دانشمندان چگونه سفینه‌های فضایی را بی‌آنکه با اجرام کمربند سیارک‌ها برخورد کنند از آن عبور می‌دهند؟

پاسخ اختصاصی به کانوت:

کارشناس ارشد مهندسی هوافضا، پژوهش‌گر دینامیک پرواز

22_calendar_2010

 برای پاسخ به این پرسش لازم است در خصوص چگالی جرمی کمربند سیارکی بیشتر بدانیم.  کمربند سیارکی به محدوده‌ای مابین مدار مریخ و مشتری گفته می‌شود که تعداد قابل توجهی سیارک و سیاره کوتوله را در دل خود جای داده است که از بقایای ابر اولیه‌ی مواد تشکیل دهنده‌ی منظومه‌ی شمسی هستند و در اثر گرانش مشتری، شانس و فرصت تجمع در یک سیاره واحد را پیدا نکرده‌اند. اما جالب است که حدود نیمی از جرم تشکیل دهنده این کمربند در چهار سیارک سرس، وستا، پالاس و هیگیا متمرکز شده است و بقایای این جرم به شکل سیارک‌های کوچک‌تر تا ابعاد غبار در این محدوده سرگردانند. با این وجود توزیع چگالی در این کمربند آن‌قدر پایین است که احتمال برخورد فضاپیما با یک سیارک (حتی در حد غبار) به یک در میلیارد می‌رسد.

اما این نکته‌ای‌ست که ما اکنون از آن آگاهی داریم، اما در نخستین گذر از مرز کمربند سیارکی به علت نداشتن اطلاعات کافی در سال ۱۹۷۲، نگرانی از برخورد پایونیر ۱۰ با اجرام کمربند وجود داشت که خوشبختانه اتفاقی برای این فضاپیما پیش نیامد. تاکنون ۱۱ ماموریت بدون برخورد با اجرام این کمربند با موفقیت انجام شده است و این طبیعی است که با افزایش شناخت ما از اجرام این کمربند و رصد و ثبت سیارک‌های کوچک‌تر آن، هر روز احتمال چنین برخورد‌های کمتر از روز قبل خواهد شد.

در پایان برای جمع‌بندی و تکمیل پاسخ باید اشاره کنم که گام نخست برای جلوگیری از چنین برخورد‌های پیش‌بینی درست مسیر و پرهیز از گذر از مناطق پر خطر است. اما در اکثر فضاپیما‌های اکتشافی «سامانه‌ی اصلاح مسیر» برای محقق نمودن تغییر مدار‌های تعریف شده در ماموریت، نظیر ورود به مدار یک سیاره یا خروج از آن پیش‌بینی می‌شود. بودجه‌بندی جرمی و میزان سوخت این سامانه بسیار دقیق، با توجه به مانورهای مورد نیاز در طول ماموریت چند ماهه تعیین می‌شود و نمی‌توان از چنین سامانه‌ای انتظار مانورهای غیر ضروری را داشت. اما در یک شرایط خیالی که فضاپیما باید از یک محدوده پرخطر عبور نماید، طبیعی ا‌ست که سرطراح فضاپیما باید میزان سوخت مورد نیاز برای مانور احتمالی تغییر مسیر را در طرح خود لحاظ نماید.

تمام حقوق این سایت برای © 2017 پرسش و پاسخ محفوظ است. خدمتی از کانون نگارش و ترجمه کانوت
قدرت گرفته از وردپرس فارسی