نقش کامپیوترها در فن آوری فضانوردی

بدون اغراق کامپیوتر, موجب گسترش شگرف کلیه علوم و به ویژه دانش فضا در رابطه ای تنگاتنگ و دوسویه بوده است همان اندازه که کامپیوتر در گسترش فضانوردی سهیم بوده, دانش فضا نیز در راستای خود و برای نیل به اهداف خود و بیشتر از هر دانش دیگری, موجب پیشرفت کامپیوتر شده است

● آیا فضانوردی بدون کامپیوتر، هیچ‌گونه معنا و مفهومی دارد؟

بدون اغراق کامپیوتر، موجب گسترش شگرف کلیه علوم و به ویژه دانش فضا در رابطه‌ای تنگاتنگ و دوسویه بوده است. همان اندازه که کامپیوتر در گسترش فضانوردی سهیم بوده، دانش فضا نیز در راستای خود و برای نیل به اهداف خود و بیشتر از هر دانش دیگری، موجب پیشرفت کامپیوتر شده است. علوم و تکنولوژی فضانوردی و علوم کامپیوتر، دو روی یک سکه و مدیون همدیگر هستند.

نقش کامپیوترها در تکنولوژی فضانوردی، آنچنان مهم است که اساسا بدون آن، این فن‌آوری به هیچ وجه امکان رشد و پیشرفت نداشت. کامپیوترها که در اواخر دهه ۱۹۴۰ میلادی ساخته شدند، در آغاز به بزرگی یک ساختمان بوده و هزینه گزاف و مصرف برق بسیار بالایی داشتند. در دهه ۱۹۶۰ پس از سودجستن از ترانزیستور به مقدار زیادی از حجم، وزن و مصرف برق دستگاههای کامپیوتری کاسته شد. تکنولوژی فضایی که از پیشرفت تمام صنایع در جهت گسترش خود استفاده می‌کرد، همزمان آن صنایع را در جهت پیشرفت نیازهای خود رشد می‌داد. مهمترین نیاز این تکنولوژی عبارت بود از کاستن از حجم، وزن و مصرف برق دستگاههایی که موشکها و ماهواره‌ها، آنها را با خود حمل می‌کردند. درحقیقت، در ارتباط با همین نیاز بود که در دهه ۱۹۷۰ مدارهای مجتمع اختراع شده و تکامل پیدا کردند و امروزه کامپیوترها به صورت متکامل PC و ابررایانه درآمده‌اند. از جمله سودجستن از کامپیوتر در علوم فضایی می‌توان موارد زیر را بر شمرد:

۱) پیدا کردن مختصات سفینه‌ها در فضا.

پیدا کردن مختصات یک سفینه در فضا و همچنین مختصات سیارات و دیگر اجرام شناور در فضا، نیازمند محاسبات پیچیده و سنگینی است. انجام این محاسبات بدون استفاده از کامپیوتر، ماه‌ها طول می‌کشد. در حالیکه با کمک کامپیوتر می‌توانیم در ظرف چند دقیقه و با دقتی بسیار بالا، اطلاعات مورد نیاز خود را در دست داشته باشیم.

۲) کنترل رادیوتلسکوپ‌ها و هماهنگی آنها با سفاین فضایی.

رادیوتلسکوپ‌ها همیشه باید همراه با سفاین حرکت کنند و در صورت لزوم همراه با آنها تغییر جهت بدهند. انجام محاسبات مربوط به کنترل رادیوتلسکوپ‌ها و هماهنگ کردن آنها با سفاین فضایی هم بر عهده کامپیوترهاست.

۳) طراحی، ساخت و آزمایش سفاین فضایی.

پیش از ساختن یک سفینه فضایی، باید مدلهایی از آن ساخته و آزمایش شود. ساختن مدلها نیاز به هزینه گزافی داشته و زمان زیادی می‌برد. با شبیه‌سازی به وسیله کامپیوتر، در زمان و هزینه به مقدار زیادی صرفه جویی شده و از خطرهایی که در این مسیر وجود دارد جلوگیری می‌شود.

۴) کنترل سفاین با سرنشین و بدون سرنشین.

یک موشک پیش از پرتاب از سکو، باید در مسیر از پیش تعیین شده‌ای حرکت کرده به سوی مقصد برود. این موشک به هردلیلی ممکن است منحرف شود. کامپیوترهای درون موشک و یا کامپیوترهای ایستگاه‌های زمینی وظیفه دارند تا میزان خطا را بدست آورده و موشک را به مسیر درست بازگردانند. همچنین سفاین بدون سرنشینی که روی سیارات دیگر نشسته‌اند و یا در مدار آن قرار دارند و آزمایش‌های مربوط به کشف حیات و آب را انجام می‌دهند، همگی به وسیله کامپیوترها کنترل می‌شوند.

۵) فرآهم کردن اطلاعات مورد نیاز برای فضانوردان.

یک فضانورد باید اطلاعات مورد نیاز را همواره در دسترس داشته باشد. این اطلاعات نیازمند محاسبات پیچیده‌ای است که باید در اسرع وقت و کمترین زمان فراهم شود. این کار هم تنها از عهده کامپیوترها بر می‌آید که دارای قدرت محاسباتی و توان پردازشی بسیار بالایی هستند.

۶) ارتباطات به ویژه در رابطه با انتقال تصاویر از کرات دیگر.

برای درک شرایط محیطی سیارات دیگر، هیچ چیزی روشن‌کننده‌تر و بهتر از یک عکس نیست. وظیفه کامپیوترها گرفتن عکس، ارسال آنها به زمین، رتوش کردن و قابل رویت کردن آنها برای ماست. تصاویری که توسط سفاین فضایی و تلسکوپ‌های فضایی ارسال شده‌اند، همگی به وسیله کامپیوترها پردازش می‌شوند.

۷) آزمایش‌هایی به ویژه در جهت پیداکردن حیات در کرات دیگر.

کشف حیات در سیارات دیگر مهمترین وظیفه‌ای است که یک کامپیوتر مستقر در سفینه انجام می‌دهد. سفاینی که در سیارات دیگر فرود می‌آیند وظیفه دارند که آن سیاره را از جهت مواد معدنی و همینطور امکان وجود حیات بررسی کنند، نتایج حاصله را برای پردازش به کامپیوترها داده و نتیجه نهایی را به زمین ارسال کنند. به این ترتیب ما می‌توانیم بفهمیم که چه کواد معدنی و شاید هم آلی در آن سیاره وجود دارد و آیا اصولا امکان ظهور حیات در آن سیاره وجود دارد و یا خیر.

۸) شبیه‌سازی سفرهای فضایی برای فضانوردان.

شبیه سازی یک سفر فضایی برای فضانوردان یکی از مهمترین وظایف کامپیوترها است. یک فضانورد نیاز به تمرین دارد و در این تمرینات، ‌خطرهای زیادی او را تهدید می‌کند. اما در شبیه‌سازی کامپیوتری، یک فضانورد می‌تواند به فضا برود، در میان سیارات مسافرت کند، با انواع خطرات مواجه شود و بدون اینکه خطری او را واقعا تهدید کند، سر جای نخست خود باز گردد.

۹) حفظ ایمنی پرواز به ویژه در رابطه با قدرت انفجاری موشک.

مسافرت به فضا نیازمند قدرت انفجاری زیادی برای خنثی کردن شتاب ثقل زمین است. این قدرت انفجاری بالا، همواره با خطراتی همراه بوده که مشهورترین آنها در سالهای اخیر انفجار فضاپیماهای چالنجر است. همچنین انهدام فضاپیمای کلمبیا به هنگام بازگشت به زمین هم نمونه‌ای از نصرات فراوانی است که در کمین کیهان‌نوردان است. برای جلوگیری از بروز چنین حوادثی باید هماهنگی لازم میان تمام دستگاه‌های سفینه بر قرار باشد و این هماهنگی تنها از عهده کامپیوتر برمی‌آید.

با توجه به این مسایل و مشکلات است که ما می‌بینیم تکنولوژی فضانوردی تنها با کمک کامپیوتر امکان رشد و پیشرفت داشته و با کمک کامپیوتراست که امروزه سفاین فضایی ساخت دست بشر توانسته‌اند از منظومه شمسی خارج شوند.

نوشته: جعفر سپهری