غرش صوتی چیست؟

ایجاد غرش صوتی توسط یک جنگنده F-22 و تراکم بخار آب هوا در اطراف بال آن

اگر در نزدیکی یک فرودگاه نظامی غرشی رعد مانند شنیدید و ابری در آسمان نبود، منبع این صدا ممکن است یک غرش صوتی (sonic boom) باشد.

غرش صوتی صدایی است که توسط یک هواپیما یا هر شیئی که سرعت صوت را پشت سر می گذارد ایجاد می‌شود. غرش صوتی شدتی حدود 110 دسی بل دارد و بلندای صوت آن در حد یک تندر یا انفجار است. در نزدیکی پایگاه ها و فرودگاه های نظامی و ساحل فضایی فلوریدا که شرکت معروف SpaceX راکت های خود را تست می‌کند همواره غرش های صوتی شنیده می شود.

غرش صوتی چیست و چگونه تولید می شود؟

وقتی جسمی با سرعت بالا در اتمسفر حرکت می کند، موجک هایی از مولکولهای هوا ایجاد می کند که در هر جهتی صادر می شوند، مانند یک سنگ کوچک که به درون یک دریاچه انداخته می شود. لیکن با سرعت گرفتن جسم موجها جلوی دماغه جسم روی هم انباشته و متراکم می شوند. در حالی که این "امواج صوتی" به دور شدن از پهلوها و پشت جسم ادامه می دهند.

اگر سرعت جسم از سرعت سیر امواج صوتی متراکم شده در جلوی آن بیشتر شود، که در سطح دریا حدود 1224 کیلومتر  بر ساعت است، فشار زیادی در جبهه آن ایجاد می شود که به ناگاه موج صوتی نیرومند رها می کند. این شوک صوتی صدایی انفجار مانند تولید می کند. این رها شدن ناگهانی فشار که به شکل غرش صوتی شنیده می‌شود.

صدای شدید غرش صوتی عامل مزاحمی برای ساکنان مجاور فرودگاه ها است. به تازگی سازمان ناسا هواپیمایی تحقیقاتی به نام X-59 به آزمایش گذاشته است که می تواند با سرعت 1.4 برابر صوت حرکت کند بدون اینکه تولید غرش صوتی نماید. این هواپیما برای کسانی که در سطح زمین بسر می برند و از بالای سر آنها عبور می‌کند تنها صدایی خفیف ایجاد می‌نماید که به هیچ وجه آزارنده نیست. این قابلیت به واسطه شکل آیرودینامیکی خاص هواپیما ایجاد شده است. مرکز پژوهشی پیشروی Skunk Works در شرکت لاکهید مارتین طراحی و ساخت این هواپیما را به عهده داشته است.

منابع:

https://news.yahoo.com/nasas-x-59-quiet-supersonic-180036354.html

https://www.nationalgeographic.com/science/article/sonic-boom-cause-shock-wave-physics

برنامه ناسا و دارپا برای آزمایش یک راکت با پیشرانه هسته ای برای مسافرت به مریخ

 

27 ژانویه 2023

سازمان فضایی ناسا در حال برنامه ریزی برای آزمایش یک راکت با پیشرانه هسته ای تا سال 2027 است که م یتواند در عرض چند هفته انسان را به سیاره مریخ برساند. تیم مشترک این سازمان و موسسه پروژه های دفاعی پیشرفته آمریکا (دارپا) فناوری نوینی را به معرض آزمایش خواهند گذارد که مدت مسافرت به مریخ را از نه ماه به چهار ماه کاهش خواهد داد. ناسا در صدد است تا اواخر دهه 2030 یا اوایل دهه 2040 انسان را به سیاره مریخ برساند.

پیشرانه حرارتی هسته ای ایده ای است که در دهه 1960 برای اولین بار آزمایش شد. این فناوری بر یک رآکتور هسته ای برای گرم کردن پیشرانه مایعی مانند هیدروژن متکی است. این گرما مایع را به گاز تبدیل می کند. با انبساط گاز و گذر آن از طریق یک نازل، نیروی پیشران تولید شده و راکت را به جلو می راند. بازدهی این راکت ها سه بار بیشتر از موتورهای راکتی متداول مبتنی بر فرایندهای شیمیایی خواهد بود.

راکت های مبتنی بر فناوری جدید نه تنها بار سنگین تری را می توانند حمل کنند، بلکه سرعت بیشتری نیز تولید خواهند کرد. سفر به مریخ با استفاده از یک راکت هسته ای چهار ماه طول می کشد در حالی که مدلهای فعلی راکت ها می توانند در عرض نه ماه یک سفینه را به مریخ برسانند. فناوری هسته ای جدیدی نیز در حال آزمایش است که در صورت موفقیت، مدت مسافرت به مریخ را به تنها 45 روز کاهش خواهد داد.

https://news.yahoo.com/nasa-darpa-plan-test-nuclear-154528559.html

سیارک ها چیستند و چه خطراتی برای کره زمین دارند؟

تصویری از سیارک اروس، ناسا سال 2000

یک سیارک جسم سنگی نسبتا کوچک و غیرفعال است که به دور خورشید می گردد. بیشتر سیارکها در ناحیه ای بین مریخ و مشتری به دور خورشید دوران می کنند. هر روزه زمین توسط بیش از 100 تن غبار و ذراتی به اندازه دانه شن بمباران می شود.

تقریبا سالی یک بار، یک سیارک به اندازه یک خودرو به اتمسفر زمین برخورد کرده و یک توپ آتشین خیره کننده تولید می کند و پیش از رسیدن به سطح زمین می سوزد.

تقریبا هر 200 سال یکبار یک سیارک به اندازه یک زمین فوتبال به زمین برخورد کرده و ویرانی قابل توجهی در یک نقطه به بار می آورد.

تنها هر چند میلیون سال یکبار شیئی به اندازه ای بزرگ که کل تمدن موجود بر روی زمین را تهدید کند، به سوی زمین می آید. برخورد آن یک حفره بزرگ ایجاد می کند. ماه . ساید اجرام سیاره ای شواهدی بر این رویدادها هستند.
صخره های فضایی کوچک کوچکتر از 25 متر به هنگام ورود به جو زمین سوخته و آسیب مشهودی ایجاد نخواهند کرد. اگر یک شهاب سنگ بزرگتر از 25 متر و کوچکتر از 1000 متر قطر داشته و به زمین برخورد نماید، باعث صدمات محلی در ناحیه برخورد خود خواهد شد.
هر جسمی بزرگتر از 1 یا 2 کیلومتر در اثر برخورد با زمین آثار جهانی ایجاد خواهد کرد. بزرگترین سیارک بالقوه خطرناکی که می شناسیم، توتاتیس (Toutatis) با قطر 5.4 کیلومتر است.

تصویر رادار گلداستون از توتاتیس

در مقام مقایسه، سیارک هایی که کمربند سیارکی اصلی میان مریخ و مشتری را اشغال کرده اند و تهدیدی متوجه زمین نمی سازند، می توانند تا 940 کیلومتر قطر داشته باشند.

مهمترین مثال قابل ذکر از برخورد یک سیارک، برخوردی در 65 میلیون سال قبل بود که به انقراض تمامی دایناسورهای غیرپرنده انجامید. دانشمندان تخمین می زنند که آن سیارک بین 11 تا 12 کیلومتر پهنا داشته است. با برخوردش به زمین یک ستون عظیم از غبار روانه اتمسفر کرد که بطور کامل سیاره زمین را پوشانده، مانع رسیدن نور خورشید به زمین شده و دمای مجاور ناحیه برخورد را تا اندازه ای بالا برد که همه موجودات زنده بخار شدند.

اگر امروزه چنین فاجعه ای رخ دهد میلیاردها نفر از انسانها نابود خواهند شد و بخش عمده ای از حیات بر روی سیاره ناپدید می شود. اما بازماندگانی هم وجود خواهند داشت.

و بالاخره دانشمندان بر این باورند که برخورد یک سیارک بزرگتر از پهنای 96 کیلومتر عملا تمامی آثار حیات بر رو یسیاره ما را از بین خواهد برد.

اما سیارکهای کوچکتر هم می توانند صدمات عظیمی ببار آورند. یک شهاب سنگ 800 متری در اثر برخورد با زمین انرژی معادل 100 میلیارد تن تی ان تی آزاد خواهد کرد. سیارکی به اندازه یک خانه که با سرعت 48000 کیلومتر بر ساعت به زمین برخورد می کند تمامی سازه های ساخت انسان را تا 800 متری محل برخورد تبخیر خواهد کرد.

نزدیکترین زمانی که یک سیارک از نزدیکی زمین عبور کند، 26 اکتبر 2028 خواهد بود. پیش بینی می شود که سیارکی با قطر حدود 1600 متر از فاصله حدود 400 هزار کیلومتری زمین با سرعت 48000 کیلومتر بر ساعت عبور کند. البته به گفته ناسا این سیارک هیچ تاثیری بر روی زمین نخواهد داشت.

مدار یک سیارک چگونه محاسبه می شود؟

مدار یک سیارک با یافتن مسیر بیضوی آن به دور خورشید و انطباق آن با مشاهدات انجام شده محاسبه می شود. به عبارتی، مسیر محاسبه شده شیء به دور خورشید با مکان های مشاهده شده از آن در آسمان مقایسه می شود. با تکرار مشاهدات مسیر آن بطور پیوسته اصلاح می شود تا با درک صحیح تری از مسیر آتی آن برسیم.

ناسا دارای یک دفتر هماهنگی دفاع سیاره ای است که اشیای بطور بالقوه خطرناک – سعنی سیارک ها و ستاره های دنباله داری که ممکن است به فاصله 8 میلیون کیلومتری زمین رسیده و بزرگتر از 30 تا 50 متر باشند را شناسایی می کند. ناسا درباره اسن اجرام آسمانی هشدارای بهنگام صادر کرده و با دولت آمریکا برای برنامه ریزی مواجهه با خطرات احتمالی برخورد اشیای آسمانی هماهنگی می نماید.

منابع:

https://www.nasa.gov/mission_pages/asteroids/overview/fastfacts.html

https://futurism.com/19943

---

تدریس دروس ریاضیات دانشگاه و دبیرستان

توسط مدرس خصوصی با تجربه با سابقه کار درخشان

09360771981

---

تصاویر خیره کننده ای از کاوشگرهای ویاجر

کاوشگرهای ویاجر پیشتاز علوم هستند و از هر شیء ساخت دست بشر بیشتر به درون فضا نفوذ کرده اند.

ناسا در ابتدا این دو کاوشگر را در سال 1977 برای یک ماموریت چهار ساله به سوی برجیس و کیوان فرستاد. لیکن آنها از تمامی انتظارات موجود فراتر رفتند و پس از 45 سال هنوز اطلاعات با ارزشی برای ما ارسال می کنند.

اما اکنون توان آنها رو به کاهش است. دانشمندان ناسا برخی ابزارهای علمی این دو کاوشگر را خاموش کرده اند تا در مصرف انرژی صرفه جویی شود. چهار تا از خیره کننده ترین تصاویر گرفته شده توسط این کاوشگرها در ذیل معرفی شده اند.

 

برجیس و دو تا از اقمار آن: تب و متیس

 

آتشفشان های فعال بر سطح آیو قمر برجیس

 

کیوان و حلقه های آن

 

زمین از فاصله چهار میلیارد کیلومتری

 منبع: Business Insider

دروغ تاریخی در مورد ابداع خودکار ضدگرانش

..." در گرماگرم رقابت فضایی آمریکا و شوروی، فضانوردان آمریکایی متوجه شدند که در شرایط بی وزنی مدار زمین جوهر خودکار به پایین سرازیر نشده و در نتیجه خودکارهای معمولی کارایی خود را از دست می دهند. دانشمندان ناسا ده سال زمان و میلیونها دلار صرف کردند تا خودکاری ابداع کنند که در شرایط بی وزنی بنویسد. روسها این مشکل را طور دیگری حل کردند: آنها از مداد استفاده کردند!"...

 

این افسانه قدیمی که در گروههای اجتماعی نقل شده و بسیار گسترش یافته است در حقیقت یک دروغ و جعل تریخی بی مایه است. نوعی خودکار که بتواند در شرایط گرانش صفر، زیر آب و دمای بسیار بالا کار کند در دهه 1960 ابداع شده بود. ابداع ین خودکار توسط پل سی. فیشر از شرکت خودکارسازی فیشر شیکاگو در ایلینویز سرمایه گذاری شده بود نه توسط ناسا. این خودکار هم توسط آمریکایی ها و هم روسها مورد استفاده قرار می گرفت.

خودکارهای معمولی با سر گوی دار در فضا کار نمی کنند زیرا جوهر در اثر فقدان گرانش به پایین سرازیر نمی شود و اگر در اثر فشار به پایین رانده شود در فضای بی وزنی نشت خواهد کرد.

مداد به علت گرافیت مغز آن قابل اشتعال است و برای رعایت موارد ایمنی در فضاپیماها استفاده نمی شود. قیمت خودکارهایی که مخصوص شرایط بی وزنی هستند در دهه 1960، صد و بیست و نه دلار بوده که برای مسافرت فضایی بهای سنگینی نیست.

بنابراین افسانه صرف میلیونها دلار توسط ناسا یک شایعه تاریخی بیشتر نیست که توسط افراد سطحی نگر به مقیاس وسیع در فضای اینترنت گسترش یافته است.

منبع:

 https://www.reuters.com/article/factcheck-nasa-pens-idUSL1N2MQ1RR