پرواز گرانش صفر
پرواز گرانش صفر، كه با عنوان پرواز سهموي يا خط سير كپلري نيز شناخته مي‌شود، پروازي است كه با استفاده از هواپيماهايي خاص با اندكي تغييرات داخلي تحت پروفيل پروازي ويژه‌اي صورت مي‌گيرد. اين نوع پروازها در دهه 50 ميلادي شناخته شدند. در آن زمان، خلبانان هواپيماهاي جنگنده به تفاوت شرايط و سختي حركت طي برخي مانورها پي برده بودند. به همين دليل، براي امنيت بيشتر، حضور همزمان دو خلبان در پروازها به عنوان استاندارد مطرح شد. ظهور پروازهاي فضايي سرنشين‌دار، به استفاده از پروازهاي گرانش صفر پيش از پرتاب به منظور آشنايي فضانوردان با شرايط بي‌وزني و چگونگي اقامت در ايستگاه‌هاي فضايي انجاميد. اين پروازها همچنين بهترين شرايط را براي آزمايش تجهيزاتي است كه قرار است به ايستگاه فضايي پرتاب شود، فراهم مي‌آورد.

هواپيماهاي گرانش صفر با انجام مانورهاي سهموي قادرند حدود 20 تا 30 ثانيه حالت بي‌وزني در داخل هواپيما ايجاد كنند تا دانشمندان بتوانند به تحقيقات و آزمايش‌هايي كه امكان انجام آنها بر روي زمين نيست، بپردازند. در هر مانور، پيش از آغاز شرايط بي‌وزني و پس از آن، شخص مدتي را در شرايط گرانش زياد (5/1 تا 8/1 برابر شتاب جاذبه زمين) سپري مي‌كند. خلبان يك هواپيماي گرانش صفر، تنها با بهره‌گيري از حس خود و ابزارهاي دقيق متعارفي مانند شتاب‌سنج مي‌تواند مانورهاي ويژه پروازي را براي ايجاد شرايط گرانش صفر يا ناچيز انجام دهد.

اين نوع پرواز، تنها روش زيرمداري است كه مي‌توان تحت آنها، شرايط بي‌وزني را به منظور انجام تحقيقات بر روي انسان، حتي در مورد افراد عادي كه فضانورد نيستند، در راستاي مطالعات فضايي و يا با اهداف تجاري ايجاد كرد.

پرواز گرانش صفر را مي‌توان فرصتي ايده‌آل و كم‌هزينه براي تحقيقات و آزمايش‌هاي مقدماتي يك سفر بلندمدت فضايي و همچنين تجربه‌اي هيجان‌انگيز براي افراد عادي دانست. در حقيقت، پروازهاي گرانش صفر تنها روش عملي تجربه شرايط بي‌وزني براي انسان بدون حضور در فضاست. در طول اين پروازها، شركت‌كنندگان قادر خواهند بود حس گام برداشتن نيل آرمسترانگ بر روي سطح ماه را تجربه كنند. همچنين مي‌توانند تجربه گام برداشتن بر روي مريخ را حتي پيش از آنكه انساني روي اين سياره قدم گذاشته باشد، كسب كنند. اگرچه مدت بي‌وزني در هر مانور نسبتاً كم است، ولي عموماً عمليات پروازي به تنها يك مانور ختم نمي‌شود. به عنوان مثال، عمليات پرواز گرانش صفر آژانس فضايي اروپا (ايسا) كه با هواپيماي ايرباس A-300 انجام مي‌شود، شامل سه پرواز (كه معمولاً در سه روز انجام ‌مي‌شود) هريك با 31 مانور سهمي‌گون است.

زمينه‌هاي گوناگون تحقيقاتي كه عموماً در پروازهاي گرانش صفر مورد آزمايش و بررسي قرار مي‌گيرد، شامل موارد زير است:
- مفاهيم فيزيك پايه: بررسي حركت ذرات، فيزيك پلاسما، پديده تراكم و غيره
- علم مواد: مطالعه خواص ترموفيزيكي، شيمي‌فيزيك، مواد دانه‌اي و غيره؛ مانند آزمايش قالب‌ريزي و ساخت بتن در شرايط گرانش ناچيز با چشم‌انداز زندگي در مريخ
- بيولوژي: تحقيق در مورد فيزيولوژي گياهان و حيوانات، ويژگي سلول‌هاي انساني و غيره
- احتراق و ديناميك سيالات: مطالعه پديده پاشش سوخت، تشكيل دوده، فرايند احتراق، تبخير سوخت، انتقال حرارت، ديناميك قطرات، فرايند پخش و غيره
- فيزيولوژي بدن: بررسي عملكرد سيستم گردش خون، سيستم تنفس، سيستم گوارش، سيستم اعصاب، سيستم حركتي و غيره
- فناوري: تست ابزارهاي فضايي، تحقيق دوباره آزمايش‌هاي انجام گرفته در ايستگاه فضايي بين‌المللي، فناوري جدايش فازها، تجهيزات گوناگون فضانوردان، دستگاه‌هاي نشان‌دهنده وضعيت فضانوردان و غيره؛ مانند آزمايش ربات هدايت‌شونده ويژه فعاليت‌هاي مداري خارج از فضاپيما.

از پروازهاي گرانش صفر در صنعت فيلم‌سازي هم استفاده مي‌شود؛ به عنوان مثال، نماهاي بي‌وزني در فيلم آپولو 13 و مجموعه فيلم‌هاي ماتريكس، در هواپيماي گرانش صفر فيلمبرداري شده است.

 

قبلی   ادامه 

نقل از دانش فضایی

عطف به عتف - نگاهی به پژوهش و ISI در ایران

امید عمومی - نامه به ریاست جمهوری

مرز بین ایمان و تجربه  

نامه سرگشاده به حضرت آیت الله هاشمی رفسنجانی

آخرین مقالات