باشگاه خبرنگاران جوان - بلند شدن یک فضاپیما از زمین اصلاً آسان نیست و این ماشین پیش از رسیدن به فضا چند مرحله را طی می‌کند. اولین گام برای درک فرایند‌های پرواز یک فضاپیما این است که بدانیم فضا از کجا آغاز می‌شود؟

چندی پیش گروهی از دانشمندان نقطه‌ای فرضی برای شروع فضا در نظر گرفتند و این نقطه را به وسیله یک خط فرضی به نام «خط کارمن» (Kármán line) نشانه‌گذاری کردند. این خط حول محور کره زمین می‌چرخد و حدود ۱۰۰ کیلومتر بالاتر از سطح زمین قرار دارد. ارتفاع این خط فرضی از سطح زمین به اندازه‌ای است که هواپیما پس از بلند شدن از باند فرودگاه به اندازه ۱۰ کیلومتر به سمت بالا پرواز کند. احتمالاً اکنون بسیاری از علاقه‌مندان به علوم فضایی این سؤال را مطرح می‌کنند که آیا می‌توان به وسیله هواپیما به فضا رفت؟ در ادامه پاسخ این سؤال را بیان می‌کنیم.

سفر به فضا با هواپیما امکان‌پذیر نیست

دلایل متعددی برای ناتوانی هواپیما‌ها برای سفر به فضا وجود دارد. هرچه در آسمان به سمت بالا حرکت می‌کنیم هوا رقیق‌تر شده و اکسیژن کمتری وجود دارد. یکی از عناصر ضروری برای احتراق در موتور هواپیما اکسیژن است و به همین دلیل این ماشین‌های پرنده در محلی که اکسیژن وجود نداشته باشد عملاً نمی‌توانند پرواز کنند. هوایی که انسان‌ها روی زمین تنفس و موتور اتومبیل‌ها و انواع وسایل نقلیه به وسیله آن کار می‌کنند از ۲۱ درصد اکسیژن تشکیل شده است.

فن‌های بزرگ موجود در موتور هواپیما اکسیژن هوا را به داخل موتور می‌کشند و پس از مخلوط کردن آن با سوخت جت، ترکیبی مناسب برای احتراق در موتور را مهیا می‌کنند. پس از انجام این فرایند هوای گرم با شدت و سرعت بسیار زیادی از انتهای موتور خارج شده و هواپیما به وسیله انرژی تولید شده از انفجار سوخت به سمت جلو حرکت می‌کند. در نتیجه حرکت هواپیمای در جایی که اکسیژن وجود ندارد مثل ادامه حیات یک جاندار در اتاقی خالی از هوا امکان‌ناپذیر است.

تفاوت موتور جت و موشک

موتور‌های موشک برای تأمین انرژی فضاپیما‌ها نیازی به دریافت اکسیژن از فضا ندارند، ولی موتور‌های جت که در هواپیما‌ها استفاده می‌شوند اکسیژن مورد نیاز خود را از هوا تأمین می‌کنند. سازمان‌های فضایی برای فراهم کردن شرایط پرواز موشک‌ها مخزن مخصوص اکسیژن را در بدنه فضاپیما تعبیه می‌کنند؛ بنابراین اکسیژن ضروری به منظور احتراق در موشک از طریق محفظه مخصوص به موتور ارسال می‌شود. در این شرایط موشک به‌راحتی از مدار زمین خارج شده و به سمت مقصد مورد نظر حرکت می‌کند.

اگرچه حمل مخزن اکسیژن برای موشک‌ها ضروری است، ولی امکان خروج از سیاره آبی را مهیا می‌سازد. البته چنین ویژگی‌ای بدون عیب نیست، زیرا تعبیه این مخزن فضای قابل توجهی از فضاپیما را اشغال کرده می‌کند. قطعاً یکی از دلایل ظرفیت بالای هواپیما‌ها برای حمل مسافر عدم وجود مخزن اکسیژن در این ماشین‌های پرنده است.

موتور موشک دقیقاً چگونه کار می‌کند؟

موتور‌های موشک با پرتاب گاز بسیار داغ پشت فضاپیما بر جاذبه زمین غلبه کرده و موشک را به سمت بالا هدایت می‌کنند. یعنی همانطور که موتور موشک گاز را به عقب می‌راند فضاپیما رو به بالا حرکت می‌کند. این فرایند نمونه‌ای از قانون سوم حرکت است. این قانون اولین بار توسط اسحاق نیوتن کشف شد و اکثر مردم آن را با نام قاعده عمل و عکس‌العمل می‌شناسند. نمونه بسیار ساده و قابل درک قانون سوم حرکت با ساخت موشکی دست‌ساز در خانه امکان‌پذیر است. برای این کار کافی است یک بادکنک را باد کرده و به وسیله یک جسم تیز آن را بترکانید. در مدت زمانی کوتاه بادکنک بدون وجود هیچ گونه سوختی پرواز کرده و دلیل این پرواز خروج شدید هوا از محل سوراخ شده است.

با توجه بدون به مطالب بیان شده اکنون بهتر و بیشتر از گذشته می‌توانیم فرایند پرواز موشک‌ها و هواپیما‌ها را درک کنیم. شاید در آینده‌ای نزدیک فناوری‌ای طراحی شود که روش تأمین اکسیژن در فضاپیما‌ها را به طور کلی تغییر داده و با حذف مخزن اکسیژن در موشک‌ها فضای بیشتری را برای اعزام انسان و تجهیزات تحقیقاتی به جهان خارج از کره زمین فراهم سازد.

منبع: آنا

انتهای پیام/