همه ما مي دانيم و اين را حس مي کنيم که با حضور فناوري هاي نوين، زندگي مان رنگ و بوي ديگري گرفته و در بسياري از موارد آرامش بيشتري در همه موارد احساس مي کنيم. فناوري اطلاعات و ارتباطات مستحکم کننده پل ارتباطي ميان تمامي انسان هاست و گذشته از اين مورد باعث ايجاد پيشرفت و گستره افکار در زندگي جوامع پيشرفته و در حال توسعه شده است. مسلما اين امکانات و فناوري هاي نوين تنها به زيستگاه ما در زمين خلاصه نمي شود و گستره ارتباطي ما فراتر از اين شده است. امروزه به مجموعه دانش ها و فناوري هايي که به بررسي فضاي اطراف کره زمين مرتبط مي شوند، فناوري فضايي گفته مي شود. از زيرمجموعه هاي فناوري فضايي مي توان به شناخت فضاي پيرامون، موشک ها، ماهواره هاي فضايي، فناوري هاي اعزام انسان به فضا، شاتل ها و ايستگاه هاي فضايي اشاره کرد. منظور از فضاي پيرامون يا همان فضاي بيروني کل دنيا به جز کره زمين است که به کمک فناوري هاي امروزه، از حالت ناشناختگي صرف، تا حدي درآمده است. فناوري فضايي دوره ابتدايي عصر فضا را مي توان در فناوري هايي مانند ساخت و پرتاب موشک هاي فضايي، ماهواره ها، کاوشگرهاي سياره اي، تصويربرداري ديجيتالي، طراحي و توسعه سنسورها و حسگرهاي فضايي، سفرهاي ميان سياره اي و بسياري از مسائلي که مربوط به سفر انسان به فضا مي شود،خلاصه کرد. اما در حال حاضر شرايط تغيير کرده است و فناوري فضايي در حوزه هاي ديگري مانند ناوبري فضايي، بهينه سازي سيستم ها، زير سيستم هاي کوچکتر و کارآمدتر، موتورهاي فضايي جديدتر و گردشگري فضايي هم استفاده مي شود. در اين زمينه پيش بيني هايي وجود دارد که نشان مي دهد که فناوري فضايي در آينده بسيار هيجان انگيزتر از آن چيزي که امروزه وجود دارد، خواهد شد. به عنوان نمونه هتل هاي فضايي و کارهايي مانند مسکوني سازي فضا از پروژه هايي است که در آينده به مرحله اجرا درخواهند آمد. در سال هاي گذشته فضا براي بشر محيطي بيگانه و جديد به حساب مي آمد و بشر تصميم گرفت که براي از بين بردن اين شرايط تمامي دانش و هنر فني خود را به کار ببرد و همان گونه شد که همکاري بي نظير و تنگاتنگي ميان مهندسان، پزشکان و زيست شناسان شکل گرفت تا دروازه جديدي روي پژوهشگران فضايي گشوده شود. تمام فناوري هاي جديدي که براي پيشرفت در اين زمينه ايجاد شده است باعث شده تا انسان هاي علاقه مند به فضا به روياهاي خود دست پيدا کرده و بتوانند به خواسته هاي خود در اين زمينه نزديک تر شوند. ابزارهايي مانند سامانه هاي توليد و بازيابي اکسيژن، سيستم هاي پيشرفته بازيابي آب، تجهيزات کنترل دما و رطوبت مورد نياز يک فضاپيماي سرنشين دار، هر روز در حال پيشرفته تر شدن هستند و از طرف ديگر در زمينه هايي مانند طراح و توليد لباس هاي فضايي مناسب براي فضانوردان با هدف انجام فعاليت هاي خارج از فضاپيما هم پيشرفت هايي صورت گرفته است. فناوري هايي مانند تلفن همراه، اينترنت و رايانه ها در حقيقت محصولات مستقيمي در جهت تلاش بشر براي سفر به فضا بوده است. در موضوع ويژه اين هفته تصميم داريم کمي در مورد فناوري فضايي صحبت کنيم و همان طور که مي دانيد هر روزه ابزارها و فناوري هاي جديدي مرتبط با اين شاخه طراحي و ساخته مي شوند تا روياهاي بشر در اين زمينه را دست يافتني تر کرده و به حقيقت نزديک تر کنند. اگر شما هم از طرفداران محيط بيرون از کره زمين هستيد در ادامه با ما باشيد تا با پيشرفت هايي که بشر در اين زمينه کرده است آشنايي بيشتري پيدا کنيد.
حتما مي دانيد که اگر با لباسي که روي کره زمين مي پوشيد وارد فضاي ميان سياره اي شويد، علاوه بر اين که مشکل تنفسي پيدا مي کنيد دچار مشکلات ديگري مانند سوختن پوستتان به دليل تشعشعات مضر، ورم کردن پوست و غشاهاي زيرين آن و آسيب هاي ديگري هم مي شويد که برخي از آن ها برگشت پذير يا بدون درد هستند و برخي هم غيرقابل برگشت بوده و تا هميشه با شما خواهند ماند و تمامي اين آسيب ها در زماني کمتر از 10 ثانيه ايجاد خواهند شد. نبود اکسيژن باعث خواهد شد که شما به سرعت به سرگيجه دچار شده و بيهوش شويد و اگر اين شرايط ادامه پيدا کند به احتمال بالايي بعد از 1 يا حداکثر دو دقيقه از پا در خواهيد آمد. تمامي اين مسائل را گفتيم تا اطمينان پيدا کنيد که هيچ گاه قادر نخواهيد بود که بدون يک لباس فضايي وارد محيط خلاء شويد. همين ماجرا باعث شده تا ناسا بيش از ميليون ها دلار را صرف آموزش فضانوردان کند و هميشه در حال تلاش باشد تا لباس هاي آن ها را بهبود ببخشد. تا به امروز پيشرفت هاي بسياري در اين زمينه انجام شده و از جمله اين موارد مي توان به لباس Z 1 اشاره کرد که جديدترين نمونه از لباس هاي فضايي ناسا است. مهم ترين نوآوري اين لباس، اتصال هاي انعطاف پذير آن هستند که با استفاده از بلبرينگ هايي در مناطقي مانند دور کمر، ران، بالاي زانو قوزک پا باعث مي شوند تا به آساني فضانورد بتواند حرکت کند و اين کار به فضانوردان کمک مي کند تا کارهايي مانند نمونه برداري از سياره هاي ديگر را آسان تر انجام دهند. علاوه بر اين موارد براي ساخت اين لباس از مواد جديدي استفاده شده که در حقيقت نوعي نايلون پوشيده شده از اورتان است که به نگه داشتن هوا کمک کرده و همچنين براي شکل کلي اين لباس هم از پلي استر استفاده شده است. اصلي ترين بخش اين لباس، پورتي است که درپشت آن قرار گرفته است و به آن امکان مي دهد تا به يک وسيله نقليه اتصال پيدا کرده و قفل شود. اين پورت به اين دليل طراحي شده است که فضانورد بتوانيد به سادگي از داخل وسايل نقليه به داخل لباس خود فرو رفته و بدون درنگ روي سطح سيارات ديگر گام بگذارد. به همين دليل پوشيدن اين لباس بسيار آسان بوده و به زمان خاصي احتياج ندارد. همچنين اين لباس با محيط هاي پرفشار هم سازگار شده و اگر در گذشته مشکلاتي در رابطه با رفتن سريع به محيط بيرون از فضاپيما وجود داشته است امروزه با طراحي اين سبک از لباس ها ديگر وجود نخواهد داشت. نسخه نهايي اين لباس تا سال 2017 براي استفاده آماده خواهد شد.
سازمان فضايي اروپا و سازمان ناسا، خيلي وقت است که روي يک پلتفورم کار مي کنند تا بتوانند اينترنت ميان سياره اي را به راه اندازند. هدف اصلي از اين پروژه برقراري ارتباط ميان سفينه هاي فضايي، کاوشگرها و روبات هاي سياره نورد است و اين که بتوان با کمک برقراري اين ارتباط کنترل و نظارتي روي آن ها داشت. سونيتا ويليامز، رهبر جديد ايستگاه فضايي بين المللي است که به تازگي توانسته است در هنگام چرخش به دور زمين يک روبات ساده در مرکز ماموريت هاي سازمان فضايي اروپا را از درون ايستگاه بين المللي، هدايت کند. بسياري از دانشمندان اعتقاد دارند که اين آزمايش سرآغاز جهش بزرگي در اکتشافات فضايي خواهد بود و اين اميد وجود دارد که در آينده اي بسيار نزديک، امکان کنترل کاوشگرها و ماشين هاي اکتشافي بر سطح سيارات از طريق فضانوردان درون سفينه، فراهم شود. پروتکلي براي برقراري اين ارتباط استفاده مي شود DTN نام دارد که اختصاري از کلمات Disruption Tolerant Networking است. در زماني که از پروتکل هاي اينترنتي زميني براي برقراري ارتباط اينترنتي استفاده مي کنيم به صورت معمول، داده ها به بسته هاي کوچکي شکسته مي شوند و سپس به نزديک ترين node ممکن ارسال مي شود تا به شکلي درست به دست شما برسند. اما اين شيوه براي کره زمين که اين امکان وجود دارد تا در هر جايي هر تجهيزاتي را به راه بيندازيم مناسب به نظر مي رسد اما به دليل اين که در فضا، فواصل بسيار زيادتر است بايد فکر ديگري کرد. بر طبق پروتکل DTN داده ها به صورت قدم به قدم ارسال مي شوند و اطلاعاتي که توسط يک node دريافت مي شود به صورت موقت ذخيره مي شوند تا در زماني که ارتباط بعدي برقرار مي شود به node بعدي منتقل شوند. ناسا اميد دارد که با استفاده از اين فناوري، فضانوردان با سفينه هاي فضايي درون ماه يا حتي مريخ بتوانند به کنترل روبات هاي کاوشگر در سطح سياره ها بپردازند. شايد خنده دار باشد که بخواهيم به اين فکر کنيم که در آينده فضانوردان مي توانند براي سرگرمي، جام اتومبيل هاي راديو کنترلي را روي سياره مريخ يا در ماه برگزار کنند اما با توجه به سرعت پيشرفتي که در اين زمينه وجود دارد، هيچ چيز دور از ذهن و دست نيافتني نيست.
مسلما نمي توان نقش روبات ها را در پيشرفت علوم در شاخه هاي مختلف انکار کرد. انسان هر جا که خودش با خطراتي مواجه شده است، روبات ها را پيش مرگ خود کرده و آن ها را به جلو انداخته است. اگر به روبات ها علاقه داريد بايد به شما بگوييم که روبات محبوبي به نام داوينچي وجود دارد که از او براي انجام عمل هاي جراحي حساس استفاده مي شود و اين روبات قابليت کنترل از راه دور را هم دارد. کارايي زياد اين روبات باعث شد که دانشمندان ناسا به اين فکر بيفتند که از اين روبات در فضا استفاده کنند. شايد با خودتان فکر کنيد که چرا ممکن است در فضا به جراحي احتياج داشته باشيم؟ در اين رابطه بايد توضيح دهيم که دانشمندان ناسا قصد دارند که از اين روبات براي کار ديگري در فضا استفاده کنند و به اين موضوع فکر کرده اند که از آن در جهت تعمير فضا پيماها استفاده کنند. مطمئنا مي دانيد که تعمير سفينه هاي فضايي و همچنين تعميرات اجزاي مختلف ايستگاه هاي فضايي کار بسيار پر ريسک و پر هزينه اي است. اين کار نيازمند اين است که فضانوردان ماهر و متخصصي تربيت شوند. اما ذهن متخصصان فضايي ناسا به اين مشغول شد که چه قدر خوب مي شود اگر بتوانند اين کار را به يک روبات واگذار کنند. ناسا براي اين کار به سراغ مهندسان روباتيک پزشکي دانشگاه جانز هاپکيز رفت و از آن ها درخواست که روبات داوينچي را به گونه اي طراحي و برنامه ريزي کنند که براي انجام دادن کارهاي بسيار حساس و ظريفي مانند بريدن نوارهاي پلاستيکي نگهدارنده آماده شود. به اين ترتيب مهندسان فضا مي توانند روي زمين و پشت سيستم کنترل کننده خود بنشينند و بدون اين که سختي را براي سفر به فضا تحمل کنند کار تعمير فضاپيما را از راه دور انجام دهند. البته مشکلاتي بر سر راه اين پروژه به چشم مي خورد که يکي از آن ها اين است که در دريافت و ارسال داده ها ميان زمين و فضا پيما تاخير وجود دارد و مهندسان در حال حاضر در حال کار کردن روي اين مسئله هستند تا بتوانند اين پروژه را به خوبي به سرانجام برسانند و بسياري از مشکلات خود را از سر راه بردارند.
در کنار تمامي امکاناتي که براي رفتن به فضا به وجود آمده است، امکاناتي هم ايجاد شده تا بتواند بخش کوچکي از نيازهاي آن دسته از مردمي که به ستاره ها علاقه دارند را پاسخ گويد. اگر شما هم به علوم نجوم و ستاره شناسي علاقه داشته باشيد حتما شده است که با خودتان فکر کنيد که چه خوب مي شد اگر مي توانستيد از صحنه هاي بسيار زيبايي که در آسمان مي بينيد، عکس بگيريد. معمولا عکاسي از ستارگان و آسمان با دوربين هاي معمولي دردسرهاي بسياري داشته و هيچ گاه کيفيت مناسبي نخواهد داشت. اگر دوست داريد که يک دوربين عکاسي اختصاصي براي گرفتن عکس هاي زيبا از آسمان در شب داشته باشيد بايد به شما بگوييم که اين آرزوي شما به حقيقت پيوسته است. ظاهرا مديران شرکت کانن هم علاقه زيادي به آسمان شب داشته اند و به همين خاطر دوربيني با مدل 60Da طراحي کرده اند که امکان عکاسي را به آساني براي منجمان و افرادي که به ستاره شناسي علاقه دارند، فراهم کرده است. مسلما تعداد افرادي که ترجيح مي دهند به جاي عکس گرفتن از گل ها و ديگر اشياي روي زمين از کهکشان ها و اجرام آسماني عکس بگيرند، کم نيست. اين دوربين به گونه اي طراحي شده است که بتواند با سنسورهاي پيشرفته نويز را تا حد زيادي کاهش داده و همچنين داراي فيلتر مادون قرمز ويژه اي است. اين دوربين از سنسور سي موس 18 مگاپيکسلي APS C استفاده کرده و صفحه نمايش ال سي دي آن 3 اينچي است. علاوه بر اين موارد اين دوربين عکاسي به يک سيستم فوکوس خودکار 9 نقطه اي هم مجهز شده و در کنار تمامي اين امکانات، خروجي تلويزيون هم دارد. نگران صدا دار بودن اين دوربين نباشيد زيرا ويژگي عکس برداري بدون صدا را از سري 5D Mark III به ارث برده است. ايزو اين دوربين در حالت معمول تا 6400 است و اگر نگران عکاسي در نور بسيار کم هستيد بايد بدانيد که مي توانيد اين عدد را تا 12800 افزايش دهيد. شايد بتوان گفت که شرکت کانن براي ساخت اين دوربين سنگ تمام گذاشته است زيرا آن را به يک ريموت کنترلر RA E3 هم مجهز کرده است تا به شما اجازه دهد تا با مدت زمان باز بودن روزنه تا 30 ثانيه هم عکس برداري کنيد. براي عکس برداري هاي طولاني مدت هم مشکلي نخواهيد داشت و لازم نيست که مدام نگران تمام شدن شارژ باتري خود باشيد، ضمن اين که يک کيت آداپتور AC هم به همراه اين دوربين به شما عرضه خواهد شد. اگر نمي توانيد آن قدر هزينه کنيد که به فضا برويد ولي عاشق اجرام آسماني هستيد، اين دوربين مي تواند فناوري بسيار مناسب و دلنشيني براي شما باشد تا بتوانيد از هر آن چه که در آسمان مي بينيد و دوست داريد، عکس بگيريد.
مسلما يکي از مشکلاتي که در رابطه با رفتن فضانوردان به سياره هاي ديگر وجود دارد اين است که اگر در خارج از کره زمين دچار مشکل يا بيماري شدند کار برايشان بسيار سخت خواهد شد. ناسا به تازگي اعلام کرده است که روي پروژه جديدي در حال کار است تا بتواند راه حلي هر چند نسبي و کوچک در رابطه با اين مشکل پيدا کند. ناسا روي نوعي از کپسول هاي زيستي کار مي کند که قابل کاشت زير پوست هستند و اين امکان را دارند که در صورت رو به رو شدن بدن با برخي از عوامل خطرناک، ميزاني از داروهاي ويژه را آزاد کنند. در واقع اين کپسول ها يه شکل ميله هاي کوچکي طراحي شده اند که داخل آن ها پر از لوله هاي کوچکتر است و هر کدام از آن لوله هاي کوچکتر از انواع سلول پر شده اند که هر کدام براي درمان بيماري خاصي هستند. ساختار اين لوله هاي کوچک، کربني است و سلول ها درون آن ها نگه داشته مي شوند. اين ساختار به گونه اي طراحي شده که ريز لوله ها به مواد مغذي لازم اجازه ورود دهند تا سلول ها بتوانند تغذيه کنند و همچنين به تبع به مواد ترشح شده از سلول ها هم اجازه خروج از کپسول داده مي شود. البته اين موادي که ترشح مي شوند، در حقيقت همان داروهاي مورد نياز براي درمان کردن فضانوردان خواهند بود. خوبي بزرگ اين کپسول هاي کاشتني و هوشمند اين است که به گونه اي طراحي شده اند که واکنش و حساسيت بدن را بر نينگيزند. شايد لازم باشد که موضوع را با يک مثال کمي روشن تر کنيم. فرض کنيد که فضانوردي در مواجهه با اشعه ها دچار مشکل مي شود و در اين زمان مي توان روي اين کپسول ها براي استفاده از روش هاي درماني جديد حساب کرد. در اين حالت کپسول ها که پر از سلول هاي خاص هستند، قادر هستند تا مقدار متناسبي از G CSF را رها کنند و به کمک اين ماده علائم ناشي از برخورد فضانورد با اشعه ها تا حد زيادي کم خواهد شد. البته بايد اين راه هم بگوييم که اين فناوري منحصر به فرد به فضا و فضانوردان خلاصه نخواهد شد و احتمالا فکر استفاده از اين ابزارهاي هوشمند و فوق العاده پيشرفته در روي زمين، در ذهن دانشمندان قرار دارد. زيرا با استفاده از اين کپسول هاي هوشمند مي توان کمک بسياري به بيماراني که مبتلا به ديابت هستند، کرد. اگر اين پروژه پيشرفت مناسبي داشته باشد مي تواند در آينده انواع بيماري ها را از طريق آن درمان کرد.
بسيار از دانشمندان اعتقاد دارند که فضانوردي بدون رايانه ها هيچ معنا و مفهومي ندارد و البته به همان ميزان که رايانه ها در گسترش فضانوردي سهم داشته اند، دانش فضا هم به موازات آن بيشتر از هر دانش ديگري باعث پيشرفت رايانه شده است و به نوعي دو شاخه علوم فضانوردي و علوم رايانه اي، به يکديگر مديون هستند. نقش رايانه ها در اين ميان به قدري اهميت دارد که اساسا بدون آن ها رشد و پيشرفت در شاخه علوم فضايي به اين ميزان امکان پذير نمي شد. امروزه بسياري از کارها به عهده رايانه هاست، به عنوان نمونه پيدا کردن مختصات سفينه ها در فضا و همچنين مختصات سيارات و ديگر اجرام شناور در فضا به عهده رايانه هاست. مطمئنا مي دانيد که اين کار به محاسبات پيشرفته اي احتياج دارد که شايد بدون استفاده از رايانه، ماه ها به طول انجامد. در صورتي که با کمک رايانه ها و نرم افزارهايي که براي اين منظور طراحي شده اند، در ظرف چند دقيقه با يک دقت بسيار بالا، به تمامي اطلاعات مورد نياز خود در اين رابطه دست پيدا کنيم. علاوه بر اين مورد کنترل راديو تلسکوپ ها و هماهنگي آن ها يا سفينه هاي فضايي هم بر عهده رايانه هاست. قبل از ساختن يک سفينه فضايي هم بايد مدل هايي ساخته و آزمايش شود و نمي توان بدون تحقيق، آزمايش و شبيه سازي، به يکباره وارد عمل شد و مسلما ساختن اين مدل ها اگر قرار باشد با استفاده از ابزارهاي حقيقي باشد، احتياج به هزينه زيادي دارد. اما اگر اين شبيه سازي ها با استفاده از رايانه ها انجام شود مسلما در زمان و هزينه به مقدار زيادي صرفه جويي خواهد شد، ضمن اين که کار تا حد زيادي بي خطر خواهد بود. از ديگر مواردي که به عهده رايانه هاست مي توان به ايجاد هماهنگي هاي لازم ميان تمامي دستگاه هاي سفينه اشاره کرد که اين کار تنها از عهده رايانه ها برمي آيد و با اين کار به حفظ ايمني پرواز به ويژه در رابطه با قدرت انفجاري موشک کمک بسياري خواهند کرد. با توجه به اين که بسياري از مسائل و مشکلات موجود بر سر راه فضانوردي با کمک رايانه ها حل شده است مي توان گفت که هر چه علوم رايانه اي گسترده تر شود، فضانوردي هم در آينده بسيار آسان تر خواهد شد.