ما هي التقنيات الرائدة التي استخدمها رواد الفضاء الأمريكيون خلال أول هبوط في تاريخ البشرية على سطح القمر عام 1969؟ أي منهم لا يزال يستخدم حتى اليوم.
ملحوظة: تقام هذه الأيام الدورة الصيفية لجامعة الفضاء الدولية في التخنيون. وسيقوم موقع المعرفة بجلب المقابلات وملخص المحاضرات التي ألقيت والتي ستعقد خلال فصل الصيف. ستتناول إحدى المقالات مسألة طابع برنامج الفضاء الأمريكي كما أسسه الرئيس كينيدي لأول مرة، وتغير إلى الأبد بقرار الرئيس نيكسون، حتى قبل أن تطأ قدما آخر رواد الفضاء سطح القمر.
يصادف اليوم 20 يوليو الذكرى الـ 47 لهبوط مركبة أبولو 11 على سطح القمر. 9 أيام سفر، 21 ساعة و36 دقيقة على القمر، منها ساعتان و31 دقيقة على سطح القمر لغرض جمع النتائج - وهذه هي المرة الأولى التي تتم فيها الرحلة في تاريخ رواد الفضاء الثلاثة - نيل أرمسترونج وإدوين "باز" ألدرين ومايكل كولينز - ذهبوا إلى القمر وعادوا. قد تبدو الرحلة قصيرة، ولكن من أجل تنفيذها بنجاح، كانت هناك حاجة إلى أحدث التقنيات التي عرفها الإنسان في عام 1969. ولحسن الحظ لجميع المشاركين، تم تطوير هذه التقنيات خصيصًا لغرض الرحلة من قبل فريق موهوب وماهر. وليس من أجل لا شيء.
ليس هناك شك في أن الهبوط الأول على سطح القمر سيُذكر إلى الأبد باعتباره أحد أهم الأحداث التاريخية الرائدة التي عرفتها البشرية، وباعتباره الحدث الذي وضع الولايات المتحدة على رأس سباق الفضاء، وبالتالي ترك الاتحاد السوفييتي وراءه. . لقد أرست التقنيات الرائدة التي استخدمها رواد الفضاء عندما هبطوا على سطح القمر قبل 47 عامًا، الأسس لاكتشافات جديدة ومثيرة وتطوير تقنيات أكثر تقدمًا. فما هي تلك التقنيات التي أوصلت الجنس البشري إلى درجة أصبحنا فيها قادرين على استكشاف ما حولنا بشكل دقيق، عندما نصل إلى كواكبكم الأخرى مثل المريخ والمشتري، والذراع لا تزال مائلة.
أجهزة الكمبيوتر التي صنعت التاريخ
استخدمت مهمة أبولو 11 كمبيوتر التوجيه أبولو (AGC)، الذي تم تصميمه في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وصنعته شركة رايثيون. استخدم الكمبيوتر نظام تشغيل في الوقت الفعلي، مما سمح لرواد الفضاء بإدخال أوامر بسيطة عن طريق كتابة الأفعال والأسماء للتحكم في المركبة الفضائية. يحتوي الكمبيوتر على ذاكرة بسعة 64 كيلو بايت ويعمل بسرعة 0.043 ميجا هرتز. كان البرنامج الذي يستخدمه الكمبيوتر يسمى MAC (MIT Algebraic Compiler)، والذي تم تحويله يدويًا إلى لغة الآلة التي يمكن للكمبيوتر فهمها. تم تصميم كمبيوتر AGC ليكون متسامحًا مع الأخطاء ويقوم بتشغيل برامج فرعية متعددة حسب الأولوية. خلال مهمة أبولو 11، تم تحميل الكمبيوتر بشكل زائد مما أدى إلى ظهور رمز الإنذار 1202. أبلغ أرمسترونج غرفة التحكم بالخلل، الذي طمأنه وقال إنه يمكن تجاهله ويمكن أن تستمر المهمة كالمعتاد. وبعد بضع ثوان، هبطت مركبة أبولو 11 بنجاح على سطح القمر.
بالإضافة إلى كمبيوتر AGC، ساهمت أجهزة كمبيوتر IBM أيضًا في نجاح مهمة أبولو 11. شارك 3,500 موظف في IBM في المهمة وكان النموذج المستخدم للتواصل بين ناسا ورواد الفضاء هو 75s من سلسلة IBM System/360. سيتم أيضًا تشغيل حاسوب الإطلاق الخاص بصاروخ Saturn V بواسطة شركة IBM، واستخدم رائدا الفضاء أرمسترونج وألدرين هذه الحواسيب لحساب بيانات الإقلاع اللازمة لإطلاق مركبة LM من سطح القمر والتفاعل مع الصاروخ في رحلة العودة إلى الأرض. .
حتى في الفضاء عليك أن تقود سيارتك
كانت الوحدة القمرية (LM) أول مركبة مأهولة تهبط على سطح القمر. وقد استخدمه رائدا الفضاء نيل أرمسترونج وباز ألدرين للتنقل بين المركبة الفضائية وسطح القمر والعودة. تم تجهيز LM بالعديد من التجارب العلمية التي تركت على سطح القمر وأدوات أخرى استخدمها رواد الفضاء لجمع عينات من القمر. كانت LM أول مركبة فضائية مصممة خصيصًا للمهام القريبة من القمر أو عليه. بلغ وزن المركبة LM وحدها 2,180 كيلوجرامًا، بينما بلغ الوزن الإجمالي مع رواد الفضاء والوقود والمعدات ذات الصلة 15,065 كيلوجرامًا.
إن تصميمه الفريد - والذي قد يقول البعض غريباً - ينبع من الحاجة إلى التكيف مع سطح القمر، وقد تم تصميمه بعد دراسة متأنية. وأهم نقطة كان على المهندسين أن يأخذوها بعين الاعتبار هي أن الفضاء ليس له غلاف جوي، ولذلك يجب أن يتكيف التصميم مع هذه الظروف. ساعد خفض الخصائص الديناميكية الهوائية التي كانت مناسبة للمركبات التي تم تصميمها للعمل في الغلاف الجوي على تقليل الوزن غير الضروري للمركبة الفضائية وجعلها أخف وزنًا وتوفير تكاليف إطلاق مركبة فضائية على طول الطريق إلى القمر. كان LM الذي تم استخدامه في مهمة أبولو 11 يسمى "النسر" وهناك عبارة أخرى شهيرة صاغها رائد الفضاء نيل أرمسترونج، الذي أبلغ وكالة ناسا أن "النسر قد هبط"، عندما هبطت المركبة الفضائية في بحر الهدوء "حظا سعيدا" .
مصدر المقطع الخاص بالمركبة القمرية
- المركبات في الفضاء - الوحدة القمرية
الدعاوى المخصصة
حصل كل فرد من أفراد طاقم أبولو 11 الثلاثة على 3 بدلات فضائية تم تعديلها وفقًا لقياساتهم: واحدة للطيران، وواحدة للتدريب، وواحدة للنسخ الاحتياطي - في حالة حدوث شيء لبدلة الطيران. وقد تم تصميم البدلات لتعمل في فراغ الفضاء ولتكون قادرة على التحرك فيها على القمر نفسه. تم تصنيع البدلات من عدة طبقات، والجانب الداخلي مصنوع من قماش جاتكس الذي يتضمن أنابيب مياه التبريد التي تم حياكتها في القماش. وكان الهدف هو إبقاء رواد الفضاء بحيث لا ترتفع درجة حرارة أجسامهم عن درجة الحرارة المطلوبة. تتكون كل بدلة من عدة طبقات من النايلون. كابتون - ورق لاصق مصمم للحرارة العالية. نسيج من الألياف الزجاجية مراسل رقمي؛ والتفلون، المصمم للحفاظ على الضغط داخل البدلة وحماية رواد الفضاء من الإشعاع والنيازك الصغيرة. كما تم تكييف القفازات والأحذية للمشي على سطح القمر وجمع الصخور. ومن أجل مساعدة رواد الفضاء على الشعور بالأشياء التي يرفعونها، تم تركيب إضافة من السيليكون على أصابع القفازات.
وكانت خوذة رواد الفضاء مصنوعة من مادة البولي كربونات، وتم ربطها ببدلة الفضاء عن طريق حلقة للرقبة تظل في مكانها حتى عندما يحرك رائد الفضاء رأسه. من الإضافات الضرورية للبدلة نظام الأكسجين المحمول، والذي كان في الواقع يشبه حقيبة الظهر التي تسمح لرواد الفضاء بالتنفس والحفاظ على الضغط في البدلة لمدة تصل إلى سبع ساعات أثناء وجودهم على السطح. يوجد فوق الخوذة نظام يُسمى The Lunar Extravehcular Visor Assembly (LEVA)، وقد تم تصميمه بحيث يمكن ارتداؤه فوق الخوذة وتثبيته في مكانه. يوفر LEVA الحماية البصرية والحرارية والميكانيكية لخوذة رائد الفضاء ورأسه. يتضمن التصميم غطاءً مقاومًا للحرارة، و2 واقيًا من الشمس، و3 واقيات للعين. تم وضع درعي الشمس فوق بعضهما البعض، بينما كان الدرع الداخلي مصنوعًا من بلاستيك البولي كربونات فوق البنفسجية، الذي يقوم بتصفية الأشعة فوق البنفسجية، ويرفض الأشعة تحت الحمراء، ويشكل، جنبًا إلى جنب مع درع الشمس وخوذة الضغط، حاجزًا حراريًا فعالاً. كان الدرع الخارجي مصنوعًا من بلاستيك بولي سلفون عالي الحرارة وكان يستخدم لتصفية الضوء ومعظم الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء.
مصدر لقضية الخوذات
أول سماعات في الفضاء
لا يوجد أحد لا يعرف الكلمات الشهيرة "إنها خطوة صغيرة لرجل، وقفزة عملاقة للبشرية"، والتي قالها رائد الفضاء نيل أرمسترونج عندما هبط على سطح القمر. وما جعل النقل الفعلي لهذه الكلمات ممكنًا هو سماعات Plantronics MS50، والتي كانت أول سماعات تستخدم في الفضاء الخارجي وخاصة أثناء الهبوط على القمر. بدأ التعاون بين ناسا وPlantronics قبل عدة سنوات من الحدث التاريخي، لكن رائد الفضاء والتر شيرا هو الذي ساعد شركة السماعات على المشاركة في مهمة أبولو 11 ومهام ناسا الأخرى وجعلها السماعات المفضلة لرواد الفضاء. لاحظ شيرا سماعات الرأس MS50، والتي كانت جزءًا من نظام الاتصالات التابع لناسا، كيلوراد، واتصل بهم لفحص إمكانية تركيب سماعات الرأس في خوذة رائد الفضاء الخاص به. ما لفت انتباهه هو راحة وخفة سماعات الرأس. وافقت ناسا على الفكرة وتم إنشاء قسم خاص في بلنترونيكس لغرض تنفيذ المهمة.
بالتعاون مع وكالة ناسا، قرر فريق بلنترونيكس التركيز على تصميم ميكروفون لإلغاء الضوضاء، والذي يستخدم محول طاقة مزدوج صغير، وجهاز استقبال خوذة، والذي يستخدم أيضًا نفس محول الطاقة. تم تطوير الميكروفون المعدل في 11 يومًا فقط، وكان شيرا أول من اختبره ميدانيًا في مهمة جيميني. وأظهر الفحص الأولي أنه كان لا بد من إجراء جولة أخرى من التحسينات، تم خلالها إضافة أنبوب مزدوج وجهاز إلغاء الضوضاء إلى ميكروفون سماعة الرأس. كانت طائرات MS50 جاهزة بعد ذلك لرحلتها الأولى إلى القمر.
وشكراً لـ Till لأنه أوصلني إلى هذا الحد
تم بناء صاروخ Saturn V (يرمز حرف V إلى الرقم 5) بواسطة وكالة ناسا خصيصًا لإرسال رواد فضاء إلى القمر. تم اختبار الصاروخ في مهمتي أبولو 4 وأبولو 6 وتم إجراء أول إطلاق مأهول له خلال مهمة أبولو 8 إلى القمر. وبعد نجاح المهمة، تم اختيار الصاروخ ليكون المركبة التي ستنقل رواد الفضاء إلى القمر في مهمة أبولو 11 والمهام التي تلتها. وبلغ وزن الصاروخ 2.8 مليون كيلوغرام وطوله 111 مترا، وبذلك تأهل حتى لتمثال الحرية الذي يبلغ طوله 93 مترا.
يتكون إطلاق الصاروخ إلى القمر من ثلاث مراحل، حيث في كل مرحلة يتم حرق المحركات حتى نفاد الوقود بالكامل وتنفصل عن الصاروخ. سيتم إشعال المحركات في الخطوة التالية وسيتم إطلاق الصاروخ إلى الفضاء. كانت المرحلة الأولى هي الأصعب والأقوى، حيث كانت مهمتها رفع الصاروخ بأكمله عن الأرض. وبعد إطلاق الصاروخ إلى مسافة 68 كيلومتراً، كانت الخطوة الثانية هي توجيه الصاروخ إلى المسار الصحيح. ثم، في المرحلة الثالثة، كان الهدف هو وضع المركبة الفضائية المتبقية في مدارها نحو القمر. وبعد انفصال المرحلتين الأوليين سقطت بقاياهم في المحيط. ويعتقد أن المرحلة الثالثة إما بقيت في الفضاء أو اصطدمت بالقمر. الرجل الذي كان وراء مفهوم Saturn V هو جون هيوبولدت، وبفضل النهج الذي ابتكره، يمكن إنجاز المهمة بصاروخ واحد فقط بدلاً من صاروخين.
مصدر للمواد المتعلقة بالتقنيات - الصاروخ والمركبات وبدلات رواد الفضاء
البدلة والخوذة
كانت البدلة والخوذة وجميع المعدات ذات الصلة التي استخدمها رواد الفضاء في مهمة أبولو 11 هي الإصدارات الأولى والأكثر أساسية وخضعت لتغييرات وتحسينات في بعثات أبولو المختلفة في السنوات التالية. مع مرور الوقت، ويدا بيد مع تطور التكنولوجيا، أصبحت الخوذة أكثر تطورا، وأضيفت أقنعة شمسية أكثر قوة إلى نظام ليفا، وأصبحت الحماية الحرارية ضد الحرارة أكثر فعالية وأكثر. لكن هذه التقنيات بالتحديد هي التي مكنت من اختراع رواد الفضاء وتحسينهم وتزويدهم بأفضل الأدوات للخروج إلى المجهول واستكشافه. وكانت هذه التقنيات بالطبع حافزًا لتطوير التقنيات المتقدمة في مجموعة متنوعة من المجالات، وهي الأساس للعديد من التقنيات الموجودة حولنا اليوم.
رجل على القمر - قصة مهمة أبولو 11
خطوة كبيرة نحو القمر - وقعت SPACEIL اتفاقية مع SpaceX لإطلاق مركبة الفضاء الإسرائيلية إلى القمر
نيل أرمسترونج للأطفال في متحف العلوم في حيفا: استثمر في دراسات العلوم والتكنولوجيا
תגובה אחת
سؤال
لماذا لا ترى أي حفرة تحت السفينة الفضائية أو غبار حولها أو عليها؟
إذا هبطت على صخرة، فلماذا ترى بوضوح علامات أحذية الطاقم؟