پرش به محتوا

فضاپیمای بدون سرنشین

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
The uncrewed resupply vessel Progress M-06MGalileo space probe, prior to departure from Earth orbit in ۱۹۸۹
The uncrewed ATV-2 Johannes Kepler approaches the crewed International Space Station.
Spaceplane Buran launched, orbited Earth, and landed as an uncrewed spacecraft in 1988 (shown here at an airshow).
  • بالا: فضاپیمای بدون سرنشین پروگرس M-06M. (بالا سمت چپ): فضاپیمای بدون سرنشین گالیله، پیش از ترک مدار زمین در سال ۱۹۸۹. (سمت راست): فضاپیمای بدون سرنشین یووهان کپلر ATV-2 در حال نزدیک شدن به ایستگاه فضایی سرنشین‌دار ISS (سمت چپ پایین).
  • پایین: فضاپیمای بوران، فضاپیمایی که بدون خدمه به مدار پیرامون زمین پرتاب شد و زمین را دور زد و به عنوان یک فضاپیمای بدون سرنشین در سال ۱۹۸۸ فرودآمد. (نمایش در یک نمایشگاه هوایی)

فضاپیمای بدون سرنشین یا رباتیک، (به انگلیسی: Uncrewed spacecraft)، فضاپیمایی بدون فرد یا افرادی در فضاپیما است که برای پروازهای فضایی رباتیک مورد استفاده قرار می‌گیرد. فضاپیماهای بدون سرنشین می‌توانند سطوح مختلفی استقلال از داده‌های ورودی انسان داشته باشند. آنها ممکن است با کنترل از راه دور، هدایت از راه دور یا حتی خودمختار باشند، به این معنی که یک لیست از پیش برنامه‌ریزی شده‌ای داشته‌باشند، که آنها را اجرا می‌کنند مگر اینکه دستور دیگری به آنها داده شود.

بسیاری از فضاپیماهای قابل زندگی نیز دارای ویژگی‌های مختلفی از ویژگی‌های روباتیک هستند. به عنوان مثال، ایستگاه‌های فضایی سالیوت ۷ و میر، و ماژول ایستگاه فضایی بین‌المللی زاریا، قادر به مانور نگهداری رباتیک ایستگاه و مانور لنگرگیری از راه دور با هر دوی تدارکات دوره‌ای و ماژول‌های جدید بودند. متداول‌ترین شاخه‌ها در استفاده از فضاپیمای بدون سرنشین عبارتند از: فضاپیماهای روباتیک، فضاپیماهای پشتیبانی بدون سرنشین، پروب‌های فضایی و رصدخانه‌های فضایی هستند. البته هر فضاپیمای بدون سرنشین یک فضاپیمای روباتیک نیست. به عنوان مثال، یک توپ بازتابندهٔ نور در فضا یک فضاپیمای بدون رباتیک است.

الگو:نیازمند منبع بیشتر الگو:تاریخها را به صورت DMY بنویسید الگو:چندگانه تصویر

فضاپیمای بی‌سرنشین یا فضاپیمای رباتیک، فضاپیماهایی هستند که افراد در آن‌ها حضور ندارند. فضاپیماهای بی‌سرنشین ممکن است سطوح مختلفی از خودمختاری از ورودی انسانی داشته باشند، مانند کنترل از راه دور، یا هدایت از راه دور. آن‌ها همچنین می‌توانند خودمختار باشند، به این معنی که یک لیست از عملیات از پیش برنامه‌ریزی‌شده دارند که در صورت عدم دستور دیگر، اجرا خواهند شد. یک فضاپیمای رباتیک برای اندازه‌گیری‌های علمی اغلب کاوشگر فضایی یا رصدخانه فضایی نامیده می‌شود.

بسیاری از مأموریت‌های فضایی به دلیل هزینه و عوامل خطر کمتر، بیشتر مناسب عملیات تله‌رباتیک هستند تا عملیات سرنشین‌دار. علاوه بر این، برخی از مقاصد سیاره‌ای مانند ناهید یا مجاورت مشتری با فناوری فعلی برای بقای انسان بسیار خصمانه هستند. سیارات بیرونی مانند زحل، اورانوس و نپتون برای دستیابی با فناوری فعلی پرواز فضایی سرنشین‌دار بسیار دور هستند، بنابراین کاوشگرهای تله‌رباتیک تنها راه برای کاوش آن‌ها هستند. تله‌رباتیک همچنین امکان کاوش مناطقی را فراهم می‌کند که در برابر آلودگی توسط ریزاندامگان زمینی آسیب‌پذیر هستند، زیرا فضاپیماها می‌توانند استریل شوند. انسان‌ها را نمی‌توان به همان روش یک فضاپیما استریل کرد، زیرا آن‌ها با تعداد زیادی ریزاندامگان همزیستی می‌کنند و این ریزاندامگان نیز به‌سختی در داخل یک فضاپیما یا لباس فضایی محصور می‌شوند.

اولین مأموریت فضایی بی‌سرنشین، اسپوتنیک بود که در ۴ اکتبر ۱۹۵۷ برای گردش به دور زمین پرتاب شد. تقریباً تمام ماهواره‌ها، فرودگرها و مریخ‌نوردها فضاپیماهای رباتیک هستند. هر فضاپیمای بی‌سرنشین، یک فضاپیمای رباتیک نیست؛ برای مثال، یک توپ بازتاب‌دهنده یک فضاپیمای بی‌سرنشین غیررباتیک است. مأموریت‌های فضایی که در آن‌ها حیوانات دیگری به جز انسان حضور دارند، مأموریت‌های بی‌سرنشین نامیده می‌شوند.

بسیاری از فضاپیماهای قابل سکونت نیز دارای سطوح مختلفی از قابلیت‌های رباتیک هستند. برای مثال، ایستگاه‌های فضایی سال یوت ۷ و میر، و ماژول ایستگاه فضایی بین‌المللی زاریا، قادر به مانورهای نگهداری ایستگاه و اتصال هدایت‌شده از راه دور با هر دو فضاپیمای ترابری و ماژول‌های جدید بودند. از فضاپیمای ترابری بی‌سرنشین به طور فزاینده‌ای برای ایستگاه‌های فضایی سرنشین‌دار استفاده می‌شود.

تاریخچه

[ویرایش | اشتراک‌گذاری]
یک نمونه بازسازی‌شده از اسپوتنیک ۱ درموزه ملی هوا و فضای ایالات متحده
یک نمونه بازسازی‌شده از اکسپلورر ۱

اولین فضاپیمای رباتیک توسط اتحاد جماهیر شوروی (USSR) در ۲۲ ژوئیه ۱۹۵۱ پرتاب شد، یک پرواز زیرمداری که دو سگ به نام‌های دزیک و تسیگان را حمل می‌کرد.[۱] چهار پرواز دیگر از این دست تا پاییز ۱۹۵۱ انجام شد.

اولین ماهواره مصنوعی، اسپوتنیک ۱، در ۴ اکتبر ۱۹۵۷ توسط شوروی در مداری به ابعاد ۲۱۵-در-۹۳۹-کیلومتر (۱۱۶-در-۵۰۷-مایل-دریایی) вокруг زمین قرار گرفت. در ۳ نوامبر ۱۹۵۷، شوروی اسپوتنیک ۲ را در مدار قرار داد. اسپوتنیک ۲ با وزن ۱۱۳ کیلوگرم (۲۴۹ پوند)، اولین حیوان را به مدار برد، سگی به نام لایکا.[۲]از آنجایی که ماهواره برای جدا شدن از مرحله بالایی وسیله پرتاب خود طراحی نشده بود، جرم کل در مدار ۵۰۸٫۳ کیلوگرم (۱٬۱۲۱ پوند) بود.[۳]

در یک رقابت نزدیک با شوروی، ایالات متحده اولین ماهواره مصنوعی خود، اکسپلورر ۱، را در ۳۱ ژانویه ۱۹۵۸ در مداری به ابعاد ۳۵۷-در-۲٬۵۴۳-کیلومتر (۱۹۳-در-۱٬۳۷۳-مایل-دریایی) پرتاب کرد. اکسپلورر I یک استوانه به طول ۲۰۵-سانتیمتر (۸۰٫۷۵-اینچ) و قطر ۱۵٫۲-سانتیمتر (۶٫۰۰-اینچ) بود که ۱۴٫۰ کیلوگرم (۳۰٫۸ پوند) وزن داشت، در مقایسه با اسپوتنیک ۱، که یک کره ۵۸-سانتیمتر (۲۳-اینچ) بود و ۸۳٫۶ کیلوگرم (۱۸۴ پوند) وزن داشت. اکسپلورر ۱ حسگرهایی را حمل می‌کرد که وجود کمربندهای وان آلن را تأیید کرد، یک کشف علمی بزرگ در آن زمان، در حالی که اسپوتنیک ۱ هیچ حسگر علمی‌ای حمل نمی‌کرد. در ۱۷ مارس ۱۹۵۸، ایالات متحده دومین ماهواره خود، وانگارد ۱ را در مدار قرار داد، که حدوداً به اندازه یک گریپ‌فروت بود و تا سال تا تاریخ ۲۰۱۶ در مداری به ابعاد ۶۷۰-در-۳٬۸۵۰-کیلومتر (۳۶۰-در-۲٬۰۸۰-مایل-دریایی) باقی ماند.

اولین کاوشگر قمری مورد尝试، لونا E-1 No.1 بود که در ۲۳ سپتامبر ۱۹۵۸ پرتاب شد. هدف یک کاوشگر قمری بارها و بارها با شکست مواجه شد تا اینکه در ۴ ژانویه ۱۹۵۹ لونا ۱ دور ماه و سپس خورشید گردش کرد.

موفقیت این مأموریت‌های اولیه، مسابقه‌ای بین ایالات متحده و شوروی برای پیشی گرفتن از یکدیگر با کاوشگرهای جاه‌طلبانه‌تر را آغاز کرد. مارینر ۲ اولین کاوشگری بود که سیاره دیگری را مطالعه کرد و در سال ۱۹۶۲ دمای بسیار بالای زهره را برای دانشمندان فاش کرد، در حالی که ونرا ۴ شوروی اولین کاوشگر جوی بود که زهره را مطالعه کرد. پرواز نزدیک مارینر ۴ از مریخ در سال ۱۹۶۵ اولین تصاویر از سطح دهانه‌ای آن را گرفت، که شوروی چند ماه بعد با تصاویری از سطح آن از لونا ۹ به آن پاسخ داد. در سال ۱۹۶۷، سرویور ۳ آمریکا اطلاعاتی درباره سطح ماه جمع‌آوری کرد که دو سال بعد برای مأموریت آپولو ۱۱ که انسان‌ها را روی ماه فرود آورد، حیاتی ثابت شد.[۴]

اولین کاوشگر بین‌ستاره‌ای وویجر ۱ بود که در ۵ سپتامبر ۱۹۷۷ پرتاب شد. این کاوشگر در ۲۵ اوت ۲۰۱۲ وارد فضای بین‌ستاره‌ای شد،[۵] و به دنبال آن دوقلوی آن وویجر ۲ در ۵ نوامبر ۲۰۱۸.[۶]

نه کشور دیگر با استفاده از وسایل پرتاب خود موفق به پرتاب ماهواره شده‌اند: فرانسه (۱۹۶۵)،[۷] ژاپن[۸] و چین (۱۹۷۰)،[۹] بریتانیا (۱۹۷۱)،[۱۰] هند (۱۹۸۰)،[۱۱] اسرائیل (۱۹۸۸)،[۱۲] ایران (۲۰۰۹)،[۱۳] کره شمالی (۲۰۱۲)،[۱۴] و کره جنوبی (۲۰۲۲).[۱۵]

طراحی

[ویرایش | اشتراک‌گذاری]

الگو:بخش بیش از حد

در طراحی فضاپیما، نیروی هوایی ایالات متحده آمریکا یک وسیله نقلیه را متشکل از بار مفید مأموریت و اتوبوس (یا پلتفرم) در نظر می‌گیرد. اتوبوس ساختار فیزیکی، کنترل حرارتی، توان الکتریکی، کنترل وضعیت و تلهمتری، ردیابی و فرماندهی را فراهم می‌کند.[۱۶]

آزمایشگاه پیشرانه جت (JPL) "سیستم پرواز" یک فضاپیما را به زیرسیستم‌ها تقسیم می‌کند.[۱۷] این موارد شامل:

ساختار

[ویرایش | اشتراک‌گذاری]
تصویری از فضاپیمای برنامه‌ریزی‌شدهاوریون ناسا در حال نزدیک شدن به یک وسیله نقلیه رباتیک جمع‌آوری سیارک

ساختار فیزیکی ستون فقرات، که

· یکپارچگی مکانیکی کلی فضاپیما را فراهم می‌کند · اطمینان حاصل می‌کند که اجزای فضاپیما پشتیبانی می‌شوند و می‌توانند بارهای پرتاب را تحمل کنند

پردازش داده

[ویرایش | اشتراک‌گذاری]

این گاهی به عنوان زیرسیستم فرمان و داده اشاره می‌شود.این اغلب مسئول:

· ذخیره سازی توالی فرمان · نگهداری ساعت فضاپیما · جمع‌آوری و گزارش داده‌های تلهمتری فضاپیما (مانند سلامت فضاپیما) · جمع‌آوری و گزارش داده‌های مأموریت (مانند تصاویر عکاسی)

تعیین و کنترل وضعیت

[ویرایش | اشتراک‌گذاری]

این سیستم عمدتاً مسئول جهت‌گیری صحیح فضاپیما در فضا (وضعیت) علیرغم اختلالات خارجی - اثرات گرادیان گرانشی، گشتاورهای میدان مغناطیسی، تابش خورشیدی و کشش آیرودینامیکی است؛ علاوه بر این ممکن است لازم باشد قطعات متحرک، مانند آنتن‌ها و آرایه‌های خورشیدی را reposition کند.[۱۸]

ورود،下降 و فرود

[ویرایش | اشتراک‌گذاری]

سنجش یکپارچه یکالگوریتم تبدیل تصویر را برای تفسیر داده‌های تصویری فوری ادغام می‌کند، تشخیص و اجتناب بلادرنگ از خطرات زمینی که ممکن است مانع فرود ایمن شود را انجام می‌دهد، و دقت فرود در یک سایت مورد نظر با استفاده از تکنیک‌های محلی‌سازی نشانه را افزایش می‌دهد. سنجش یکپارچه این وظایف را با تکیه بر اطلاعات از پیش ضبط‌شده و دوربین‌ها برای درک موقعیت خود و تعیین موقعیت خود و اینکه آیا صحیح است یا نیاز به اصلاح دارد (محلی‌سازی) انجام می‌دهد. دوربین‌ها همچنین برای تشخیص هرگونه خطر احتمالی استفاده می‌شوند، خواه افزایش مصرف سوخت باشد یا یک خطر فیزیکی مانند یک نقطه فرود نامناسب در یک دهانه یا کنار پرتگاه که فرود را بسیار غیرایده‌آل می‌کند (ارزیابی خطر).

فرود بر زمین پرخطر
[ویرایش | اشتراک‌گذاری]

در مأموریت‌های کاوش سیاره‌ای مربوط به فضاپیماهای رباتیک،سه بخش کلیدی در فرآیندهای فرود بر سطح سیاره برای اطمینان از یک فرود ایمن و موفق وجود دارد.[۱۹] این فرآیند شامل ورود به میدان گرانش و جو سیاره،下降 از طریق آن جو به سمت یک منطقه مورد نظر/هدف‌گیری‌شده با ارزش علمی، و یک فرود ایمن است که تضمین می‌کند یکپارچگی ابزارهای روی فضاپیما حفظ شده است. در حالی که فضاپیمای رباتیک از این بخش‌ها عبور می‌کند، همچنین باید قادر به تخمین موقعیت خود نسبت به سطح باشد تا کنترل قابل اعتماد خود و توانایی آن برای مانور خوب را تضمین کند. فضاپیمای رباتیک همچنین باید به طور کارآمد ارزیابی خطر و تنظیمات مسیر را در زمان واقعی برای اجتناب از خطرات انجام دهد. برای دستیابی به این، فضاپیمای رباتیک نیاز به دانش دقیق از محل قرارگیری فضاپیما نسبت به سطح (محلی‌سازی)، آنچه ممکن است به عنوان خطرات از زمین ایجاد کند (ارزیابی خطر)، و جایی که فضاپیما در حال حاضر باید به سمت آن هدایت شود (اجتناب از خطر) دارد. بدون قابلیت عملیات برای محلی‌سازی، ارزیابی خطر و اجتناب، فضاپیمای رباتیک ناامن می‌شود و به راحتی می‌تواند وارد موقعیت‌های خطرناک مانند برخورد با سطح، سطوح نامطلوب مصرف سوخت و/یا مانورهای ناامن شود.

ارتباطات از راه دور

[ویرایش | اشتراک‌گذاری]

اجزای زیرسیستمارتباطات از راه دور شامل آنتن‌های رادیویی، فرستنده‌ها و گیرنده‌ها هستند. اینها ممکن است برای ارتباط با ایستگاه‌های زمینی روی زمین، یا با فضاپیماهای دیگر استفاده شوند.[۲۰]

توان الکتریکی

تأمین توان الکتریکی روی فضاپیماها عموماً از سلول‌های فتوولتائیک (خورشیدی) یا از یک ژنراتور ترموالکتریک رادیوایزوتوپ به دست می‌آید. سایر اجزای زیرسیستم شامل باتری‌ها برای ذخیره توان و مدارهای توزیع هستند که اجزا را به منابع توان متصل می‌کنند.[۲۱]

کنترل دما و محافظت از محیط

[ویرایش | اشتراک‌گذاری]

فضاپیماها اغلب با عایق‌کاری در برابر نوسانات دما محافظت می‌شوند. برخی فضاپیماها از آینه‌ها و سایبان‌های خورشیدی برای محافظت اضافی در برابر گرمایش خورشیدی استفاده می‌کنند. آن‌ها همچنین اغلب نیاز به محافظت در برابر ریزشهاب‌سنگ‌ها و زباله‌های مداری دارند.[۲۲]

پیشرانه

[ویرایش | اشتراک‌گذاری]

پیشرانه فضاپیما روشی است که به یک فضاپیما اجازه می‌دهد با تولید رانش برای هل دادن به جلو در فضا سفر کند.[۲۳] با این حال، یک سیستم پیشرانه جهانی وجود ندارد: تک‌پیشران، دوپیشران، پیشرانه یونی و غیره. هر سیستم پیشرانه رانش را به روش کمی متفاوت تولید می‌کند و هر سیستم مزایا و معایب خود را دارد. اما، بیشتر پیشرانه فضاپیماهای امروزی بر اساس موتورهای راکت است. ایده کلی پشت موتورهای راکت این است که وقتی یک اکسیدکننده به منبع سوخت می‌رسد، یک آزادسازی انفجاری انرژی و گرما در سرعت‌های بالا وجود دارد که فضاپیما را به جلو می‌راند. این به دلیل یک اصل اساسی شناخته‌شده به عنوان قانون سوم نیوتن اتفاق می‌افتد. به گفته نیوتن، "برای هر عملی یک عکس‌العمل مساوی و مخالف وجود دارد." همانطور که انرژی و گرما از پشت فضاپیما آزاد می‌شود، ذرات گاز به اطراف رانده می‌شوند تا به فضاپیما اجازه دهند به جلو رانش کند. دلیل اصلی استفاده از موتور راکت امروزی این است که راکت‌ها قدرتمندترین شکل پیشرانه هستند که وجود دارد.

تک‌پیشران

برای کار کردن یک سیستم پیشرانه، معمولاً یک خط اکسیدکننده و یک خط سوخت وجود دارد. به این ترتیب، پیشرانه فضاپیما کنترل می‌شود. اما در یک پیشرانه تک‌پیشران، هیچ نیازی به خط اکسیدکننده نیست و فقط به خط سوخت نیاز است.[۲۴] این کار به این دلیل است که اکسیدکننده به طور شیمیایی در خود مولکول سوخت پیوند خورده است. اما برای کنترل سیستم پیشرانه، احتراق سوخت فقط می‌تواند به دلیل وجود یک کاتالیزور رخ دهد. این به دلیل سبک‌تر و ارزان‌تر کردن موتور راکت، آسان‌کنترل‌کردن و قابل اعتمادتر بودن، کاملاً سودمند است. اما، نقطه ضعف این است که این ماده شیمیایی برای تولید، ذخیره و حمل بسیار خطرناک است.

دوپیشران

یک سیستم پیشرانه دوپیشران یک موتور راکت است که از یک پیشران مایع استفاده می‌کند.[۲۵] این بدان معنی است که هر دو خط اکسیدکننده و سوخت در حالت مایع هستند. این سیستم منحصر به فرد است زیرا به هیچ سیستم احتراقی نیاز ندارد، دو مایع به محض تماس با یکدیگر به طور خودجوش می‌سوزند و پیشرانه برای هل دادن فضاپیما به جلو تولید می‌کنند. مزیت اصلی داشتن این فناوری این است که این گونه مایعات چگالی نسبتاً بالایی دارند، که اجازه می‌دهد حجم مخزن پیشران کوچک باشد، بنابراین کارایی فضا را افزایش می‌دهد. نقطه ضعف آن همانند سیستم پیشرانه تک‌پیشران است: برای تولید، ذخیره و حمل بسیار خطرناک است.

یونی

یک سیستم پیشرانه یونی نوعی موتور است که رانش را به وسیله بمباران الکترونی یا شتاب‌دهی یون‌ها تولید می‌کند.[۲۶] با شلیک الکترون‌های پرانرژی به یک اتم پیشران (بار خنثی)، الکترون‌ها از اتم پیشران حذف می‌شوند و این باعث می‌شود اتم پیشران به یک اتم با بار مثبت تبدیل شود. یون‌های با بار مثبت هدایت می‌شوند تا از طریق توری‌های با بار مثبت که حاوی هزاران سوراخ دقیق ترازشده هستند و در ولتاژهای بالا کار می‌کنند، عبور کنند. سپس، یون‌های با بار مثبت ترازشده از طریق یک شتاب‌دهنده با بار منفی شتاب می‌گیرند که سرعت یون‌ها را تا ۴۰ کیلومتر بر ثانیه (۹۰٬۰۰۰ مایل بر ساعت) افزایش می‌دهد. تکانه این یون‌های با بار مثبت، رانش برای پیشرانش فضاپیما به جلو را فراهم می‌کند. مزیت داشتن این نوع پیشرانه این است که در حفظ سرعت ثابت بسیار کارآمد است، که برای سفر فضایی عمیق مورد نیاز است. با این حال، مقدار رانش تولید شده بسیار کم است و برای کارکرد به توان الکتریکی زیادی نیاز دارد.

دستگاه‌های مکانیکی

[ویرایش | اشتراک‌گذاری]

اجزای مکانیکی اغلب نیاز به حرکت برای استقرار پس از پرتاب یا قبل از فرود دارند.علاوه بر استفاده از موتورها، بسیاری از حرکات یکباره توسط دستگاه‌های پیروتکنیک کنترل می‌شوند.[۲۷]

فضاپیمای رباتیک در مقابل فضاپیمای بی‌سرنشین

[ویرایش | اشتراک‌گذاری]

فضاپیماهای رباتیک سیستم‌هایی هستند که به طور خاص برای یک محیط خصمانه خاص طراحی شده‌اند.[۲۸] به دلیل مشخصات آن‌ها برای یک محیط خاص، از نظر پیچیدگی و قابلیت‌ها به شدت متفاوت است. در حالی که یک فضاپیمای بی‌سرنشین، فضاپیمایی بدون پرسنل یا خدمه است و توسط کنترل خودکار (بدون مداخله انسانی اقدام می‌کند) یا کنترل از راه دور (با مداخله انسانی) عمل می‌کند. اصطلاح 'فضاپیمای بی‌سرنشین' دلالت بر این ندارد که فضاپیما رباتیک است.

کنترل

[ویرایش | اشتراک‌گذاری]

فضاپیماهای رباتیک ازتلهمتری برای ارسال رادیویی داده‌های کسب‌شده و اطلاعات وضعیت وسیله نقلیه به زمین استفاده می‌کنند. اگرچه عموماً به عنوان "کنترل از راه دور" یا "تله‌رباتیک" اشاره می‌شود، اولین فضاپیماهای مداری - مانند اسپوتنیک ۱ و اکسپلورر ۱ - سیگنال‌های کنترل از زمین را دریافت نمی‌کردند. به زودی پس از این فضاپیماهای اولیه، سیستم‌های فرمان برای اجازه کنترل از راه دور از زمین توسعه یافتند. افزایش خودمختاری برای کاوشگرهای دور مهم است، جایی که زمان سفر نور از تصمیم‌گیری و کنترل سریع از زمین جلوگیری می‌کند. کاوشگرهای جدیدتر مانند کاسینی-هویگنس و مریخ‌نوردهای اکتشاف مریخ بسیار خودمختار هستند و از رایانه‌های روی‌برد برای عمل مستقل برای دوره‌های زمانی طولانی استفاده می‌کنند.[۲۹][۳۰]

کاوشگرها و رصدخانه‌های فضایی

[ویرایش | اشتراک‌گذاری]

یک کاوشگر فضایی یک فضاپیمای رباتیک است که به دور زمین نمی‌چرخد، بلکه به کاوش بیشتر در فضای بیرونی می‌پردازد. کاوشگرهای فضایی مجموعه‌های مختلفی از ابزارهای علمی روی برد دارند. یک کاوشگر فضایی ممکن است به ماه نزدیک شود؛ از فضای بین‌سیاره‌ای عبور کند؛ از کنار سایر اجرام سیاره‌ای عبور کند، به دور آن‌ها بچرخد یا بر روی آن‌ها فرود آید؛ یا وارد فضای بین‌ستاره‌ای شود. کاوشگرهای فضایی داده‌های جمع‌آوری‌شده را به زمین ارسال می‌کنند. کاوشگرهای فضایی می‌توانند مدارگرد، فرودگر و مریخ‌نورد باشند. کاوشگرهای فضایی همچنین می‌توانند مواد را از هدف خود جمع‌آوری کنند و به زمین بازگردانند.[۳۱][۳۲]

هنگامی که یک کاوشگر مجاورت زمین را ترک کند، مسیر آن به احتمال زیاد آن را در امتداد یک مدار حول خورشید مشابه مدار زمین قرار خواهد داد. برای رسیدن به سیاره دیگر، ساده‌ترین روش عملی، یک مدار انتقال هومان است. تکنیک‌های پیچیده‌تر، مانند قلاب گرانشی، می‌توانند سوخت‌کارآمدتر باشند، اگرچه ممکن است نیاز داشته باشند کاوشگر زمان بیشتری را در ترانزیت سپری کند. برخی مأموریت‌های با دلتا-وی بالا (مانند آن‌هایی که تغییرات انحراف مداری بالایی دارند) تنها در محدودیت‌های پیشرانه مدرن، با استفاده از قلاب‌های گرانشی قابل انجام هستند. یک تکنیک که از پیشرانه بسیار کمی استفاده می‌کند، اما نیاز به زمان قابل توجهی دارد، پیروی از یک مسیر در شبکه ترابری بین‌سیاره‌ای است.[۳۳]

یک تلسکوپ فضایی یا رصدخانه فضایی یک تلسکوپ در فضای بیرونی است که برای رصد اجرام نجومی استفاده می‌شود. تلسکوپ‌های فضایی از فیلتر کردن و اعوجاج تابش الکترومغناطیسی که مشاهده می‌کنند اجتناب می‌کنند، و از آلودگی نوری که رصدخانه‌های زمین‌پایه با آن مواجه می‌شوند اجتناب می‌کنند. آن‌ها به دو نوع تقسیم می‌شوند: ماهواره‌هایی که کل آسمان را نقشه‌برداری می‌کنند (بررسی نجومی)، و ماهواره‌هایی که بر روی اجرام نجومی انتخاب‌شده یا بخش‌هایی از آسمان و فراتر از آن تمرکز می‌کنند. تلسکوپ‌های فضایی متمایز از ماهواره تصویربرداری زمین هستند که برای تصویربرداری ماهواره‌ای به سمت زمین اشاره می‌کنند، که برای تجزیه و تحلیل آب و هوا، جاسوسی، و انواع دیگر جمع‌آوری اطلاعات به کار می‌روند.

فضاپیماهای باری

چهار وسیله نقلیه باری ایستگاه فضایی目前在役.clockwise از بالا چپ: پروگرس، دراگون ۲ باری، سیگنوس، تیانژو.

فضاپیماهای بارییا تأمین مجدد وسایل نقلیه رباتیکی هستند که برای انتقال تجهیزات، مانند غذا، پیشران و تجهیزات، به ایستگاه‌های فضایی طراحی شده‌اند. این آن‌ها را از کاوشگرهای فضایی متمایز می‌کند، که عمدتاً بر کاوش علمی متمرکز هستند.

فضاپیماهای باری خودکار از سال ۱۹۷۸ در حال خدمت‌رسانی به ایستگاه‌های فضایی بوده‌اند و از مأموریت‌هایی مانند سال یوت ۶، سال یوت ۷، میر، ایستگاه فضایی بین‌المللی (ISS) و ایستگاه فضایی تیانگونگ پشتیبانی کرده‌اند.

در حال حاضر، ISS به چهار نوع فضاپیمای باری متکی است: HTV-X ژاپنی، پروگرس روسی،[۳۴] به همراه دراگون ۲ باری آمریکایی،[۳۵][۳۶] و سیگنوس.[۳۷] ایستگاه فضایی تیانگونگ چین تنها توسط تیانژو تأمین می‌شود.[۳۸][۳۹][۴۰]

دریم چیسر آمریکایی[۴۱][۴۲]در حال توسعه برای استفاده آینده با ISS است. وسیله نقلیه انتقال خودکار اروپایی قبلاً بین سال‌های ۲۰۰۸ و ۲۰۱۵ استفاده می‌شد.

منابع

[ویرایش | اشتراک‌گذاری]
  1. ↑ Asif Siddiqi, Sputnik and the Soviet Space Challenge, University Press of Florida, 2003, شابک ‎۰۸۱۳۰۲۶۲۷X, p. 96
  2. ↑ Whitehouse, David (2002-10-28). "First dog in space died within hours". BBC News World Edition. Archived from the original on 2013-07-17. Retrieved 2013-05-10. The animal, launched on a one-way trip on board Sputnik 2 in November 1957, was said to have died painlessly in orbit about a week after blast-off. Now, it has been revealed she died from overheating and panic just a few hours after the mission started.
  3. ↑ "Sputnik 2, Russian Space Web". 3 November 2012. Archived from the original on 2 February 2023. Retrieved 7 January 2023.
  4. ↑ "NASA - What Is a Space Probe?". www.nasa.gov. Archived from the original on 30 August 2021. Retrieved 9 January 2023.
  5. ↑ Barnes, Brooks (12 September 2013). "In a Breathtaking First, NASA's Voyager 1 Exits the Solar System". The New York Times (in American English). ISSN 0362-4331. Archived from the original on 7 April 2019. Retrieved 1 August 2022.
  6. ↑ Potter, Sean (9 December 2018). "NASA's Voyager 2 Probe Enters Interstellar Space". NASA. Archived from the original on 21 May 2022. Retrieved 1 August 2022.
  7. ↑ "France launches first satellite". UPI. November 26, 1965. Retrieved March 4, 2023.
  8. ↑ "11 February 1970. This Day in History: Japan launches its first satellite". History Channel. Archived from the original on 5 March 2023. Retrieved March 4, 2023.
  9. ↑ "Timeline: Major milestones in Chinese space exploration". Reuters. November 22, 2020. Archived from the original on 5 March 2023. Retrieved March 4, 2023.
  10. ↑ Ben Judge (October 28, 2020). "28 October 1971: Britain's only independent satellite launch". Money Week. Archived from the original on 5 March 2023. Retrieved March 4, 2023.
  11. ↑ VP Sandlas (August 31, 2018). "Blast from the past: An insider's account of India's first successful experimental satellite launch". Archived from the original on 8 November 2023. Retrieved March 4, 2023.
  12. ↑ Glenn Frankel (September 20, 1988). "Israel Launches its First Satellite into Orbit". Washington Post. Archived from the original on 8 November 2023. Retrieved March 4, 2023.
  13. ↑ "Iran launches first satellite, draws concern". Los Angeles Times. February 3, 2009. Archived from the original on 5 March 2023. Retrieved March 4, 2023.
  14. ↑ "North Korea Launches First Satellite into Orbit". Space News. December 14, 2012. Archived from the original on 8 November 2023. Retrieved March 4, 2023.
  15. ↑ "South Korea launches first satellite with homegrown rocket". NBC News. June 22, 2022. Archived from the original on 8 November 2023. Retrieved March 5, 2023.
  16. ↑ "Air University Space Primer, Chapter 10 – Spacecraft Design, Structure And Operation" (PDF). USAF. Archived from the original (PDF) on 2016-12-21. Retrieved 2007-10-13.
  17. ↑ "Chapter 11. Typical Onboard Systems". JPL. Archived from the original on 2015-04-28. Retrieved 2008-06-10.
  18. ↑ Wiley J. Larson; James R. Wertz(1999). Space Mission Analysis and Design, 3rd ed. Microcosm. pp. 354. شابک ‎۹۷۸−۱−۸۸۱۸۸۳−۱۰−۴,
  19. ↑ Howard, Ayanna (January 2011). "Rethinking public–private space travel". Space Policy. 29 (4): 266–271. Bibcode:2013SpPol..29..266A. doi:10.1016/j.spacepol.2013.08.002.
  20. ↑ LU. K. Khodarev (1979). "Space Communications". The Great Soviet Encyclopedia. Archived from the original on 2013-05-10. Retrieved 2013-05-10. The transmission of information between the earth and spacecraft, between two or more points on the earth via spacecraft or using artificial means located in space (a belt of needles, a cloud of ionized particles, and so on), and between two or more spacecraft.
  21. ↑ Wiley J. Larson; James R. Wertz (1999). Space Mission Analysis and Design, 3rd ed.. Microcosm. pp. 409. شابک ‎۹۷۸−۱−۸۸۱۸۸۳−۱۰−۴,
  22. ↑ "Micrometeoroid and Orbital Debris (MMOD) Protection" (PDF). NASA. Archived from the original (PDF) on 2009-10-29. Retrieved 2013-05-10.
  23. ↑ Hall, Nancy (May 5, 2015). "Welcome to the Beginner's Guide to Propulsion". NASA. Archived from the original on 8 November 2023. Retrieved 7 January 2023.
  24. ↑ Zhang, Bin (October 2014). "A verification framework with application to a propulsion system". Expert Systems with Applications. 41 (13): 5669–5679. doi:10.1016/j.eswa.2014.03.017.
  25. ↑ Chen, Yang (April 2017). "Dynamic modeling and simulation of an integral bipropellant propulsion double-valve combined test system" (PDF). Acta Astronautica. 133: 346–374. Bibcode:2017AcAau.133..346C. doi:10.1016/j.actaastro.2016.10.010. Archived from the original on 8 November 2023. Retrieved 7 January 2023.
  26. ↑ Patterson, Michael (August 2017). "Ion Propulsion". NASA. Archived from the original on 31 December 2018. Retrieved 7 January 2023.
  27. ↑ Wiley J. Larson; James R. Wertz(1999). Space Mission Analysis and Design, 3rd ed. Microcosm. pp. 460. شابک ‎۹۷۸−۱−۸۸۱۸۸۳−۱۰−۴,
  28. ↑ Davis, Phillips. "Basicsof Space Flight". NASA. Archived from the original on 2 June 2019. Retrieved 7 January 2023.
  29. ↑ K. Schilling; W. Flury (1989-04-11). "AUTONOMY AND ON-BOARD MISSION MANAGEMENT ASPECTS FOR THE CASSINI-TITAN PROBE". ATHENA MARS EXPLORATION ROVERS. Archived from the original (PDF) on 2013-05-05. Retrieved 2013-05-10. Current space missions exhibit a rapid growth in the requirements for on-board autonomy. This is the result of increases in mission complexity, intensity of mission activity and mission duration. In addition, for interplanetary spacecraft, the operations are characterized by complicated ground control access, due to the large distances and the relevant solar system environment[…] To handle these problemsn, the spacecraft design has to include some form of autonomous control capability.
  30. ↑ "Frequently Asked Questions (Athena for kids): Q) Is the rover controlled by itself or controlled by scientists on Earth?" (PDF). ATHENA MARS EXPLORATION ROVERS. 2005. Archived from the original (PDF) on 2009-10-29. Retrieved 2013-05-10. Communication with Earth is only twice per sol (martian day) so the rover is on its own (autonomous) for much of its journey across the martian landscape. Scientists send commands to the rover in a morning 'uplink' and gather data in an afternoon 'downlink.' During an uplink, the rover is told where to go, but not exactly how to get there. Instead, the command contains the coordinates of waypoints toward a desired destination. The rover must navigate from waypoint to waypoint without human help. The rover has to use its 'brain' and its 'eyes' for these instances. The 'brain' of each rover is the onboard computer software that tells the rover how to navigate based on what the Hazcams (hazard avoidance cameras) see. It is programmed with a given set of responses to a given set of circumstances. This is called 'autonomy and hazard avoidance.'
  31. ↑ "NASA - What Is a Space Probe?". www.nasa.gov (in English). Archived from the original on 30 August 2021. Retrieved 26 February 2023.
  32. ↑ "Space Probes". education.nationalgeographic.org (in English). Archived from the original on 26 February 2023. Retrieved 26 February 2023.
  33. ↑ Ross, S. D. (2006). "The Interplanetary Transport Network" (PDF). American Scientist. 94 (3): 230–237. doi:10.1511/2006.59.994. Archived (PDF) from the original on 2013-10-20. Retrieved 2013-06-27.
  34. ↑ Abbey A. Donaldson (February 12, 2024). "NASA to Provide Coverage of Progress 87 Launch, Space Station Docking". Nasa.
  35. ↑ Post, Hannah (16 September 2014). "NASA Selects SpaceX to be Part of America's Human Spaceflight Program". SpaceX. Archived from the original on 15 March 2019. Retrieved 3 March 2019.
  36. ↑ Berger, Eric (9 June 2017). "So SpaceX is having quite a year". Ars Technica. Archived from the original on 9 June 2017. Retrieved 9 June 2017.
  37. ↑ Jeff Foust (January 30, 2024). "Falcon 9 launches Cygnus cargo spacecraft to space station". Space News.
  38. ↑ "长征七号遥三火箭 • 天舟二号货运飞船 • LongMarch-7 Y3 • Tianzhou-2". spaceflightfans.cn (in Chinese). 21 April 2021. Archived from the original on 11 June 2021. Retrieved 25 May 2021.
  39. ↑ Jones, Andrew (13 April 2021). "China preparing Tianzhou-2 cargo mission to follow upcoming space station launch". SpaceNews. Retrieved 24 April 2021.
  40. ↑ "China rolls out rocket for Tianzhou 3 cargo mission ahead of Monday launch (Photos)". Space.com. 17 September 2021.
  41. ↑ "SNC Selects ULA for Dream Chaser® Spacecraft Launches". Sierra Nevada Corporation (Press release). August 14, 2019. Retrieved August 14, 2019.
  42. ↑ "NASA Deputy Administrator Lori Garver touts Colorado's role". Youtube.com. February 5, 2011. Retrieved August 29, 2012.
برگرفته از «https://fa.wikipedia.org/w/index.php?title=فضاپیمای_بدون_سرنشین&oldid=44043723»