- عضویت
- 5/7/19
- ارسال ها
- 528
- امتیاز واکنش
- 2,465
- امتیاز
- 198
- سن
- 26
- زمان حضور
- 2 ساعت 48 دقیقه
پشرانش فضایی چیست؟
پشرانش فضایی هر روشی است که برای شتاب دادن فضاپیماها و ماهواره‌ها استفاده شود. هر روشی است که برای شتاب دادن فضاپیماها و ماهواره‌ها استفاده شود.
پشرانش فضایی هر روشی است که برای شتاب دادن فضاپیماها و ماهواره‌ها استفاده شود.
برای این کار روش‌های مختلفی استفاده می‌شود که هرکدام مزایا و معایب خاص خود را دارند و به طور کل پیشرانش فضایی حوزه بسیاری از تحقیقات کنونی در مراکز مهم فضایی دنیا بوده که نتیجه این تحقیقات بهبود روش‌های موجود و توسعه روش‌های جدید پیشرانش فضایی است. مبنای تولید تراست (نیروی پیشران) در بسیاری از این روش‌ها شتاب دادن ذرات و اعمال عکس‌العمل آن در جهت مخالف به خود وسیله بر طبق قانون سوم نیوتن است؛ ولی در برخی روش‌های در حال توسعه نیز از انرژی‌های موجود در طبیعت مانند انرژی ذرات و فوتون‌های بادهای خورشیدی و یا انرژی مغناطیسی سیارات برای تولید تراست استفاده می‌شود که مزایای بسیار زیادی نسبت به روش‌های معمول را ارائه می‌دهد.
همه فضاپیماها و ماهواره‌های کنونی از راکت‌های شیمیایی سوخت جامد و سوخت مایع دوپایه (Bipropellant) و یا به ندرت سوخت مایع دوپایه (Monopropellant) برای پرتاب به مدار استفاده می‌کنند، اگر چه برخی پرتاب‌گرها مانند اسپیس‌شیپ وان(Spaceship One) و راکت پگاسوس (Pegasus Rocket) از موتورهای هواتنفسی در مرحله اول خود بهره می‌گیرند.
بیشتر ماهواره‌ها از رانش‌زاهای (تراستر) شیمیایی ساده و قابل اطمینان (اکثراً سوخت مایع تک پایه) و یا رانش‌زاهای الکتریکی مانند جت‌های مقاومتی برای حفظ مدار و کنترل وضعیت خود بهره می‌برند و برخی نیز از چرخ‌های مومنتومی برای کنترل وضعیت استفاده می کنند. فضاپیماهای بین سیاره‌ای نیز از رانش‌زاهای شیمیایی و الکتریکی برای انجام ماموریت‌های خود بهره می جویند.
نخستین رانش‌زاها
استفاده از رانش‌زاهای الکتریکی در ماهواره‌ها نخستین بار توسط شوروی سابق انجام گرفت. اولین رانش‌زای مورد استفاده در یک ماموریت فضایی یک رانش‌زای الکتریکی از نوع پالس پلاسمایی یا PPT بود که در سال ۱۹۶۴ بر روی ماهواره Zond-۲ با ماموریت کنترل وضعیت سه محوره به پرواز درآمد. این اولین استفاده از یک رانش‌زا در فضا بود که زمینه گسترش انواع دیگر رانش‌زاهای الکتریکی را برای استفاده در ماموریت‌های فضایی پس از آن فراهم کرد. ماهواره‌های غربی نیز پس از آن جهت حفظ موقعیت شمال- جنوب یا NSSK (north – south station keeping) خود استفاده از رانش‌زاهای الکتریکی را آغاز کردند. سال‌ها پس از آن بود که استفاده از رانش‌زاهای شیمیایی نیز در سیستم پیشرانش ماهواره‌ها آغاز شد. استفاده از رانش‌زاهای الکتریکی و شیمیایی در فضاپیماها و ماهواره‌ها تا به امروز ادامه دارد.
نیاز ماهواره به پیشرانش فضایی
یک ماهواره پس از آنکه از زمین به مدار پرتاب شود، باید در مدار مشخص و از قبل تعیین شده خود قرار گیرد. پس از قرارگیری در مدار خود، احتیاج به کنترل وضعیت خود دارد تا بتواند در جهت مناسب نسبت به زمین، خورشید و در صورت نیاز سایر اجرام سماوی قرار گیرد. ماهواره‌ها تحت اثر پسای ناشی از لایه نازک اتمسفر نیز قرار دارند، به همین دلیل برای باقی‌ماندن در مدار در زمان طولانی، نیاز به یک سیستم پیشرانش که گه‌گاهی اصلاحات کوچک مداری انجام دهد (حفظ مدار) احساس می‌شود. بسیاری از ماهواره‌ها نیازمندند تا در زمان‌هایی مشخص از مداری به مدار دیگر انتقال یابند که این امر توسط یک سیستم پیشرانش صورت می‌پذیرد. در زمانی که ماهواره توانایی اصلاح مدار خود را داشته باشد، عمر کاری آن نیز افزایش می یابد.
فضاپیماهایی که برای سفرهای طولانی‌تر ساخته شده‌اند (مانند سفرهای بین سیاره‌ای (Interplanetary)، بین ستاره‌ای (Interstellar) و اعماق فضا (Deep Space) نیز نیاز به سیستم پیشرانش دارند. آنها نیز مانند ماهواره‌ها به مدار خارج از جو پرتاب می‌شوند ولی پس از آن خود باید قادر باشند تا مدار را ترک کنند و به مسیر مورد نظر بروند. البته به جز روش‌های پیشرانش فضایی معمول، روش‌های جدید دیگری مثل استفاده بادبان خورشیدی (Solar Sail) نیز در حال بررسی‌های گسترده است که به علت محدودیت ذخیره سوخت و زمان سفز، بسیار مناسب این دسته از ماموریت‌ها هستند.
مانور مداری
در زمینه حرکت در فضا، مانور مداری در واقع استفاده از سیستم پیشرانش برای تغییر مدار فضاپیماست.
انواع متعددی از تغییر یا جابه‌جایی مدار وجود دارند که به برخی از آنها به طور مختصر اشاره خواهد شده است:
جابه‌جایی مداری هافمن (Hohmann transfer): در این نوع از جابجایی جرم مورد نظر بین دو مدار دایروی در یک صفحه و با ارتفاعات متفاوت جابه‌جا می‌شود.
انتقال بین دو مدار بیضوی (Bi-elliptic transfer): در این نوع انتقال نیز ماهواره از یک مدار به مدار دیگری منتقل می‌شود با این تفاوت که میزان شتاب مورد نیاز آن کمتر از جابه‌جایی مداری هافمن است.
ماموریت یک ماهواره دارای رانش‌زا
سیستم پیشرانش ماهواره و فضاپیما برای ماموریت‌های مختلف انتقالی و دورانی به کار می‌رود، بسته به اینکه این سیستم برای چه ماموریتی طراحی شود، نوع سیستم پیشرانش، تعداد و چیدمان رانش‌زاها تغییر می‌کند.
برخی ماموریت‌های انتقالی ماهواره عبارتند از:
پیاده‌سازی سیستم پیشرانش فضایی
برای پیاده سازی سیستم پیشرانش فضایی، روش‌های گوناگونی وجود دارد:
۱- موتور واکنشی (reaction engine): این نوع موتور نیروی پیشران (تراست) را طبق قانون سوم نیوتن با استفاده از واکنش جرم خروجی تامین می‌کند. طبق این قانون بر هر نیروی عاملی، عکس‌العملی از محل اعمال نیرو وجود دارد. با خروج مواد حاصل از احتراق درون موتور، تغییر جرمی در فضاپیما ایجاد می‌شود که منجر به تغییر سرعت فضاپیما در خلاف جهت خروج جریان جرمی می‌شود، به این ترتیب فضاپیما می‌تواند با استفاده از این سیستم سرعت خود را در لحظات مختلف تعییر داده و ماموریت مشخصی را انجام دهد.
از جمله موتورهای واکنش می توان به موتور موشک، موتورهای هواتنفسی و پیشرانش الکترومغناطیسی اشاره نمود. لازم به ذکر است که موتورهای هواتنفسی در ماموریت‌های فضایی کاربرد ندارند بلکه در بخش فرود به زمین پس از بازگشت به جو استفاده می‌شوند.
پشرانش فضایی هر روشی است که برای شتاب دادن فضاپیماها و ماهواره‌ها استفاده شود. هر روشی است که برای شتاب دادن فضاپیماها و ماهواره‌ها استفاده شود.
پشرانش فضایی هر روشی است که برای شتاب دادن فضاپیماها و ماهواره‌ها استفاده شود.
برای این کار روش‌های مختلفی استفاده می‌شود که هرکدام مزایا و معایب خاص خود را دارند و به طور کل پیشرانش فضایی حوزه بسیاری از تحقیقات کنونی در مراکز مهم فضایی دنیا بوده که نتیجه این تحقیقات بهبود روش‌های موجود و توسعه روش‌های جدید پیشرانش فضایی است. مبنای تولید تراست (نیروی پیشران) در بسیاری از این روش‌ها شتاب دادن ذرات و اعمال عکس‌العمل آن در جهت مخالف به خود وسیله بر طبق قانون سوم نیوتن است؛ ولی در برخی روش‌های در حال توسعه نیز از انرژی‌های موجود در طبیعت مانند انرژی ذرات و فوتون‌های بادهای خورشیدی و یا انرژی مغناطیسی سیارات برای تولید تراست استفاده می‌شود که مزایای بسیار زیادی نسبت به روش‌های معمول را ارائه می‌دهد.
همه فضاپیماها و ماهواره‌های کنونی از راکت‌های شیمیایی سوخت جامد و سوخت مایع دوپایه (Bipropellant) و یا به ندرت سوخت مایع دوپایه (Monopropellant) برای پرتاب به مدار استفاده می‌کنند، اگر چه برخی پرتاب‌گرها مانند اسپیس‌شیپ وان(Spaceship One) و راکت پگاسوس (Pegasus Rocket) از موتورهای هواتنفسی در مرحله اول خود بهره می‌گیرند.
بیشتر ماهواره‌ها از رانش‌زاهای (تراستر) شیمیایی ساده و قابل اطمینان (اکثراً سوخت مایع تک پایه) و یا رانش‌زاهای الکتریکی مانند جت‌های مقاومتی برای حفظ مدار و کنترل وضعیت خود بهره می‌برند و برخی نیز از چرخ‌های مومنتومی برای کنترل وضعیت استفاده می کنند. فضاپیماهای بین سیاره‌ای نیز از رانش‌زاهای شیمیایی و الکتریکی برای انجام ماموریت‌های خود بهره می جویند.
نخستین رانش‌زاها
استفاده از رانش‌زاهای الکتریکی در ماهواره‌ها نخستین بار توسط شوروی سابق انجام گرفت. اولین رانش‌زای مورد استفاده در یک ماموریت فضایی یک رانش‌زای الکتریکی از نوع پالس پلاسمایی یا PPT بود که در سال ۱۹۶۴ بر روی ماهواره Zond-۲ با ماموریت کنترل وضعیت سه محوره به پرواز درآمد. این اولین استفاده از یک رانش‌زا در فضا بود که زمینه گسترش انواع دیگر رانش‌زاهای الکتریکی را برای استفاده در ماموریت‌های فضایی پس از آن فراهم کرد. ماهواره‌های غربی نیز پس از آن جهت حفظ موقعیت شمال- جنوب یا NSSK (north – south station keeping) خود استفاده از رانش‌زاهای الکتریکی را آغاز کردند. سال‌ها پس از آن بود که استفاده از رانش‌زاهای شیمیایی نیز در سیستم پیشرانش ماهواره‌ها آغاز شد. استفاده از رانش‌زاهای الکتریکی و شیمیایی در فضاپیماها و ماهواره‌ها تا به امروز ادامه دارد.
نیاز ماهواره به پیشرانش فضایی
یک ماهواره پس از آنکه از زمین به مدار پرتاب شود، باید در مدار مشخص و از قبل تعیین شده خود قرار گیرد. پس از قرارگیری در مدار خود، احتیاج به کنترل وضعیت خود دارد تا بتواند در جهت مناسب نسبت به زمین، خورشید و در صورت نیاز سایر اجرام سماوی قرار گیرد. ماهواره‌ها تحت اثر پسای ناشی از لایه نازک اتمسفر نیز قرار دارند، به همین دلیل برای باقی‌ماندن در مدار در زمان طولانی، نیاز به یک سیستم پیشرانش که گه‌گاهی اصلاحات کوچک مداری انجام دهد (حفظ مدار) احساس می‌شود. بسیاری از ماهواره‌ها نیازمندند تا در زمان‌هایی مشخص از مداری به مدار دیگر انتقال یابند که این امر توسط یک سیستم پیشرانش صورت می‌پذیرد. در زمانی که ماهواره توانایی اصلاح مدار خود را داشته باشد، عمر کاری آن نیز افزایش می یابد.
فضاپیماهایی که برای سفرهای طولانی‌تر ساخته شده‌اند (مانند سفرهای بین سیاره‌ای (Interplanetary)، بین ستاره‌ای (Interstellar) و اعماق فضا (Deep Space) نیز نیاز به سیستم پیشرانش دارند. آنها نیز مانند ماهواره‌ها به مدار خارج از جو پرتاب می‌شوند ولی پس از آن خود باید قادر باشند تا مدار را ترک کنند و به مسیر مورد نظر بروند. البته به جز روش‌های پیشرانش فضایی معمول، روش‌های جدید دیگری مثل استفاده بادبان خورشیدی (Solar Sail) نیز در حال بررسی‌های گسترده است که به علت محدودیت ذخیره سوخت و زمان سفز، بسیار مناسب این دسته از ماموریت‌ها هستند.
مانور مداری
در زمینه حرکت در فضا، مانور مداری در واقع استفاده از سیستم پیشرانش برای تغییر مدار فضاپیماست.
انواع متعددی از تغییر یا جابه‌جایی مدار وجود دارند که به برخی از آنها به طور مختصر اشاره خواهد شده است:
جابه‌جایی مداری هافمن (Hohmann transfer): در این نوع از جابجایی جرم مورد نظر بین دو مدار دایروی در یک صفحه و با ارتفاعات متفاوت جابه‌جا می‌شود.
انتقال بین دو مدار بیضوی (Bi-elliptic transfer): در این نوع انتقال نیز ماهواره از یک مدار به مدار دیگری منتقل می‌شود با این تفاوت که میزان شتاب مورد نیاز آن کمتر از جابه‌جایی مداری هافمن است.
ماموریت یک ماهواره دارای رانش‌زا
سیستم پیشرانش ماهواره و فضاپیما برای ماموریت‌های مختلف انتقالی و دورانی به کار می‌رود، بسته به اینکه این سیستم برای چه ماموریتی طراحی شود، نوع سیستم پیشرانش، تعداد و چیدمان رانش‌زاها تغییر می‌کند.
برخی ماموریت‌های انتقالی ماهواره عبارتند از:
- تنظیم مدار جهت اصلاح خطای پرتابگر (Orbit Trim)
- قراردهی ماهواره در مدار (Orbit Insertion)
- افزایش ارتفاع مدار (Orbit Raising)
- تغییر شیب/صفحه مدار (Orbit Plane/Inclination Change)
- تغییر شکل مدار (Orbit Shape Change)
- جبران افت ارتفاع و جبران پسا و سایر اغتشاشات (Drag Compensation)
- تغییر موقعیت نجومی ماهواره در مدار (Repositioning)
- حفظ موقعیت نجومی ماهواره در مدار (Station-keeping)
- حفظ موقعیت ماهواره در منظومه‌های ماهواره‌ای (Formation Flying)
- خروج از مدار در پایان عمر کاری (De-orbiting)
- و برخی ماموریت‌های دورانی نیز عبارتند از:
- کنترل وضعیت (Attitude Control)
- مانور وضعیت (Attitude Maneuver)
- بی بار نمودن چرخ واکنشی بـ*ـو*سیله خنثی کردن گشتاور ذخیره شده (Reaction Wheel Unloading)
- مانورهای سیکل محدود جهت حفظ وضعیت در یک بازه (Limit Cycles)
- تغییر موقعیت محورهای ماهواره (Repositioning the Spacecraft Axes)
پیاده‌سازی سیستم پیشرانش فضایی
برای پیاده سازی سیستم پیشرانش فضایی، روش‌های گوناگونی وجود دارد:
۱- موتور واکنشی (reaction engine): این نوع موتور نیروی پیشران (تراست) را طبق قانون سوم نیوتن با استفاده از واکنش جرم خروجی تامین می‌کند. طبق این قانون بر هر نیروی عاملی، عکس‌العملی از محل اعمال نیرو وجود دارد. با خروج مواد حاصل از احتراق درون موتور، تغییر جرمی در فضاپیما ایجاد می‌شود که منجر به تغییر سرعت فضاپیما در خلاف جهت خروج جریان جرمی می‌شود، به این ترتیب فضاپیما می‌تواند با استفاده از این سیستم سرعت خود را در لحظات مختلف تعییر داده و ماموریت مشخصی را انجام دهد.
از جمله موتورهای واکنش می توان به موتور موشک، موتورهای هواتنفسی و پیشرانش الکترومغناطیسی اشاره نمود. لازم به ذکر است که موتورهای هواتنفسی در ماموریت‌های فضایی کاربرد ندارند بلکه در بخش فرود به زمین پس از بازگشت به جو استفاده می‌شوند.
پشرانش فضایی چیست؟
رمان ۹۸ | دانلود رمان
نودهشتیا,بزرگترین مرجع تایپ رمان, دانلود رمان جدید,دانلود رمان عاشقانه, رمان خارجی, رمان ایرانی, دانلود رمان بدون سانسور,دانلود رمان اربابی,
roman98.com
