ساختارفضاپیماها.

ساختمان فضاپيما عبارت است از يك اتاقك جعبه مانند سبك وزن كه از تركيب گرافيت (كربن طبيعي) با اندود پلاستيكي ساخته شده و بر روي يك هسته لانه زنبوري قرار گرفته.

اين ساختمان, محكم اما سبك است و پايگاه مناسبي براي ابزارهاي علمي محسوب مي شود. مثلاً ساختمان فضاپيما 700 كيلوگرم سبك تر از يك ساختمان آلومينيومي مشابه است. يك قاب سبك با بيش از 20000 سلول خورشيدي سيليكون 4600 واتي، هنگامي كه نور خورشيد وجود دارد توان مورد نياز فضاپيما را تأمين مي كند.

 

هنگامي كه نور خورشيد وجود دارد يك بخش از صف سلول هاي خورشيدي هميشه رو به خورشید حركت مي كند و يك باتري با 24 سلول نيكل-هيدروژن را شارژ مي كند تا در موقعي كه فضاپيما در فاز پشت به مدار است به فضاپيما و ابزارها نيروي لازم را بدهد.

 

سيستم ذخيره داده هاي فضاپيما مي تواند بيش از 100 گيگابايت داده علمي را روي صفحه ذخيره كند. سپس در هر دور گردش در مدار، همه داده هاي جمع آوري شده توسط فضاپيما از راه يك سيستم ارتباطاتي با باند ايكس به يك يا دو ايستگاه زميني در منطقه قطب ارسال می شود.

 

فضاپيما همچنين مي تواند علاوه بر عبور داده هاي علمي آنها را مستقيماً براي ايستگاه هاي زميني منتشر كند. ايستگاه هاي زميني همچنين براي فضاپيما و كار و عمليات ابزارهاي علمي آن، گنجايش بالايي با باند اس دارند.

 

همچنين زيرسيستم ارتباطاتي با باند اس مي تواند از ميان ماهواره هاي همراه TDROSS ناسا نيز با فضاپيما ارتباط برقرار كند تا به طور دوره اي فضاپيما را تعقيب كند، مدار و گردش فضاپيما را مو به مو محاسبه كند و فرمان هايي صادر كند تا فضاپيما را با مدار تطبيق دهد و آن را در حدود تعريف شده نگه دارد.

 

به طور دایم وضع و محل قرارگيري فضاپيما بررسي مي شود و وضع حركت آن با تكيه گاه چرخ تخليه كه با حركت مغناطيسي كنترل مي شود، تنظيم مي شود. واكنش با حوزه مغناطيسي زمين براي اين كارها ابزار لازم را فراهم مي كند.

 

خلاصه سيستم هاي انواع فضاپيماها

 

سيستم هاي مشترك در فضاپيماها عبارتند از:

 

-تأمين كننده نيرو

-ارتباطات

-نيروي رانش/ كنترل محل قرار گرفتن

-كنترل دما

-تعيين مسير/ هدايت

-ابزار علمي

 

 باتري ها: باتري هايي مثل آنچه كه روي اسپوتنيك بود بعد از مدتي از كار مي افتند. باتري هاي قابل شارژ، براي موقعي كه فضاپيما از ميان سايه يك سياره عبور مي كند يا هنگام عمليات موقعي كه قاب هاي صفحات خورشيدي به سمت خورشيد نيستند، به عنوان پشتيبان سلول هاي خورشيدي مورد استفاده قرار مي گيرد.

 

سلول هاي خورشيدي: مثل ماشين حساب است. اين سلول ها براي بيشتر ماهواره ها و سفينه ها انتخاب مي شوند. چون كه فضا واقعاً پرنور است و آنها براي هميشه دوام مي آورند. سلول هاي خورشيدي شبيه به بال هاي بزرگي روي ماهواره هستند و مي توانند چند هزار وات نيرو بدهند. اينها براي سفينه هاي فضايي كه به اعماق فضا مي روند چندان مناسب نيستند. مثلاً براي استفاده در سفينه هايي كه به مشتری مي روند و خيلي از خورشيد دور مي شوند اصلاً خوب نيستند.

 

سلول هاي سوختي: اين سلول ها هيدروژن و اكسيژن مي سوزانند تا الكتريسيته توليد كنند. براي سفينه هايي مثل آپولو كه انسان در آنها است يا شاتل كه بايد اكسيژن ذخيره شده را به همه جا حمل كند مناسب است. اما براي سفينه هايي كه حامل بشر نيستند مناسب نيستند. چون مثل باتري ها بعد از مدتي از كار مي افتند.

سیاه چله ها

 

سیاه‌چاله ناحیه‌ای از فضا-زمان است که جرم در آن فشرده شده است.^[۱] وجود سیاه‌چاله‌ها در نظریه نسبیت عام آلبرت اینشتین پیش بینی می‌شود. این نظریه پیش بینی می‌کند که یک جرم به اندازه کافی فشرده می‌تواند سبب تغییر شکل و خمیدگی فضا-زمان و تشکیل سیاهچاله شود. پیرامون سیاهچاله به صورت سطحی ریاضی به نام افق رویداد تعریف می‌شود که هیچ چیزی پس از عبور از آن نمی‌تواند به بیرون برگردد و نقطه بدون بازگشت است. صفت «سیاه» در نام سیاه‌چاله به این دلیل است که همه نوری که به افق رویداد آن راه می‌یابد را به دام می‌اندازد که این دقیقاً مانند مفهوم جسم سیاه در ترمودینامیک می‌باشد.^[۲] مکانیک کوانتومی پیش‌بینی می‌کند که آفاق رویداد مانند یک جسم سیاه با دمای متناهی از خود تابش‌های گرمایی گسیل می‌کنند. این دما با جرم سیاهچاله نسبت وارونه دارد و از این روی مشاهده این تابش برای سیاهچاله‌های ستاره‌ای و بزرگتر دشوار است

اجسامی که به دلیل میدان گرانشی بسیار قوی اجازه گریز به نور نمی‌دهند برای اولین بار در سده ۱۸ (میلادی) توسط جان میشل و پیر سیمون لاپلاس مورد توجه قرار گرفتند. نخستین راه حل نوین نسبیت عام که در واقع ویژگیهای یک سیاهچاله را توصیف می‌نمود در سال ۱۹۱۶ میلادی توسط کارل شوارتزشیلد کشف شد.^[۳][۴] هر چند که تعبیر آن به صورت ناحیه‌ای از فضا که هیچ چیز نمی‌تواند از آن بگریزد، تا چهار دهه بعد به خوبی درک نشد. برای دوره‌ای طولانی این چالش مورد کنجکاوی ریاضیدانان بود تا اینکه در میانه دهه ۱۹۶۰، پژوهش‌های نظری نشان داد که سیاهچاله‌ها به راستی یکی از پیش بینی‌های ژنریک نسبیت عام هستند. یافتن ستارگان نوترونی باعث شد تا وجود اجرام فشرده شده بر اثر رمبش گرانشی به عنوان یک واقعیت امکانپذیر فیزیکی مورد علاقه دانشمندان قرار گیرد.^[۵] اینگونه پنداشته می‌شود که سیاهچاله‌های ستاره‌ای در جریان فروپاشی ستاره‌های بزرگ در یک انفجار ابرنواختری درپایان چرخه زندگیشان بوجود می‌آیند. جرم یک سیاهچاله پس از شکل گیری می‌تواند با دریافت جرم از پیرامونش افزایش یابد. با جذب ستارگان پیرامون و بهم پیوستن سیاهچاله‌های گوناگون، سیاهچاله‌های کلان جرم با جرمی میلیونها برابر خورشید تشکیل می‌شوند.^[۶]

یک سیاهچاله به دلیل اینکه نوری از آن خارج نمی‌گردد نادیدنی است، اما می‌تواند بودن خود را از راه کنش و واکنش با ماده از پیرامون خود نشان دهد. از راه بررسی برهمکنش میان ستاره‌های دوتایی با همدم نامرئیشان، اخترشناسان نامزدهای احتمالی بسیاری برای سیاهچاله بودن در این منظومه‌ها شناسایی کرده‌اند. این باور جمعی در میان دانشمندان رو به گسترش است که در مرکز بیشتر کهکشان‌ها یک سیاه‌چاله کلان‌جرم وجود دارد. برای نمونه، دستاوردهای ارزشمندی بازگوی این واقعیت است که در مرکز کهکشان راه شیری ما نیز یک سیاهچاله کلان جرم با جرمی بیش از چهار میلیون برابر جرم خورشید وجود دارد.^[۷]

منبع ویکی پدیا