اولین ماهواره تمام الکتریکی اروپا

اولین ماهواره تمام الکتریکی اروپا به فضا رفت

اولین ماهواره تمام الکتریکی اروپا
علم فیزیک – اولین ماهواره تمام الکتریکی اروپا

آژانس فضایی اروپا اولین ماهواره تمام برقی خود را از پایگاه فضایی آریان به فضا پرتاب کرد.

به گزارش ایسنا به نقل از آژانس فضایی اروپا، ماهواره SES-15 اولین ماهواره تمام‌ الکتریکی “زمین‌آهنگ” است که توسط بوئینگ تولید شده است.

ماهواره “زمین‌آهنگ” ماهواره‌ای است که در مدار “زمین‌آهنگ” قرار دارد و دوره مداری آن با دوره گردش زمین یکسان است. این‌گونه ماهواره‌ها پس از هر زمان نجومی به موقعیت خود در آسمان باز می‌گردد.

ماهواره “زمین‌ثابت” نمونه‌ای خاص از ماهواره‌های “زمین‌آهنگ” است که دارای مدار “زمین‌ثابت” مدار “زمین‌آهنگ” دایره‌ای بالای استوا است.

مزیت ماهواره‌های “زمین‌آهنگ” این است که نسبت به یک نقطه خاص بر روی زمین و نیز نسبت به ایستگاه‌های زمینی همیشه در یک محدوده از آسمان باقی می‌مانند. ویژگی مشخص ماهواره‌های “زمین‌آهنگ” این است که همیشه در یک نقطه خاص در آسمان باقی می‌مانند، بدین معنی که گیرنده‌های زمینی این ماهواره‌ها نیاز به جابه‌جایی نداشته و می‌توانند در یک جهت ثابت باشند. ماهواره‌های “زمین‌آهنگ” اغلب برای اهداف مخابراتی به‌کار می‌روند.

شبکه زمین‌آهنگ به شبکه‌ای مخابراتی گفته می‌شود که از مجموعه ماهواره‌های زمین‌آهنگ ساخته  شده است.

این پرتاب با کد VS17 با استفاده از موشک سایوز امروز پنجشنبه ۲۸ اردیبهشت در ساعت ۱۶:۲۵ به وقت تهران از پایگاه فضایی آریان واقع در جزیره گویان فرانسه انجام شد.

ماهواره به دستگاه‌های ساخت بشر گفته می‌شود که به صورت عمدی به فضا فرستاده شده در مدارهایی در فضا به گرد زمین یا سیارات دیگر می‌چرخند.

اهمیت ماهواره‌ها برای مخابرات و بررسی منابع زمینی و پژوهش و کاربردهای نظامی و جاسوسی روزافزون است. بخشی از پژوهش‌های علمی و تخصصی که در آزمایشگاه‌های مستقر در فضا انجام می‌شود، هرگز نمی‌توانست روی کرهٔ زمین جنبهٔ عملی به خود گیرد.

نخستین ماهوارهٔ فضایی جهان اسپوتنیک-۱ (به معنی همسفر-۱ به زبان روسی) بود که در تاریخ ۱۲ مهر ۱۳۳۶ (۴ اکتبر ۱۹۵۷) به مدار زمین پرتاب شد. پرتاب اسپوتنیک-۱ به مدار زمین آغازگر عصر فضا و مسابقه فضایی شد. از آن زمان، حدود ۶۶۰۰ ماهوارهٔ بیش از ۴۰ کشور به وسیلهٔ ۱۰ ملت به فضا پرتاب شده‌اند. بنا بر تخمینی مربوط به ۲۰۱۳، ۳۶۰۰ تا در مدار باقی مانده‌اند. از این تعداد حدود ۱۰۰۰ تا فعال بوده‌اند؛ مابقی، عمر مفیدشان را پشت سر گذاشته و به زباله‌های فضایی تبدیل شده‌اند. تقریبا ۵۰۰ ماهواره عملیاتی در مدار زمین-پایین هستند؛ ۵۰ تا در مدار زمین-متوسط (در ۲۰۰۰۰ km)، و بقیه در مدار زمین-ثابت هستند (در ۳۶۰۰۰ km). تعداد کمی ماهواره بزرگ در قطعات جداگانه پرتاب و در مدار به هم متصل شده اند. بالغ بر یک دوجین سفینه کاوشگر در مدارات سایر اجرام قرار داده شده و تبدیل به ماهواره های مصنوعی ماه، تیر، ناهید، مریخ،برجیس(سیاره)، کیوان، تعدادی سیارک، و خورشید گشته اند.

اولین ماهواره تمام الکتریکی اروپا ، اخبارفیزیک ، مقالات فیزیک ، مطالب فیزیک ، فیزیک مدرن ، علم فیزیک

ماهواره روسی بر فراز موشک پروتون

پرتاب موفق ماهواره روسی بر فراز موشک پروتون

روسیه روز دوشنبه (۲۳ شهریور) با موفقیت یک موشک پروتون را به همراه یک ماهواره مخابراتی روسی از پایگاه فضایی بایکنور قزاقستان به فضا پرتاب کرد.

علم فیزیک - ماهواره روسی بر فراز موشک پروتونماهواره روسی بر فراز موشک پروتون

به گزارش سرویس علمی ایسنا، این پرتاب که در ساعت ۱۹:۱۰ به وقت گرینویچ انجام شد، دومین پرتاب موفق از زمان انفجار فاجعه بار یک ماهواره مکزیکی در ماه مه بر روی موشک روسیه محسوب می‌شود. روسیه همچنین یک موشک پروتون را به همراه یک ماهواره انگلیسی در اواخر ماه اوت به فضا پرتاب کرده بود.

سازمان فضایی روسیه در بیانیه‌ای این پرتاب ، ماهواره روسی بر فراز موشک پروتون ، را عادی خواند.

در ماه مه، یک ماهواره مکزیکی پس از ناموفق ماندن پرتاب موشک پروتون M، از بین رفت. به گفته مرکز خرونیچف، سازندگان این موشک، انفجار به دلیل یک ایراد ساختاری در یکی از موتورها پیش آمده بود.

موشک پروتون MT که بر اساس یک طراحی عصر شوروی سابق است، به عنوان نیروی کاری قدیمی صنعت فضایی محسوب شده و روسیه در حال ساخت نسل جیدید از موشکها برای ادامه دادن راه آن‌ها هستند.

روسیه پس از سقوط یک فضاپیمای باری و بدون سرنشین پروگرس در اواخر ماه آوریل که قرار بود تدارکات مورد نیاز را به ایستگاه فضایی بین‌المللی منتقل کند، مجبور شد همه سفرهای فضایی خود را معلق کند. این فضاپیما پس از پرتاب، تماس خود را با زمین از دست داده و در جو سوخت.

این ناکامی که روسیه آن را به گردن مشکلی در موشک سایوز انداخته بود، همچنین گروهی از فضانوردان را مجبور به اسکان بیشتر برای چند ماه در ایستگاه کرد.

اما ماه گذشته فضانوردانی از روسیه، ژاپن و آمریکا با موفقیت پس از دو ماه وقفه ناشی از یک شکست موشکی به زمین بازگشتند.

نسل جدید ماهواره ها برای شکار طوفان ها

نسل جدید ماهواره ها برای شکار طوفان ها

نسل جدید ماهواره ها برای شکار طوفان هاعلم فیزیک – نسل جدید ماهواره ها برای شکار طوفان ها

سالانه طوفان‌های عظیم در جهان جان هزاران انسان را می‌گیرد و بر همین اساس نیز ناسا در حال ساخت میکروماهواره‌های نسل جدید است که وظیفه نظارت و مانیتورینگ این طوفان‌ها را خواهند داشت.

ناسا به تازگی ساخت میکروماهواره‌ای را با نام سیستم ماهواره‌ای ناوبری جهانی طوفان‌‌ها (GYGNSS) شروع کرده است و در حقیقت در حال مونتاژ کردن این ماهواره در موسسه تحقیقاتی ساوث‌وست در سن‌آنتونیو در تگزاس است.

طوفان‌ها یا هاریکن‌ها به شدت و بدون هیچ گونه هشداری، تغییر مسیر می‌دهند و گاهی پیش آمده که منطقه‌ای امن برای طوفان اعلام شده ولی به دلیل رد شدن طوفان از روی دریا و بالا رفتن قدرت، تغییر مسیر داده و به سمت آن منطقه پیش رفته است.

متاسفانه سیستم‌های مانیتورینگ ماهواره‌‌ای کنونی فقط می‌توانند به صورت دور‌ه‌ای طوفان‌ها را ببینند و به همین دلیل گاهی هواشناسان را با شگفتی‌های عجیب و غیرقابل پیش‌بینی مواجه می‌کند.

ناسا برای برطرف کردن این مشکل، دست به ساخت میکروماهواره GYGNSS زده است که شامل مجموعه‌ای از هشت ماهواره می‌شود و هدف از ساخت آن، بهبود پیش‌بینی‌های هواشناسی در مورد طوفان‌هاست.

نسل جدید ماهواره ها برای شکار طوفان هاعلم فیزیک – نسل جدید ماهواره ها برای شکار طوفان ها

در همین راستا، برای نخستین بار بادهای سطحی اقیانوسی را که در نزدیکی هسته داخلی طوفان‌های استوایی، تیفون‌ها و طوفان‌ها قرار دارند، تخمین زده‌اند تا از این طریق پیش‌بینی وضع طوفان و هواشناسی را از جمله تخمین شدت، جهت‌یابی مسیر و موج‌های طوفانی بهبود دهد.

هر کدام از این میکروماهواره‌ای ۲۹ کیلوگرم وزن و ابعادی معادل ۵۱ در ۶۴ در ۲۸ سانتی‌متر دارند که هم‌سایز یک چمدان است. این میکروماهواره‌ها مجهز به سلول‌های خورشیدی هستند و می‌تواند انرژی مورد نیازش را از نور خورشید تامین کند. به گفته ناسا، حدود هفت ماهواره در عرض یک هفته می‌توان ساخت.

این ماهواره ها در مدار پایین زمین قرار می گیرند و در مسیری حرکتی می کنند که به آنها امکان می‌دهد هر ۱۲ دقیقه، یک منطقه را مورد بررسی قرار دهند.

همچنین این ماهواره‌ها از سیگنال‌های مستقیم و منعکس‌شده از مجموعه ماهواره‌های موقعیت‌یاب جهانی (GPS) استفاده می‌کنند تا تصویری از سرعت بادهای سطح اقیانوس‌ها در دیواره چشم طوفان به دست دهد.

«چشم دیواره» طوفان یا eye-wall حلقه‌ای از آذرخش قوی است که در آن شدیدترین بادها و بارش اتفاق می‌افتد، این حلقه دقیقا دور چشم طوفان قرار دارد.

نسل جدید ماهواره ها برای شکار طوفان هاعلم فیزیک – نسل جدید ماهواره ها برای شکار طوفان ها

چشم طوفان نیز ناحیه‌ای است با هوای آرام که در میانه طوفان‌های شدید گرمسیری ایجاد می‌شود. چشم طوفان پهنه‌ای تقریبا دایره‌وار، همراه با باد نسبتا سبک و هوای صاف، است که با چشم‌دیواره محصور می‌شود.

ماهواره‌های GYGNSS برخلاف ماهواره‌های کنونی که هر چند روز یک بار، خوانش‌های خود از سرعت باد را مخابره می‌کند، هر چند ساعت این اطلاعات را ارسال می‌کند و همین امر موجب می‌شود که دقت پیش‌بینی هوا بالاتر برود.

سایت علمی بیگ بنگ

ماهواره

ماهواره ( Satellite )

فرض کنید روی قله یک کوه با یک توپ جنگی گلوله ای را پرتاب می کنید. ( بدون در نظر گرفتن مقاومت هوا ) هر چه نیروی پرتاب کننده بیشتر باشد ، سرعت گلوله بهنگام خروج از لوله بیشتر خواهد بود و گلوله مسافت بیشتری طی خواهد کرد تا با نیروی جاذبه زمین سقوط کند . حال اگر سرعت پرتاب به ۷٫۹ کیلومتر در ثانیه ( ۲۸۰۰ کیلومتر در ساعت ) برسد ، گلوله دیگر به زمین سقوط نخواهد کرد و با همان سرعت دور زمین ( در مدار دایره ای شکل ) خواهد چرخید. در این حالت گلوله تبدیل به یک ماهواره شده و اگر نیروی اصطحکاک هوا نباشد ، گلوله تا ابد در مدار زمین باقی می ماند ولی بخاطر وجود اصطحکاک هوا در ارتفاعات کم ، سرعت گلوله کم شده و در نهایت سقوط خواهد کرد. اگر سرعت پرتابه را افزایش دهیم ، مدار حرکت گلوله دور زمین از حالت دایره به حالت بیضی شکل تغییر خواهد کرد و با افزایش سرعت ، مدار حرکت بیضی تر خواهد شد

ماهواره
علم فیزیک – ماهواره

برای قرار دادن ماهواره در مدار بالایی و دایره ای شکل بدور زمین از موشک های ۲ مرحله ای استفاده می کنند. به این صورت که موشک پس از بلند شدن و در ارتفاع کم ، مسیر مستقیم خود را کج می کند تا در مدار زمین قرار گیرد. در این لحظه موتور مرحله اول از موشک جدا می شود. همین لحظه موتور مرحله دوم روشن می شود و موشک در مدار بیضی شکل دور زمین شروع به گردش می کند. موتور مرحله دوم خاموش می شود و وقتی موشک به نقطه اوج ( دورترین نقطه از زمین مدار بیضی از زمین) رسید ، موتور دوم یکبار دیگر روشن می شود تا موشک در مدار دایره ای شکل بزرگ قرار گیرد. در همین لحظه ماهواره از موتور دوم جدا می شود و سپس با همان سرعت اولیه که از موشک در حال حرکت جدا شده ، در مدار دایره ای شکل دور زمین می گردد .

ارتفاع ماهواره ها از سطح زمین :

ماهواره های جاسوسی را اغلب در ارتفاعات کم ( ۴۸۰ تا ۹۷۰ کیلومتری) قرار می دهند. این ماهواره ها می توانند در عرض کمتر از دو ساعت دور زمین گردش کنند و عکس های دقیق از مراکز نظامی بگیرند.

ماهواره های علمی در مدارات میانی ( ارتفاع ۴۸۰۰ تا ۹۷۰۰ کیلومتری) قرار داده می شوند. از این ماهواره ها برای تحقیق در مورد مهاجرت حیوانات و بررسی فعالیت آتشفشانها استفاده می شود.

ماهواره های سیستم موقعیت یابی جهانی (GPS ) در ارتفاع ۱۰۰۰۰ تا ۲۰۰۰ کیلومتری قرار داده می شوند.

ماهواره های ارتباطی مثل ماهواره تلویزیونی را در ارتفاع ۳۵۷۸۶ کیلومتری قرار می دهند. زمان گردش ماهواره هایی که در این ارتفاع قرار می گیرند ، با زمان چرخش زمین یکی است . به همین دلیل برای دریافت اطلاعات از این ماهواره ها ، نیازی به جابجایی مکرر گیرنده زمینی ( بشقاب ماهواره ) نیست.

کره ماه ( ماهواره طبیعی زمین ) هم ارتفاع ( فاصله ) حدود ۳۸۴۰۰۰ کیلومتری از سطح زمین در حال گردش بدور زمین است ، دارای سرعتی معادل ۱ کیلومتر در ثانیه است . با این فاصله و سرعت زمان یک دور گردش ماه بدور زمین حدودا ۲۸ روز طول می کشد که همان طول ماه قمری است .

رابطه سرعت با ارتفاع :

همانطور که می دانید با افزایش ارتفاع از سطح زمین ، نیروی جاذبه کم می شود. هر مدار دایره ای ماهواره ، سرعت مخصوصی دارد که به آن سرعت پایداری مدار می گویند. در این سرعت نیروی جاذبه با نیروی گریز از مرکز در حالت تعادل قرار دارند. اگر سرعت ماهواره را به کمتر از سرعت پایداری کاهش دهیم ،‌ نیروی جاذبه بر نیروی گریز از مرکز غلبه کرده و ماهواره به مدار پایین تر ( ارتفاع کمتر ) سقوط خواهد کرد و بالعکس اگر سرعت ماهواره را افزایش دهیم ، نیروی گریز از مرکز بر نیروی جاذبه غلبه کرده و ماهواره در مدار بالاتر ( بیضی کشیده ) قرار می گیرد.

ارتفاع از سطح زمین ( کیلومتر )
سرعت پایداری مدار گردش
زمان یک گردش کامل بدور زمین
۲۰۰
۷٫۷۸ ( کیلومتر در ثانیه )
۸۸ دقیقه
۵۰۰
۷٫۶۱ ( کیلومتر در ثانیه )
۹۴ دقیقه
۱۰۰۰
۷٫۳۵ ( کیلومتر در ثانیه )
۱۰۵ دقیقه
۱۰۰۰۰
۴٫۹۳ ( کیلومتر در ثانیه )
حدود ۶ ساعت
۱۰۰۰۰۰
۱٫۹۴ ( کیلومتر در ثانیه )
حدود ۴ روز
۱۰۰۰۰۰۰
۰٫۶۳( کیلومتر در ثانیه )
حدود ۴ ماه

با کاهش سرعت ماهواره پس از پایان ماموریت ، ارتفاع آن کم می شود تا وارد جو شود. از آنجا که سرعت گردش ماهواره در هنگام برخورد به ملکولهای هوای جو هنوز بسیار زیاد است ، دمای سطح ماهواره آنقدر بالا می رود که قطعات آن آتش گرفته و میسوزند .

البته برخی قطعات نسوخته ماهواره ها یا موشکها در مدار زمین باقی می مانند . این قطعات بخاطر سرعت زیادی که در گردش بدور زمین دارند ، برای دیگر ماهواره ها و نیز موشک ها و شاتل های فضایی بسیار خطرناک هستند بطوریکه اگر یک قطعه کوچک ( به اندازه یک توپ پینگ پنگ ) به شاتلی اصابت کند ، مانند یک خمپاره عمل خواهد کرد و ممکن است شاتل را منفجر کند ! دانشمندان سعی می کنند ماهواره ها را از موادی بسازند که در هنگام برخورد با جو کاملا بسوزند و قطعات خطرناک آنها در جو باقی نماند.

ماهواره ، اخبارفیزیک ، مقالات فیزیک ، مطالب فیزیک ، فیزیک مدرن ، علم فیزیک

منبع :www.bestofpersia.com و ملاصدرا

پایش دقیق‌تر دی‌اکسیدکربن

پایش دقیق‌تر دی‌اکسیدکربن با ماهواره‌ها در محاسبات جدید

چگونگی جذب نورهای رنگی مختلف توسط دی‌اکسیدکربن می‌تواند به اقلیم‌شناسان کمک کند با یک روش محاسباتی جدید به کمک ماهواره‌های فضایی به پایش دی‌اکسیدکربن جو بپردازند.

پایش دقیق‌تر دی‌اکسیدکربن
علم فیزیک – پایش دقیق‌تر دی‌اکسیدکربن

به گزارش سرویس علمی ایسنا منطقه خراسان، تیمی از دانشمندان به رهبری کالج دانشگاهی لندن، محاسبات جدیدی را ایجاد کرده‌اند که می‌تواند به دقت چگونگی جذب نور رنگهای مختلف را با دی‌اکسیدکربن پیش‌بینی کند.

این امر به دانشمندان هواشناسی در بررسی انتشارات گازهای گلخانه به منظور تعبیر بهتر اطلاعات بدست آمده از ماهواره‌ها و ایستگاههای زمینی سنجش دی‌اکسیدکربن کمک خواهد کرد.

به عبارت دیگر، این محاسبات، نظارت بر دی‌اکسیدکربن از فضا را ارتقا خواهد بخشید. چنین سنجش‌هایی در تحقیقات تغییرات آب‌وهوایی از اهمیت بسیاری برخوردارند. با بهبود درک محققان از میزان جذب تشعشعات توسط دی‌اکسیدکربن، عدم اطمینان‌ در مدلسازی تغییرات اقلیمی کاهش می‌یابد و درخصوص این‌که در طول چند دهه‌ آینده زمین چه اندازه در حال گرم شدن است پیش‌بینی‌های درست‌تری به دست دهد.

این تحقیق توسط دانشمندان کالج دانشگاهی لندن، دانشگاه علوم روسیه، موسسه ملی استاندارد و فناوری آمریکا و دانشگاه نیکولاس کوپرنیک لهستان انجام شده و نشان می‌دهد که قوانین پایه‌ای مکانیک کوانتوم چگونه به پیش‌بینی دقیق میزان جذب نورهای مختلف توسط دی‌اکسیدکربن کمک می‌کند.

محققان از محاسبات مبتنی بر معادلات مکانیک کوانتومی برای پیش‌بینی چگونگی جذب نور رنگهای مختلف توسط مولکول گاز دی‌اکسید کربن استفاده کردند. آنها همچنین از رایانه‌های قدرتمند برای انجام این پیش‌بینی‌ها بهره بردند که پس از آن با استفاده از سنجش‌های دقیق بدست آمده با روش بسیار حساس (CRDS) تائید شدند.

اگرچه این معادلات مکانیک کوانتومی از مدتها قبل و پیش از تهیه این محاسبات دقیق وجود داشتند، با این حال، بدون فناوری‌های مدرن امکان استفاده از آنها برای این کار وجود نداشت.

ترکیبی از رایانه‌های مدرن و روشهای بدیع حل مشکل به این معنی است که در حال حاضر دانشمندان می‌توانند از نظریه کوانتوم برای محاسبه قدرت جذب نور در هر طول موج توسط دی‌اکسید کربن استفاده کنند.

این کشف به دانشمندان کمک می‌کند از چگونگی کارکرد دی‌اکسیدکربن در جو مطلع شده و به طور دقیق منابع انتشار این گاز را تشخیص دهند که این امری حیاتی در پیش‌بینی وضعیت آینده زمین است.

پایش دقیق‌تر دی‌اکسیدکربن ، اخبارفیزیک ، مقالات فیزیک ، مطالب فیزیک ، فیزیک مدرن ، علم فیزیک