اتصالات فضایی

پروژه ي سفر به ماه در دهه هاي 60 و 70 ميلادي دستاوردهاي بزرگي غير خود ماه داشتند كه در مقاله اي ديگر بدان اشاره كرده بودم، دستاوردهاي علوم انساني، فني مهندسي و شايد به صورت مجزا، فلسفي. اما دستاورد ديگر آن در نهايت نوع آشتي دو ابرقدرت و پايان جنگ سرد بود، كه نوعي آتش بس و آشتي علمي به شمار مي رفت.

ناسا براي دستيابي به كره ي ماه از هر ايده اي ولو ساده بهره برداري كرد. اينجا بود كه جامعه ي جهاني با مفهوم طوفان فكري به طور گسترده و عملي آشنا شد. برنامه اي مدون كه از ابتداي دهه شصت ميلادي شروع شد، و بدون هيچ توقفي در اوايل دهه ي هفتاد ميلادي به نتيجه رسيد.  در اين مقاله سعي شده است خواننده با بخشهاي پنهان پروژه ي سفر به ماه آشنا شود...

همانطور كه در فيلمهاي تاريخچه ناسا مشخص است، پروژه ي آپولو بعد از پروژه هاي جميني و مركوري آغاز شد. يك موشك قدرتمند به نام ساترن 5 كه ارتفاع آن در حدود يك ساختمان سي و شش طبقه بود، وظيفه ي حمل سه انسان به سوي ماه را بر عهده داشت.

در آن زمان رايانه ها مانند امروز پيشرفته نبودند، و همين نياز به حضور انسان را قوي تر مي نمود. اين درست كه با قدرت كامل بيان كنيم اين انسان بود كه با قدرت فكر خود از مرحله ي ايده پردازي تا تحقق آن، وظيفه ي هدايت اين پروژه را بر عهده داشت.

از اينرو بود كه ناسا بر روي آموزش فضا نوردان به شدت سرمايه گذاري نموده بود. انوان تمرينها، دستورالعملها و انتخابهاي ويژه از جمله اقدامات ناسا براي تضمين موفقيت پروژه ها بوده و هست. انسانهايي كه بتوانند تا شتاب 40 متر بر مجذور ثانيه را تحمل كنند ( 4 برابر جاذبه زمين ). و در نهايت توليد موشكي عظيم كه هم وظيفه حمل را بر عهده داشته باشد و هم آنقدر ايمن باشد كه جان فضا نوردان را حفظ نمايد.

ايده هاي اشخاصي مانند ژولورن در كتاب سفر به ماه، چيزهايي مانند استفاده از يك توپ جنگي بزرگ پر از باروت و شليك انسان به سمت ماه بود. در كتاب ژولورن آمده است كه دور تا دور سفينه با ديوارهاي بالشتكي و تختهاي مخصوص فضانوردان براي حفظ آنها از ضربه ي شليك پوشانيده شده است...

تقريبا در واقعيت به همين موضوع رسيدند! شتاب زياد و نياز به قدرت بدني. اما خبري از ديوارهاي بالشتكي نبود!

نمايي از موشك ساترن 5 كه در حال حمل به سمت سكوي پرتاب مي باشد

عكس واقعي مربوط به دهه 60 ميلادي مي باشد

در يك طرح به چنين بزرگي، موشكل بايد به شدت تابع مسايل آيروديناميكي جهت پرواز باشد و از طرف شدت بيان ايمني آن نيز به همين نسبت بايد باشد. در پروژه هاي بزرگ، هيچكس حق ندارد جان انساني را براي رسيدن به پيشرفت فدا كند...

از اينرو بود كه قرار شد كپسول داراي حفاظ حرارتي فضانوردان در بالاترين نقطه ي موشكل قرار گيرد، و بالاي سر آنها يك راكت نجات قرار بگيرد، كه اگر هر قسمت از ماموريت تا رسيدن به مدار زمين دچار مشكل فرمانده ي عمليات بتواند كپسول را با دكمه اي از كل موشكل جدا نمايد و با استفاده از راكت نجات آنرا از محل حادثه دور نمايد.

اما سفينه ي آپولو داراي دو بخش بايد مي بود، بخش فرماندهي و بخش ماه نشين. در اين طرح قرار بود بعد از رسيدن به ماه، دو نفر از سه نفر حاضر در سفينه به ماه نشين بروند و با استفاده از ماه نشين بر روي ماه فرود بيايند و سپس از ماه پرواز نمايند و مجدد به كپسول فرماندهي بپيوندند.

بخش ماه نشين نيز داراي سوخت بود، همانند بخش فرماندهي. از اينرو بايد با توجه به تمامي شرايط ذكر شده، به گونه اي آنها در موشك ساترن 5 جانمايي مي كردند.

تصوير نحوه ي جانمايي كپسولهاي ماموريت در ساترن 5

همچنين تفاوت سايز ساترن 5 و 1 در تصوير نمايش داده شده است

همچنين بايد دقت كرد كه ساترن 5 ، يعني پنجمين طراحي ناسا، و هر طرح ناسا حداقل يكبار به پرواز در آمده بود.

از طرفي، سيستمهاي پروازي غربي به آزمون هر مرحله و حصول اطمينان از عملكرد آنها قبل از ادامه ي ماموريت بسيار اهميت مي دهد. از اينرو بود كه با توجه به طرح چيدمان جديد، فضا نوردان داراي ماموريتي خطرناك و كاملا انسان محور در مدار زمين شدند كه شكست يا ادامه ي پروژه آپولو به اين قسمت وابستگي بسيار زيادي داشت.

در اينجا هست كه نقش انسانهاي نخبه در مرحله به مرحله ي اين پروژه خودنمايي مي كند.

در اين طرح پس از رسيدن آپولو به مدار زمين و قبل از ترك آن، بايد كپسول فرماندهي از بدنه ي اصلي جدا شود و پس از چرخشي 180 درجه اي در محور پيچ ( يعني چرخش از سمت دماغه ) خود را به مجدد به سفينه نزديك نمايد و به ماه نشين متصل شود.

مكانيسم اتصال فضايي

پروسه ي بسيار خطرناكي كه انجام آن توسط انسان بدون وجود هيچ وسيله ي كامپيوتري صورت مي گرفت. از دستاوردهاي اين پروژه مي توان به دريچه هاي تحت فشار و كابين اتصال و خود مكانيسم اتصال نام برد كه امروزه شاهد استفاده از آن در ايستگاه فضايي بين المللي هستيم، وقتي كه يك كپسول حامل مواد غذايي براي فضانوردان ارسال مي شود و به ايستگاه متصل مي شود.

بايد دقت داشته باشيم كه اين اتصال در سرعتي در حدود 10 كيلومتر در ثانيه رخ مي دهد... يعني هر دو جسم سرعت برابر با هم دارند، مثل دو نفري كه در قطار هستند كه قطار سرعت دارد ولي آن دو نسبت به هم ثابتند. اما بر خلاف قطار، در فضا مقداري خطا باعث بروز فاجعه مي شود.

خلبان بايد تمركز قوي، و قدرت حافظه ي عالي، و بسيار شجاع و بدون اضطراب باشد. در جريان پروژه ي جميني، اولين بار اين نيل آرمسترانگ بود كه اتصال فضايي را چند سال قبل از پروژه ي آپولو تجربه كرد.

اما سانحه اي رخ داد كه عملكرد او باعث انتخابش به عنوان فرمانده عمليات آپولو 11 شد. كسي كه در نهايت افتخار راه پيمايي بر روي ماه را كسب كرد.

در جريان اولين اتصال فضايي، فضاپيماي دو نفره ي جميني بايد به فضاپيماي ديگري كه چند ساعت قبل از زمين و بودن سرنشين ، در مدار زمين قرار گرفته بود، متصل مي شدند. كليت ماجرا برابر با جريان آپولو قرار بود باشد. در اولين اتصال، نيل به دقت سفينه را به كپسول مربوطه نزديك كرد و اتصال بر قرار شد. اما ناگهان هر دو كپسول با سرعتي معادل 360 درجه بر ثانيه شروع به گردش در محور پيچ ( از سمت دماغه ) كردند. نيل آرمسترانگ در دومين دور بلافاصله تصميم به جدايش گرفت و با استفاده از موشكهاي رترو به جو زمين برگشت. اگر فقط دو دور ديگر ( 2 ثانيه ) ديرتر اقدام كرده بود، آنها جان خود را از دست مي دادند و اين دقيقا هوشمندي او را نشان داد، چون ممكن بود تلاش كند كه سفينه را كنترل نمايد، و يا هر اقدام ديگري، اما او تشخيص داد كه سفينه غير قابل كنترل است.. ( شجاعت و تعيين اوليوت )...

بعد از آن ماجرا بود كه ناسا تصميم گرفت قبل از اقدام در عمل شبيه سازي هاي دقيقي براي مراحل مختلف عمليات ايجاد نمايد. شايد مكانيسمهاي شبيه سازي ناسا حتي ساده تر از معمولي ترين بازي هاي كامپيوتري باشد. اما واقعا اثر گذار بودند. بازهم بايد توجه داشته باشيم كه در آن زمان اثري از كامپيوترهاي پيشرفته و پر سرعت امروزي نبود...

در اينجا بود كه برگزاري جلسات طوفان فكري بين جامعه ي مهندسين و ايده پردازان دانشگاهي و ناسا قوت گرفت. طرح نهايي بسيار ساده ولي در عين حال بسيار كارآمد بود... دو بسيار در كنار هم مي تواند دال بر بهره وري بالاي آن طرح باشد.

نمايي از شبيه ساز اتصال فضايي ناسا

برگرفته از فيلم آپولو 13 كه مستندي تاريخي است

در اين طرح فضانوردان در ماكت كپسول فرماندهي قرار مي گرفتند و دقيقا ابزار ايشان مانند سفينه ي واقعي طراحي شده بود. يك تلويزيون مدار بسته تصوير دوربين را بر روي دريچه ي فضاپيما نمايش مي داده است، فضانورد مسول اتصال فضايي ( يكي از سه نفر در كنار فرمانده پرواز در سمت جپ ) با استفاده از دسته ي راهنما، موقعيت دوربين را عملا تغيير مي داده است ( در محورهاي پيچ و رول ( دماغه و از عرض )) و يك موتور دوربين را به ماكت ماه نشين نزديك مي كرده است. سعي شده بود كه حركات و اثرات آنها به ميزان زيادي به ماموريت واقعي شبيه باشد.

فضانوردان منتخب ساعتها در كپسول به تمرين مي پرداختند و فقط فضا نورداني كه بالاترين امتيازات را كسب مي كردند مي توانستند به اين عنوان در ماموريت شركت كنند.

نمايي از دسته راهنما، كه مشابه كپسول واقعي طراحي شده بود و فضانورد را قادر

مي ساخت در سه جهت پيچ و رول و ياو، تغيير مسير دهد

حركت دسته ي راهنما باعث تغيير جهت و زاويه ي دوربين و تغيير سرعت در رسيدن به

ماكت ماه نشين مي شد

در نهايت با اتصال لنز دوربين به ماكت، فضانورد مي توانست آزمون را پاس نمايد

نمونه ي تصويري كه از مانيتور تعبيه شده پشت دريچه ي فضاپيما، فضانورد شاهد آن بوده است

مكانيسم نخ و قرقره در حركت دوربين به سمت ماكت

امروزه شاهد آن هستيم كه همچنان اين دسته ي راهنما با همين مكانيسم در اختيار فضانوردان براي راه پيمايي هاي فضايي اطراف ايستگاه بين المللي استفاده مي شود.

تصويري رايانه اي امروزي از مرحله ي قبل از Space docking – فضا نورد در حال هدايت

به سمت ماه نشين مي باشد

تصوير رايانه اي امروزي، پس از مرحله ي Space docking و بيرون كشيدن ماه نشين از بدنه ي حامل آن ( بخشي از موشك ساترن 5 )

اين پروژه به خودي خود آنقدر جذاب و هيجان انگيز بود، كه هم در آن زمان نفس فضانوردان را در سينه هاشان حبس مي كرد و هم امروز. نكته ي جالب آنكه از آن روزگار تا امروز در مرحله ي اتصال فضايي، نفس مسولان ايستگاه زميني نيز حبس مي شود و تنها فضانوردان اين گذر زمان را تجربه نمي كنند، زيرا هنوز واقعه ي پيش آمده براي نيل آرمسترانگ در جريان پروژه جميني از اذهان خارج نشده است.

در دهه هشتاد ميلادي، پس از اتمام پروژه هاي آپولو با آپولو 17، دو دولت آمريكا و شوروي تصميم به صلح و آشتي گرفتند. البته آمريكا مسابقه ي تسخير فضا را برده بود ! در اين مرحله آشتي نيز به شكل فضايي رخ داد. شايد بخشي از آن. پروژه ي اتصال سايوز به آپولو !

در اين پروژه قرار شده كه دو سفينه ي روسي و آمريكايي در مدار زمين يكديگر را ملاقات كنند، و سپس دو سفينه به يكديگر متصل شوند و دو نماينده ي فضا نورد در مدار زمين با يكديگر دست دهند ! آشتي از اين جالب تر !

در اينجا بود كه كليد اولين پروژه ي فضايي بين المللي به چرخش در آمد. ناسا و روسيه به اجماعي رسيدند كه يك تونل واسط بين دو فضاپيما اين وظيفه را بر عهده بگيرد. كار بسيار پر خطر و پر مسوليتي بود، شايد كوچكترين اشتباه در اين پروژه و تبدل آن به فاجعه مي توانست چاشني براي شعله ور نمودن مجدد آتش جنگ سرد باشد.

تصوير طرح اوليه از اتصال فضايي دو فضاپيما

مدل اصلي ارتباط، به عنوان نماد علمي مشترك پيشرفت فضايي دو كشور روسيه و آمريكا در دهه 80 ميلادي

و اين اتصال برقرار شد، و امروزه نيز شاهد اين همكاري گسترده علمي بين كشورهاي صاحب فناوري فضايي، مانند چين، روسيه، آمريكا، ژاپن، هند و پاكستان هستيم..

از آنجا كه تجربه ي چنين فعاليتهايي به صورت فيزيكي فعلا براي اشخاص وجود ندارد، و با توجه به كيفيت و هيجان موضوع، نرم افزاري شبيه ساز طراحي نمودم كه تحت سيستم عامل ويندوز اجرا مي شود، و علاقمندان مي توانند آنرا از وب سايت كافه آسترو دانلود نمايند، و تجربه ي اتصال فضايي را با توجه به دستورات و عملكردهاي آپولو داشته باشند. 

دانلود نرم افزار از بخش دانلود ها