نویسنده: چارلز کیو چوی
مترجم: حبیب الله علیخانی
مترجم: حبیب الله علیخانی
قوی ترین تلسکوپ هایی فضایی، آنهایی هستند که بواسطه ی ماهواره های بزرگ به فضا پرتاب می شوند. امروزه، محققین ربات های جالب توجهی را پیشنهاد می دهند که می توانند در ساخت تلسکوپ های فضایی بزرگتر از تلسکوپ های قبلی، مورد استفاده قرار گیرند. این استراتژی می تواند همچنین کمک کند تا ایستگاه های برق قوی و همچنین معادن سیاره ای در فضا ساخته شوند.
مشابه بسیاری از کاربردها، تلسکوپ های بزرگتر، بهتر در فضا کار می کنند و هر چه تلسکوپ بزرگتر باشد، نور بیشتری می تواند جمع کند. این کار موجب می شود تا تصاویر با رزولیشن بهتری گرفته شود. یک استراتژی برای ایجاد GOAT، استفاده از ماهواره های مرکزی با بازوهای رباتیک است که می توانند قطعات آیینه را به هم مونتاژ کنند. یکی دیگر از پیشرفت ها، در حقیقت استفاده از آیینه های چند تکه است که هر کدام قابلیت حرکت بر روی هم را دارند. به هر حال، اندازه ی تلسکوپ های فضایی بواسطه ی قابلیت حمل راکت های فضایی و یا شاتل های فضایی، محدود می شود. تلسکوپ هایی که نور مرئی و فرابنفش را جذب می کنند، به صورت نمونه وار نیازمند آیینه هایی هستند و توسعه ی آیینه های با قابلیت لوله ای شدن، یک کار پیچیده می باشد.
یک راه جایگزین، پرتاب قطعات با استفاده از یک فضاپیمای بزرگتر می باشد. این قطعات می توانند در فضا مونتاژ شوند. امروزه، محققین انگلیسی پیشنهاد کرده اند که مدول های رباتیک، می توانند خود را مونتاژ کرده و به تلسکوپ های نجومی بسیار بزرگ (GOAT) تبدیل شوند.
این طراحی دارای دو آیینه ی حلقه ای شکل است که به صورت مرتبط کار کرده و مانند یک آیینه ی منفرد 25 متری عمل می کنند. این آیینه ها قابلیت جمع آوری نور مرئی و فروسرخ را دارا می باشند. برای مقایسه باید گفت، آیینه ی مورد استفاده در تلسکوپ فضایی هابل، 2.4 متر عرض دارد، در حالی که تلکسوپ فضایی جیمز وبر، دارای عرض 6.5 متر است.
GOAT می تواند به صورت بالقوه می تواند عوارض 10 تا 20 کیلوگرمی را در ژوپیتر و یا اجسام 200 کیلوگرمی بر روی پلوتو را شناسایی کند. پلتفرم های مشابه می تواند حتی برای مشاهده زمین نیز استفاده شود و بوسیله ی آن، اطلاعات آنلاین از عوارض زمین و سایر ویژگی ها بدست آید. این مسئله را کریگ اندروود (Craig Underwood) بیان می کند. این فرد در حقیقت مدیر گروه محیط زیست سیاره ای در مرکز فضایی سوری می باشد.
محققین تجسم کرده اند که GOAT به صورت منظم ارتفاع 35800 کیلومتری می چرخد. این میزان از ارتفاع به اندازه ی مناسبی بالاست که بتوان دسترسی بالقوه برای ترمیم، به روز رسانی و اقدامات سوخت گیری مجدد برای این تلسکوپ، وجود داشته باشد.
یک استراتژی برای ایجاد GOAT، استفاده از ماهواره های مرکزی با بازوهای رباتیک است که می توانند قطعات آیینه را به هم مونتاژ کنند. یکی دیگر از پیشرفت ها، در حقیقت استفاده از آیینه های چند تکه است که هر کدام قابلیت حرکت بر روی هم را دارند. محققین به این نکته اشاره کرده اند که استراتژی دوم ممکن است مضر باشد زیرا هر بخش آیینه ای ممکن است بیشتر عمر خود را به عنوان بخشی از یک بخش مونتاژ شده ی بزرگتر باشد (مشابه یک فضاپیمای شخصی خود مختار). به هر حال، آنها این مسئله را تذکر داده اند که به دلیل اینکه المان های هوشمند مستقل تر هستند، پرتاب آنها می تواند در طی زمان هزینه های ما را افزایش دهد. در نهایت، آنها گفته اند که ساخت GOAT ممکن است با استفاده از ترکیبی از این روش ها، انجام شود.
اگر هر کدام از بخش های آیینه ی GOAT نیازمند یک فضاپیمای مستقل 6 ضلعی باشد که 10 سانتیمتر عرض و 6 کیلوگرم وزن داشته باشد (مشابه اندازه ی کیوب ست که به صورت منظم در مدار قرار دارد)، محققین نیازمند 14000 بخش می باشند. یک ماهواره هاب مرکزی مورد نیاز است و همچنین چندین ماهواره ی کمکی نیز باید پرتاب شود تا بتواند المان ها را به خوبی مونتاژ کند. روی هم رفته، GOAT دارای وزنی در حدود 112 تن است که نیازمند 17 پرتابگر می باشد. هزینه ی هر کدام از این پرتاب گرها، 5 میلیارد دلار است. محققین گفته اند که در صورت استفاده از راکت های سنگین فالکون X اسپیس، هزینه های پرتاب به دو سوم، کاهش می یابد.
بسیاری از تیم های تحقیقاتی قبلی پیشنهاد داده اند که قطعات تلسکوپ از بخش های کوچک تر مونتاژ شوند. این مسئله بوسیله ی محققین آزمایشگاه پیشرانش NASA نیز مورد تأیید قرار گرفته است.
مونتاژ مستقل یک تسکوپ فضایی قابل تنظیم (AAReST ) برخی از تکنولوژی های مورد نیاز برای ماهواره های آینده را مورد بررسی قرار داده است. AAReST دارای دو بخش آیینه است که می تواند از فضاپیما جدا شوند و از رانشگرهای بوتانی برای مانور و انتقال خود به مکان مورد نظر بر روی ماهواره، استفاده کند. اسکنرهای لیزری فرابنفش نیز بر روی بخش ها قرار داده می شوند تا بدین صورت آنها بتوانند بخش های مختلف را تنظیم کنند.
ورژن نهایی از فضاپیمای AAReST هم اکنون تحت توسعه می باشد. این کار در دانشگاه سوری، انستیتوی تکنولوژی کالیفرنیا و انستیتوی علم فضایی هند، در حال انجام می باشد. آندروود می گوید: "امید است که این کار در سال 2019 به پایان برسد".
البته سایر روش ها برای ایجاد و ساخت فضاپیماهای برای انجام این اهداف وجود دارد. برای مثال، آنها می توانند از پرینت های سه بعدی برای تولید قطعات ماهواره در فضا استفاده کنند. این بخش ها سپس می توانند بر روی هم مونتاژ شوند. له هر حال، پلاگینو به این نکته اشاره می کند که تولید آیینه های تلسکوپ با کیفیت بالا و لنزهای مربوطه، نیازمند دقت در ابعاد نانومتری است، در حالی که "بالاترین دقتی که تاکنون با استفاده از پرینترهای سه بعدی بدست آمده است، در حد 10 میکرون است. ما باید بتوانیم توسعه های دیگری در زمینه ی تولید در فضا انجام دهیم اما از نظر من، ما باید با ساخت ساختارهایی ساده تر نسبت به تلسکوپ های فضایی شروع کنیم".
صور فلکی متشکل از ماهواره های مختلف نیز می توانند برای ساخت تلسکوپ های مختلف، مورد استفاده قرار گیرند. اندروود می گوید: از دید ما، این یک چالش قابل توجه است و در حقیقت کنترل های نهایی با دقت بالا، ضروری می باشد".
همچنین کاربردهای بالقوه ی زیادی برای این تکنولوژی مونتاژ، علاوه بر تلسکوپ، وجود دارد. یانگ گو، یک مهندس رباتیک از دانشگاه سوری انگلیس، می گوید: "ربات های اربیتالی و تکنولوژی AI، عموماً می تواند ما را قادر سازد تا در آینده ماهواره ها را تعمیر کنیم و آشغال های فضایی را جمع آوری کنیم". یکی دیگر از احتمال ها، تولید ماهواره هایی است که بتوانند انرژی خورشیدی را جمع آوری کنند و انرژی آنها را به زمین ارسال کنند.
ماهواره های مدولار ممکن است یک ویژگی کلیدی برای بررسی ها و کاوش های فضایی باشند. امروزه ناسا در جستجوی مونتاژ تلسکوپ هایی که می توانند دید بهتری از فضا به انسان بدهند. نتایج حاصل از این پژوهش در مجله ی آکتا استرونومیا به چاپ رسیده است.
استفاده از مطالب این مقاله با ذکر منبع راسخون، بلامانع می باشد.
منبع تحقیق :
https://www.insidescience.org
مشابه بسیاری از کاربردها، تلسکوپ های بزرگتر، بهتر در فضا کار می کنند و هر چه تلسکوپ بزرگتر باشد، نور بیشتری می تواند جمع کند. این کار موجب می شود تا تصاویر با رزولیشن بهتری گرفته شود. یک استراتژی برای ایجاد GOAT، استفاده از ماهواره های مرکزی با بازوهای رباتیک است که می توانند قطعات آیینه را به هم مونتاژ کنند. یکی دیگر از پیشرفت ها، در حقیقت استفاده از آیینه های چند تکه است که هر کدام قابلیت حرکت بر روی هم را دارند. به هر حال، اندازه ی تلسکوپ های فضایی بواسطه ی قابلیت حمل راکت های فضایی و یا شاتل های فضایی، محدود می شود. تلسکوپ هایی که نور مرئی و فرابنفش را جذب می کنند، به صورت نمونه وار نیازمند آیینه هایی هستند و توسعه ی آیینه های با قابلیت لوله ای شدن، یک کار پیچیده می باشد.
یک راه جایگزین، پرتاب قطعات با استفاده از یک فضاپیمای بزرگتر می باشد. این قطعات می توانند در فضا مونتاژ شوند. امروزه، محققین انگلیسی پیشنهاد کرده اند که مدول های رباتیک، می توانند خود را مونتاژ کرده و به تلسکوپ های نجومی بسیار بزرگ (GOAT) تبدیل شوند.
این طراحی دارای دو آیینه ی حلقه ای شکل است که به صورت مرتبط کار کرده و مانند یک آیینه ی منفرد 25 متری عمل می کنند. این آیینه ها قابلیت جمع آوری نور مرئی و فروسرخ را دارا می باشند. برای مقایسه باید گفت، آیینه ی مورد استفاده در تلسکوپ فضایی هابل، 2.4 متر عرض دارد، در حالی که تلکسوپ فضایی جیمز وبر، دارای عرض 6.5 متر است.
GOAT می تواند به صورت بالقوه می تواند عوارض 10 تا 20 کیلوگرمی را در ژوپیتر و یا اجسام 200 کیلوگرمی بر روی پلوتو را شناسایی کند. پلتفرم های مشابه می تواند حتی برای مشاهده زمین نیز استفاده شود و بوسیله ی آن، اطلاعات آنلاین از عوارض زمین و سایر ویژگی ها بدست آید. این مسئله را کریگ اندروود (Craig Underwood) بیان می کند. این فرد در حقیقت مدیر گروه محیط زیست سیاره ای در مرکز فضایی سوری می باشد.
محققین تجسم کرده اند که GOAT به صورت منظم ارتفاع 35800 کیلومتری می چرخد. این میزان از ارتفاع به اندازه ی مناسبی بالاست که بتوان دسترسی بالقوه برای ترمیم، به روز رسانی و اقدامات سوخت گیری مجدد برای این تلسکوپ، وجود داشته باشد.
یک استراتژی برای ایجاد GOAT، استفاده از ماهواره های مرکزی با بازوهای رباتیک است که می توانند قطعات آیینه را به هم مونتاژ کنند. یکی دیگر از پیشرفت ها، در حقیقت استفاده از آیینه های چند تکه است که هر کدام قابلیت حرکت بر روی هم را دارند. محققین به این نکته اشاره کرده اند که استراتژی دوم ممکن است مضر باشد زیرا هر بخش آیینه ای ممکن است بیشتر عمر خود را به عنوان بخشی از یک بخش مونتاژ شده ی بزرگتر باشد (مشابه یک فضاپیمای شخصی خود مختار). به هر حال، آنها این مسئله را تذکر داده اند که به دلیل اینکه المان های هوشمند مستقل تر هستند، پرتاب آنها می تواند در طی زمان هزینه های ما را افزایش دهد. در نهایت، آنها گفته اند که ساخت GOAT ممکن است با استفاده از ترکیبی از این روش ها، انجام شود.
اگر هر کدام از بخش های آیینه ی GOAT نیازمند یک فضاپیمای مستقل 6 ضلعی باشد که 10 سانتیمتر عرض و 6 کیلوگرم وزن داشته باشد (مشابه اندازه ی کیوب ست که به صورت منظم در مدار قرار دارد)، محققین نیازمند 14000 بخش می باشند. یک ماهواره هاب مرکزی مورد نیاز است و همچنین چندین ماهواره ی کمکی نیز باید پرتاب شود تا بتواند المان ها را به خوبی مونتاژ کند. روی هم رفته، GOAT دارای وزنی در حدود 112 تن است که نیازمند 17 پرتابگر می باشد. هزینه ی هر کدام از این پرتاب گرها، 5 میلیارد دلار است. محققین گفته اند که در صورت استفاده از راکت های سنگین فالکون X اسپیس، هزینه های پرتاب به دو سوم، کاهش می یابد.
بیشتر بخوانید: زندگی در فضا
بسیاری از تیم های تحقیقاتی قبلی پیشنهاد داده اند که قطعات تلسکوپ از بخش های کوچک تر مونتاژ شوند. این مسئله بوسیله ی محققین آزمایشگاه پیشرانش NASA نیز مورد تأیید قرار گرفته است.
مونتاژ مستقل یک تسکوپ فضایی قابل تنظیم (AAReST ) برخی از تکنولوژی های مورد نیاز برای ماهواره های آینده را مورد بررسی قرار داده است. AAReST دارای دو بخش آیینه است که می تواند از فضاپیما جدا شوند و از رانشگرهای بوتانی برای مانور و انتقال خود به مکان مورد نظر بر روی ماهواره، استفاده کند. اسکنرهای لیزری فرابنفش نیز بر روی بخش ها قرار داده می شوند تا بدین صورت آنها بتوانند بخش های مختلف را تنظیم کنند.
ورژن نهایی از فضاپیمای AAReST هم اکنون تحت توسعه می باشد. این کار در دانشگاه سوری، انستیتوی تکنولوژی کالیفرنیا و انستیتوی علم فضایی هند، در حال انجام می باشد. آندروود می گوید: "امید است که این کار در سال 2019 به پایان برسد".
البته سایر روش ها برای ایجاد و ساخت فضاپیماهای برای انجام این اهداف وجود دارد. برای مثال، آنها می توانند از پرینت های سه بعدی برای تولید قطعات ماهواره در فضا استفاده کنند. این بخش ها سپس می توانند بر روی هم مونتاژ شوند. له هر حال، پلاگینو به این نکته اشاره می کند که تولید آیینه های تلسکوپ با کیفیت بالا و لنزهای مربوطه، نیازمند دقت در ابعاد نانومتری است، در حالی که "بالاترین دقتی که تاکنون با استفاده از پرینترهای سه بعدی بدست آمده است، در حد 10 میکرون است. ما باید بتوانیم توسعه های دیگری در زمینه ی تولید در فضا انجام دهیم اما از نظر من، ما باید با ساخت ساختارهایی ساده تر نسبت به تلسکوپ های فضایی شروع کنیم".
صور فلکی متشکل از ماهواره های مختلف نیز می توانند برای ساخت تلسکوپ های مختلف، مورد استفاده قرار گیرند. اندروود می گوید: از دید ما، این یک چالش قابل توجه است و در حقیقت کنترل های نهایی با دقت بالا، ضروری می باشد".
همچنین کاربردهای بالقوه ی زیادی برای این تکنولوژی مونتاژ، علاوه بر تلسکوپ، وجود دارد. یانگ گو، یک مهندس رباتیک از دانشگاه سوری انگلیس، می گوید: "ربات های اربیتالی و تکنولوژی AI، عموماً می تواند ما را قادر سازد تا در آینده ماهواره ها را تعمیر کنیم و آشغال های فضایی را جمع آوری کنیم". یکی دیگر از احتمال ها، تولید ماهواره هایی است که بتوانند انرژی خورشیدی را جمع آوری کنند و انرژی آنها را به زمین ارسال کنند.
ماهواره های مدولار ممکن است یک ویژگی کلیدی برای بررسی ها و کاوش های فضایی باشند. امروزه ناسا در جستجوی مونتاژ تلسکوپ هایی که می توانند دید بهتری از فضا به انسان بدهند. نتایج حاصل از این پژوهش در مجله ی آکتا استرونومیا به چاپ رسیده است.
استفاده از مطالب این مقاله با ذکر منبع راسخون، بلامانع می باشد.
منبع تحقیق :
https://www.insidescience.org
