تبلیغات
تجهیزات نظامی - فظا
دوشنبه 14 تیر 1389

فظا

   نوشته شده توسط: BEHNAM CIA    

شاتل فضایی آمریکا که اولین بار در سال ۱۹۸۱ پرتاب شد. نخستین سفینه قابل استفاده مجدد جهان بود. سه بخش اصلی آن مدارپیما، موشکهای تقویت کننده، و مخزن بیرونی سوخت (تنها مخزن سوخت آن که بعد از هر مأموریت قابل استفاده نیست) می‌باشد. کاشی‌های ویژه مقاوم در برابر گرما مانع از سوختن مدارپیما به هنگام بازگشت به جو زمین می‌شوند. بازوی قابل کنترل از راه دور تعبیه شده در مخزن محموله مدارپیما، می‌تواند ماهواره‌ها را در فضا قرار دهد؛ و همچون سکویی ثابت برای کار فضانوردان عمل کند.

پس از فضاپیماهای مرکوری، جمینی و آپولو (که ماه را فتح کرد)، آمریکایی‌ها به سراغ سفینه‌های رفت و برگشتی رفتند و بدین سان، شاتل های فضایی متولد شدند. شاتل‌ها تا ۷ مسافر و ۲۵ تن تجهیزات را در خود جای می‌دهند و زمان طولانی‌تری را در مدار زمین به سر می‌برند. آن‌ها همچنین به یک بازوی روباتیک مجهز هستند که به کمک آن می‌توانند ماهواره‌ها را به دام انداخته، اقدامات لازم را در مورد تعمیرات یا انتقال آن صورت دهند.

تاکنون هفت شاتل به نام های انترپرایز، راه یاب (پث فایندر)، کلمبیا، چلنجر، دیسکاوری، آتلانتیس و اِندِور ساخته شده که دو شاتل نخست، ناکامل و برای آزمایش‌ها و بررسی‌ها ساخته شده‌اند. از میان پنج شاتل بعدی نیز چلنجر و کلمبیا دچار سانحه شده‌اند و فقط سه شاتل دیسکاوری، آتلانتیس و اندیور مشغول فعالیت هستند. به دلیل دو سانحه که باعث کشته شدن ۱۴ فضانورد و از دست رفتن ۲ فضاپیمای شاتل شد، ناسا اعلام کرده که ناوگان شاتل را تا سال ۲۰۱۰ میلادی بازنشست خواهد کرد.

شاتل‌های فضایی بسیار هزینه‌بر هستند، به طوری که پرتاب آن فقط پانصد میلیون دلار هزینه در بر دارد و این، غیر از هزینه‌های نگهداری و تعمیرات آن است. همین هزینه‌های سنگین موجب شد تا روسیه از شاتل فضایی قدرتمند خود، بوران، استفاده نکند. بوران با قدرت حمل ۳۰ تن تجهیزات، و استفاده از امکانات ناوبری پیشرفته، یک سر و گردن بالاتر از همتای آمریکایی خود است؛ ولی به دلیل هزینه‌های بسیار بالا، روسیه از آن استفاده نکرده است.

فضانوردان ماموریت STS-۱۱۸

فهرست مندرجات

[نهفتن]

[ویرایش] آزمایشگاه فضایی

آزمایشگاه فضایی آزمایشگاه ویژه‌ای است که درون مخزن محموله مدارپیما جای می‌گیرد تا با ایجاد فضای اضافی دانشمندان بتوانند در فضا آزمایش کنند این آزمایشگاه بنا به نوع آزمایشهای هر سفر مجهز می‌شود آزمایشگاه فضایی همچنین بخش‌های روبازی دارد که برای مطالعه فضا و زمین هستند این آزمایشگاه متراکم از طریق مجرای هوابند به مدارپیما متصل می‌شود.

تمامی مدارپیماها نامگذاری شده‌اند اولین آنها به نام انترپرایز از نام سفینه فضایی مجموعه تلویزیونی پیشتازان فضا (استارترک) اقتباس شد انترپرایز برای مقاصد آزمایشگاهی ساخته شده بود ولی هیچگاه به مدار نرفت هر چند که چندین بار در بالای یک فروند بوئینگ ۷۴۷ پرواز کرد در سال ۱۹۷۷ انترپرایز از ارتفاع ۶۷۰۰ متری (۲۲هزار پایی) رها شد و سالم به زمین نشست. ناوگان کنونی شامل سه مدارپیمای دیسکاوری، آتلانتیس و اندیور است.

[ویرایش] فاجعه‌های شاتل

[ویرایش] فاجعه چلنجر

در ۲۸ ژانویه سال ۱۹۸۶ میلیونها بیننده تلویزیون در سراسر جهان با وحشت شاهد انفجار شاتل فضایی چلنجر در کمتر از ۲ دقیقه بعد از پرتابش بودند این شاتل کاملاً منهدم شد و همه ۷ فضانورد آن کشته شدند. یکی از آن فضانورد آن به نام کریستیا مک‌آلیف اولین معلمی بود که به فضا سفر می‌کرد. بررسی درباره این فاجعه آشکار نمود که عایق میان ۲ بخش موشکهای تقویت کننده جدا شده، باعث نشت گاز و آتش‌گیری سفینه شده بود. پس از این حادثه برنامه فضایی شاتل به مدت سه سال متوقف شد تا ایمنی آن بهبود یابد.

[ویرایش] فاجعه کلمبیا

در سال ۲۰۰۳ میلادی، شاتل کلمبیا هنگام بازگشت به زمین به خاطر آسیب دیدگی یکی از بالها منفجر شد و تمامی ۷ فضانورد آن کشته شدند. پس از این ۲ سانحه، ناسا اعلام کرد که فضاپیماهای شاتل را در سال ۲۰۱۰ بازنشست خواهد کرد.

[ویرایش] فضاپیماهای شاتل

تصور کنید روی صندلی فضاپیمایی که هزاران تن سوخت قابل انفجار در موشک خود دارد، نشسته اید و در حالی که لباس مخصوص فضایی به تن دارید ناگهان صدای غرش بلندی را شنیده و ارتعاش شدیدی را احساس می کنید.

میلاد جبوری عباسی

مقدمه

تصور کنید روی صندلی فضاپیمایی که هزاران تن سوخت قابل انفجار در موشک خود دارد، نشسته اید و در حالی که لباس مخصوص فضایی به تن دارید ناگهان صدای غرش بلندی را شنیده و ارتعاش شدیدی را احساس می کنید.

موتورهای اصلی نوبت به نوبت روشن شده اند و در عرض 6 ثانیه موتورهای تقویت کننده هم روشن می شوند. کابین به شدت تکان می خورد و شما از زمین بلند می شوید و در عرض 5/8 دقیقه شما در خارج از جو زمین خواهید بود. شاید ماموریت شما انتقال آب و غذا و اکسیژن به ایستگاه فضایی بین المللی یا قرار دادن یک ماهواره در مدار و یا تعمیر یک ماهواره در فضا باشد.

پرواز با شاتل فضایی اینگونه وصف شده است. ولی به راستی شاتل فضایی چیست؟ چگونه کار می کند و چه تفاوتی با فضاپیماهای دیگر دارد؟ در این مقاله شما با دنیای جذاب شاتل های فضایی آشنا خواهید شد.

تاریخچه شاتل فضایی

درانتهای ماموریت های فضایی آپولو، مقامات سازمان ناسا برنامه آینده فضایی ایالات متحده را بررسی می کردند. در آن زمان فضانوردان و تجهیزات فضایی توسط موشک های یکبار مصرف به فضا ارسال می شدند. آنها به وسیله ای مطمئن و در عین حال کم هزینه نیاز داشتند که بتوانند از آن چند ین بار استفاده کنند. برای ارسال 2 میلیون کیلوگرم تجهیزات و فضانورد به مدار 185تا 643 کیلومتری بالای سطح زمین،این فضاپیمای جدید نیاز به سه موتور اصلی و مخزن سوخت بیرونی و دو موشک جامد تقویت کننده و نیز سیستم مدیریت مقصد داشت. به این ترتیب ایده شاتل فضایی توسط مهندسان علوم فضایی مطرح گردید. ناسا شروع به مطالعه و طراحی شاتل فضایی کرد و بالاخره پس ازگذشت 9  سال تحقیق و آزمایش  روی بخشهای مختلف،پنج فروند از این ناوها را که سامانه حمل و نقل فضایی یا شاتل فضایی نامیده شدند،به خدمت گرفت.فضاپیماهای اینترپرایز،کلمبیا،چلنجر،دیسکاوری و آتلانتیس،به تدریج از اوایل دهه 1980 میلادی تحویل ناسا گردید. بعدها پس از انفجار چلنجر،یک فروند دیگر نیز با نام ایندیور به ناوگان فضایی ناسا افزوده شد.شاتل اینترپرایز تنها برای آموزش فضانوردان و آزمایش دستگاه های آن در شرایط پرواز زمینی به کار برده شد و هیچ گاه به فضا نرفت.

نخستین پرواز شاتل در تاریخ 12 آوریل سال 1981 میلادی،با شاتل کلمبیا و با خلبانی جان یانگ و رابرت کریمن با موفقیت انجام شد و بدین ترتیب شاتل های فضایی وارد عرصه برنامه های فضایی شدند.

بخش های اصلی شاتل

شاتل فضایی دارای سه بخش اصلی می باشد که عبارتند از:

1- مدارگرد(واحد مستقر کننده در مدار که سرنشینان و بار را در خود جای می دهد).

2- دو موشک تقویت کننده با سوخت جامد(که بیش ترین نیروی پیش ران را در دو دقیقه آغازین پرواز فراهم می نماید)

3- مخزن سوخت بیرونی(که سوخت موتورهای اصلی را با خود حمل می کند).

مدارگرد

مدارگرد بخش اصلی سامانه حمل و نقل فضایی را تشکیل می دهد. این بخش را معمولاً با نام شاتل می شناسیم.مدارگرد به مخزن بزرگ سوخت مایع نارنجی رنگ متصل است و از هیدروژن و اکسیژن مایع موجود در آن،برای بالا رفتن استفاده می کند.

طول مدارگرد در حدود 37 متر،عرض آن از انتهای یک بال تا انتهای بال دیگر 24 متر، وزن آن 68 تن  و ارتفاع آن در حالت ایستاده روی سکوی پرتاب 17 متر می باشد. در بخش جلویی مدارپیما،کابین خدمه قراردارد و به طور میانگین گنجایش 7 نفر و در شرایط اضطراری،10 نفر را داراست. در قسمت میانی مدارپیما، محفظه باری با ابعاد 18 متر در 6/4 متر تعبیه شده که بیشتر حجم بدنه را به خود اختصاص داده است که درون آن تجهیزات و بازوی میکانیکی قرار دارد و وقتی مدارپیما به مدار مورد نظر رسید،دربهای بالای بدنه باز می شوند و تجهیزات توسط بازوی میکانیکی،در مدار قرار می گیرند. در دماغه مدارپیما هم دربهای مخصوصی قرار دارند تا خدمه بتوانند از آن بیرون بیایند و خارج از مدارپیما به کارهای نصب و تعمیرات ایستگاههای فضایی و ماهواره ها بپردازند.

بدنه مدارگرد از آلیاژ آلومینیوم ، موتورهای اصلی از آلیاژ تیتانیوم و سطح زیرین آن از سرامیک ساخته شده است.

  در قسمت دم مدارپیما،دو موتور و در دماغه آن 14 موتور جت کوچک  قرار داده شده است که از این موتورها،برای قرار دادن مدارگرد در مدار نهایی و یا تغییر مکان آن از مداری به مدار دیگر مورد استفاده قرار می گیرد. در درون این موتورها دو مخزن هلیم و اکسیژن مایع قرار دارد که در نبود اکسیژن در فضا،به راحتی با هم ترکیب شده و آتش می گیرند و بدین ترتیب نیروی لازم برای جهش مدارگرد در فضا را فراهم می کنند. مدارگرد قادر است بسته به ماموریت خود، به مدت 7 یا 8 روز و درشرایط اضطراری تا 14 روز در مدار باقی بماند.

موشکهای جامد تقویت کننده

موشکهای جامد تقویت کننده، بیشترین نیرو( حدود 71%) را برای بلند کردن شاتل فضایی از سکوی پرتاب فراهم می کنند. سوخت این موشکها،معمولاً پودر آلومینیوم( به عنوان سوخت اصلی) و پرکلرات آمونیوم( به عنوان اکسید کننده آتش زا) می باشد. موشکهای جامد آخرین بخشی هستند که پس از اجازه پرتاب روشن می شوند،چون پس از آتش گرفتن دیگر قابل خاموش کردن نیستند. ارتفاع هر یک از این موشکها 46 متر و وزن آنها همراه با سوخت به 600 تن می رسد. داخل هر یک از این موشکها،سوخت جامد،موتور احتراق،سیستم کنترل رها شدن از مدارپیما و چتر فرود(برای فرود سالم در اقیانوس و استفاده مجدد از موشکها) تعبیه شده است.

مخزن سوخت بیرونی

مخزن سوخت بیرونی،سوخت مایع موتورهای اصلی را در خود ذخیره دارد. ارتفاع این مخزن 48 متر، وزن مخزن خالی 34 تن و قطر آن 4/8 متر می باشد و قادر است 2 میلیون لیتر سوخت(با نسبت اکسیژن یک و هیدروژن 6 واحد) را در خود نگاه دارد. سه موتور روی مدارپیما(هرکدام با ارتفاع 3/4 متر و عرض 3/2 متر) نصب شده اند که سوخت مخزن بیرونی را که شامل هیدروژن و اکسیژن مایع است را باهم ترکیب کرده و باقیمانده نیرو را(حدود 29%) برای بلند کردن شاتل فراهم می کند. مخزن سوخت بیرونی نارنجی رنگ،باعث پایداری شاتل در طول پرتاب است و اتصال مدارگرد و بوسترهای سوخت جامد را فراهم می آورد. این بخش تنها بخش یکبار مصرف فضاپیمای شاتل را تشکیل می دهد. زمانی که موشکهای سوخت جامد در ارتفاعی نزدیک به 45 کیلومتری جدا شد،مدارگرد که هنوز با موتورهای اصلی خود در حال مصرف سوخت است،مخزن خارجی را تا ارتفاعی برابر با 113 کیلومتر بالا می برد و تنها 5/8 دقیقه پس از پرتاب،این مخزن در حالی که از سوخت خالی شده است،از شاتل جدا می شود و در جو سقوط می کند و آنچه که باقی می ماند روانه اقیانوس می گردد.

مراحل پرتاب شاتل به فضا

پس از آنکه شاتل در سکوی پرتاب آماده پرتاب شد از 31 ثانیه قبل از پرتاب مراحل زیر اتفاق می افتد:

31 ثانیه قبل از پرتاب:کامپیوترهای مرکزی تمام کنترل ها را بر عهده می گیرند.

6/6 ثانیه قبل از پرتاب:موتورهای اصلی نوبت به نوبت روشن می شوند و به 90% قدرت خود می رسند.

3 ثانیه قبل از پرتاب:موتورهای اصلی آماده پرتاب شاتل به فضا هستند.

لحظه پرتاب:موشکهای جامد تقویت کننده آتش می گیرند.

20 ثانیه بعد از پرتاب:شاتل به طور مستقیم به فضا پرتاب می شود.

60 ثانیه بعد از پرتاب:موتورهای اصلی به 100% قدرت خود می رسند.

2 دقیقه بعد از پرتاب:در ارتفاع 45 کیلومتری،موشکهای جامد تقویت کننده از شاتل جدا می شوند.(در این لحظه چتر نجات موشکهای جدا شده، باز می شوند تا 200 کیلومتر دورتر و در اقیانوس آرام کشتی ها این موشکها را از آب بگیرند).

5/8 دقیقه بعد از پرتاب:موتورهای اصلی خاموش می شوند.

9 دقیقه بعد از پرتاب:مخزن سوخت بیرونی از شاتل جدا می شود و بخاطر برخورد با جو زمین،از بین می رود.

5/10 دقیقه بعد از پرتاب:موتورهای سیستم مدیریت مقصد روشن می شوند تا شاتل را در مدار پایینی قرار دهند.

45 دقیقه بعد از پرتاب:موتورهای سیستم مدیریت مقصد دوباره روشن می شوند تا شاتل را در مدار بالایی(ارتفاع 400 کیلومتری از سطح زمین) قرار دهند.

اکنون شاتل به یک مدارپیما تبدیل شده و در خارج از جو آماده ادامه ماموریت می باشد.

مرحله بازگشت شاتل به زمین

پس از اتمام ماموریت مدارپیما در مدار،نوبت به حساسترین بخش سفر یعنی بازگشت به زمین می رسد. ابتدا مدارپیما باید 180 درجه گردش کرده، سپس تحت زاویه خاص(28 تا 36 درجه) بچرخد تا سطح زیرین آن با اتمسفر زمین برخورد کند. مدارپیما در این حالت با سرعت 28 هزار کیلومتر در ساعت از اتمسفر زمین عبور می کند و دمای سطح زیرین آن در این لحظه به بیش از 1000 درجه سانتیگراد می رسد(به همین دلیل است که سطح زیرین مدارپیما را با عایق های حرارتی که از جنس سرامیک می باشد، می پوشانند).

 پس از اینکه مدارپیما از جو عبور کرد به ارتفاعی می رسد که غلظت هوا در آنجا زیاد است. از این به بعد مدارپیما مانند هواپیما با کمک بالهای خود، تحت زاویه 40 درجه و سپس 20 درجه به طرف زمین مانور می دهد تا سرعت سقوطش کم شود.پس از اینکه مدارپیما به باند فرود رسید،دماغه را بالا می آورد و سپس چتر سرعت گیر خود را باز می کند تا آرام روی باند توقف کند.




انفجار شاتل چلنجر

در 28 ژانویه سال 1986،قرار بود که شاتل چلنجر بیست و پنچمین ماموریت خود را انجام دهد که متاسفانه تنها 73 ثانیه پس از پرتاب در ارتفاع 15 هزار پایی منفجر شد و هر هفت خدمه آن جان باختند. در بین خدمه این فضاپیما، معلمی با نام کریستا مک آلیف حضور داشت که طبق برنامه قرار بود به عنوان اولین معلم به فضا سفر کند. این حادثه غم انگیز در حالی اتفاق افتاد که میلیون ها دانش آموز در سراسر دنیا از طریق تلویزیون شاهد آن بودند.

این حادثه در سواحل فلوریدا و بر فراز اقیانوس اطلس در ساعت 11:39 صبح به وقت محلی، به علت نقص واشر حلقه ای بوستر سمت راست شاتل رخ داد. نقص واشر در محل اتصال آن، شکافی در بوستر ایجاد کرده بود. این شکاف باعث نفوذ شعله به بیرون راکت، رسیدن آن به تجهیزات اطراف و مخزن خارجی سوخت و در نهایت جدا شدن بوستر سمت راست و شکست ساختار مخزن شد. با انفجار مخزن، شاتل منهدم شد و هر هفت سرنشین آن کشته شدند.

انفجار شاتل چلنجر، برای برنامه های فضایی ایالات متحده پایان ناخوشایندی را رقم زد. قطعات متلاشی شده فضاپیما طی عملیات بازیافت از کف اقیانوس جمع آوری شدند.

 

  

انفجار شاتل کلمبیا

شاتل فضایی کلمبیا، اول فوریه سال 2003 میلادی، در مرحله بازگشت به جو زمین، کمی پیش از آنکه  بیست و هشتمین ماموریت خود را به پایان رساند بر فراز ایالت تگزاس، در ارتفاع 200 هزار پایی بالای سطح زمین منفجر شد و هر هفت سرنشین آن جان باختند. این حادثه ناگوار، پس از تراژدی چلنجر در سال 1986، بدترین حادثه فضایی ایالات متحده محسوب می شود. پیش از کلمبیا، ناسا هیچ یک از فضاپیماهای خود(اعم از سرنشین دار یا بی سرنشین) را در مرحله بازگشت به زمین از دست نداده بود.

این انفجار به دلیل نقصی بود که هنگام پرتاب در عایق کاری مخزن خارجی سوخت ایجاد شده بود بدین صورت که  قطعه کوچکی از فوم های عایق کاری به اندازه یک کیف جیبی تحت نیروهای آیرودینامیکی پرتاب، از مخزن اصلی سوخت جدا شده و به لبه بال سمت چپ شاتل در محل سفال های عایق کاری برخورد و به سامانه حفاظت حرارتی شاتل آسیب وارد کرده بود. البته پیش از آن نیز در بسیاری از پرتاب های شاتل ضربه خرده فوم های جدا شده از مخزن سوخت، بدنه شاتل را زخمی کرده بودند اما این موضوع هیچگاه سبب بروز آسیبی چنین جدی نشده بود. این بارنواحی خسارت دیده باعث شده بودند در طول بازگشت به جو گازهای داغ به داخل ساختار فضاپیما نفوذ کنند و موجب در هم ریختن سازه بال و در نهایت سبب از بین رفتن فضاپیما در هنگام فرود شوند. پس از وقوع حادثه، بقایای خدمه و قطعات فضاپیما در تگزاس لوئیزیانا و آرکانزاس پیدا شد.

 

شاتلها در اصل هوا - فضاپیماهایی هستند که وظایف گوناگونی دارند. ولی مهمترین آنها حمل ماهواره‌ها و قرار دادن آنها بر روی مدارهای خاص زمین است.

مقدمه




img/daneshnameh_up/7/77/shateL.jpg




در بین تمامی وسایلی که به فضا پرتاب شده‌اند نام یکی از آنها بیشتر از بقیه به گوش ما خورده است، شاتل فضایی (Shuttle). طراحی و ساخت یک هو - افضاپیما کار بسیار مشکلی است و با طراحی و ساخت هواپیما از زمین تا آسمان فرق دارد. طراحی هواپیما در یک جو صورت می‌گیرد و دیگر مهندسان دغدغه رقیق یا غلیظ شدن هوا را ندارند و احتیاجی به محاسبه نیروهای آیرودینامیکی وارد بر هواپیما در ارتفاعات مختلف نیست، در صورتی که در هوا - فضاپیماها در بسیاری از نقاط چگالی هوا بسیار کم است و نمی‌توان از نیروهای بالابرنده (Lift) به خوبی بهره برداری کرد. یکی دیگر از تفاوتهای آنها ، گذر از جو زمین است.

هواپیماها تا ارتفاع محدودی اوج می‌گیرند، در صورتی که هوا - فضاپیماها باید از جو زمین نیز بگذرند. گذر از جو زمین تحمل حرارتی بسیار بالا می‌خواهد، زیرا در آنجا هوا بسیار فشرده است و به همین خاطر است که دماغه بسیاری از هوا - فضاپیماها از جنس آلیاژهای سرامیکی خاص هستند تا تاب تحمل حرارتهای بسیار بالا را داشته باشد. زیرا در غیر این صورت بدنه هواپیما ذوب می‌شود.

ساخت یک شاتل نیز تمامی این دغدغه‌ها را دارد. ما قصد داریم در این مقاله شما را با چگونگی ساخت و آزمایشات اولین شاتل فضایی آشنا کنیم. شاتل فضایی آمریکا که اولین بار در سال 1981 میلادی پرتاپ شد، اولین سفینه قابل استفاده مجدد جهان بود. از سه بخش آن ، مدار پیما ، موشکهای تقویت کننده و مخزن خارجی سوخت، فقط مخزن سوخت آن می‌باشد که بعد از هر مأموریت قابل استفاده نیست. کاشیهای مخصوص مقاوم در برابر گرما مانع از سوختن مدار پیما به هنگام بازگشت به جو زمین می‌شوند. بازوی قابل کنترل از راه دور تعبیه شده در مخزن محموله مدار پیما می‌تواند ماهواره‌ها را در فضا قرار دهد و همچون سکوی ثابت برای کار فضانوردان عمل می‌کنند.



img/daneshnameh_up/e/e2/Shatel.jpg
مدار پیماها در ارتفاع 185 تا 1100
کیلومتری پرواز می‌کنند.

مشخصات شاتل فضایی

سازه‌ قدرتمند مدارپیما در ارتفاع 185 تا 1100 کیلومتری (115 تا 610) پرواز می‌کنند و اجزای قطعات آن شامل: کاشیهای ضد حرارت ، دریچه ورود خدمه ، کابین پرواز و اتاقکهای خدمه ، دریچه ایمنی بال دلتا شکل، درپوش مخزن محصول دریچه بال ، سیستم مانور در مدار ، موتور اصلی سکان و کاهنده سرعت می‌باشد.

آزمایشگاه فضایی

آزمایشگاه فضایی آزمایشگاه مخصوصی است که درون مخزن محموله مدارپیما جای می‌گیرد تا با ایجاد فضای اضافی ، دانشمندان بتوانند در فضا آزمایش کنند. این آزمایشگاه بنا به نوع آزمایشهای هر سفر مجهز می‌شود، آزمایشگاه فضایی همچنین بخشهای رو بازی دارد که برای مطالعه فضا و زمین هستند. این آزمایشگاه متراکم از طریق مجرای هوابند به مدارپیما متصل می‌شود. تمامی مدارپیماها نامگذاری شده‌اند، اولین آنها به نام انترپرایز از نام سفینه فضایی مجموعه تلویزیونی استارترک اقتباس شد. انترپرلیز برای مقاصد آزمایشگاهی ساخته شده بود، ولی هیچگاه به مدار نرفت. هر چند که چندین بار در بالای یک فروند بوئینگ 747 پرواز کرد، در سال 1977 انترپرایز از ارتفاع 6700 متری (22هزار پایی) رها شد و سالم به زمین نشست. ناوگان کنونی 4 مدار پیما دارد: کلمبیا ، دیسکاوری ، آتلانتیک و اندور.

شاتل اینترپرایز

اینترپرایز (Enterprise) اولین شاتلی است که ایالات متحده آمریکا ساخت. در ابتدا به مناسبت دویستمین سالگرد تصویب قانون اساسی آمریکا قرار بود اسم آن را قانون اساسی (Constitution) بگذارند. اما بعد از مدتی با اعتراضات بسیاری روبرو شد بخصوص به دلیل جو خاصی که یکی از برنامه‌های تلویزیونی آمریکا به نام داستان علم در بین مردم درست کرده بود. افراد و کارکنان این برنامه طبق نامه‌ای سرگشاده به کاخ سفید ، تقاضای تغییر نام این شاتل را از قانون اساسی به اینترپرایز کردند و کاخ سفید نیز برای کاستن از کشمکشها و مسایل حاشیه‌ای دیگر ، قبول کرد که اولین شاتل فضایی آمریکا با نام اینترپرایز شناخته شود.

قرارداد ساخت آن در ۲۶ جولای سال ۱۹۷۲ امضا شد و تنها بعد از دو سال طراحیها تمام و اولین قدم برای ساخت کابین و جای خدمه آن شروع شد. در ۲۶ آگوست همان سال کار راه اندازی و ساخت بدنه اصلی نیز شروع شد. از حساسترین قسمتهای یک شاتل ، بالها و دم آن است که کار طراحی بال را به شرکت با تجربه (Grumman) واگذار کردند. شرکت گرومن سابقه‌ای طولانی در صنعت هوافضای آمریکا دارد و هم اکنون هواپیمایی چون بمب افکن B-2 را طراحی کرده است.

ساخت بالها در ۲۳ مه سال ۱۹۱۵ به پایان رسید و بالها را به پالمدیل (Palmdale) فرستادند. ساخت اینترپرایز در پایگاه هوایی ۴۲ (Rockwell) در پالمدیل در ایالت کالیفرنیا پیگیری می‌شد. در ۱۲ مارس ۱۹۷۵ کار ساخت شاتل کامل شد و سرانجام در ۱۷ سپتامبر ۱۹۷۶ از پایگاه پالمدیل خارج شد و در ۳۱ ژانویه ۱۹۷۷ از پالمدیل به ادواردز رفت. شاتل اینترپرایز در ناسا (NASA) با مشخصه OV-101 شناخته می‌شود. در پایگاه ادواردز در مرکز تحقیقات پروازی درایدن (Dryden) شروع به امتحان دادن و انجام آزمایشات و تستهای گوناگون چون فرود و برخاست (Takeoff and Landing) را انجام دهند. برنامه آزمایشی ALT قرار شد به مدت ۱۹ ماه به طول انجامد. ALT شامل آزمایشاتی چون قسمتهای دینامیکی و استاتیکی و پایداریهای فرود و برخاست است.

الحاق شاتل آمریکا

در 29 ژوئن سال 1995 میلادی شاتل فضایی آتلانتیک 5 فضانورد آمریکایی و 2 کیهان نورد روسی را به مسیر برد. پیش از آن چندین فضانورد روسی در مسیر ساکن بودند، این اولین الحاق شاتل با مسیر بود. یک سیستم الحاق مخصوص در مخرن محموله آتلانتیک نصب شده بود. بعد از 5 روز این شاتل به همراه 6 آفریقایی و 2 روسی به زمین بازگشت و 2 خدمه تازه نفس را برای مسیر باقی گذاشت.

دیپلماسی فضایی

الحاق شاتل با مسیر راه برای همکاریهای فضایی بین المللی در آینده هموار می کند. الحاق شاتل به مسیر بیست سال پس از اولین ملاقات فضای آمریکاییها و روسها اتفاق افتاد. در سال 1975 میلادی یک سفینه آپولو به مدت 47 ساعت به یک سایوز ملحق شد. شاتل به بار انداز واحد کریستال ملحق شد و این واحد بخاطر حفظ ثبات از محل همیشگی‌اش برداشته شده و موقتا به بار انداز عقبی واحد الحاق چند جانبه رابطه متصل گردید.



img/daneshnameh_up/4/4c/Chalenjer.jpg
دودی که در پایین سمت راست
مشاهده می کنید نشان می‌دهد
که در کجا 73 ثانیه بعد ازپرتاب
گاز نشت کننده شعله ور شده است.

فاجعه چلنجر

در 28 ژانویه سال 1986 میلادی میلیونها ببیننده تلویزیون در سراسر جهان با وحشت شاهد انفجار شاتل فضایی چلنجر در کمتر از 2 دقیقه بعد از پرتابش بودند. این شاتل کاملا منهدم شد و همه 7 خدمه آن کشته شدند. یکی از آن خدمه به نام کریشیامک آلیف معلمی بود که قصد داشت از فضا شاگردانش را تعلیم دهد. تحقیق درباره این فاجعه آشکار نمود که عایق میان 2 بخش موشکهای تقویت کننده جدا شده بود و باعث نشت گاز و احتراق سفینه شده بود. بعد از این حادثه برنامه فضایی شاتل به مدت سه سال متوقف شد تا ایمنی آن بهبود یابد.

نیروی رایانه شاتل

امروزه اکتشافات فضایی بدون استفاده از نیروی رایانه غیر ممکن است. رایانه‌ها قادرند فضا را هدایت کنند، سیستمهای بی شمار فضا را بررسی و صحت عملکرد آنها را اعلام کنند. مرکز هدایت زمینی را در جریان وضعیت فضا پیماها مشخص کرده ، آنها را هدایت کنند. در نخستین پروازهای فضایی به اندازه امروز رایانه‌ها استفاده نمی‌شد؛ در حقیقت رایانه‌هایی که آن روزها برای هدایت فضاپیمای ایلات متحده آمریکا یعنی آپولو مورد استفاده قرار می‌گرفتند و نیرویی به اندازه رایانه‌های شخصی امروزی ما داشتند. کاوشگرهایی که در فاصله‌های دور دست کره زمین در فضا پرواز می‌کنند، با خود رایانه‌هایی را حمل می‌کنند که برای هدایت دوربینها و اندازه گیریهای مختلف برنامه نویسی شده‌اند.

رایانه‌ها قادرند اطلاعاتی که از کاوشگرهای فضایی بصورت علائم ضعیف رادیویی دریافت می‌کنند را به اطلاعات لازم و قابل فهمی تبدیل کنند. دانشمندان نیز به نوبه خود این اطلاعات را مورد تجزیه و تحلیل قرار می‌دهند تا به نکات جدیدی در مورد اجرام آسمانی دست یابند. رایانه‌هایی که شاتل فضایی را هدایت می‌کنند جزء پیشرفته‌ترین رایانه‌ها محسوب می‌شوند.

چینی‌ها در فضا

حدود ۳۱ سال است که از اولین راهپیمایی انسان توسط آرمسترانگ بر روی سطح کره ماه می‌گذرد و هم اکنون کشور چین مایل است دست به انجام چنین کاری بزند. این حرکت چینیها در فضا باعث ایجاد رعب و وحشت بسیار در مجامع آمریکایی شده است؛ زیرا آنان عادت دارند که تکنولوژیهای فضایی را در انحصار کشور خود ببینند. حتی یکی از سناتورهای آمریکایی در یک سخنرانی گفته است: شما می‌دانید چینیها مشتاقند بر روی ماه بروند، ولی ما نمی‌خواهیم آنها به ماه دست پیدا کنند. حال چه گنجی بر روی کره ماه دیده شده که آمریکاییها اینقدر نسبت به این موضوع حساسند، خدا می‌داند. در هر صورت تمامی کشورهای جهان در انتظار پرتاب شاتل فضایی چینی هستند و تمامی ما هم امیدواریم که سرنوشتی مانند شاتل کلمبیا برای آنها رخ ندهد، زیرا فضاپیمای چینی با سرنشین است.

پروژه ALT با تستهای زمینی شروع شد از جمله تست تاکسی (Taxi) هواپیمای بویینگ ۷۴۷ حامل شاتل اینترپرایز بود تا مشخص شود برای برخاست (Takeoff) آن چه مسافتی با چه سرعتی باید پیموده شود تا از زمین بلند شود. تمامی این قسمتها با شاتل بی سرنشین انجام می‌شد و قرار بود تا هنگامی که شاتل اینترپرایز قابل اطمینان شد دیگر با سرنشین پرواز کند. بعد از آن پنج پرواز محدود (Captive) توسط اینترپرایز انجام شد و در آن اکثر سیستمها آزمایش شد و این آزمایش موفقیت آمیز بود. در برخی از پروازهای آزمایشی معمولا دو فضانورد نیز از طرف ناسا در شاتل حضور داشتند. بعد از صرف چنین وقتی تازه تصمیم به پرواز آزاد (Free Flight) با شاتل اینترپرایز را گرفتند و به دنبال آن تستهای دیگری چون تست لرزش (Flutter Test) نیز از OV-101 به عمل آمد.

البته با تکنولوژی کنونی طراحی شاتلها بسیار کمتر وقت و هزینه می‌برد، به عنوان مثال شاتل فضایی آتلانتیس (Atlantis) با وزنی حدود ۱۷۱هزار پوند در مدت بسیار کمی طراحی و ساخته شد. در تمامی پروازهای محدود و سه پرواز اولیه دم مخروطی شکل از بدنه شاتل جدا شده بود تا کمترین مقدار نیروی مقاوم (Drag) و کمترین لرزش بوجود بیاید، ولی در آخرین پروازش که در برنامه ALT قرار است دم مخروطی شکلی دوباره به آن ملحق شود. این دم مخروطی توسط ۱۱ قفل الکترونیکی بر روی اینترپرایز نصب می‌شود.

OV-101 اولین شاتلی بود که توسط آمریکا ساخته شد و به همین خاطر آزمایشات بسیار زیادی در عرض چندین سال از آن به عمل آمد به گونه‌ای که به مراکز تحقیقاتی چون مرکز پرواز فضایی مارشال (Marshall) ، مرکز فضایی کندی (Kennedy) و ... برده شد تا بدون نقص ساخته شود. در ۱۰ آوریل ۱۹۷۹، OV-101 به مرکز فضایی کندی رفت تا با راکتهای سوخت جامد و یک منبع داخلی آزمایش شود. سرانجام در ۱۶ آگوست همان سال به مرکز تحقیقات درایدن برگشت و در ۳۰ اکتبر به زادگاهش یعنی پالمدیل رفت. بین ماههای مه و ژوئن سال ۱۹۸۳ اینترپرایز به پاریس رفت تا در نمایش هوایی شرکت کند و بعد از آن در ۱۸ نوامبر سال ۱۹۸۵ از مرکز فضایی کندی به فرودگاه دالز (Dulles) واقع در واشنگتن رفت و دیگر پرواز نکرد.


img/daneshnameh_up/2/20/shatel3.JPG




در آنجا به موسسه اسمیتسونیان (Smithsonian) تحویل داده شد. شاتل اینترپرایز برای تست و آزمایش ساخته شده بود و هیچ گاه به مأموریتهای فضایی نرفت. اما بعد از آن با تجربه‌ای که آمریکاییها بدست آورده بودند شروع به ساخت شاتلهای متعددی چون شاتل کلمبیا کردند که اولین شاتلی بود که در مدار زمین قرار گرفت. کلمبیا در سال ۱۹۸۱ پروازش را انجام داد و بعد از آن چهار شاتل دیگر در عرض ده سال ساخته شدند که عبارتند از چلنجر (Challenger) که در سال ۱۹۸۲ ساخته ولی چهار سال بعد منهدم شد. سپس شاتل دیسکاوری (Discovery) در سال ۱۹۸۳ و بعد از آن شاتل آتلانتیس (Atlantis) در ۱۹۸۵ و سرانجام در سال ۱۹۹۱ شاتلی به نام ایندیورد (Endeavour) ساخته شد تا جایگزین شاتل منهدم شده چلنجر باشد.

مباحث مرتبط با عنوان