کاوش – Telegram
کاوش
20 subscribers
25 photos
20 links
کانال تیم آموزشی - پژوهشی کاوش: علوم و فناوری به ویژه دانش، تکنولوژی و تکنیک های فضایی، فیزیک، مدل بندی ریاضی و هوش مصنوعی
صفحه لینکدین: https://www.linkedin.com/company/kavosh-danesh
تماس:
https://www.linkedin.com/in/siavash-iran-pour-9766b698
Download Telegram
مدار انتقالی هوهمان
👇
مدار انتقالی هوهمان (Hohmann Transfer Orbit) یکی از مهم‌ترین و کارآمدترین روش‌ها برای انتقال فضاپیما بین دو مدار دایره‌ای هم‌صفحه است — معمولاً در اطراف یک جرم مرکزی مانند زمین یا خورشید. این روش را والتر هوهمان (Walter Hohmann) در سال ۱۹۲۵ معرفی کرد.

مدار انتقالی هوهمان، یک مدار بیضوی است که:
در یک نقطه‌اش با مدار اولیه (پایین‌تر) تماس دارد،
و در نقطه‌ی دیگرش با مدار مقصد (بالاتر) تماس دارد.
به این ترتیب، فضاپیما با دو مانور (دو شتاب یا «impulse») از مدار اولیه به مدار مقصد می‌رود.


🔹 مراحل انتقال

• افزایش سرعت (Δv₁): در مدار پایین (مثلاً مدار زمین)، موتور فضاپیما روشن می‌شود تا سرعت افزایش یابد و فضاپیما از مدار دایره ای وارد مدار بیضوی انتقالی شود. این انتقال در نقطه را حضیض (نزدیک‌ترین نقطه به جرم مرکزی) رخ می دهد.
• حرکت در مدار انتقالی: فضاپیما در مدار بیضوی حرکت می‌کند تا به نقطه‌ی مقابل مدار (نقطه اوج یا همان دورترین نقطه به جرم مرکزی) برسد، یعنی همان‌جایی که مدار دایره ای مقصد قرار دارد.
• کاهش یا افزایش سرعت (Δv₂):
در آن نقطه، موتور دوباره روشن می‌شود تا مدار فضاپیما از حالت بیضوی به مدار دایره‌ای جدید تبدیل شود.


🔹 ویژگی‌های مهم

• حداقل مصرف سوخت: چون از قوانین کپلر استفاده می‌کند، از نظر انرژی کارآمدترین روش برای انتقال بین دو مدار هم‌صفحه است.
• آهسته اما اقتصادی: مدت زمان انتقال طولانی است (مثلاً برای سفر از زمین به مریخ حدود 8–9 ماه طول می‌کشد).
• فقط برای مدارهای هم‌صفحه مناسب است: اگر مدارها زاویه‌دار باشند، نیاز به مانورهای اضافی برای اصلاح صفحه دارند.


Photo Credit: Wikipedia 
مانور تغییر صفحه مداری
👇
برای تغییر زاویهٔ میل (Inclination Change) در مدار، علاوه بر تغییر خود مدار، معمولاً از مانور تغییر صفحه (Plane Change Maneuver) استفاده می‌شود. این مانور یکی از رایج‌ترین و مهم‌ترین روش‌ها برای اصلاح زاویهٔ میل مدار است.

● روش اصلی: مانور تغییر صفحه (Plane Change / Inclination Change Maneuver)

در این روش، فضاپیما در نقطه‌ای از مدار که سرعت زاویه‌ای آن کمترین مقدار است (معمولاً در اوج مدار Apoapsis) یک شتاب جانبی دریافت می‌کند تا زاویهٔ بردار سرعتش تغییر کند.

هر چه سرعت فضاپیما کمتر باشد، هزینهٔ سوخت برای تغییر صفحه کمتر است.
به همین دلیل، مانور تغییر صفحه را در بالاترین نقطهٔ مدار انجام می‌دهند.


● روش‌هایی برای کمک به کاهش مصرف سوخت 

برای کم کردن هزینهٔ تغییر صفحه، معمولاً از روش‌های ترکیبی استفاده می‌شود:

۱ - تغییر صفحه هنگام مانور مدار انتقالی (مثلاً Hohmann)
اگر هم‌زمان با افزایش ارتفاع، زاویهٔ میل را هم تغییر دهیم، چون در اوج مدار سرعت کمتر است، تغییر ساعت کمتری نیاز است.

۲ - استفاده از نقاط گره‌ای (Nodes)
تغییر میل فقط باید در گره صعودی (AN) یا گره نزولی (DN) انجام شود؛ جایی که صفحهٔ مدار فعلی و هدف با هم قطع می‌شوند.

۳ - استفاده از کمک‌گرانش (Gravity Assist)
در مأموریت‌های بین‌سیاره‌ای (مثلاً سفر به مشتری یا زحل) از سیارات دیگر برای «چرخاندن» صفحهٔ حرکت استفاده می‌شود.
این روش مصرف سوخت را تقریباً صفر می‌کند.

• استفاده از موتورهای الکتریکی (Ion Thrusters)
فضاپیماهایی مثل داون (Dawn) با استفاده از رانشگر یونی می‌توانند تغییرات صفحهٔ بسیار بزرگ را با مصرف سوخت کم اما در مدت زمان طولانی انجام دهند.



Photo Credit: FreeFlyer (https://ai-solutions.com/)
کمک گرانشی یا قلاب سنگ
👇
کمک گرانشی (Gravity Assist یا Swing-by) یا قلاب سنگ، یکی از زیباترین و کارآمدترین پدیده‌های مکانیک مداری است که به فضاپیما اجازه می‌دهد بدون مصرف سوخت اضافی سرعت خود را افزایش یا کاهش دهد و مسیرش را تغییر دهد. 
وقتی یک فضاپیما از کنار یک سیاره عبور می‌کند، وارد میدان گرانش آن می‌شود. این میدان مانند یک «قلاب انرژی» عمل می‌کند:
فضاپیما انرژی حرکتی را از حرکت مداری سیاره قرض می‌گیرد یا به آن پس می‌دهد. در نتیجه، فضاپیما می‌تواند سرعتش را نسبت به خورشید افزایش دهد، یا سرعتش را کاهش دهد، یا مسیرش را تغییر دهد. در این عمل، سیاره تقریباً هیچ تغییری حس نمی‌کند (چون بسیار سنگین‌تر از فضاپیماست).

• اصل فیزیکی ماجرا
۱. دیدگاه قاب مرجع سیاره
اگر سرعت فضاپیما را نسبت به سیاره نگاه کنیم:
فضاپیما وارد میدان گرانش می‌شود،
مسیرش منحنی می‌شود،
و سپس با همان سرعتی که آمده از میدان خارج می‌شود.
(یعنی در قاب سیاره انرژی‌ای به دست نمی‌آورد یا از دست نمی‌دهد)
۲. دیدگاه قاب مرجع خورشید
اما نسبت به خورشید، وضعیت متفاوت است.
چرا؟ چون سیاره خودش با سرعت بالایی در مدار خورشید حرکت می‌کند.
وقتی فضاپیما از کنار سیاره عبور می‌کند، در واقع با «رانش» سیاره برخورد می‌کند.
به همین دلیل:
اگر از پشت سیاره وارد شود و در جهت حرکت سیاره بپیچد، سرعتش افزایش می‌یابد و اگر از جلو سیاره وارد شود و خلاف جهت حرکت آن بپیچد، سرعتش کاهش می‌یابد.


• کمک گرانشی دقیقاً چه چیزی را تغییر می‌دهد؟
در فضا، آنچه مهم است سرعت نسبت به خورشید است.
کمک گرانشی می‌تواند:
سرعت مداری فضاپیما را افزایش دهد
مثلاً: وویجر ۱ با استفاده از مشتری و زحل از منظومهٔ شمسی خارج شد.
سرعت را کاهش دهد
برای رسیدن به مقصدهایی در داخل منظومه (مثلاً به سمت خورشید) یا برای قرار گرفتن در مدار یک جرم کوچک‌تر.
مسیر را تغییر دهد 
چرخش مداری بدون مصرف سوخت.

چند نمونهٔ مشهور از استفادهٔ کمک گرانشی، عبارتند از؛ 
وویجر ۱ و ۲: استفاده از چندین سیاره برای خروج از منظومه.
کاسینی: کمک گرانشی زهره، زمین و مشتری برای رسیدن به زحل.
جونو: کمک گرانشی زمین برای رسیدن به مشتری.
روزتا: چندین کمک گرانشی زمین و مریخ برای رسیدن به دنباله‌دار 67P.

• چرا این روش بسیار مهم است؟
سوخت محدود است و کمک گرانشی عملاً انرژی مکانیکی رایگان در مقیاس کیهانی ارائه می‌دهد.




Photo Credit: Planetary Society 
https://www.planetary.org/articles/20130926-gravity-assist
فضاپیما: مراحل پرتاب تا مدار
👇
پرتاب فضاپیما فرایندی پیچیده و چندمرحله‌ای است که برای رساندن یک ماهواره، کاوشگر یا سفینهٔ سرنشین‌دار به فضا انجام می‌شود: 

۱. آماده‌سازی فضاپیما و موشک حامل
فضاپیما ابتدا درون محفظهٔ حمل قرار می‌گیرد.
همهٔ سیستم‌ها، ارتباطات، سوخت و سازوکارهای جدایش بررسی می‌شوند.
موشک در سکوی پرتاب نصب شده و شمارش معکوس آغاز می گردد.

۲. روشن شدن موتورهای مرحلهٔ اول
موتورهای قدرتمند مرحلهٔ اول روشن می‌شوند.
موشک نیرویی بسیار بیشتر از وزن خودش تولید می‌کند تا از گرانش زمین عبور کند.
این مرحله پرشتاب‌ترین و پرمصرف‌ترین بخش پرتاب است.

۳. جدایش مرحله ای 
بیشتر موشک‌ها چندمرحله‌ای هستند:
مرحلهٔ اول پس از تمام شدن سوخت جدا می‌شود.
مرحلهٔ دوم روشن شده و موشک را تا لایه‌های بالاتر جو می‌برد.
گاهی مراحل بعدی نیز وجود دارند تا فضاپیما را دقیقاً در مسیر موردنظر قرار دهد.

۴. خروج از جو و جدایش سرپوش 
وقتی موشک از جو غلیظ عبور کرد، سرپوش محافظ برداشته می‌شود زیرا دیگر خطر اصطکاک شدید و گرمایش وجود ندارد.

۵. قرار دادن فضاپیما در مدار
آخرین مرحلهٔ موشک، سرعت لازم (حدود ۷.۸ کیلومتر بر ثانیه برای مدار پایین زمین) را ایجاد می‌کند.
فضاپیما جدا می‌شود و شروع به اجرای برنامه‌های مستقل خود می‌کند.

۶. کنترل و پایش بعد از پرتاب
ایستگاه‌های زمینی ارتباط را برقرار می‌کنند.
پنل‌های خورشیدی باز می‌شوند ( البته در صورت استفاده از انرژی خورشیدی) 
وضعیت سیستم‌ها بررسی می‌شود و مانورها آغاز می‌گردد.


Photo Credit: EU Agency for the Space Programme 
اینترنتی برای منظومه شمسی

👇
گسترش اینترنت فراتر از زمین از داستان‌های علمی تخیلی به تلاش‌های علمی جدی تبدیل شده است و آژانس فضایی اروپا (ESA) در خط مقدم توسعه فناوری‌هایی است که می‌توانند ارتباطات فضایی را متحول کنند. یک مطالعه جامع که اوایل امسال تکمیل شد، زمینه را برای مشارکت آژانس فضایی اروپا در آنچه که می‌تواند به اولین شبکه گسترده منظومه شمسی بشریت تبدیل شود، فراهم کرد.

در ماه مه ۲۰۲۴، سازمان فضایی اروپا یک مطالعه تخصصی را برای تعریف مفهوم اینترنت منظومه شمسی (تحقیقی استراتژیک در مورد ایجاد «اینترنت منظومه شمسی برای عملیات به عنوان ستون فقرات ماموریت‌های آینده») سفارش داد. این کار توسط یک کنسرسیوم به رهبری یک کنسرسیوم آلمانی متشکل از GMV (مدیریت پروژه و مهندسی سیستم‌ها)، Novaspace (تحلیل استراتژیک و نقشه راه) و D3TN (ارزیابی و مدیریت پروتکل) انجام شد.

اینترنت منظومه شمسی با چالش‌های منحصر به فردی روبرو است. پروتکل‌های اینترنت زمینی به تأخیر کم، حداقل نرخ خطا و توپولوژی‌های شبکه پایدار متکی هستند. در حالی که، اینترنت منظومه شمسی باید برای توپولوژی‌های دینامیکی، تأخیر بالا، افزایش نرخ خطا و محدودیت‌های انرژی و پهنای باند طراحی شود.

بیشتر بخوانید:

https://www.esa.int/Enabling_Support/Preparing_for_the_Future/Discovery_and_Preparation/An_Internet_for_the_Solar_System#msdynmkt_trackingcontext=80ec7c54-a460-46ce-9441-f8f0efc60200
👍1
چه اتفاقی در شب یلدا می‌افتد؟

شب یلدا نشان‌دهندهٔ انقلاب زمستانی در نیم‌کرهٔ شمالی است؛ یعنی لحظه‌ای که زمین در مدار خود به دور خورشید به موقعیت خاصی می‌رسد. از آنجا که محور چرخش زمین حدود ۲۳٫۴ درجه کج است، در حدود ۲۱ دسامبر نیم‌کرهٔ شمالی بیشترین میزان دوری (زاویه مایل) را از خورشید دارد. در نتیجه:
خورشید به جنوبی‌ترین جایگاه خود در آسمان می‌رسد.
کوتاه‌ترین روز و بلندترین شب سال رخ می‌دهد.
از روز بعد، طول روز به‌تدریج افزایش می‌یابد که نشان‌دهندهٔ یک نقطهٔ عطف روشن در نجوم است.
در ایران، یلدا به‌عنوان جشنی کهن گرامی داشته می‌شود. ایرانیان بیش از ۲۰۰۰ سال است که شب یلدا را جشن می‌گیرند.. در ایران باستان، این شب نماد پیروزی نور بر تاریکی و زایش خورشید نو بود و بیانگر پیوند عمیق فرهنگ ایرانیان نخستین با نجوم و چرخه‌های طبیعی زمین به‌شمار می‌رفت.
امروزه خانواده‌ها در شب یلدا گرد هم می‌آیند تا تداوم، روشنایی و نوزایی را جشن بگیرند؛ آیینی که یک رویداد دقیق نجومی را به سنتی پیوند می‌دهد که از روزگاران کهن تاکنون پایدار مانده است.


#زمستان #انقلاب_زمستانی #یلدا #چله #شب_چله #نجوم #اختر_شناسی
👍4
مهم‌ترین تکنولوژی‌های فضایی، پیشرفت‌های علمی و رویدادهای مهم پیش‌بینی‌شده در سال ۲۰۲۶

👇
۱. ماموریت‌های انسانی و روباتیک بزرگ در سال ۲۰۲۶

• آرتِمیس II: بازگشت انسان به ماه
یکی از مهم‌ترین رویدادهای فضایی ۲۰۲۶، ماموریت Artemis II است که قرار است در اوایل سال ۲۰۲۶ (احتمالاً فوریه تا آوریل) با هدف ارسال چهار فضانورد در مدار ماه انجام شود: اولین حضور انسان در نزدیکی ماه پس از دههٔ ۱۹۷۰. 
این پرواز ۱۰ روزه، بدون فرود روی سطح ماه، برای آزمودن سیستم‌های ضروری مانند پشتیبانی از حیات و ارتباطات انجام می‌شود و مرحله‌ای حیاتی برای ماموریت‌های بعدی است. 

• ماموریت‌های ماه‌ ـ رباتیک دیگر 

ماموریت Chang’e 7: چین قصد دارد در آگوست ۲۰۲۶ این کاوشگر مجهز به مدارگرد، فرودگر، روور و یک پروب کوچک‌ جهنده را به قطب جنوب ماه بفرستد تا بررسی آب و محیط را انجام دهد. 

ماموریت Griffin Mission One: ماموریت تجاری برای فرود روی ماه در تابستان ۲۰۲۶ با هدف انتقال محموله‌های علمی و فناوری به قطب جنوب ماه. 



۲. تکنولوژی‌های کلیدی و ماهواره‌ها
سالی برای اعضای جدید ناوبری و ماهواره‌های علمی

آژانس فضایی اروپا برنامه دارد در سال ۲۰۲۶:

• مجموعه ناوبریLEO-PNT Celeste که چندین  ماهواره برای بهبود موقعیت‌یابی و ناوبری هستند را در مدار زمین قرار دهد.

• تست‌های مهم سیستم برگشت و فرود برای وسیلهٔ Space Rider را انجام دهد.

• داده‌های عظیم Gaia DR4، شامل داده‌های بیش از ۲٫۷ میلیارد جرم آسمانی که بزرگ‌ترین انتشار دادهٔ نجومی سازمان فضایی اروپا تا کنون خواهد بود، را منتشر نماید.

• برنامه‌های پرتاب ماهواره‌های تحقیقاتی متنوع برای مطالعه تشکیل کهکشان‌ها، تکامل ستارگان، و رویدادهای گذرا در آسمان. را به اجرا کذارد 


۳. رصدخانه‌ها و ابزارهای علمی پیشرفته

• تلسکوپ فضایی ULTRASAT در سال ۲۰۲۶ به مدار فرستاده می‌شود تا گسترده‌ترین نقشه‌برداری در نور فرابنفش (UV) را انجام دهد. این تلسکوپ کمک به فهم ابرنواخترها، فروسرخ‌های گذرا و ارتباط با ردیابی امواج گرانشی. خواهد نمود 


• ماموریت کوچک NUTEx اما علمی مهم دیگر، در اواسط ۲۰۲۶ با هدف بررسی پدیده‌های گذرا در آسمان نزدیک فرابنفش به فضا خواهد رفت. 


۴. پیشرفت فناوری فضایی در سال ۲۰۲۶

• شرکت چینی LandSpace در تلاش است که تا نیمهٔ ۲۰۲۶ به اولین نمونهٔ بازیابی موفق مرحلهٔ اول موشک‌های قابل بازیافت خود برسد (مشابه عملکرد SpaceX که هزینهٔ پرتاب را کاهش می‌دهد). 

• هوش مصنوعی در تحلیل داده‌های فضایی، کنترل خودکار فضاپیماها و تسهیل ماموریت‌های پیچیده نقش پررنگ‌تری خواهد داشت، به‌خصوص برای انجام ماموریت‌های طولانی مانند مریخ و پایگاه‌های ماه. 


۵. آمادگی برای آیندهٔ فضایی

دیگر تحولات کلان پیش بینی شده در فضا:

• فضاگاه‌های جدید و نسل بعدی ایستگاه‌های فضایی تجاری.
• پیشرفت‌های در تکنیک‌های پیشرانشی و مدیریت سوخت برای ایجاد مخازن سوخت در مدار. 
• گسترش همکاری‌ها بین دولت‌ها و شرکت‌های خصوصی، و مشارکت‌های بین‌المللی در پروژه‌های بزرگ علمی، از جمله برنامه‌های ماه و فراتر از آن.

---

جمع‌بندی:
چرا سال ۲۰۲۶ مهم است؟

• بازگشت انسان به مدار ماه (Artemis II)
• ماموریت‌های بزرگ به ماه (چین و شرکت‌های خصوصی)
• پیشرفت‌های کلیدی در فناوری‌های پرتاب، رباتیک و هوش مصنوعی
• ماموریت‌های علمی مهم با تلسکوپ‌ها و ماهواره‌های جدید




Image Credit: NASA
The Orion spacecraft during trans-lunar injection, to bring an Artemis mission to the moon.



#فضا #تکنولوژی_فضایی #فناوری_فضایی
تحولات حوزه سنجش از دور در سال ۲۰۲۵ با سرعت خیره‌کننده‌ای به سمت هوشمندسازی و پردازش در لحظه حرکت کرده است. در این پیام چند خبر مهم و فناوری‌های سال ۲۰۲۵ را معرفی می کنیم ....
(برگرفته از سایت آکادمی سنجش از دور http://www.girs.ir)

👇
ماموریت ماهواره NISAR (ناسا و هند)

این ماموریت حاصل همکاری NASA و ISRO، در حال تغییر استانداردهای راداری است. NISAR اولین ماهواره‌ای است که از دو فرکانس راداری (L-Band و S-Band) به طور همزمان استفاده می‌کند.
این ماهواره می‌تواند تغییرات سطح زمین را با دقت کمتر از یک سانتی‌متر اندازه‌گیری کند. این یعنی انقلابی در پایش فرونشست زمین، زلزله‌ها و تغییرات یخچال‌های طبیعی در هر شرایط آب و هوایی

***

پرتاب موفق دو ماهواره ایرانی ظفر ۲ و پایا و کوثر

طی چند روز گذشته، شاهد پرتاب‌های موفق داخلی از جمله ظفر-۲ و کوثر و پایا بودیم. تمرکز این ماهواره‌ها بر پایش منابع آبی و کشاورزی است که برای مدیریت چالش‌های محیط‌ زیستی کشور حیاتی هستند.

***

قابلیت جدید پردازش در مدار به سنجنده های تصاویر ماهواره ای

در قدیم ماهواره‌ها مثل یک دوربین عکاسی ساده عمل می‌کردند. آن‌ها تصویر را ضبط و در حافظه خود ذخیره می‌کردند تا زمانی که به محدوده یک ایستگاه زمینی برسند. سپس این حجم عظیم داده باید به زمین مخابره می‌شد. ارسال این تصاویر عظیم زمان بر و پرهزینه است و حتی تصاویر خراب هم به زمین ارسال می شد.

اما در روش جدید ماهواره به پردازنده‌های قدرتمند و کم مصرف مجهز است و الگوریتم های یادگیری عمیق بر روی خود ماهواره اجرا می شوند.

در واقع ماهواره ها قبل از ارسال، تصویر را بررسی می کنند و اگر شامل ابر باشد آن را حذف و تصویر صاف و تمیز را ارسال می کنند.

همچنین این قابلیت باعث تشخیص سریع اتفاقات می شود. مثلاً در پایش آتش‌سوزی جنگل، به جای اینکه تصویر جنگل به زمین بیاید و کارشناس آن را بررسی کند، خود ماهواره "آتش" را تشخیص می‌دهد و به جای ارسال یک عکس سنگین ۵۰۰ مگابایتی، یک پیام متنی چند کیلوبایتی می‌فرستد: آتش‌سوزی در مختصات جغرافیایی X و Y شناسایی شد!

(برگرفته از سایت آکادمی سنجش از دور http://www.girs.ir)


#سنجش_از_دور #تکنیکهای_فضایی #محیط_زیست