فناوری های فضایی از گذشته تا امروز؛ رؤیای رفتن به فضا چگونه در ذهن انسان شکل گرفت؟

به گزارش عاشق وب فناوری های فضایی با عنایت به نقش مهم خود در اکتشافات و سفرهای فضایی می توانند تأثیر زیادی بر زندگی انسان ها داشته باشند.
به گزارش عاشق وب به نقل از ایسنا، فناوری های فضایی، فناوری هایی هستند که با کمک علوم فضایی و با هدف به کارگیری در فضانوردی و اکتشافات فضایی ابداع می شوند. این فناوری ها، فضاپیماها، ماهواره ها، ایستگاه های فضایی و تجهیزات در رابطه با این مواد را در بر دارند. فضا محیط جدیدی برای بشر است که کار کردن در آن، به ابزار و روش های نوین نیاز دارد. خیلی از خدمات حوزه هواشناسی، سنجش ازراه دور، سیستم های GPS، تلویزیون های ماهواره ای و بعضی از انواع ارتباطات ازراه دور، بر زیرساخت های فضایی مبتنی هستند. در بین علوم گوناگون، ستاره شناسی و علوم زمینی، از مزایای فناوری های فضایی برخوردار می شوند. فناوری های جدیدی که منشأ آنها، تلاشهای در ارتباط با فضا است، غالبا در کارهای اقتصادی هم مورد بهره برداری قرار می گیرند.

تاریخچه فناوری های فضایی
انسان همیشه هدف جست و جو در آسمان را در سر داشته و رویای فضا را می دیده است. در نیمه دوم قرن بیستم، موشک های بسیاری ابداع شدند که به اندازه کافی قوی بودند تا بر جاذبه غلبه کنند و راه را برای اکتشافات فضایی فراهم سازند.
آلمان نازی بین سالهای ۱۹۳۰ تا ۱۹۴۰ دریافت که امکان استفاده از موشک ها بعنوان سلاح وجود دارد. بعد از جنگ جهانی دوم، آمریکا و اتحاد جماهیر شوروی هم برنامه های موشکی خویش را آغاز کردند.
اتحاد جماهیر شوروی برای اولین بار فناوری را به فضا وارد کرد. این کار با ورود ماهواره “اسپوتنیک۱”(Sputnik ۱) به فضا در روز چهارم اکتبر سال ۱۹۵۷ صورت گرفت. این ماهواره فضایی، از “پایگاه فضایی بایکونور”(Baikonur Cosmodrome) به مدار زمین پرتاب شد. پرتاب اسپوتنیک۱، آغازگر عصر فضا بود و از نظر علمی و هم از نظر سیاسی، یکی از رویدادهای مهم قرن بیستم به شمار می رفت. اسپوتنیک۱ به ارسال سیگنال های رادیویی می پرداخت و تحلیل این سیگنال های رادیویی، برای گردآوری اطلاعات به کار می رفت. امواج رادیویی ارسال شده از این ماهواره توانست اطلاعات بسیاری را در اختیار دانشمندان بگذارد.
نخستین پرواز فضایی موفقیت آمیز انسان، طی مأموریت “وستوک۱”(Vostok ۱) صورت گرفت که در آن، “یوری گاگارین”(Yuri Gagarin)، فضانورد روسی توانست به فضا پرواز کند. این مأموریت، یکی از مهم ترین مأموریت های صورت گرفته در تاریخ بشر بود که طی آن، فضاپیمای وستوک، از پایگاه فضایی بایکونور به مدار زمین پرتاب شد و گاگارین را به فضا برد. همه مراحل این مأموریت مهم یا توسط سیستم های خودکار و یا کنترل زمینی هدایت می شد؛ دلیل این امر، عدم اطمینان کادر پزشکی و مهندسان از نحوه واکنش انسان نسبت به بی وزنی بود؛ در نتیجه تصمیم گرفته شد که کنترل های دستی خلبان قفل شوند.
نخستین ماهواره آمریکا، “اکسپلورر۱”(Explorer ۱) نام داشت که در ۳۱ ژانویه ۱۹۵۸ به مدار وارد شد. پرتاب این ماهواره، از “پایگاه نیروی هوایی کیپ کاناورال”(Cape Canaveral Air Force Station) صورت گرفت. اکسپلورر۱ که ساخته “آزمایشگاه پیش رانش جت”(JPL) ناسا بود، از “پایگاه فضایی کیپ کاناورال” به فضا پرتاب شد. اطلاعات به دست آمده از اکسپلورر۱، به یک دستاورد اکتشافی مهم یعنی کشف “کمربند وان آلن”(Van Allen Radiation Belt) کمک کرد.
نخستین فضاپیمایی که به نزدیکی ماه رسید، “لونا۱”(Luna ۱) نام داشت که بخشی از برنامه لونا متعلق به روسیه بود. لونا۱، در چهارم ژانویه ۱۹۵۹ توانست به مدار خورشید مرکزی برسد اما به سبب سوختن قسمت بالای بدنه آن طی مرحله پرتاب، به ماه نرسید. نقص فنی در سیستم کنترل زمینی طی مرحله پرتاب، اجازه نداد که لونا۱ به مدار ماه وارد شود و بدین ترتیب، لونا۱ فقط از کنار ماه عبور کرد.
اولین کاوشگری که بر سطح ماه تأثیر گذاشت، کاوشگر لونا۲ بود که در ۱۴ سپتامبر سال ۱۹۵۹ به سطح ماه برخورد کرد. لونا۲، اولین شیء ساخت دست بشر بشمار می رود که به ماه رسید. طراحی لونا۲ و تجهیزات نصب شده روی آن، شباهت بسیاری با لونا۱ داشت.
در ۲۴ دسامبر ۱۹۶۸، “فرانک بورمن”(Frank Borman)، “جیمز لاول”(جیمز لاول) و “ویلیام آندرس”(William Anders)، سرنشینان “آپولو۸”(Apollo ۸)، به اولین انسان هایی تبدیل شدند که فراتر از مدار زمین رفتند و سمت پنهان ماه را به صورت مستقیم مشاهده نمودند. آپولو۸، اولین فضاپیمایی بود که توانست مدار زمین را ترک کند و به ماه برسد و سپس به سلامت روی زمین فرود بیاید.
بشر برای اولین بار، در ۲۰ ژوئیه ۱۹۶۹ روی ماه قدم گذاشت. اولین انسانی که روی سطح ماه قدم زد، “نیل آرمسترانگ”(Neil Armstrong)، فرمانده “آپولو۱۱”(Apollo ۱۱) بود. مأموریت آپولو۱۱، یکی از مهم ترین مأموریت های برنامه فضایی آپولو بشمار می رود چونکه طی آن، اولین انسان توانست روی کره ماه قدم بگذارد. طی این مأموریت مهم، آپولو۱۱ از “مرکز فضایی کندی” به ماه پرتاب شد و نیل آرمسترانگ و “باز آلدرین”(Buzz Aldrin) را روی کره ماه فرود آورد.
نخستین ماه نورد رباتیک که روی ماه فرود آمد، “لوناخود۱”(Lunokhod ۱) بود که بعنوان بخشی از برنامه لوناخود به ماه رسید. لوناخود۱، اولین وسیله نقلیه رباتیک قابل بود که روی سطح ماه فرود آمد و توانست تجربیات اکتشافی بسیاری را در تاریخ فضا به نام خود ثبت کند.
یکی از برجسته ترین مأموریت های بیناسیاره ای، “وویجر۱”(Voyager ۱) بود که طی آن، یک کاوشگر فضایی با هدف بررسی منظومه شمسی، توسط ناسا به فضا پرتاب شد. وویجر۱، دورترین ساخته دست بشر از زمین بشمار می رود و همینطور اولین ساخته دست بشر شمرده می شود که به فضای میان ستاره ای وارد شده است.
در آوریل ۱۹۸۱، پرتاب شاتل فضایی “کلمبیا”(Space Shuttle Columbia)، راه را جهت استفاده از شاتل های فضایی در مأموریت های فضایی نظامی و غیرنظامی فراهم نمود. پرتاب های موفقیت آمیز شاتل توانست خیلی از نیازهای علمی و نظامی را برآورده کند؛ تا این که در ۲۸ ژانویه ۱۹۸۶، شاتل فضایی “چلنجر”(Challenger)، ۷۳ ثانیه بعد از پرتاب منفجر شد و سرنشینان آن کشته شدند.
فضاپیمای “دیسکاوری”(Discovery)، یکی از سه شاتل فضایی بود که به ارسال فضانوردان و قطعات فنی “ایستگاه فضایی بین المللی”(ISS) می پرداخت. این فضاپیما در سال ۲۰۱۱ بازنشسته شد.
ابداع سیستم ها و فناوری های فضایی همچنان برای اهداف نظامی، نظارت بر آب و هوا، ارتباطات، تصویربرداری و سنجش ازراه دور ادامه دارد. هدف از طراحی فناوری ها و سیستم های فضایی، این است که هزینه اکتشافات فضایی کاهش پیدا کند و ایمنی آنها افزایش یابد. بیشتر ماهواره های علمی و نظامی، برای کمک به مأموریت های گوناگون ابداع شده اند. رقابت تنگاتنگی میان ملل گوناگون برای طراحی و ابداع فناوری های فضایی وجود دارد.

چالش هایی که بر سر راه فناوری های فضایی قرار دارند
با پرتاب ماهواره اسپوتنیک در سال ۱۹۵۷ و آغاز عصر فضا، پیشرفت فناوری های فضایی از یک سو به توسعه برنامه هایی منجر گردید که از داده های ماهواره ای استفاده می کردند و از طرف دیگر به پیشرفت علوم جوی، ستاره شناسی و اخترفیزیک انجامید. بعضی از مهم ترین کمک های فناوری فضایی دراین زمینه، بررسی های ماهواره ای بوده اند که میزان تخریب لایه ازن جو، وجود سیارات فراخورشیدی و سیاهچاله ها را نشان می دهند.
پیشرفت سریع فناوری فضایی، به دستاوردهای خارق العاده ای مانند فرود آمدن روی سطح ماه منجر گردیده است. فناوری های فضایی، این امکان را برای بشر فراهم نموده اند که تصاویر بسیار واضحی از زمین و محیط خارق العاده اطراف آن ثبت کند. پیشرفت های چشم گیر فناوری های فضایی، دستاوردهای مهمی را بهمراه داشته است که توسعه ایستگاه فضایی بین المللی، اکتشافات رباتیک سیارات دیگر و اجرام آسمانی را شامل می شود.
فضا همیشه بعنوان یک محیط جدید، الهام بخش نویسندگان و کارگردانان سینما بوده است. این افراد، چشم اندازهایی را از آینده عرضه می دهند که تنها با تحولات خارق العاده فناوری های فضایی امکان پذیر می شود.
چالش توسعه و پیاده سازی فناوری های فضایی مانند موتور موشک، در مقیاس زمانی طولانی تر مشخص می شوند. وسایل نقلیه فضایی که قابلیت برخاستن و فرود دارند، باید توسعه یابند؛ بدون این که به خدمات گسترده و پرهزینه نیازی باشد.
عملکرد سامانه های پیشران هم برای برقراری امکان سفر سریع تر، انتقال بار بیشتر و مأموریت های دارای سرنشین عموما به سبب طولانی بودن سفر است که با سامانه های پیشران، ارتباط مستقیم دارد. عملکرد سامانه های پیشران، قابلیت اکتشاف و بهره برداری را به خصوص برای کارهای رباتیک محدود می کند چونکه یک محدودیت قابل توجه برای جرم بار مفیدی بشمار می رود که می تواند با رعایت ایمنی، از سایر اجرام آسمانی به زمین و از زمین به سایر اجرام آسمانی منتقل شود.

اهمیت فناوری های فضایی در زندگی انسان
فناوری های فضایی، ارتباط زیادی با اکتشافات انسانی دارند و هدف آنها این است که بتوانند انسان را برای مدت بیشتری در مقابل محیط فضا مقاوم سازند و همینطور به ایجاد زیستگاه های مصنوعی در سایر سیارات کمک کنند. بخشی از چالش های پیش رو دراین زمینه، ایجاد سیستم های کارآمدی است که به بازیابی منابع کمک می کنند و میزان ضایعات فضایی را به حداقل می رسانند. هدف مشترک همه این تلاش ها، تولید یک اکوسیستم مصنوعی است که حمایت بلندمدت از زندگی بشر را فراهم می آورد.
یکی دیگر از جنبه های نیاز ما به محافظت از زندگی انسان، مبحث دفاع از سیاره است. در نزدیکی زمین، اجرام آسمانی بسیاری مانند سیارک ها و دنباله دارها وجود دارند که می توانند تهدید قابل توجهی باشند. اجرام کوچکتری مانند شهاب سنگ ها امکان دارد که روزانه با سیاره ما برخورد کنند. بیشتر این اجرام، در جو می سوزند اما بعضی از اجرام بزرگتر می توانند نجات یابند و با سطح زمین برخورد کنند. بیشتر دهانه های سطح زمین، توسط اجرام بزرگتری شکل می گیرند که با آن برخورد می کنند. بعضی از این دهانه ها هنوز هم قابل مشاهده هستند و این رخدادهای مهم را یادآوری می کنند.
برخورد این اجرام با زمین می تواند عواقب گوناگونی از خسارات جدی گرفته تا فاجعه های بزرگ را به همراه داشته باشد که زندگی را در مناطق وسیعی از زمین نابود می کنند. احتمال بروز چنین وقایعی خیلی کم است اما نتایج قابل ملاحظه ای به همراه دارد؛ ازاین رو باید راهبردهای مناسبی برای مقابلع با آنها عرضه شوند. همه سازمان های فضایی مهم همچون ناسا و آژانس فضایی اروپا به این مساله توجه نشان داده اند و تلاش نموده اند تا اقدامات خوبی را برای بهبود شرایط عرضه کنند. با این وجود، از آنجائیکه این مساله یک تهدید جهانی محسوب می شود، برای عرضه یک واکنش موثر، به سطح بالاتری از هماهنگی و یکپارچه سازی نیاز است. در صورت بروز خطر فاجعه بار برخورد یک سیارک بزرگ، واکنش های بی نظم و پراکنده مناسب نخواهد بود؛ ازاین رو برنامه ها باید آماده باشند تا واکنش بموقع صورت بگیرد و مأموریت های لازم انجام شوند.
ابداع و آزمایش روش ها و تکنولوژیهای جدید برای منحرف کردن یک جرم بزرگ هنوز باید تا حدود زیادی پیشرفت کنند تا به موفقیت برسند.