سامانه ضدموشک THAAD

سامانه ضدموشک Terminal High Altitude Area Defence یا تاد (ThAAD) برای رهگیری موشک‌های بالستیک برد کوتاه و متوسط مانند انواع اسکاد منظور شده است. همچنین قابلیت هایی نیز در برابر موشکهای بالستیک قاره پیما دارد. این موشک توسط شرکت لاکهید مارتین طراحی و ساخته شده و در سال 2009 وارد خدمت گردیده است. تاد بخشی از یک شبکه دفاعی سه لایه است. اولین خط دفاعی سامانه AEGIS است که برای نابود کردن موشک های بالستیک در فضا ابداع شده است. تاد موشک ها را درست زمان ورود دوباره آنها به اتمسفر نابود می کند. در صورت عدم موفقیت این سامانه، لایه آخر یا موشکهای پاتریوت PAC-3 بکار می افتند.

از سال 2005 تمامی آزمایش های این موشک با موفقیت همراه بوده است. موشک تاد دارای برد 150 تا 200 کیلومتر است و می‌تواند اهدافی را در ارتفاع 150 کیلومتری زمین مورد اصابت قرار دهد.

سامانه تاد شامل پرتاب کننده (کامیون خودکششی)، موشکها، واحدهای مدیریت و فرماندهی نبرد، ارتباطات و شناسایی و رادارهای تاد است. هر کامیون 8 موشک حمل می کند و هر واحد شامل 4 عدد پرتاب کننده (کامیون خودکششی) است.

تاد از روش برخورد مسیتقیم و نابودی موشک متخاصم با انرژی جنبشی استفاده می کند. بر خلاف سایر انواع موشک های ضدموشک، تاد دارای فیوز مجاورتی نیست زیرا انفجار در نزدیکی یک موشک بالستیک سنگین ممن است آن را کاملا نابود نساخته و تنها موجب تغییر مسیر آن شود. برای این منظور تنها چند لحظه قبل از برخورد سرپوش موشک باز می شود تا یک حسگر مادون قرمز عمل رهگیری دقیق موشک متخاصم و برخورد رودررو را امکان پذیر سازد.

قبل از پرتاب، اطلاعات مربوط به هدف و نقطه برخورد محاسبه شده در موشک بارگذاری می شود. اطلاعات هدف مرتب بروز شده و به موشک ارسال می شود تا در حین پرواز مسیر خود را اصلاح نماید. پس از مصرف شدن سوخت بوستر موشک، کلاهک جنگی از آن جدا می شود. کلاهک جنگی نیز مجهز به سامانه کنترل ارتفاع و تغییر مسیر برای مانور دادن بسوی هدف است.

منابع

http://www.military-today.com/missiles/thaad.htm

http://www.lockheedmartin.com/us/products/thaad.html

http://www.military-today.com/missiles/thaad.htm

تداخل سنج لیزری چگونه کار می کند؟

تالیف: اصغر ناصری

تداخل سنج (Interferometer) بر اساس ادغام یک یا چند منبع نور و تشکیل یک الگوی تداخلی عمل می کند. الگوهای تداخلی تولید شده توسط تداخل سنج ها شامل اطلاعاتی درباره شی یا پدیده تحت مطالعه هستند. از این ابزارها برای اندازه گیری های بسیار کوچک استفاده می‌شود که به روشهای دیگر قابل انجام نیستند.

تداخل سنج ها که امروزه بطور وسیعی در صنایع و آزمایشگاههای تحقیقاتی استفاده می شوند، در اواخر قرن نوزدهم توسط آلبرت مایکلسون کشف شد. تداخل سنج مایکلسون در سال 1887 در آزمایش معروف مایکلسون-مورلی بکار رفت که برای اثبات یا رد وجود "اتر درخشان" طراحی شده بود، ماده ای که در آن زمان تصور می شد تمامی عالم را پر کرده است. تمامی تداخل سنج های امروزی از این نوع اولیه ناشی شدند که نحوه استفاده از خواص نور در اندازه گیری های بسیار کوچک را مدلل می سازد. ابداع لیزر باعث افزایش توان تداخل سنج ها و امکان اندازه گیری ابعاد بسیار کوچک گردید.

به علت کاربرد وسیع این ابزار، تداخل سنج ها در اشکال و اندازه های بسیار متنوعی موجودند. از این ابزارها برای اندازه گیری هرچیزی از کوچکترین تغییرات در سطح یک ارگانیسم میکروسکوپی تا ساختار انبساط گازها و غبار در عالم دوردست استفاده می شود. یکی از جدیدترین کاربردهای این ابزار در اندازه گیری امواج گرانشی است. با وجود این تنوع در کاربرد، همگی تداخل سنج ها از یک اصل ساده استفاده می کنند و آن برهم نهی پرتوهای نور برای ایجاد یک الگوی تداخلی است.

تداخل سنج مایکلسون از یک پرتوشکاف (beamsplitter) (یک نیم آینه که نیمی از نور را منعکس کرده و نیم دیگر را عبور می دهد) و دو آینه تشکیل شده است. وقتی نور از درون نیم آینه عبور می کند، به دو پرتو با مسیرهای متفاوت تجزیه شده و یکی به سمت آینه اول و دیگری به سمت آینه دوم می رود. پس از بازتاب از روی آینه ها این پرتوها مجددا در محل پرتوشکاف با یکدیگر ترکیب شده و سپس به آشکارساز می رسند. اختلاف مسیر دو پرتو موجب یک اختلاف فاز بین آنها می شود که یک الگوی نوارهای تداخلی ایجاد می‌کند. سپس این الگو توسط آشکارساز تحلیل می شود تا مشخصات 

موج، خواص ماده و یا جابجایی یک آینه نسبت به دیگری اندازه گیری شود (این امر به نوع تنظیم آینه ها بستگی دارد).

سیستم لیزری ML-10 و XL-80 دو تا از متداول ترین سیستم های اندازه گیری تداخلی هستند که توسط شرکت Renishaw ابداع گردیده است. دو آینه اصلی در این سیستم رترورفلکتور (منشورهایی که نور را در جهت موازی مسیر آمدن آن باز می تابانند) نامیده می‌شوند. یکی از این دو به پرتوشکاف وصل شده و آینه ثابت مرجع را می سازد. دیگری آینه متحرک بوده و به بازوی متحرک ماشین وصل می شود تا تغییر فاصله آن نسبت به آینه ثابت مرجع را اندازه گیری کند.

پرتو لیزر تولید شده در پرتوشکاف پلاریزه به دو پرتو (بازتابیده (2) و منتقل شده (3)) تجزیه می شود. این پرتوها از روی آینه ها بازتابانده شده و قبلاز رسیدن به آشکارساز در محل پرتوشکاف با هم ترکیب می شوند. استفاده از رترورفلکتورها، موازی بودن پرتوهای بازتابیده از آینه‌ ثابت مرجع و آینه متحرک تحت اندازه گیری را در هنگام رسیدن به پرتوشکاف تضمین می‌کنند. امواج نور در هنگام ترکیب با یکدیگر یا هم فاز هستند که در این صورت یک تداخل سازنده و نواری روشن خواهیم داشت (دو قله موج یا دو دره موج با هم تلاقی می کنند) و یا در فاز مخالفند که تداخل از نوع مخرب بوده و نواری تاریک بدست می‌دهد (قله یک موج یعنی بیشینه دامنه آن با دره موج دیگر یعنی کمینه دامنه آن تلاقی می کند).

پردازش اپتیکی نور در آشکارساز امکان مشاهده تداخل دو پرتو را می دهد. جابجایی بازوی متحرک ماشین که آینه متحرک به ان متصل است باعث تغییر نسبی فاز دو پرتو می شود. این چرخه تداخل های سازنده و مخرب باعث تغییرات چرخه ای در شدت پرتو نور ترکیبی می‌شود. یک چرخه تغییر در شذت نور از روشن به تاریک هر زمان روی می دهد که بازو و آینه‌ی متحرک 316.5 nm یعنی نصف طول موج لیزر جابجا می‌شود. میزان جابجایی آینه متحرک با استفاده از فرمول زیر و شمارش چرخه ها امکان پذیر است:

که d میزان جابجایی برحسب میکرون، لامبدا طول موج نور لیزر (0.633 میکرون) و N تعداد نوارهای عبور شده است. با درونیابی فاز درون این چرخه‌ها می توان به تفکیک پذیری بالاتر 1 nm رسید.

شکل زیر تنظیم لیزر و آینه ها برای اندازه گیری محورهای افقی مانند X و Y در یک ماشین CNC را نشان می دهد. تنظیم محورهای عمودی مانند Z کمی دشوارتر است و مهارت بیشتری می طلبد.

نویسنده مقاله اصغر ناصری در حال تنظیم تداخل سنج لیزری برای اندازه گیری محور Z یک ماشین CMM

منابع:

http://www.renishaw.com/en/interferometry-explained--7854

هواپیمای مسافری فراصوت

یکی از جاه طلبانه ترین مفاهیم در زمینه پرواز فراصوت، اسپیس لاینر است که در مرکز هوافضای آلمان (DLR) توسعه یافته است.

اسپیس لاینر از فناوری فضایی برای دستیابی به سرعت هایی تا 25 ماخ استفاده می کند، سرعتی که با آن یک هواپیمای مسافری می تواند مسافت بین لندن تا استرالیا را در 90 دقیقه بپیماید.

برای رسیدن به چنین سرعت شگفت آوری، اسپیس لاینر مسافرین خود رابه لبه فضا می برد.

این هواپیما در حقیقت یک فضاپیمای دومرحله ای است که یادآور شاتل فضایی است.

یک بوستر (راکت تقویتی) بخش حامل مسافرین را به ارتفاع 80 کیلومتری می برد و در آنجا وسیله حامل، 50 مسافر را به سمت دیگر کره زمین منتقل می کند.

کابین مسافرین برای رعایت ایمنی می تواند به عنوان یک کپسول نجات نیز عمل کند.

هم بوستر و هم کپسول حامل مسافرین، کاملا قابل استفاده مجدد هستند تا هزینه ها پایین نگهداشته شود.

به عقیده متخصصین DLR اسپیس لاینر دوست دار محیط زیست نیز هست زیرا از مخلوط هیدروژن مایع و اکسیژن مایع به عنوان سوخت پیشران استفاده می کند که پس از احتراق تنها بخار آب تولید می کند.

http://edition.cnn.com/2016/03/07/aviation/hypersonic-future-of-aviation/index.html

غیرفعال کردن ژنهای پیری باعث طول عمرمی شود

جوانی، بلوغ، پیری. هر مرحله در پیرشدن فیزیولوژیکی انسان با الگوهای متفاوتی از اظهار ژنها (gene expression) مشخص می شود و این امر جستجو بدنبال "ژنهای پیری" را با دشواری مواجه می سازد. برای حل این پیچیدگی، دانشمندان موسسه ETH  زوریخ الگوهای ژنی مرتبط با پیری را در الگوهای اظهار ژنی گونهه هایی از موجودات جوان، بالغ و پیر با یکدیگر مقایسه کرده اند. این گونه ها عبارت بودند از کرمها، گورخرماهی(zebrafish) و موش. دانشمندان امید دارند با این مقایسه بتوانند ژنهایی را که در طول تکامل حفظ شده اند مشخص کرده و در نتیجه ژنهای مرتبط با پیری در انسان را نیز کشف کنند.

پس از اندازه گیری تولید RNA پیام رسان (که نماینده فعالیت ژنهاست) در 40 هزار ژن در هرکدام از مراحل پیری، این دانشمندان توانستند ژنهایی را با نظم مشابه در هرکدام از گونه‌ها شناسایی کنند. آنها چنین یافتند که سه گونه یاد شده تنها 30 ژن مشترک با اثر قابل توجه بر فرایند پیری دارند.

علاوه براین، دانشمندان آزمایشهایی انجام داده اند که در آنها mRNA های ژنهای متناظر این گونه ها را بطورانتخابی غیرفعال (بلوکه) کرده‌اند. این آزمایشات به دانشمندان امکان داده‌اند اثر این ژنها را بر فرایند پیری در کرمها بررسی کنند. با بلوکه کردن یک دوجین از این ژنها، دانشمندان قادر به افزایش طول عمر کرمها در حدود 5 درصد شده اند.

یکی از این ژنها اثرگذاری خاصی از خود نشان داده است: ژن bcat-1. وقتی فعالیت این ژن متوقف شد، طول عمر کرمها افزایش قابل توجه 25 درصدی یافت.

دکتر مایکل ریستو نویسنده اصلی مقاله ای در این رابطه بوده که در نشریه Nature Communication به چاپ رسیده است. مقاله با عنوان "کاتابولیسم آمینو اسید با شاخه های زنجیری یک تنظیم گر محفوظ پیری فیزیولوژیکی است"، نوع کارکرد ونحوه عمل ژن bcat-1 را تشریح می کند.

ژن bcat-1 کد آنزیمی با همان نام را حمل می کند که آمینواسیدهای به اصطلاح شاخه دار زنجیری را می شکند. این واکنش ها که بطور طبیعی در اجزای سازنده پروتئین ها روی می دهند، شامل آمینو اسیدهای ال-لیوسین، ال-ایزولیوسین و ال-والین می شوند.

این آمینواسیدها یک سیگنال نورو-اندوکرین وابسته به LET-363/mTOR را کاهش می دهند که برپایه گیرنده های مرتبط با آن، بر طول عمر تاثیر می گذارد. وقتی پژوهشگران مانع فعالیت آنزیم bcat-1 شدند، آمینواسیدهای شاخه دار زنجیری تجمع حاصل کرده و یک توالی آبشاری سیگنالهای مولکولی راآغاز کردند که باعث افزایش طول عمر در کرمها می شود. علاوه برآن طول دوره ای که کرمها سلامت خود را حفظ می کردند نیز افزایش یافت. با افزودن این سه آمینواسید به غذای کرمها نیز طول عمر آنها افزایش یافت.

منبع اصلی:

http://www.genengnews.com/gen-news-highlights/suppressing-aging-genes-extends-lifespans/81252042/

نقش حمل و نقل ریلی در توسعه اقتصادی

یکی از مزایای مهم حمل و نقل ریلی برای توسعه اقتصادی، تسهیل دسترسی تولیدکنندگان کشورهای در حال توسعه به مواد خام، کالاهای واسطه‌ای و سایر منابع و نیز ارسال محصولات خود به بازارها با قیمت‌های مناسب است. راه‌آهنی که خوب اداره شود خدمات مورد نیاز بسیاری از صنایع سنگین کشور را با هزینه‌ای بسیار کمتر از حمل و نقل جاده‌ای تامین می‌کند. بنابراین حمل و نقل ریلی می‌تواند باعث تسهیل تجارت، ایجاد اقتصاد مقیاس، تخصصی شدن اقتصاد و رشد اقتصادی فزاینده شود.

حمل و نقل ریلی همچنین می‌تواند فواید اجتماعی بیرونی ایجاد کند که ارزش بسیاری برای سیاست گذاران بویژه در زمینه ایمنی، محیط زیست و کاهش انتشار گازهای گلخانه ای دارد. طی دهه گذشته دانش انسان درباره هزینه‌های بیرونی روش‌های مختلف حمل و نقل بویژه تاثیر آنها بر انتشار گازهای گلخانه‌ای افزایش قابل توجهی یافته است. شواهد بدست آمده در اروپا، ایالات متحده و چین نشان می‌دهد که حمل و نقل ریلی مزایای محیط زیستی و ایمنی مهمی در قیاس با حمل و نقل جاده‌ای دارد. شکل 1 تخمین هزینه‌های خارجی دو نوع حمل و نقل ریلی و جاده‌ای را در اتحادیه اروپا نشان می‌دهد. از این نمودار می‌توان دریافت که هزینه‌های خارجی حمل و نقل جاده‌ای در زمینه‌های سروصدا، تصادفات، آلودگی هوا، تغییرات آب و هوایی، هزینه های بالادستی نسبت به پایین دستی و سایر هزینه های مرتبط بطور متوسط پنج برابر هزینه های خارجی حمل و نقل ریلی است.

شکل 1. مقایسه هزینه های بیرونی حمل و نقل جاده ای و ریلی

منبع: http://ec.europa.eu/transport/costs/handbook/doc/2008_01_15_handbook_external_cost_en.pdf

از سوی دیگر مدیریت نادرست حمل و نقل ریلی می تواند باعث اتلاف بودجه ملی و نابودی منابع شود.متاسفانه در برخی کشورهای در حال توسعه حمل و نقل ریلی فاقد یک نگاه بازار محور، بهره برداری ناکافی از تجهیزات، بهره وری پایین نیروی کار و زیرساخت ضعیف است. چنین راه‌آهنی تاثیر بودجه‌ای منفی بزرگی خواهد داشت.

شکل 2 حجم حمل و نقل کالا توسط شبکه راه‌آهن در مناطق مختلف جهان به سال 2010 را نشان می‌دهد. همانطور که دیده می شود حجم حمل و نقل کالای ریلی در دو کشور ایالات متحده و کانادا تقریبا با کل آسیا و اقیانوسیه برابری می کند که شاخصی از اهمیت حمل و نقل ریلی در توسعه یافتگی است.

شکل 2. سهم حمل و نقل کالا توسط شبکه ریلی در مناطق مختلف جهان

اما حمل و نقل ریلی در کشور ما تنها 3 تا 5 درصد کل کل حمل و نقل کالا و مسافر را تشکیل می دهدکه سهم بسیار ناچیزی است. فرسودگی ناوگان حمل و نقل و عمر متوسط بالای 28 سال واگن ها بر هزینه های مدیریت شبکه ریلی افزوده است.

منابع:

Paul Amos, DFID, Freight Transport for Development Toolkit: Rail Freight.

http://www.csr.ir/Pdf/Content2670/157.pdf