چهار فناوری فضایی که در آینده نزدیک زندگی ما را تغییر خواهند داد

2024 نویسنده: Malcolm Clapton | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-17 03:54

دنیایی را تصور کنید که در آن طوفان، طوفان، گردباد، سیل و رعد و برق دیگر برای انسان خطرناک نیستند. دنیایی که در آن پرواز از لندن به سیدنی یک ساعت طول می کشد. آینده ای را تصور کنید که در آن دانش ما از ماده آنقدر عمیق است که سفر در زمان به واقعیت تبدیل می شود. دانشمندان در حال حاضر در کالیفرنیا، در پالو آلتو، در آزمایشگاه های لاکهید مارتین، غول جهانی در زمینه فناوری هوافضا و ساخت هواپیما، روی این فناوری ها کار می کنند.

لاکهید مارتین دوشادوش ناسا، دانشگاه های پیشرو جهان و شرکای تجاری قدرتمند کار می کند. دانشمندان بر روی چهار پروژه متمرکز شده اند که دنیای ما را متحول خواهد کرد:

• حفظ جان انسان؛
• کشف دانش جدید در مورد منشا کیهان؛
• پرواز با سرعت صوت؛
• جلوگیری از پایان جهان

به دنبال رعد و برق

در ماه مه، گردبادها، سیل ها و سایر بلایای طبیعی بیش از 4.5 میلیارد دلار به اقتصاد ایالات متحده خسارت وارد کردند. طبق اعلام شرکت بیمه AON، در یک ماه 412 گردباد وجود داشت. در چین، در همان ماه، 81 نفر جان خود را از دست دادند و 100000 خانه در اثر باران های Mei-yu آسیب دیدند و ویران شدند.

هیچ کس از بلایای آب و هوایی در امان نیست. در سال 2011، سیل در تایلند به کارخانه‌های قطعات کامپیوتری آسیب رساند و قیمت هارد دیسک‌ها را در سراسر جهان افزایش داد.

پیش‌بینی دقیق گردباد آینده به نجات جان انسان‌ها کمک می‌کند. نقشه لایتنینگ (GLM) به مردم این فرصت را می دهد که از فاجعه پنهان شوند.

اسکات فوس، معاون مرکز فناوری پیشرفته لاکهید مارتین، می گوید که رعد و برق در ابرها شکل می گیرد و تنها پس از مدتی به زمین می رسد، بنابراین می توانید یک فاجعه را پیش بینی کنید. دانشمندان حسگرهایی را برای جمع‌آوری داده‌های رعد و برق به ماهواره آمریکایی GOES-R که سال آینده پرتاب خواهد شد، متصل خواهند کرد.

استفان جولی، مهندس ارشد ماهواره GOES-R توضیح می دهد که حسگرها با استفاده از فناوری تلسکوپ هابل ساخته شده اند، فقط اکنون ما به ستاره ها نگاه نمی کنیم، بلکه به زمین نگاه خواهیم کرد. گردباد 10 دقیقه پس از شروع فعالیت رعد و برق شروع می شود و این 10 دقیقه جان بسیاری را نجات می دهد.

ردیاب آب و هوا، که زمین را با سرعت 500 فریم در ثانیه ثبت می کند، به هواپیماها کمک می کند تا در میان طوفان حرکت کنند و سیگنال هشدار دهنده ای را به شبکه های برق در معرض تهدید روی زمین ارسال کنند. دانشمندان قصد دارند سیستم GLM را در سراسر جهان مستقر کنند.

علاوه بر آب و هوای بد، خروج جرم تاج - موادی از تاج خورشیدی - تهدیدی برای سیستم‌های الکتریکی و هوانوردی است. با طی کردن میلیاردها کیلومتر در فضا، ذرات ماده در 1-3 روز به زمین می رسند. حتی انتشارات کوچک می تواند سیگنال ماهواره ها را کاهش دهد و ما کنترل هواپیما و سیستم های الکتریکی را از دست خواهیم داد.

هرچه انتشار بزرگتر باشد، عواقب آن خطرناک تر است. بسته به زمان انتشار، مکانی در خورشید که در آن رخ می دهد و جهت حرکت ذرات، برخی از نقاط جهان ممکن است تا 5 ماه برق را از دست بدهند. شرکت های بیمه سالانه حدود 10 میلیارد دلار بابت خسارت ناشی از انتشار جرم تاج می پردازند. تصویرگر حرارتی فرابنفش GOES-R هشدار اولیه در مورد انتشار گازهای گلخانه ای آینده را ارائه می دهد.

ابزار دیگری در GOES-R، geoCARB، با مشارکت دانشگاه اوکلاهما در حال توسعه است. سطح دی اکسید کربن در جو زمین را اندازه گیری می کند تا بتوانیم تغییرات مربوط به مقدار آن را پیش بینی کنیم.

سفر در زمان و عکسبرداری از کهکشان های نوپا

لاکهید مارتین و دانشگاه آریزونا در حال توسعه یک دوربین مادون قرمز نزدیک فوق حساس هستند که امیدوار است بتواند نور اولین ستارگان و کهکشان ها را در مرحله شکل گیری آنها ثبت کند.ستاره شناسان یک تاج نگار در دوربین نصب کرده اند که از اجسام ضعیف در نزدیکی منابع روشن عکس می گیرد. مکانیسم عملکرد تاج‌نگار در NIRCam شبیه زمانی است که برای دیدن چیزی با کف دست خود را از نور خورشید می‌پوشانیم.

NIRCam با تلسکوپ فضایی جیمز وب در اکتبر 2018 از گویان فرانسه با استفاده از موشک آریان 5 به فضا پرتاب خواهد شد. با کمک طیف‌سنج‌ها، دانشمندان در مورد ماهیت نور اطلاعات بیشتری خواهند یافت و نحوه تشکیل ابرهای گازی را مشاهده خواهند کرد. این به درک بسیاری از منشأ جهان کمک می کند.

با NIRCam، محققان ماده تاریک و انرژی تاریک را مطالعه خواهند کرد. اکنون آنها از تلسکوپ های ما پنهان شده اند، اما ما می دانیم که آنها وجود دارند. این دانش پایه و اساس درک تعامل فضا و زمان را خواهد گذاشت.

ما معتقدیم که زمان در یک جهت حرکت می کند، اما ماده آن چیزی نیست که ما فکر می کنیم. به عنوان مثال، حفره هایی در فضا وجود دارد که توسط اجرام بزرگی مانند خورشید ایجاد می شود. آیا این کشف می تواند منجر به سفر در زمان شود؟ من چیزی را رد نمی کنم. سریال قدیمی Star Trek درباره بسیاری از این فناوری ها صحبت می کرد و پدرم که یک فیزیکدان بود به آنها می خندید. این فناوری ها اکنون در حال تبدیل شدن به واقعیت هستند. هنگامی که پایه های منشأ جهان را درک کنیم، قادر خواهیم بود تمام پدیده هایی را که اکنون نمی توانیم درک کنیم، توضیح دهیم.

استیون جولی

تحقیق با NIRCam نه تنها برای کیهان شناسان، بلکه برای کل جهان مهم است: بر سیستم اعتقادی تأثیر می گذارد و باورهای مذهبی بشریت را تغییر می دهد.

بیست برابر سریعتر از صدا

ایده سفر مافوق صوت جدید نیست. این اصطلاح در دهه 70 ظاهر شد و نشان دهنده سرعت 5 ماخ، یعنی 5 برابر سرعت صوت بود. بسیاری از پروژه ها به تلاش برای غلبه بر سرعت صوت ده ها بار اختصاص داده شده است. توسعه دهندگان آلمانی قصد دارند تا سال 2030 فضاپیمای Hypersonic SpaceLiner را پرتاب کنند که می تواند در 90 دقیقه از اروپا به استرالیا پرواز کند. لاکهید مارتین درگیر توسعه فناوری برای غلبه بر 20 ماخ - 24498 کیلومتر در ساعت - و 30 ماخ است.

تلاش برای رسیدن به 20 ماخ به دلیل کمبود مواد قابل اعتماد که بتواند گرمای تولید شده در این سرعت ها را تحمل کند، شکست خورد. دانشمندان اکنون موادی دارند که خود به خود با "ریختن" الکترون ها خنک می شود، درست همانطور که بدن انسان عرق تولید می کند.

لاکهید مارتین در حال همکاری با امپریال کالج لندن است که صاحب یک تونل باد مافوق صوت برای آزمایش مواد است. پروازهای مافوق صوت نه تنها برای مسافران عادی برای جابجایی سریع از کشوری به کشور دیگر مورد نیاز است. آنها برای ارائه کمک های فوری بشردوستانه یا امداد رسانی در بلایا ضروری هستند، اگرچه هزینه سفر مافوق صوت در سال های اولیه استفاده بسیار بالا خواهد بود.

در کنار مواد مافوق صوت، پیشرفت‌های دیگری نیز برای ایجاد ماشین‌های آینده مورد استفاده قرار خواهند گرفت. به عنوان مثال، نانولوله‌های کربنی که 50000 برابر نازک‌تر از موی انسان هستند، در باتری‌ها استفاده خواهند شد.

ما از فناوری های فضایی در صنعت هواپیماسازی، در صنعت خودروسازی و در زندگی روزمره استفاده می کنیم. ما سنسورهایی با منبع تغذیه اختراع کرده‌ایم که می‌توانند بدون سیم روشن و خاموش شوند. این امکان ایجاد ماهواره هایی با اندازه هزاران برابر کوچکتر از ماهواره های فعلی را فراهم می کند. خودروها چگونه خواهند بود؟ چه کسی می داند!

استیون جولی

جلوگیری از پایان دنیا

در سال 2013، یک شهاب سنگ به طول حدود 15 متر در چلیابینسک سقوط کرد و حدود 2000 نفر را مجروح کرد. این اولین بار در تاریخ اخیر است که یک شهاب سنگ بزرگ سقوط می کند و باعث تخریب قابل توجهی می شود. شهاب سنگ های کوچک دائماً به زمین می افتند. یک تهدید جهانی می تواند توسط یک شهاب سنگ با قطر حدود 400 متر ایجاد شود. اما به گفته دانشمندان ناسا، اینها هر هزار سال یک بار به زمین می آیند.

ناسا در حال حاضر بیش از 1400 سیارک را رصد می کند که می توانند صدمات قابل توجهی ایجاد کنند. زمین توسط سیارات غول پیکر منظومه شمسی محافظت می شود که شهاب سنگ ها را روی خود "کشش" می کنند.بنابراین آخرین شهاب سنگ جدی در سال 1908 دوباره در خاک روسیه به زمین سقوط کرد و زلزله ای به بزرگی 5 ریشتر ایجاد کرد. محل سقوط آن خالی از سکنه بود، فقط یک نفر مرد. اگر شهاب سنگ 4 ساعت و 47 دقیقه بعد سقوط می کرد، سن پترزبورگ را که جمعیت آن در آن زمان بیش از یک میلیون نفر بود، از بین می برد.

66 میلیون سال پیش، در دوره کرتاسه، زمانی که دایناسورها در زمین پرسه می زدند، شهاب سنگی به عرض حدود 10 کیلومتر در شبه جزیره یوکاتان در مکزیک سقوط کرد و دهانه شیکسولوب را تشکیل داد. نیروی برخورد معادل یک میلیارد بمب بود که روی هیروشیما انداخته شد و باعث واکنش شیمیایی شد که زمین را "جوش" کرد.

دانشمندان ناسا و لاکهید مارتین در حال کار برای جلوگیری از بلایای مشابه در آینده هستند. ناسا از سال 1998 کاتالوگی از اجرام نزدیک به زمین را نگهداری می کند و قصد دارد در سال 2016 ماموریتی را انجام دهد که رابطه بشریت با سیارک ها را تغییر خواهد داد.

ماموریت بدون سرنشین OSIRIS-REX به سیارک Bennu، یکی از خطرناک ترین سیارک ها سفر خواهد کرد. این احتمال وجود دارد که در پایان قرن بیست و دوم به زمین سقوط کند. OSIRIS-REX تا Bennu پرواز می کند، نمونه ای از ترکیب آن را می گیرد و آن را به زمین می آورد. دانشمندان امیدوارند درک کنند که چگونه می توان سیارک و مدار آن را تحت تاثیر قرار داد. همچنین، این ماموریت می تواند عناصر شیمیایی را که هنوز برای دانشمندان در این سیارک ناشناخته نیستند، پیدا کند.

نجات سیاره ما چیزی بیش از محافظت از آن در برابر برخورد شهاب سنگ است. به عنوان مثال، یکی از بزرگترین اسرار: چه اتفاقی برای جو مریخ افتاد که باعث تغییرات شدید آب و هوا شد؟ در سال 2013، ماموریت MAVEN راه اندازی شد، که شاید بتواند به این سؤالات پاسخ دهد و به درک اینکه آیا آینده سیاره سرخ برای زمین آماده نیست یا خیر، کمک کند.

()