دانش فضایی

دانش فضایی

صفحه نخست . مقاله‌های علمی . مهندسی فضایی . پایگاه‌های پرتاب فضایی

 

دوشنبه, ۳ مهر ۱۳۹۶

این مطلب تا کنون ۱۴۵۲۵ بار خوانده شده است

دوشنبه، ۲۸ اسفند ۱۳۸۵

پایگاه‌های پرتاب فضایی

 
پایگاه‌های پرتاب فضایی

در حال حاضر تمامی سفرهای فضایی بشر از پايگاه‌های پرتاب فضایی آغاز می‌شود. یک پایگاه پرتاب فضایی که به سایت پرتاب نيز مشهور است، باید ویژگیها و مشخصات خاصی داشته باشد تا بهترين شرايط پرتاب را برای موشکهای فضایی فراهم آورد. در اين مقاله تلاش داريم تا شما را با مشخصات یک پایگاه پرتاب فضایی آشنا كنيم‏٬ با دانش فضایی همراه شوید.

 

در حالی كه حدود ۵۰  سال از آغاز عصر فضا سپری شده است، پایگاه‌های فضایی زیادی در سراسر دنیا وجود ندارند. حدود ۳۳ پایگاه پرتاب فضایی در سراسر دنیا ساخته شده‌اند كه به مدد تلاشهای فراوان شوروی سابق در امر فضا بیشتر تجمع آنها در نیم‌كره شرقی است. .


مکان تقریبی ۲۲ پایگاه مهم فضایی دنیا در این نقشه علامتگذاری شدهاند


پایگاه پرتاب مکانی است که تجهیزات لازم جهت نصب، آماده سازی، سوخت‌گیری، آزمایشهای قبل از پرتاب و پرتاب راکت در آنجا تعبیه شده و از نظر منطقه‌ا‌ی، شرایط لازم همچون امنیت و ایمنی در آن دیده شده باشد.

از آنجایي‌که تجهیزات آماده‌سازی و پرتاب موشکها مخصوص به هر موشک یا راکت، طراحی و ساخته می‌شود، هر موشکی را نمی‌توان از هر پایگاهی پرتاب کرد. از این رو پایگاه‌های پرتاب را با توجه به کلاس موشکهایی که از آنجا پرتاب می‌شود به سه دسته کلی تقسیم می‌کنند.

دسته اول پایگاه‌های پرتاب نظامی هستند که خود به چند زیر شاخه تقسیم می‌شوند اما از آنجایي‌که خارج از بحث ما هستند به آنها نخواهیم پرداخت. دسته دوم پایگاه های پرتاب زیر مداری (Suborbital) می‌باشند که پرتابهای مربوط به راکتهای کاوش را پوشش می‌دهند. دسته سوم پایگاه‌های پرتاب فضایی هستند که موضوع این گزارش می‌باشند.

البته در بعضی موارد دیده شده است که از یک پایگاه، کلاسهای متفاوتی از موشکها پرتاب می‌شوند. در چنین مواقعی اگر حتی یک پرتاب فضایی از این پایگاه انجام شود، سایت را فضایی رتبه‌بندی می‌کنند. موشکهای فضایی به دلیل ابعاد بزرگ و تجهیزات حساس معمولاً در خود پایگاه سرهم شده و توسط تجهیزات حمل‌و‌نقل ریلی یا غیر ریلی عظیمی به سکوی پرتاب حمل مي‌شوند. انتقال تجهیزات و مراحل گوناگون یک موشک فضایی از کارخانه سازنده به پایگاه پرتاب در بیشتر موارد توسط هواپیما، هلی‌کوپتر و یا قطار انجام می‌شود. یک پایگاه پرتاب فضایی نیازمند سالنهای مونتاژ، تجهیزات متنوع نصب، آزمایشگاه‌ها، سیستم حمل‌و‌نقل ویژه، مخازن بزرگ سوخت و اکسید‌کننده، باند هواپیما و هلی‌کوپتر، مرکز کنترل پرواز، هتل، رستوران، بیمارستان، شبکه ریلی و جاده‌ی مناسب و بسیاری الزامات دیگر می‌باشد که گردآوری آنها مستلزم شناخت مناسب از نیازمندی‌های وسیله پرتابی است.

بعضی از پایگاه‌های پرتاب سری محسوب شده و ورود به آنها برای همگان آزاد نیست اما برخی دیگر در زمره پایگاه‌های پرتاب تجاری و یا علمی تحقیقاتی قرار دارند كه افراد مرتبط بنا به ضرورت مي‌توانند در آنها رفت ‌و‌آمد كنند.

انتخاب محل استقرار پایگاه پرتابهای فضایی به مسائل سیاسی، امنیتی، ایمنی و نیازمندی‌های فنی بي‌شماری مربوط می‌شود. از آغاز عصر فضا تا كنون بیش از ۵۰۰۰ محموله فضایی از پایگاه‌هی فضایی سراسر دنیا به فضا پرتاب شده‌اند. برخی از این پایگاه‌ها همچنان فعالند و برخی دیگر از رونق افتاده‌اند.

كیپ كاناورال، وندنبرگ،بایكنور، پلستسک، كورو، تانگاشیما، ژیوگوآن، ژیچانگ، سریهاریكوتا از جمله شلوغ‌ترین و پر رفت ‌و ‌آمدترین
. پایگاه‌های فضایی دنیا محسوب می‌شوند و بیشتر محموله‌های فضایی دنیا از این پایگاه‌ها راهی فضا می‌شوند.

فعالیتهای فضایی ایالات متحده آمریكا و اتحاد جماهیر شوروی سابق بیشترین حجم مأموریتهای فضایی بشر را به خود اختصاص داده و تقریباً هر دو در یك سطح بوده و قابل مقایسه می‌باشند. چین، آژانس فضایی اروپا، فرانسه، ژاپن، آلمان، ایتالیا، هندوستان، انگلستان، كانادا، برزیل، بلژیك و اسپانیا در ادامه فعالیتهای دو ابرقدرت فضایی دنیا، تلاشهایی را در جهت دست‌یابی به فضا و استفاده از آن انجام داده‌اند كه آنها را به چهره‌هایی فعال در بهره‌برداری از فضا تبدیل كرده است. امروزه تلاش و سهم این كشورها در استفاده از فضا روز به روز در حال گسترش می‌باشد.


 

... اهمیت مكانی پایگاه‌های پرتاب
طراحی سیستمی و سازه‌ای فضاپیماها و ماهوارهها به شدت به مشخصات موشک حامل آنها بستگی دارد. طراحان محموله‌های فضایی با توجه به دفترچه راهنمای موشکهای حامل محدودیت‌هایی را برای محموله فضایی خود در نظر مي‌گیرند. چنین محدودیت‌هایی معمولاً به سایت پرتاب موشکهای فضایی نیز مربوط می‌شود. به گونه‌ای که محدودیت‌های اعمال شده توسط یک حامل به خصوص از یک پایگاه پرتاب به پایگاه دیگر متفاوت خواهد بود. به همین دلیل آشنایی طراحان محموله‌های فضایی با مشخصات پایگاه‌های پرتاب بسیار مهم به نظر می‌رسد.

پرتابگرهای فضایی زمانی که از مدار استوا پرتاب می‌شوند بهترین راندمان را خواهند داشت. دلیل این امر به استفاده بهینه از سرعت زاویه‌ای زمین باز می‌گردد. زمین و هرآنچه در آن قرار دارد با سرعت زاویه‌ی ۱۵ درجه بر ساعت به دور محوری که از قطبین زمین می‌گذرد، می‌چرخند. این چرخش که از غرب به شرق است، عامل اصلی پیدایش شب و روز در زمین می‌باشد.

از فیزیک مکانیک به خاطر داریم که با رابطه  V = r ω می‌توانیم سرعت زاویه‌ی را به سرعت مماسی تبدیل کنیم. در این رابطه V سرعت مماسی بر حسب متر بر ثانیه، r فاصله تا محور چرخش بر حسب متر و ω سرعت زاویهی زمین بر حسب رادیان بر ثانیه است.


با دور شدن از استوای زمین، سرعت مماسی کاهش می‌یابد

سرعت مماسی مورد اشاره در زمان پرتاب محموله‌های فضایی همچون انرژی ذخیره شده ذاتی عمل کرده و باعث صرفه‌جویی در توان مورد نیاز پرتاب می‌شود. طبق رابطه ذکر شده و با توجه به ثابت بودن سرعت زاویه‌ای زمین در همه جای این سیاره، با افزایش فاصله از محور چرخش، سرعت مماسی جسم یا به عبارتی انرژی ذاتی آن نسبت به مرجع اینرسی بیشتر می‌شود. بیشترین فاصله سطح زمین از محور چرخش آن در استوای این سیاره است. با نزدیک شدن به دو قطب شمال و جنوب این فاصله و به طبع آن سرعت مماسی کاهش می‌یابد.

با توجه به توضیحات داده شده مشخص است که عرض جغرافیایی نقطه پرتاب یکی از مهمترین مشخصات یک سایت پرتاب به شمار می‌رود. بهترین
. سایتهای پرتاب فضایی جهان در حوالی استوای زمین قرار دارند. از سوی دیگر ناگفته پیداست که بری دو سایت پرتاب با عرض جغرافیایی یکسان، سایتی که ارتفاع بیشتری داشته باشد به دلیل افزایش مقدار r، مطلوبتر به شمار می‌رود.

غیر از موضوع سرعت مماسی مسئله دیگری نیز باعث شده تا سایتهای پرتاب مستقر در نواحی استوایی محبوب‌تر از دیگر پایگاه‌های پرتاب فضایی باشند.
عرض جغرافیایی هر پایگاه پرتاب معرف حداقل زاویه میل مدار محموله‌ای است که از آن پایگاه پرتاب می‌شود. حداقل زاویه میل محموله‌های فضایی در بهترین حالت برابر با عرض جغرافیایی پایگاهی است که پرتاب از آنجا صورت گرفته است. این موضوع منوط به این است که محدودیت دیگری بر پرتاب اعمال نگردد چه در غیر این صورت حداقل زاویه میل مداری از عرض جغرافیایی پایگاه پرتاب بزرگتر خواهد شد.

بری رسیدن به زاویه میل مداری برابر با عرض جغرافیایی نقطه پرتاب، بایستی پرتابگر با زاویه آزیموت ۹۰ (دقیقاً به سمت شرق) راهی
 فضا شود. طبق تعریف، زاویه آزیموت، زاویه بین امتداد صفحه پرتاب و راستی شمال است که در جهت راستگرد اندازه گیری شود.


بری مثال آزیموت شمال غربی برابر است با ۳۱۵ درجه

بری رسیدن به زاویه میل کمتر، بایستی در مدار موتورهای محموله مورد نظر را روشن کرده و مانور فضایی مناسبی را انجام دهیم. بد نیست بدانید جهت تغییر یک درجه‌ای زاویه میل محموله فضایی در مدارهای کم ارتفاع، بایستی تغییر سرعتی معادل ۲۰۸ متر بر ثانیه ایجاد شود. روشن است که حتی برای یک محموله سبک چند صد کیلوگرمی، چنین تغییر سرعتی مستلزم مصرف سوخت و اکسید فراوانی است که بری رساندن هر کیلوگرم از آنها به فضا هزاران دلار هزینه صرف شده است.

از آن طرف به منظور تزریق محموله فضایی در مداری با زاویه میل بزرگتر از عرض جغرافیایی پایگاه پرتاب کافی است زاویه آزیموت پرتاب را از ۹۰ درجه تغییر دهیم. تنها عاملی که حداکثر زاویه میل مداری محموله های ارسال شده از یک پایگاه پرتاب را محدود می‌کند، ملاحظات امنیتی، منطقه‌ای و مسائل مربوط به ایمنی شهروندانی است که در مسیر پرتاب موشک زندگی یا کار می‌کنند. چنانچه این محدودیت‌ها پرتاب در آزیموت ۹۰ درجه را مسدود نمایند، حداقل زاویه میل مداری در دسترس از پایگاه فضایی مورد نظر باز هم افزایش خواهد یافت.
 

محدودیت‌های آزیموت پرواز، دسترسی به هر زاویه میلی را در پایگاه‌های پرتاب غیر ممکن می‌کند

 

رابطه بین زاویه میل مداری، عرض جغرافیایی نقطه پرتاب و آزیموت پرتاب برای دو نیم کره شمالی و جنوبی طبق روابط زیر به دست می‌آیند.

Az North = sin-1 (cos i/cos L)
Az South = 180° - sin-1 (cos i/cos L)
i = زاویه میل مداری محموله
L = عرض جغرافیایی سکوی پرتاب
Az = آزیموت پرتاب
 

روابط فوق نیز نشان می‌دهند که در صورت کمتر شدن زاویه میل مداری از عرض جغرافیایی سکوی پرتاب، مقدار سینوس آزیموت از یک بیشتر می‌شود که آگاهیم این موضوع از نظر ریاضی غیر ممکن است.

 

مجموعه آنچه گفته شد ما را به این سمت راهنمایی می‌نماید که مشخصات مهم یک پایگاه پرتاب فضایی را مي‌توان در طول و عرض جغرافیایی، حداقل و حداکثر زاویه میل مداری در دسترس، ارتفاع از سطح دریا و نوع پرتاب کننده‌هایی که از این پایگاه می‌توان راهی فضا نمود، خلاصه کرد.
همانطور که گفته شد حدود ۳۳ پایگاه پرتاب فضایی در سرتاسر دنیا وجود دارد. برخی از این پایگاه‌ها غیر فعال بوده و یا از فعالیت کمی برخوردارند. اما از سوی دیگر برخی از آنها تقریباً تمام بار فعالیتهای فضایی بشر را بر دوش می‌کشند. جدول زیر، لیست تمامی ۳۳ پایگاه پرتاب فضایی دنیا به همراه مشخصات اصلی آنها می‌باشد. در مورد پایگاه‌هایی که نام دو کشور در فهرست مشخصات آنها ذکر شده است، کشور اول مکان تأسیس پایگاه فضایی است و کشور دوم مالک یا مستأجر پایگاه است که بهره‌برداری از پایگاه را نیز بر عهده دارد.
 



* این پایگاه های فضایی غیر فعال هستند

 

بری کسب اطلاعات بیشتر در مورد پایگاه‌های پرتاب فضایی، مطالب زیر را نیز بخوانید:
      
... 
سایت‌های پرتاب فضایی جهان

       ... Spaceport

. شهرام یزدان‌پناه، پژوهشگر علوم و فناوری فضایی  .

 

مقاله‌های علمی   مهندسی فضایی   شهرام یزدان‌پناه   پایگاه پرتاب فضایی   سکوی پرتاب   پرتاب موشک   

کلیدواژه‌ها:

ارسال به بالاترین  ارسال به دنباله  ارسال به فیس‌بوک  ارسال به دلیشز  ارسال به گوگل بوکمارک  ارسال به گوگل باز  ارسال به کلوب دات کام  


آخرین مطالب منتشر شده در دانش فضایی

چند مطلب تصادفی از دانش فضایی

نظر شما چیست؟                         
 
*  نام و نام خانوادگی
*  پست الکترونیک
(نمایش داده نخواهد شد)
آدرس وبگاه

دانش فضایی همواره آماده پاسخگویی به پرسش‌های شما درباره مقالات منتشر شده٬ است .

شما همچنین می‌توانید با استفاده از این فرم اطلاعات تکمیلی خود را درباره این مطلب با سایر خوانندگان دانش فضایی به اشتراک بگذارید.

 

صفحه نخست

رویدادهای فضایی

مقاله‌های علمی

مراكز فضایی دنیا

اینترنت و فضا

ارتباط با ما

درباره دانش فضایی

انوشه انصاری

ایران در فضا

رادیو دانش فضایی

تلویزیون دانش فضایی



آخرین مطلب:

 

RSS Feed

با عضو شدن در لیست علاقمندان دانش فضایی، اولین کسی باشید که مطالب این وب‌سایت را می‌خوانید٬ می‌بینید یا می‌شنوید:

::  عضو شوید  ::


دوست دانش فضایی شوید

فیدبرنر دانش فضایی دانش فضایی در توییتر دانش فضایی در فیس‌بوک دانش فضایی در فرندفا دانش فضایی در پیغامک 

تبلیغات
موسسه طبیعت آسمان شب٬ فروشنده انواع تلسکوپ و دوربین دوچشمی٬ میکروسکوپ٬ لوازم عکاسی٬ سه پایه و مقر٬٬ کتاب و پوستر و طراح و سازنده انواع رصدخانه و آسمان نما
خرید و فروش انواع تلسکوپ
 

 

معرفی یک کتاب فضایی
معاهدات و اصول فضای ماورای جو سازمان ملل متحد
معاهدات و اصول ماورای جو سازمان ملل متحد

 

دانشنامه فضایی٬ سازمان فضایی ایران
مجله نجوم
پارس اسکای

آویا٬ پایگاه اطلاع‌رسانی هوافضای ایران

نظر خود را درباره دانش فضایی به آلکسا بگویید

قطار وبگردی

ايروشاپ٬ اولين فروشگاه اينترنتي تخصصي مهندسي هوافضا

پرسش و پاسخ‌های کانوت

صفحه نخست   .  درباره دانش فضایی   .  نقشه سايت   .  تماس با دانش فضایی  انوشه انصاری٬ بانوی ایرانی در فضا

 برداشت از مطالب وب‌سايت   دانش فضایی  به شرط ذكر منبع و ايجاد لينك به صفحه مطلب مورد نظر،  آزاد است