آلودگی فضا
فهرست مطالب
آلودگی فضا 1
● بی‌توجهی بشر به طبیعت 2
● زباله‌های فضایی 3
● گردش زباله‌ها در فضا 3
● خطرات زباله‌های فضایی 4
● گسترش آلودگی فضا 4
● یافتن ورزش مناسب 20
● تیم‌کشی در مدار زمین 21
ارتباط فضانوردان با زمین 22
● کار در فضا 23
● ردیابی، هدایت و کنترل 23
● فعال نمودن تجهیزات 23
● اتصال 24
● نگهداری و تعمیر تجهیزات 24
● سوار کردن ایستگاه فضایی 24
● خروج از فضاپیما 25
اقامت در فضا 26
● محافظت در برابر خطرهای فضا 27
● بی وزنی 28
● رفع نیازهای اولیه در فضا 29
● تنفس 30
● خوردن و نوشیدن 30
● ضایعات گوارشی 31
● استحمام 31
● سرگرمی 32
● کنترل کالا و زباله 32
ایستگاه فضایی بین المللی 33
● عبور ایستگاه فضایی از مقابل خورشید 33
● اهداف و ماموریت ها 34
● تاریخچه 35
● ایستگاه فضایی میر 36
● لایه‌های مختلف جو زمین 40
ماهواره مصنوعی چیست ؟ 43
● انواع مدارها 44
● انواع ماهواره ها 47
● زندگی و مرگ ماهواره ها 50
▪ پرتاب ماهواره 50
▪ انجام ماموریت 51
▪ سقوط از مدار 52
● تاریخچه 52
▪ برای پرتاب ماهواره، باید: 54
▪ در ارتفاع های زیاد از سطح زمین، تنها دو نیرو بر ماهواره وارد می‌شود: 55
مقاله‌ای از پروفسور هاوکینگ در مورد انحراف فضا 57
● آیا زمین در یک چاله فضا-زمان واقع شده است؟ 61
منابع
بشر ، این هوشمند کیهان ، با پیشرفتهای علمی و متمدن شدن ، به طبیعت آسیب می‌رساند. گیاهان و درختان را به دلایل مختلف از بین می‌برد، فاضلابهای خانگی و صنعتی را به رودها و دریاها می‌ریزد، کارخانه‌ها و ماشینها و … هوا را آلوده می‌کند و موارد بیشماری از این قبیل. بشر متمدن و دستاوردهایش علاوه بر اینکه آب و خاک و هوای زمین را آلوده کرده‌اند، پا را فراتر نهاده و فضا را هم آلوده نموده‌اند.
● بی‌توجهی بشر به طبیعت
بشر ، این هوشمند کیهان ، با پیشرفتهای علمی و متمدن شدن ، به طبیعت آسیب می‌رساند. گیاهان و درختان را به دلایل مختلف از بین می‌برد، فاضلابهای خانگی و صنعتی را به رودها و دریاها می‌ریزد، کارخانه‌ها و ماشینها و … هوا را آلوده می‌کند و موارد بیشماری از این قبیل. بشر متمدن و دستاوردهایش علاوه بر اینکه آب و خاک و هوای زمین را آلوده کرده‌اند، پا را فراتر نهاده و فضا را هم آلوده نموده‌اند.
● زباله‌های فضایی
ما هزاران شی را در فضا جا داده‌ایم. این اشیاء شامل ماهواره‌هایی است که دور زمین می‌گردند و اطلاعات را به زمین ارسال می‌کنند. ماهواره‌هایی هم وجود دارند که کار آنها متوقف شده ولی هنوز در فضا سیر می‌کنند. برخی ماهواره‌ها منفجر شده یا با همدیگر تصادم کرده‌اند و در هر بار که این اتفاق افتاده به قطعات کوچکی تقسیم شده‌اند. در واقع ، ایالات متحده آمریکا در نظر داشته است که برخی از این ماهواره‌های از کار افتاده را برای آزمایش تجهیزات پروژه جنگ ستارگان منهدم کند.
فقط ماهواره‌ها نیستند که در فضا وجود دارند، ماهواره‌ها را موشک به فضا برده است لذا قطعات موشکی نیز در فضا وجود دارند. با پرتاب هر موشک به فضا مقدار بیشتری زباله در مدار زمین جمع می‌شود و این امر خطر برخورد فضاپیماها را به همدیگر در آینده بیشتر می‌کند.
● گردش زباله‌ها در فضا
زباله‌های مدار نزدیک زمین مجددا به جو زمین بر می‌گردند، تکه‌های کوچکتر می‌سوزند و تکه‌های بزرگتر همانند ایستگاه فضایی SK lob در سال ۱۹۷۹ ، در زمین فرود می‌آیند. در فاصله‌های دورتر از زمین ، زباله‌ها برای سالها در مدار باقی می‌مانند، ولی بطور بی‌حرکت. اگر این اشیا نسبت به زمین بی‌حرکت می‌ماندند، حضورشان در فضا هیچ خطر مهمی در بر نداشت. چون حجم فضا واقعا بزرگ است و جای کافی برای این اشیا دارد.
ولی اگر آنها بی‌حرکت می‌بودند، به زمین می‌افتادند. این اشیا در فضا مانده‌اند. چرا که با سرعتهایی تا ۸ کیلومتر در ثانیه حول زمین می‌گردند. با این سرعتها هر شی در فضا به منزله یک گلوله است و در بیشتر موارد ، خطرناکتر از گلوله‌ای است که از تفنگ شلیک می‌کنیم. هر بار که ماهواره‌ای منهدم می‌شود، در حدود یک هزار قطعه حجیم بوجود می‌آید که همه آنها به دور زمین می‌گردند.
● خطرات زباله‌های فضایی
حدود ۷۰۰۰ جرم آسمانی در حال گردش در فضا هستند که بدلیل بزرگی بوسیله رادار ردیابی شده‌اند. از این تعداد تنها حدود ۴۰۰ مورد را ماهواره‌های فعال تشکیل می‌دهند. تکه‌های زیادی از زباله‌ها هم وجود دارند که آنقدر کوچک هستند که قابل ردیابی نیستند. اما همین تکه‌ها برای ایجاد خطر به اندازه کافی بزرگ هستند و قادرند به فضاپیما آسیب برسانند. همچنین میلیونها قطعه ریزتر نیز وجود دارند که شناسایی نشده‌اند. وجود این اشیا ناچیز هم نگران کننده است. چرا که با سرعت چند کیلومتر در ثانیه حرکت می‌کنند.
در ژوئن سال ۱۹۸۳ ، یک ریزه ماده به اندازه اینچ (کوچکتر از آنکه بتوان دید) به پنجره شاتل فضایی چلنجر برخورد کرد. در این آتصادم تکه‌ای از شیشه کنده شد و سوراخ کوچکی به قطر یک دهم اینچ در پنجره بر جای ماند. شاید این واقعه چندان مهم به نظر نیاید ولی این سوراخ پنجره را چنان معیوب کرد که لازم شد پیش از پرواز مجدد شاتل ، با هزینه ۵۰۰۰۰ دلار پنجره را تعویض کنند. اگر شی بزرگتری با شاتل برخور می‌کرد، شاید فاجعه چلنجر ۲.۵ سال زودتر از انفجاری که هفت سرنشین آن را کشت، پیش می‌آمد.
● گسترش آلودگی فضا
آلودگی فضا و زباله‌های فضایی روز به روز بیشتر می‌شود. آمریکا ، روسیه و کشورهای دیگر پرتاب اشیا به فضا را ادامه می‌دهند. قطعات معلق در فضا بطور مداوم افزایش می‌یابد و این امر وقوع انفجارها و تصادمات بیشتری را ممکن می‌سازد. اگر قطعه معلق به جای بسیار مهمی از ماهواره برخورد کند، شاید ماهواره کاملا از کار بیافتد. لذا باید به منظور بالا بردن دوام ماهواره‌ها را مستحکم‌تر ساخت. این یعنی استفاده از مواد بیشتر در ساخت ماهواره‌ها و بکاربردن هزینه مضاعف در پرتاب آنها.
برخی تخمین می‌زنند که تعداد قطعات زباله در فضا هر ده سال چهار برابر می‌شود. یعنی با این روال شاید روزی فرا رسد که فضا چنان آکنده از این قطعات باشد که پروازهای فضایی از میان انبوه زباله‌های فضای پیرامون زمین ، با احتمال خطرات فراوان صورت گیرد.
چه باید کرد؟
▪ آیا باید تعداد ماهواره‌های پرتابی را کاهش دهیم تا پیشگیری قبل از درمان کرده باشیم؟
▪ آیا می‌توانیم برای جلوگیری از انفجارها و برخوردها اقداماتی انجام دهیم؟
▪ آیا می‌توانیم اشیاء معلق در فضا را متوقف کنیم؟
▪ حتی اگر پاسخ سوالات فوق مثبت باشد، خطر کاملا برطرف نمی‌شود بلکه فقط افزایش آن کند می‌شود. بهترین چاره این است که به فکر روشی برای پاک کردن مداوم فضا باشیم. به عبارت دیگر ، باید فضا را با جارو برقی تمیز کنیم!
آنگاه که فضا در زمان می پیچد در داستان های علمی تخیلی تاب خوردن فضا – زمان یک موضوع پیش پا افتاده است و از آن برای سفر سریع به کهکشان های دور استفاده می شود . اینکه سفر در زمان اغلب داستان های علمی تخیلی امروز واقعیت هستند و این بخت و اقبال فضا – زمان است .
در داستان های علمی تخیلی تاب خوردن فضا – زمان یک موضوع پیش پا افتاده است و از آن برای سفر سریع به کهکشان های دور استفاده می شود . اینکه سفر در زمان اغلب داستان های علمی تخیلی امروز واقعیت هستند و این بخت و اقبال فضا – زمان است .
به عقیده من فضا می تواند خمیده شود یا اینکه تاب بردارد . برای بیش از دو هزار سال اصل های هندسه ی اقلیدسی بدیهی بودند . حتی امروزه شما می تواند قدرت آن را برای آموزش در مدارس مشاهده کنید . از نتایج مهم و اساسی این هندسه این است که مجموع زوایای داخلی مثلث را ١٨٠ درجه در نظر می گیرد . گرچه امروز مردم به این موضوع پی برده اند که قدم های دیگر نیز در علم هندسه ممکن است .
برای مثال در سطح زمین نزدیکترین چیز به یک خط صاف چیزی است که آن دایره بزرگ می خوانند . بین دو نقطه کوتاهترین مسیر وجود دارد . بنابراین این یک اصل است و آن جریان استفاده از خط است .
حال به مثلث سطح زین که ستوا را می سازد . خط صفر درجه در طول جغرافیایی در لندن و طول جغرافیایی در شرق که ٩٠ درجه است و از بنگلادش می گذرد . دو خط طول جغرافیایی در استوا در حالی که زاویه قائم است با هم مواجه می شوند . این دو طول جغرافیایی همچنین در قطب شمال با هم ملاقات دارند در حالی که زاویه ٩٠ درجه است . بنابراین مثلثی با سه زاویه قائم داریم که مجموع زوایای داخلی آن ٢٧٠ درجه است و در این حالت مجموع زوایای از ١٨٠ درجه بیشتر است . این مثلث که در هندسه اقلیدس وجود دارد در صفحه صاف صدق می کند .
یک خواسته برای مثلث ها وجود دارد که مجموع زوایای آن را کمتر از ١٨٠ درجه جلوه می دهد .
سطح زمین دارای دو بعد فضایی می باشد که شما می توانید در سطح زمین در دوبعد مذکور به صورت قائم به طرف یکدیگر حرکت کنید . شما حتی این امکان را دارید که در چهار جهت اصلی یعنی شمال ، جنوب ، شرق و غرب حرکت کنید البته بعد سومی هم در جهت قائم بر دو بعد وجود دارد که آن هم همان بالا و پائین است . یعنی در سطح زمین سه بعد فضایی وجود دارد . سومین بعد فضایی تخت است . یعنی از هندسه اقلیدسی تبعیت می کند در مثلث آن مجموع زوایا ١٨٠درجه است . هرچند هر شخص می تواند حرکت در زمین دو بعدی را تصور کند . اما نمی تواند حرکت در سومین بعد فضایی را تجربه کند یعنی بعد بالا یا پائین . کسانی که هندسه اقلیدسی پایبند بودند تمایل نداشتند ، برای زندگی در سطح زمین از بعد سوم اطلاعی حاصل کنند . فضا نیز برای اینکه خمیده باشد تمایل دارد تا هندسه غیر اقلیدسی باشد . آنها تمایل داشتند زندگی دشوار باشد و در این صورت فضا باید دو بعدی می بود
بنابراین سه بعد برای حد اقل زندگی مناسب بود . اما فقط افراد معدودی می توانستند فضای سطح زمین را برای زندگی دو بعدی در نظر بگیرند . برای افراد قابل تصور بود که در محیط زندگی شان سه بعد فضایی وجود دارند . اما در سطح کرات بعد دیگری نیز بود که قابل روئت نبود . اگر سطح کره بزرگ باشد فضای نزدیک آن تخت است و قوانین هندسه اقلیدسی در این شرایط بسیار خوب هستند ، البته در فاصله های کم . اما ما اخطار کرده ایم که هندسه اقلیدسی در مسافت های زیاد ناگهان از عرصه سقوط کرد .
برای تصویر این موضوع یک تیم از نقاش ها را تصور کنید که رنگ هایی را به سطح یک توپ بزرگ اضافه می کنند و به ضخامت لایه های رنگ افزوده می شود و مساحت سطح نیز تمایل دارد افزایش یابد و به سمت بالا رود ، اگر سطح توپ مسطح بود فضا سه بعدی می بود و هر کس می توانست در روی رنگهای نامحدود اضافه شده حرکت کند و توپ خواسته اش این بود که بزرگ و بزرگتر شود . هرچند اگر سه بعد فضا واقعی بودند در سطح دیگر کره ها بعدهای دیگری بود . همچنین حجم توپ تمایل داشت افزایش یابد اما متناهی باشد . هچنین شخصی که لایه های رنگ را افزوده ؛ و عاقبت توپ می خواهد نصف فضایش پر شود . نقاش ها نیز تمایل دارند منطقه ای را جستجو کنند که کوچک باشد و هرگز کوچک نشود و در این حالت تقریبا” تمام فضای توپ به وسیله لایه های رنگ اشغال شده است . سپس آنها می دانند فضای زندگی شان خمیده است نه تخت .
این مثال برای کسانی است که نمی توانند اصل اول هندسه جهانی را استنباط کنند . در عوض هر کس باید اندازه ی محیطی را که در آن زندگی می کند به وسیله آزمایش های هندسی در می یابد .
هرچند یک راه برای خمیدگی فضا را جرج فردریک ریمان آلمانی در سال ١٨۵٤ شرح داد و هندسه را توضیح داد و باقیمانده از قسمتی از ریاضیات در ٦٠ سال بود . هندسه او به طور مطلق می توانست خمیدگی فضا را شرح دهد . ولی به نظر می آمد که نتواند علت فیزیک فضا را در رابطه با خمیدگی آن توضیح دهد کاربرد کار او در سال ١٩١۵ توسط اینشتن مشخص شد زمانی که او تئوری نسبیت عام را مطرح ساخت .
نسبیت عام یک انقلاب فکری در فیزیک بود که راه تفکر در رابطه با جهان را به طور کلی متحول ساخت . این تئوری فقط در رابطه با خمیدگی فضا نیست و خمیدگی یا تاب زمان نیز نیز در آن دارای اهمیت ویژه ای است ؛ در سال ١٩٠۵ عقیده اینشتین این بود که فضا و زمان با هم بسطی دوستانه دارند و مکان رویداد را با چهار عدد می توان شرح داد .
سه عدد وضعیت رویداد را توضیح می دهد و در مقیاس های بزرگ مانند طول ها و عرض های جغرافیایی کیهانی و فاصله از مرکز کهکشان ها کاربرد دارند . چهارمین عدد زمان رویداد است ، بدینگونه می توانیم فکر کنیم که فضا و زمان با هم هستند ، همچنین در این وضعیت چهارمین بعد آفریده می شود که آن را فضا – زمان می خوانند . هر نقطه در فضا زمان است که دارای برچسبی شامل چهار عدد می باشد و این اعداد وضعیت زمین را در فضا – زمان مشخص می کنند . به هم پیوستن فضا و زمان در فضا – زمان چیزی است که اگر بتوان یکی از آنها را رها کرد راهی منحصر به فرد است ؛ یعنی اگر راهی یکتا وجود داشت تا زمان و موقعیت یک چیز در رویداد مشخص شود . هرچند مقالات قابل توجه اینشتن در ادره ی ثبت اختراعات در سال ١٩٠۵ نشان داد که فضا – زمان در یک رویداد رخ می دهد منوط براینکه حرکت جسم چگونه باشد . فضا – زمان مشترک است و این دو جزو لایجتزی یکدیگرند .
بنابراین ما برای سفر در زمان به کشتی فضایی نیاز داریم که با سرعتی فراتر از سرعت نور مسافت ها را پیمایش کند . متأسفانه در همان مقالات اینشتین آمده است که برای شتاب دادن به کشتی فضایی نیاز به نیروی پیشرانه و شتاب دهنده ای داریم که بزرگ و بزرگتر شود تا شتابی نزدیک به سرعت نور بگیرد . در این زمان به مقدار انرژی زیادی و در واقع به انرژی بی نهایتی نیاز داریم تا از زمان گذر کنیم . در سال ١٩٠۵که مقالات اینشتین منتشر شد به نظر می آمد که تئوری سفر در زمان پیش فرضی رد شده باشد . همچنین بیان شده بود سفر به ستاره های دیگر و دیگر کهکشان ها در قالب سفرهای فضایی تجارتی آرام و کسل کننده خواهند بود ؛ در کل در آن مقالات آمده بود که گذر از سرعت نور ناممکن است و با تجهیزات کنونی برای سفر به نزدیکترین ستاره هشت سال و به مرکز کهکشان هشتاد هزار سال وقت لازم است . اگر کشتی فضایی بتواند به سرعت نور نزدیک شود مردم می توانند طی سالهای معدودی به مرکز کهکشان ها بروند هرچند که باز هم بسیار زیاد است …………….
