شاتل فضایی

در انتهای برنامه آپولو مقامات ناسا برنامه آینده فضایی ایالات متحده را بررسی می کردند. در آن زمان فضانوردان و تجهیزات توسط موشک های یکبار مصرف به فضا ارسال می شد و آنها به وسیله ای مطمین و کم هزینه نیاز داشتند که بتوانند از آن چندین بار استفاده کنند. به این ترتیب ایده شاتل فضایی را بوجود آوردند. این یک کار بزرگ و پروژه ای طولانی مدت بود که برای ارسال ۲ میلیون کیلوگرم تجهیزات و مسافربه مدار ۱۸۵تا۶۴۳ کیلومتری بالای زمین طراحی می شد. این شاتل نیاز
يکشنبه، 4 مرداد 1388
تخمین زمان مطالعه:
موارد بیشتر برای شما
شاتل فضایی
شاتل فضایی
شاتل فضایی




در انتهای برنامه آپولو مقامات ناسا برنامه آینده فضایی ایالات متحده را بررسی می کردند. در آن زمان فضانوردان و تجهیزات توسط موشک های یکبار مصرف به فضا ارسال می شد و آنها به وسیله ای مطمین و کم هزینه نیاز داشتند که بتوانند از آن چندین بار استفاده کنند. به این ترتیب ایده شاتل فضایی را بوجود آوردند. این یک کار بزرگ و پروژه ای طولانی مدت بود که برای ارسال ۲ میلیون کیلوگرم تجهیزات و مسافربه مدار ۱۸۵تا۶۴۳ کیلومتری بالای زمین طراحی می شد. این شاتل نیاز به سه موتور اصلی و مخزن سوخت بیرونی و دو موشک جامد تقویت کننده و نیز سیستم مدیریت مقصد داشت. ناسا شروع به مطالعه و طراحی شاتل فضایی کرد و بالاخره پس از سالها آزمایش روی بخشهای مختلف ۴ شاتل کلمبیا، آتلانتیس، دیسکاوری و چالنجرآماده پرواز شدند. پرواز اول در سال ۱۹۸۰ شاتل کلمبیا با خلبانی جان یانگ و رابرت کریمن با موفقیت انجام گرفت. در سال ۱۹۸۶ بخاطر ایجاد شعله در مخزن سوخت بیرونی شاتل چالنجر منفجر شد و تمام خدمه آن درراه علم از بین رفتند و این غمی بزرگ برای دوستداران فضا نوردی بود. برنامه سفر با شاتل ها جهت رفع اشکالات فنی چند سال به تعویق افتاد. بعد از این حادثه شاتلهای فضایی بازهم به کار خود ادامه دادند تا اینکه در روز شنبه ۱۲ بهمن ۱۳۸۱ در حدود ساعت ۱۴ به وقت جهانی هفت فضانورد شاتل کلمبیا در پایان یک مأموریت ۱۶ روزه علمی آماده میشدند که به زمن بازگردند، اما در کمال حریت مردمان این فضا پیما در اثر یک مشکل در قسمت مخازن سوخت منفجر شد و ازبین فت. این دومین بار در تاریخ فضانوردی بود که غم دیگری را برای آنها بناگذارد. اما ناسا به تحقیقات خود ادامه داد و توانست جایگاه خود را بازیابد. امروزه شاتل های فضایی قادرند تا ۱۰۰ پرواز به فضا را به راحتی انجام دهند. ماموریت شاتل های فضایی ۷یا ۸ روزه است. ولی قادرند بسته به ماموریت های محموله تا ۲۰ روز هم پرواز کنند. اجزای حرکتی شاتل عمدتا عبارتند از:
۱- دو موشک جامد تقویت کننده
۲- مخزن سوخت بیرونی
۳- سه موتور اصلی نصب شده روی مدار پیما
۴- سیستم مدیریت مقصد در فضا نصب شده روی مدار پیما
موشکهای جامد تقویت کننده فراهم کننده بیشترین نیرو ( حدود ۷۱%) برای بلند کردن شاتل فضایی از سکوی پرتاب هستند. 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 ۴۶ متر و وزن آنها همراه سوخت جامد به ۶۰۰ تن می رسد. داخل هر یک از این موشکها سوخت جامد- موتور احتراق- سیستم کنترلی رها شدن ( جدا شدن از شاتل ) و چتر فرود ( برای فرود سالم در اقیانوس و استفاده مجدد از موشکها ) تعبیه شده است.
مخزن سوخت بیرونی سوخت مایع موتورهای اصلی را در خود ذخیره دارد. ارتفاع این مخزن ۴۸ متر و قطر آن ۴/۸ متر می باشد و
قادر است ۲ میلیون لیتر سوخت ( با نسبت: اکسیژن یک و هیدروژن ۶ واحد) را در خود نگاه دارد. سه موتور روی مدار پیما ( هر کدام با ارتفاع ۳/۴ متر و عرض ۳/۲ متر) نصب شده اند. که سوخت مخزن بیرونی را که شامل اکسیژن و هیدروژن است را با هم ترکیب می کنند و باقیمانده نیرو را ( حدود ۲۹%) برای بلند کردن شاتل فراهم می کنند. موتورها قادرند حجم عظیمی از سوخت مخزن بیرونی را با سرعت و قدرت بسوزانند( معادل حجم یک استخر بزرگ در عرض ۱۰ ثانیه). آب حاصل از ترکیب اکسیژن و هیدروژن بخاطر گرمای فوق العاده سریع بخار می شود و می توان بخار حاصله را به هنگام بلند شدن شاتل مشاهده کرد. دو موتور سیستم مدیریت مقصد هم در بخش عقب مدارپیما روی دم های آن قرار دارند. این موتورها برای قرار دادن شاتل در مدار نهایی و تغییر مکان شاتل از مداری به مدار دیگر و کم کردن سرعت شاتل به هنگام فرود تعبیه شده اند. داخل این موتورها دو مخزن هلیم و اکسیدایزر قرار دارد. خاصیت این مواد در این است که در نبود اکسیژن می توانند با هم ترکیب شده و فوراً آتش بگیرند. در ضمن روی دماغه هم ۱۴ موتور جت کوچک نصب شده اند که از همین نوع سوخت استفاده می کنند.

مراحل پرتاب شاتل به فضا:

پس از آنکه شاتل در سکوی پرتاب آماده پرتاب شد از ۳۱ ثانیه قبل از پرتاب مراحل زیر اتفاق می افتد:
۳۱ ثانیه قبل: کامپیوترهای مرکزی تمام کنترل ها را بر عهده می گیرند.
۶/۶ ثانیه قبل: موتورهای اصلی نوبت به نوبت روشن می شوند و به ۹۰% قدرت خود می رسند.
۳ ثانیه قبل: موتورهای اصلی آماده پرتاب شاتل به فضا هستند.
لحظه پرتاب: موشکهای جامد تقویت کننده آتش می گیرند.
۲۰ ثانیه بعد: شاتل به طور مستقیم به فضا پرتاب می شود.
۶۰ ثانیه بعد: موتورهای اصلی به ۱۰۰ % قدرت خود می رسند.
۲ دقیقه بعد: در ارتفاع ۴۵ کیلومتری موشکهای جامد تقویت کننده از شاتل جدا می شوند. در این لحظه چتر نجات موشکها ی جدا شده باز می شوند تا ۲۰۰ کیلومتر دورتر و در اقیانوس آرام فرود آیند.
۵/۸ دقیقه بعد: موتورهای اصلی خاموش می شود.
۹ دقیقه بعد: مخزن سوخت بیرونی از شاتل جدا می شود و بخاطر برخورد با سرعت بالا به مولکولهای هوا در جو زمین می سوزد.
۵/۱۰ دقیقه بعد: موتورهای سیستم مدیریت مقصد روشن می شوند تا شاتل را در مدار پایینی قرار دهند.
۴۵ دقیقه بعد: موتورهای سیستم مدیریت مقصد دوباره روشن می شوند تا شاتل را در مدار بالا یی ( ارتفاع ۴۰۰ کیلومتری از سطح زمین ) قرار دارند.
اکنون شاتل به یک مدار پیما تبد یل شده و خارج از جو آماده ادامه ماموریت است.

مدار پیما:

در بخش میانی مدارپیما تجهیزات و بازوی مکانیکی و در بخش پیشانی مرکز فرمانده ای و محل اسقرار خدمه و مخازن هوا و غذا قرار دارد. وقتی مدارپیما به ایستگاه مورد نظر رسید دربهای بالای بدنه باز شده و تجهیزات توسط بازوی مکانیکی که درون آن تعبیه شده به ایستگاه تحویل می شود. هرگاه لازم باشد که مدارپیما جابجا شود ( مثلا" برای تنظیم کردن تلسکوپ یا عکس برداری از زمین) موتورهای کوچکی که روی دماغه تعبیه شده اند برای چند لحظه روشن می شوند تا مدار پیما به راحتی بچرخد یا دور بزند. در دماغه مدارپیما هم دربهای مخصوصی قرار دارند تا خدمه بتوانند از آن بیرون بیایند و خارج از مدارپیما به کارهای نصب و تعمیرات ایستگاهای فضایی و ماهواره ها رسیدگی کنند.
پس از آنکه ماموریت مدارپیما به اتمام رسید نوبت بازگشت به زمین می رسد. در اول فوریه سال ۲۰۰۳ قدیمی ترین مدارپیمای ناسا ( کلمبیا) در ارتفاع ۲۰۰ هزار پایی بالای سطح زمین منفجر شد و تمامی خدمه آن جان باختند. بازگشت مدارپیما یکی از حساسترین مراحل سفر است. ابتدا مدارپیما باید ۱۸۰ درجه گردش کند و سپس تحت زاویه خاص ( ۲۸ تا ۳۶ درجه) گردش کند تا سطح زیرین آن به اتمسفر برخورد کند. مدارپیما در این حالت با سرعت ۲۸ هزار کیلومتر در ساعت از اتمسفر زمین عبور می کند و دمای سطح آن در این لحظه به ۳۰۰۰ درجه سانتیگراد می رسد. به همین دلیل سطح مدارپیما را از مواد خاص (ترکیبات سخت کربن ) می سازند تا در برابر حرارت شدید مقاوم باشد پس از اینکه مدار پیما از جو عبور کرد به ارتفاعی می رسد که غلظت هوا در آنجا زیاد است. از این به بعد مدار پیما مانند هواپیما با کمک بالها در یک ناحیه s شکل ابتدا تحت زاویه ۴۰ درجه وسپس ۲۰ درجه به طرف زمین مانور میدهد تا سرعت سقوطش کم شود. پس از اینکه مدارپیما به باند فرود رسید دماغه را بالا می آورد وسپس چتر سرعت گیر را باز میکند تا آرام روی باند توقف کند .
منبع:http://www.academist.ir




نظرات کاربران
ارسال نظر
با تشکر، نظر شما پس از بررسی و تایید در سایت قرار خواهد گرفت.
متاسفانه در برقراری ارتباط خطایی رخ داده. لطفاً دوباره تلاش کنید.
مقالات مرتبط
موارد بیشتر برای شما
واکنش سخنگوی دولت به تحولات اخیر سوریه
play_arrow
واکنش سخنگوی دولت به تحولات اخیر سوریه
کاروان امنیتی نتانیاهو به سمت دادگاه تل‌آویو برای بازجویی
play_arrow
کاروان امنیتی نتانیاهو به سمت دادگاه تل‌آویو برای بازجویی
بازگشت اعتماد به نفس به ملت ایران یکی از دستاوردهای انقلاب اسلامی است
play_arrow
بازگشت اعتماد به نفس به ملت ایران یکی از دستاوردهای انقلاب اسلامی است
کارشناس برنامه شبکه افق صداوسیما: ایران را رهبر محور مقاومت می‌دانند؛ در جنگ با اسرئیل زدیم و خوردیم!
play_arrow
کارشناس برنامه شبکه افق صداوسیما: ایران را رهبر محور مقاومت می‌دانند؛ در جنگ با اسرئیل زدیم و خوردیم!
گزارش متفاوت و خبرساز صداوسیما با عنوان «چرا ایران مانع رفتن بشار اسد نشد؟»
play_arrow
گزارش متفاوت و خبرساز صداوسیما با عنوان «چرا ایران مانع رفتن بشار اسد نشد؟»
نتانیاهو: جولان بخش جدایی‌ناپذیر از اسرائیل باقی خواهد ماند
play_arrow
نتانیاهو: جولان بخش جدایی‌ناپذیر از اسرائیل باقی خواهد ماند
دیدار احمد جولانی با نخست وزیر دولت سابق برای هماهنگی انتقال قدرت
play_arrow
دیدار احمد جولانی با نخست وزیر دولت سابق برای هماهنگی انتقال قدرت
ابومحمد الجولانی کیست؟
play_arrow
ابومحمد الجولانی کیست؟
یارانۀ پردرآمدها حذف می‌شود
play_arrow
یارانۀ پردرآمدها حذف می‌شود
چرا مردم سوریه از رفتن بشار اسد خیلی خوشحال شدند؟
play_arrow
چرا مردم سوریه از رفتن بشار اسد خیلی خوشحال شدند؟
محتوای جلسه خصوصی لاریجانی با بشار اسد چه بود؟!
play_arrow
محتوای جلسه خصوصی لاریجانی با بشار اسد چه بود؟!
راجع به توصیه امام زمان(عج) به علی بن مهزیار چه می دانید؟
راجع به توصیه امام زمان(عج) به علی بن مهزیار چه می دانید؟
حمله جنگنده‌های اسرائیلی به بندر لاذقیه
play_arrow
حمله جنگنده‌های اسرائیلی به بندر لاذقیه
کوادکوپترهای اسرائیلی در تور سرایا القدس
play_arrow
کوادکوپترهای اسرائیلی در تور سرایا القدس
تشییع شهید حزب‌الله زیر پرچم ایران
play_arrow
تشییع شهید حزب‌الله زیر پرچم ایران