نجوم یکی از معدود شاخه‌های علمی است که به دلیل جذابیت خاصی که دارد علاقه‌مندان زیادی را در بین مردم، دانش‌آموزان و جوانان به خود اختصاص داده است و از طرف دیگر این رشته یکی از کهن‌ترین علومی است که در پیشبرد و توسعه مابقی علوم نقش عمده‌ای دارد بنابراین به واسطه همین جایگاه ویژه علاقه مندان زیادی دارد و اساتید بسیار مجرب و مطرحی در این رشته در دانشگاه‌های بزرگ کشور فعالیت می‌کنند. بنابراین اگر ما این رشته را به عنوان یک علم قبول داریم باید بهای بیشتری نیز برای حفظ جایگاه آن پرداخت کنیم و با توجه به اینکه علم نجوم به عنوان علم تجربی و مشاهداتی بر داده‌های تجربی تکیه بیشتری دارد، لذا طبیعی است هرچه امکانات و تجهیزات آموزشی این رشته در دانشگاه‌ها بیشتر باشد پیشرفت و گسترش آن نیز بیشتر خواهد بود. این در حالی است که متاسفانه یک رصدخانه‌ مجهز در کشور وجود ندارد و دانشجویان بخش مشاهداتی رشته نجوم داده‌های خود را از رصدخانه‌های کشورهای دیگر می‌گیرند. بنابراین انتظار داریم مسئولین اهمیت بیشتری به علوم پایه از جمله فیزیک و نجوم بدهند و بستر مناسب جهت توسعه این علم را فراهم کنند.

در این راستا دکتر جمشید قنبری استاد نجوم دانشگاه فردوسی مشهد و رئیس سابق انجمن نجوم‌شناسی ایران در گفت‌وگو با ایسنا به تشریح جایگاه رشته آکادمیک «نجوم» در دانشگاه‌های کشور پرداخت و افزود: رشته‌های آکادمیکی که در تمام دانشگاه‌های دنیا وجود دارد به دو دسته کلی تقسیم‌بندی می‌شود که بخشی از این رشته‌ها کاربردی هستند و نتایج آنها به صورت مستقیم بر تسهیل زندگی افراد تاثیر دارند. گروه دیگر نیز دانش‌های بنیادین هستند که نتایج آن به صورت آنی قابل مشاهده نیست. رشته نجوم را می‌توان در بخش دانش‌های بنیادین قرار داد.

وی در ادامه تصریح کرد: الزاماً این طور نیست که دانش‌های بنیادین کاربردی نباشند چرا بخشی از کارهایی که در بخش نجوم (دانش بنیادی) برای مشاهدات انجام می‌شود ابزار و تجهیزاتی دارد که این ابزار دقیق برای ثبت امواج الکترومغناطیسی و کلیه وسایل جنبی که برای تجزیه و تحلیل این نتایج مشاهدات به کار می‌رود عملا در بخش‌های دیگر علم نظیر پزشکی، نانو و غیره نیز به کار می‌رود. به همین دلیل است که راه‌اندازی مراکز پیشرفته و مجهز نجومی به دانش‌هایی نظیر مهندسین مکانیک، برق، کامپیوتر، الکترومغناطیسی و غیره نیازمند است. بنابراین رشته نجوم ضمن اینکه علم بنیادی است و در ظاهر زندگی روزمره افراد نقشی ندارد بلکه عملاً توسعه‌ای که در این بخش علم نجوم اتفاق افتاده در سایر زمینه‌ها و علوم نیز قابل استفاده است.

جایگاه علم "نجوم" در ایران

استاد نجوم دانشگاه فردوسی مشهد با تاکید بر اینکه جایگاه رشته نجوم طی سال‌های اخیر در کشور ارتقاء یافته است، گفت: خوشبختانه نگاهی که در سال‌های اخیر به این علم صورت گرفته در مقایسه با گذشته بسیار متفاوت بوده است. مثلا در گذشته دور نگاه به نجوم همانند یک علم "هیات" بود که بخش  بسیار قدیمی علم شامل مشاهدات سماوی و جایابی اجرام سماوی را تشکیل می داد، اما امروزه مطالعات در زمینه نجوم در درجه اول به فیزیک اجرام سماوی و در مراحل بعدی شیمی اجرامی، زیست‌شناسی و زمین‌شناسی صورت می‌گیرد یعنی تمام بخش‌های علم و ریاضیات کاربرد دارد. به همین دلیل است رشته نجوم خصوصاً در دو دهه اخیر رشد خوبی در دانشگاه‌های کشور پیدا کرده است.

به گفته وی، در دو دهه قبل عملا رشته فیزیک فقط دانشگاه‌ها وجود داشت و تعداد بسیار کمی از افراد در رشته نجوم در دوره کارشناسی ارشد جذب می‌شدند. همچنین در دوره دکتری نیز به طور کلی پذیرش دانشجو وجود نداشت اما در حال حاضر دوره‌های کارشناسی ارشد و دکتری نجوم در شاخه‌های مختلف دانشجو تربیت می‌کنند.

دکتر قنبری به وضعیت آموزش رشته نجوم در دانشگاه‌ها اشاره کرد و گفت: آموزش این علم در دانشگاه‌ها به دو بخش مشاهده‌ای و نظری تقسیم می‌شود. همچنین آموزش‌های نظری نیز به دو شاخه‌ای که بخشی از آن آموزش‌های نظری با کمک مشاهداتی که در سایر کشورهای دنیا انجام شده است ارائه می‌شوند چرا که آموزش کار مشاهده‌ای در رشته نجوم نیاز به وجود رصدخانه است.

استاد دانشگاه فردوسی مشهد ادامه داد: برخی از کشورها به دلیل مجهز بودن به امکانات مشاهده‌ای پیشرفت‌های زیادی را در علم نجوم داشته‌اند چراکه آموزش بخشی از این علم نیازمند تجهیزاتی است که تامین آن هزینه‌های سنگینی را می‌طلبد چراکه رصدخانه‌های مناسب تجهیزاتی نظیر تلسکوپ را نیاز دارند که تامین آنها نیازمند بودجه بالا است به همین دلیل اکثر کشورها قادر به تامین این تجهیزات نیستند اما می‌توانند از نتایج مشاهدات داده‌هایی که ازاین رصد خانه‌های مجهز بدست می آید استفاده کنند.

ضرورت تاسیس رصدخانه ملی در کشور

وی تاکید کرد: امروز به دلیل وجود امکانات ارتباطی با دانشگاه‌ها و مراکز تحقیقاتی معتبر بین ایران و دنیا در زمینه استفاده از داده‌های مشاهداتی رصدخانه‌های دنیا مشکلی وجود ندارد اما به طور کلی ایجاد یک رصدخانه بزرگی که بتواند بخشی از داده‌ها از فضا را جمع‌آوری کنند یکی از نیازهای اصلی کشور در حوزه نجوم به شمار می‌رود چراکه رصدخانه‌هایی که در حال حاضر در کشور وجود دارند به دلیل مجهز نبودن به تلسکوپ‌های پیشرفته کارهای بسیار جزئی انجام می‌دهند. این در حالی است که در کشورهای توسعه یافته تلسکوپ‌هایی با قطر 20 تا 30 متر و ساخت تلسکوپ‌هایی با قطر 50 متر نیز در دست ساخت است.

این استاد نجوم و اخترشناسی خاطرنشان کرد: دانشجویان دکتری رشته نجوم در کشور اگر بخواهند مستقیما کار مشاهداتی انجام بدهند می توانند با کمک وزارت علوم دوره‌های هشت ماه تا یک سال در خارج از کشور با استفاده از یکی از رصدخانه‌های بزرگ دنیا داده‌ها را جمع‌آوری کنند و تجزیه و تحلیل این داده‌ها را در داخل کشور انجام بدهند.

سه دانشگاه قوی در علم نجوم

به گفته دکتر قنبری، در حال حاضر دانشگاه‌های "مشهد"، "تبریز" و "مرکز تحصیلات تکمیلی زنجان" به دلیل در اختیار داشتن تلسکوپ در زمینه آموزش رشته نجوم بسیار قوی هستند و سایر دانشگاه‌ها نظیر دانشگاه شهید بهشتی به دلیل عدم دسترسی به رصدخانه در بخش‌های نظری نجوم کار می‌کنند.

رئیس سابق انجمن نجوم‌شناسی ایران در پایان خاطرنشان کرد: تعداد فارغ‌التحصیلان رشته نجوم در کشور کم نیست. باید نیازسنجی اساسی صورت بگیرد که دانشگاه‌ها، مراکز تحقیقاتی و پژوهشگاهی به چه تعداد نیروی کار فارغ‌التحصیل رشته نجوم و اخترشناسی در کشور نیاز دارند تا متناسب با نیاز کشور دانشجو در دانشگاه‌ها جمع شود. اما به طور کلی از نظر کیفی اقدامات و آموزش‌هایی که در دانشگاه‌های کشور در حوزه نجوم صورت می‌گیرد در سطح بین‌المللی جایگاه خوبی دارد و بسیاری از پژوهش‌های انجام شده در این حوزه در مجلات بین‌المللی منتشر می‌شود و پتانسیل نجوم در داخل کشور در سطح جهانی قرار دارد.

همچنین دکتر محمدجواد کلایی رئیس بخش خورشیدی و نجوم دانشگاه تهران در گفت‌وگو با ایسنا، به تشریح جزئیات رشته تحصیلی «نجوم» در دانشگاه‌های کشور پرداخت و اظهار کرد: نجوم یکی از معدود شاخه‌های علمی است که به دلیل جذابیت خاصی که دارد علاقه‌مندان زیادی را در بین مردم، دانش‌آموزان و جوانان به خود اختصاص داده است و از طرف دیگر این رشته یکی از کهن‌ترین علومی است که در پیشبرد و توسعه مابقی علوم نقش عمده‌ای دارد بنابراین به واسطه همین جایگاه ویژه علاقه مندان زیادی دارد و اساتید بسیار مجرب و مطرحی در این رشته در دانشگاه‌های بزرگ کشور فعالیت می‌کنند.

کمبود امکانات آموزشی رشته "نجوم" در دانشگاه‌ها

وی در ادامه با بیان اینکه توسعه و حفظ جایگاه علمی رشته نجوم در دانشگاه‌ها و جامعه نیازمند همدلی و همزبانی مسئولین جهت گسترش و توسعه این علم است، تصریح کرد: اگر ما این رشته را به عنوان یک علم قبول داریم باید بهای بیشتری نیز برای حفظ جایگاه آن پرداخت کنیم. متاسفانه علم و نجوم در وهله اول در دانشگاه‌های ما از کمبود امکانات رنج می‌برند و ما انتظار داریم مسئولین اهمیت بیشتری به علوم پایه از جمله فیزیک و نجوم بدهند و بستر مناسب جهت توسعه این علم را فراهم کنند.

این عضو هیات علمی دانشگاه تهران درخصوص تاریخچه پذیرش دانشجویان رشته نجوم در دانشگاه‌های کشور نیز تاکید کرد: از زمانی که دوره‌های کارشناسی ارشد و دکتری در کشور راه‌اندازی شد رشته نجوم، اخترفیزیک و کیهان‌شناسی نیز به عنوان یک گرایش مستقل در دوره‌های کارشناسی ارشد و دکتری راه‌اندازی شد و در حال حاضر این رشته بیشتر در دانشگاه‌های بزرگ کشور از جمله تهران، مشهد، تبریز، اصفهان، شهید بهشتی، زنجان و شیراز تدریس می‌شود اگرچه برخی دانشگاه‌های غیردولتی و واحد های دانشگاه‌ آزاد نیز این گرایش را راه‌اندازی کردند.

محدودیتی برای تحصیل در رشته "نجوم" وجود ندارد

دکتر کلایی درخصوص جایگاه فعلی رشته نجوم در جامعه نیز گفت: همانطور که اشاره شد این رشته به دلیل جذابیت‌هایی که دارد جایگاه ویژه‌ای را در بین عامه مردم بخصوص جوانان به خود اختصاص داده است.اما متاسفانه دیدگاه‌ها به این رشته همانند سایر رشته‌های علوم پایه در طول زمان تغییر یافته است مثلا در طول سال‌های قبل بسیاری از جوانان، متفکران و نوابغ مایل بودند رشته‌های علوم پایه از جمله فیزیک و ریاضی را به عنوان رشته تحصیلی انتخاب کنند اما در حال حاضر کمتر این پدیده و تمایل به چشم می‌خورد اگرچه هیچ محدودیتی از جهت اینکه افراد دیگر به جز نوابغ نیز در رشته نجوم تحصیل کنند، وجود ندارد.

نحوه پذیرش دانشگاه‌ها در رشته" نجوم"

رئیس بخش خورشیدی و نجوم دانشگاه تهران خاطرنشان کرد: نحوه پذیرش دانشجویان در رشته نجوم در دانشگاه‌ها به این شکل است که در دوره کارشناسی این رشته به صورت یکسری واحدهای تخصصی و اختیاری ارائه می‌شود ولی در دوره‌های تحصیلات تکمیلی و دکتری به عنوان یک گرایش از گرایش‌های رشته فیزیک در دانشگاه‌ها دانشجو جذب می‌شود و تعداد پذیرش دانشجو در این رشته‌ها نیز براساس نسبت اساتید در دانشگاه‌ها متفاوت است.

وی به نحوه آموزش رشته نجوم در دانشگاه‌ها اشاره کرد و افزود: آموزش رشته نجوم در دانشگاه‌ها بستگی به گرایش رشته انتخابی مثل فیزیک نجومی یا گرایش کیهان‌شناسی متفاوت است، چراکه برخی گرایش‌ها تئوری بیشتری و برخی نیز درس‌های عملی دارند اما به طور کلی آموزش در این رشته‌ها بسته به امکانات دانشگاه‌ها متفاوت است.

به گفته این استاد فیزیک فضا، برخی از دانشگاه‌های کشور امکانات رصدخانه‌ای در اختیار دارند که می‌توانند پروژه‌های رشته نجوم را براساس امکانات خود تعریف کنند اما در برخی رشته‌ها نیز این امکانات وجود ندارد بنابراین بیشتر مباحث تئوری این رشته‌ها ارائه می‌شود. به طور کلی رصدخانه یکی از اصلی‌ترین تجهیزات پژوهشی آموزشی رشته نجوم است چراکه این علم به عنوان علم تجربی و مشاهداتی بر داده‌های تجربی تکیه بیشتری دارد. طبیعی است هرچه امکانات بیشتر باشد پیشرفت و گسترش آن نیز بیشتر خواهد بود.

بی توجهی به آموزش رشته‌های علوم پایه در ایران

دکتر کلایی تاکید کرد: متاسفانه سرمایه‌گذاری جدی در زمینه آموزش رشته نجوم و فضا در دانشگاه‌ها صورت نمی‌گیرد و بسیاری از دانشگاه‌هایی که این رشته را تدریس می‌کنند یا امکانات و تجهیزات آموزشی نظیر رصدخانه‌ها در اختیار ندارند و یا اینکه تجهیزات موجود بسیار فرسوده هستند. اگرچه این دیدگاه درخصوص تمامی رشته‌های علوم پایه وجود دارد.

این عضو هیات علمی دانشگاه تهران به جایگاه رشته نجوم در کشورهای پیشرفته اشاره کرد و گفت: در کشورهای توسعه‌یافته رشته‌های علوم پایه از جمله نجوم از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. به طوری که ما مدام این خبرها را می‌شنویم که این کشورها کاوشگر به فضا پرتاب می‌کنند یا رصدخانه‌ای فضایی تاسیس کرده‌اند. با این حال امیدواریم که رصدخانه ملی کشورما هم به کمک مسولین محترم هرچه زودتر به بهربرداری برسد.

رئیس بخش خورشیدی و نجوم دانشگاه تهران ادامه داد: متاسفانه علاوه بر مشکل تجهیزات و امکانات آموزشی رشته نجوم در دانشگاه‌ها، یکی از دلایل عدم توسعه و پیشرفت این علم در جامعه این است که بسیاری تصور می‌کنند علم چیزی است که نتیجه آن باید به صورت آنی به دست بیاید و از طرف دیگر با توجه به اینکه برخی رشته‌ها بخصوص در رشته‌های علوم تجربی وضعیت اشتغال و بازار کار بهتری دارند و در نهایت این تفکر در جامعه ترویج می‌شود که رشته‌های علوم پایه ناکارآمد هستند.

آینده شغلی فارغ التحصیلان "نجوم"

دکتر کلایی درخصوص آینده کاری فارغ‌التحصیلان رشته نجوم نیز گفت: اگرچه معضل بیکاری کم و بیش در بین تمامی رشته‌ها وجود دارد و ما احتیاج به بازنگری و بازبینی اساسی در همه رشته‌های دانشگاهی را داریم که براساس آن میزان نیاز جامعه به مشاغل در رشته‌ها و دوره‌های مختلف تحصیلی مشخص شود اما به طور کلی فارغ‌التحصیلان رشته نجوم در دوره‌های کارشناسی ارشد بخصوص دکتری می‌توانند در مراکز تحقیقاتی دانشگاه‌ها، پژوهشکده‌های تحقیقاتی و در صورت وجود در رصدخانه‌ها مشغول به کار می‌شوند.

پیشرفته‌ترین کشورها در رشته‌"نجوم"

این استاد فیزیک فضا ونجوم در پایان به کشورهای مطرح در عرصه نجوم اشاره کرد و گفت: سازمان فضایی ناسا، آمریکا، اتحادیه اروپا، روسیه، ژاپن، چین، فرانسه، انگلیس و هند در عرصه نجوم بسیار توسعه یافته‌اند و کشور ایران از لحاظ نیروی انسانی و استعداد در رشته نجوم بسیار شاخص است به طوری که بسیاری از منجمین و اخترشناسان فعال در کشورهای توسعه‌یافته فارغ‌التحصیل دانشگاه‌های ایران هستند.

 به نقل از اسپیس، شرکت ویرجین گلکتیک با ساخت یک فضاپیمای زیرمداری به نام اسپیس‌شیپ 2 ((SpaceShip Two قصد دارد شش مسافر و دو خلبان را به ارتفاع حدود 62 مایل ((100 کیلومتری زمین) بفرستد.

مسافران در این سفر قادر به تجربه چند دقیقه از جاذبه و تماشای هیبت زمین در برابر سیاهی فضا خواهند بود.

ویرجین گلکتیک(Virgin Galactic) یک شرکت بریتانیایی و یکی از شرکت‌های پیشتاز در صنایع گردشگری فضایی است که زیرمجموعه گروه ویرجین است.

پس از سقوط مرگبار اولین فضاپیمای شرکت ویرجین گلکتیک در سال ۲۰۱۴ که شکست بزرگی برای این شرکت مسافرت فضایی خصوصی بود، بسیاری احتمال می‌دادند که این شرکت پس از چنین حادثه تلخی تعطیل خواهد شد اما ریچارد برانسون باز هم دست از تلاش بر نداشت و جدی‌تر از قبل به کار خود ادامه داد.

ویرجین گلکتیک قصد دارد تا پروازهای فضایی تجاری خود را در پایگاه فضایی نیومکزیکو آمریکا ، که پنج سال پیش با هزینه ای نزدیک به 220 میلیون دلار ساخته شد، انجام دهد.

درحدود 500 نفر برای سوار شدن به SpaceShipTwo و تجربه سفر به فضا ثبت نام کرده‌اند و بلیط این سفر فضایی در حال حاضر 2500 هزار دلار است.

 به نقل از نیواطلس، چندین سال است که منجمان با مفهومی به نام ماده تاریک سروکار دارند و از آن برای توجیه اتفاقات فضایی و نجومی بهره می گیرند.

در تعریف علمی ماده تاریک نوعی از ماده است که فرضیه وجود آن در اخترشناسی و کیهان‌شناسی ارائه  شده‌است تا پدیده‌هایی را توضیح دهد که به نظر می‌رسد ناشی از وجود میزان خاصی از جرم باشند که از جرم موجود مشاهده‌شده در جهان بیشتر است.

ماده تاریک به طور مستقیم با استفاده از تلسکوپ قابل مشاهده نیست، مشخصاٌ ماده تاریک نور یا سایر امواج الکترومغناطیسی را به میزان قابل توجهی جذب یا منتشر  نمی‌کند. به بیان دیگر مادهٔ تاریک به سادگی ماده‌ای است که واکنشی نسبت به نور نشان نمی‌دهد.

 وجود و ویژگی‌های مادهٔ تاریک را می‌توان به طور غیرمستقیم و از طریق تأثیرات گرانشی‌ آن بر روی ماده  مرئی، تابش و ساختار بزرگ مقیاس جهان نتیجه گرفت. 

حال محققان رصدخانه چاندرا اعلام کرده‌اند که برای توضیح بهتر نحوه قرارگیری کهکشان‌ها در کنار ماده تاریک بهتر است برای ماده تاریک خواص جدیدی نظیر شناور بودن و برانگیختگی نیز در نظر گرفته شود.

سرما یکی از ویژگی‌هایی است که تقریبا همه دانشمندان برای ماده تاریک قائلند که نشان‌دهنده پایین بودن انرژی جنبشی ذرات در ماده تاریک است؛ اما بررسی‌های جدید نشان می‌دهد سرعت گسترش ماده تاریک با دیگر پدیده‌های قابل مشاهده تا حد زیادی برابر است و به همین دلیل سرما نمی‌تواند یک ویژگی همه‌جانبه برای ماده تاریک باشد و خواص دیگری نیز باید برای آن در نظر گرفته شود.

شناور بودن ویژگی جدیدی است که محققان با استفاده از آن توانسته‌اند پدیده گسترش ماده تاریک را در سرعت برابر با ماده قابل مشاهده، توجیه کنند.

در این ویژگی محققان فرض کردند که ماده تاریک از ذرات نور با ابعاد بی‌نهایت کوچکی تشکیل شده به طوریکه ابعاد هر الکترون 10 به توان 28 برابر(10 هزار تریلیون تریلیون برابر) این ذرات است. در این حالت طول موج نور در حدود 3 هزار سال نوری خواهد بود که در صورت قابل مشاهده بودن شدیدا شناور خواهد بود.

این فرض می‌تواند در دوحالت ساده و پیچیده مورد استفاده قرار بگیرد. در حالت ساده تمام ذرات دارای پایین‌ترین میزان انرژی هستند و در حالت پیچیده انرژی ذرات با هم متفاوت است که منجر به ایجاد خاصیتی جدید به نام برانگیختگی می‌شود.

با استفاده از این فرضیات محققان ویژگی‌های 13 خوشه کهکشانی را مورد بررسی قرار دادند تا نحوه پخش ماده تاریک از مرکز این کهکشان‌ها را بررسی کنند.

طی بررسی‌ها مشخص شد حالت‌ساده‌تر فرض نمی‌تواند توجیه مناسبی برای گسترش ماده تاریک باشد و حالت برانگیخته بیشترین میزان همخوانی با رفتار ماده تاریک را دارد.

محققان رصدخانه چاندرای ناسا اعلام کرده‌اند که حالت برانگیخته باید بتواند امواجی در ماده روشن نیز ایجاد نماید تا به اثبات و جامعیت بیشتر این نظریه کمک کند و به همین دلیل نیاز به بررسی‌های بیشتر وجود دارد.

نتایج این تحقیق در نشریه علمی Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. منتشر شده است.

 شاتل فضایی که اولین بار در سال ۱۹۸۱ پرتاب شد، نخستین سفینه قابل استفاده مجدد جهان بود.

سه بخش اصلی آن مدارپیما، موشکهای تقویت کننده و مخزن بیرونی سوخت (تنها مخزن سوخت آن که بعد از هر مأموریت قابل استفاده نیست) است. کاشی‌های ویژه مقاوم در برابر گرما مانع از سوختن مدارپیما به هنگام بازگشت به جو زمین می‌شوند. بازوی قابل کنترل از راه دور تعبیه شده در مخزن محموله مدارپیما، می‌تواند ماهواره‌ها را در فضا قرار دهد و همچون سکویی ثابت برای کار فضانوردان عمل کند.

پس از فضاپیماهای مرکوری، جمینی و آپولو (که ماه را فتح کرد)، آمریکایی‌ها به دنبال سفینه‌های رفت و برگشتی رفتند و به این ترتیب شاتل‌های فضایی متولد شدند.

شاتل‌ها تا هفت مسافر و ۲۵ تن تجهیزات را در خود جای می‌دهند و زمان طولانی‌تری را در مدار زمین به سر می‌برند. آن‌ها همچنین به یک بازوی رباتیک مجهز هستند که به کمک آن می‌توانند ماهواره‌ها را به دام انداخته، اقدام‌های لازم را درباره تعمیرات یا انتقال آن صورت دهند.

تاکنون هفت شاتل به نام‌های انترپرایز (Enterprise)، پث فایندر(Path Finder) ، کلمبیا (Columbia)، چلنجر (Challenger)، دیسکاوری (Discovery)، آتلانتیس (Atlantis) و اِندِور (Endeavour) ساخته شده که دو شاتل نخست، ناکامل و برای آزمایش‌ها و بررسی‌ها ساخته شده‌اند.

انترپرایز

از میان پنج شاتل آخر چلنجر و کلمبیا دچار سانحه شده‌اند و فقط سه شاتل دیسکاوری، آتلانتیس و اندیور تا سال ۲۰۱۰ مشغول کار بودند.

دیسکاوری

به دلیل دو سانحه که باعث کشته شدن ۱۴ فضانورد و از دست رفتن ۲۲ فضاپیمای شاتل شد، ناسا در سال ۲۰۱۰ میلادی شاتل را بازنشست کرد.

شاتل‌های فضایی بسیار هزینه‌بر هستند، به طوری که فقط پرتاب آن ۵۰۰ میلیون دلار هزینه دربردارد و این، غیر از هزینه‌های نگهداری و تعمیرات آن است. همین هزینه‌های سنگین موجب شد تا روسیه از شاتل فضایی قدرتمند خود، "بوران" استفاده نکند.

اندور

"بوران" با قدرت حمل ۳۰ تن تجهیزات و استفاده از امکانات ناوبری پیشرفته، یک سر و گردن بالاتر از همتای آمریکایی خود است؛ ولی به دلیل هزینه‌های بسیار بالا، روسیه از آن استفاده نکرده‌ است.

بوران

اجزای شاتل

مدارگرد شاتل

این قسمت که گاهی به تنهایی شاتل فضایی خوانده می‌شود، همان وسیله هواپیماشکلی است که به زمین بازمی‌گردد و فرود می‌آید.

تقویت‌کننده‌های پیشران جامد پس از فاز اولیه پرتاب جدا شده و در دریا سقوط می‌کنند تا دوباره مورد استفاده قرار گیرند.

مخزن پیشران خارجی هم که معمولاً در تصاویر با رنگ نارنجی مشخص است، پس از فاز نهایی پرتاب از مدارگرد جدا شده و در جو متلاشی می‌شود. شاتل فضایی قادر است تا محموله ۲۴هزار و ۴۰۰ کیلوگرمی را تا مدار ۲۰۴ کیلومتری حمل کند. اگر محموله برای ایستگاه فضایی بین‌المللی باشد که در ارتفاع حدود ۴۰۰ کیلومتری قرار دارد، این قابلیت حمل به ۱۲هزار و ۵۰۰ کیلوگرم کاهش می‌یابد. برای مدار انتقالی زمین‌ثابت، قابلیت حمل محموله به ۳٬۸۱۰ کیلوگرم می‌رسد. این آمار برای شاتل‌های بعد از سانحه چلنجر ارائه شده‌ است. تا قبل از چلنجر، قابلیت حمل محموله حدود ۱۵ درصد بیشتر بود که بعد از آن در جهت افزایش ایمنی عملیات‌ها این قابلیت حمل کاهش یافت. البته مدارگردهای مختلف به لحاظ وزنی مقدار اندکی با هم متفاوتند که این مساله می‌تواند روی قابلیت حمل محموله مؤثر باشد. همچنین در طول بیش از دو دهه برنامه شاتل فضایی، وزن قسمت‌هایی از این وسیله مانند مخزن بیرونی نیز چند بار کم شده‌است که این مساله هم بر روی توانایی شاتل در حمل محموله مؤثر بوده‌است.

آتلانتیس
 

در ادامه با جزئیات اجزای شاتل آشنا میشویم.

مدارگرد

وظیفه اصلی مدارگرد شاتل حمل فضانوردان و محموله‌ها به فضا و بازگرداندن آنها به زمین است. این بخش شاتل شبیه به یک هواپیما با دو بال دلتا و دمی عمودی است. مدارگرد به هنگام بازگشت به زمین درست مانند یک هواسُر عمل می‌کند و بدون هیچ‌گونه نیروی پیشران بر روی باند فرود می‌آید.

مدارگرد از سه قسمت اصلی تشکیل شده‌است. در قسمت جلویی آن کابین کنترل و محل استقرار فضانوردان قرار دارد.

قسمت میانی مدارگرد با دارا بودن فضایی خالی با طول زیاد، بستری برای حمل محموله‌ها است.

در قسمت عقبی شاتل نیز سه موتور پیشران مایع قرار دارند که در هنگام پرتاب از مخزن سوخت خارجی تغذیه شده و بخشی از نیروی رانش مرحله اول و تمام نیروی مرحله دوم پرتاب را تأمین می‌کنند. هر یک از این موتورها، نیروی رانشی معادل ۱/۲ میلیون نیوتن در خلاء و ۶۷/۱ میلیون نیوتن را در سطح دریا تأمین می‌کنند. نسبت سوخت (هیدروژن مایع) به اکسیدکننده (اکسیژن مایع) در آنها 6 به 1 است. تمام مدارگردها دارای ابعاد کاملاً یکسانی هستند و تنها از نظر برخی ویژگی‌های سامانه‌ای با هم تفاوت دارند. مدل‌های جدیدتر به لحاظ سازه‌ای سبک‌تر شده‌اند و بنابراین قابلیت حمل سامانه و محموله آنها افزایش پیدا کرده‌است. همین تفاوت‌ها باعث می‌شود تا به لحاظ قابلیت مأموریت نیز تفاوت‌هایی داشته باشند. هر مدارگرد برای حمل چهار تا هفت فضانورد (که دو نفر آنها حتماً خلبان هستند) طراحی شده‌است. گرچه مأموریت با هشت فضانورد نیز تجربه شده‌است.

مدارگردها قادر هستند در موارد اضطراری تا ۱۱ نفر را نیز با خود به زمین بازگردانند.

هر مدارگرد دارای سامانه‌ای موسوم به سامانه مانور مداری است که برای مانورهای مداری آن در فضا طراحی شده‌است. این سامانه که در قسمت عقب (کنار دم) مدارگرد تعبیه شده، از دو موتور پیشران مایع هر یک با نیروی رانش ۲۶ هزار و ۷۰۰ نیوتن تشکیل شده‌است.

در کنار این سامانه مداری، سامانه کنترل عکس‌العملی شامل ۲۴ پیشرانه ۳۸۷۰ نیوتنی و چهار موتور ورنیه نیز بکار گرفته شده‌است. علاوه بر همه اینها، ۱۴ پیشرانه فضایی و دو موتور ورنیه نیز در قسمت دماغه شاتل وجود دارند.

همه این پیشرانه‌ها از پیشران مایع مونومتیل هیدرازین و تترا اکسید نیتروژن استفاده می‌کنند. سازه مدارگرد بیشتر از آلومینیوم ساخته شده‌است، اما سازه‌های پشتیبان موتورهای راکتی آن بیشتر از آلیاژ تیتانیوم است.

بازوی رباتی یا جایگذاری از راه دور نیز که پیشتر توضیح داده شد، یکی از سامانه‌های جانبی مهم مدارگرد است که در طول بستر بار آن قراردارد.

یکی از مهم‌ترین و حساس‌ترین بخش‌های مدارگرد، کاشی‌های عایق حرارتی هستند که در زیر بدنه، بال و دماغه شاتل به‌صورت سرتاسری نصب می‌شوند تا در هنگام ورود مجدد مدارگرد به زمین جلوی نفوذ حرارت چندین هزار درجه‌ای را به شاتل بگیرند. سانحه دوم شاتل فضایی به خاطر نقص به وجود آمده در همین عایق‌ها بود.

طول دهانه بال مدارگرد ۷۹/۲۳ متر و طول بدنه آن ۲۴/۳۷ متر است. جنس سازه اصلی تشکیل دهنده مدارگرد عمدتاً از آلومینیوم است؛ اما سازه پشتیبان سامانه پیشرانش آن از آلیاژ تیتانیوم ساخته شده‌است.

تقویت‌کننده سوخت جامد

دو تقویت‌کننده پیشران جامد شاتل فضایی به رنگ سفید بوده و در طرفین مخزن خارجی نصب می‌شوند. این دو ‌تقویت‌کننده نقش اصلی را در مرحله اول پرتاب شاتل فضایی بر عهده دارند. آنها پس از حدود ۲ دقیقه و در ارتفاع حدود ۴۵ هزار و ۷۰۰ متری (۱۵۰ هزار پایی) از سامانه جدا می‌شوند و به کمک چتر در اقیانوس سقوط می‌کنند و سپس به وسیله یدک‌کش‌های مخصوصی از آب گرفته شده و جهت بازیافت و استفاده مجدد مورد بهره قرار می‌گیرند.
پیشران این تقویت‌کننده از نوع جامد است.

هر تقویت‌کننده در راستای طولی از پنج قسمت مجزا تشکیل شده که در هنگام آماده‌سازی برای پرتاب مونتاژ می‌شوند.

در بخش نوک آنها چند موتور راکتی کوچک در جهت معکوس تعبیه شده که در هنگام جدایش عمل می‌کنند. تقویت‌کننده‌ها با استفاده از سامانه نازل متحرک خود، در کنترل کل شاتل در مرحله اول پرتاب نیز نقش ایفا می‌کنند. علت اصلی بروز سانحه چلنجر، نقص در یکی از واشر عایق حلقه‌ای (O-Ringg) عایق بخش انتهایی یکی از بوسترها بود. بعد از این حادثه، تغییرات زیادی به لحاظ مهندسی در سامانه تقویت‌کننده‌ها صورت پذیرفت.

مخزن پیشران خارجی

مخزن پیشران مایع خارجی، محفظه‌ای است برای نگهداری هیدروژن و اکسیژن مایع که در موتورهای راکتی پیشران مایع نصب شده در پشت مدارگرد، تزریق می‌شوند. این مخزن عظیم در اولین شاتل‌ها سفیدرنگ بود. اما بعد از این که مشخص شد این رنگ هیچ اثر مثبت مکانیکی بر روی مخزن ندارد، از رنگ زدن آن خودداری شد و بدین ترتیب، ۲۷۲ کیلوگرم از وزن آن کاسته شد. رنگ نارنجی این مخزن مربوط به رنگ پرایمر آن است.

پس از جدایش بوسترها در انتهای مرحله اول پرتاب و در ارتفاع ۴۵ کیلومتری، مدارگرد با استفاده از پیشران موجود در این مخزن، تا ارتفاع ۱۱۳ کیلومتری بالا می‌رود.

این مخزن حاوی ۵.۱ میلیون لیتر اکسیژن مایع و پنج میلیون لیتر هیدروژن مایع در هنگام پرتاب است. پوسته مخزن با ضخامت ۵.۲ سانتی‌متر، پوششی از فومِ [پلی‌ایزوسیانورات] دارد. جنس مخازن هیدروژن و اکسیژن آن از آلومینیوم ۲۰۹۰ و ۲۱۹۵ است که برای نگهداری مایعات کرایژنیک بسیار مناسب است.
مخازن اکسیژن و هیدروژن آن به گونه‌ای طراحی شده‌است که جلوی تلاطم مایعات داخل آنها را می‌گیرند.

فاجعه‌های شاتل فضایی

فاجعه چلنجر
در ۲۸ ژانویه سال ۱۹۸۶ میلیون‌ها بیننده تلویزیون در سراسر جهان با وحشت شاهد انفجار شاتل فضایی چلنجر در کمتر از ۲ دقیقه بعد از پرتابش بودند؛ این شاتل کاملاً منهدم شد و همه هفت فضانورد آن کشته شدند. یکی از آن فضانوردان به نام "کریستیا مک‌آلیف" اولین معلمی بود که به فضا سفر می‌کرد. بررسی درباره این فاجعه آشکار کرد که عایق میان ۲ بخش موشکهای تقویت کننده جدا شده، باعث نشت گاز و آتش‌گیری سفینه شده بود. پس از این رویداد برنامه فضایی شاتل به مدت سه سال متوقف شد تا ایمنی آن بهبود یابد.

فاجعه کلمبیا
در سال ۲۰۰۳ میلادی، شاتل کلمبیا هنگام بازگشت به زمین به خاطر آسیب دیدگی یکی از بال‌ها منفجر شد و تمامی هفت فضانورد آن کشته شدند.

بازنشستگی
پس از ۲ سانحه مرگبار، ناسا فضاپیماهای شاتل را در سال ۲۰۱۰ بازنشست کرد. امروزه فضاپیماهای سایوز روسی تنها وسیله اعزام فضانوردان به فضا هستند.
هزینه‌ای که ناسا برای استفاده از شاتل‌ها پرداخت کرده است، غیر قابل تصور است و بیشترین هزینه به خاطر فضانوردانی است که جان خود را در سفر با شاتل‌ها از دست دادند.

 به نقل از دویچه‌وله، در نمایشگاه صنعتی هانوفر به هر سو که می‌نگری ربات می‌بینی؛ در سالن بزرگ نمایشگاه ربات‌های مختلف در حال انجام کارهای گوناگون‌ هستند. یکی لیوان‌های نوشیدنی را پر می‌کند، یکی پشمک درست می‌کند و یکی هم در حال درست کردن قهوه است. البته این‌ها تمامی واقعیت را در مورد ربات‌ها نشان نمی‌دهد، ولی به هر حال نمایش هم بخشی از کار کسانی است که در نمایشگاه‌ها شرکت می‌کنند.

بیش از ۶ هزار و 500 شرکت صنعتی از ۷۰ کشور جهان تولیدات خود را در نمایشگاه هانوفر امسال عرضه کرده‌اند و به دنبال جلب توجه بازدیدکنندگانی هستند می‌توانند درباره آخرین نوآوری‌های صنعتی اطلاعات به دست آورند.

 این نوآوری‌ها بیش از هر چیز در ارتباط با دیجیتالی شدن هستند. کارخانه‌های آینده در شبکه‌ای با هم در پیوندند. ماشین‌ها با هم مرتبط هستند و وقتی نیازمند تعمیراند یا حتی پیش از اینکه خراب شوند، هشدار می‌دهند تا بتوان قطعه یدکی ضروری را تهیه کرد.

"یوخن کوکلر" رئیس نمایشگاه هانوفر نیز در مصاحبه با دویچه وله گفت که هدف این نمایشگاه تنها این نیست که نشان دهد رباتها امروزه قادر به انجام چه کارهایی هستند، بلکه هدف آن است که کمی از ترس کسانی بکاهد که فکر می‌کنند ربات‌ها با الکترونیک و عقل مصنوعی‌شان می‌خواهند موقعیت‌های شغلی را از انسان‌ها بگیرند.

وی افزود: «پیام این نمایشگاه این است که انسان در مرکز قرار گرفته و ما کارخانه‌های خالی از انسان نخواهیم داشت.»

به گفته کوکلر، بیش از هر چیز موضوع بر سر سیستم‌های کمکی و دیجیتالی شدن است.

به گفته رئیس نمایشگاه هانوفر، پیام دوم این نمایشگاه این است که برخلاف گذشته رشته‌های مکانیک، الکتروتکنیک و فن‌آوری اطلاعات می‌توانند به هم پیوند بخورند: «ما در این نمایشگاه نمایندگان مایکروسافت، اس . آپ و اینتل را از عرصه فن‌آوری اطلاعات داریم که مایلند وارد کار صنعت بشوند.»

60 درصد شرکت‌هایی که تولیدات خود را در نمایشگاه هانوفر عرضه کرده‌اند از خارج آلمان آمده‌اند. پس از آلمان، چین بیشترین تعداد شرکت‌کنندگان را دارد. از آمریکا نیز که سال پیش شریک آلمان در برگزاری نمایشگاه بود، ۱۵۰ شرکت در نمایشگاه شرکت کرده‌اند. شریک امسال آلمان در نمایشگاه لهستان است که از یک رشد اقتصادی قوی برخوردار است.

در ادامه به بررسی چند ربات منحصر بفرد از این نمایشگاه می‌پردازیم:

1- ربات اسباب‌بازی

این ربات مجهز به دست‌هایی است که برای گرفتن قطعات کوچک، مثل قطعات Lego  پیش بینی شده است. شرکت "شوینک" از جمله شرکت‌هایی نیست که در شاخه تولید ربات فعالیت دارند. اما این شرکت دست‌هایی برای ربات‌ها می‌سازد. دست‌هایی با توان کار بسیار ظریف. از این‌رو تکنیک این شرکت در سطح جهان بسیار محبوب است.

2- کلیک مجازی

کاربرد عینک‌های دیجیتال در نمایشگاه صنعتی هانوفر به نمایش گذاشته شده‌اند. به عنوان نمونه، توسط شرکت ماشین‌سازی ایتالیایی "کوما". این شرکت با همکاری غول دنیای دیجیتال، ماکروسافت، امکان هدایت خطوط تولید بدون تماس را ایجاد کرده‌ است. کلیک کردن البته اینجا حالتی مجازی دارد.

3-آی‌پد صنعتی

 موفقیت آیفون زمانی به دست آمد که نیاز به دسترسی به بروشور و دستورعمل دستگاه‌ها از بین رفت. حال از همین ایده در صنایع هم استفاده می‌شود. مدیر نمایشگاه صنعتی هانوفر، یوخن کوکلر می‌گوید که بسیاری از عرضه کنندگان کالا و از جمله شرکت تولید ربات دانمارکی از راه‌حل‌های دیجیتال بهره می‌گیرند.

4- اخطار ایمنی را در ساعت خود ببینید

کارخانه‌ها معمولا پر از تابلوهای اخطار هستند. حال کار به آنجا رسیده است که ساعت‌های هوشمند این وظیفه را برعهده گرفته‌اند. مثل این مورد که ساعت هوشمند به صاحب خود یک اخطار ایمنی می‌دهد: "در این محوطه باید کفش ایمنی پوشید"!

5- پای مصنوعی اختاپوس

باید از طبیعت آموخت: شرکت فستو که متخصص اتوماتیزاسیون است، مدت‌هاست که آموختن از طبیعت را به محور  کار خود بدل کرده است. تولید پهپاد با بال‌هایی مشابه بال پرندگان، یا تولید افزارهایی که همچون خرطوم فیل عمل می‌کنند. در نمایشگاه امسال صنعتی هانوفر مهندسان این شرکت ابزاری ساخته‌اند که همچون پای اختاپوس عمل می‌کند. صدراعظم آلمان عملکرد این افزار را شخصا روی دست خود تجربه می‌کند.

6- بلند کردن وسائل سنگین به کمک اسکلت خارجی

همه کسانی که در حرفه خود ناگزیر به بلند کردن دستگاه‌های سنگین هستند، می‌دانند که چنین عملی تا چه حد سخت و طاقت فرساست. این ربات که همچون اسکلتی ادامه دست آدمی است، می‌تواند انسان را در انجام چنین کارهایی یاری دهد. محققان دانشگاه ارتش آلمان چنین افزاری را به معرض نمایش قرار داده‌اند. افزاری که می‌تواند در عرصه‌های گوناگون کارکرد داشته باشد.

7- جاسوس لوله‌ها

آیا آب‌بندی لوله‌های کارگذاری شده هنوز عمل می‌کند؟ چگونه می‌توان نسبت به این موضوع مطمئن بود؟ شرکت آمریکایی جنرال الکتریک راه حلی برای این مشکل یافته است. این دستگاه، هم به داخل و هم به خارج لوله‌های متصل می‌شود و کار بررسی لوله را برعهده می‌گیرد. یک شرکت آلمانی از شهر کلن این فن‌آوری را ایجاد کرده و در اختیار شرکت جنرال الکتریک قرار داده است.