تصویربرداری و فیلم‌برداری برخط از مدار ژئو با وضوح 3 متر! / جی‌او-3‌اِس

[mahdavi3d 14,067]

[center][size=3][font=tahoma,geneva,sans-serif][color=#A52A2A][b]GO-3S [/b][/color][/font][/size][/center]
[center][size=3][font=tahoma,geneva,sans-serif][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10198/RTEmagicP_go3S_Miroir420cm_bernardMolard2_astrium_txdam23001_d4f9aa.jpg[/img][/font][/size][/center]

[size=3][font=tahoma,geneva,sans-serif][color=#800000][b]آینده نزدیک تصویربرداری فضاپایه فیلم‌برداری برخط از 36000 کیلومتری با وضوح 3 متر![/b][/color]

[color=#330033]کار تصویربرداری فضایی از سطح زمین «اغلب» توسط ماهواره‌های مدار پایینی (250 تا 1000 کیلومتر) صورت می‌گیرد و مدار زمین ثابت یا 36000 کیلومتری بیشتر پذیرای ماهواره‌های مخابراتی است. واضح است که تصویربرداری از ارتفاع پایین آسان‌تر و قابل تصورتر است؛ اما ایرادی که وجود دارد این است که ماهواره‌های مدار پایینی در حال گردش دائمی به دور زمین هستند و این موضوع دریافت اطلاعات لحظه‌ای از هر موقعیت دلخواه و همچنین ارسال آن را در همان لحظه مشکل می‌سازد. به عنوان مثال، در فلان منطقه یک سانحه طبیعی اتفاق می‌افتد و نیاز است تا در همین لحظات ، تصاویری از فراز آن منطقه مخابره شود. یافتن ماهواره‌ای که در همین زمان مورد نظر از فراز آن منطقه عبور کند؛ به خودی خود یکی از مشکلات موضوع است. تازه با فرض اینکه این مرحله مرتفع گردد، هیچ تضمینی وجود ندارد که ماهواره در زمان مناسبی در خط دید آنتن زمینی دریافت شما قرار گیرد. اگرچه امروزه با پیشرفت فناوری و شبکه‌ای شدن فعالیت ماهواره‌ها و همچنین افزایش تعداد ایستگاه‌های زمینی دریافت، بهبودهایی در این زمینه حاصل شده، اما اصل ایراد همچنان باقی است. یکی از راه حل‌هایی که از دیرباز برای غلبه بر این مشکل مطرح بوده، استقرار ماهواره تصویربرداری در مدار زمین ثابت (36000 مداری که در آن موقعیت ماهواره نسبت به حدود یک‌سوم از سطح زمین ثابت می‌ماند) بوده، اما آنچه که باعث شده این ایده ده‌ها سال بر روی کاغذ بماند، ناتوانی فناوری در تصویربرداری با دقت مناسب از ارتفاع 36000 کیلومتری و همچنین هدف‌گیری دوربین از آن فاصله بوده است. حالا آستریوم (غول ماهواره‌سازی اروپا) در تلاش است با تولید یک ماهواره، فصل جدیدی در تصویربرداری فضاپایه باز کند. اگرچه در ادبیات شرکت آستریوم در زمینه این ماهواره بیشتر سوانح طبیعی، حفاظت از منابع و رصد محیط زیست و مواردی از این دست به گوش می‌خورد، اما ناگفته پیداست که احتمالا کاربری‌های نظامی چنین سامانه‌ای بر سایر کاربرد‌های آن غالب خواهد بود.[/color][/font][/size]

[size=3][font=tahoma,geneva,sans-serif]شرکت استریوم پروژه‌ای را معرفی کرده که می‌تواند انقلابی در زمینه مشاهدات فضایی محسوب شود. ماهواره جی‌او-3‌اِس قادر به تصویربرداری و فیلم‌برداری یک میدان دید 100 در 100 کیلومتر از منطقه هدف، از مدار زمین آهنگ و انتقال این تصاویر و فیلم‌های زمان واقعی ظرف مدت چند دقیقه به ایستگاه زمینی است. یک ماهواره مشاهده‌گر اپتیکی در مدار زمین آهنگ قادر به رصد پیوسته یک ناحیه خاص از زمین خواهد بود که می‌تواند در زمینه‌های دفاعی، مدیریت بحران‌های طبیعی، محافظت زیرساخت‌ها، امنیت و دیگر عرصه‌ها بسیار مفید واقع شود.[/font][/size]
[size=3][font=tahoma,geneva,sans-serif]نوربرت هازان، رئیس برنامه مشاهدات آینده امنیتی و دفاعی شرکت آستریوم در این رابطه می‌گوید: «ماهواره جی‌او-3اِس بخشی از رویکرد ابتکارانه شرکت استریوم است. از سال 2007، مطالعات طراحی برای دستیابی به یک جهش بزرگ در زمینه مشاهده فضایی پایدار و در دسترس در این شرکت شکل گرفت. منظور از مشاهده پایدار و بادوام، توانایی مشاهده یک ناحیه خاص در طی یک مدت زمان طولانی است و منظور از دسترس‌پذیری، توانایی در دسترس بودن اطلاعات جمع‌آوری شده در زمان واقعی و در هر هنگامی است که مورد نیاز باشد. در حال حاضر، ماهواره‌های واقع در مدارهای ارتفاع پایین زمینی (600 تا 800 کیلومتر) همانند اسپات، هلیوس، پلیداس و تراسار-اکس که توسط این شرکت طراحی و ساخته شده‌اند، قادر به تامین داده‌های بسیار دقیق و تعیین کننده از همه نقاط سیاره زمین برای کابران می‌باشند، اما داده‌های این ماهواره‌ها برای کاربران به طور برخط (آنلاین) در دسترس نیست و برای دسترسی به این داده‌ها باید تا زمان فرارسیدن زمان دید ماهواره به موقعیت کاربر؛ منتظر ماند. یک تصویر با وضوح مناسب از یک نقطه دقیق زمین، اغلب کافی است، اما در وضعیت‌ها و موقعیت‌های بسیاری همچون سوانح طبیعی، موارد مربوط به واکنش و تصمیم‌گیری‌های سریع نیازمند دسترسی به اطلاعات مفید زمان واقعی و در لحظه می‌باشد؛ موضوعی که با رصد ویدئویی از فضا مطابق با پروژه ماهواره جی‌او-3‌اِس امکان‌پذیر خواهد بود.»[/font][/size]

[size=3][font=tahoma,geneva,sans-serif]ماهواره زمین آهنگ جی‌او-3‌اِس با قرارگیری در ارتفاع 36000 کیلومتری بالای سطح زمین از یک بستر (پلت‌فرم) مجهز به یک تلسکوپ بزرگ تشکیل شده است. دریچه دیافراگم این تلسکوپ به قطر4/2 متر خواهد بود که از قطر دریچه دیافراگم تلسکوپ فضایی هرشل (به قطر 3/5 متر) که توسط همین شرکت برای سازمان فضایی اروپا ساخته شده و به مدت 3 سال است مورد بهره‌برداری قرار گرفته، بزرگتر است. هر ماهواره جی‌او-3‌اِس دارای توان دسترسی به یک چهارم سطح زمین برای مشاهده در طی روز بوده و می‌تواند در طی چند دقیقه به طور مستقیم مشاهدات خود از میدان دید 100 در 100 کیلومتری از سطح زمین را مخابره کند و به سرعت بر روی ناحیه دیگر متمرکز شود. این ماهواره همچنین می‌تواند به طور مستقیم تصاویر و ویدئو‌های خود را به ایستگاه زمینی مخابره کند. وضوح مشاهدات مستقیم این ماهواره در حد 3 متر خواهد بود. در صورت نیاز به دقت و وضوح بالاتر، می‌توان از هدایت و کمک دیگر ماهواره‌های واقع در مدارهای ارتفاع پایین برای تامین تصاویر دقیق‌تر استفاده کرد.[/font][/size]

[center][size=3][font=tahoma,geneva,sans-serif][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10198/FAS7-GO-3S-EADS_620x430.JPG[/img][/font][/size][/center]

[size=3][font=tahoma,geneva,sans-serif]نوبرت، یکی از مسئولان این پرژه، در مورد امکان‌سنجی این پرژه جدید می‌افزاید:«فناوری‌های اصلی برای این کار در هر دو زمینه سکو (پلت‌فرم) و فیلم‌برداری از چنین فاصله‌ای وجود دارد و ما تقریبا این دو فناوری را با همدیگر به‌کار گرفته‌ایم. آن‌ها در حال یکپارچه شدن بر روی یک ماهواره بزرگ هستند.» ماده کاربید سیلیکون یکی از اجزای حیاتی و ضروری آینه‌های تلسکوپ است؛ به گونه‌ای که به طور مثال، قادر به تضمین پایداری و دقت میکرومتری آینه، صرف نظر از اختلاف دمایی بین بخش‌های مختلف اجزای تلسکوپ است. فناوری‌های مورد استفاده برای سامانه، جهت‌گیری بسیار دقیق تلسکوپ را نسبت به منطقه هدف در شرایط محیطی فضایی ممکن ساخته و پایداری آن را در حین تصویربرداری تضمین می کند. جهت‌گیری دقیق دوربین در چنین سامانه ‌ای بسیار حیاتی است. چنین سامانه‌ای هم‌اکنون در ماهواره پلیداس1اِی؛ که توسط شرکت استریوم ساخته شده و در دسامبر 2011 پرتاب شد؛ مورد استفاده قرار گرفته است. اما از آنجا که قطر آینه تلسکوپ ماهواره پلیداس-1اِی تنها در حدود 650 میلی‌متر است، اصلاحاتی باید بر روی این ساختار و مطابقت پذیری با طرح جدید صورت پذیرد. ماهواره‌های پلیداس به آخرین نسل از فناوری‌های فضایی نظیر جایرو-فیبراپتیکی و جایروهای کنترل گشتاور تجهیز شده‌اند.[/font][/size]
[size=3][font=tahoma,geneva,sans-serif]این پروژه همچنین یک وسیله برای کاربرد فناوری‌های جدید که گام بزرگی در جهت مشاهدات زمین با وضوح بالا، خواهد بود. در سایه این ماهواره، استریوم در زمینه کنترل فعال تلسکوپ‌های فضایی، پیشرفت‌های مهمی را تجربه خواهد کرد. نوآوری و ابتکار به کار رفته در این سامانه هرگونه تغییر شکل بسیار جزئی آینه‌های بزرگ تلسکوپ را ناشی از شرایط محیط فضایی به طور فعال خنثی نموده و کنترل می‌کند، که این امر مانع از افت کیفیت تصاویر تهیه شده توسط تلسکوپ می‌گردد.[/font][/size]

[size=3][font=tahoma,geneva,sans-serif]کابردهای نظامی نیز برای ماهواره جی‌او-3اس متصور است. رئیس بخش توسعه و راهبرد دفاعی شرکت استریوم می‌گوید:«در زمینه دفاعی ماهواره‌ها تقریبا یکی از اجزای حیاتی و اساسی عملیات نظامی هستند؛ به طور مثال در طی عملیات نظامی غرب در لیبی، ماهواره فرانسوی هلیوس-1‌اِی به طور گسترده‌ای به منظور مقاصد جاسوسی، آمادگی برای ماموریت‌های هوایی و بررسی نتایج این حملات و ماموریت‌ها مورد استفاده قرار گرفت. در بحث‌های نظامی نیاز زیادی به پایداری و مداومت مشاهده جاسوسی - که ماهواره جی‌او-3اس تامین می‌کند - وجود دارد. چنین ظرفیتی می‌تواند مکمل داده‌های تامین شده توسط دیگر سامانه‌های ماهواره‌ای باشد. به طور مثال رصد (مانیتورینگ) پیوسته اجسام متحرک و جابجایی‌های طرف مقابل در نبرد توسط این سامانه جدید به‌راحتی در دسترس خواهد بود.»[/font][/size]
[size=3][font=tahoma,geneva,sans-serif]همچنین کاربردهای غیرنظامی این سامانه قابل توجه و راهگشا خواهد بود. مدیریت بحران‌های طبیعی، امنیت اتفاقات بزرگ، شناسایی و بررسی تغییرات زیستگاه‌هاو... همچنین این ماهواره‌ها می‌توانند در بخش نظارت بر انرژی و نگهبانی زیرساخت‌ها مورد استفاده قرار گیرند. نظارت بر شبکه‌های بزرگ آینده میدان‌های باد (توربین‌های بادی در آینده یکی از منابع اصلی تامین کننده انرژی مورد نیاز بشر خواهد بود) یا نیروگاه‌های حرارتی که در مناطق مختلف زمین ساخته خواهند شد و نیازمند محافظت و رصد دائم خواهند بود. پروژه استریوم همچنین در حوزه رسانه جذابیت‌های خاص خود را خواهد داشت، مخصوصا برای شرکت‌هایی که تصاویر و ویدئوهای آنلاین را از زمین برای کانال‌های تلویزیونی و اینترنت تامین می‌کنند.[/font][/size]

[size=3][font=tahoma,geneva,sans-serif]رئیس بخش توسعه و راهبردهای دفاعی شرکت استریوم می‌افزاید: «ما در حال حاضر در حال شناسایی مشتری‌های آینده این طرح هستیم که شامل سازمان‌ها و شرکت‌های دولتی و خصوصی در اروپا و سایر نقاط جهان می‌باشد». همچنین بحث‌های مربوط به یافتن سرمایه‌گذارهای دولتی و خصوصی برای این پروژه به طور جدی در حال پیگیری است. سازمان فضایی فرانسه، در حوزه فنی یکی از شرکای جدی این پروژه محسوب می‌شود. ماهواره جی‌او-3اس دارای وزن 8840 کیلوگرم (4900 کیلوگرم وزن خشک) و به ارتفاع 10/3 متر در پیکربندی پرتاب خواهد بود.[/font][/size]

[center][size=3][font=tahoma,geneva,sans-serif][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10198/go-3s.jpg[/img][/font][/size][/center]

[size=3][font=tahoma,geneva,sans-serif][b]معرفی کاربید سیلیکون[/b][/font][/size]
[size=3][font=tahoma,geneva,sans-serif]بشر امروز، گرایش فوق‌العاده‌ای به جهان اطراف خود داشته و به دنبال راه‌هایی برای کسبی اطلاعات دقیق از جهان پیرامون خود است. منشاء پیدایش کهکشان‌ها و اجرام آسمانی، گستردگی جهان آفرینش، حیات در فضا و هزاران موضوع دیگر از مباحثی است که ذهن بشر را بیش از پیش درگیر نموده است. جست‌وجو در اعماق فضا و کنکاش در اینگونه مسائل نیازمند ابزار‌های دقیق و پیچیده مشاهده در فضا عمیق است. تلسکوپ فضایی هابل از اینگونه ابزارها بود که دید بشر را نسبت به این مسائل باز کرد و با تصویربرداری دقیق از فضای عمیق، جواب برخی از سوال‌هایی در این حیطه را برای بشر به ارمغان داشت . اما این تلسکوپ فضایی محدودیت‌هایی هم داشت. برای بدست آوردن تصاویر با وضوح و دقت بالاتر، عدسی تلسکوپ فضایی باید تا حد ممکن بزرگ باشد. اگرچه، افزایش اندازه عدسی منجر به افزایش تصاعدی وزن شده که خود یک گزینه منفی در ماموریت‌های فضایی است. بنابراین، جست‌و‌جو برای یافتن موادی با ویژگی‌های خیلی خوب اپتیکی، مکانیکی، حرارتی و وزنی از جمله راهکارهای فائق آمدن بر مشکل افزایش وزن در چنین حالاتی است. کاربید سیلیکون یکی از موادی است که چنین ویژگی‌های برتری را داراست. همچنین این عنصر مقاومت خوبی را در برابر ذرات فضایی داراست. به طور کلی این عنصر جدیدترین (سومین نسل) از مواد سازه آینه‌های فضایی تبدیل شده است. [/font][/size]
[size=3][font=tahoma,geneva,sans-serif]کاربید سیلیکو‌ن متشکل از عناصر کربن و سیلیکون می‌باشد. شکل طبیعی آن در نتیجه واکنش الکتروشیمیایی بین شن و کربن در دمای بسیار بالا تولید می‌شود. امروزه، کاربید سیلیکون، به طور صنعتی برای کاربردهای متنوعی از جمله تولید سرامیک‌های با ویژگی‌های مکانیکی برجسته، تولید می‌شود. این ماده به عنوان اولین انتخاب برای کاربردهای سنجش از دور فضاپایه مطرح شده است.[/font][/size]

[size=3][font=tahoma,geneva,sans-serif]کاربید سیلیکون از ساختارهای چهار وجهی سیلیکون و کربن که با اتصال‌های بسیار قوی به یکدیگر، شبکه کریستالی را تشکیل می‌دهند که در نتیجه یک ساختار سخت و قوی را سبب می‌شود.[/font][/size]
[size=3][font=tahoma,geneva,sans-serif]خصوصیات مکانیکی و حرارتی این ماده در جداول زیر ارائه شده است. چگالی کاربید سیلیکون با چگالی آلومینیوم قابل مقایسه بوده اما سبک‌تر از آن است. آینه‌های کاربید سیلیکونی نسبت به آینه‌های شیشه‌ای به مراتب وزن پایین‌تری دارند و در یک اندازه مشابه، به تعداد نقاط پشتیبان کمتری برای دستیابی به پیچش مورد نظر نیازمند هستند.[/font][/size]

[center][size=3][font=tahoma,geneva,sans-serif][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10198/25466468546.jpg[/img][/font][/size][/center]
[center][size=3][font=tahoma,geneva,sans-serif][b]خصوصیات مکانیکی کاربید سیلیکون در مقایسه با دیگر مواد[/b][/font][/size][/center]

[center][size=3][font=tahoma,geneva,sans-serif][IMG]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10198/56746463546464.jpg[/IMG][/font][/size][/center]
[center][size=3][font=tahoma,geneva,sans-serif][b]خصوصیات حرارتی کاربید سیلیکون در مقایسه با دیگر مواد[/b][/font][/size][/center]

[size=3][font=tahoma,geneva,sans-serif]برخی ویژگی‌های منحصر به فرد کاربید سیلیکون:[/font][/size]
[size=3][font=tahoma,geneva,sans-serif]- حساسیت پایین به تغییر شکل حرارتی (سی‌تی‌ئی پایین و ضریب حالت پایدار)، که بدین معنی است تحت تغییرات دمایی شدید، تغییر چندانی نمی‌کند و در برابر این تغییرات دمایی پایدار است.[/font][/size]
[size=3][font=tahoma,geneva,sans-serif]- مقاومت مکانیکی زیاد[/font][/size]
[size=3][font=tahoma,geneva,sans-serif]- وزن سبک[/font][/size]
[size=3][font=tahoma,geneva,sans-serif]- دارای خصوصیات ایزوتروپی بالا[/font][/size]
[size=3][font=tahoma,geneva,sans-serif]- برخلاف دیگر کاربیدها، با اکسیژن ترکیب نمی‌شود.[/font][/size]
[size=3][font=tahoma,geneva,sans-serif]- نسبتا هزینه پایینی دارد (در حدود 30 تا 90 دلار در هر کیلوگرم)، که برای اجزای بزرگ و یا با حجم بالا مناسب‌تر است.[/font][/size]

[size=3][font=tahoma,geneva,sans-serif]هرچند، کاربید سیلیکون شکننده و گرایش به شکنندگی بالایی دارد و علاوه بر این در ساختارهای با پیچیدگی کم کاربرد دارد. از طرف دیگر، آینه‌های کاربید سیلیکونی نیازمند دیواره بزرگ ضخیم و سازه پشتیبانی باز می‌باشند. بدین منظور، فیبر کربن برای تقویت آن به کار می‌رود. از این ماده مرکب می‌توان در طراحی و ساخت سازه‌های سه بعدی پیچیده، و آینه‌های سبک وزن تلسکوپ‌های فضایی استفاده کرد.[/font][/size]

[size=3][font=tahoma,geneva,sans-serif]تالیف: امیر کریمی[/font][/size]

[size=3][font=tahoma,geneva,sans-serif]منبع: ماهنامه صنایع هوافضا - شماره 93 - آبان 92 -صفحات 18 الی 21[/font][/size]