مستخدم:محمود جبارة/ملعب

مركبات فضائية غير ماهولة

مرحبا

المركبة الفضائية الغير مأهولة، والتي تسمى مسبار فضائي هي مركبة لا يوجد فيها رواد فضاء او بشر وتستعمل لإجراء عمليات وتجارب علمية بإشراف الكمبيوتر الموجود في المركبة أو عن طريق جهاز تحكم في وكالة الفضاء على الأرض. المركبات الفضائية الغير مأهولة تأخذ صور وتقيس الظروف الجوية، وتجمع عينات من التربة، وتجري تحقيقات أخرى،ومن ثم تحضر وترسل هذه المعلومات الى الكرة الارضية، قد يكون المسابر الفضائية تحت سيطرة الروبوتية من الأرض، أو قد تكون لديهم برامجهم الخاصة.

المركبات الفضائية الغير مأهولة تعطي مهمات التي لا يستطيع رواد فضاء فعلوها بأنفسهم وتستطيع المسبار الذهاب الى اماكن التي تشكل خطر على حياة رواد الفضاء مثلا: منطقة حول الزهرة، وايضا المسابر الفضائية ارخص من المركبات الفضائية التي تحمل أشخاص، وتستمد المسابر الطاقة من الألواح الشمسية من الشمس لكي لا تحتاج الى الكثير من الوقود (landers and rovers)نوع من المركبات التي تهبط على على الكواكب الأخرى لاستكشاف. فعلى سبيل المثال يمكنها أن تهبط على سطح المريخ تلتقط صور تفصيلية ومعلومات علمية هامة لاكتشاف، وليس بالضرورة عودة المركبة الفضائية إلى الأرض في بعض الأحيان يتم التخلي عنها عندما ينفد من الوقود والطاقة.

غالبية البعثات الفضائية في الحقيقة كانت غير مأهولة. وكانت أولى المركبات الفضائية غير المأهولة، بدءا من سبوتنيك الفضائية الروسية في عام 1957. في إدارة الطيران والفضاء الوطنية الأمريكية (ناسا) أرسلت العديد من السفن الفضائية غير المأهولة إلى القمر في أواخر 1950s في التحضير لبرنامج الفضاء المأهول في السنوات القادمة.

الى الابد

الفضاء هو فراغ واسع ومفتوح وسيبقى كذلك رغم الجهود الجبارة لدى الإنسانية لمعرفة كل شيء، مهما حاولوا الاكتشاف دائما ما احبطوا عملياتهم  ،الدراسات التي يفعلها العلماء في الكون خارج الغلاف الغازي يوجد لديه اثنين من الأساليب للذهاب والاكتشاف: مركبة فضائية مأهولة ومركبة فضائية غير مأهولة.و المركبات الفضائية المأهولة يوجد لديها الكثير من الشعبية مثل التي ذهبت لاستكشاف القمر أبولو ويوجد ليها سمعة كبيرة في مجال الفضاء العالمي ويوجد لها أهمية كبيرة ولكن المركبات الفضائية المأهولة تعادل أهمية المركبات غير المأهولة. قريبا لإطلاق مختبر علوم المريخ المعروف باسم الفضول. ولكننا لا يمكن أن ننسى رواد استكشاف الفضاء، الذين حققوها  بأنفسهم. أسماء مثل فوياجر وبايونير، والتي تجاوزت اكتشافاتهم حدود النظام الشمسي منذ عقود، الآن مهمة كذلك لاستكشاف الفضاء لدينا ايضا شكل آخر من الرحلات الفضائية. ، مع تحقيقات كاسيني و فتح آفاق جديدة لتعزيز فهمنا عن الكائنات في نظامنا الشمسي، ونحن نذكر مدى أهمية هذه البعثات من دون طيار.  

أهم فرق بين المركبات الفضائية المأهولة والغير مأهولة هي: طول كل مهمة وكم تستطيع أن تصمد، عدد الأهداف التي تستطيع إنجازها، ومدى فعالية كل بعثة.

الهدف والأداء: مع كل مهمة هناك نتيجة محددة أن المشغلين والمصممين يحاولون تحقيقه. لإرسال بعثة مأهولة مثل مكوك الفضاء إلى كواكب معينة،  في بعض الأحيان يكون هناك تقديم وحدة نمطية جديدة إلى محطة الفضاء الدولية، في حين أن روفر(نوع من الأنواع من الروبوتات التي تنزل على الكواكب لاستكشاف) قد يكون ارسلوه لكي يبحث عن عينات من جليد الماء على سطح المريخ. ومع ذلك، لا أحد يرسل الملايين دولار  إلى الفضاء من أجل لا شيء وفي النهاية لا يوجد اي نتائج سوى حفر ويطلقون عليه إنهاء.

العد والعقود: في حين أنه قد يبدو وكأنه عطلة في 2700 يوما من النشاط هو شيء مذهل لمركبة فضائية مأهولة، وبالتأكيد هو كذلك، ولكن بالنسبة لغير مأهولة ليس مذهل، فإن عددا من البعثات من دون طيار لا تزال تقدم لنا الكثير من المعرفة مع العلم بعد عقود من إطلاقها احضرت لنا هذه النتائج. والبعثة مأهولة قادرة فقط للذهاب لطالما الإنسان قادر والنتائج محدودة، مع أطولها الوقت الذي يقضيه في محطة الفضاء الدولية. المهمة غير مأهولة من ناحية أخرى، فقط يقتصر بقدرته على الحفاظ على السلطة ويمكنها الذهاب أبعد من مما يتخيل أن يفعل المركبة المأهولة.

العنصر البشري: على الرغم من نجاعة المركبات الروبوتية في هذه المهمات ولكن دائما ما نفتقد إلى عنصر الإنسان. الروبوتات عندما يواجهن شيء جديد لا يستطعن التكيف مع هذه الحالة، وربما في تلك النقطة ينتهي كل شيء يفشل الروبوت على عكس الإنسان الذي يتكيف مع كل شيء صغير وكبير، فلذلك دائما ما نريد الإنسان على تلك المركبات الفضائية. وإن كان يستطيع روفر ان يعيش مئات سنين من دون طعام وشراب ولكنه لا يستطيع توصيل قريب من حجم العمل الذي يفعله الإنسان إذا روفر استطاع أن يقطع ميل في شهر فإن  الإنسان يكون في هذا الشهر قد عمل المسح التام لكل هذه المنطقة وعرف ووجد ما يريد.

ومن الواضح أن الإنسان عليه أن يعود لهذه المهمات الفضائية، و أفضل شيء هو ارسال الإنسان لأداء وظيفة روبوت. حتى وقت قريب جدا سيعودون، وقد تم النظر إلى جميع البعثات الروبوتية التي أرسلت إلى الفضاء لقد بقيت هناك. بعد عام 1969، عندما هبطت أبولو 11 على سطح القمر، جمع رواد فضاء حفنات من الصخور القمرية للعلماء لدراسة. بل أيضا استرداد من موقع البعثة والعودة إلى الأرض ومسح المنطقة لأبحاث علمية يجعل إرسال البشرية في مهمة اثني عشر ساعة فقط مفيدة كما هو إرسال مسبار واحد الذي يستمر عشر سنوات لفعل شيء الذي يستطيع الإنسان فعله في 12 ساعة.

مأهول ضد غير مأهول: اليوم، يتم تعيين اهتمامات معظم وكالات الفضاء على المعالم الكبرى لرحلات الفضاء المأهولة والاكتشافات الجديدة لرحلات الفضاء غير المأهولة. برنامج مكوك ناسا للمركبات فضائية غير مأهولة انتهى رسميا، ودور ناسا الحفاظ على رحلات الفضاء المأهولة، يقع على عاتق القطاع الخاص. منظمات مثل (سبيس اكس) وروكت كيستلر هي في طليعة هذه الأمور،ولكن الكثير منها مشكوك فيها حول السماح لهامش الربح ليكون من أكثر أهمية من هذا العلم.أما بالنسبة للإرث رحلات الفضاء غير المأهولة، انها فقط بدأت للتو. مع تحسينات واسعة على التكنولوجيا وطرق جديدة للطاقة والاتصالات هذه المركبات غير المأهولة، والسماء هي الحد الأدنى لبعثات روبوتية إلى الفضاء.

مأهول أو غير مأهول

هل دائما ما تتساءلون لماذا لا نذهب إلى المريخ؟لماذا دائما تذهب المركبات الفضائية الغير مأهولة فقط إلى هناك؟لربما تعرفون بعض الإجابة عن هذا السؤال دعني أجيبك عن هذا السؤال.

أولا، السفر عبر الفضاء الصعب على جسم الإنسان. هناك حلقات تسارع عالية، مثل اثناء الاقلاع من الأرض، التي تجعل الناس يشعرون كما لو كانوا قد حصلت فجأة أثقل بكثير، أو كما لو أن الجاذبية أنها تجربة زاد فجأة، وهذه المشكلة من الممكن أن تخطر على حياة الإنسان صحيح انهم يتدربون في معسكر رواد الفضاء، ولكن ليس على حالات متطرفة مثل هذه .

في حين اثناء الاقلاع رواد الفضاء يشعرون قوات قوية جدا، مرة واحدة في الفضاء أنها تجربة انعدام الجاذبية - والتي عادة ما تسمى السقوط الحر. هذا هو المكان الذي يشعر رواد الفضاء بالضبط كما لو كانوا قد سقطوا ثم سقطوا ثم سقطوا، على الرغم من أنهم البقاء في نفس المكان داخل مركبتهم الفضائية. مصطلح "الجاذبية الصغرى" هي في الواقع مضللة بعض الشيء، على الرغم من أنها تصف ما يشعر رائد الفضاء بشكل واضح بما يمر به في داخل المركبة لكنها ليست التعريف الأدق. رائد الفضاء ليس في حالة انعدام الجاذبية بتاتا ،لأن جاذبية الأرض تسحب المركبة الفضائية. بشكل أكثر دقة، رائد الفضاء في مدار دائري حول الأرض وسفينة الفضاء في المدار نفسه، بحيث نبقى معا وأنه يشعر كما لو ليس هناك خطورة، وهكذا أيضا في كل مهمة فضائية يستعملون قوة السحب والجاذبية لدى الكوكب الذين يريدون استكشافه.

على الرغم من أننا قد لا نتوقع وجود مشكلة، وكثير من رواد الفضاء يشعرون بالمرض في بداية رحلة وليس كل من يتخلص من هذا شعور تمر بضعة أيام. أيضا في السقوط الحر، يتغير جسم الإنسان بطرق خفية. رواد الفضاء الذين يبقون في هذه الحالة لعدة أسابيع عادة ما يزداد قامتهم ثلاث بوصات.و يختفي ارتفاع إضافي بعد أن تهبط مرة أخرى. وايضا يوجد تهديد لصحة أكثر خطورة هو البقاء على مثل هذه الحالة لفترة زمنية طويلة (أشهر وسنوات)، وعظام تبدأ بالضعف من حين الى آخر . في حين أنه يوجد تفاصيل غير مفهومة حتى الآن، وهذا شيء متعلق أيضا بالأناس الذين يرفعون الأثقال والأوزان، الذين هم أقل احتمالا للحصول ترقق العظام (هشاشة العظام)لديهم عندما يصبحون في جيل الشيخوخة.

وهناك خطر آخر بالنسبة للبشر هو التعرض للإشعاع أثناء الرحلة، فمثلا على سطح المريخ. هناك نوعان من الأشعة التي هي ضارة للبشر: الإشعاع الكهرومغناطيسي عالية الطاقة، والاشعاع الجسيمات. يشمل الإشعاع الكهرومغناطيسي موجات الراديو وأفران ميكروويف والأشعة تحت الحمراء، الضوء المرئي والأشعة فوق البنفسجية، الأشعة السينية وأشعة غاما. Radio Waves وأفران ميكروويف وضوء الأشعة تحت الحمراء والمرئية تتواجد في حياتنا ولكن بشكل طفيف جدا فمثلا: يسخن الميكروويف طعامنا من الهزهزة ذرات الماء، ولكن لا تعبث مع جيناتنا. الأشعة تحت الحمراء نشعر شكل حرارة. الضوء المرئي التي نستخدمها لنرى. الأشعة فوق البنفسجية لكي تسمر( تجعلها أكثر سوداء) لنا بشرتنا، ولكن في بعض الأحيان يجعل لنا سرطان الجلد. الأشعة السينية تسمح لنا بالتصوير الطبي، ولكن الجرعات العالية من هذه الأشعة يمكن أن يحدث لنا من السرطان. أشعة غاما يمكن حقا  أن تعمل فوضى مع جيناتنا، أو بجرعات عالية، تكون مميتة جدا. الشمس تنتج الكثير من الأشعة تحت الحمراء / مرئية ضوء / الأشعة فوق البنفسجية، وكذلك بعض الأشعة السينية وأشعة جاما.يوقف الغلاف الجوي للأرض الكثير من الأشعة فوق البنفسجية وأساسا كل من الأشعة السينية وأشعة غاما، وكذلك معظم الجسيمات عالية الطاقة من الفضاء. فقط على متن طائرة لا نحصل على حماية كافية من الإشعاع. في مساحة لا يوجد جو لحمايتنا، لذلك يمكن أن يتعرض رواد الفضاء لدينا للإشعاع ما يزيد على ما نعتبره آمنة، مما يجعل سرطان محتمل وربما أيضا يمكن لأشعة جاما أن تتدخل وتعبث بالجينات واحتمال كبير حدوث ظاهرة  إنجاب الأطفال في وقت لاحق.

والمشكلة الثانية مع إرسال الناس إلى المريخ هي التكلفة. الناس هم ثقيلون  (مقارنة مع الأجهزة الإلكترونية الحديثة) والناس تتطلب معدات الدعم الثقيلة، بما في ذلك أدوات لتخزين المياه والهواء، جنبا إلى جنب مع بعض المعدات لإعادة تدوير المياه والهواء. يحتاج البشر أيضا الكثير من المواد الغذائية لحملة طويلة، وبعض وسائل إعادة تدوير النفايات الصلبة.

مشكلة  الثالث بإرسال الناس إلى المريخ هي أن هناك المزيد والمزيد من المهام التي الروبوتات وأجهزة الكمبيوتر يمكن التعامل معها، ويمكن أن يكون بنفس جودة عمل رواد الفضاء او احسن بكثير من عمل رواد الفضاء. على سبيل المثال، إذا علماء وكالة ناسا يريدون طحن عينة من الصخور وإجراء التجارب على ذلك، فإنها يمكن بناء الروبوت التي تهبط على سطح المريخ، تقترب من الصخور، وتجري الاختبارات، وينقل تلك النتائج إلى الأرض. هذا هو أسهل بكثير من الطيران رواد فضاء إلى المريخ مع جميع المعدات اللازمة وجعلهم إجراء نفس التجربة. ومع ذلك، إذا كان الروبوت واجه الحياة المتنقلة المريخ أو نتائج التجارب الأولى تشير إلى أنه سيكون أكثر فائدة لحفر الصخور مدفونة عميقا، قد لا تكون مجهزة للروبوت لمعالجة هذه المهام الجديدة. البشر هم حقا مفيدة للتعامل مع المفاجآت - الحالات التي لم تكن متوقعة في وقت الاطلاق. البشر هم جيدون في الارتجال وقادرون على تنفيذ مجموعة واسعة من المهام؛ الروبوتات تميل إلى أن تكون مصممة لأغراض محددة أكثر

 انواع المركبات الفضائية الغير مأهولة                                                          

1) المسبار

المركبة الفضائية الروبوتية هي المركبة الفضائية لا يوجد فيها رواد فضاء او بشر،عادة تحت السيطرة روبوت متحكم به عن بعد من محطة الفضاء الدولية. المركبة الفضائية الآلية مصممة لجعل قياسات البحث العلمي متوافرة لديها ولعمل أبحاث وغالبا ما تسمى مسبار فضائي. العديد من البعثات الفضائية هي أكثر ملاءمة لعملية روبوت متحكم به عن بعد بدلا من طاقمها، نتيجة لانخفاض التكلفة وعوامل الخطر أقل. وبالإضافة إلى ذلك، وبعض الأماكن الكواكب مثل كوكب الزهرة أو بالقرب من كوكب المشتري هي معادية جدا لبقاء الإنسان، وبالنظر التكنولوجيا الحالية. الكواكب الخارجية مثل زحل، أورانوس، ونبتون بعيدة جدا للوصول مع تكنولوجيا رحلات الفضاء يتكون طاقمها الحالية، تحقيقات روبوت روبوت متحكم به عن بعد ذلك هي الطريقة الوحيدة الذين يستطيعون بها الاكتشاف حاليا.العديد من الأقمار الصناعية هي مركبات فضائية روبوتية، وكذلك العديد من اندرز وسفن الفضاء.

2)مسبار الفضائي

مسبار الفضاء هو المركبة الفضائية الروبوتية التي لا تدور حول الأرض، ولكن، بدلا من ذلك، يستكشف مزيد من الفضاء الخارجي لتوسيع المعرفة لدى الإنسان. بمسبار الفضاء قد نقترب من القمر.وايضا يمكننا السفر عبر الفضاء بين الكواكب. التحليق، المدار، أو الدخول في الفضاء بين النجوم.

انظر قائمة تحقيقات نظام الطاقة الشمسية النشطة للحصول على قائمة تحقيقات نشطة. وكالات الفضاء في الاتحاد السوفياتي (الآن روسيا وأوكرانيا)، والولايات المتحدة والاتحاد الأوروبي واليابان والصين والهند لها في شن مجموع تحقيقات لعدة كواكب وأقمار  في النظام الشمسي وكذلك لعدد من الكويكبات و المذنبات. البعثات خمسة عشر تقريبا جاهزة للعمل حاليا.

3)مركبة الشحن

مركبة شحن فضائية هي مركبات فضائية روبوتية التي تم تصميمها لدعم عملية محطة الفضاء عن طريق نقل المواد الغذائية، التي تعمل بالوقود والإمدادات الأخرى. وهذا يختلف من المسابر الفضائية، التي البعثات هي إجراء تحقيقات علمية هنا يوجد لديها مهام أخرى .وقد استخدمت مركبات شحن الآلي منذ عام 1978، وقد خدمتها ساليوت 6، ساليوت 7، مير والمحطة الفضائية الدولية.

4)تلسكوب الفضاء

تلسكوب الفضاء أو الفضاء المرصد هو أداة الموجود في الفضاء الخارجي لمراقبة الكواكب البعيدة و المجرات والأجرام الفلكية الأخرى. تلسكوبات الفضاء تجنب العديد من المشاكل من المراصد الأرضية، مثل التلوث الضوئي وتشويه للإشعاع الكهرومغناطيسي (التلألؤ). وبالإضافة إلى ذلك، يتم حظر ترددات الأشعة فوق البنفسجية، والأشعة السينية وأشعة جاما من قبل الغلاف الجوي للأرض، لذلك لا يمكن إلا أن يلاحظ من الفضاء.

نظرية التي كتبها ليمان سبيتزر في عام 1946، وكانت أول التلسكوبات الفضائية التشغيلية لا مدارية الأمريكية المرصد الفلكي OAO-2 التي بدأت في عام 1968 و تلسكوب الأشعة فوق البنفسجية أوريون السوفيتي 1 على متن محطة الفضاء ساليوت 1 في عام 1971.في عام 1946، كان عالم الفيزياء الفلكية النظرية الأمريكي ليمان سبيتزر أول من تصور فكرة تلسكوب في الفضاء الخارجي، قبل 11 عاما أطلق الاتحاد السوفييتي أول قمر صناعي، سبوتنيك 1، في أكتوبر 1957.

اقتراح سبيتزر دعا إلى التلسكوب الكبير الذي لن يعوقها الغلاف الجوي للأرض. بعد ضغوط في 1960s و 70s لمثل هذا النظام سيتم بناؤها، تتحقق رؤية سبيتزر في النهاية إلى تلسكوب الفضاء هابل، الذي أطلق في 24 أبريل 1990 بواسطة مكوك الفضاء ديسكفري .      

الأجهزة العلمية:وعادة ما يتم تجهيز مركبة فضائية مصممة للقيام بمهام علمية مع الكثير من أدوات القياس العلمية، وهذه الأجهزة تغطي أجزاء كبيرة من الطيف الكهرومغناطيسي، وبما في ذلك مكونات كلا التحكمين:الذاتي والاستشعار عن بعد مباشرة.

أدوات الاستشعار المباشر تتفاعل مع الظواهر في المناطق المجاورة لها، وتسجل خصائص منها. الاستشعار عن بعد تسجل خصائص عن طريق أدوات التي تستشعر الأجسام ، وتشكل أحيانا صورة عن طريق تجميع والتركيز المعلومات، وتسجيل الضوء المنعكس من الشمس، أو موجات الراديو تنعكس الموجات المنبعثة من المركبات الفضائية. عندما تتوفر  هذه أداة الإضاءة، وكذلك  موجات الرادار، يشار إليها باعتبارها  أنها أداة الاستشعار عن بعد نشط.

أدوات الاستشعار المباشرة:

الطاقة العالية للكشف عن الجسيمات: جهاز لقياس أطياف الطاقة من الإلكترونات النشطة المحاصرين، والكشف عن الطاقة، وعن تكوين نواة ذرة.

الطاقة المنخفضة التي تشحن كاشف الجسيمات: جهاز مصمم لتوصيف التركيب، والطاقات، والتوزيع الزاوي من الجسيمات المشحونة في الفضاء بين الكواكب، وضمن الأنظمة الكوكبية.

البلازما كاشف: جهاز لقياس الكثافة وتكوينها، ودرجة الحرارة والسرعة وتوزيع ثلاثي الأبعاد من البلازما الموجودة في مناطق ما بين الكواكب وضمن المغناطيسية الكواكب.

كاشف الغبار: جهاز لقياس سرعة والكتلة والشحنة والتوجيه الطيران لأن وعدد من جزيئات الغبار تؤذي أدوات القياس.

المغناطيسية: جهاز لقياس قوة واتجاه الحقول المغناطيسية الكواكب والطاقة الشمسية. وهي عادة ما كشف عن قوة المجالات المغناطيسية في ثلاث طائرات.

البلازما موجة كاشف: جهاز لقياس مكونات كهرباء ،وقياس الكهرومغناطيسية و موجات البلازما المحلية في ثلاثة أبعاد.

أدوات التصوير: يتم تنفيذ التصوير الضوئي من قبل اثنين من العائلات للكشف عن: أجهزة التصوير و الاجهزة التي تشحن بجهازين. على الرغم من أن تكنولوجيا كشف تختلف في كل حالة فإن الصورة ركزت بواسطة التلسكوب على كاشف حيث يتم تحويلها إلى بيانات رقمية.

أداة لتصوير التلفزيونية: عبوة التصوير ويتكون من أنبوب فراغ، التي تنتج إشارة الفيديو التي تعتمد على الجهد الكهربائي متفاوتة يقاس شعاع الإلكترون اجتاحت طلاء الفوسفور على الزجاج حيث يتم تركيز الصورة.

أداة لتصوير تشحن بجهازين: عبوة التصوير تتألف من الدوائر المتكاملة واسعة النطاق التي لديها مجموعة ثنائية الأبعاد مئات الآلاف من الآبار الموجودة في داخلها معزولة الشحن، تمثل كل بكسل(وحدة قياس في التصوير).

الإشعاع تحت الحمراء: أداة البصرية التي تقيس كثافة الطاقة الأشعة تحت الحمراء المنبعثة من أهدافها.

الإستقطاب: أداة البصري الذي يقيس الاتجاه ومدى الاستقطاب في الضوء المنعكس من أهدافها.

مضواء: أداة البصري الذي يقيس شدة الضوء من المصدر.

مطياف: أداة البصري الذي يقسم الضوء الواردة من كائن إلى موجات المكونة لها عن طريق حيود صريف. ثم قياس سعة من موجات الفردية.

منصة المسح الضوئي: ومفصلية، أطرافهم بالطاقة إلى الحافلة مركبة الفضاء الذي يشير في اتجاهات أمر، مما يسمح الرصد البصري أن تؤخذ بمعزل عن موقف المركبة الفضائية.

الرادار ذي الفتحة الاصطناعية:  هو جهاز تصوير والذي يوفر إضاءة تخترق موجات الراديو، وغير قادرة على  تصوير السطح إذا قام السحب والضباب بتغطيتها. وهو مشيد بشكل ريال (عملة نقدية)مصفف حيث تتقاطع خطوط المسافة  بطريقة ثابتة أو مجموعة مع خطوط من التحول دوبلر المستمر.

مقياس الارتفاع: جهاز يقيس الارتفاع فوق سطح الكوكب أو القمر. مقاييس الارتفاع مركبة فضائية هي من إشارات الراديو التي ترتد عن سطح الكوكب أو قمر، والتأكد عن طريق ذهابا وإيابا لقياس الارتفاع.