آجاک - acak آینده پژوهی
با كمك محقق ایرانی انجام گرفت

شبیه ساز بی وزنی زمینه ساز پیشرفت های فضایی

شبیه ساز بی وزنی زمینه ساز پیشرفت های فضایی

همانطور که بشر به جستجوی جهان می پردازد، محیط کم جاذبه ی فضا چالش های غیرمعمولی برای دانشمندان و مهندسان به وجود می آورد.


به گزارش آجاک به نقل از ایسنا و به نقل از فیز، دانشکده مهندسی "FAMU-FSU" و آزمایشگاه ملی میدان مغناطیسی بالا در دانشگاه ایالتی فلوریدا، ابزاری جدید برای مقابله با این چالش ها طراحی نموده اند. یک شبیه ساز "بی وزنی" که می تواند زمینه ساز پیشرفت در تحقیقات در رابطه با فضا و سکونت در آن باشد.
طرح جدید آنها برای ساخت یک شبیه ساز شرایط "بی وزنی" که مبتنی بر تعلیق مغناطیسی است می تواند منطقه ای با گرانش کم با اندازه ای حدود هزار برابر بزرگ تر از شبیه سازهای موجود ایجاد نماید.
نتیجه تحقیقات آنها در مجله ی "npj Microgravity" انتشار یافته است.
"وی گو"(Wei Guo)، دانشمند اصلی این تحقیقات می گوید: بی وزنی تأثیر زیادی بر عملکرد سیستم های زیستی می گذارد و همینطور خیلی از فرایندهای فیزیکی از دینامیک و انتقال حرارت سیالات گرفته تا رشد و خودسازماندهی مواد را تحت تأثیر قرار می دهد. با این وجود آزمایش در پروازهای فضایی به صورت معمول به علت هزینه بالا و کم بودن حجم محموله قابل حمل با محدودیت هایی روبرو است. ازاین رو ساخت یک شبیه ساز زمینی اهمیت زیادی دارد.
شبیه سازهایی که هم اکنون موجود هستند مانند "برج سقوط"(drop towers) و "هواپیمای سهمی وار"(parabolic aircraft) از سقوط آزاد برای ایجاد شرایط بی وزنی استفاده می نمایند. اما این تجهیزات به صورت معمول برای مدتی کوتاه (چندین ثانیه تا چندین دقیقه) شرایط بی وزنی را به وجود می آورند و بنابراین برای آزمایش هایی که به زمان طولانی تری نیاز دارند، نامناسب هستند. از سوی دیگر شبیه ساز مبتنی بر تعلیق مزایای منحصربه فردی دارد. برای مثال هزینه آن کم، دسترسی به آن آسان و جاذبه آن قابل تنظیم است و زمان نامحدودی برای انجام آزمایش فراهم می آورد.
اما این شبیه ساز تنها قادر به ایجاد بی وزنی در فضای کوچکی است. زمانی که یک شبیه ساز معمولی شرایطی را که در آن گرانش یک صدم گرانش زمین است ایجاد می کند، اندازه آن تنها چند میکرولیتر است که برای تحقیقات فضایی کاربردی بسیار کوچک است.
محققان برای افزایش اندازه حجم کاربردی این شبیه ساز به آهن ربایی نیاز داشتند که نیروی تعلیق یکنواختی ایجاد نماید و نیروی گرانش را در حجم بیشتر به وجود بیاورد. آنها دریافتند که برای رسیدن به این هدف میتوان از یک آهن ربای ابررسانا ترکیب شده با سیم پیچ مکسول(Maxwell coil) استفاده نمود. سیم پیج مکسول، یک سیم پیچ ساخته شده توسط "جیمز کلارک مکسول" در سال ۱۸۰۰ است.


"حمید سناوندی"، یکی از نویسندگان این مقاله و دانشجوی دکتری می گوید: بررسی های ما نشان داده است که با استفاده از سیم پیچ فشرده با قطر تنها هشت سانتی متر میتوان به حجم کاربردی چهار هزار میکرولیتر دست یافت. هنگامی که جریان در این شبیه ساز برای شبیه سازی جاذبه مریخ کاهش پیدا کرد، حجم کاربردی آن تا ۲۰ هزار میکرولیتر یا حدود ۲۰ سانتی متر مکعب افزایش پیدا کرد.
محققان همینطور نشان دادند که میتوان این شبیه ساز را با استفاده از مواد ابررسانا با دمای بالا ساخت تا با حداقل انرژی کار کند.
این تحقیقات می تواند به آماده شدن برای مأموریت های فضایی آینده و سکونت طولانی مدت در ماه و مریخ کمک نماید.
"گو" میگوید: وقتی این شبیه ساز برای ساخت گرانش محیط هایی مثل ماه و مریخ مورد استفاده قرار بگیرد می تواند فضایی کاربردی ایجاد نماید که اندازه ی آن به قدری بزرگ است که می تواند گیاهان کوچک را در خود جای دهد و ابزاری مناسب برای تحقیقات پزشکی و زیست شناسی باشد.




منبع:

1400/08/11
23:03:24
0.0 /5
186
این مطلب را می پسندید؟
(0)
(0)

تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب
لطفا شما هم نظر دهید
= ۳ بعلاوه ۳
آجاک : آینده پژوهی