با كمك محقق ایرانی انجام گرفت

شبیه ساز بی وزنی زمینه ساز پیشرفت های فضایی

شبیه ساز بی وزنی زمینه ساز پیشرفت های فضایی

پارسی کاو: همانطور که بشر به جستجوی جهان می پردازد، محیط کم جاذبه ی فضا چالش های غیرمعمولی برای دانشمندان و مهندسان به وجود می آورد.


به گزارش پارسی کاو به نقل از ایسنا و به نقل از فیز، دانشکده مهندسی "FAMU-FSU" و آزمایشگاه ملی میدان مغناطیسی بالا در دانشگاه ایالتی فلوریدا، ابزاری جدید برای مقابله با این چالش ها طراحی نموده اند. یک شبیه ساز "بی وزنی" که می تواند زمینه ساز پیشرفت در تحقیقات در رابطه با فضا و سکونت در آن باشد.
طرح جدید آنها برای ساخت یک شبیه ساز شرایط "بی وزنی" که مبتنی بر تعلیق مغناطیسی است می تواند منطقه ای با گرانش کم با اندازه ای حدود هزار برابر بزرگ تر از شبیه سازهای موجود بوجود آورد.
نتیجه تحقیقات آنها در مجله ی "npj Microgravity" انتشار یافته است.
"وی گو"(Wei Guo)، دانشمند اصلی این تحقیقات می گوید: بی وزنی تاثیر زیادی بر عملکرد سیستم های زیستی می گذارد و همین طور خیلی از فرایندهای فیزیکی از دینامیک و انتقال حرارت سیالات گرفته تا رشد و خودسازماندهی مواد را تحت تاثیر قرار می دهد. با این وجود آزمایش در پروازهای فضایی بطور معمول به سبب هزینه بالا و کم بودن حجم محموله قابل حمل با محدودیت هایی روبرو است. بدین سبب ساخت یک شبیه ساز زمینی اهمیت زیادی دارد.
شبیه سازهایی که هم اکنون موجود هستند مانند "برج سقوط"(drop towers) و "هواپیمای سهمی وار"(parabolic aircraft) از سقوط آزاد برای ایجاد شرایط بی وزنی استفاده می نمایند. اما این تجهیزات بطور معمول برای مدتی کوتاه (چندین ثانیه تا چندین دقیقه) شرایط بی وزنی را به وجود می آورند و بنا بر این برای آزمایش هایی که به زمان طولانی تری نیاز دارند، نامناسب هستند. از جانب دیگر شبیه ساز مبتنی بر تعلیق مزایای منحصربه فردی دارد. برای مثال هزینه آن کم، دسترسی به آن آسان و جاذبه آن قابل تنظیم است و زمان نامحدودی برای انجام آزمایش فراهم می آورد.
اما این شبیه ساز تنها قادر به ایجاد بی وزنی در فضای کوچکی است. زمانی که یک شبیه ساز معمولی شرایطی را که در آن گرانش یک صدم گرانش زمین است ایجاد می کند، اندازه آن تنها چند میکرولیتر است که برای تحقیقات فضایی کاربردی بسیار کوچک است.
پژوهشگران برای افزایش اندازه حجم کاربردی این شبیه ساز به آهن ربایی نیاز داشتند که نیروی تعلیق یکنواختی بوجود آورد و نیروی گرانش را در حجم بیشتر به وجود بیاورد. آنها دریافتند که برای رسیدن به این هدف می توان از یک آهن ربای ابررسانا ترکیب شده با سیم پیچ مکسول(Maxwell coil) استفاده نمود. سیم پیج مکسول، یک سیم پیچ تولید شده توسط "جیمز کلارک مکسول" در سال ۱۸۰۰ است.


"حمید سناوندی"، یکی از نویسندگان این مقاله و دانشجوی دکتری می گوید: بررسی های ما نشان میدهد که با بهره گیری از سیم پیچ فشرده با قطر تنها هشت سانتی متر می توان به حجم کاربردی چهار هزار میکرولیتر دست یافت. هنگامی که جریان در این شبیه ساز برای شبیه سازی جاذبه مریخ کم شد، حجم کاربردی آن تا ۲۰ هزار میکرولیتر یا حدود ۲۰ سانتی متر مکعب افزایش پیدا کرد.
پژوهشگران همین طور نشان دادند که می توان این شبیه ساز را با بهره گیری از مواد ابررسانا با دمای بالا ساخت تا با حداقل انرژی کار کند.
این تحقیقات می تواند به آماده شدن برای ماموریت های فضایی آینده و سکونت طولانی مدت در ماه و مریخ کمک نماید.
"گو" میگوید: وقتی این شبیه ساز برای ساخت گرانش محیط هایی مثل ماه و مریخ مورد استفاده قرار بگیرد می تواند فضایی کاربردی بوجود آورد که اندازه ی آن به قدری بزرگ است که می تواند گیاهان کوچک را در خود جای دهد و ابزاری مناسب برای تحقیقات پزشکی و زیست شناسی باشد.




منبع:

1400/08/11
22:59:58
5.0 / 5
233
تگهای خبر: تجهیزات , قابل حمل
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)

تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب
لطفا شما هم نظر دهید
= ۱ بعلاوه ۵
ParsiKav