شهاب‌سنگهای مهاجم

سطح ماه بسیار بیش از آنچه تا کنون تصور می‌شده است، توسط سنگهای آسمانی بمباران می‌شود. نتایج تحقیقات تجربی بیل کوک (Bill Cooke)، رئیس بخش سنگهای آسمانی ناسا و تیم همراهش بعد از ثبت دو برخورد بزرگی که در 17 نوامبر 2006 بر سطح ماه مشاهده گردید، نشان می‌دهد که تعداد برخوردهای ثبت شده در سال گذشته چهار برابر آنچه شبیه‌سازیها نشان می‌دهند بوده است. چنین بمباران سختی می‌تواند برنامه‌هایبلند‌پروازانه سکونت در سطح ماه را با چالشی بزرگ روبرو نماید. بیل کوک در این زمینه می‌گوید: "ما از حدود یک سال پیش تا کنون که کار رصد سطح ماه را آغاز نموده‌ایم،12 برخورد ثبت شده در لیست خود داریم که این تعداد حدوداً 4 برابر آن‌چیزی است که مدل‌سازیهای کامپیوتری ما پیش‌بینی می‌کردند."

نقشه شماتیک 12 برخورد ثبت شده توسط تیم بیل کوک بر سطح آبله گون ماه‏

حدود یک ماه پیش زمین از میان ابری از پسماندها و غبار به جا مانده از دنباله دار 55پی/تمپل تاتل (55P/Tempel-Tuttle) گذر کرد. این اتفاق هر سال در اواخر آبان ماه روی می‌دهد و در نتیجه بارش شهاب‌سنگی بسیار زیبا و معروفی به نام بارش شهابی اسدی میهمان هزاران چشم مشتاق می‌شود.ماه نیز از این باران شهاب‌سنگی بی‌نصیب نمی‌ماند. تفاوت در اینجاست که سنگهای مذکور در جو زمین سوخته و با نور خود آسمان زیبایی را برای ما به ارمغان می‌آورند اما ماه فاقد جو محافظی مانند اتمسفر زمین است و بنابراین هر سنگ آسمانی سرگردانی که در دام گرانش ماه گرفتار می‌شود، لاجرم به سطح آبله‌گون آن برخورد خواهد نمود. بیشتر آنچه به سطح ماه برخورد می‌کنند، ابعاد بسیار کوچکی در حد دانه شن دارند و برخورد آنها به سختی احساس می‌شود. سنگهای بزرگتر اما در برخورد با ماه گودالهای برخوردی بزرگ و کوچکی را به وجود می‌آورند. برخورد سریع این اجرام به سطح ماه باعث ایجاد انفجار و تشعشع امواجی می‌شود که به ابعاد، سرعت و جنس مواد بستگی دارد. نور برخی از این برخوردها از زمین نیز دیده می‌شوند.

در 27ام آبان ماه گذشته زمانی که ماه از میان مدار تمپل-تاتل گذر می‌کرد، گروه همکاران بیل کوک، دو تلسکوپ بازتابی 14 اینچی خود را که در مرکز پروازهای فضایی مارشال مستقر می‌باشند به سمت بخش تاریک تنها قمر طبیعی زمین نشانه رفتند. پس از گذشت تنها 4 ساعت ، آنها دو برخورد واضح را در فیلمی که از دهانه تلسکوپها ضبط می‌کردند، مشاهده نمودند.

درخشندگی برخورد اول که در اقیانوس پراکلاروم (دریای طوفانها) روی داد از قدر 9 بود. برخورد دوم که در مناطق مرتفع ماه و نزدیک دهانه گوس اتفاق افتاد، درخشنده‌تر از اولی ظاهر شد و دارای قدری از درجه 8 بود.

کوک در این رابطه می‌گوید:" انفجارهایی که ما ثبت کردیم در اثر برخورد شهاب‌سنگهایی با قطر متوسط 5 تا 8 سانتیمتر به سطح ماه به وقوع پیوسته بودند و انرژی برخوردی آنها معادل 0.3 تا 0.6 مگاژول و یا به زبان ساده‌تر معادل انفجار 80 تا 160 کیلوگرم تی‌ان‌تی بوده است."

انرژی عظیمی که در اثر برخورد یک شهابسنگ 3 سانتیمتری آزاد می‌شود ناشی از سرعتبسیار زیاد این اجرام فضایی است. در مورد نمونه خاصی که مربوط به پسماندهای ناشی از دنباله‌دار تمپل-تاتل می‌باشد، سرعت مداری آنها بالغ بر232000 کیلومتر بر ساعت است. برخورد با جسمی بسیار کوچک که چنین سرعتزیادی دارد انرژی عظیمی تولید خواهدکرد که پرتوافشانی آن حتی از پس لایه‌های ضخیم جو زمین نیز قابل رویت است.
 

در این تصویر نور حاصل از برخورد شهاب سنگ را در نزدیکی دهانه گوس و به قدر 8 مشاهده می کنید

برای مقایسه بد نیست بدانید زمانی که کاوشگر فضایی اسمارت-1 در 12 شهریور 1385 طی یک عملیات از پیش طراحی شده با سطح ماه برخورد کرد (اسمارت-1 خود را وقف دانش بشری کرد)، انرژیی معادل شهابسنگهای مورد اشاره آزاد نمود. اسمارت-1 که اولین کاوشگر آژانس فضایی اروپا esa به منظور کاوش و بررسی سطح ماه بود حدود 350 کیلوگرم وزن داشت و محموله اصلی آن، مکعبی به اضلاع یک متر بود.

از آبان 1384 که تیم بیل کوک ماه را زیر نظر گرفته‌اند تا این لحظه حدود 12 برخورد(با در نظر گرفتن دو برخورد اخیر) ثبت شده است. بیشتر این برخوردها در اثر سنگهای سرگردانی بوده که به ابر غباری به جا مانده از دنباله‌داری نظیر تمپل-تاتل مربوط نمی‌شوند. کوک تخمین می‌زند که چنانچه دائماً سطح ماه را رصد نمایند، به ازای هر چهار ساعت مشاهده، حداقل یک برخورد درخشان ثبت خواهد شد. این موضوع بسیار عجیب به نظر می‌رسد چرا که تخمین فوق بیش از چهار برابر بهترین مدل‌سازیهای کامپیوتری است که تا کنون به کار می‌رفته‌اند. کوک اشاره می‌کند که مشکل اصلی به مدل آماری داده شده به کامپیوتر مربوط می‌شود. این مدل بر اساس مشاهداتی که از سطح زمین صورت گرفته است بنا شده و مطمئناً با آنچه واقعاً در سطح ماه روی می‌دهد متفاوت است. بنابراین ما احتیاج داریم که مدت زمان بیشتری را به مشاهده مستقیم سطح ماه اختصاص دهیم. به این ترتیب ما قادر خواهیم بود مدلی دقیقتر و مطمئنتر از چگونگی برخورد سنگهای آسمانی با ماه ارائه دهیم.

به نظر می‌رسد با توجه به برنامه‌های آتی ناسا جهت ایجاد پایگاه‌های فضایی در سطح ماه و اعزام فضانوردان به آنجا، باید اطلاعات بیشتری درباره برخورد سنگهای آسمانی با سطح ماه جمع‌آوری شود. تجهیزات گران قیمتی که با هزینه‌های سرسام‌آور به سطح ماه فرستاده می‌شوند و جان پرارزش فضانوردان به مراقبت کاملی احتیاج دارد که تنها در سایه اطلاعات به دست آمده از چنین مطالعاتی مقدور خواهد بود.

سنگهای آسمانی علاوه بر مخاطره برخورد مستقیم، خطرات جانبی و غیر مستقیمی نیز دارند. یکی از خطرات غیر مستقیم برخورد یک سنگ آسمانی کوچک در نزدیکی محل اقامت فضانوردان، گرد و غبار فراوانی است که ممکن است بر سطح اقامتگاه‌های فضایی و یا ابزار و تجهیزات فضانوردان فرود آید. این موضوع علاوه بر کاهش راندمان صفحات خورشیدی خطر بسیار مهیب دیگری را نیز به دنبال دارد. در زمین، اتمسفر با جذب بسیاری از تشعشعات پر انرژی و مهلک خورشید، آفتابی درخشان و مطبوع را به ما هدیه می‌دهد، اما در ماه شرایط به گونه دیگری است و در طول روز، تمام طول موجهای تابشی خورشید از طیف رادیویی تا امواج پر انرژی گاما، سطح ماه را دائماً برشته می‌کنند. در چنین شرایطی سطوح تیره با جذب انرژی تابشی به سرعت و شدت داغ شده و دمای سطحی آنها بالا می‌رود. واضح است که گرد و غبار به هوا برخواسته در اثر برخورد یک شهاب سنگ آسمانی به دلایل گفته شده بسیار خطرناک خواهد بود.

23ام و 24ام آذر ماه جاری، بار دیگر زمین و به طبع آن ماه از میان ابر غباری دنباله‌دار دیگری به نام فایتون (ارابه‌ران)خواهد گذشت. کوک و تیمش در آن زمان ماه را به دقت رصد خواهند کرد تا از کمیت و کیفیت برخوردهای احتمالی اطلاعات جدیدی کسب نمایند.

در جست‌و‌جوی زمین‌های دیگر؛ فضاپیمای «کوروت» به فضا پرتاب شد

فضاپیمای COROT به عنوان اولین فضاپیمایی که قرار است به شناسایی سیارات شبیه به زمین در خارج از منظومه شمسی ما بپردازد، عصر چهارشنبه با یک موشک «سایوز» به فضا پرتاب شد. به گزارش ایسنا، «کوروت» در ساعت 15 و 23 دقیقه به ازپایگاه فضایی روسیه در بایکونور قزاقستان به وسیله موشک SAYUZ-2-1b به مدار تعیین شده منتقل شد. این فضاپیما به مدار قطبی 827 کیلومتر بالای زمین منتقل خواهد شد و در این مدار به مدت دو سال و نیم بر روی میدان‌های ستاره‌یی تحقیق و بررسی خواهد کرد. در این ماموریت COROT همه جای فضا را در جست‌وجوی سیاره‌های شبیه به زمین زیر پا می‌گذارد. این فضاپیما به دنبال سیاره‌هایی خواهد بود که در آنها حیات شبیه به زمین وجود دارد و اندکی بزرگتر از کره زمین باشند. این ماموریت چند ملیتی که به سرپرستی آژانس ملی فضایی فرانسه (CNES) و با همکاری شش شریک بین‌المللی از جمله آژانس‌های فضایی اروپا (اسا)، اتریش، اسپانیا، آلمان، بلژیک و برزیل انجام می‌شود، همچنین به کشف اسرار درونی ستاره‌یی کمک خواهد کرد. ین روکس برگ، استاد نجوم در دانشگاه کوئین ماری در لندن و عضو هیات علمی COROT در آژانس فضایی روسیه در این باره اظهار داشت: ما 25 سال منتظر انجام چنین ماموریتی در فضا بوده‌ایم. وی افزود: این ماموریت نخستین ماموریت فضایی است که به جست و جوی سیاره‌ها در اطراف سایر ستاره‌ها که طبیعی شبیه به سیاره زمین دارند، می‌پردازد. ما باید بتوانیم سیاراتی را پیدا کنیم که دو برابر بزرگی زمین را داشته باشند. این فضاپیما به دنبال سیاره‌هایی خواهد بود که در آنها حیات شبیه به زمین وجود دارد و اندکی بزرگتر از کره زمین باشند. یان همچنین خاطر نشان کرد: ما همچنین به بررسی تعداد قابل توجهی ستاره‌ها خواهیم پرداخت تا نسبت به ساختارهای درونی آنها و چگونگی تکامل آنها در طول زمان آمادگی پیدا کنیم. این فضاپیما از مجموعه PROTEUS است و مجهز به یک تلسکوپ بی‌کانون به قطر 27 سانتیمتر و یک دوربین 4-CCD است که این دوربین نسبت به انواع ظریف و کوچک شدت نور از ستاره‌ها حساس است. به گفته دانشمندان، در حال حاضر دانش بشر درباره اگزوسیارات به اندازه زمین (سیاراتی که در بیرون از منظومه شمسی هستند) بسیار محدود است. تاکنون کوچکترین سیاره خارجی که شناسایی شده حدود پنج برابر بزرگتر از سیاره زمین است. شناسایی سیاراتی شبیه به زمین برای شناسایی حیات احتمالی بیرون از این کره خاکی امری ضروری است. فضاپیمای «کوروت» به کمک تجهیزاتی که دارد می‌تواند تغییر بسیار ظریف در درخشندگی در ده‌ها هزار ستاره‌ای که مشاهده می‌کند، شناسایی

تعطیلات در فضا، از رویا تا واقعیت

از زمان تحقق رویای دیرین انسان در تسخیر فضا این رویا همچنان در ذهن بسیاری باقیست ‏که روزی به فضا سفر کنند.‏

دستیابی به وسیله نقلیه‌ای که با هزینه‌ای مناسب قابلیت بردن و بازگرداندن انسان را به فضا ‏داشته باشد، مطلوب و مدنظر توسعه دهندگان صنعت فضا بوده است. اگرچه فناوری لازم برای رفتن ‏انسان به فضا وجود دارد ولی این فناروی به گونه‌ای نیست که بتوان از آن در ابعاد گسترده برای ‏دیدن و لمس فضا توسط افراد عادی جامعه استفاده کرد. شاتل‌های فضایی ایالات متحده, کپسول ‏سایوز روسیه و در این اواخر موشک شنژوی چین، تنها وسایل نقلیه فضایی موجودی هستند که ‏قابلیت بردن انسان را به فضا دارند. قیمت این وسایل بسیار بالا و در حدود 20 میلیون دلار برای دو ‏هفته اقامت در فضاست که این میزان بسته به این که چقدر ارزش دلار افت کند، می‌تواند به 100 ‏میلیون دلار نیز برسد. ‏ بخش‌های مصرفی این وسایل در جو می‌سوزند و یا به زباله فضایی تبدیل می‌شوند که ساخت ‏مجدد را الزام‌آور و در نتیجه هزینه را زیاد می‌کنند و بخش‌های قابل استفاده مجدد آنها (مانند ‏بخش اصلی فضاپیمای شاتل) قیمت بسیار بالایی دارند. علاوه براین که وسیله‌ای مانند شاتل را پس ‏از هر پرواز باید مورد بازسازی و تعمیر قرار داد و از این وسیله نمی‌توان در مدت زمان کوتاه به ‏صورت متوالی استفاده کرد. ‏

شاید اگر شاتل چلنجر، حامل اولین مسافر زمینی، شارون کریستا مک اولیف، در 28 ژانویه ‏‏1986 منفجر نمی‌شد، تاریخ در جهت تحقق آروزی بسیاری سمت و سو می‌گرفت که آرزوی رفتن ‏به فضا را در سر دارند. آن زمان ناسا برنامه‌ای را تحت عنوان "دستیابی عموم به مسافرت و ‏گردشگری فضایی" راه‌اندازی کرده بود که با سفر یک معلم به فضا آغاز می‌شد و قرار بود با ارسال ‏یک خبرنگار، هنرمند، و نمایندگانی از سایر اقشار مردم ادامه یابد و کم کم توسعه پیدا کند. ‏

پس از حادثه چلنجر مردم به نوعی پذیرفتند که این کار، یعنی رفتن به فضا و ماجراجویی‌های ‏فضایی، تنها مخصوص فضانوردان است. ‏ اما پیش از این حادثه و پس از آن نیز تلاش‌هایی در بخش توسعه وسیله نقلیه مناسب جهت ‏مسافرت‌های فضایی در جریان بوده است. در دهه 1960، پروژه‌های متعددی در مورد ترابرهای ‏فضایی وجود داشت. این ترابرهای فضایی اغلب دومرحله‌ای بودند و خلبان‌ها هدایت آنها را به عهده ‏داشتند. در آن زمان عقیده بر این بود که این پروژه‌ها عملی هستند ولی احتیاج به برنامه‌ای دارند ‏که ایجاد و پیاده‌سازی فناوری آنها را میسر سازد. اما به دلایل مختلف این اهداف هرگز دنبال نشدند. در طی این سال‌ها بسیاری از معیارهای ‏مربوط به وسایل نقلیه فضایی با قابلیت استفاده مجدد مشخص شدند. اما تعداد اندکی از این ‏معیارها تا مرحله ساخت پیش رفتند.‏

درسال 1979 نیز طرح‌هایی برای ایجاد و توسعه ماژولی در محفظه بار شاتل ارائه ‌شد که ‏قابلیت حمل 74 مسافر را داشته باشد. در آن زمان- بر این اساس که سالی 12 پرواز نیز انجام ‏گیرد- قیمت 6/3 میلیون دلار برای هر مسافر تخمین زده شد که قیمت قابل ملاحظه‌ای است. اما ‏اولین وسیله نقلیه فضایی با قابلیت استفاده مجدد اکس- 15 بود. ‏

اکس-15 نقطه اوج برنامه اکس بود. برنامه اکس ناسا که شروع آن به دهه 1940، پیش از آغاز ‏عصر فضا، باز می‌گردد، برنامه‌ای جهت توسعه هواپیماهای فوق پیشرفته‌ای بود که قابلیت صعود به ‏ارتفاعات بالا و رسیدن به سرعت‌های بسیار زیاد را داشته باشند. اکس عنوانی برگرفته از وسایل ‏نقلیه پروازی تجربی است.‏‎ ‎

در سال 1947, اکس-1 اولین هواپیمایی بود که دیوار صوتی را شکست. در طی 20 سال، ‏برنامه اکس شاهد جهشی 6 برابر در سرعت وسایل نقلیه خود بود. تعدادی از خلبانان زندگی خود را ‏در پروازهای آزمایشی با فضاپیماهای خطرناک این برنامه از دست دادند. اولین پرواز اکس-15 در ‏سال 1959 انجام گرفت. سه هواپیما از همین نوع جمعاً 199 پرواز را تا سال 1968 انجام دادند. ‏

اکس-15 هواپیمای موشکی ‌شکل تک‌سرنشینی بود که پیشرانش آن به جای موتور جت به ‏وسیله راکت تأمین می‌شد. این وسیله را هواپیمای بی-52 تا ارتفاع 45،000 پایی حمل می‌کرد و ‏اکس-15 در ارتفاع 60 مایلی از مرز فضا عبور می‌کرد. بالاترین ارتفاعی که این هواپیما به‌ آن دست ‏یافت، 67 مایل و بالاترین سرعت، 7/6 ماخ بود. پس از انجام مأموریت, هواپیما در باند معمولی فرود ‏می‌آمد.‏

دی‌سی-اکس یکی دیگر از وسایل نقلیه برنامه اکس و هدف از توسعه آن، ساخت وسیله ‏نقلیه‌ای تک‌ مرحله‌ای به ‌مدار با قابلیت استفاده مجدد بود. اولین پرواز دی‌سی-اکس در اوت سال ‏‏1993 انجام شد که در نوع خود موفقیتی چشمگیر محسوب می‌شد. دی‌سی-اکس به ‌مدت 2 سال, ‏‏8 پرواز آزمایشی انجام داد، اما سرانجام به‌دلیل عدم تطابق با معیارهایی که لاکهیدمارتین تعیین ‏کرده بود مورد پذیرش قرار نگرفت. ادامه طرح تحت عنوان دی‌سی-اکس‌آ به‌صورت جدی‌تری آغاز ‏شد. اما این وسیله هنگام پروازی آزمایشی سقوط کرد و منفجر شد. ‏

پس از جنگ سرد، و پایان پذیرفتن رقابت سیاسی سنگین فضایی بین دول قدرتمند شرق و ‏غرب، همکاری و مشارکت بین‌المللی در فعالیت‌های فضایی در جهان وارد عرصه جدیدی شد و این ‏همکاری‌ها فرصتی ایجاد کرد که به مسائل و موضوعاتی که مدت زیادی کنار گذشته شده بود، در ‏ابعاد جهانی به صورتی نو نگاه شود. در آن زمان می‌بایست از فناوری پیشرفته‌ای که طی سال‌ها در ‏بخش دولتی به دست آمده بود استفاده درستی انجام می‌گرفت. یکی از بهترین راه‌ها مشارکت ‏بخش خصوصی در برنامه‌های فضایی بود.‏

درسال 1996 برنامه اکس-33 که ناسا قرارداد ساخت آن را با شرکت لاکهید‌مارتین بسته بود, ‏علنی شد. قرارداد برنامه‌‌های اکس-33 و اکس-34 را ناسا با دو شرکت لاکهیدمارتین و اوربیتال ‏ساینس منعقد کرد و هدف از آن در نهایت دستیابی به فضاپیمای قابل استفاده مجدد و مقرون به ‏صرفه‌ای بود که قابلیت انجام ماموریت‌های سرنشین‌دار را داشته باشد. همچنین قرار بود فناوری ‏قابلیت استفاده مجددی که در این برنامه‌ها حاصل می‌شود در اختیار بخش خصوصی قرار گیرد تا ‏این بخش آن را در توسعه فضاپیمایی تحت عنوان ونچراستار (مکمل اکس-33) جهت حمل مسافر ‏به کار گیرد. پس از صرف میلیون‌ها دلار برای توسعه، این برنامه‌‌ها شکست خوردند. ‏ اما تلاش برای ساخت فضاپیمای ارزان‌قیمت مناسب حمل انسان که بتوان از آن در برنامه‌های ‏فضایی مختلف استفاده بهینه به عمل آورد، به این فعالیت‌های تا میزان زیادی بی‌سرانجام ختم ‏نشد.‏

با گرم‌تر شدن بحث‌هایی پیرامون تجاری‌سازی فضا توجه به ساخت وسایل نقلیه کم هزینه با ‏قابلیت استفاده مجدد از سوی شرکت‌های بزرگ و کوچک صنعتی در چارگوشه جهان رو به افزایش ‏گذاشت و این شرکت‌ها با هیجان و علاقه زیادی مشغول طراحی انواع مختلفی از این وسایل شدند. ‏در این بین، برنامه‌هایی مانند برگزاری مسابقه اکس‌پرایز از سوی موسسه‌ای خصوصی باعث رونق ‏کار و تشویق شرکت‌هایی شد که به این موضوع علاقه‌مند بودند. رقابت در بین تیم‌های شرکت ‏کننده در این مسابقه، در سال‌های آخر قران پیش و اوایل قرن جدید، دیدنی بود. هر یک از تیم‌ها ‏نهایت تلاش خود را مبذول می‌داشت تا زودتر از بقیه با به پرواز درآوردن فضاپیمای خود جایزه ده ‏میلیون دلاری مسابقه را کسب و از آن مهم‌تر نام خود را در تاریخ ثبت کند.‏

سرانجام در 4 اکتبر 2004، اسپیس‌شیپ‌1 ‏‎(SS1)‎، با پرواز تاریخی خود به این آرزوی دیرین ‏پاسخ گفت. اسپیس‌شیپ‌وان، فضاپیمایی ساخت یکی از تیم‌های شرکت کننده در مسابقه ‏اکس‌پرایز، اولین فضاپیمای سرنشین‌داری شد که در بخش خصوصی و نه با هزینه‌های دولتی به ‏مرز فضا رسید. این پرواز که به ارتفاع 328000 پایی انجام شد، با پرواز دومی که طی کمتر از دو ‏هفته انجام شد، رسیدن به جایزه ده میلیون دلاری اکس‌پرایز را ممکن کرد. ‏

علاوه بر احراز شرایط دریافت جایزه اکس، برایان بینی، خلبان این وسیله، رکورد 22 اوت سال ‏‏1963 خلبان ژوزف واکر را که با هوافضاپیمای اکس-15 به ارتفاع 354200 پایی رسیده بود، ‏شکست. پرواز با اسپیس‌شیپ‌1 برایان بینی، او را تا ارتفاع 6/69 مایلی یا 367442 پایی بالاتر از ‏سطح زمین حمل کرد. این پرواز، مقارن با 47امین سالگرد پرتاب ماهواره روسی اسپوتنیک، در ‏اولین روز هفته جهانی فضای آن سال انجام شد. ‏

سفینه فضایی1 یا ‏SpaceShipOne‏ که یک راکت سرنشین‌دار زیرمداری است و ساخت آن ‏‏25 میلیون دلار هزینه دربر داشته است، در واقع مرحله دوم فضاپیمایی است که برت راتن، از ‏طراحان بلندآوازه هواپیماهای خارق‌العاده جهان، آن را طراحی کرده است. هواپیمای حامل سفینه ‏فضایی1، با عنوان شوالیه سفید یا وایت نایت White Knight‎، آن را تا ارتفاع 50.000 پایی ‏حمل می‌کند. 50 دقیقه پس از برخاستن، سفینه از هواپیمای حامل جدا می‌شود و با بهره‌گیری از ‏توان راکت خود به سمت استراتوسفر صعود می‌کند. ‏

شرکت امریکایی اسکیلد کامپوزیتز، به سرپرستی برت راتن، 21 ژوئن 2004، آخرین پرواز ‏آزمایشی وسیله سرنشین‌دار خود را با موفقیت به انجام رساند. این پرواز به عنوان اولین پرواز ‏سرنشین‌دار یک سفینه فضایی خصوصی به فضا، در تاریخ ثبت شد. پرواز روز 21 ام ژوئن سفینه ‏فضایی1، شرایط مسابقه انصاری اکس پرایز را احراز نمی‌کرد، به این دلیل که تنها حامل خلبان بود ‏و جرمی معادل دو نفر دیگر را حمل نمی‌کرد، اما برای تیم آقای راتن، قدمی بزرگ در راه رسیدن به ‏جایزه 10 میلیون دلاری بنیاد انصاری اکس پرایز بود.‏

چندی پیش از پروازهای آزمایشی این وسیله، اداره هوانوردی فدرال ایالات متحده، ‏FAA، به ‏اسپیس‌شیپ1، برای یک دوره یک ساله، جهت انجام پروازهای زیرمداری گواهینامه پرواز داده بود. ‏اسکیلد کامپوزیتز ـ که پل آلن، میلیارد معروف امریکایی و از بنیان‌گذاران شرکت مایکروسافت، ‏سرمایه‌گذار آن است ـ اولین نهاد غیر دولتی بود که موفق به دریافت چنین گواهینامه‌ای شد.‏

فضاپیمای ‏SS1‎‏ در زیر شکم هواپیمای حامل شوالیه سفید، حمل می‌شود. شوالیه سفید، ‏هواپیمایی تحقیقاتی با یک خلبان و دو موتور توربوجت و قادر است که در ارتفاعات بالا به انجام ‏مأموریت بپردازد. اولین پرواز این هواپیما در اول اوت 2002 انجام گرفت. این هواپیما به کیفیت ‏پروازی تمام سیستم‌های ‏‎ SS1‎به جز پیشرانش راکت، تجهیز شده است. کابین هواپیما، اویونیک، ‏سیستم‌های پشتیبانی حیات، سیستم‌های سرمازا، تعادل، سیستم داده‌ها، و اجزای سیستم الکتریکی ‏عیناً همان‌هایی هستند که در ‏SS1‎‏ نصب شده است. ‏

شوالیه سفید، ‏SS1‎‏ را در ارتفاع 50.000 پایی رها می‌کند. سپس ‏SS1‎‏ با شتابی معادل 3 تا 4 ‏جی، به‌صورت عمودی صعود می‌کند. موتورهای هیبریدی، 65 ثانیه پس از احتراق، سرعت فضاپیما ‏را به ماخ 5/3 می‌رسانند. فضاپیما پیش از سقوط آزاد در بازگشت به زمین، در امتداد 100 ‏کیلومتری پرواز می‌کند. ‏

قبل از بازگشت به جو زمین، خلبان دو دم ‏SS1‎‏ را به حالت عمودی باز می‌کند. شیوه ‏فدرینگ، فضاپیما را بدون اینکه نیاز به وارد کردن ورودی از سوی خلبان باشد، پایدار می‌کند. ‏کاهش شتاب در هنگام بازگشت به جو در حدود 5 جی است. پس از بازگشت به جو زمین، خلبان ‏دم را از حالت عمودی به افقی بازمی‌گرداند و ‏SS1‎‏ در باند فرود، گلاید می‌کند.‏

نسبت تراست به وزن بالا و ترمز‌های بزرگ سرعت شوالیه سفید، این امکان را برای فضانوردان ‏فراهم می‌کند که تمرینات پروازی مانند مانورهای صعود عمودی، پیشروی و فرود را در محیطی ‏بسیار واقعی بیاموزند. بنابراین این هواپیما با دقت بالایی، سیمولاتور متحرک را برای خلبان آموزشی ‏SS1‎‏ ایجاد می‌کند. ‏

پیش از پرواز 4 اکتبر، ‏SS1‎، پروازهای آزمایشی زیادی را طی مراحل مختلف در صحرای ‏موهاوی آمریکا انجام داده بود. ساخت این وسیله از سال 2001 و آزمایش‌های بخش‌های مختلف ‏آن از سال 2002 آغاز شد. ابتدا اجزا و قطعات آزمایش شدند و سپس وایت نایت پروازهای آزمایشی ‏خود را شروع کرد. پس از آنکه هواپیمای حامل پروازهای آزمایشی خود را با موفقیت پشت سر ‏گذاشت، ‏SS1‎‏ و وایت نایت پروازهای آزمایشی توأمان خود را شروع کردند. در این آزمایشات در ‏ابتدا ‏SS1‎‏ با گلاید کردن از هواپیمای حامل رها می‌شد. ‏

تقاضای مشهودی که برای پروازهای توریستی به فضا در بین مردم وجود دارد باعث شکل‌گیری ‏بنیاد اکس پرایز شد و این بنیاد در صدد است با اختصاص جایزه به شکل‌گیری پروازهای تجاری ‏فضایی برای مردم، کمک کند. ‏



یکی از مهمترین دلایلی که هوانوردی را به صنعتی 250 میلیارد دلاری تبدیل کرده است، ‏جوایزی بوده که در این مسیر به پیشگامان آن اهدا شده است. بنیاد اکس پرایز در سنت لوئیس ‏ایالت میسوری امریکا واقع شده است. هدف این بنیاد، توسعه وسایل نقلیه فضایی است که نقل و ‏انتقال ارزان‌قیمت مردم به فضا را فراهم کنند. در حقیقت پروازهای فضایی تجاری مقرون به‌صرفه ‏در جهت ارائه خدمات گردشگری فضایی از مهمترین اهداف این بنیاد است. اکس پرایز جایزه‌ای 10 ‏میلیون دلاری است که از سوی این بنیاد برای ترغیب و تشویق سازندگان، طراحان و سایر ‏علاقه‌مندان به ساخت اولین فضاپیمای خصوصی سرنشین‌دار در نظر گرفته شد. ‏

پیتر دیامندیس بانی‎ ‎و رئیس بنیاد اکس‌پرایز، این بنیاد را در سال 1995 به همین منظور در ‏سنت لوئیس میسوری که یکی از اولین مراکز ابداعات هوافضا است، تأسیس کرد. این مؤسسه در ‏‏18 مه 1996 جایزه‌ای 10 میلیون دلاری تحت عنوان مسابقه اکس- پرایز برای اولین سازندگان ‏سفینه فضایی، که قابلیت سفر زیرمداری و حمل مسافر را داشته ‌باشد، درنظر گرفت. پس از تقبل ‏این جایزه از سوی خانواده انصاری، نام بنیاد به انصاری اکس‌پرایز تغییر یافت.‏ خانواده انصاری پس از تقبل این مبلغ گزاف نام خود را در صنعت خصوصی فضاپیمایی به جاودانگی ثبت کردند. پس از آن سفر انوشه انصاری به ایستگاه بین المللی فضایی و با هزینه شخصی گام دیگری بود که تا نام این خانواده عاشق فضا از زبانها نیافتد.

اکس پرایز پس از اُرتیگ پرایز که در دهه 1920 به همت هتل‌داری به‌نام ریموند ارتیگ ترتیب ‏داده شده بود، بنیانگذاری شد. ارتیگ قصد داشت روابط بین ایالات متحده و فرانسه را که پس از ‏جنگ اول جهانی کمی تیره شده بود سامان بخشد. به همین دلیل، وی اعلام کرد به اولین گروهی ‏که فاصله بین پاریس و نیویورک را بدون توقف با هواپیما طی کند جایزه‌ای نقدی به ارزش 25000 ‏دلار اعطا خواهد کرد. 9 تیم چیزی در حدود 16 برابر مبلغ جایزه در این راه خرج کردند. ‏

در سال 1927، چارلز لیندبرگ‎ ‎جایزه ارتیگ را برد. زمانی که وی تصمیم گرفت این مسیر را با ‏هواپیمای تک موتوره تک‌سرنشین طی کند کمترین انتظاری نمی‌رفت که موفق شود. این در حالی ‏بود که سایر گروه‌ها اغلب با هواپیماهای سه موتوره دونفره پرواز می‌کردند. پرواز لیندبرگ استنباط ‏و تصور مردم را درباره هوانوردی تغییر داد. هم‌اکنون این صنعت به صنعتی چند میلیارد دلاری ‏تبدیل شده است.‏ بنیاد اکس پرایز نیز در نظر دارد چنین برنامه‌ای را در مورد گردشگری فضایی به نتیجه برساند.‏

لیندبرگ در شهر سنت لوئیس زندگی می‌کرد و کپسول‌های مِرکوری و جِمینی که برای فرود ‏انسان بر روی کره ماه مورد استفاده قرار گرفتند در همین شهر ساخته شدند. در سال 1925، 9 تن ‏از اهالی سنت‌لوئیس تحت عنوان روح سنت لوئیس، چارلز لیندبرگ را حمایت و ترغیب می‌کردند. ‏اکس‌پرایز نیز با 100 عضو تحت عنوان روح تازه سنت لوئیس، کار خود را آغاز کرد. ‏ شرایط ذکر شده برای وسیله نقلیه‌ای که مشمول دریافت جایزه می‌شد، به قرار زیر بود:‏

• فضاپیما باید با بودجه شخصی ساخته شود و جایزه به پروژه‌های دولتی تعلق نمی‌گیرد.‏

• حداقل سه مسافر را به ارتفاع حداقل 100 کیلومتری ببرد و به بهترین صورت بازگرداند.‏

• حتماً قابلیت استفاده مجدد داشته و قادر به دو پرواز در طی14روز باشد.‏

واضح است که هدف این ارگان ترغیب طراحان به ایجاد سیستم حمل و نقل کارآمد عمومی ‏فضایی است. پیتر دیامندیس، رئیس و بنیانگذار بنیاد غیرانتفاعی انصاری اکس‌پرایز، یکی از اهداف ‏این ارگان را "تغییر این باور عمومی که پروازهای فضایی تنها در انحصار دولت‌ها و فضانوردان ‏قدیمی است" عنوان کرده است. وی زمینه‌های مأموریت این مؤسسه را به‌صورت زیر توضیح ‏می‌دهد:‏

• ایجاد رقابت و سرعت‌بخشیدن به‌ساخت فضاپیماهای کم‌هزینه، جهت سفر، گردشگری و ‏تجارت.‏

• ایجاد برنامه‌هایی برای کمک به عموم مردم درجهت آگاهی از مزایای مسافرت فضایی ‏کم‌هزینه.‏

• ایجاد فرصتی برای مردم، برای تجربه ماجراجویی‌های فضایی به‌صورت واقعی.‏

گردشگری فضایی در ابعاد وسیع به وقوع نمی‌پیوندد، مگر آنکه ناوگان مسافرتی فضایی به ‏صورتی ایمن و قابل دسترس ایجاد شود و علاوه بر آن هزینه سفر به فضا به ازای هر نفر کاهش یابد ‏و به حد و اندازه‌ای معقول که از جانب تعداد بیشتری از مردم قابل پرداخت باشد برسد. در صورت ‏تحقق این امر در مقایسه با سفرهای ناوگان شاتل فضایی امروز که سالی چند پرواز است, شاهد ‏سفرهای توریستی درهر هفته و یا حتی هر روز خواهیم بود.‏

پرتاب به مدار، به شتابی با ماخ 26 نیاز دارد. برای رسیدن به این شتاب باید به ازای هر مسافر ‏‏10 تن سوخت مصرف کرد. اهمیت و یا ایراد این موضوع از نظر اقتصادی مطرح می‌شود. علاوه ‏براین، تا زمانی که مردم به گردشگری فضایی به صورت یک موضوع تازه و نو نگاه می‌کنند، سؤالاتی ‏زیادی در این زمینه از جانب آنها مطرح می‌شود که نیاز به پاسخگویی دارد و تا زمانی که این ‏موضوع به اندازه کافی برای مردم روشن نشده است، پیشرفت نیز در این زمینه غیرممکن و یا بسیار ‏کند خواهد بود.‏

این موضوع در حال حاضر نسبت به 4 دهه گذشته به طور چشمگیری تغییر کرده است. تفاوت ‏امروز با چهار دهه گذشته, در مسائل اساسی اقتصادی، پارامترهای سیاسی و اقتصادی وابسته، هم ‏در ممالک پیشرفته و هم در کشورهای در حال توسعه قابل مشاهده است. در ممالک صاحب ‏فناوری فضایی در حال حاضر تلاش می‌شود که علایق و توانایی‌های دولت و نیز عامه مردم در ‏جهت همسو کردن فعالیت‌ها در زمینه پرواز فضایی انسانی و در زمینه گردشگری فضایی به کار ‏گرفته شود.‏

بازار سرویس‌ها و یا خدمات حمل و نقل با تقاضای مشتری شکل می‌گیرد. پیشرفت این بازار ‏نیز با پتانسیل تقاضاهای جدید حاصل می‌شود. اما فقط در زمینه‌هایی سرمایه‌گذاری می‌شود که ‏پیش‌بینی بازاری بزرگ با تقاضای زیاد وجود داشته باشد. در غیر این صورت ریسک آن پذیرفته ‏نمی‌شود و سرمایه گذاری انجام نمی‌گیرد.‏

حمل و نقل فضایی نیز از همان قوانین پیروی می‌کند: بازار پرتاب ماهواره‌ها باعث پیدایش ‏پرتاب‌کننده‌های مصرفی شد. چراکه تا قبل از آن تنها موشک‌هایی برای اهداف نظامی طراحی شده ‏بودند. واضح است که پیدایش و توسعه وسایل پرتابی قابل استفاده مجدد بسیار مقرون‌به‌صرفه‌تر ‏است و هزینه دستیابی و پرتاب به فضا را بسیار کاهش خواهد داد. ولی هزینه توسعه این وسایل ‏بسیار بالاست و تا زمانی که بازاری بزرگ و به عبارت واضح‌تر تقاضا برای پرتاب وجود نداشته باشد ‏‏(تقاضایی بالاتر از تقاضای موجود) توسعه این وسایل مقرون به صرفه نخواهد بود (مگر آنکه هزینه ‏توسعه این وسایل با هزینه‌ای زیر 1 میلیارد دلار انجام گیرد). ‏

تنها بازاری که می‌توان برای چنین تقاضاهای بالقوه‌ای در نظر گرفت، مسافرت‌های فضایی ‏است. تحقیقات انجام شده نشان داده است که مردم به این موضوع بسیار علاقه‌مندند و در حقیقت ‏تقاضای بالقوه‌ای برای این امر وجود دارد و مردم حتی حاضرند با پرداخت هزینه‌های بالا به فضا ‏سفر کنند. اما این موضوع تا به امروز از سوی دولت‌ها و سازمان‌های فضایی مورد توجه جدی قرار ‏نگرفته است.‏

از سوی دیگر، اشتیاق مردم هنوز با باور عمومی همراه نشده است. بسیاری این امر را غیرواقعی ‏و یا دست‌نیافتنی تلقی می‌کنند. بنابراین، نیاز به آموزش‌های وسیع و همه‌جانبه در این باره غیرقابل ‏انکار است، که هم به سؤالات مردم پاسخ داده شود و هم این موضوع از جانب آنها مورد پذیرش قرار ‏گیرد و انگیزه آنها را برای سفر به فضا افزایش دهد. اشتیاق مردم، تلاش بیشتر شرکت‌ها و در نهایت ‏توجه افزون‌تر دولت‌ها را باعث خواهد شد، که نتیجه‌گیری را در این‌باره تسریع خواهد کرد. ‏

اگرچه طراحی و ساخت فضاپیماها و وسایل پرتابی قابل استفاده مجدد مستلزم ‏سرمایه‌گذاری‌های کلان است اما تنها راهی که مردم بتوانند ـ به‌‌صورت اقتصادی ـ به فضا سفر ‏کنند، چه برای گردشگری و چه به منظور سایر اهداف، ساخت و توسعه این وسایل به‌صورتی است ‏که بتوانند مانند خطوط هوایی امروز کار کنند. علاوه بر این، برای استفاده‌های تجاری از فضا ساخت ‏وسایل نقلیه با قابلیت استفادة‌ مجدد, اجتناب‌ناپذیر است. موشک‌های یک‌‌بارمصرف فعلی نمی‌توانند ‏جوابگوی این هدف باشند, چرا که ابداً مقرون‌به‌صرفه نیستند. ‏

باید توجه کرد که سرعت لازم برای پرش زیرمداری در مقایسه با سرعت مورد نیاز برای رفتن ‏به مدار, بسیار کمتر است. برای پرش‌زیرمداری به سرعتی حول و حوش 1 کیلومتر برثانیه نیاز ‏داریم, درحالی که برای رفتن به مدار, سرعتی معادل 8/7 کیلومتربرثانیه لازم است. بنابراین، ساخت ‏وسیله نقلیه مورد نیاز برای هریک از این دو منظور با دیگری تفاوت زیادی خواهد داشت. بسیاری از ‏شرکت‌های ساخت وسایل نقلیه فضایی, روی طراحی و ساخت وسیله نقلیه‌ای که قابلیت پرش ‏زیرمداری داشته باشد, کار می‌کنند. چنین وسیله‌ای علاوه بر استفاده در سفرهای فضایی, می‌تواند ‏در رفت ‌و آمدهای پرسرعت زمینی- مثل طی‌کردن فاصله بین تهران تا توکیو ظرف 45 دقیقه- و ‏نیز در مرحله ابتدایی پرتاب ماهواره به‌کار گرفته شود.‏

یکی از مهمترین مسائل در توسعه فضاپیماهای مختص گردشگری، مساله ایمنی است؛ چرا که ‏حادثه‌ای ناگوار، هرچند کوچک، در مراحل اولیه می‌تواند منجر به عکس‌العمل‌های تند عمومی شود. ‏

یک طوفان عظیم خورشیدی در راه است

بررسیها نشان می دهد که اکنون یعنی در سال 2006 میلادی ما به نقطه حداقل فعالیتهای ‏خورشیدی رسیده ایم و باید منتظر آغاز دور جدیدی از فعالیتهای خورشیدی در چند ماه آینده ‏باشیم. دوره ای که طبق محاسبات منجر به یکی از عظیمترین فعالیتهای ثبت شده خورشید خواهد ‏شد. ‏ دیوید هاتاوی، فیزیکدان خورشیدشناسی که در مرکز پروازهای فضایی مارشال کار و تحقیق می ‏کند در این زمینه می گوید: "چنین به نظر می آید که طوفان بعدی بزرگترین فعالیت خورشیدی از ‏‏400 سال پیش به این طرف که فعالیتهای این ستاره ثبت و ضبط شده است، خواهد بود." اوج ‏فعالیتهای بعدی خورشید که دوره ای 11 ساله دارد، حدود سالهای 2010 و یا 2011 میلادی ‏خواهد بود. دیوید هاتاوی و همکارش رابرت ویلسون این پیش گویی را بر مبنای اطلاعات تاریخی ‏جمع آوری شده ای که تا این لحظه در دسترس است، انجام داده اند. نتایج این تحقیقات در ‏نشست اتحادیه ژئوفیزیکدانهای آمریکایی که هفته گذشته در سانفرانسیسکو برگزار گردید، ارائه شد.‏

حدود زمانی که طوفانی از جانب خورشید به میدان مغناطیسی زمین برخورد می کند، سپر مغناطیسی ‏زمین دچار آشفتگی می شود. با توجه به قدرت فورانهای خورشیدی، آشفتگی میدان مغناطیسی ‏زمین می تواند به قدری شدید شود که اثرات طوفان خورشیدی در زمین احساس شود. چنین ‏وضعیتی را اصطلاحاً طوفانهای ژئومغناطیسی می نامند. این طوفان مغناطیسی با توجه به قدرت و ‏شدت آن، قادر است باعث قطع جریان برق، مختل شدن سیستمهای الکترونیکی و انحراف عقربه ‏های قطب نما شود. شفقهای قطبی فراوان از زیباترین اثرات جانبی چنین طوفانهایی است.

هاتاوی و ویلسون با مطالعه آنچه از فعالیتهای میدان مغناطیسی زمین در 150 سال گذشته ثبت ‏شده بود به نتایج مفیدی رسیدند. اکنون آنها معتقدند که با اندازه گیری نوسانات میدان مغناطیسی ‏زمین می توان قدرت طوفان خورشیدی بعدی را 6 تا 8 سال پیش از رسیدن به اوج فورانها، پیش ‏گویی کرد.‏

در نمودار فوق خطوط مشکی نشان دهنده تعداد لکه های خورشیدی است که نسبت مستقیمی با ‏شدت فعالیتهای خورشیدی دارد و خطوط قرمز نمایانگر نوسانات میدان مغناطیسی زمین است. ‏

نوسانات میدان مغناطیسی زمین توسط اندازه گیری شاخص ‏IHV‏ محاسبه می شود. مبنای ‏محاسبات هاتاوی و ویلسون اندازه گیری های روزانه ای بوده است که از سال 1868 تا به امروز در ‏دو نقطه مقابل هم در زمین، (یکی در انگلستان و دیگری در استرالیا) انجام پذیرفته است.‏

همانطور که خطوط آبی نشان می دهند، اوج نمودار شاخص ‏IHV‏ که نشاندهنده نوسانات میدان ‏مغناطیسی زمین است با دقت 94 درصد، حدوداً 6 سال قبل از اوج فعالیتهای خورشیدی که در ‏اینجا با شاخص تعداد لکه های خورشیدی اندازه گیری شده، رخ می دهد.‏

هاتاوی و همکارش دلایل حاکم بر این تغییرات منظم در میدان مغناطیسی زمین که وابسته به ‏طوفانهای خورشیدی بعدی است را نمی دانند اما شکی نیست که این نظم برقرار است.‏

طبق محاسبات آنها طوفان بعدی خورشید در سال 2010 روی خواهد داد که پیش بینی می شود ‏بین 135 تا 185 لکه خورشیدی داشته باشد. اگر این پیش بینی درست از آب درآید، طوفان بعدی ‏خورشید یکی از قویترین طوفان هایی خواهد بود که در 50 سال گذشته و یا شاید در کل زمانی که ‏اندازه گیریها صورت پذیرفته است، روی خواهد داد.‏

ستاره شناسان از زمان گالیله تا امروز همواره تعداد لکه های خورشیدی را می شمارند. این اندازه ‏گیریها آنها را به این سمت رهنمون ساخت که فعالیتهای خورشیدی هر 11 سال یک بار اوج می ‏گیرد. به گونه غریبی چهار اوج ثبت شده در 50 سال اخیر در دسته 5 تایی فعالیتهای عظیم بوده ‏است. اوج 24ام که تخمین زده می شود در 2010 روی دهد نیز طبق پیش بینی ها به قدر کافی ‏قدرتمند خواهد بود تا در لیست بزرگها ثبت شود.‏

پیش از این نیز تیم تحت سرپرستی مااوسومی دیکپاتی با روش محاسباتی متفاوتی به نتیجه ‏مشابهی دست یافته بود. البته زمان اوج پیش بینی شده توسط آنها قدری دیرتر از آنچیزی است که ‏هاتاوی تخمین زده است.‏

مااوسومی دیکپاتی از مرکز ملی تحقیقات اتمسفری معتقد است: "اوج بعدی فعالیتهای خورشیدی ‏بین 30 تا 50 درصد قویتر از اوج قبلی خواهد بود." او معتقد است که چنانچه محاسبات درست از ‏آب درآیند، طوفان بعدی خورشید را می توان با طوفان عظیم سال 1958 مقایسه کرد. آن زمان ‏بشر به تازگی مرز فضا را پشت سر گذاشته بود و تلفنهای همراه هنوز وجود نداشتند. کشتی ها و ‏هواپیماها با ابزارهای ساده ای ناوبری می کردند و مخابرات بر اساس کابلهای مسی صورت می ‏پذیرفت. امروزه ما به شدت به ماهواره های مخابراتی، ناوبری و هواشناسی خود وابسته هستیم و در ‏دست بیشتر افراد بشر یک تلفن موبایل است که در هنگام یک طوفان خورشیدی عظیم مختل ‏خواهد شد. بشر امروزه حساس تر و تأثیر پذیرتر از 50 سال پیش می باشد. در سال 1958 ‏انسانهای عادی زمانی متوجه طوفان عظیم خورشیدی شدند که در برخی نواحی استوایی، شفقهای ‏قطبی رویت شد.‏

دیکپاتی سالها قبل دلیل چنین نوسان عظیمی در فعالیتهای خورشیدی را با مفهومی به نام "تسمه ‏نقاله خورشیدی" توضیح داده بود. جریان بسته و عظیمی از گازهای هادی الکتریسیته است که از ‏استوای خورشید به دو قطب آن جریان دارد. این کمربند الکتریکی آب و هوای خورشید و یا به ‏عبارتی شمار لکه های خورشیدی را کنترل می کند.‏

برای تشریح این پدیده ابتدا به خاطر آورید که لکه های خورشیدی در واقع غده های مغناطیسی ‏پیچیده ای هستند که حرکت بخش داخلی خورشید باعث پدید آمدن آنها می شود. آنها عمر ‏کوتاهی دارند و هنگامی که از بین می روند اثر مغناطیسی ضعیفی از خود بر جای می گذارند.‏

بخش بیرونی و سطحی تسمه نقاله خورشیدی پوسته این ستاره را جارو زده و میدان های ‏مغناطیسی ضعیف را با خود به قطبین حمل می کند. در آنجا این میدانها تحت تأثیر میدان ‏مغناطیسی ستاره قرار گرفته و به عمق 200.000 کیلومتری خورشید، جایی که دیناموی عظیم ‏خورشید آنها را تقویت خواهد کرد، فرو می روند. هنگامیکه میدانهای مغناطیسی ضعیف تقویت ‏شدند، مجدداً شناور شده و به سطح خورشید باز می گردند. به این ترتیب لکه های جدیدی شکل ‏می گیرند. تمام این فرآیند آنقدر آهسته صورت می گیرد که یک دور کامل آن حدود 40 سال طول ‏می کشد. البته سرعت حلقه بین 30 تا 50 سال متغیر می باشد.‏

هنگامیکه حلقه سریعتر می چرخد به این معنی است که میدانهای بیشتری را از سطح خورشید ‏جمع آوری می کند و در نتیجه اوج فعالیتهای بعدی میزبان تعداد بیشتری لکه است و بنابراین ‏طوفان بزرگتری در انتظار ما خواهد بود. اندازه گیریها نشان می دهد که تسمه نقاله خورشیدی در ‏سالهای 1986 تا 1996 سریعتر چرخیده است و بنابراین ما باید منتظر دوره اوج پر اتفاقی در ‏سالهای 2010 تا 2011 باشیم.‏

مانند پیشگویان دیگر، هاتاوی نیز با دیکپاتی در بعضی موارد موافق و در بعضی دیگر مخالف است. ‏هاتاوی مانند دیکپاتی معتقد است که فعالیتهای خورشیدی دوره بعدی بسیار زیاد خواهد بود اما ‏برخلاف نظر دیکپاتی که اوج فعالیتها را در سال 2012 پیش بینی می کند، هاتاوی عقیده دارد که ‏اوج فعالیتهای تنها ستاره منظومه ما در سالهای 2010 تا 2011 خواهد بود.‏

هاتاوی می گوید که: "من انتظار دارم در اواخر سال 2006 و یا اوایل سال 2007 اولین لکه های ‏دوره جدید فعالیتهای خورشیدی را مشاهده کنم و معتقدم که اوج این آغاز در زمانی بین سالهای ‏‏2010 تا 2011 خواهد بود."‏

آینده به ما خواهد گفت که چه کسی صحیحتر پیش بینی کرده بود اما موضوعی که قطعاً روی ‏خواهد داد این است که طوفان خورشیدی عظیمی در راه است.‏

نگاه اجمالی به علم ریاضی

 

دید کلی
پرسشی که بارها از سوی دانش آموزان ، دانشجویان و حتی دبیران مطرح می‌شود این است که چرا ریاضیات می‌خوانیم؟ یا چرا ریاضیات تدریس می‌شود؟ چرا باید ریاضیات مورد توجه قرار گیرد؟ یا اصولا ریاضیات چه نقشی در زندگی می‌تواند داشته باشد و سوالاتی از این قبیل. آنچه مسلم است این است که نمی‌توان به این پرسشها در قالب یک یا چند جمله پاسخ قانع کننده‌ای داد. به طور کلی در جدال انسان برای رسیدن به اهداف خود ریاضیات نقش اساسی داشته و تا حد اعجاب آوری در پیشرفت و رشد تکنولوژی و مسایل پزشکی و ارتباطات نقش چشمگیر و قابل ملاحظه و انکار ناپذیر دارد.
ویژگی های ریاضیات

* اولین ویژگی ریاضیات دقت است، کم و زیاد شدن یک صفر ، مثبت یا منفی در نظر گرفتن یک رقم ، پس و پیش کردن یک نماد ، اضافه کردن یک کلمه و … هر کدام می‌تواند مساله‌ای را به جوابی دیگر رساند یا صورت مساله را عوض کند.

* دومین ویژگی ریاضیات ، خلاصه گویی و استفاده از مطالب ، قضیه‌ها و مساله‌های اثبات شده به عنوان ابزارهایی برای حل مساله‌های جدید است و این که همواره به دنبال داده‌های صحیح و کوتاه باشیم.

جنبه‌های مختلف ریاضیات
ریاضیات به عنوان یک ابزار
یعنی وسیله‌ای برای توصیف و تجزیه و تحلیل و انتقال آن ، به دلیل گنگ و نامفهوم بودن زبانهای معمولی.
ریاضیات به عنوان یک موضوع
ریاضیات علاقه می‌آفریند و لذت می‌بخشد و ارزش مطالعه محض و مستقل از کاربرد دارد که خود جنبه آزادی اندیشه را از قید زمان و مکان می‌طلبد چرا که در بسیاری از موارد مطالعات در خارج از فضای سه بعدی و در فضاهای آفریده شده توسط ریاضیدان صورت می‌گیرد. بطوری که بیشتر مفاهیم مهم ریاضی به واسطه همین ، امروز کاربرد زیادی پیدا کرده‌اند. همان طور که در ساختن بدن سالم نیاز به ورزش مکرر فیزیکی داریم.
ریاضیات به عنوان یک علم
یعنی از دیدگاه کاربردی که نقش و ارزش آن در جوامع کنونی بشری روز به روز مورد توجه قرار گرفته است و کاملا محسوس می‌باشد.
ریاضیات به عنوان یک مساله تربیتی
برای پرورش ونظم فکری و بالابردن قدرت اندیشه و استدلال منطقی همچنین رشد قوه خلاقیت ذهنی که شاید این جنبه از ریاضیات مهمترین هدف از تدریس آن می‌باشد.
ریاضیات از دیدگاه دانشمندان

* گالیله می‌گوید: اصول ریاضیات الفبای زبانی است که خداوند جهان را با آن نوشته است و بدون کمک آنها درک یک کلمه هم غیر ممکن است. و انسان بیهوده در راهروهای تاریک و پر پیچ و خم سرگردان است.

* لیوناردو داوینچی معتقد است که: هیچ دانشی را نمی‌توان دانش واقعی دانست مگر این که به صورت ریاضیات متجلی شود.

* واجر بیکن معتقد است که: ریاضیات دروازه علوم است غفلت از ریاضیات به همه دانشها لطمه می‌زند زیرا کسی که علوم دیگر را نمی‌تواند درک کند و اشیای دیگر جهان را نمی‌شناسد. و بدتر از آن کسانی که نادانند نمی‌توانند جهالت خود را درک کنند.

* کانت می‌گوید: در هر بخش از علوم فیزیکی به معنای عام آن قدر از علم واقعی است که در آن ریاضیات وجود دارد یعنی علوم منهای ریاضیات یعنی هیچ.

فرجام سخن
بنابراین اگرفردی به هر دلیل در رسیدن به هدف از ریاضی کمک نگیرد، وظیفه خود را انجام نداده است و همچنین اگر شخصی توانایی را در این مورد بدست نیاورد نه تنها توفیقی به دست نمی‌آورد، بلکه در زندگی اجتماعی نیز از طریق راههای سالم پیروزی چشمگیر نخواهد داشت. می‌توان نتیجه گرفت که ریاضیات غذای مغز است. که باید بطور حساب شده به مغز برسد. همچنین ریاضیات مانند غلتکی است که جاده ناهموار و سنگلاخ علم را صاف و ناهموار می‌سازد تا دیگر علوم در گذر زمان سرعت بیشتری بگیرند.

ریاضیات در زندگی و عمل

 

ریاضیات و زندگی
علم لقمه برگرفتن از سفره طبیعت است . و ریاضی زاییده احتیاجو در آغازمبتنی بر تجربه. ریاضیات انعکاس دنیای واقعی در ذهن ماست. به عقیده بعضی‌ها :ریاضیات زیباترین زبان برای توصیف طبیعت و روابط بین پدیده‌های طبیعی است.
سیلوستر می‌گوید:”ریاضیات ،مطالعه شباهتها در تفاوتها و مطالعه تفاوتها درشباهتهاست.”
علت اساسی موفقیت ریاضیدانان در آفریدن علمی به این زیبایی که عمیق‌ترین معرفت بشری شمرده می‌شود:سخت‌گیری بدون بخشش کوچکترین خطاها در کنار روش و معیارهای منطقی آنها به همراه جدیت ، خلاقیت ، به غایت اندیشیدن و نیز بلند پروازی و جسارت شکستن هر چه موجود است. به هر قسمت از زندگی که کنجکاوانه و با دقت بنگریم ، اثر مستقیم یا غیر مستقیم ریاضیات در آن مشاهده می‌کنیم. نمونه آن کشف اخیر این مساله توسط دانشمندان است که :” یکی از انواع حشرات که بر روی شاخ و برگ درختان لانه سازی می‌کند، روش کارش بر اساس یک فرمول پیچیده ریاضی است.”
در حالت کلی ریاضیات راه های متعددی برای باز شدن فکر در اختیار ما قرار دارد که از مهمترین آنها مطالعه ی ریاضیات از جمله شاخه ی تر کیبیات است.ریاضیات این کمک را به ما میکند تا مشکلات و موضوعات زندگی را بهتر و راحت تر تجزیه و تحلیل کنیم.
آمارهای جهانی نشان می دهد طلاق در خانواده هایی که حداقل یکی از همسران ریاضی خوانده است در مقایسه با سایر خانواده ها بسیار کمتر است.

ریاضیات و علوم
اکثر ریاضیدانان بگونه طبیعت شناس هستند یا اینکه هم فیزیکدان و هم ریاضیدان هستند. یعنی فیزیکدانان برای حل مشکلی از طبیعت یا بررسی مسایل طبیعی به ریاضیات مراجعه نموده‌اند.
بنابرین با ابزار ریاضی و ذهن خلاق فیزیکی میتوان پرده از خیلی مبهمات و مجهولات برداشت و ریاضی فیزیکی شد.
و به کشفهای بزرگی دست یافت که الگوی دانشمندان هم این بوده‌ است.
پس علوم مختلف بهم تنیده شده و مکملهای همدیگرند.
رشد یکی به دیگری وابسته هست و لازم پیشرفت در یک شاخه از علم پیشرفت در شاخه ای دیگر هم هست. مثالهای زیر این مسیله را برای ما روشن تر میکند.

کارل فردریک گوس (۱۷۷۷-۱۸۵۵) روی نقشه های جغرافیایی کار می گرد. با روش گوس توانستند بسیاری از نقشه های جغرافیایی را نقشه برداری اصلاح کنند. ولی این روش که برای تهیه و تصحیح نقشه های جغرافیایی در نظر گرفته شده بود، برای حل مساله ی حرکت آب در اطراف یک جسم و یا حرکت هوا در اطراف بال هواپیما هم به کار گرفته شد.
می بینید، ریاضیات سالها از صنعت جلوتر است و انسان می تواند به یاری ریاضیات مساله های پیچیده ی صنعت را حل کند. به کمک یک نظریه ی ریاضی که پیش تر کشف شده بود توانستند مساله های عملی مهمی را حل کنند.
جیمس کلارک ماکسول (۱۸۳۱-۱۸۷۹) فیزیکدان انگلیسی، قانون نوسان های الکترو مغناطیسی را به یاری معادله های ریاضی بیان کرد. او با روش خالص ریاضی نتیجه گرفت و ثابت کرد موجهای الکترو مغناطیسی با سرعتی نزدیک به سرعت نور منتشر می شوند. در ضمن ماکسول تاکید کرد در طبیعت به جز موج های کوتاه، موجهای الکترومغناطیسی بلند هم وجود دارند. پیش بینی ماکسول به حقیقت پیوست و ۲۵ سال بعد، موجهای رادیویی کشف شدند. در زمان ما دقت فیزیک امروزی متوجه ذره های بنیادی است که مهم ترین آنها الکترون، پروتون و نوترون هستند. ولی آیا شما می دانید همه ی این ذره های بنیادی پیش از مشاهده پیشگویی و بعد کشف شدند. نخستین ذره ی بنیادی یعنی الکترون را ژوزف جان تامسون، فیزیکدان انگلیسی (۱۸۵۶-۱۹۴۰) کشف کرد ولی پیش بینی آن را ج بستون، فیزیکدان ایرلندی در سال ۱۸۷۲ و سپس هلمهولتس (۱۸۲۱-۱۸۹۲) فیزیکدان و ریاضیدان آلمانی در سال ۱۸۸۱ کرده بودند.
مساله ای به نام حرکت ذره های ریز- الکترون ها، پروتونها، نوترونها و . . . وجود دارد که بررسی آن، قانون تغییر ذره ها را در شرایط متفاوت مشخص و تنظیم می کند. در این بررسی بسیاری از پدیده های مربوط به فیزیک اتمی و فیزیک هسته ای روشن می شوند. این بررسی به صورت یکی از شاخه های فیزیک ر آمده است و به نام مکانیک “کوانتایی” معروف است.
بسیاری از کشف های مربوط به مکانیک کوانتایی و بسیاری از قانون های آن براساس پیشگویی های نظری و بر اساس نظریه ها و روش های ریاضی به دست آمده اند. دانشمندان هم براساس همین پیشگویی های نظری، بررسی ها و پژوهش های آزمایشی خود را انجام دادند و در نتیجه مساله های زیادی روشن و قانون های بنیادی مهمی تنظیم شدند.
آیا تنها در مکانیک کوانتایی است که در آغاز به یاری ریاضیات، حکم نظری تازه و تازه تری را کشف کردند و سپس از راه آزمایش آنها را تایید کردند؟
در زمینه ی سینماتیک گازها هم پیش تر به صورت نظری، بستگی بین درجه ی حرارت، مالش (اصطکاک) دایمی گازها و ارزش نسبی و مجرد انتشار ثابت با هدایت حرارت، محاسبه می شد و سپس بر اساس این محاسبه کشف های مهم و با ارزشی صورت گرفت.
موفقیت های تازه و کشف های جدیدی که در فیزیک، شیمی، اخترشناسی، زیست شناسی و سایر دانش های طبیعی و فنی به دست آمده اند. براساس تشکیل نظریه های تازه ی ریاضی و یا استفاده از نظریه های کهنه و فراموش شده ی ریاضی انجام گرفته است.

گشتی در ریاضیات

 

تاریخ پیدایش ریاضیات
سه قرن اول ریاضیات یونانی که با تلاشهای اولیه در هندسه برهانی بوسیله تالس در حدود ۶۰۰ سال قبل از میلاد شروع شده و با کتاب برجسته اصول اقلیدس در حدود ۳۰۰ سال قبل از میلاد به اوج رسید، دوره‌ای از دستاوردهای خارق العاده را تشکیل می‌دهد.

در حدود ۱۲۰۰ سال قبل از میلاد بود که قبایل بدوی “دوریایی” با ترک دژهای کوهستانی شمال برای دستیابی به قلمروهای مساعدتر در امتداد جنوب راهی شبه جزیره یونان شدند و متعاقب آن قبیله بزرگ آنها یعنی اسپارت را بنا کردند. بخش مهمی از سکنه قبلی برای حفظ جان خود ، به آسیای صغیر و زایر یونانی و جزایر یونانی دریای اژه گریختند و بعدها در آنجا مهاجرنشنهای تجاری یونانی را برپا کردند. در این مهاجرنشینها بود که در قرن ششم (ق.م) اساس مکتب یونانی نهاده شد و فلسفه یونانی شکوفا شد و هندسه برهانی تولد یافت. در این ضمن ایران بدل به امپراطوری بزگ نظامی شده بود و به پیروزی از یک برنامه توسعه طلبانه در سال ۵۴۶ (ق.م) شهر یونیا و مهاجرنشینهای یونانی آسیای صغیر را تسخیر نمود. در نتیجه عده‌ای از فیلسوفان یونانی مانند فیثاغورث موطن خود را ترک و به مهاجرنشینهای در حال رونق جنوب ایتالیا کوچ کردند. مدارس فلسفه و ریاضیات در “کروتونا” زیر نظر فیثاغورث در “الیا” زیر نظر کسنوفانس ، زنون و پارمیندس پدید آمدند.

در حدود۴۸۰ سال قبل از میلاد آرامش پنجاه ساله برای آتنیها پیش آمد که دوره درخشانی برای آنان بود و ریاضیدانان زیادی به آتن جذب شدند. در سال ۴۳۱ (ق.م) با آغاز جنگ “پلوپونزی” بین آتنیهای و آسپارتها ، صلح به پایان رسید و با شکست آتنیها دوباره رکورد حاصل شد.
ظهور افلاطون و نقش وی در تولید دانش ریاضی
اگرچه با پایان جنگ پلوپرنزی مبادله قدرت سیاسی کم اهمیت تر شد، اما رهبری فرهنگی خود را دوباره بدست آورد. افلاطون در آتن یا حوالی آن و در سال ۴۲۷ (ق.م) که در همان سال نیز طاعون بزرگی شیوع یافت و یک چهارم جمعیت آتن را هلاک رد و موجب شکست آنها شد، به دنیا آمد، وی فلسفه را در آنجا زیر نظر سقراط خواند و سپس در پی کسب حکم عازم سیر و سفرهای طولانی شد. وی بدین ترتیب ریاضیات را زیر نظر تیودوروس در ساحل آفریقا تحصیل کرد. در بازگشت به آتن در حدود سال ۳۸۷ (ق.م) آکادمی معروف خود را تاسیس کرد.

تقریبا تمام کارهای مهم ریاضی قرن چهارم (ق.م) بوسیله دوستان یا شاگردان افلاطون انجام شده بود. آکادمی افلاطون به عنوان حلقه ارتباط ریاضیات فیثاغورثیان اولیه و ریاضیات اسکندریه در آمد. تاثیر افلاطون بر ریاضیات ، معلول هیچ یک از کشفیات ریاضی وی نبود، بلکه به خاطر این اعتقاد شورانگیز وی بود که مطالعه ریاضیات عالیترین زمینه را برای تعلیم ذهن فراهم می‌آورد و از اینرو در پرورش فیلسوفان و کسانی که می‌بایست دولت آرمانی را اداره کنند، نقش اساسی داشت. این اعتقاد ، شعار معروف او را بر سر در آکادمی وی توجیه می‌کند: “کسی که هندسه نمی‌داند، داخل نشود.” بنابراین به دلیل رکن منطقی و نحوه برخورد ذهنی نابی که تصور می‌کرد مطالعه ریاضیات در شخص ایجاد می‌کند، ریاضیات به نظر افلاطون از بیشترین اهمیت برخوردار بود، و به همین جهت بود که جای پر ارزش را در برنامه درس آکادمی اشغال می‌کرد. در بیان افلاطون اولین توضیحات درباره فلسفه ریاضی موجود هست.
ادامه دهندگان مسیر افلاطون

* ایودوکسوس که هم نزد آرخوتاس و هم نزد افلاطون درس خوانده بود، مدرسه‌ای در سینویکوس در آسیای صغیر تاسیس کرد.
* منایخموس از معاشرین افلاطون و یکی از شاگردان ایودوکسوس ، مقاطع مخروطی را ابداع کرد.
* دینوستراتوس ، برادر منایخموس، هندسه دانی ماهر و از شاگردان افلاطون بود.
* تیاتیتوس ، مردی با استعدادهای خیلی عادی که احتمالا قسمت اعظم مطالب مقاله‌های دهم و یازدهم اقلیدس را نیز به او مدیونیم، یکی از شاگردان تیودوروس بود.
* ارسطو گرچه ادعای ریاضیدانی نداشت ولی سازمان دهنده منطقی قیاسی و نویسنده آثاری در باب موضوعات فیزیکی بود. وی تسلط خارق العاده‌ای بر روشهای ریاضی داشت.

مسیرهای تکامل ریاضیات در یونان
در تکامل ریاضیات طی ۳۰۰ سال اول ، سه خط سیر مهم و متمایز را می‌توان تشخیص داد.

* ابتدا ، بسط مطالبی است که در اصول مدون شد، که با توانایی توسط فیثاغورثیان شروع شد و بعدها بقرط ، ایودوروس ، تیاتیتوس ، دیگران مطالبی به آن اضافه کردند.

* خط سیر دوم شامل بسط مفاهیمی است در رابطه با بینهایت کوچکها و روندهای حدی و مجموع یابی که تا بعد از اختراع حساب دیفرانسیل و انتگرال در دوارن معاصر به وضوح نهایی دست نیافتند. پارادوکسهای زنون؛ روش افنای آنتیخوان و ایودوکسوس و نظر اتمی بودن جهان که به نام دموکریتوس مربوط است، به مسیر رشد دوم تعلق دارند.

* سومین مسیر تکاملی مربوط به هندسه عالی یا هندسه منحنیهایی بجز دایره و خط مستقیم و سطوحی غیر از کره و صفحه است. شگفت آنکه قسمت عمده این هندسه عالی در تلاشهای مستمر برای حل سه مساله ترسیم که امروزه هم مشهورند عبارتند از: تضعیف مکعب ، تثلیث زاویه و تربیع دایره اختصاص دارد.