خلاصه

این کتاب راه های مختلفی برای ایجاد حرکت اجسام، یعنی تغییر موقعیت یک جسم هم در فضا و هم در زمان ارائه می دهد. اصول کارکرد وسایل پیشران فعال که نیازی به پرتاب جرم واکنشی در خارج از خودرو ندارند در نظر گرفته شده است. روش هایی برای ایجاد یک نیروی محرکه زمانی نشان داده شده است که باعث شتاب یا کاهش سرعت حرکت در زمان می شود، یعنی تغییراتی در سرعت وجود ذرات ماده. برای اولین بار، محاسبه شرایط رزونانس برای فرآیندهای چهار بعدی نشان داده شده است،

این کتاب برای متخصصان مهندسی و فنی و طیف گسترده ای از خوانندگان علاقه مند به طراحی سیستم های محرکه هوافضا برای انواع جدید وسایل نقلیه در نظر گرفته شده است. اطلاعات سازنده برای تأیید آزمایشی به خواننده داده می شود، زیرا اطلاعات اولیه در مورد این موضوع، در برخی موارد، تأیید رسمی قابل اعتماد ندارد.

نظرات و اضافات خود را برای نویسنده ارسال کنید.

الکساندر ولادیمیرویچ فرولوف

پیشگفتار

فصل 1 اصل واکنشی در یک سیستم بسته

فصل 2 بال در یک جریان بسته

فصل 3 اثر مگنوس و نیروی لورنتس

فصل 4 پیشرانه الکتروسینتیکی

فصل 5 حرکت منحنی یک بدن

فصل 6 ژیروسکوپ شعاع متغیر

فصل 7 جبران وزن بدن

فصل 8 اینرسیوئیدها

فصل 9 پیشروی ژیروسکوپ

فصل 10 GIBIP

فصل 11 دستگاه شناور اتر کرووین

فصل 12 ضد جاذبه در مولدهای انرژی آزاد

فصل 13 اثرات پوندموتور

فصل 14 پوندرولت آکادمیک ایگناتیف

فصل 15 ساختار داخلی میدان پتانسیل الکتریکی

فصل 16 اثر قهوه ای

فصل 17 خازن فرولوف

فصل 18 نانومواد توان فعال

فصل 19 روش گئورگی اوسپنسکی

فصل 20 جنبش به دلیل "نیروهای داخلی"

فصل 21 میدان گرانشی مغناطیسی

فصل 22 استفاده از عامل "زمان" در نیروی محرکه

فصل 23 امواج "چگالی زمان" کوزیرف

فصل 24 گرانش و تنش های الاستیک

فصل 25 ساختار موج طولی

فصل 26 کرونودینامیک

فصل 27 نیروی محرکه زمانی

فصل 28 جاذبه حرارتی

فصل 29 امواج ماده دی بروگلی

فصل 30 هواپیمای گرانشی گربنیکوف

فصل 31 اثر شکل

فصل 32 ساختار فضا-زمان

فصل 33 ثابت کرونی

فصل 34 رزونانس چهار بعدی

فصل 35 هولوگرام 4 بعدی

فصل 36 محاسبه سرعت نور

فصل 37 ماشین زمان

فصل 38 مفهوم دوربری

الکساندر ولادیمیرویچ فرولوف

فناوری های جدید فضایی

تنها یک قانون واقعی وجود دارد - قانونی که به آزاد شدن کمک می کند.

ریچارد باخ

"مرغ دریایی به نام جاناتان لیوینگستون"

پیشگفتار

حرکت تغییر در موقعیت یک جسم است، فرآیندی که هم در فضا و هم در زمان رخ می دهد. ما به لطف این واقعیت که روی سطح سیاره ای هستیم که در فضا به دور خورشید و همراه با آن در کهکشان پرواز می کند، در حال حرکت هستیم. از سوی دیگر، هر ذره از جوهر اجسام مادی یک فرآیند دینامیکی اثیری است، یک جریان گردابی کم و بیش پایدار از محیط اثیری. بنابراین، در دنیای واقعی هیچ چیز ثابتی وجود ندارد، همه اشیا در حرکت هستند. ما متوجه حرکت به عنوان تغییر مکان یا تغییر دیگری در پارامترهای فرآیند وجود ماده می شویم. تا زمانی که ماده وجود دارد، روند حرکت نمی تواند متوقف شود. از این منظر، راه‌هایی را برای ایجاد نیروی محرکه‌ای که بر روی بدن اثر می‌گذارد، در نظر می‌گیریم، بدون اینکه فراموش کنیم که تمام اجسام مادی از ریزذرات تشکیل شده‌اند و در سطح سیاره ما قرار دارند. با صحبت در مورد حرکت اجسام، لازم است درک کنیم که در این مورد، به این صورت، مجموعه ای از ذرات ماده به حرکت در می آیند که تحت شرایط خاصی وجود دارد.

کاربرد عملی فرآیند جابجایی این است که یک شی مانند مسافر و محموله را با کمترین زمان ممکن از یک نقطه در فضا به نقطه دیگر منتقل کنید. روند حرکت معمولاً با سرعت معینی اتفاق می‌افتد، اما مانند هر پدیده دیگری، دو «محدود کردن» دارد: در یکی از آنها، بدن فوراً مکان خود را در فضا تغییر می‌دهد و در دومی، بدن بلافاصله مکان خود را تغییر می‌دهد. موقعیت در محور زمان مورد اول به انتقال از راه دور اشاره دارد و مورد دوم - حرکت در زمان، بدون تغییر موقعیت در فضا. ما جهت‌های مختلف توسعه فناوری‌ها را برای حرکت در فضا و زمان در نظر خواهیم گرفت، از جمله این دو مورد محدودکننده.

روش های معمول حرکت برای ما شناخته شده است، اصلی ترین آنها واکنشی است. عابر پیاده با پاهای خود از تکیه گاه رانده می شود، با چرخش چرخ خودرو از تکیه گاه دفع می شود و در همان زمان تکیه گاه به عقب پس زده می شود و وسیله نقلیه یک ضربه جت دریافت می کند و به جلو حرکت می کند. قایق را می توان با پاروها، جت آب یا ملخ به جلو راند و آب را به عقب راند و جلوه جت ایجاد کرد. با این روش، قانون بقای تکانه، که برای همه ما شناخته شده است، به شدت رعایت می شود: در نتیجه برهم کنش واکنشی، هر یک از اجسام تکانه یکسانی را دریافت می کنند که برابر با حاصل ضرب جرم و سرعت است. هر یک از دو بدن متقابل نیروی محرکه موشک، هواپیمای ملخی یا توربوجت و سایر فناوری ها بر اساس این قانون حفظ حرکت عمل می کنند.

شتاب یک هواپیما، مانند موشک، بستگی به این دارد که سوخت چقدر و با چه سرعتی از طریق نازل موشک به محیط خارجی پرتاب می شود. توجه داشته باشید که برای ایجاد نیروی محرکه، هر دستگاه جت انرژی صرف می‌کند تا حرکت شتاب‌دار را به جرم جت منتقل کند. در عین حال سوخت آزاد شده در محیط خارجی باعث افزایش انرژی جنبشی مولکول های محیط و در نهایت افزایش دمای محیط و گرم شدن آن می شود. در این صورت می توان گفت که افزایش انرژی حرارتی، انرژی جنبشی مولکول های محیط، معادل افزایش انرژی جنبشی یک هواپیما یا جسم متحرک دیگری با استفاده از اصل واکنش است. این قانون بقای تکانه و انرژی را نشان می دهد.

روش های شناخته شده دیگری مشابه اصل واکنشی وجود دارد. این روش ها نیز مطابق با قانون بقای تکانه عمل می کنند، اما در جهت عکسیعنی با کاهش انرژی حرارتی محیط. برای مثال، یک قایق بادبانی مانند یک قایق یا قایق به حرکت در نمی آید: با بادبان خود، جریان متحرک محیط (هوا) را کاهش می دهد، که انرژی جنبشی جریان ذرات محیط را به ترتیب تغییر می دهد (کاهش می دهد). برای افزایش سرعت (انرژی جنبشی) قایق بادبانی.

از آنجایی که اصطلاح "واکنش" به معنای "مخالف" است، اصل مخالف واکنش را می توان "فعال"، یعنی "عمل" نامید. در نیروی محرکه جت، نیروی وارد بر خودرو در پاسخ به افزایش انرژی محیطی ایجاد می شود. پیشرانه جت برای کار کردن به منبع انرژی نیاز دارد. در نیروی محرکه فعال نیروی عملیاتی با جذب انرژی محیط ایجاد می شود. به لطف این خاصیت، متحرکان فعال می توانند به عنوان منابع انرژی در طول کار خود عمل کنند.

در فصل نانوتکنولوژی، روشی را در نظر خواهیم گرفت که به شما امکان می‌دهد نیروی محرکه‌ای بدون مصرف سوخت ایجاد کنید، به دلیل تسکین سطحی ویژه یک نانو ماده که انتخاب انرژی جنبشی مولکول‌های هوا یا سایر محیط‌ها را تضمین می‌کند. به این ماده «مواد فعال قدرت» می گویند. وجود باد، در این مورد، مهم نیست، زیرا در مقیاس های حدود 100 نانومتر، می توان گفت که "همیشه باد وجود دارد." مولکول های هوا، در فشار معمولی جو و دمای اتاق، به طور تصادفی با سرعت 500 متر در ثانیه حرکت می کنند، اما هر یک از آنها در یک خط مستقیم، بدون برخورد، تنها در بخش های کوچکی از مسیر خود به طول حدود 50 تا 100 نانومتر حرکت می کنند. این حرکت را می توان با ایجاد، با کمک فناوری نانو مدرن، برجستگی سطحی سفارش داده شده ویژه استفاده کرد.

فناوری های پیشرفته اغلب برای صنعت فضایی یا در رابط با آن ایجاد می شوند. متعاقباً ، بسیاری از آنها "زندگی دوم" را به دست می آورند و به بخشی جدایی ناپذیر از زندگی زمینیان تبدیل می شوند. Lenta.ru متوجه شد که چگونه این اتفاق می افتد و چرا برخی از محصولات فناوری فضایی به معنای واقعی کلمه دوباره روی زمین متولد می شوند.

در میان بسیاری از افرادی که به سختی در موضوعات فضایی آشنایی دارند، این عقیده وجود دارد که فضانوردی سرنشین دار صنعتی است که صرفاً با هدف اعتبار کشور و از نظر عملی بی فایده است. بالاخره بعد از فرود فضانوردان روی ماه، بشریت بیشتر از ایستگاه فضایی بین المللی پیشروی نکرده است و در این بین وسایل نقلیه بدون سرنشین به پلوتو رسیده اند. اما اصلاً اینطور نیست: برای فضاست که مدرن ترین فناوری ها ایجاد می شود که پس از آزمایش و برخی تغییرات به زمین می رسند و در آنجا به یک محصول انبوه تبدیل می شوند.

برگ های برنده

تقریباً همه دارای خدمات نقشه بر روی تلفن های هوشمند خود هستند. در عین حال، افراد کمی به این فکر می کنند که این نقشه ها چگونه ظاهر شده اند و چرا اینقدر دقیق هستند. توضیحی برای این وجود دارد، بسیار ساده است: دستیابی به چنین دقتی در چنین مقیاس عظیمی به لطف فضاپیماهایی که سال هاست سنجش از دور زمین را انجام می دهند امکان پذیر بود.

از آنجایی که نظارت از فضا به صورت مداوم انجام می شود، به لطف فناوری ماهواره ای، می توان به عنوان مثال از بلایای طبیعی جلوگیری کرد و خسارات ناشی از آنها را ارزیابی کرد. به ویژه - سیل و آتش سوزی جنگل. در مورد دومی، به ویژه هنگامی که در مناطق دور افتاده رخ می دهد، تصاویر ماهواره ای اخیر به ویژه مهم است، زیرا وسعت آتش سوزی و جهت گسترش آتش را نشان می دهد. همراه با پیش بینی های هواشناسی، چنین اطلاعاتی به شما امکان می دهد تا به سرعت یک استراتژی آتش نشانی را توسعه دهید.

عکس: Alexey Maksimenko / Globallookpress.com

از جمله، سنجش از دور زمین امکان نظارت بر فعالیت های کشاورزی، زیست محیطی و ساختمانی از جمله تشخیص تخلفات قانونی را فراهم می کند.

تمام این امور خارج از کره زمین توسط شرکت دولتی ROSCOSMOS اداره می شود. اما همه نمی دانند که شرکت به طور فعال روی زمین کار می کند.

کیفیت اتمی

یکی از شرکت هایی که بخشی از ساختار ROSCOSMOS است و در طیف گسترده ای کار می کند، شرکت VNIIIEM است. VNIIEM که در سال 1941 برای توسعه و تولید سریع تجهیزات الکتریکی برای دفاع از مسکو تأسیس شد، نسبتاً به سرعت بزرگتر شد و به یکی از اصلی ترین شرکت های تحقیقاتی و تولیدی اتحاد جماهیر شوروی و سپس روسیه تبدیل شد.

در حال حاضر یکی از محصولات اصلی VNIIIEM سیستم های کنترل NPP است. در زمان اتحاد جماهیر شوروی، این شرکت یک "پر کردن" الکترونیکی برای نیروگاه های هسته ای لنینگراد، کورسک و چرنوبیل ایجاد کرد. و اکنون VNIIIEM در حال توسعه مجتمع‌های تجهیزات الکتریکی برای سیستم کنترل و حفاظت برای راکتورهای آب تحت فشار است. سیستم‌های مشابهی در خارج از کشور مثلاً در نیروگاه هسته‌ای ایران بوشهر نصب می‌شوند.

عکس: احمد حلبی ساز / زوماپرس / Globallookpress.com

یکی دیگر از پیشرفت های نه چندان جالب VNIIIEM موتورهای DC بدون تماس است. حفره داخلی آنها به طور قابل اعتمادی از محیط خارجی جدا شده است، که به طور قابل توجهی دامنه کاربرد آنها را گسترش می دهد. به عنوان مثال، موتورهای غیر تماسی که در ابتدا منحصراً برای صنعت فضایی طراحی شده بودند، اکنون به طور گسترده در شرایط شدید دیگر مانند زیر آب استفاده می شوند. علاوه بر الکتروموتورهای بدون تماس، الکتروپمپ هایی نیز وجود دارند که قادرند حتی پیچیده ترین وظایف را در شرایط سخت انجام دهند.

VNIIIEM همچنین مواد الکتریکی و ساختاری را برای گسترده‌ترین کاربردها، از جمله مواد کامپوزیتی با ویژگی‌های چشمگیر و حفظ خواص عایق بالا در دماهای فوق‌العاده تولید می‌کند.

به دور از تحولات کاملا "داخلی"، مرکز آنها شناخته شده است. Khrunichev، همچنین در محیط ROSCOSMOS گنجانده شده است. و به ویژه - "دختر" او، کالسکه Ust-Katav به نام کار می کند. سانتی متر. کیروف که در سال 1758 تأسیس شد، یکی از قدیمی ترین شرکت های روسیه است. اکنون ماشین های تراموا در اینجا تولید می شوند، از جمله مدرن ترین ها، که به زودی در خیابان های بزرگ ترین شهرهای روسیه تردد خواهند کرد.

و این کارخانه همچنین مجموعه کاملی از تجهیزات را برای مجتمع سوخت و انرژی تولید می کند، از جمله تجهیزات کنترل گاز و پمپاژ، و همچنین اتصالات خط لوله، که تقاضای زیادی در شرکت های "زمینی" دارند.

پله های بهشت

همچنین شرکتی به نام مرکز موشکی دولتی JSC وجود دارد که به نام آکادمیک V.P. Makeev، جایی که آنها نه تنها سیستم های موشکی جنگی، بلکه محصولات کاملا غیر نظامی را نیز تولید می کنند. به عنوان مثال، ماشین های آتش نشانی - بدون چنین وسایلی، در بسیاری از موارد نمی توان آتش سوزی و نجات جان مردم را نجات داد. به طور جداگانه، لازم به ذکر است که بالابر خودرو برای کار در ارتفاع تا 50 متر طراحی شده است.

این مرکز موشکی همچنین محصولات غیرعادی مانند توربین های بادی با محور چرخش عمودی را برای روسیه تولید می کند. ادغام چنین تحولاتی در مناطق مربوطه کشور نه تنها باعث صرفه جویی زیادی در مصرف برق می شود، بلکه از آسیب هایی که مردم به طبیعت وارد می کنند نیز می کاهد.

علاوه بر این، این شرکت تولید تجهیزات معدنی کم نظیر، تجهیزات صنعت پالایش نفت و همچنین ابزارهای مونتاژ هیدرولیک را راه اندازی کرده است.

کارخانه ماشین سازی زلاتوست، که بخشی از ROSCOSMOS است، به ایجاد تجهیزات فضا و سلاح های پیشرفته محدود نمی شود. بنابراین، در آنجا است که آنها اجاق گازهای برقی و گازی مدرن و همچنین اجاق گازهای رومیزی تولید می کنند. چنین محصولاتی قطعاً می توانند در هر خانه ای مفید باشند.

علاوه بر این، این کارخانه تولید تجهیزات پزشکی و رادیاتور را راه اندازی کرده است. مشخصه دومی افزایش قدرت حرارتی و کمک به ایجاد یک سیستم گرمایش کارآمد است.

بنابراین فضا همه جا در اطراف ما است و شرکت های ROSCOSMOS به طور فعال در این نفوذ مشارکت دارند.

تلسکوپ هابل و تشخیص سرطان سینه

یک تکنیک تصویربرداری توسعه یافته برای تلسکوپ فضایی هابل اکنون به پزشکان کمک می کند تا سرطان سینه را زودتر تشخیص دهند. قبل از پرواز تعمیر و نگهداری فضاپیما در سال 1993 برای بهبود کیفیت عکس های تار ایجاد شد، اما اکنون می توان از آن برای جستجوی توده های میکروسکوپی در بافت پستان در مراحل اولیه بیماری های سرطانی استفاده کرد. این فناوری در حال حاضر توسط تیمی از ستاره شناسان موسسه علمی تلسکوپ فضایی در بالتیمور و پزشکان دانشگاه جان هاپکینز و مرکز پزشکی دانشگاه جورج تاون در واشنگتن در حال آزمایش است. اگر آزمایش‌ها موفقیت‌آمیز باشند، فناوری‌های بهینه‌سازی تصویر فازی مبتنی بر فضا را می‌توان خیلی زود در اتاق‌های ماموگرافی پیدا کرد.

ماموریت مریخ وایکینگ و تایرهای بادوام

زمانی که ناسا قصد داشت در اواخر دهه 60 یک ماموریت تحقیقاتی را به مریخ بفرستد، تایرهای فوق العاده قوی مخصوص خودروهای وایکینگ 1 و وایکینگ 2 ساخته شد. دانشمندان می دانستند که یک فضاپیمای روباتیک در صورت مجهز شدن به چرخ های معمولی قادر به فرود بر روی سیاره سرخ نخواهد بود و قراردادی را با Goodyear برای ساخت لاستیک امضا کردند. متخصصان آن ماده الیافی جدیدی را برای مأموریت مریخ ایجاد کردند که پنج برابر قوی تر از فولاد بود. وایکینگ 1 و وایکینگ 2 با موفقیت روی مریخ فرود آمدند و بسیار بیشتر از حد انتظار کار کردند و گودیر این توسعه را در خطوط تولید تجاری خود معرفی کرد. به همین دلیل، امروزه برخی از لاستیک های این شرکت قادر به عبور از 16000 کیلومتر بیشتر از همتایان خود هستند.

آپولو 11 و کفش ورزشی

چکمه های قمری که برای فرود فضانوردان آمریکایی در ماه در سال 1969 طراحی شده اند، "اجداد" کفش های کتانی مدرن هستند. کفش های شرکت کنندگان در ماموریت قمری مجهز به کفی هایی بود که فشار روی پا را کاهش می داد و «سیستم تهویه». امروزه این فناوری ها توسط شرکت های تولید کننده لوازم ورزشی استفاده می شود. با این وجود، 10 جفت چکمه های پیشگام روی ماه باقی ماندند: به جای آن، خاک و سنگ به کشتی برده شد. امروز آنها هنوز هم می توانند آنجا بمانند. اگر کفش‌ها سالم باشند، سگک‌ها و بست‌های فلزی به احتمال زیاد مانند روز فرود به نظر می‌رسند: هیچ اکسیژنی در ماه وجود ندارد، به این معنی که اکسیداسیون رخ نمی‌دهد. با این حال، کفی های سیلیکونی و پارچه های مصنوعی باید به دلیل فرآیندهای خروج گاز نازک شده باشند. اگر کسی چکمه های فضایی را لمس کند، احتمالاً به گرد و غبار تبدیل می شوند.

ISS و Velcro

بست های نساجی که Velcro و Velcro نیز نامیده می شوند، در سال 1948 اختراع و در سال 1955 ثبت اختراع شدند. آنها برای اولین بار توسط فضانوردان، غواصان و اسکی بازان مورد استفاده قرار گرفتند. تنها پس از آن Velcro به صنعت نساجی نفوذ کرد و در دسترس مشتریان عادی قرار گرفت. امروزه در بخش روسی ایستگاه فضایی بین‌المللی، از Velcro برای اتصال اقلام کوچک به دیواره‌های ماژول از داخل استفاده می‌شود. سطح داخلی محفظه ها با مواد نرم با حلقه های میکرو پوشیده شده است و ابزار، لوازم التحریر و سایر اقلام به نوارهایی از مواد با قلاب های میکرو مجهز شده اند. اگر چنین مدادی را به پانل روی دیوار فشار دهید، می چسبد. همچنین نوارهایی از مواد با ریزحلقه روی لباس فضانوردان وجود دارد: از این گذشته، همه چیز به سادگی از جیب در شرایط بی وزنی "شناور" می شود.

مدل موتورهای موشک و پیوند قلب

فناوری توسعه یافته توسط ناسا برای شبیه سازی جریان مایعات در موتورهای موشک به پزشکان آمریکایی کمک کرده است تا یک پمپ قلب مینیاتوری یا دستگاه کمکی دوبطنی بسازند. برای بیمارانی که منتظر پیوند قلب هستند، اغلب حیاتی است. چنین دستگاه هایی حتی در مواردی که قلب بسیار ضعیف کار می کند، قادر به حفظ گردش خون هستند. این امکان یک "مرحله موقت پیوند" را فراهم می کند و به بیماران این فرصت را می دهد که منتظر رسیدن یک اهدا کننده مناسب باشند.

ابعاد دستگاه جدید 2.5 در 7.5 سانتی متر و وزن آن تنها 113 گرم است: 10 برابر سبک تر از سایر دستگاه های مدرن کمک کننده گردش خون. با تشکر از این، در 95٪ موارد، عفونت های مرتبط با استفاده از چنین وسایلی را می توان اجتناب کرد. در عین حال، پمپ قلب می تواند تا هشت ساعت با باتری کار کند و به بیماران این فرصت را می دهد که هر روز به فعالیت های معمول خود ادامه دهند.

سیستم تصفیه آب فضایی و عینک نشکن

تاریخچه عینک هایی با لنزهای ضد ضربه که امروزه می توانید آن ها را در هر فروشگاه اپتیکال خریداری کنید، از سال 1972 آغاز شد. سپس سازمان غذا و داروی ایالات متحده (FDA) به تولیدکنندگان عینک دستور داد تا از پلاستیکی استفاده کنند که قابل شکستن نباشد. با این حال، ماده جدید یک اشکال داشت: خراش هایی به سرعت روی آن ظاهر شد. کشف تد وایدون، متخصص مرکز تحقیقات. ایمز ناسا، که روی سیستم های تصفیه آب در فضاپیما کار می کرد. Wideven فناوری استفاده از یک لایه پلاستیکی نازک بر روی سطح فیلتر آب با استفاده از تخلیه الکتریکی عبور داده شده از بخار ترکیبات آلی را توسعه داد. به تدریج، دانش بهبود یافت و شروع به استفاده برای اعمال یک پوشش محافظ برای پوشش شفاف کلاه‌های فضایی و سایر سطوح پلاستیکی شد. در سال 1983 فاستر گرانت توانست مجوز استفاده از این فناوری در ساخت اپتیک را از ناسا دریافت کند و وارد عرصه تجاری شد.

پیشرفت علمی سال‌های اخیر به انسان این امکان را داده است که درک خود از جهان را به میزان قابل توجهی گسترش دهد، اما هنوز ناشناخته‌های زیادی در اعماق آن وجود دارد. اکتشافات فضایی در مقیاس بزرگ به دلیل هزینه بالا و راندمان پایین فضاپیماها مانع می شود. آژانس‌ها و شرکت‌های هوافضا در سراسر جهان در حال توسعه فناوری‌های فضایی جدیدی هستند که برای حل این مشکل طراحی شده‌اند و امکان سفر بین سیاره‌ای و جستجوی مداوم برای اشکال حیات فرازمینی را فراهم می‌کنند.

آسانسور به فضا

شرکت Obayashi ژاپن در سال 2012 اعلام کرد که در حال کار بر روی یک آسانسور به فضا است که باید تا سال 2050 تکمیل شود. برای انجام این کار، قرار است یک فرودگاه فضایی روی زمین بسازد که به ایستگاه فضایی واقع در ارتفاع متصل می شود. در فاصله 35500 کیلومتری از سطح زمین. محل زندگی و آزمایشگاه های فضایی وجود خواهد داشت. این اشیاء با استفاده از یک کابل نانولوله کربنی و ابریشم عنکبوت اصلاح شده ژنتیکی به هم متصل خواهند شد. فن آوری های جدید به آسانسور اجازه می دهد تا به سرعت 201 کیلومتر در ساعت برسد و حداکثر 30 مسافر را در خود جای دهد. مدت زمان برنامه ریزی شده برای صعود حدود 8 روز است.

اسکایلون

توسعه شرکت انگلیسی Reaction Engines Limited - هواپیمای فضایی Skylon - بر روی باند فرودگاه معمولی برخاسته و فرود خواهد آمد و می تواند به عنوان هواپیما مورد استفاده قرار گیرد و در اتمسفر فوقانی پس از رسیدن به سرعت مافوق صوت، به حالت موشکی تبدیل می شود. وارد مدار پایین زمین شوید این امر توسط موتور جت Saber طراحی شده که از جدیدترین فناوری پیش خنک کننده اکسیژن از هوای بیرون یا مخازن خود استفاده می کند امکان پذیر است. انتظار می رود که Skylon هزینه تحویل "فضایی" محموله های 12-15 تنی به مدار زمین را 15-20 برابر کاهش دهد.

زباله های متعددی که در فضای نزدیک زمین در حال چرخش هستند به طور دوره ای اجسام مهم دیگر را از بین می برند یا به آنها آسیب می رسانند. و تعداد روزافزون آن دانشمندان را مجبور به توسعه فناوری های جدید برای حذف آن می کند. متخصصان موسسه EPFL (سوئیس) برای این منظور فضاپیمای CleanSpace را به اندازه 30x30x10 سانتی متر ارائه کردند که برای یک بار استفاده طراحی شده است. اولین هدف آن ماهواره سوئیسی Swisscube است که در سال 2009 به مدار پرتاب شد. پاک کننده روی هدف خود قفل می کند و آن را به اتمسفر بالایی می برد، جایی که هر دو باید بسوزند. هزینه پروژه CleanSpace 11,000,000 دلار برآورد شده است و در صورت انجام موفقیت آمیز این ماموریت، برنامه ریزی شده است که تولید انبوه آن به منظور حفظ پاکیزگی در فضای نزدیک به زمین ایجاد شود.

تلسکوپ فضایی جیمز وب

در سال 2017، آژانس فضایی ناسا یک تلسکوپ فضایی با فناوری پیشرفته دریافت کرد که باید به دانشمندان در جستجوی مظاهر حیات در گستره های وسیع کیهان کمک کند. این دستگاه 8.8 میلیارد دلاری بر اساس فناوری‌های جدید، امکان کاوش در دوردست‌ترین سیارات در فضا، محاسبه اندازه آنها و اندازه‌گیری محتوای آب، دی اکسید کربن و سایر مواد موجود در جو را فراهم می‌کند. وجه تمایز اصلی تلسکوپ جیمز وب برد آن است. این می تواند فضا را در حدود 300 میلیون سال پس از انفجار بزرگ، زمانی که نور مرئی ظاهر شد، اسکن کند.

دانشمندان کره شمالی موفق به ایجاد یک کپی منحصر به فرد از موتوری شدند که با نقض قوانین حفظ تکانه کار می کند. از نظر ظاهری، شبیه سطلی است که در کنار آن گذاشته شده است، با تبدیل امواج مایکروویو به کشش کار می کند و انرژی آن از انرژی خورشیدی تامین می شود. اصل عملکرد آن با تمام قوانین شناخته شده فیزیک در تضاد است، بنابراین برخی از کارشناسان تمایل دارند بر این باورند که نمونه آزمایشی با خطا ساخته شده است و نمونه های واقعی کار نمی کنند. اما اگر همه چیز به درستی محاسبه شود، استفاده از فناوری جدید EmDrive به پرتاب وسایل نقلیه برای کاوش در اعماق فضا بدون سوخت مایع و شتاب دادن به سرعت های باورنکردنی اجازه می دهد. به عنوان مثال، آنها می توانند در عرض 1 سال و نه چند دهه به مرزهای منظومه شمسی برسند.

این فضاپیما که اندازه آن از یک ماشین فراتر نمی رود، توسط متخصصان ناسا برای مطالعه جو خورشید ساخته شده است. کاوشگر خورشیدی پارکر پس از یک چرخش 7 ساله به دور زهره، مستقیماً به سمت خورشید می رود تا در فاصله 6000000 کیلومتری به سطح آن نزدیک شود. پیش از این، با استفاده از دستگاه هلیوس 2 تنها 43000000 کیلومتر به ستاره اصلی نزدیک می شد.

شروع این ماموریت برای سال 2018 برنامه ریزی شده است و مدت زمان آن 3 سال محاسبه شده است که طی آن کاوشگر 24 بار از نزدیکی خورشید عبور می کند و می تواند از فاصله 10 برابر نزدیکتر از مدار عطارد به آن نزدیک شود. برای محافظت در برابر دماهای شدید (تا 2500 درجه سانتیگراد)، به محافظ کربن کامپوزیتی ویژه 12 سانتی متری مجهز شده است.

"ونروخود"

متخصصان آزمایشگاه ناسا در حال کار بر روی فناوری های جدید برای مطالعه زهره هستند. مشکل اصلی این است که محیط آن کاملاً تهاجمی است: اتمسفر تا 462 درجه سانتیگراد گرم می شود و 90 برابر بیشتر از چگالی جو زمین است، بنابراین فشاری در اینجا ایجاد می شود که حتی بادوام ترین بدنه یک زیردریایی هسته ای نیز قادر به انجام آن نیست. تحمل کند. در این راستا لازم است یک فضاپیما با حداقل وسایل الکترونیکی ایجاد شود، در غیر این صورت خیلی سریع از کار می افتد.

پروژه جدید که AREE (Automaton Rover for Extreme Environments) نام دارد، یک مریخ نورد سیاره ای است که برای کار به توربین بادی و پنل های خورشیدی مجهز خواهد شد. تمام اطلاعات با استفاده از رایانه های مکانیکی جمع آوری شده و با استفاده از کد مورس به ایستگاه مداری پخش می شود.

دانشمندان ناسا در حال کار بر روی توسعه یک آزمایشگاه مداری ماه هستند که قرار است در اوایل دهه 2020 پرتاب شود. دروازه فضای عمیق جدید برای جایگزینی ISS پس از پایان عمر مفید دومی تا سال 2024 طراحی شده است. از جمله وظایف اصلی این پروژه، آزمایش فناوری های جدید برای کاوش در اعماق فضا و آماده سازی برای پروازهای بین سیاره ای در مسافت طولانی، به ویژه برای سفر به مریخ است.

قرار گرفتن ایستگاه در مدار ماه، محیط منحصر به فردی را برای مطالعه فضا و تاثیر آن بر انسان فراهم می کند. Deep Spce Gateaway قرار است به یک رصدخانه رادیویی مناسب برای تجزیه و تحلیل تشعشعات دوران "عصر تاریک" (مطابق با زمان 380000 - 550000 سال پس از انفجار بزرگ) مجهز شود.

فناوری SpiderFab

Tethers Unlimited بر روی جدیدترین فناوری چاپ سه بعدی SpiderFab کار می کند که به فضاپیما اجازه می دهد تا در فضا چاپ و مونتاژ شود.

این پروژه توسعه ربات‌های عنکبوت‌مانند را در گرانش صفر فراهم می‌کند که قطعات جداگانه‌ای را روی چاپگرهای سه بعدی از پلیمر و مواد دیگر ایجاد می‌کنند و متعاقباً فضاپیما را از آنها جمع می‌کنند. در نتیجه، آنها مجبور نخواهند بود از زمین پرتاب شوند، که به طور قابل توجهی هزینه کشتی ها را کاهش می دهد و امکان مونتاژ سازه هایی بسیار بزرگتر از آنچه فناوری های فعلی اجازه می دهد وجود خواهد داشت.

ارتباط لیزری

ارتباطات برای اکتشاف فضایی موفقیت آمیز ضروری است، اما اکثر فرستنده های مدرن انرژی زیادی برای انتقال داده ها مصرف می کنند، که به ویژه در سفرهای فضایی طولانی بسیار مهم است. استفاده از فناوری های جدید انتقال داده به وسیله لیزر می تواند در این امر کمک کننده باشد که به همین دلیل سرعت انتقال 10-100 برابر نسبت به فرستنده های رادیویی افزایش می یابد.

به عنوان یک آزمایش، ناسا در سپتامبر 2017 سیستم انتقال داده لیزری LLCD را بر روی ماهواره LADEE راه اندازی کرد که درگیر مطالعه جو ماه است. این سیستم عملکرد رکوردی را نشان داد: پرتو لیزر داده ها را با سرعت 622 مگابیت در ثانیه به زمین منتقل می کرد و به عقب - با سرعت 20 مگابیت در ثانیه.

آژانس فدرال آموزش

دانشگاه اقتصادی دولتی سامارا

گروه فناوری صنعتی و علوم کالایی

انشا

بر مبنای فنی تولید

با موضوع: "فناوری های فضایی"

انجام شد: دانشجو

2 دوره PEF EOT

لیپی النا

علمی ناظر: Tarasov A.V.

مقطع تحصیلی: ______________

سامارا - 2009

معرفی

فصل 3. فن آوری های فضایی - برای مبارزه با بحران های انرژی

فصل 4. فن آوری های فضایی به مناطق می آیند

فصل 5. چشم انداز توسعه فناوری های فضایی

5.1 فن آوری های فضایی برای مبارزه با ویروس آنفلوانزای مرغی

5.2 سلاح های فضایی

5.3 برنامه فضایی روسیه و بلاروس

5.4 استفاده از انرژی خورشیدی در زمین

نتیجه

فهرست ادبیات استفاده شده

معرفی

در سال های اخیر - سال های STP (پیشرفت علمی و فناوری) - یکی از بخش های پیشرو اقتصاد ملی فضا است. دستاوردهای اکتشاف و بهره برداری از فضا یکی از مهمترین شاخص های سطح توسعه یافتگی کشور است. علیرغم این واقعیت که این صنعت بسیار جوان است، سرعت توسعه آن بسیار بالا است و مدتهاست که مشخص شده است که اکتشاف و استفاده از فضای ماورای جو در حال حاضر بدون همکاری گسترده و همه جانبه بین دولت ها غیرقابل تصور است.

در یک دوره تاریخی بسیار کوتاه، فضانوردی به بخشی جدایی ناپذیر از زندگی ما تبدیل شده است، دستیار وفادار در امور اقتصادی و شناخت دنیای اطراف ما. و شکی نیست که توسعه بیشتر تمدن زمینی نمی تواند بدون توسعه کل فضای اطراف زمین انجام شود. اکتشافات فضایی - این "استان تمام بشریت" - با سرعت فزاینده ای ادامه دارد.

به طور مثبت، گرایش های روابط بین المللی مدرن مانند جهانی شدن، تقویت فرآیندهای یکپارچه سازی و منطقه گرایی برای فضا کار می کند. از یک طرف، آنها وظایف یک نظم واقعاً جهانی را برای فعالیت های فضایی تعیین می کنند، زیرا تنها وسایل فضایی امکان جمع آوری، پردازش و انتشار اطلاعات در مورد وضعیت مشکلات جهانی را در مقیاس سیاره ای فراهم می کند. از سوی دیگر، ترکیب تلاش‌ها و یافتن بودجه برای حل مشکلات ملی و منطقه‌ای و تضمین سودآوری اقتصادی را ممکن می‌سازند.

فصل 1. برخی از نتایج کار در زمینه فناوری فضایی انجام شده توسط دانشمندان شوروی

در سال 1978، یک جهت جدید در تحقیقات انجام شده تحت برنامه Interkosmos ظاهر شد - مطالعه فرآیندهای تشکیل و رفتار مواد در فضای بیرونی. برای حل بسیاری از مشکلات پیش روی بشریت، انواع مختلفی از مواد با خواص و قابلیت های خاص و گاه خارق العاده مورد نیاز است: نیمه هادی ها، کریستال های فناوری مادون قرمز و پیچیده ترین مواد نوری. کیهان محیطی نزدیک به ایده آل برای دریافت آنها برای فرد فراهم می کند. فقدان تقریباً کامل گرانش در فضاپیما، خلاء عمیق، که اغلب با فضانوردان تداخل می‌کند و عملکرد برخی ابزارها و سیستم‌های داخل هواپیما را پیچیده می‌کند، در این مورد به عنوان یک پدیده مثبت عمل می‌کند.

با این حال، تعدادی از سوالات مطرح می شود. به طور خاص، آیا انتقال فرآیندهایی که قبلاً روی زمین انجام شده است از نقطه نظر اقتصادی به فضا قابل توجیه است؟ دلایلی برای چنین تردیدهایی وجود دارد. اول، ایجاد تجهیزات برای کار در فضا بسیار گران تر است. ثانیاً، پرتاب این تجهیزات به فضا و کارکرد آن بر روی یک فضاپیما یا ایستگاه مستلزم هزینه های بزرگ مواد است. در اتحاد جماهیر شوروی، این مطالعات کاربردی بیشتر ماهیت طراحی تجربی دارند. قبل از ایجاد کارخانه های فضایی، هنوز راه طولانی و دشواری در پیش است.

به عنوان یک قاعده، تحقیقات فضایی عمدتاً به نفع نیازهای کاملاً زمینی ما انجام می شود. این در مورد علم مواد فضایی نیز صادق است. یکی از مصرف کنندگان اصلی چنین موادی علم و فناوری است. برای مثال، ابزار، سیستم‌ها و مجموعه‌های فضایی باید حداکثر حساسیت و توانایی عملکرد در شرایط سخت را داشته باشند. بر کسی پوشیده نیست که از پیشرفته ترین مواد موجود برای انسان برای ساخت فناوری فضایی استفاده می شود. تنها با کمک آنها می توان با موفقیت وظایف بزرگی را که کاوشگران فضایی با آن روبرو هستند حل کرد. به همین دلیل است که هرچه توسعه علم مواد فضایی فشرده تر و مثمر ثمرتر باشد، سریعتر بتواند فناوری فضایی را با مواد جدید ارائه کند، ما می توانیم بازده بیشتری از همه زمینه های تحقیقات فضایی داشته باشیم. اهمیت این مشکل و ارتباط آن غیر قابل انکار است.

آغاز همکاری در این راستا در چارچوب برنامه Interkosmos همزمان با آماده سازی اولین پروازهای خدمه بین المللی بود. انجام تحقیقات مشترک بر روی ایستگاه مداری سالیوت-6 امکان پذیر شد که سال ها به عنوان پایگاهی برای تحقیقات گسترده ای عمل کرد. برای انجام آزمایشات مشترک علم مواد، اتحاد جماهیر شوروی به دانشمندان کشورهای برادر تاسیسات فناوری "Kristall" و "Splav" روی برد ارائه کرد که امکان انجام تحقیقات با مواد مختلف را با استفاده از طیف گسترده ای فراهم می کند. روشهای بدست آوردن ترکیبات ارزش آزمایش‌ها نیز با حضور فضانوردانی در ایستگاه که آموزش‌های ویژه‌ای را برای انجام کارهایی از این دست گذرانده بودند، افزایش یافت.

در اتحاد جماهیر شوروی، کار قابل توجهی برای مطالعه فرآیندهای جوشکاری در شرایط ریزگرانشی و ایجاد تجهیزات مختلف برای این منظور انجام شد. هنگام ایجاد چنین تجهیزاتی، به دلیل ویژگی های کار بر روی فضاپیما، لازم است تعدادی از الزامات برای طراحی و عملکرد آن در نظر گرفته شود. عملکرد ایمن تجهیزات در فضاپیما به در نظر گرفتن صحیح عواملی مانند اثر مخرب منبع گرما، وجود حمام فلز مایع و پاشش فلز مذاب، افزایش ولتاژ منابع تغذیه و عوارض جانبی مانند تابش حرارتی یا اشعه ایکس. به عنوان مثال، در یک نصب از نوع Vulcan که برای جوشکاری با پرتو الکترونی در نظر گرفته شده است، ولتاژ شتاب کمتر از 15 ولت انتخاب شده است، زیرا این امکان ظاهر شدن پرتوهای ایکس bremsstrahlung را از بین می برد. انتخاب موفقیت آمیز حالت جوشکاری قوس، جلوگیری از پاشش فلز را ممکن کرد. در همان تاسیسات، عناصر و مدارهای فشار قوی به عنوان منابع احتمالی خطر در یک بلوک محصور شده و با رزین اپوکسی پر شدند. برای بومی سازی گرد و غبار فلزی، تشعشعات حرارتی و نور، از پوشش محافظ ویژه در نصب ولکان استفاده شد. پارامترهای فرآیند توسط یک سیستم حفاظت الکتریکی و مکانیکی در سطح مورد نیاز کنترل و نگهداری شدند.

تجزیه و تحلیل روش‌های مختلف جوشکاری نشان داد که سادگی نسبی جوشکاری با پرتو الکترونی، راندمان بالای فرآیند و امکان کاربرد آن برای تمام فلزات، این روش را به یکی از امیدوارکننده‌ترین روش‌ها در فناوری فضایی تبدیل کرده است.

فصل 2. پشتیبانی اطلاعات فضایی در تحقیقات بیوسفر

سه دهه از عصر فضا به طور قابل توجهی بر دانش ما از زمین، فناوری ایجاد نقشه ها و مشاهدات عملیاتی فرآیندهای طبیعی، به ویژه در هواشناسی تأثیر گذاشته است.

با کمک ماهواره های مصنوعی، مشخص شد که می توان آب و هوا را برای یک دوره 3-5 روزه در بیشتر مناطق زمین با دقت و پوششی که قبلاً در دسترس نبود، پیش بینی کرد. مشاهده پدیده های خشکسالی در مناطق بزرگ؛ کشف آتش سوزی در جنگل ها و جنگل زدایی در مناطق کم جمعیت؛ مناطق تولید زیستی اقیانوس را که برای زیستگاه ماهی مناسب هستند، شناسایی کنید. تعیین جابجایی صفحات تکتونیکی و پیش بینی زلزله با استفاده از پارامترهای مسیر مدارهای ماهواره.

در روش های فضایی برای مطالعه سیاره، دو جهت تعیین شد:

1. حل وظایف ملی بخشی در سطح محلی یا فرعی مربوط به نقشه برداری موضوعی اجزای محیط طبیعی و به روز رسانی نقشه های ایجاد شده قبلی. مقیاس محصولات کارتوگرافی 1: 50000 - 1:2000000 است.

2. اجرای بزرگترین برنامه های ملی و بین المللی مربوط به مطالعه توسعه زمین به عنوان یک سیاره با استفاده اجباری از اطلاعات فضایی. این جهت بر استفاده از ابزارهای فضایی به عنوان ابزاری در وظایف علوم زمین متمرکز شده است.

قطبی شدن منافع علمی به وضوح کشورهای جهان را بر اساس جهت گیری استفاده از روش های فضایی سنجش از دور تقسیم می کند.

حتی کشورهای بسیار توسعه یافته ای مانند آلمان، فرانسه، انگلستان تحقیقات خود را محدود به مناطق جداگانه می کنند. استفاده آنها از تصاویر ماهواره ای بر اساس فرهنگ تکنولوژیکی بالای ایجاد نقشه ها بر اساس سیستم های اطلاعاتی است. ایالات متحده، بر خلاف کشورهای اروپای غربی، به طور فعال در حال توسعه مفهوم و برنامه تحقیقات جهانی سیستماتیک با تمرکز بر حل مشکلات علوم زمین است.

مطالعه چرخه های طبیعی باید بر اساس سری های زمانی چند بعدی اندازه گیری فضا باشد. فقط چنین رویکردی می تواند از ثبت فرآیندهای پویا اطمینان حاصل کند. برای مطالعه توسعه فنولوژیکی محصولات کشاورزی در آزمایش Kursk-85، نتایج مثبت با ترکیب سری های زمانی چند بعدی اندازه گیری های نوری به دست آمد. بنابراین، مطالعه فرآیندهای طبیعی نیازمند یک چرخه تقریباً در تمام طول سال از بررسی‌های فضایی و مشاهدات زیرماهواره مربوطه است.