چگونه فناوری هوا فضا زندگی ما را تغییر می‌دهد؟

به اشتراک بگذارید:

چگونه فناوری هوا فضا زندگی ما را تغییر می‌دهد؟

فهرست محتوا این صفحه برای دسترسی راحت

فناوری هوا فضا یکی از جذاب‌ترین و پرحرارت‌ترین حوزه‌های علم و تکنولوژی است که همواره توجه بسیاری از افراد را به خود جلب کرده است. از آغاز تاریخ بشر، انسان همیشه به دنبال رسیدن به آسمان و ستارگان بوده است. این کنجکاوی و جستجو، باعث شده است که انسان با استفاده از علم و دانش خود، بتواند به مرزهای جدیدی از جهان برسد. در این وبلاگ، ما قصد داریم با شما درباره فناوری هوا فضا و نقش آن در زندگی مدرن صحبت کنیم. ما به شما معرفی خواهیم کرد که چگونه فناوری هوافضای نظیر موشک‌های برق‌خور، سفینه‌های فضایی بازگشت‌پذیر، مأموریت‌های نجات در فضا، سامانه‌های مصنوعی هوشمند و … به وجود آمده‌اند و چگونه می‌توانند به حل مشکلات جهانی کمک کنند. همچنین، ما به شما نشان خواهیم داد که چگونه می‌توانید خودتان در این حوزه فعال شوید و به رشد و توسعه آن کمک کنید. پس با ما همراه باشید و از خواندن این وبلاگ لذت ببرید.

فناوری هوا فضا چیست؟

هوافضا در مجموع به جو و فضای بیرونی اشاره دارد. فناوری هوافضا یک صنعت متنوع با کاربردهای تجاری، صنعتی و نظامی فراوان است. مهندسی هوافضا شامل هوانوردی و فضانوردی است و تحقیق، طراحی، تولید، بهره برداری یا نگهداری هواپیماها و فضاپیماها شامل کار سازمان‌های متعددی است.
بنابراین، فناوری هوافضا به ساخت، آزمایش و نگهداری هواپیماها و وسایل نقلیه فضایی اشاره دارد. تکنسین‌ها ممکن است در مونتاژ، سرویس، آزمایش، بهره برداری و تعمیر سیستم‌های مرتبط با وسایل نقلیه پرتاب فضایی قابل اعتماد و قابل استفاده مجدد و تجهیزات پشتیبانی زمینی مرتبط مشارکت داشته باشند.
چگونه فناوری هوا فضا زندگی ما را تغییر می‌دهد؟
فناوری هوا فضا

تاریخچه فناوری هوافضا

تاریخچه فناوری هوا فضا به زمان تلاش‌های ابتدایی برای پرواز، اختراع هواپیما و ساخت نخستین موشک‌ها بر می‌گردد¹. برخی از پیشگامان هوانوردی در اواخر قرن نوزدهم تا اوایل قرن بیستم عبارت‌اند از:

– سر جورج کیلی (۱۷۶۱-۱۸۵۷)، مخترع ایرلندی که نخستین موشک‌های آزمایشگاهی را طراحی و ساخت².
– عباس ابن فرناس (۸۱۰-۸۸۷)، عالم و مخترع عرب که نخستین پرواز با پاراشوت را انجام داد³.
– لئوناردو داوینچی (۱۴۵۲-۱۵۱۹)، هنرمند و مخترع ایتالیایی که طرح‌های مختلفی برای هلیکوپتر، گلایدر، پروانه و بالگرد را رسم کرد⁴.
– ژول وِرو (۱۸۲۸-۱۹۰۵)، نویسنده و رمان‌پرداز فرانسوی که در آثار خود به تصورات علمی درباره پرواز به فضا، سفر به ماه و سفینه‌های فضایی پرداخت.
– برادران رایت (ولبر رایت ۱۸۶۷-۱۹۱۲ و اورول رایت ۱۸۷۱-۱۹۴۸)، دو خلبان و مخترع آمریکایی که نخستین پرواز موفق با هواپیمای سبک‌تر از هوا را در سال ۱۹۰۳ انجام دادند.
– رابرت گودار (۱۸۸۲-۱۹۴۵)، مخترع و دانشمند آمریکایی که پدر موشک‌های مدرن محسوب می‌شود و نخستین موشک سوخت مایع را در سال ۱۹۲۶ پرتاب کرد.
– کنستانتین تسیولکوفسکی (۱۸۵۷-۱۹۳۵)، دانشمند و ریاضیدان روس که نظریه‌های اساسی درباره پیشرانش موشک، سفر به فضا و استفاده از انرژی خورشیدی را بیان کرد.
– هرمان اوبرت (۱۸۹۴-۱۹۸۹)، مهندس و دانشمند آلمانی-آمریکایی که به عنوان یکی از پدران فضانوردی شناخته می‌شود و در طراحی موشک‌ها، سامانه‌های پرواز و اکتشاف فضایی نقش بزرگی داشت.

فناوری هوا فضا
فناوری های روز هوا فضا

پیشرفت های فناوری هوا فضا

پس از جنگ جهانی دوم، فناوری هوافضا شروع به پیشرفت سریع کرد. در سال ۱۹۵۷، شوروی نخستین ماهواره فضایی به نام اسپوتنیک-۱ را به مدار زمین پرتاب کرد و آغازگر عصر فضا و مسابقه فضایی بین شوروی و آمریکا شد. در سال ۱۹۶۱، یوری گاگارین، نخستین فضانورد شوروی، گردش کامل از زمین را در سفینه فضایی وستوک-۱ انجام داد. در سال ۱۹۶۹، نیل آرمسترانگ، نخستین فضانورد آمریکایی، قدم بر ماه گذاشت. در دهه‌های بعد، بسیاری از پروژه‌های هوافضای دیگر اجرا شدند، مانند:

– پروژه شاتل فضایی (Space Shuttle)، که نخستین سفینه فضایی بازگشت‌پذیر بود و بین سال‌های ۱۹۸۱ تا ۲۰۱۱ برای حمل و نقل انسان و محموله به فضا استفاده شد.
– پروژه اسکای‌لب (Skylab)، که نخستین ایستگاه فضایی آمریکا بود و بین سال‌های ۱۹۷۳ تا ۱۹۷۹ برای انجام تحقیقات علمی و پزشکی در فضا استفاده شد.
– پروژه میر (Mir)، که نخستین ایستگاه فضایی دائم بود و بین سال‌های ۱۹۸۶ تا ۲۰۰۱ برای انجام تحقیقات علمی و همکاری بین‌المللی در فضا استفاده شد.

– پروژه اپولو-سوئوز (Apollo-Soyuz)، که نخستین پروژه همکاری بین‌المللی در فضا بود و در سال ۱۹۷۵ برای اتصال دو سفینه فضایی آمریکایی و شوروی انجام شد.

– پروژه ایستگاه فضایی بین‌المللی (International Space Station)، که بزرگترین ساختمان فضایی است و از سال ۱۹۹۸ تا کنون برای انجام تحقیقات علمی و همکاری بین‌المللی در فضا استفاده می‌شود.
– پروژه هابل (Hubble)، که نخستین تلسکوپ فضایی است و از سال ۱۹۹۰ تا کنون برای مشاهده و مطالعه جسم‌های آسمانی استفاده می‌شود.
– پروژه کاسینی-هویگنز (Cassini-Huygens)، که یک مأموریت اکتشاف سیاره زحل و ماه‌های آن بود و بین سال‌های ۱۹۹۷ تا ۲۰۱۷ انجام شد.
– پروژه روزنامه‌نگار (Curiosity)، که یک ربات فضایی است که از سال ۲۰۱۲ تا کنون برای بررسی سطح و شرایط زندگی سابق روی سیاره مریخ استفاده می‌شود.

چشم انداز فعلی صنعت هوافضا

یکی از صنایعی که بیشتر تحت تاثیر بیماری همه گیر کرونا قرار گرفت، صنعت سفر با هواپیماهای تجاری بود. در واقع، سال 2020 بدترین سال تاریخ برای تقاضای سفرهای هوایی است. با این حال، با در دسترس بودن گسترده واکسن و کاهش محدودیت‌های COVID-19، بر پروازهای بین المللی طولانی‌تر یا پروازهای داخلی و کوتاه مدت تمرکز بیشتری شده است.

در دوران اخیر، فناوری هوافضا با ورود شرکت‌های خصوصی و نوآوران جدید به این حوزه، شاهد تحولات جدید و جذاب است. برخی از این شرکت‌ها و نوآوران عبارت‌اند از:

– اسپیس‌ایکس (SpaceX)، که یک شرکت خصوصی آمریکایی است که تحت رهبری الان ماسک، موشک‌ها، سفینه‌ها و مأموریت‌های فضایی را طراحی، ساخت و پرتاب می‌کند. این شرکت هدف دارد که به انسان امکان سفر به فضا، استقرار در مریخ و تجارت با دنیای خارج را بدهد.

– بلو اورجین (Blue Origin)، که یک شرکت خصوصی آمریکایی است که تحت رهبری جف بزوس، مؤسس آمازون، موشک‌ها، سفینه‌ها و مأموریت‌های فضایی را طراحی، ساخت و پرتاب می‌کند. این شرکت هدف دارد که به انسان امکان گردشگری فضایی، استفاده از منابع فضای نزدیک و توسعه صنعت فضای خصوصی را بدهد.
– ویرجین گالاکتیک (Virgin Galactic)، که یک شرکت خصوصی بریتانیایی است که تحت رهبری ریچارد برانسون، مؤسس ویرجین گروپ، سفینه‌ها و مأموریت‌های فضایی را طراحی، ساخت و پرتاب می‌کند. این شرکت هدف دارد که به انسان امکان گردشگری فضایی، تجارب علمی و آموزش در فضا را بدهد.
بوئینگ (Boeing)، که یک شرکت خصوصی آمریکایی است که در زمینه هوانوردی، فضانوردی و دفاع فعال است. این شرکت در طراحی و ساخت هواپیما‌های مسافربری، نظامی و فضایی نقش بزرگی دارد. این شرکت همچنین در پروژه‌های همکاری با ناسا، مانند شاتل فضایی و ایستگاه فضای بین‌المللی، سهم دارد.
– ناسا (NASA)، که یک سازمان دولتی آمریکایی است که در زمینه پژوهش و اکتشاف هوافضا فعال است. این سازمان در پروژه‌های مختلف هوافضای مانند پروژه اپولو، پروژه شاتل فضایی، پروژه اسپیرِت و اُپورچونِتِ (Spirit and Opportunity)، پروژه جونو (Juno) و پروژه آرتِمِس (Artemis) نقش بزرگ دارد.

– چین (China)، که یک کشور خاورمیانه است که در زمینه توسعه فناوری هوافضا رقابت می‌کند. این کشور در سال ۲۰۰۳ نخستین فضانورد خود را به نام یانگ لی‌وِی (Yang Liwei) به فضا فرستاد و در سال ۲۰۱۹ نخستین سفینه فضایی خود را به نام چانگ‌ئه-۴ (Chang’e-4) به سطح پشت ماه فرود آورد. این کشور همچنین در حال ساخت ایستگاه فضایی خود به نام تیانگونگ (Tiangong) است.
– هند (India)، که یک کشور آسیایی است که در زمینه توسعه فناوری هوافضا پیشرفت می‌کند. این کشور در سال ۲۰۱۴ نخستین مأموریت موفق خود را به مریخ به نام مانگالیان (Mangalyaan) انجام داد و در سال ۲۰۱۹ نخستین مأموریت خود را به ماه به نام چاندرایان-۲ (Chandrayaan-2) انجام داد. این کشور همچنین قصد دارد که نخستین فضانورد خود را تا سال ۲۰۲۲ به فضا بفرستد.

فناوری هوا فضا چیست؟
فناوری های روز هوا فضا

10 نمونه از فناوری مهندسی هوافضا که دانستن آن‌ها واجب است!

با پیشرفت مداوم صنعت هوافضا، در اینجا 10 نمونه از فناوری مهندسی هوافضا وجود دارد که باید با آن‌ها آشنا شوید.

1. هواپیمای بدون سوخت

ایرباس (Airbus: شرکت صنایع هوافضایی اروپایی چندملیتی و سازنده بزرگترین هواپیمای جت مسافربری جهان) اخیراً سه مفهوم را برای اولین هواپیمای تجاری هیدروژنی جهان را معرفی کرده است که می‌تواند تا سال 2035 وارد خدمت شود. منبع انرژی اولیه این هواپیما هیدروژن می‌باشد که به عقیده دانشمندان، یک سوخت پاک هوانوردی است. 

2. نظارت بر سلامت ساختاری (SHM)

پایش سلامت سازه SHM شامل مشاهده و تجزیه و تحلیل یک سیستم برای نظارت بر تغییرات در مواد و ویژگی‌های هندسی سازه‌های مهندسی مانند پل‌ها، هواپیماها و ساختمان‌ها است.
اساس پایش سلامت سازه، توانایی نظارت بر سازه‌ها با استفاده از حسگرهای ارزیابی غیرمخرب تعبیه شده یا متصل (NDE) (تجربه نزدیک به مرگ) و استفاده از داده‌ها برای ارزیابی وضعیت سازه است. در طول ده سال گذشته، محققان پیشرفت‌های چشمگیری در توسعه حسگرهای NDE برای SHM داشته‌اند و سخت‌افزار و نرم‌افزار مورد نیاز برای تجزیه و تحلیل SHM را توسعه داده‌اند. حسگرهای NDE درحال پیشرفت هستند و قادر به نظارت بر مناطق وسیعی از ساختارها می‌باشند، که شامل فیبر نوری، امواج فراصوت فعال و انتشار آکوستیک غیرفعال هستند.
این امر به ویژه برای ناسا خوب است، زیرا به‌عنوان مثال، ابزارهای جدیدی برای پشتیبانی از پروازهای فضایی طولانی مدت نیاز است.

3. مواد پیشرفته

مواد نوآورانه را می‌توان در زمینه‌های مختلف مورد استفاده قرار داد. از هواپیماهای سبک‌تر، چابک‌تر و سیستم‌های مافوق صوت در حال ظهور گرفته، تا تجهیزات حفاظت شخصی و هر جایی که می‌توان خطرات یا آسیب‌ها را کاهش داد. انتظار می‌رود پیشرفت در این زمینه به ادغام عملکردهایی مانند برداشت انرژی، استتار، نظارت بر سلامت ساختاری و شخصی بینجامد. به‌عنوان مثال، گرافن یک ماده مبتنی بر کربن است که فقط یک اتم ضخامت دارد و می‌توان از آن برای ساخت باتری‌هایی استفاده کرد که سبک، بادوام و قابل استفاده در ذخیره‌سازی انرژی با ظرفیت بالا هستند. به علاوه، آن‌ها سریع‌تر از باتری‌های معمولی شارژ می‌شوند.

4. اتوماسیون هوشمند و بلاک چین

بلاک چین که معمولاً با سیستم‌های ارزهای دیجیتال مرتبط است، از شفافیت داده‌ها برای افزایش امنیت استفاده می‌کند.

5. چاپ سه بعدی

ثابت شده است که چاپ سه بعدی، که به‌عنوان تولید افزودنی نیز شناخته می‌شود، یک راه حل تولید عالی برای تولید قطعاتی است که از مواد بسیار کمتری نسبت به سایر قطعات قابل مقایسه با تولید سنتی استفاده می‌کنند. از آنجایی که می‌توان از این ماده برای ایجاد یک آیتم از طریق چاپ سه بعدی استفاده کرد، اشکال هندسی بسیار پیچیده را می‌توان ساخت که علیرغم کاهش چگالی در مواد مورد استفاده، استحکام زیادی دارند.
کاهش وزن به دلیل افزایش عملکرد در زمینه‌های سرعت، ظرفیت، مصرف سوخت، آلاینده‌ها و موارد دیگر، برای صنعت فناوری هوافضا بسیار مهم است. این درک صنعت هوافضا و دفاع را به دنبال کاربردهای پرینت سه بعدی در جدیدترین محصولات خود، از چارچوب صندلی گرفته تا کانال‌های هوا، سوق می‌دهد.

6. پروازهای مافوق صوت

پرواز مافوق صوت زمانی است که یک هواپیما سریعتر از سرعت صوت حرکت می‌کند. شرکت هواپیمایی ایالات متحده یونایتد اعلام کرده است که قصد دارد در سال 2029 
15 هواپیمای مافوق صوت جدید بخرد و “سرعت‌های مافوق صوت را به هوانوردی بازگرداند”. 
هواپیمای جدید Overture توسط یک شرکت مستقر تولید خواهد شد و هنوز یک جت مافوق صوت را آزمایش نکرده است. خرید این هواپیما مشروط به رعایت استانداردهای ایمنی و نگرانی‌های آلودگی صوتی توسط هواپیمای جدید است.

7. زنجیره تامین A&D پویا و انعطاف پذیرتر

تقاضای کمتر هواپیما و محدودیت‌های جابه‌جایی افراد و کالاها به دلیل همه‌گیری کرونا، منجر به شکست بسیاری از زنجیره‌های تامین ضروری هوافضا و دفاع (A&D) شد. این منجر به تأثیر بر تأمین کنندگان کوچکتر، به ویژه آن‌هایی که در معرض هوافضای تجاری و تجارت پس از فروش قرار دارند، شده است.
در سال 2021، تمرکز صنعت احتمالاً به سمت تبدیل زنجیره‌های تامین به شبکه‌های انعطاف‌پذیرتر و پویاتر تغییر کرد.

8. استفاده از اینترنت اشیا (IoT) برای پیش‌بینی مشکلات تعمیر و نگهداری

شرکت‌های تعمیر و نگهداری هواپیما به طور گسترده‌ای از فناوری اینترنت اشیا برای تعمیر و نگهداری پیش بینی قطعات و تجهیزات هواپیما استفاده می‌کنند. یک راه حل تعمیر و نگهداری پیش بینی مبتنی بر اینترنت اشیا می‌تواند به پیش بینی آسیب احتمالی به‌عنوان مثال با جمع آوری داده‌ها از سنسورهای اولتراسونیک و ارتعاش متصل به اسپیندل یک دستگاه CNC(کنترل عددی رایانه‌ای) کمک کند. تجزیه و تحلیل داده‌های جمع آوری شده به شناسایی ابزارهای شکننده قبل از شکستن کمک می‌کند. این داده‌ها به تکنسین‌ها کمک می‌کند تا برنامه‌های تعمیر و نگهداری ایجاد کنند، قطعات را تهیه و کارگران مربوطه را برای تعمیر تجهیزات برنامه ریزی کنند.

9. هوش مصنوعی (AI)

صنعت فناوری هوافضا نیز از هوش مصنوعی و استفاده از ماشین یا یادگیری فعال در تحقیق و آموزش بهره می‌برد. یادگیری ماشینی توانایی به دست آوردن بینش جدید در مورد مواد را با استفاده از هوش مصنوعی برای کشف الگوها و روابط جدید در داده‌ها را ارائه می‌دهد. هوش مصنوعی می‌تواند مشکلات بسیار پیچیده‌تری را نسبت به انسان‌ها حل کند و در مقایسه با مدت زمانی که مغز انسان برای پردازش اطلاعات طول می‌کشد، در عرض چند لحظه، هزاران نتیجه را اجرا کند.
به‌عنوان مثال، برای ایجاد نسل بعدی فناوری، محققان آزمایشگاه تحقیقاتی نیروی هوایی ایالات متحده (AFRL) از یادگیری ماشین، هوش مصنوعی و سیستم‌های مستقل برای افزایش تصاعدی سرعت کشف مواد و کاهش هزینه‌های فناوری استفاده می‌کنند.

10. سیستم‌های پرواز مستقل

پیاده‌سازی فناوری‌های خودمختار روند رو به رشدی در چندین صنعت بوده است و صنعت هوافضا نیز از این قاعده مستثنی نیست. بیشتر این موارد بر افزایش پروازهای خودمختار متمرکز شده است و هدف نهایی آن راه اندازی پروازهای کاملاً بدون خلبان است. در حالی که ممکن است هنوز چندین سال باقی بماند، سرمایه‌گذاری‌ها و نوآوری‌ها به‌ طور مداوم در سال‌های آینده به این سمت خواهد رفت. این قبلاً در مورد هواپیماهای بدون سرنشین رخ داده است، اگرچه واضح است که این فناوری قبل از اینکه برای هواپیماهای مسافربری و سفرهای طولانی‌تر آماده شود، باید افزایش یابد.

آینده هوافضا اینجاست!

فن‌آوری‌های نوآورانه و فرآیندهای تولید به‌ ظاهر ثابت در حال توسعه هستند و تولیدکنندگان کوچک تا متوسط ​​از مزایای آن بهره‌مند می‌شوند. زیرا شرکت‌های هوافضا به دنبال تأمین‌کنندگان خاص برای کمک به گسترش زنجیره تأمین خود هستند. به روز ماندن با آخرین روندها می‌تواند به کسب و کار تولیدی شما کمک کند تا از تمام مزایای صنعت هوافضا استفاده کند.

چه دانشگاه‌هایی این رشته را ارائه می‌دهند؟

  • دانشگاه صنعتی شریف، 
  • دانشگاه صنعتی امیرکبیر،
  •  دانشگاه فردوسی مشهد، 
  • دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی، 
  • دانشگاه صنعتی ارومیه،
  •  دانشگاه امام حسین، 
  • دانشگاه شهید ستاری، 
و…

سخن آخر

بدون شک با پیشرفت در زمینه فناوری هوافضا، گام مهمی در جهت حفظ محیط زیست و زندگی راحت‌تر برداشته می‌شود و این دقیقا مطابق چیزی است که انسان‌ها همواره به‌دنبال آن بوده اند. فناوری هوافضا نقش مهمی در زمینه سلامت انسان‌ها حین سفر دارد و ارتقا این علم، سبب جلوگیری از بسیاری حوادث خواهد شد.
این‌طور که می‌بینید، فناوری هوافضا یک حوزه جذاب و پرپتانسیل است که همچنان در حال رشد و تحول است. این حوزه به ما امکان می‌دهد که بتوانیم به دیدگاه‌های جدید، منابع جدید، تجارب جدید و آینده‌ای جدید دست پیدا کنیم. امیدوارم با خواندن این مقاله، شما هم علاقه‌مند شده باشید که بیشتر درباره فناوری هوافضا بدانید و در این حوزه فعال شوید. با تشکر از شما برای توجه به این مقاله. 😊

سوالات متداول

فناوری هوافضای چیست؟

فناوری هوافضای شامل مجموعه‌ای از علوم، تکنولوژی‌ها، روش‌ها و فعالیت‌های است که به برقراری ارتباط، حرکت، پژوهش و کشف در محیط‌های هوایی و فضایی مربوط می‌شود. فناوری هوافضای شامل زیرشاخه‌های مختلفی مانند هوانوردی، فضانوردی، مهندسی هوافضا، علوم فضایی، نجوم و … است.

چرا فناوری هوافضا مهم است؟

فناوری هوافضا مهم است چون به انسان امکان می‌دهد که از محدودیت‌های زمین فراتر رود و به دنبال دانش، منابع، امنیت و ماجراجویی باشد. فناوری هوافضا به انسان کمک می‌کند که بتواند به سوالات علمی پاسخ دهد، به چالش‌های زیست‌محیطی رویاروی شود، به تهدیدات امنیتی پاسخگو باشد و به رؤیای خود برای آینده نزدیک شود. فناوری هوافضا نقش بزرگی در پیشرفت علم و تکنولوژی، اقتصاد و جامعه دارد.

چگونه می‌توان در فناوری هوافضا فعال شد؟

برای فعال شدن در فناوری هوافضا، شما نیاز دارید که علاقه‌مند، کنجکاو، خلاق و پرتلاش باشید. شما می‌توانید با خواندن کتاب‌ها، مقالات، وبلاگ‌ها و پادکست‌های مربوط به فناوری هوافضا دانش خود را افزایش دهید. شما می‌توانید با شرکت در دوره‌ها، کارگاه‌ها، رقابت‌ها و پروژه‌های مربوط به فناوری هوافضا مهارت خود را تقویت کنید. شما می‌توانید با عضو شدن در انجمن‌ها، گروه‌ها، سازمان‌ها و شبکه‌های مربوط به فناوری هوافضا ارتباط خود را گسترش دهید. شما می‌توانید با حمایت از نوآوران، پژوهشگران، کارآفرینان و سفیران فناوری هوافضای به رشد و توسعه این حوزه کمک کنید.

اشتراک در
اطلاع از
0 Comments
بازخورد (Feedback) های اینلاین
مشاهده همه دیدگاه ها