مکان های مناسب برای پرتاب ماهواره

 

 

مکان های مناسب برای پرتاب ماهواره

 

    

پروژه ی Sea Launch، از آغاز تاکنون

 

یکی از مکان های مناسب برای پرتاب ماهواره ها خط استوا است. Sea Launch یکی از پروژه هایی است که برای پرتاب ماهواره ها به مدار از طریق استوا انجام می شود.

 

 

 ایده ی اصلی:

 

در سال 1962 سازمان فضایی ناسا و مرکز تحقیقات هوافضای دانشگاه رم ایتالیا برای ساختن ایستگاه فضایی شناوری در اقیانوس هند به توافق رسیدند. برای این منظور در ایتالیا دو سکوی شناور برای این پروژه ساختند. یکی از این سکوها برای پرتاب موشک و دیگری برای مرکز کنترل در نظر گرفته شدند.

 

 در سال 1966 سکوی سنتا ریتا از ایتالیا فرستاده شد و از این سکو برای پرتاب اولین ماهواره ی تحقیقاتی ایتالیا به نام San Marco-B استفاده شد. این ماهواره برای تعیین تراکم لایه های بالایی اتمسفر به مدار پرتاب شد. با به کار گرفتن از سکوی جدید سن مارکو این پروژه شکل واقعی تر به خود پیدا کرد. از سکوی سن مارکو برای پرتاب بسیاری از ماهواره های تحقیقاتی استفاده شد. تلسکوپ فضایی Uhuru در 12 دسامبر 1970  نیز ازطریق این سکو به مدار پرتاب شد. یکی از مشکلات این پروژه، ظرفیت حمل بار کم آن بود. بیشینه ی حمل بار در این پروژه 200 کیلوگرم بود. موشک های حمل کننده ایی که در این پروژه به کار می رفتند از نوع Scout امریکایی بودند. به این ترتیب آخرین پرتاب از سکوی سن مارکو در 25 مارس سال 1988 صورت گرفت و این پروژه به دلیل مشکل یاد شده متوقف شد.

 

 

آغاز پروژه ی Sea Launch

 

پروژه ی  Sea Launch یک همکاری بین المللی است. در این پروژه شرکت امریکایی Boeing، کمپانی های روسی Energiya و Rubin، همچنین  شرکت کشتی سازی نروژی Kvaerner  و دو شرکت هوافضای اوکراینی به نام Yuzhnoyeh  و Yuzhmashzavod  شرکت دارند. پایگاه این پروژه در Long Beach کالیفرنیا قرار دارد. نام سکوی به کار گرفته شده در این پروژه ادیسی است. در ابتدا از سکوی یاد شده برای استخراج نفت استفاده می شد. اما شرکت کشتی سازی نروژی Kvaerner سکوی ادیسی را برای به کار گیری در پروژه های فضایی آماده کرد.

 

  

 

برای پرتاب ماهواره در پروژه ی  Sea Launch راکت حمل کننده ی  Zenit-3S به کار گرفته می شود. این راکت همچنین دارای بلوک افزایش دهنده و محموله ی قابل حمل است. این راکت توانایی حمل بار تا 6 تن را دارد. جرم ابتدایی راکت 444 تن و طول آن 43 متر است. در این پروژه شرکت بویینگ  قسمت حمل بار راکت را طراحی کرد و ساخت.

 

هنگامی که راکت به فضا پرتاب می شود با بکارگیری از بلوک افزایش دهنده ی خود شتاب کمکی می گیرد. در این هنگام قسمت بار از راکت جدا می شود و کمی بعد ماهواره از قسمت بار جدا می شود و به سمت مدار در نظر گرفته شده می رود. این پروژه، سفارش های زیادی را از شرکت های هوا فضایی و مخابراتی برای پرتاب ماهواره های ارتباطاتی دریافت کرده است. مزیت اصلی  پروژه ی Sea Launch در این است که ماهواره ها آسان تر در مدار Geostationary قرار می گیرند.

 

مدار Geostationary مداری است که بالای خط استوا قرار دارد ( صفر درجه ی عرض جغرافیایی) و وقتی ماهواره در این مدار قرار می گیرد از دید ناظر زمینی یک جسم بدون حرکت به نظر می رسد.

 

 

کائناتی درون سیاهچاله ها

 

 

كائناتي درون سياهچاله ها

    

 

مطالعات جديد عنوان مي كنند زمانيكه ماده توسط سياهچاله بلعيده مي شود، ممكن است به درون كيهان ديگري كه داخل سياهچاله قرار دارد فرو بريزد يا درون گذرگاه كرم چاله مانندي كه به سياهچاله ديگري ارتباط دارد به دام بيافتد.

 

يكي از يزرگترين اسرار علم فيزيك اين است كه چه چيزي درون يك سياهچاله وجود دارد. فرضيه اي كه وجود سياهچاله ها را پيش بيني كرد -نسبيت عام- عنوان مي كند كه تمام مواد درون سياهچاله با فشرده شدن تبديل به يك نقطه مركزي با چگالي بينهايت مي گردند كه "تكينگي" ناميده مي شود. كريستين بوهمر از دانشگاه لندن مي گويد "اما بعد از آن همه چيز از نظر رياضي تجزيه و خرد مي شود. ما مي خواهيم كه اين "تكينگي" از پديده سياهچاله حذف شود".

 

 

 

پژوهشگران زيادي بر اين عقيده هستند كه يك فرضيه جديد و جهانشمول كه گرانش و تاثيرات كوانتمي را به هم پيوند دهد قادرخواهد بود اين موضوع را حل كند. فرضيه تار از شناخته شده ترين اين جايگزين ها مي باشد.

 

 اما بوهمر و همكاران وي از فرضيه ديگري بنام "گرانش كوانتوم حلقوي" استفاده مي كنند كه رقيب فرضيه تار مي باشد. بر اساس اين فرضيه فضا-زمان بعنوان شبكه اي از حلقه هاي انتزاعي تعريف مي شود كه بخش هاي كوچكي از فضا را به هم متصل مي كنند.

 

 قبلا از فرضيه گرانش كوانتوم حلقوي در مقابل ايده تكينگي استفاده شده بود. اين فرضيه پيشنهاد مي كند كه بجاي يك مهبانگ، كيهاني اوليه دچار رمبش شده و سپس طي يك "جهش بزرگ" به سمت بيرون منفجر شد. 

 

 

یک مسئله

 

 

" مسئله ای در خور توجه "

 

 

سقراط می گه:  یونانیان دروغگواند؛ خود سقراط یونانیست، پس سقراط دروغ می گه که یونانیان دروغگواند؛ بنابراین یونانیان راست گواند؛ پس سقراط راست می گه که یونانیان دروغ می گن.

 

 

حالا شما بگین:

یونانیان راستگویند یا دروغ گو؟

 

 

 

رویای نامرئی شدن

 

 

رﺅیای نامرئی شدن ممکن شد !!!

 

 

                                           

 

اگر جسم ( A ) را با پوششی از متامتریال محافظت کنیم، انعکاس های نوری از جسم ( B ) با برخورد به پوشش متامتریال، جسم ( A ) را دورزده و بیننده عملآ جسم ( A ) را نخواهد دید.

 

 

 

دانشمندان در بریتانیا و ایالات متحده راه حل هوشمندانه ای برای نامرئی کردن اشیا پیشنهاد کرده اند. این روش به کمک احاطه کردن شیء با ماده ای که متامتریال ( Metamaterial ) نام دارد انجام میگیرد.

 

متامتریال به ماده مرکبی گفته میشود که دارای خواص نامتعارف الکترومغناطیس در ساختار وجودی خود است. بنا به گفته محققان، پرتوهای نوری که بر این ماده افکنده میشوند، به دور شیء میگردند و در طرف دیگر دوباره جمع شده و دقیقا در همان مسیر قبلی به راه خود ادامه میدهند.

 

هرچند این ایده در حال حاضر تنها در حد تئوری مطرح است است، اما محققین امیدوارند که در طی پنج سال آینده موادی را بسازند که برای امواج رادیویی قابل تشخیص نباشد.

 

متامتریال، ماده ای است که از ترکیب میله های ریز و مجموعه ای از حلقه های فلزی ساخته شده است که برای اولین بار توسط دیوید اسمیت ( David Smith ) ( استاد دانشگاه کالیفرنیا ) ساخته شد.

 

آنچه این مواد را غیر معمول کرده است، خاصیت ضریب شکست منفی نور در آنها است، به این معنا که این مواد نور را در جهت مخالف مواد عادی منکسر میکنند. مواد الکترومغناطیس تشکیل دهنده آنها میتواند با دستکاری مختصر و دقیق ساختارشان "تنظیم" نیز بشود.

 

 

آیا نامرئی شدن ممکن است؟

 

همانطور که گفته شد مواد جدیدی که میتوانند شیوه گشتن نور یا هر اشعه دیگر به دور اشیاء را تغییر دهند میتوانند روشی برای نامرئی کردن آنها مهیا کنند.

 

دو گروه مجزا از محققین به نظریاتی مشابه درباره روشهای استفاده آزمایشی از متامتریال دست یافتند. آنها اعتقاد دارند که با پیچیدن اشیای مختلف در متامتریال میتوان آنها را از نور مرئی، نور مادون قرمز، مایکروویو (ریزموج) و شاید دستگاههای ردیاب صوتی، پنهان کرد.

 

کار آنها بر این مطلب دلالت میکند که تجسم علمی - تخیلی از پوششهای نامرئی کننده میتواند کاملا امکان پذیر باشد. البته تقلید از ردای هری پاتر و مرد نامرئی در فیلمها و داستانها مشکلتر خواهد بود زیرا این مواد باید به صورت پوشش ضخیمی مورد استفاده قرار گیرند.

 

این روش با توجه به خاصیت انکسار (شکست) نور مطرح شد. این خاصیت نور به این شکل است که امواج الکترومغناطیسی همواره سریعترین مسیر (و نه لزوما کوتاه ترین مسیر) را برای حرکت خود انتخاب میکنند، برای مثال اگر مدادی را در داخل ظرف آب قرار دهیم، به نظر شکسته میرسد.

 

اولف لئونهارت ( Ulf Leonhardt ) فیزیکدان دانشگاه سنت اندرو در بریتانیا، در یکی از گزارشات خود نوشته است:

" موقعیتی را تصور کنید که یک ماده، نور را از دور حفره ای در خود عبور دهد "، نور در پشت این شیء دوباره به مسیر سابق برمیگردد، مانند اینکه تمام مدت در خط مستقیم حرکت میکرده است.

 

لئونهارت ادامه میدهد: "هر چیزی که در این حفره قرار داده شود از نظر پنهان خواهد ماند. این ماده، واسطه ای است که یک خطای باصره کامل را ایجاد میکند : نامریی بودن."

 

" چنین وسایلی میتوانند امکان پذیر باشند. روشی که در اینجا ایجاد شده است میتواند به کمک امواج الکتومغناطیس دیگر و صوت، در گریز نگارها نیز به کار گرفته شود.

 

این تئوری از روش مورد استفاده در بمب افکنهای مدرن استیلت ( stealth ) (به معنای پنهان کاری) که در آن با منعکس کردن امواج رادار از روی سطح خود، مانع دیده شدن میشدند، متفاوت است.

 

در روش مورد نظر، شیء در پوسته ای از متامتریال قرار میگیرد و میتواند خطایی حسی مانند سراب را ایجاد کند. متامتریال ها سازه هایی مرکب هستند که عمدا به شکلی طراحی شده اند که هیچ شباهتی با آنچه در طبیعت هست، نداشته باشند. آنها دارای خواص نامتعارفی مانند شکستن نور به شکلی منحصر به فرد هستند.

 

مطالعه بر روی ایده نامرئی شدن، مانند هر موضوع دیگری در فیزیک، به مقداری تخیل نیاز دارد.

 

دیوید شورینگ از دانشگاه دوک ( Duke University ) واقع در کارولینای شمالی میگوید: "فضا را به شکل یک پارچه بافتنی درنظر بگیرید و تصور کنید که بدون پاره کردن بافتنی و تنها با فروبردن شیئ نوک تیزی در میان نخها، سوراخی ایجاد میکنید."

 

" نور یا ریزموجها یا امواج رادار از میان نخهای پارچه عبور میکند و بدون دیدن این شیء، از آن عبور میکند. کافی است شما ماده ای با خواص صحیح را داشته باشید و بتوانید نور را هدایت کنید."

 

آزمایشگاه دانشگاه دوک کار بر روی متامتریال را با مجوزی از دایره پروژه های تحقیقاتی پیشرفته تدافعی ( Defense Advanced Research Projects Agency ) که بخشی از وزارت دفاع ایالات متحده است، آغاز کرد. چنین موادی میتوانند برای ساختن بخشهای الکترونیک بسیار سبک در هواپیماها و خودروها و همچنین عدسیهایی بسیار کارآمد استفاده شوند.

 

شورینگ و دیوید اسمیت در دانشگاه دوک به همکاری جان پندری ( John Pendry ) از کالج سلطنتی لندن، به ایده استفاده از این مواد برای شکستن نور و تابشهای الکترومغناطیسی دیگر دست یافتند.

 

به گفته اسمیت: "ما در حال کوشش برای راه اندازی نمایشی تجربی از این تاثیرات هستیم. هنوز چند قدم دیگر باید برداشته شود و ما در حال کار بر روی این قدمها هستیم."

 

او افزود هر کسی که بخواهد چنین پوششی را بسازد باید در ابتدا تصمیم بگیرد که قصد دارد از دید کدام پرتوها پنهان بماند. این نامرئی بودن میتواند به این شکل هم مورد استفاده قرار بگیرد، شخصی که از طیف نور مرئی پنهان شده است میتواند از ابزارهای ریزموجی، صوتی یا مادون قرمز برای دیدن بیرون استفاده کند.

 

شورینگ میگوید: "من میخواهم که از تمام طیف نور مرئی پنهان شوم و این کار بزرگی خواهد بود."

 

 

 

,,, توضیحی بیشتر بر عدم قطعیت ,,,

 

 

خدا طاس بازی نمی کند

آلبرت اینشتین

 

                                    

 

پدیدة کامپتون

 

اگر یک فوتون به ذرة بارداری برخورد کند بخشی از انرژی خود را به ذرة باردار خواهد داد و آن ذره را با زاویة بخصوصی منحرف می کند؛ که پس از برخورد، فوتون تخریب می شود و با کاهش انرژی همراه است که نتیجه اش تغییر بسامد می باشد.و انرژی ذره هم افزایش پیدا خواهد کرد که نتیجة این افزایش انرژی افزایش سرعت می باشد.

 

 

 اصل عدم قطعيت

 

این اصل همانطور که گفته شد توسط ورنر هایزنبرگ و با کمک های غیر قابل انکار بور در سال 1927 ارائه شد.

براي آنكه تکانه و وضعيت آینده ذره اي را پيش بيني كنيم بايد بتوانيم وضعيت و تکانه فعلي آن را به دقت اندازه بگيريم. بديهي است براي اندازه گيري بايد ذره را در پرتو نور مورد مطالعه قرار دهيم چون برخي از امواج نور به وسيله ذره پراكنده خواهند شد و در نتيجه وضعيت ذره مشخص مي شود . اما دقت اندازه گيري وضعيت يك ذره بناگزير از فاصله بين تاجهاي متوالي موج نور كمتر است در نتيجه براي تعيين دقيق وضعيت يك ذره بايد از نوري با طول موج كوتاه استفاده كرد. حال بنابر فرضيه كوانتوم پلانگ ، نمي توانيم هر قدر دلمان خواست مقدار نور را كم اختيار كنيم،  دست كم بايد يك كوانتوم نور مصرف كنيم. اين كوانتوم یا همان فوتون، ذره را متاثر خواهد كرد. از اين گذشته براي آنكه وضعيت ذره را هر چه دقيق تر اندازه بگيريم. بايد از نوري با طول موج كوتاهتر استفاده كنيم که با توجه به رابطه پلانگ که می گوید: فرکانس با انرژی رابطه مستقیم دارد، انرژی هم افزایش پیدا می کند و بنابراين انرژي هر كوانتوم بيشتر مي شود. با افزایش انرژی نور تابانده شده مقدار انرژی جنبشی که به الکترون تزریق می شود افزایش پیدا می کند. که باعث زیاد شدن اندازه حرکت الکترون می شود بنا براین هرچه تلاش کنیم که موقعیت الکترون را دقیق تر مشخص کنیم اندازه حرکت آنرا بیشتر تغییر خواهیم داد.

 

 هايزنبرگ در اصل عدم قطعيت خود نشان داد كه عدم قطعيت در تعيين وضعيت ذره ضربدر عدم قطعيت در تکانه ذره هرگز نمي تواند از ثابت پلانگ كمتر شود. البته اين مطلب را مي توان به صورتي ديگر نيز بيان كرد كه چنانچه با انرژي، يك سيستم را به دقت زياد بسنجيم، به نحوي كه عدم قطعيت انرژي بسيار كوچك باشد، عدم قطعيت در زمان بسيار بزرگ خواهد بود؛ حقيقت را مي توانيد به صورت زير تجسم كنيم:

به منظور تعيين دقيق انرژي، بايد مدت زماني دراز، سيستم را مشاهده كنيم. نتيجه چنين سنجش طويل المدتي، تعيين انرژي متوسط سيستم در طول آن مدت خواهد بود ولي غير ممكن است كه دقيقاً بگوييم در چه زماني (از مشاهده) سيستم داراي آن مقدار انرژي بوده  است، بدين معني كه عدم قطعيت در زمان بايد بسيار بزرگ باشد؛ به عبارت دیگر می توان مکان الکترون را دقیقا مشخص کرد اما نمی توان همزمان اندازه حرکت را نیز معین کرد.

 

اما قضیه به همین جا ختم بخیر نمی شود......

 

نکتة جالب در مورد این اصل اینست که برای اجسام ماکروسکوپیک هم بکار می رود:

 

بطور مثال یک توپ را در نظر بگیرید اگر این توپ را از ارتفاعی رهاکنیم به زمین می خورد و بر می گردد وآنقدر این کار را ادامه می دهد تا بایستد.اما آیا واقعا از حرکت ایستاده است. اصل عدم قطعیت می گوید نه! به این دلیل که اگر این توپ بخواهد دقیقا در یک نقطه باقی بماند در آن صورت مکان دقیقش مشخص می شود. طبق اصل عدم قطعیت اگر عدم قطعیت ما در مورد مکان کم باشد عدم قطعیت ما در مورد اندازه حرکت خیلی زیاد است. به حدی که اصلا نمی توانیم عددی برای اندازه حرکت قائل شویم و هر عددی که از ذهنمان بگذرد، قابل قبول است از جمله صفر. بنا براین احتمال اینکه توپ از حرکت ایستاده باشد یک بر بی نهایت یا همان صفر است. نتیجه اینکه توپ ما هیچگاه نمی تواند در یک نقطه بی حرکت بماند. ( یعنی به محض مشاهده، نور به آن انرژی وارد می کند پس ما هیچگاه نمی توانیم واقعیت یا همان از حرکت ایستادن توپ را ببینیم.) بوسیلة این اصل و استدلالی مشابه می توانیم توجیه کنیم که چرا ذرات داخل اتم مدام در حال حرکت هستند.

 

در رابطة کمی این اصل توازن دیمانسیونی برقرار است. چه در حالت انرژی-زمان و چه در حالت مکان-اندازه حرکت.

 

زوج دیگری هم که مورد بحث قرار میگیرد زوج اندازة حرکت زاویه ای - زاویه است.

 

هرچقدر قاطعیت مشاهده در مورد اسپین بیشتر باشد عدم قطعیت  در مورد مقدار زاویه ای که با این اسپین طی کرده است بیشتر است.