پایگاه‌های پرتاب فضایی

پایگاه‌های پرتاب فضایی

در حال حاضر تمامی سفرهای فضایی بشر از پایگاه‌های پرتاب فضایی آغاز می‌شود. یك پایگاه پرتاب فضایی كه به سایت پرتاب نیز مشهور است، باید ویژگیها و مشخصات خاصی داشته باشد تا بهترین شرایط پرتاب را برای موشكهای فضایی ایجاد نماید. در این مقاله تلاش داریم تا شما را با مشخصات یك پایگاه پرتاب آشنا كنیم‏.

پایگاه‌های پرتاب فضایی

پایگاه‌های پرتاب فضایی

در حالی كه حدود 50 سال از آغاز عصر فضا سپری شده است، پایگاه‌های فضایی زیادی در سراسر دنیا وجود ندارند. حدود 33 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.

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 آنجایی‌که 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 آنجایی‌که 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 می‌شوند. 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 جاده‌ای 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 می‌توانند در آنها رفت‌و‌آمد كنند.

انتخاب محل استقرار پایگاه پرتابهای فضایی به مسائل سیاسی، امنیتی، ایمنی و نیازمندی‌های فنی بی‌شماری مربوط می‌شود. از آغاز عصر فضا تا كنون بیش از 5000 محموله فضایی از پایگاه‌های فضایی سراسر دنیا به فضا پرتاب شده‌اند. برخی از این پایگاه‌ها همچنان فعالند و برخی دیگر از رونق افتاده‌اند.

كیپ كاناورال، وندنبرگ، بایكنور، پلستسك، 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 می‌گیرند. 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 زاویه‌ای 15 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 ?می‌توانیم سرعت زاویه‌ای 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 ? سرعت زاویه‌ای زمین بر حسب رادیان بر ثانیه است.

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 برای 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.

برای رسیدن به زاویه میل مداری برابر با عرض جغرافیایی نقطه پرتاب، بایستی پرتابگر با زاویه آزیموت 90 (دقیقاً به سمت شرق) راهی فضا شود. طبق تعریف، زاویه آزیموت، زاویه بین امتداد صفحه پرتاب و راستای شمال است که در جهت راستگرد اندازه گیری شود.

برای 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 208 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 برای رساندن هر گرم 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 90 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 90 درجه را مسدود نمایند، حداقل زاویه میل مداری در دسترس از پایگاه فضایی مورد نظر باز هم افزایش خواهد یافت.

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 می‌توان 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 33 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.

منبع:دانش فضایی،arianespace , تبيان

پایگاه‌های پرتاب فضایی

کلمات کلیدی : پایگاه‌های,پرتاب,فضایی,پایگاه‌های پرتاب فضایی , صنايع هوافضا , پایگاه‌های+پرتاب+فضایی+

تاریخ: جمعه 2011/02/11
برترین مطالب امروز
مطالب مرتبط
ترفند
اس ام اس

ابر برچسبها