مرجع:کاربرد فناوری نانو در مهندسی هوا فضا

[EN-EZEL 13039]

فناوري نانو چيست و آيا در صنايع هوافضا كاربردي دارد؟

.

صنعت هوافضا محيط مناسبي براي رشد و توسعه فناوري‌هاي نوظهور و علوم مربوط به آنها مي‌باشد اگر چه هنوز نانوفناوري در آغاز حيات خود قرار دارد، ولي در همين چند سال اخير اميدهاي زيادي را در بين دانشمندان براي دستيابي به مواد با قابليت‌هاي بالا و ساخت محصولات با عمر و كيفيت بالا ايجاد کرده است و باعث شده است كه تحقيقات در زمينه نانو به‌عنوان يك چالش اصلي علمي و صنعتي پيش روي جهانيان باشد.

نانوفناوري به معناي توسعه، ساخت، طراحي و استفاده از محصولاتي است كه اندازه ‌يكي از ابعاد آن‌ها در بازة 1 تا 100 نانومتر قرار دارند. در حقيقت نانوفناوري يك فناوري جديد نيست، بلكه يك مقياس جديد در فناوري‌ها و رويکردي جديد در تمام رشته‌ها است كه اين توانايي را به بشر مي‌دهد تا بتواند دخالت خود را در ساختار مواد گسترش دهد و در ابعاد بسيار ريز 9-10متر، به ساخت و طراحي دست بزند. اين توانايي در آينده در تمامي فنآوري‌هايي كه بشر تاکنون به آن دست يافته است، اثرگذار خواهد بود و باعث خلق فناوري‌هاي جديدي هم خواهد شد.

فناوري نانو هنوز در مراحل اوليه رشد خويش مي‌باشد. گرچه هم اکنون برخي از محصولات اين فناوري در بازار موجود است، ولي اين دانش بايستي قبل از تجاري شدن هم از جنبه‌هاي توليدي و هم از جنبه‌هاي علمي پيشرفت نمايد. فناوري نانو يكي از بازيگران اصلي در عرصه فناوري‌هاي نو مي‌باشد كه انتظار مي‌رود در سال‌هاي آتي تاثير زيادي بر كيفيت زندگي انسان بگذارد.

اين مسئله كه کاربردهاي نانوفناوري همراه با هزينه کمتر، دوام و عمر بيشتر، مصرف انرژي پايين‌تر، هزينه نگهداري کمتر و خواص فيزيكي بهتر است، از جمله دلايل جذابيت نانوفناوري براي صنايع هوافضا در حوزه‌هاي مختلف از جمله هوانوردي تجاري، حمل ونقل هوايي، هواپيماهاي نظامي، بالگردها، ماموريت‌هاي فضايي، هواپيماهاي بدون سرنشين و غيره مي‌باشد. به همين دليل رويکرد جديد و اولويت بسياري از مراكز تحقيقاتي در ارتباط با فناوري نانو است.

pishran.com

[EN-EZEL 13039]

نحوه بررسي كاربردها و اهميت نانوفناوري در صنعت هوافضا

.

انواع تقسيم‌بندي فناوري هوافضا و انتخاب مدل تقسيم‌بندي مناسب براي بررسي کاربردهاي فناوري نانو در هوافضا

 

 

نوع تقسيم‌بندي -------------------------- تقسيمات فناوري هوافضا

1- بخش‌ها :

.................................................. .... هوانوردي تجاري , فضا , دفاع و امنيت ملي

2- محصول نهايي :

.................................................. .... 1-هوانوردي تجاري = هواپيماهاي تجاري,هوانوردي عمومي,هليكوپترهاي تجاري,كنترل ترافيك هوايي

.................................................. ... 2-فضا = فضاپيماها,ماهواره‌ها,كاوش� �رها,تجهيزات زميني كنترل

.................................................. .. 3-دفاع و امنيت ملي = هواپيماهاي نظامي,هليكوپترهاي نظامي,موشك‌ها,هدايت و كنترل

3- سامانه‌‌ها:

.................................................. ... بدنه، موتورهاي توربيني، پيشرانه‌ها، فرودگاهي، ناوبري، ارتباطات، مديريت اطلاعات، امنيت، ربوتيك، اسلحه، عرشه ناو

4- اجزاء :

.................................................. .. سازه‌اي، الكتريكي، مكانيكي، نوري، بيولوژيكي، رابط انساني، هوانوردي، رايانه‌‌اي، ذخيره اطلاعات، ذخيره انرژي

5- حوزه‌ها :

.................................................. .مواد ,ابزارها ,حسگرها ,انرژي,پشتيباني انسان

.

.

 

بررسي فناوري‌هاي نانو مورد استفاده در هوافضا در هر مرحله‌اي كه باشند، چه در مرحله تحقيق و توسعه و چه در مرحلة كاربردي شدن و تجاري‌سازي، مي‌توان در جدول فوق جايگاه آن را در هركدام از اين پنج نوع تقسيم‌بندي مشخص نمود؛ البته مشخص است كه بعضي از فناوري‌ها در چند مورد بطور مشترك حضور دارند، بطور مثال نانومواد در انواع محصولات نهايي و سامانه‌ها و در سه بخش هوانوردي تجاري، فضا و دفاع حضور دارند.

به علت اينكه فناوري نانو هنوز در بسياري از بخش‌ها هنوز كاربردي و تجاري نشده است و هدف از اين بررسي، غير از نگاهي اجمالي به كاربردهاي فعلي فناوري نانو در هوافضا، شناخت ضمني محصولات آينده هوافضا نيز مي‌باشد بنابراين تقسيم‌بندي نوع آخر براي اين بحث در نظر گرفته شد.

در ادامه كاربردهاي فناوري نانو در هوافضا را در حوزه مواد، ابزارها، حسگرها، انرژي و پشتيباني انسان مورد بررسي قرار مي‌دهيم و بر حسب مورد تقسيمات ديگر را نيز ذكر مي‌نماييم.

pishran.com

[EN-EZEL 13039]

کاربرد فناوري ‌نانو در صنايع فضا

 

[align=justify] فناوري نانو در ماموريت‌هاي فضايي آينده نقش مهمي خواهد داشت. نانو حسگرها، موادي بسيار بهبود يافته با عملكرد بالا، يا سيستمهاي پيشران بسيار كارآمد، تنها نمونه‌اي از كاربرد فناوري نانو هستند.

به گزارش پايگاه اينترنتي فناوري نانو، حفاظت در برابر تابش از كاربردهاي اساسي فناوري نانو در سفرهاي فضايي است . به گفته دانشمندان ناسا، خطر قرار گرفتن در معرض تابشهاي فضايي مهمترين عامل محدودكننده طول مدت سفرهاي فضايي است و لذا هم اكنون تحقيقات فراواني به‌طور خاص در اين زمينه در حال انجام است.

طراحان سفينه‌هاي فضايي به اين منظور و نيز رفع مشكلاتي مانند بي‌وزني و دوام ساختار، به‌دنبال موادي هستند كه بتواند به آنها در توسعه و ساخت روكش چند كاره بدنه سفينه‌هاي فضايي( نانو حسگرهايي كه بتواند حفاظت موثري در برابر تابشهاي فضايي ايجاد كرده و ذخيره انرژي خوبي هم داشته باشد) كمك كند. به اعقتاد دانشمندان نانو مواد پيشرفته‌اي مانند نانولوله‌هاي ايزوتوپي غني شده با بور مي‌تواند براي اين منظور كاملا مناسب باشد. تابشهاي فضايي به لحاظ كمي كاملا با آنچه بشر در روي زمين با آن مواجه است تفاوت دارد. يك فضانورد به محض خروج از ميدان مغناطيسي و اتمسفر محافظ زمين، در معرض تابش‌هاي يونيزه‌كننده اي به‌صورت ذرات اتمي باردار قرار مي‌گيرد كه با سرعتي نزديك به سرعت نور حركت مي‌كنند.

 

اين ذرات پر انرژي( (اچ ضد ييHZE)داراي بار زيادي بوده و بيشترين خطر را براي انسان در فضا دارند. قرار گرفتن طولاني مدت در برابر اين تابشها موجب آسيب ديدن دي ان‌اي (DNA) و بروز سرطان مي‌شود. بور (10) يكي از مواد محافظي است كه دانشمندان مشغول بررسي قابليت آن هستند. در واقع دانشمندان از دهه (1930) نسبت به توانايي اين ماده در به دام اندازي نوترون‌ها آگاهي داشتند و در شمارشگر "گايگر" از آن به عنوان محافظ تابش و نيز لايه محافظ راكتورهاي هسته‌اي استفاده مي‌كردند.

 

نانولوله‌هاي بور به‌دليل داشتن ساختاري مشابه با نانولوله‌هاي شناخته شده كربني‌ها بسياري از خواص عالي آنها را داشته و حتي نسبت به آنها از برخي خواص بهتري مانند پايداري شيميايي بالا، مقاوت اكسيداسيون بالا در دماهاي بالا برخوردارند و يك نيمه هادي پايدار با شكاف باندي پهن به شمار مي‌آيند.

 

به همين دليل مي‌توان آنها را به‌صورت روان‌كننده جامد در كاربردهاي دما بالا يا محيطهاي خورنده‌اي مانند باتري ها، پيل‌هاي سوختي، ابر خازن‌ها و ماشينهاي پر سرعت به كار برد. محققان براي اولين بار موفق شدند تركيبي با بازدهي بالا و به مقدار زياد از اين نانولوله‌ها را با استفاده از روش آسياب توپي يا فرآيند گداخت توليد كنند. آنها در مقاله خود با عنوان" غني‌سازي نانولوله‌ها با ايزوتوپ نيتريد بور (10) به نقش ويژه آسياب توپي پرانرژي در كاهش دماي نيتراسيون، كه در نهايت به رشد لوله‌هاي نازك استوانه‌اي منجر مي‌شود، اشاره كرده‌اند. از جمله كاربردهاي ويژه اين ماده مي‌توان به حفاظت در برابر تابش، مواد چندكاره براي ذخيره انرژي، حفاظت محيط زيست، صنايع هسته‌اي، حسگرها و نيز بدنه خارجي سفينه‌هاي فضايي، كاربردهاي نوترون در پزشكي و تشخيص و درمان سرطان اشاره كرد. چندين سال قبل ناسا از محققان خواسته بود تا نمونه نانولوله‌هايي را بسازند تا به‌طور آزمايشي در ايستگاه‌هاي فضايي مورد استفاده قرار گيرد و هم‌اكنون محققان در حال مذاكره براي كاربردهاي احتمالي آنها در ماموريت‌هاي فضايي و نيز كاربردهاي احتمالي نانولوله‌هاي بور(10)هستند.

 

 

در حال حاضر آزمايش‌هاي تابشي روي اين نانولوله‌ها در حال انجام است. از نانولوله‌هاي بور(10)مي‌توان نه تنها درصنايع فضايي، بلكه در موارد متعدد ديگري مانند حفاظهاي تابشي محكم، ارزان و سبك استفاده كرد.به جز اين كاربرد، نانو در عصر فضا كاربردهاي ديگري هم دارد براي مثال نانو روبوت ها به خاطر وزن كم و مصرف انرژي پايين و ... در چند سال آينده كاربرد گسترده اي در عصر فضا پيدا خواهند كرد.اما نانو روبات چيست ؟ نانو روبات مجموعه از نانو تيوپها و نانو كامپيوترها و نانو حسگرها است كه به صورت هماهنگ عمل ميكنند و يك روبات را به وجود مي آورند به اين روبات ها Swarms گفته ميشود.ميتوانيد كتاب زير را در اين رابطه بخوانيد:

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

 

كاربردديگر نانو در علم فضا حل يك معضل بزرگ در ماهواره ها و فضاپيما هاست . ميدانيم كه فضاپيما ها به خاطر تابش مستقيم نور خورشيد بسيار گرم ميشوند و بدنه فضاپيما منبسط ميشود در حالي كه سطح داخلي و ديگر قسمتهايي كه رو به نور نيست كمتر از سطح رو به رو به خورشيد منبسط ميشوند.با استفاده از مواد هوشمند (كه به وسيله علم نانو ايجاد ميشوند) و با استفاده از كامپيوترهايي در همين ابعاد ، اختلاف فشار ايجاد شده برطرف ميشود.

 

از نانو همچنين در ساخت لباس فضانوردان استفاده خواهد شد لباس فضانوردان در عين داشتن مقاومت بالا و جذب نكردن و عبور ندادن پرتو ها و تشعشعات كيهاني بايد راحت و سبك باشد و علم نانو ساخت چنين موادي را ممكن ساخته است.از ديگر استفاده هاي نانو تكنولوژي ميتوان از

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

نام برد و همچنين در به وجود آوردن محيطي مناسب در كرات ديگر براي رشد گياهان كاربرد نانوتكنولوژي مسلم شده است.[/align]

منبع :

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

[EN-EZEL 13039]

مقدمه‌اي بر کاربرد مواد نانويي در هوافضا

 

.

حوزه مواد، از مباحث اوليه در اكثر صنايع مي­باشد اما در صنايع هوافضا به عنوان شاخص اصلي نيز قابل طرح است. زيرا كاهش وزن همزمان با حفظ يا افزايش خواص مواد باعث برتري يك محصول هوايي مي‌شود چه در بازار تجاري و چه در مباحث دفاعي و نظامي

 

 

.

نانو مواد با افزايش خواص مواد در آينده تأثير زيادي را بر اين صنعت خواهند گذاشت. شما فرض كنيد بدنه هواپيما با استفاده از نانو مواد ضمن بهبود خواص فيزيكي و شيميايي وزني نصف بدنه­هاي فعلي داشته باشد. در اين صورت يك جهش در اقتصاد هوايي رخ خواهد داد زيرا مصرف سوخت كم شده و برد به صورت قابل ملاحظه­اي افزايش مي­يابد. در قسمتهاي ديگر هم به همين ترتيب ،‌موتور هواپيماها با استفاده از نانومواد علاوه بر بازدهي بهتر قدرت پيشرانه بيشتري را هم توليد خواهند كرد. استفاده از نانومواد در پره­توربين­ها امكان كار در دماي بالاتري را مي­دهد. نانومواد وزن بدنه موتور را كاهش مي­دهند. روانكاري توسط روغنهاي نانويي بهتر صورت مي­پذيرد.

در موشكها و فضاپيماها موادنانويي باعث كاهش وزن قابل توجهي خواهند شد. اين فناوري در آينده موجب بهبود نسبت وزني محموله­هاي فضايي به وزن موشك پرتاب­كننده خواهد شد.

بهبود اين نسبت، به 9 برابر مقدار كنوني بسيار قابل توجه خواهد بود يعني مي­توان وزني معادل 3 برابر موشك را به عنوان محموله به فضا پرتاب كرد كه اين به معناي كاهش فوق‌العاده در قيمت تمام شده پرتاب خواهد بود كه باعث رونق بيش از پيش ماهواره­ها و سفرهاي فضايي خواهد شد. ضمن اينكه صرفه­جويي وزني در خود محموله­هاي فضايي كه عموماً ماهواره­ها هستند با استفاده از نانومواد تأثير مضاعفي در اين صنعت خواهد داشت. هم اكنون در بسياري از ماموريت‌هاي دوردست از يك موشك پيشران براي رسيدن به مدار مورد نظر استفاده نمي‌شود بلكه از چند موشك و در چند مرحله براي تامين نيروي پيشران استفاده مي‌شود. به اين ترتيب كه موشك مرحله اول پس از اتمام سوخت، جدا شده و موشك مرحله بعدي وظيفه تامين نيروي پيشران را بر عهده مي‌گيرد كه اين كار به علت كاهش هزينه‌ها و بعضي دلايل ديگر صورت مي‌پذيرد اما فناوري نانو با صرفه‌جويي وزني نياز به پيشران‌هاي چند مرحله‌اي را كاهش مي‌دهد و از اين طريق نيز هزينة ماموريت‌هاي آتي فضايي را كاهش خواهد داد. پروژه‌اي مانند x33 كه در مارس 2001 به فضا پرتاب شد از جمله اين تلاشها براي تك مرحله­اي نمودن پرتاب به مدار است. آنچه مسلم است تأثير بسيار زياد وزن در هزينه پرتاب، استفاده از مواد سبكتر و قويتر عليرغم داشتن قيمت بالا را توجيه مي­كند. قابل ذكر است هزينه­هاي كنوني پرتاب محموله به مدار حدود 4400 تا 6600 دلار بر هر كيلوگرم مي‌باشد و براي انتقال يك محموله به كره ماه اين هزينه به 22000 دلار بر هر كيلوگرم مي‌رسد. در پروژه­هاي فضايي مثل ايجاد اقامتگاههاي فضايي نيز نانومواد نقش مؤثري داشته و قابليت زيستن در فضا را افزايش خواهند داد.

.

[EN-EZEL 13039]

فناوري نانو در هوافضا : نانوكامپوزيتها

 

.

اولين حرکت به سمت سازه‌هايي سبک و مقاوم (ادامه بحث مواد نانويي)

.

در كوتاه­مدت تأثير نانوموادها در هوافضا احتمالاً‌ بيشتر به صورت نانوكامپوزيتها خواهد بود. كامپوزيتهاي مبتني بر نانوذرات سيليكاتي امروزه راه خود را به صنعت خودرو بازنموده و بهبود وزني 10 تا 15 درصد را موجب گشته­اند. نانوكامپوزيتها به علت داشتن نسبت استحكام به وزن برتر راه خود را در صنايع هوايي نيز باز خواهند نمود و اين دسته از مواد بيشترين تأثير در كاهش وزن سازه­هاي هوايي را بر عهده خواهند گرفت. در صنعت هواپيمايي تجاري صرفه­جويي در سوخت نقش مهمي را ايفا مي­كند با افزايش قيمت سوخت اين موضوع اهميت بيشتري نيز يافته است و نهايتا موجب پذيرش نانوكامپوزيتها با سرعت بيشتري خواهد گشت حتي نانوكامپوزيتهاي گرانقيمت نيز برگشت سرمايه سريعي خواهند داشت اين مواد بزودي علاوه بر بدنه راه خود را در قسمتهاي ديگر مانند تجهيزات داخلي نيز خواهند گشود.

در فضاپيماها و موشكها نيز مباحث اقتصادي باعث پذيرش نانوكامپوزيتها خواهدگشت در مصارف نظامي و دفاعي اهميت اول بجاي هزينه، كارايي خواهد بود نانوكامپوزيتها بسيار مستحكم در جنگنده­ها و هواپيماهاي بدون سرنشين و موشكها كاربرد خواهند يافت و توانايي­هاي نظامي اين وسايل را به صورت قابل ملاحظه­اي افزايش خواهند داد. قابليت مانور بالا، قدرت اوج­گيري بيشتر و مداومت پروازي بيشتر از جمله قابليت­هايي هستند كه به سرعت محقق خواهند گشت.

نانوكامپوزيتها در قسمتهاي ديگر مثل رادارگريزي نيز نقش خواهند داشت حفاظت از قطعات حساس در برابر تشعشعات مضر و يا آسيبهاي شيميايي يكي ديگر از كاربردهاي نانوكامپوزيتها در صنعت هوافضا خواهد بود.

.

pishran.com

[EN-EZEL 13039]

فناوري نانو در هوافضا : كامپوزيتهاي زمينه فلزي MMC

.

همانطور كه مي‌دانيد براي تقويت فلزات از فيبرهاي سراميكي نظير كاربيدسيليكون اكسيدآلومينيوم و نيتريدآلومينيوم استفاده مي‌كنند

 

.

استفاده از اين فيبرها خواص ترموديناميكي فلزات را بهبود مي­دهد. هم­اكنون كامپوزيتهاي زمينه فلزي مانند آلياژهاي آلومينيوم با فيبر كربيد سيليسيم[1] و آلياژهاي تيتانيم­آلومينيوم با فيبر نيتريد تيتانيوم[2] مورد توجه قرارگرفته­اند. مقاومت در برابر حرارت بالا، استحكام بالا، رسانايي زياد، چگالي كم و انبساط حرارتي قابل كنترل، مزايايي هستند كه موجب كاربردي شدن اين نوع كامپوزيتها در سازه­هاي هوايي و فضايي گشته­است. اما مسأله قابل ذكر در اينجا اين است كه با نانوساختارسازي كامپوزيتهاي زمينه فلزي مقاومت آنها به بيش از 25 درصد افزايش مي‌يابد ضمن آنكه انعطاف­پذيري بيشتر و مقاومت در برابر خستگي نيز افزايش مي­يابد

 

 

 

 

--------------------------------------------------------------------------------

 

[1] Sic

[2] TiN

.

.

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

[EN-EZEL 13039]

نانو پودر کامپوزيتي آلومينا- زيرکونيا- ايتريا با روش سل-ژل براي ساخت قطعات با استحکام بالا مانند قطعات هواپيما توسط محققان کشورمان توليد شد.

 

ايوب تعاوني گيلان مجري طرح در گفتگو با خبرنگار مهر، عنوان پروژه را سنتز و مقايسه نانو پودرهاي کامپوزيتي آلومينا-زيرکونيا -ايتريا از مواد نمکي و آلکوکسيدي ذکر کرد و گفت: در اين پروژه نانو پودرهاي آلومينا، زيرکونيا و ايتريا از دو ماده اوليه نمک و آلکوکسيد سنتز شدند و با آناليز خواص آنها، نانو پودر کامپوزيتي با ماده اوليه آلکوکسيد بدست آمد.

 

تعاوني گيلان افزود: ماده توليد شده از سطح ويژه بالاتر و خاصيت نفوذ پذيري بهتري برخوردار است.

 

مجري طرح اضافه کرد: علاوه بر اين، نانو کامپوزيتهاي توليد شده از ويژگيهايي چون استحکام، چقرمگي و مقاومت به سايش بالا برخوردار است.

 

وي در ادامه با اشاره به کاربردهاي اين نانو کامپوزيت خاطرنشان کرد: به دليل قابليتهاي ذکر شده، اين مواد را مي توان در صنايع هواپيماسازي در توليد قطعات هواپيماها، پره هاي توربين، وسايل برشي، سنسورها و بطور کلي براي ساخت قطعات مقاوم به ضربه بکار برد.

 

به گفته مجري طرح، اين مواد در صنايع دفاعي، شرکتهاي توليد وسايل برشي و پره هاي توربين ها مورد استفاده قرار مي گيرد.

 

منبع:http://www.pishran.com

انجمن هوافضای داننشگاه صنعتی شریف

[EN-EZEL 13039]

نتايج اسفبار تحقيقات از صد ايستگاه فضايي

 

سرويس بين‌الملل «تابناك» ـ ده سال از فعاليت ايستگاه فضايي بين‌المللي «آي.اس.اس» و کار ساخت‌وساز اين پايگاه مي‌گذرد، اما دانستني‌هاي علمي به دست آمده از اين پروژه صد ميليارد يورويي تأسفبار و اندوهناک است.

 

در حالي‌که اواسط دهه 1990 ميلادي از پروژه ايستگاه فضايي بين‌المللي به «معجزه جهان براي هزاره نوين»، «بزرگترين طرح سازه‌اي از زمان ساخت اهرم‌هاي مصر» و حتي «شهر پژوهش در فضا» ياد شد، اين پروژه هم اکنون جذابيت و ابهت خود را از دست داده و همچنان شبيه به يک محل ساخت‌وساز است.

 

به نوشته روزنامه آلماني «زود دويچه سايتونگ»، هنگامي که در بيستم نوامبر 1998 ميلادي (سي‌ام آبان 1377) نخستين قطعه ساخت اين ايستگاه با مدل روسي «سرجه» به فضا پرتاب شد، متخصصان و کارشناسان سراسر جهان از يک روز تاريخي سخن گفته و اميد داشتند اين ايستگاه جديد فضايي، مرزهاي علم و دانش را پشت سر بگذارد، اما هم‌اکنون اين پروژه حتي براي آمريکايي‌ها که زماني نيروي محرکه و حامي محکم آن بودند، به يک کودک ناخواسته تبديل شده و تحولات علمي چنداني نيز ارايه نکرده است.

 

از ديدگاه مخالفان و منتقدان ايستگاه فضايي بين‌المللي، بودجه صد ميليارد يورويي اين پروژه، هيچ تناسبي با ميزان بهره‌وري علمي از اين ايستگاه ندارد.

هر چند به تازگي بخش‌هاي جديدي به اين ايستگاه فضايي اضافه شده است که شانزده کشور جهان در آن سهيمند، اما کار تکميل و ساخت و ساز آن در سال‌هاي آينده نيز ادامه خواهد داشت.

 

واقعيت اين است که فضانوردان فرصت کافي براي تحقيقات خود در اين ايستگاه فضايي ندارند. بر پايه نخستين برنامه‌ها و طرح‌هاي ايستگاه فضايي بين‌المللي «آي.اس.اس»، فضانوردان قرار بود 27 ساعت از زمان کار هفتگي خود را به آزمايش‌هاي علمي اختصاص دهند، اما بنا بر محاسبات خبرگزاري «رويترز»، فضانوردان صرفا حدود دو ساعت و نيم در هفته براي آزمايش‌هاي خود وقت دارند.

 

در حالي که براي کار بازسازي سيستم‌هاي حياتي اين ايستگاه فضايي، صرفا چند ساعت در نظر گرفته شده بود، اما هم‌اکنون ده برابر بيشتر از آن، زمان مي‌برد. در کنار تصورات اشتباه و فناوري پيچيده که تسلط فضانوردان بر آن سخت است، هم‌اکنون به ويژه پيشرفت کند ساخت و ساز و تکميل اين ايستگاه، موانعي براي آزمايش‌هاي فضانوردان هستند.

 

در حالي که کار ساخت و تکميل ايستگاه فضايي بين‌المللي قرار بود از مدت‌ها پيش پايان يابد، سقوط کلمبيا فضاپيماي آمريکايي در پنج سال پيش، برنامه زماني اين ايستگاه را که تا آن زمان نيز ديكردهايي داشت، کاملا به هم ريخت. يک مدل جديد براي زندگي فضانوردان را مي‌توان دست‌كم در ماه اوت سال آينده (2009) به اين ايستگاه متصل کرد.

فضانوردان از سال 2000 ميلادي به اين ايستگاه فضايي که هشتاد متر عرض دارد، مرتب رفت‌وآمد داشته و تاکنون 160 زن و مرد در اين ايستگاه براي مدتي مستقر بوده‌اند.

 

هم‌اكنون سه فضانورد مستقر در ايستگاه «آي.اس.اس»، بسيار مشغول امور و تکاليف روزمره اين ايستگاه هستند و قرار است در آينده، شش فضانورد در اين ايستگاه براي هميشه در آنجا زندگي و کار کنند. از آنجا که فضانوردان ساکن در ايستگاه فضايي بين‌المللي به ندرت براي آزمايش‌ها فرصت دارند، سيستم انجام آزمايش‌ها در اين ايستگاه در اندازه بالايي خودکار شده که اين امر، غيرمستقيم ثابت مي‌کند اين پژوهش‌ها اصلا به فضانورد نياز نداشته است.

 

آزمايش‌هاي مورد نظر امروزه در ظروف و بسته‌هاي استاندارد به ايستگاه فضايي بين‌المللي داده مي‌شوند و فضانوردان بايد صرفا دکمه دستگاه‌هاي آزمايش را فشار داده و مشغول يک آزمايش ديگر بشوند.

همچنين تقريبا همه آزمايش‌ها را مي‌توان از پايگاه‌هاي زميني تحت نظر و مراقبت داشته و حتي برخي از آنها را نيز هدايت کرد.

 

بدين ترتيب، فضانورد پژوهشگري که براي آن بسيار تعريف و تبليغ مي‌شود که در خلأ کريستال پرورش مي‌دهد و با پيپت آزمايشگاه کار مي‌کند، وجود خارجي ندارد و به چنين فضانوردي نيز نيازي نيست، چرا كه يک روبات باهوش مي‌تواند وظايف و تکاليف فضانوردان را انجام دهد.

«مارکوس نايتسرت»، سخنگوي جامعه فيزيک آلمان (د.پ.گ.) که حتي پيش از آغاز به کار ايستگاه فضايي بين‌المللي از اين پروژه انتقاد کرده، مي‌گويد: به جز آزمايش‌ها روي انسان، تقريبا همه آزمايش‌هاي پژوهشي را مي‌توان بهتر، دقيقتر و ارزانتر با کمک دستگاه‌هاي خودکار و بدون دخالت فرد انجام داد.

 

نايتسرت افزود: اين ديدگاه که ما بايد نسبت به «فضانوردي سرنشين‌دار» بسيار جانب احتياط را بگيريم، هنوز هم تازه و نوست. با توجه به هزينه‌ها، استفاده‌هاي علمي و فني يک ايستگاه فضايي بسيار محدود هستند.

 

از سوي ديگر، سازمان ملي هوانوردي و فضايي آمريکا (ناسا) نيز به خاطر برنامه پرواز به کره ماه و کمبود بودجه، مجبور به حذف 50 درصد بودجه پژوهشي خود براي ايستگاه «آي.اس.اس» و کاهش آن به دويست ميليون دلار شد و يکسري از پروژه‌هاي بلندپروازنه خود از جمله طرح يک سانتريفوژ براي آزمايش‌ها در خلأ مصنوعي را متوقف نمود.

 

اين در حالي است که اروپا تاکنون حدود پنج ميليارد يورو در پروژه ايستگاه فضايي بين‌المللي «آي.اس.س.» سرمايه‌گذاري کرده و مي‌خواهد چهار ميليارد يورو ديگر نيز به اين رقم اضافه کند. در حالي که صنايع فضانوردي از اين‌گونه سرمايه‌گذاري خوشحالند، بخش‌هاي ديگر به ندرت علاقه‌اي از خود نسبت به اين پروژه نشان مي‌دهند.

 

در حالي که نخست قرار بود که 30 درصد از کاربري ايستگاه «آ.اس.اس.» به فعاليت‌هاي تجاري اختصاص داده شود، اما تاکنون تنها يک آزمايش مورد درخواست صنايع آلمان در اين ايستگاه انجام شده است.

 

«فولکر زوبيک» از مرکز فضا و هوانوردي آلمان مي‌گويد، ما تلاش خود را براي انجام آزمايش‌ها مي‌کنيم، اما تحقق آن آسان نيست. مدت زمان يک آزمايش در ايستگاه «آي.اس.اس» بين هجده ماه تا دو سال است اما از ديدگاه شرکت‌ها و صنايع، اين زمان براي توسعه يک کالا و فرآورده بسيار طولاني است.

 

زوبيک افزود، بدين خاطر صنايع و شرکت‌ها بيشتر به آزمايش‌ها روي موشک‌هاي پژوهشي و يا پروازهاي موازي علاقه دارند که اغلب چند ثانيه و يا چند دقيقه در خلأ انجام مي‌شود تا نتايج مورد نظر به دست آيد.

 

«ميشاييل گريفين» رئيس ناسا نيز بر اين باور است که بهتر بود اصلا ايستگاه فضايي «آي.اس.اس» ساخته نمي‌شد. به گفته گريفين، ما بايد براي پايان کار ساخت ايستگاه «آي.اس.اس» علوم و فناوري را به يک سطح حداقل تنزل دهيم.

ايستگاه فضايي «آي.اس.اس» در 360 کيلومتري سطح زمين، بدين ترتيب به پايگاهي تنزل يافته که هدف آن حفظ خود است.

 

پژوهشگران فضايي آمريکا به جاي تمرکز بر پژوهش ماده و فيزيک سيالات، به دنبال پاسخ به اين پرسش هستند که چگونه مي‌توان در آينده انسان را به کره ماه و مريخ برد؟

از سوي ديگر، از فضانوردان نيز هم‌اكنون به عنوان خرگوش آزمايشگاهي استفاده مي‌شود و سنگ کليه فضانوردان، تغييرات و کاهش ماهيچه‌هاي آنها و همچنين تأثيرات اشعه‌هاي فضايي روي فضانوردان به عنوان سوژه مورد آزمايش قرار مي‌گيرند.

 

از ديدگاه منتقدان ايستگاه «آي.اس.اس»، مأموريت‌هاي فضانوردي سرنشين‌دار، در پايان صرفا خود را آزمايش مي‌کند و به توجيه خود مي‌پردازد و از ديدگاه کارشناساني چون «لاورنس کاسنتس»، پژوهشگر سابق ناسا، اين ايستگاه فضايي، حتي در اين اندازه فعاليت نيز نتايج رضايت بخشي ارايه نمي‌کند.

 

کاسنتس مي‌گويد، در حالي که مطالعات پزشکي در کره زمين، صدها و يا هزاران انسان را در بر مي‌گيرد، آزمايش‌ها در خلأ صرفا شامل چند نفر مي‌شود. به علاوه ناسا براي حفظ وضعيت خصوصي پزشکي فضانوردان خود، داده‌هاي جمع‌آوري شده را به ديگر پژوهشگران عرضه نمي‌کند.

 

«دستيني» آزمايشگاه علمي آمريکا زماني به عنوان قلب علمي ايستگاه فضايي «آي.اس.اس» به شمار مي‌رفت، امروزه صرفا يک تصوير غمگين از آن بر جاي مانده است.

اين آزمايشگاه که سيزده کمد پژوهشي در ابعاد يک کيوسک تلفن در آن جاي مي‌گيرد، بسيار بي‌استفاده مانده و قرار است به عنوان انبار، توالت و اتاق خواب به کار گرفته شود.

 

ايستگاه فضايي «آي.اس.اس» به رغم همه تبليغات و ادعاها، قرار نبود هرگز به عنوان يک پروژه تحقيقاتي باشد. هنگامي که رونالد ريگان، رئيس‌جمهوري سابق آمريکا در سال 1984 ميلادي، خواستار گسترش پروژه‌هاي فضايي ناسا شد، مي‌خواست در برابر شوروي سابق قدرت‌نمايي کند و هنگامي که بيل کلينتون، رئيس‌جمهوري پس از ريگان در دهه 1990 ميلادي، روس‌ها را به اين پروژه دعوت کرد، قصد داشت از مهاجرت کارشناسان و متخصصان فضايي روسيه به کشورهاي دشمن با آمريکا جلوگيري کند. بدين ترتيب، ايستگاه «آي.اس.اس» يک توپ بازي در قمار سياسي جهان بود.

[EN-EZEL 13039]

انوپودرهاي كامپوزيتي آلومينا ـ زيركونيا براي استفاده در ساخت هواپيما توسط محققان دانشگاه تربيت مدرس سنتز شد.

 

به گزارش فارس - نانوپودر آلومينا ـ زيركونيا با روش‌هاي متفاوتي همچون آسياب خشك يا تر مخلوط پودرهاي آلومينا و زيركونيا، سل ـ ژل و روش‌هاي ماده اوليه مايع تهيه مي‌شود. محققان دانشگاه تربيت مدرس از روش سل ـ ژل بهره گرفته‌اند. زيرا در روش‌هاي متداول مانند روش آسياب خشك يا تر، حضور مخلوط ناهمگن ذرات و ميكروساختار غير يكنواخت اجتناب‌ناپذير است.

همچنين روش سل ـ ژل نسبت به ساير روش‌هاي متداول مزيت‌هايي دارد كه مي‌توان به حصول نانوپودرهاي كامپوزيتي همگن، كاهش درجه حرارت سينترينگ، افزايش ساختار دانه ريز و سادگي و صرفه اقتصادي اشاره كرد.

ايوب تعاوني گيلان مجري اين طرح سيستم آلومينا ـ زيركونيا را يكي از نانوكامپوزيت‌هاي سراميكي سودمند دانست و گفت: اين نانوكامپوزيت به دليل خصوصيات مكانيكي عالي شامل استحكام، چقرمگي، مقاومت به خوردگي و پايداري گرمايي و شيميايي، به طور گسترده‌اي در ساخت بدنه هواپيما، ابزارهاي برشي، ادوات زرهي، قطعات با استحكام بالا، پره‌هاي توربين و قالب‌ها يا اجزاي مصنوعي طبي مورد استفاده قرار مي‌گيرد.

در سيستم آلومينا ـ زيركونيا، ساختار و خصوصيات كامپوزيت نهايي به خصوصيات نانوپودر تهيه شده مانند همگني، توزيع اندازه ذرات و خلوص آن بسيار وابسته است. از اين رو، پژوهشگران روي كاهش اندازه ذرات پودر كامپوزيتي اوليه و نيز مورفولوژي دانه نهايي در ريزساختار متمركز شده‌اند.

به گفته مهندس تعاوني، پژوهشي با هدف رسيدن به نانوپودري همگن با سايز نانو و سطح ويژه بالا كه توانايي سينترينگ بسيار بالايي داشته و بتواند زيركونياي موجود در نانوپودر را در فاز تتراگونال تثبيت كند و بدين وسيله خاصيت چقرمگي و استحكام بالاي نانوكامپوزيت ساخته شده را افزايش دهد، انجام شده است.

در اين پژوهش، نانوپودرهاي آلومينا – زيركونيا با درصدهاي متفاوت زيركونيا با استفاده از مواد اوليه آلكوكسيدي با روش سل - ژل سنتز شدند. در نهايت، ژل‌هاي خشك شده بدست آمده، تحت عمليات حرارتي قرار گرفتند.

عضو هيئت علمي دانشگاه جامع علمي-كاربردي استان كرمانشاه توضيح داد: آناليزهاي BET نشان دادند كه افزايش درصد زيركونيا باعث كاهش سطح ويژه و افزايش سايز حفره‌اي ذرات مي‌شود. همچنين با افزايش درصد زيركونيا، گذار فازي آلوميناهاي انتقالي به فاز پايدار آلفا - آلومينا به درجه حرارت‌هاي بالاتر انتقال پيدا مي‌كند. همچنين آناليز SEM حاكي از آن بود كه نانوپودرهاي به دست آمده تقريباً كروي شكل بوده و اندازه‌اي بين 75-15 نانومتر دارند.

جزئيات اين پژوهش كه به عنوان بخشي از پروژه كارشناسي ارشد ايوب تعاوني گيلان با راهنمايي احسان طاهري نساج و همكاري آخوندي در دانشگاه تربيت مدرس انجام شده، در مجله Journal of Non-Crystalline Solids (جلد 355، صفحات 316–311، سال 2009) منتشر شده است.

[835536032 21]

يك تشكر ويژه بابت مقالات كاربرد نانو در صنايع هوافضا.

[EN-EZEL 13039]

نانو ماهواره های روسیه

 

در گذشته دولت ها گرایش های صنایع هوافضا را تعیین می کردند اما در طی بیست سال گذشته با پدیدار شدن مفهوم ماهواره های کوچک این روند تغییر یافت. ماهواره های کوچک به آن دسته از ماهواره ها اطلاق می گردند که کمتر از یک تن وزن دارند.

 

اولین نانو ماهواره ی روسیه در سال 2005 به مدار پرتاب شد. موسسه ی علمی تحقیقاتی ساخت ابزارهای فضایی روسیه سازنده ی این ماهواره بود. وزن این ماهواره پنچ کیلوگرم می باشد.

چنین ابزارهایی در این کشور، از پتانسیل تجاری مناسبی برخوردار هستند و می توانند با ابزارهای بزرگ دیگر به رقابت بپردازند. نمایندگان موسسه ی علمی تحقیقاتی ساخت ابزارهای فضایی مسکو در کنفرانس فناوری های کوچک در علوم هوایی و اکتشافات فضایی ، اعلام کردند، برنامه ای برای ساخت نانو ماهواره ها در این موسسه تهیه و حتی چند مدل از آن ها ساخته شد.

اولین نانوماهواره ی ساخت روسیه THC-0 در سال 2005 به مدار فرستاده شد و سلیژان شاریپف که آن زمان در ایستگاه فضایی بین المللی بود، این ماهواره را به آسانی با دست خود در فضا رها کرد.

امکانات نانو ماهواره های امروزی در مقایسه با نمونه های اولیه خود افزایش یافته است. در خارج از روسیه، نانوماهواره ها چشم اندازهای تجاری به خود گرفته اند.

ماهواره ی THC-0 دارای شکل استوانه ای بود که در آن یک دستگاه رادیویی که از باتری لیتیمی معمولی تغذیه می کرد قرارداشت به همین دلیل این ماهواره تنها 2.5 سال درمدار فعالیت کرد. ماموریت این ماهواره بررسی کار سامانه ی نمایشگر موقعیت اضطراری (EPRIB) سیستم فضایی Cospas Sarsat بود.

هم اکنون نسل دوم این ماهواره که با باتری های خورشیدی کارخواهد کرد، آماده می باشد و چنین ویژگی سبب محبوبیت تجاری آن می شود نظر به اینکه هر نانو ماهواره کارهای مشخصی را انجام می دهد.

 

 

یک دسته از نانو ماهواره ها فناوری کنترل دستگاه ها را از طریق شبکه های مخابراتی مورد پردازش قرار خواهند داد. دسته ای دیگر بارمفید بخش فضایی سیستم بین المللی AIS را( به همراه آژانس فضایی اروپا) آزمایش خواهند کرد. بخش دیگری از این ماهواره ها با موسسه ی تحقیقاتی فیزیک هسته ای دانشگاه دولتی مسکو و مرکز پیش بینی وضعیت ژئوفیزیک آکادمی علوم روسیه به انجام تحقیقات در زمینه ی ایونسفر خواهند پرداخت. مجموعه ی دیگری از آن ها به آزمایش با میکروموتورها می پردازند که این امر به نانو ماهواره ها قابلیت مانور خواهد داد.

همچنین پروژه ای آموزشی در زمینه ساخت نانو ماهواره GRE Sat در جریان است که موسسه ی ریاضیات کاربردی آکادمی علوم روسیه و مرکز فنون فضایی کاربردی و میکروگرانش دانشگاه برمن آلمان در آن همکاری می کنند. آزمایش دستگاه های نسل جدید نیمه ی دوم سال 2010 آغاز خواهند شد.

انو ماهواره ی نسل دوم THC-0 که در موسسه ی علمی تحقیقاتی ساخت قطعات فضایی روسیه طراحی شده و در سال 2010 آزمایش می شود. این ماهواره برای سیستم فضایی Cospas Sarsat خواهد بود. وزن آن 4.65 کیلوگرم است.

 

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

قابلیت های نانو ماهواره ها در کنفرانس فناوری های میکرو در صنایع هواپیمایی و اکتشافات فضایی که 17-16 سپتامبر 2009 در مسکو برگزارشد، مطرح گردید.

به گفته ی رامانف معاون سرپرست کل موسسه ی علمی تحقیقاتی ساخت قطعات فضایی، نانو ماهواره ها مفهوم فضاپیما ها و اقتصاد فعالیت های فضایی را تغییر می دهند. به گفته ی وی، برای اولین بار در اکتشافات فضایی دستگاهی تولید شد که ارزان و برای بسیاری قابل دسترس می باشد.

رامانف تاکید کرد، ماهواره های کوچک به گرایش اصلی توسعه ی شاخه ی مانیتورینگ زمین و در آینده ی نزدیک سنجش از راه دور تبدیل خواهند شد. او گفت: ما برنامه ی فناوری نانوماهواره ها را به آژانس فدرال فضایی معرفی کردیم و امیدواریم که این پروژه مورد پشتیبانی آن ها قرارگیرد. سخنرانی های ما در زمینه ی THC در کنفرانس های بین حرفه ای محبوبیت پیدا کرده اند و این امر سبب می شود که ما با خوشبینی به آینده نگاه کنیم.

بنابر گفته های ویشنیاکف همکاراصلی علمی، ساخت تجاری و پرتاب نانوماهواره ها می تواند مبلغی در حدود 200 هزار یورو شود. وی افزود، تفاوت مهم این دسته از ماهواره ها با ماهواره های دیگر، وزن کم، سادگی ، زمان کم ساخت آن ها و همچنین قابلیت کنترل آن ها ازطریق سیستم های ارتباطات ماهواره مانند Globalstar می باشد. کنترل نانو ماهواره ها از طریق کانال های ارتباطات ماهواره با به کارگیری از مودم های Onboard امکان پذیر می باشد.

نانو ماهواره ی THC-0 که در موسسه ی علمی تحقیقاتی ساخت قطعات فضایی روسیه که در سال 2005 به فضا پرتاب شد. وزن این ماهواره پنج کیلوگرم است.

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

مارتین سویتینگ در اواخر سال های 1970 ماهواره های کوچک را اختراع کرد. در سال 1981 اولین ماهواره ی کوچک به مدارپرتاب شد. پس از چنین اختراعی کمپانی فناوری های ماهواره ای Surrey جهت ساخت تجاری ماهواره های کوچک تشکیل شد.

 

منبع:

تبیان: محسن مرادی