نقش کامپیوترها در فن ‌آوری فضانوردی

[javid]

بدون اغراق کامپيوتر، موجب گسترش شگرف کليه علوم و به ويژه دانش فضا در رابطه‌اي تنگاتنگ و دوسويه بوده است. همان اندازه که کامپيوتر در گسترش فضانوردي سهيم بوده، دانش فضا نيز در راستاي خود و براي نيل به اهداف خود و بيشتر از هر دانش ديگري، موجب پيشرفت کامپيوتر شده است. علوم و تکنولوژي فضانوردي و علوم کامپيوتر، دو روي يک سکه و مديون همديگر هستند.
نقش کامپيوترها در تکنولوژي فضانوردي، آنچنان مهم است که اساسا بدون آن، اين فن‌آوري به هيچ وجه امکان رشد و پيشرفت نداشت. کامپيوترها که در اواخر دهه 1940 ميلادي ساخته شدند، در آغاز به بزرگي يک ساختمان بوده و هزينه گزاف و مصرف برق بسيار بالايي داشتند. در دهه 1960 پس از سودجستن از ترانزيستور به مقدار زيادي از حجم، وزن و مصرف برق دستگاههاي کامپيوتري کاسته شد. تکنولوژي فضايي که از پيشرفت تمام صنايع در جهت گسترش خود استفاده مي‌کرد، همزمان آن صنايع را در جهت پيشرفت نيازهاي خود رشد مي‌داد. مهمترين نياز اين تکنولوژي عبارت بود از کاستن از حجم، وزن و مصرف برق دستگاههايي که موشکها و ماهواره‌ها، آنها را با خود حمل مي‌کردند. درحقيقت، در ارتباط با همين نياز بود که در دهه 1970 مدارهاي مجتمع اختراع شده و تکامل پيدا کردند و امروزه کامپيوترها به صورت متکامل PC و ابررايانه درآمده‌اند.
از جمله سودجستن از کامپيوتر در علوم فضايي مي‌توان موارد زير را بر شمرد:
? پيدا کردن مختصات سفينه‌ها در فضا.
پيدا کردن مختصات يک سفينه در فضا و همچنين مختصات سيارات و ديگر اجرام شناور در فضا، نيازمند محاسبات پيچيده و سنگيني است. انجام اين محاسبات بدون استفاده از کامپيوتر، ماه‌ها طول مي‌کشد. در حاليکه با کمک کامپيوتر مي‌توانيم در ظرف چند دقيقه و با دقتي بسيار بالا، اطلاعات مورد نياز خود را در دست داشته باشيم.
? کنترل راديوتلسکوپ‌ها و هماهنگي آنها با سفاين فضايي.
راديوتلسکوپ‌ها هميشه بايد همراه با سفاين حرکت کنند و در صورت لزوم همراه با آنها تغيير جهت بدهند. انجام محاسبات مربوط به کنترل راديوتلسکوپ‌ها و هماهنگ کردن آنها با سفاين فضايي هم بر عهده کامپيوترهاست.
? طراحي، ساخت و آزمايش سفاين فضايي.
پيش از ساختن يک سفينه فضايي، بايد مدلهايي از آن ساخته و آزمايش شود. ساختن مدلها نياز به هزينه گزافي داشته و زمان زيادي مي‌برد. با شبيه‌سازي به وسيله کامپيوتر، در زمان و هزينه به مقدار زيادي صرفه جويي شده و از خطرهايي که در اين مسير وجود دارد جلوگيري مي‌شود.
? کنترل سفاين با سرنشين و بدون سرنشين.
يک موشک پيش از پرتاب از سکو، بايد در مسير از پيش تعيين شده‌اي حرکت کرده به سوي مقصد برود. اين موشک به هردليلي ممکن است منحرف شود. کامپيوترهاي درون موشک و يا کامپيوترهاي ايستگاه‌هاي زميني وظيفه دارند تا ميزان خطا را بدست آورده و موشک را به مسير درست بازگردانند. همچنين سفاين بدون سرنشيني که روي سيارات ديگر نشسته‌اند و يا در مدار آن قرار دارند و آزمايش‌هاي مربوط به کشف حيات و آب را انجام مي‌دهند، همگي به وسيله کامپيوترها کنترل مي‌شوند.
? فرآهم کردن اطلاعات مورد نياز براي فضانوردان.
يک فضانورد بايد اطلاعات مورد نياز را همواره در دسترس داشته باشد. اين اطلاعات نيازمند محاسبات پيچيده‌اي است که بايد در اسرع وقت و کمترين زمان فراهم شود. اين کار هم تنها از عهده کامپيوترها بر مي‌آيد که داراي قدرت محاسباتي و توان پردازشي بسيار بالايي هستند.
? ارتباطات به ويژه در رابطه با انتقال تصاوير از کرات ديگر.
براي درک شرايط محيطي سيارات ديگر، هيچ چيزي روشن‌کننده‌تر و بهتر از يک عکس نيست. وظيفه کامپيوترها گرفتن عکس، ارسال آنها به زمين، رتوش کردن و قابل رويت کردن آنها براي ماست. تصاويري که توسط سفاين فضايي و تلسکوپ‌هاي فضايي ارسال شده‌اند، همگي به وسيله کامپيوترها پردازش مي‌شوند.
? آزمايش‌هايي به ويژه در جهت پيداکردن حيات در کرات ديگر.
کشف حيات در سيارات ديگر مهمترين وظيفه‌اي است که يک کامپيوتر مستقر در سفينه انجام مي‌دهد. سفايني که در سيارات ديگر فرود مي‌آيند وظيفه دارند که آن سياره را از جهت مواد معدني و همينطور امکان وجود حيات بررسي کنند، نتايج حاصله را براي پردازش به کامپيوترها داده و نتيجه نهايي را به زمين ارسال کنند. به اين ترتيب ما مي‌توانيم بفهميم که چه کواد معدني و شايد هم آلي در آن سياره وجود دارد و آيا اصولا امکان ظهور حيات در آن سياره وجود دارد و يا خير.
? شبيه‌سازي سفرهاي فضايي براي فضانوردان.
شبيه سازي يک سفر فضايي براي فضانوردان يکي از مهمترين وظايف کامپيوترها است. يک فضانورد نياز به تمرين دارد و در اين تمرينات، ‌خطرهاي زيادي او را تهديد مي‌کند. اما در شبيه‌سازي کامپيوتري، يک فضانورد مي‌تواند به فضا برود، در ميان سيارات مسافرت کند، با انواع خطرات مواجه شود و بدون اينکه خطري او را واقعا تهديد کند، سر جاي نخست خود باز گردد.
? حفظ ايمني پرواز به ويژه در رابطه با قدرت انفجاري موشک.
مسافرت به فضا نيازمند قدرت انفجاري زيادي براي خنثي کردن شتاب ثقل زمين است. اين قدرت انفجاري بالا، همواره با خطراتي همراه بوده که مشهورترين آنها در سالهاي اخير انفجار فضاپيماهاي چالنجر است. همچنين انهدام فضاپيماي کلمبيا به هنگام بازگشت به زمين هم نمونه‌اي از نصرات فراواني است که در کمين کيهان‌نوردان است. براي جلوگيري از بروز چنين حوادثي بايد هماهنگي لازم ميان تمام دستگاه‌هاي سفينه بر قرار باشد و اين هماهنگي تنها از عهده کامپيوتر برمي‌آيد.
با توجه به اين مسايل و مشکلات است که ما مي‌بينيم تکنولوژي فضانوردي تنها با کمک کامپيوتر امکان رشد و پيشرفت داشته و با کمک کامپيوتراست که امروزه سفاين فضايي ساخت دست بشر توانسته‌اند از منظومه شمسي خارج شوند.