08-27-2011, 11:51 AM
سیستم فضاپيما
تلسکوپ فضایی هابل در عین حال یک فضاپيما هم هست بنابراین مانند هر فضاپیمای دیگری باید توانایی تامین انرژی الکتریکی مورد نیاز،ارتباط با زمین و تغییر مسیر را داشته باشد.
1)انرژی
تمامی ابزارها و کامپیوتر هایی که بر روی تلسکوپ فضایی هابل نصب شده اند نیاز به الکتریسیته دارند.این انرژی الکتریکی توسط دو صفحه ی خورشیدی بزرگ تامین می شود،هر صفحه در حدود 12.2متر است.این صفحه های خورشیدی نیرویی برابر با 2400 وات را تهیه می کنند که برابر با 60 لامپ 40 ولتی است.هنگامی که تلسکوپ در سایه ی زمین قرار دارد این انرژی الکتریکی توسط 6 باتری نیکل-هیدروژنی فراهم می شود که توان ذخیره ی این باتری ها برابر با توان ذخیره ی 20 باتری ماشین است.این باتری ها توسط صفحه های خورشیدی زمانی که تلسکوپ بار دیگر در معرض نور خورشید قرار می گیرد،شارژ می شوند.
2)ارتباطات
تلسکوپ باید این توانایی را داشته باشد که با کنترل کننده های زمینی ارتباط برقرار کند تا بتواند اطلاعات گرفته شده از جرم مورد رصد را برای آنها بفرستد و همچنین فرمان هایی را برای هدف بعدی دریافت کند.به این منظور HST از یک سری ماهواره های ارتباطی به نامTDRSS (Tracking and Data Relay Satellite System) استفاده می کند.این سیستم دقیقا همان سیستمی است که ایستگاه فضایی بین المللی(ISS) برای ایجاد ارتباط از آن استفاده می کند
1)نورهای ساطع شده از یک جرم سماوی توسطHST دریافت می شود 2)تبدیل به داده های دیجیتالی می شوند.این داده ها به ماهواره های در حال حرکت فرستاده می شود 3)سپس به پایگاه های دریافت زمینی درWhite Sands,N.M. منتقل می شوند4) White Sands,N.Mاین داده ها را به سهولت به مرکز کنترل پروازهای فضایی گدارد(Goddard ) در ناسا می فرستد 5)جایی که گردانندگانHST مستقر هستند.این داده ها توسط دانشمندان در انستیتو علوم تلسکوپ فضایی STSI(Space Telescope Science Institute) در بالتیمور مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد 6)اغلب اوقات،دستورات بهHST پیش از آنکه موعد رصد فرا رسیده باشد،فرستاده می شود با چنین کاری دستورات لازم در زمان واقعی در دسترس است.
3)هدایت
تلسکوپ زمانی که از یک جرم عکس می گیرد باید بر روی آن ساعت های طولانی با توجه به ابزار به کار گرفته شده ثابت بماند. با توجه به دور مداری تلسکوپ که در هر 97 دقیقه یک بار صورت می گیرد،این کار مانند این است که جرمی کوچک را در ساحل از عرشه ی کشتی دنبال کنید در حالی که کشتی از ساحل دور می شود و دائما بر روی امواج بالا و پایین می شود.
تلسکوپ برای اینکه بتواند بر روی یک جسم ساکن باقی بماند دارای سه سیستم همراه است:
ژیروسکوپ ها که حرکات کوچک و بزرگ را زیر نظر دارند،چرخ های واکنشی که تلسکوپ را حرکت می دهند و FGS ها که حرکات ریز و حساس را زیر نظر دارند.
ژیروسکوپ ها حیطه ی حرکتی تلسکوپ را زیر نظر دارند،مانند یک قطب نما حرکات تلسکوپ را حس می کنند،به کامپیوتر های پرواز می گویند که تلسکوپ در مسیر اشتباهی قرار دارد و از هدف در حال دور شدن است،سپس کامپیوتر پرواز،میزان جا به جایی و جهت آن را برای اینکه بر روی هدف باقی بماند را حساب می کند و پس از آن به چرخ های واکنشی دستور جا به جایی و حرکت تلسکوپ را می دهد.
تلسکوپ فضایی هابل نمی تواند مانند ماهواره ها برای هدایت از موتور های موشکی بهره ببرد زیرا گازهای خروجی از موتور در اطراف تلسکوپ جمع خواهند شد و مانع دید تلسکوپ می شوند.اما به جای آن، تلسکوپ از چرخ های واکنشی که در سه جهت z,y,x می چرخند،استفاده می کند.زمانی که تلسکوپ نیاز به جا به جایی پیدا می کند کامپیوتر پرواز به یک یا چند چرخ فرمان می دهد که در چه جهتی و با چه سرعتی بچرخند،بدین ترتیب نیروی کنش لازم برای حرکت فراهم می شود.طبق قانون سوم حرکت نیوتن (برای هر کنشی،واکنشی برابر اما در جهت مخالف وجود دارد) تلسکوپ در جهت مخالف چرخ ها برای رسیدن به هدفش می چرخد.
همان طور که قبلا ذکر شد،FGS ها تلسکوپ را بر روی هدفش با نشانه روی به سمت ستاره های راهنما نگه می دارند،دو تا از سه FGS ستاره های راهنمای اطراف هدف را در میدان دید مربوطه پیدا می کنند و زمانی که پیدا شد بر روی ستاره های راهنما قفل می شوند و اطلاعات را به کامپیوتر های پرواز می فرستند تا این ستاره ها را در میدان دید خود نگه دارند.FGS ها بسیار حساس تر از ژیروسکوپ ها هستند اما تنها ترکیب ژیروسکوپ ها و FGS ها است که می تواند تلسکوپ فضایی هابل را بدون توجه به حرکت مداریش ساعت ها بر روی هدف متمرکز کند.
محاسبات
تلسکوپ فضایی هابل دارای دو کامپیوتر اصلی است که در اطراف لوله ی تلسکوپ و بالای ابزارهای علمی قرار دارند.یکی از این کامپیوتر ها برای فرستادن داده ها و دریافت فرمان با زمین در ارتباط است و کامپیوتر دیگر مسئول هدایت HST است،تعدادی کامپیوتر پشتیبان هم برای اتفاقات پیش بینی نشده وجود دارند.هر ابزاری که بر روی تلسکوپ قرار دارد دارای تعدادی ریز پردازنده است که برای جا به جایی چرخ ها،فیلتر،کنترل دریچه ی شاتر،جمع آوری داده ها و برقراری ارتباط با کامپیوتر های اصلی ساخته شده اند.
ساختار
HST شامل اسکلتی برای نگهداری ابزارهای اپتیکی،ابزارهای علمی و سیستم فضا پیمایی آن است.برای نگهداری ابزارهای اپتیکی،تلسکوپ شامل یک سیستم پایه است که این سیستم از گرافیت و فناوری مورد استفاده در ساخت راکت های تنیس و چوب گلف،ساخته شده است.سیستم پایه دارای 5.3 متر طول و 2.9 متر عرض و114 کیلوگرم وزن است.لوله ای که ابزارهای اپتیکی و علمی را نگهداری می کند از آلومینیوم ساخته شده که با لایه های عایقی بسیاری پوشانده شده است.این عایق ها تلسکوپ را از تغییرات ناگهانی حرارت بین نور خورشید و سایه زمین محافظت می کند.
تلسکوپ فضایی هابل در عین حال یک فضاپيما هم هست بنابراین مانند هر فضاپیمای دیگری باید توانایی تامین انرژی الکتریکی مورد نیاز،ارتباط با زمین و تغییر مسیر را داشته باشد.
1)انرژی
تمامی ابزارها و کامپیوتر هایی که بر روی تلسکوپ فضایی هابل نصب شده اند نیاز به الکتریسیته دارند.این انرژی الکتریکی توسط دو صفحه ی خورشیدی بزرگ تامین می شود،هر صفحه در حدود 12.2متر است.این صفحه های خورشیدی نیرویی برابر با 2400 وات را تهیه می کنند که برابر با 60 لامپ 40 ولتی است.هنگامی که تلسکوپ در سایه ی زمین قرار دارد این انرژی الکتریکی توسط 6 باتری نیکل-هیدروژنی فراهم می شود که توان ذخیره ی این باتری ها برابر با توان ذخیره ی 20 باتری ماشین است.این باتری ها توسط صفحه های خورشیدی زمانی که تلسکوپ بار دیگر در معرض نور خورشید قرار می گیرد،شارژ می شوند.
2)ارتباطات
تلسکوپ باید این توانایی را داشته باشد که با کنترل کننده های زمینی ارتباط برقرار کند تا بتواند اطلاعات گرفته شده از جرم مورد رصد را برای آنها بفرستد و همچنین فرمان هایی را برای هدف بعدی دریافت کند.به این منظور HST از یک سری ماهواره های ارتباطی به نامTDRSS (Tracking and Data Relay Satellite System) استفاده می کند.این سیستم دقیقا همان سیستمی است که ایستگاه فضایی بین المللی(ISS) برای ایجاد ارتباط از آن استفاده می کند
1)نورهای ساطع شده از یک جرم سماوی توسطHST دریافت می شود 2)تبدیل به داده های دیجیتالی می شوند.این داده ها به ماهواره های در حال حرکت فرستاده می شود 3)سپس به پایگاه های دریافت زمینی درWhite Sands,N.M. منتقل می شوند4) White Sands,N.Mاین داده ها را به سهولت به مرکز کنترل پروازهای فضایی گدارد(Goddard ) در ناسا می فرستد 5)جایی که گردانندگانHST مستقر هستند.این داده ها توسط دانشمندان در انستیتو علوم تلسکوپ فضایی STSI(Space Telescope Science Institute) در بالتیمور مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد 6)اغلب اوقات،دستورات بهHST پیش از آنکه موعد رصد فرا رسیده باشد،فرستاده می شود با چنین کاری دستورات لازم در زمان واقعی در دسترس است.
3)هدایت
تلسکوپ زمانی که از یک جرم عکس می گیرد باید بر روی آن ساعت های طولانی با توجه به ابزار به کار گرفته شده ثابت بماند. با توجه به دور مداری تلسکوپ که در هر 97 دقیقه یک بار صورت می گیرد،این کار مانند این است که جرمی کوچک را در ساحل از عرشه ی کشتی دنبال کنید در حالی که کشتی از ساحل دور می شود و دائما بر روی امواج بالا و پایین می شود.
تلسکوپ برای اینکه بتواند بر روی یک جسم ساکن باقی بماند دارای سه سیستم همراه است:
ژیروسکوپ ها که حرکات کوچک و بزرگ را زیر نظر دارند،چرخ های واکنشی که تلسکوپ را حرکت می دهند و FGS ها که حرکات ریز و حساس را زیر نظر دارند.
ژیروسکوپ ها حیطه ی حرکتی تلسکوپ را زیر نظر دارند،مانند یک قطب نما حرکات تلسکوپ را حس می کنند،به کامپیوتر های پرواز می گویند که تلسکوپ در مسیر اشتباهی قرار دارد و از هدف در حال دور شدن است،سپس کامپیوتر پرواز،میزان جا به جایی و جهت آن را برای اینکه بر روی هدف باقی بماند را حساب می کند و پس از آن به چرخ های واکنشی دستور جا به جایی و حرکت تلسکوپ را می دهد.
تلسکوپ فضایی هابل نمی تواند مانند ماهواره ها برای هدایت از موتور های موشکی بهره ببرد زیرا گازهای خروجی از موتور در اطراف تلسکوپ جمع خواهند شد و مانع دید تلسکوپ می شوند.اما به جای آن، تلسکوپ از چرخ های واکنشی که در سه جهت z,y,x می چرخند،استفاده می کند.زمانی که تلسکوپ نیاز به جا به جایی پیدا می کند کامپیوتر پرواز به یک یا چند چرخ فرمان می دهد که در چه جهتی و با چه سرعتی بچرخند،بدین ترتیب نیروی کنش لازم برای حرکت فراهم می شود.طبق قانون سوم حرکت نیوتن (برای هر کنشی،واکنشی برابر اما در جهت مخالف وجود دارد) تلسکوپ در جهت مخالف چرخ ها برای رسیدن به هدفش می چرخد.
همان طور که قبلا ذکر شد،FGS ها تلسکوپ را بر روی هدفش با نشانه روی به سمت ستاره های راهنما نگه می دارند،دو تا از سه FGS ستاره های راهنمای اطراف هدف را در میدان دید مربوطه پیدا می کنند و زمانی که پیدا شد بر روی ستاره های راهنما قفل می شوند و اطلاعات را به کامپیوتر های پرواز می فرستند تا این ستاره ها را در میدان دید خود نگه دارند.FGS ها بسیار حساس تر از ژیروسکوپ ها هستند اما تنها ترکیب ژیروسکوپ ها و FGS ها است که می تواند تلسکوپ فضایی هابل را بدون توجه به حرکت مداریش ساعت ها بر روی هدف متمرکز کند.
محاسبات
تلسکوپ فضایی هابل دارای دو کامپیوتر اصلی است که در اطراف لوله ی تلسکوپ و بالای ابزارهای علمی قرار دارند.یکی از این کامپیوتر ها برای فرستادن داده ها و دریافت فرمان با زمین در ارتباط است و کامپیوتر دیگر مسئول هدایت HST است،تعدادی کامپیوتر پشتیبان هم برای اتفاقات پیش بینی نشده وجود دارند.هر ابزاری که بر روی تلسکوپ قرار دارد دارای تعدادی ریز پردازنده است که برای جا به جایی چرخ ها،فیلتر،کنترل دریچه ی شاتر،جمع آوری داده ها و برقراری ارتباط با کامپیوتر های اصلی ساخته شده اند.
ساختار
HST شامل اسکلتی برای نگهداری ابزارهای اپتیکی،ابزارهای علمی و سیستم فضا پیمایی آن است.برای نگهداری ابزارهای اپتیکی،تلسکوپ شامل یک سیستم پایه است که این سیستم از گرافیت و فناوری مورد استفاده در ساخت راکت های تنیس و چوب گلف،ساخته شده است.سیستم پایه دارای 5.3 متر طول و 2.9 متر عرض و114 کیلوگرم وزن است.لوله ای که ابزارهای اپتیکی و علمی را نگهداری می کند از آلومینیوم ساخته شده که با لایه های عایقی بسیاری پوشانده شده است.این عایق ها تلسکوپ را از تغییرات ناگهانی حرارت بین نور خورشید و سایه زمین محافظت می کند.
دوشنبه , 18 مهر 1384.گاهی یه تاریخ آدمو پر انرژی تر میکنه.منو استروتاک