۰ نفر
۲۳ شهریور ۱۳۸۸ - ۱۰:۰۶

درست است که ایستگاه فضایی بین‌المللی هنوز در دست ساخت است، ‌اما پژوهش روی بی‌وزنی دهه‌هاست که در حال انجام است. از شعله‌های کروی تا بلور‌های غول‌پیکر گرفته، همه چیز متفاوت با آن چیزی است در حالت عادی در زمین مشاهده می‌کنید. برخی از آزمایش‌های جذاب در این زمینه را در گزارشی تصویری با هم می‌بینیم.


در فقدان نیروی جاذبه،‌ کشش سطحی بر قوانین فیزیکی مایعات چیره می‌شود. در این تصویر که در ایستگاه فضایی بین‌المللی گرفته شده،‌ این نیرو باعث شده که آب در یک حلقه فلزی گسترده شود،‌ انگار که با یک قاشق نامرئی هم زده شده باشد.
این تاثیر با استفاده از نور برای گرم‌کردن غیریکنواخت آب ایجاد شده است، ‌به صورتی که تفاوت دمای حاصل، باعث عدم تعادل در کشش سطحی شده و مایع را به چرخش واداشته است.
چنین حرکت ناشی از کشش سطحی به ندرت روی زمین دیده می‌شود. اما در گودال‌های خنک‌کننده استیل گداخته می‌توان چنین حرکتی که به همرفت مارانگونی معروف است،‌ را دید.


بی‌وزنی باعث می‌شود شعله‌ها به نسبت حالتی که در وجود جاذبه طبیعی دارند، گرد‌تر و خنک‌تر باشند. می‌توانید تفاوت دو حالت شعله را در نیروی جاذبه طبیعی( عکس سمت چپ) و بی‌وزنی( عکس سمت راست) ببینید. بر خلاف زمین،‌ در حالت بی‌وزنی،‌ هوای داغ و کم‌چگال‌تر بالا نمی‌رود. در نتیجه، ‌فرایندهای دیگر مانند انتشار ذرات از منطقه داغ به منطقه‌ای با دمای کم‌تر،‌ تسلط می‌یابند.
مطالعه سوختن در فضا، اطلاعات پایه‌ای بیشتری را در مورد فیزیک این پدیده به دست داد که می‌تواند به فناوری فرونشانی آتش در برنامه‌های فضایی آینده کمک شایان توجهی کند.


در بی‌وزنی بلور‌ها بزرگ‌تر می‌شوند و مکعب‌های زئولیت معدنی شاهدی بر این جمله هستند (چنان که در تصویر سمت راست می‌بینید). دلیل این امر این است که بلور‌هایی که در مایع شکل می‌گیرند،‌ از مواد حل‌شده در آن تغذیه می‌شوند که مایعی با غلظت کم‌تر را بر جای می‌گذارد. روی زمین، این مایع رو به بالا حرکت می‌کند و جریان همرفتی در ظرف آزمایشی به وجود می‌آورد که باعث کاهش و محدود شدن اندازه بلور‌ها می‌گردد. این تاثیر در حالت بی‌وزنی از بین می‌رود.
ایجاد بلور‌های بزرگ‌تر و خالص‌تر می‌تواند در مورد ساختار و خاصیت‌های آن‌ها اطلاعات بیشتری را در اختیار ما قرار دهد. برای مثال،‌ زئولیت پر از خلل و فرج میکروسکوپی است که می‌توان از آن‌ها برای تصفیه و ذخیره موادی مثل هیدروژن برای سلول‌های سوخت آینده استفاده کرد.


ماهی مداکای ژاپنی( که تصویری از جنین آن را در این‌جا می‌بینید) جز اولین حیواناتی است که با فضاپیمای اندوور در سال 1994 / 1373 به فضا فرستاده شد و برای مطالعات تحول جنین در فضا مورد استفاده قرار گرفت.
اهمیت نیروی جاذبه در آغاز چرخه حیات جانوران هنوز به صورت یک معما باقی مانده است. ماهی مداکایی که در فضا متولد شد، تا شبیه شدن به برادرانش روی زمین،‌ رشد کرد، ‌اما پژوهش‌هایی که روی سایر حیوانات، ‌از موش گرفته تا قورباغه انجام شده‌اند،‌ نشان داده‌اند که بی‌وزنی تاثیر قابل‌توجهی روی رشد اولیه این جانوران دارد، به طوری که احتمال ناتوانایی‌های فیزیکی در آن‌ها بالا می‌رود.


اما فقدان نیروی جاذیه تنها عامل محیطی نیست که در فضا برای حیوانات تغییر می‌کند. آن‌ها همچنین باید اشعه‌های کیهانی و خورشیدی بیشتری را تحمل کنند. گلسنگ و باکتری توانسته‌اند مواجهه با ترکیبی از خلا بدون هوا و اشعه شدید موجود در فضا را تاب بیاورند.
اما تاکنون تنها یک جانور، یکی از بی‌مهرگان میکروسکوپی به نام خرس آبکی یا جانور تنبل، ‌توانسته است مانند گلسنگ و باکتری چنین شرایطی را تحمل کند. طی آزمایش یک راکت اروپایی در سال 2007/ 1386، تعدادی از این موجودات در معرض اشعه شدید فرابنفش خورشیدی و خلا قرار گرفتند و تعدادی دیگر،‌ تنها در خلا بودند. تنها بخشی از آن‌ها که در معرض اشعه شدید قرار گرفته بودند توانستند به زندگی برگردند اما اغلب آن‌هایی که تنها در معرض خلا قرار گرفته بودند جان سالم به در بردند.


بخش بزرگی از پژوهش‌های فضایی روی تاثیرات فیزیولوژیکی بی‌وزنی متمرکز شده‌اند. سقوط آزاد بر توانایی قضاوت در مورد اندازه و فاصله در فضانوردان موثر است و باعث کاهش گلبول‌های قرمز خون و بافت ماهیچه می‌گردد. اما بیشترین عارضه را روی استخوان‌ها دارد.
حتی با یک برنامه ورزشی سخت، اغلب افراد به ازای هر ماه که در فضا باشند،‌ به طور متوسط حدود 1.5 درصد از بافت استخوانی قسمت‌های مهم بدنشان را مانند بخش لگن از دست می‌دهند. این مقدار تقریبا برابر با همان میزانی است که زنان پس از یائسگی در طول یک سال از دست می‌دهند. پژوهشگران در تلاشند تا با استفاده از تردمیل‌های عمودی که شرایط بی‌وزنی را شبیه‌سازی می‌سازد این تاثیر را کاهش دهند.


بی‌وزنی برای رفع عفونت‌ها دوبرابر خطرناک‌تر است. به نظر می رسد که سفر در فضا سیستم ایمنی بدن را تضعیف می‌نماید و احتمالا طیفی از میکروب‌ها در چنین شرایطی،‌ به نسبت روی زمین، خطرناک‌تر می‌شوند. پرواز فضاپیمای آتلانتیس در سال 2006/ 1385 نشان داد که باکتری تیفیموریوم سالمونلا ( که در تصویر با رنگ قرمز نشان داده شده است)‌ در فضا با احتمال سه برابر بیشتر از روی زمین می‌تواند باعث مرگ موش‌ها گردد.
همچنین به نظر می‌رسد که بی‌وزنی توانایی باکتری استافیکوکوس اورئوس در مقاومت نسبت به آنتی‌بیوتیک متی‌سیلین را بالا ببرد. این باکتری مقاوم به آنتی‌بیوتیک، دلیل شایع عفونت‌های بیمارستانی است.
موسسه‌ای به نام آستروژنتیکس در حال حاضر در حال مطالعه این قابلیت افزایش‌یافته است تا عوامل موثر بر بالا رفتن آن را جدا کنند و از آن برای تولید واکسن‌ها بهره ببرند.


این آزمایش که در ابعاد یک چمدان بود، ‌ممکن است شبیه یک جعبه لوازم آرایشی به نظر برسد اما از آن برای سنجش تاثیر اشعه بر طیفی از مواد استفاده می‌شود، ‌از سرامیک گرفته تا هاگ‌ها. اولین جعبه آزمایش مواد ایستگاه فضایی بین‌المللی در سال 2001/ 1380 به این ایستگاه متصل شد.
فضانوردان فضاپیمای شاتل در روز اول ماه سپتامبر سال جاری/ 11 شهریورماه، ششمین مجموعه از این جعبه‌ها را از ایستگاه جدا کردند.
گزارشی که اخیرا ناسا بر اساس این آزمایش‌ها منتشر نموده است،‌ این سری آزمایش‌ها را تا به امروز کارآمدترین سری آزمایش‌ها دانسته است.


ایستگاه فضایی بین‌المللی میزبان مجموعه‌ای از ماهواره‌های کوچک،‌ در ابعاد توپ فوتبال آمریکایی بود که بخشی از پروژه‌ای به نام Synchronized Position Hold Engage Re-Orient Experimental Satellites (SPHERES) بودند. از این سه ماهواره برای سنجش برنامه‌های کنترلی استفاده می‌شد که به ماهواره‌ها امکان پرواز با کم‌ترین مداخله انسان را می‌داد. با هماهنگ شدن تک تک ماهواره‌های فضایی، می‌توان تلسکوپ‌های قدرتمندی در اختیار داشت.
همچنین شیوه‌های بهتر کنترل به فضاپیماها و ماهواره‌ها قابلیت متوقف شدن خودمختار را می‌دهد که برای قرار دادن اجرام در مدار قابل استفاده خواهد بود.


اغلب نمایش‌های بی‌وزنی به این دلیل انجام می‌شوند که هیجان حضور در فضا با مردم به اشتراک گذاشته شود و تصوری از ویژگی‌های اشیا در سقوط آزاد شکل بگیرد. در سال 2008/ 1387 تاکائو دویی، ‌فضانورد، بومرنگی را پرتاب کرد تا ببیند به پرتاب‌کننده‌اش برمی‌گردد یا نه. بومرنگ برگشت، چون که مسیرهای حلقه‌ای بومرنگ‌ها ناشی از نیروهای متغیر هوایی که در آن حرکت می‌کنند، بر ابزارهای خمیده‌ است و ربطی به نیروی جاذبه ندارد.
در اوائل سال 2009/ اواخر 1387، فضانورد دیگری به نام کوئیچی واکاتا یک سری فعالیت که توسط عموم پیشنهاد شده بود،‌ شامل راندن یک قالیچه پرنده،‌ تا کردن لباس‌ها و استفاده از قطره چشمی را انجام داد.

نیوساینتیست- ترجمه: بهنوش خرم‌روز

کد خبر 17156

برچسب‌ها

نظر شما

شما در حال پاسخ به نظر «» هستید.
8 + 7 =

نظرات

  • نظرات منتشر شده: 1
  • نظرات در صف انتشار: 0
  • نظرات غیرقابل انتشار: 0
  • محسن IR ۲۱:۱۲ - ۱۳۹۱/۰۱/۱۲
    0 0
    اگه میشه تشخیص یک قطعه آهن ربا از یک آهن را تهیه کنید