کشتی هوایی و امور فضایی

سال های زیادی است که محققان از بالون های گازی برای تحققیق و عکس برداری از جو و لایه بالایی استراتسفر استفاده می نمایند تعدادی از محققان در آمریکا در تلاشند از بالون و کشتی های هوایی برای امور فضایی و تحقیقات مر بوطه بهره ببرنند. این ایده با کتاب شناوری در فضا که توسط جان ام پاول منتشر شده جامعیت یافت و مورد توجه جهان قرار گرفته است.

(1) نظریه Aero را. سالیوان به طور طبیعی تجزیه و تحلیل خود را از نقطه نظر تئوری آیرودینامیک آغاز شده است. او از نظریه می دانستند که "نیروی پسا تجربه شده توسط یک ماهواره در اندام بیرونی جو زمین به طور مستقیم به تراکم جو متناسب بود." این بدان معنی است که "اگر کشیدن می تواند اندازه گیری شود، چگالی هوا را می توان یافت." بنابراین، در چند دقیقه اول از تجزیه و تحلیل خود، سالیوان کل مشکل به اندازه گیری کشیدن ماهواره ای کاهش داده بود. ¹⁰

(2) شکل و اندازه. چقدر باید ماهواره ای و چه شکل؟ سالیوان یک کره را انتخاب کرد. چنین شکل ثابت حذف مشکل ناحیه پیشانی ماهواره نسبت به جهت حرکت، و آن را نیز ساده شده سوال از اندازه ماهواره است.

(3) نیروهای کشیدن. سالیوان در کنار یک نظر گرفتن مکانیک آسمانی تبدیل شده است. بر روی پد خود از کاغذ، او شروع به بازی با معادلات کلاسیک برای نیروهای کشیدن در بدن به عنوان آن را در یک مسیر بالستیک حرکت می کند از طریق اتمسفر و در مدار اطراف زمین است. پس از چند دقیقه از کار ریاضی، که در طی آن او به طور مداوم خود یادآوری است که موفقیت این آزمایش بستگی به ساخت ماهواره به کشیدن آیرودینامیکی بسیار حساس، سالیوان متوجه شدم که او باید یک ماهواره جرم بسیار پایین نسبت به سطح جلویی آن تدبیر. این ماهواره می تواند یک کره بزرگ، اما مواد حوزه را نمی تواند چگالی آن از چگالی را به ماهواره غیر حساس به کشیدن هوا بسیار آن برای شناسایی بود. فقط یک شی با نسبت کم جرم به جلو منطقه را می توان در اطراف با مقدار بسیار اندکی هوا تحت فشار قرار دادند.

(4) ملاحظات طراحی. بدون محقق که در چنین جایی متنوع از شایستگی های فنی به عنوان لانگلی، که تنها NACA آزمایشگاه آیرودینامیک با سازه بود بخش تحقیقات، طولانی می تواند با تجزیه و تحلیل طراحی پرواز خودرو ادامه بدون در نظر گرفتن مسائل مربوط به وزن، بارهای، کشش کار می کرد، و تمامیت ساختاری کلی. مشکلات ساختاری حوزه سالیوان است ممکن است جدی، برای سبک تر وزن (کمتر یا جرم)، ضعیف تر از ساختار. با استفاده از این دانش متعارف در مورد استحکام ساختاری در ذهن، سالیوان قدر از بارهای که ساختار های ماهواره ای خود را مجبور به مقاومت در برابر مداقه. محاسبات نشان داد که بار بر روی کره خود، یک بار در فضا، می تواند کاملا کوچک، بالغ بر شاید تنها یک صدم به یک هزارم وزن است که حوزه را در بقیه بر سطح زمین روبرو می شوند. از این رو، او نتیجه گرفت که ماهواره ای تنها نیاز به یک پوسته نازک، به عنوان نازک آلومینیوم فویل شاید به عنوان عادی.

[ 160] اما در اینجا معضل بود. در مدار، حوزه می بارهای قابل اغماض و تنش برخورد در ساختار آن، اما برای رسیدن به فضا، آن را مجبور به زنده ماندن یک رعد انفجار خاموش و شتاب-رعد و برق مانند از طریق متراکم، هوا خشن. سالیوان می دانستند که او می تواند یک ماهواره ای برای محیط فضا به تنهایی طراحی نیست. نه، یک ساختار باید طراحی شود به "مقاومت در برابر بزرگترین بارهای آن خواهد شد به سراسر عمر مفید آن قرار گرفته است." این ماهواره باید به مقاومت در برابر شتاب احتمالا به عنوان بالا به عنوان 10 Gs در آن 1000 نفر به 10000 بار بار ساختار خواهد بود به در مدار قرار بود. برای زنده ماندن، ماهواره نمی تواند صرفا از یک پوسته نازک هستند؛ آن را مجبور به قدر قوی باشد و چنین نسبت بالایی از جرم به منطقه ای که این امر می تواند غیر حساس به کشش هوا دقیقه و در نتیجه "شکست هدف از وجود آن است. '' ¹¹

نیمه شب بود، نزدیک و سالیوان، جادوگر علمی یار لنگلی، هنوز هم در پشت میز هتل نشسته، نشسته بر شاخ از این معضل. در نهایت، در ساعات اولیه صبح، او در یک راه حل ممکن وارد: چرا حوزه از یک ماده نازک است که می تواند به یک دماغه مخروطی کوچک تا خورده بسازد؟ اگر حوزه می تواند به صورت چسبیده به ظرف قوی بسته بندی شده، آن را به راحتی می تواند مقاومت در برابر بارهای شتاب برخاست و از طریق حرارت دادن شدید صدمه ندیده است. پس از ظرف حمل بار به مدار رسید، ماهواره ای تا شده می توانند آشکار و پنوماتیکی را به شکل باد. پیدا کردن وسیله ای برای تورم نیست نباید مشکل باشد. در هر دو صورت یک مخزن کوچک گاز فشرده مانند نیتروژن، و یا مایع که به آسانی به یک گاز تبخیر، و یا حتی برخی از مواد جامد است که تبخیر به صورت گاز (مانند مواد مورد استفاده در ساخت mothballs) می تواند مورد استفاده قرار گیرد برای به انجام رساندن تورم. (او ظاهرا تا به حال هنوز استفاده از هوای باقی مانده به عنوان عامل تورم تصور کرد، چون در Shotput 1) تقریبا هیچ فشار هوا در حال گردش به دور ارتفاع وجود داشته، به طوری که مقدار کمی از گاز کار انجام دهد. "واضح است پس از آن،" سالیوان نتیجه گرفت، "این است که چگونه ماهواره ای به حال به کار. '' ¹²

(5) مصالح ساختمانی. دیگر به سوالات مهم هنوز هم پاسخ مورد نیاز است. مطمئنا، اگر او مفهوم خود را از یک ماهواره تورم به پانل علمی معتبر روز بعد ارائه شده است، کسی که او را مشخص بخواهید مواد ساخت و ساز آن است. مواد تا به حال به اندازه کافی انعطاف پذیر خورده، به اندازه کافی قوی به مقاومت در برابر بودن آشکار و متورم به شکل و به اندازه کافی سفت نگه داشتن حتی اگر توسط ریز سوراخ شکل آن است.سالیوان خواص مواد که با او آشنا بود بررسی و به سرعت متوجه شدم که "هیچ یک از آنها راضی همه مورد نیاز است." بعد او سعی مواد ترکیب. تشکیل ورق فلز نازک به برخی از اشکال مورد نظر یک روش استاندارد در بسیاری از صنایع تولیدی بود، اما ورق فلز به اندازه کافی نازک برای پوست های ماهواره ای خود را به راحتی در طول تاشو و آشکار پاره شود. شاید، فکر اوسالیوان، برخی از مواد سخت اما قابل انعطاف، چیزی شبیه به یک فیلم پلاستیکی، می تواند به فویل فلزی پیوند می خورند. ¹³

در اینجا یکی دیگر بخش مهمی از پاسخ به مشکل طراحی ماهواره سالیوان بود: یک ساندویچ یا ورقه ورقه فویل مواد فلز و پلاستیک [ 161] فیلم. "من فشرده می تواند برابر یک ماهواره ساخته شده از چنین مواد به طوری که از آن می تواند به راحتی مقاومت در برابر حال وارد شدن به مدار حمل و نقل، و یک بار در مدار، من به راحتی می تواند از آن باد tautly، کشش چین و چروک از آن و تشکیل آن را به یک کره که پوست را به اندازه کافی سفت باشد به طوری که آن کروی تحت بارهای فشار آیرودینامیکی و خورشیدی دقیقه بدون نیاز به حفظ فشار گاز داخلی خود باقی بماند. " ¹⁴ چنین ماهواره ای نازک پوست خواهد بود تا ایرودینامیک حساس که حتی مقدار دقیقه از کشیدن یک تغییر قابل توجه در مدار آن می شود. محققان بر روی زمین می تواند حوزه پیگیری، اندازه گیری آن و زمانی که آن را تحت فشار قرار دادند و حتی کمی کردن البته، و در نتیجه محاسبه چگالی هوا در آن بخش از جو است.

(6) محدودیت دما. دوست یک ماهواره ساخته شده از مواد مانند رشد در حالی که خیلی سرد در سایه زمین بوده که فیلم های پلاستیکی می ترد و شکستن از هم جدا؟ سالیوان حساب که این می تواند یک مشکل نیست که او چند فیلم پلاستیکی است که می تواند دمای بسیار پایین مقاومت در برابر دانست. نگرانی واقعی گرما بود. قرار گرفتن در معرض نور مستقیم خورشید ممکن است ذوب شدن و یا غیر این صورت آسیب فیلم خارجی. اما این، بیش از حد، به نظر می رسید یک درمان داشته باشند. محاسبات خشن نشان داد که دمای بالا می تواند توسط دوپینگ خارج از ماهواره را با یک رنگ حرارت را منعکس کنترل می شود. برخی از فلزات حرارت را منعکس حتی ممکن است انجام این کار بدون رنگ، اگر آنها می تواند به یک فویل فلزی ساخته شده است.

(7) ردیابی ماهواره ای. یکی از مشکلات باقی مانده است: استفاده از ردیابی ماهواره ای. به عنوان یک عضو از پنل تحقیقات جو موشک بالا، سالیوان با تکنیک های ردیابی در حال حاضر آشنا بود. این افراد شامل روش رادیو ساخته شده را به شبکه Minitrack نیروی دریایی که در آن هدف را به دنبال شود انجام یک فرستنده رادیویی یا چراغ کوچک است. این سیستم را می توان برای پروژه های ماهواره ای پیشتاز به تصویب رسید. متاسفانه، روش رادیو ردیابی برای مفهوم ماهواره ای سالیوان کار نمی کند. اگر علائم رادیویی به حوزه خود متصل بود، آن را به طور قابل توجهی به جرم ساختاری اضافه کنید، در نتیجه کاهش حساسیت حوزه به کشش هوا. تنها راه برای پیگیری کره، به نظر می رسید، نوری بود، با دوربین های خاص و یا تلسکوپ.

پیگیری یک ماهواره نوری زمانی که ماهواره ای می شود از چیزی به عنوان روشن و بسیار بازتابنده ورق فلز جلا، دشوار نخواهد بود ساخته شده است؛ با این حال، ردیابی نوری محدود مشاهده ماهواره ای به ساعت گرگ و میش. در تمام زمان های دیگر، بازتاب از ماهواره را نمی خواهد عملی است. در شب های ماهواره ای در سایه زمین شود و از این رو هیچ نور خورشید به منعکس کننده به ردیابی ابزار و یا ناظران بر روی زمین دریافت می کنید؛ در نور روز، ماهواره نور منعکس، اما که نور را از دیدگاه های پراکندگی و اشعه های خورشید را در جو پایین تر متراکم زمین محو شده است.

سالیوان می دانستند که ردیابی ماهواره ای در هر زمان از روز و در شب تنها با رادار ممکن بود. به عنوان یک عضو یار لانگلی، او تنگاتنگی با ردیابی رادار از مدل های موشک آشنا بود؛ در والوپس جزیره، آن را یک روش معمول و روزانه به مدت چند سال بوده است. مانند [ 162] سالیوان مشکوک، مشکل این بود که رادارها به اندازه کافی قدرتمند برای انجام این کار، حتی اگر ماهواره ای به بزرگی یک خانه بودند، نمی خواهد برای چند سال در دسترس است به خاطر آنها هنوز در حال توسعه بود.

سالیوان بالا

تست بالون ارتفاع بالای سالیوان با موارد جدید برای حل مشکلات بالون ها در ارتفاع بالا و فضا مانند انفجار آنها و شرایط فضا

ساخت پوسته محافظ همراه بالون

استفاده از لایه های مخصوص فلزی برای بالون

کشتیهای هوایی و مدارپر جنجال

بخش جنجالی موضوع ارسال کشتی هوایی به ارتفاع بالا و شتاب گیری آرام آن در مدار است در این ارتفاع بالون متوم شده و در فضای تاریک و روز روشن هم قابل دید است ارتفاع کاری این کشتی هوایی 140000 فوتی خواهد بود.این بهترین ارتفاع است برای سرعت گیری و رسیدن به مدارات بالاتر.

تلاش های تیم JP را مشاهده می نمایید:

عکس های فرستاده شده از ارتفاعات بالا و لبه فضا

کشتی هوایی در فضا:

در شرکت JP تحقیقات گسترده ای برای ساخت نوع مخصوصی از کشتی هوایی برای امور فضایی و ارسال ماهواره به لبه فضا در حال انجام است در فیلم زیر نمونه یک روز کاری را در شرکت JP می توانید مشاهده نمایید.

مصاحبه جان پاول نویسنده و نظریه پرداز استفاده از بالون و کشتی های هوایی در امور فضایی

قسمت اول:

قسمت دوم:

قسمت سوم:

قسمت چهارم:

قسمت پنجم:

یکی از پرواز های انجام شده:

پروژه ارسال ساخته ای دانش آموزی به فضا بعنوان نوعی ماهواره و نیز بررسی امکان استفاده از کشتی هوای هوایی در سایر کرات:

بلند پرواز ترین کشتی هوایی جهان:

تیم JP در حال برسی و ساخت مدل جدیدی از کشتی های هوایی است که بتواند در امور فضایی کاربرد داشته باشد

پروژه Ascender:

ایجاد Station فضایی برای بارگیری و توقف فضاپیماها و حتی ارسال کننده ها به فضا و مسافران فضایی

سفر در فضا با کشتی هوایی

استفاده از چتر بالونی در هنگام ورود به جو

حمل کننده فضاپیماها به لبه فضا و ارسال آنها به فضا

ضمن تشکر

حسن