علوم و فناوری فضایی
سال:1400 | دوره:14 | شماره:2 (پیاپی 47) |تعداد مقالات:9

این مقاله شامل گسسته ­سازی معادلات و تهیه یک برنامه کامپیوتری برای آنالیز جریان گاز در محفظه و نازل همگرا-واگرا با دیواره عایق فناشونده می­ باشد. شرایط مرزی فرض شده در نازل کاملاً مشابه یک نازل واقعی می­باشد. به این منظور ابتدا با روابط ریاضی مربوطه پروفیل نازل مخروطی و رائو طراحی شده است و برای حل جریان در نازل همگرا-واگرا از روش صریح مک­ کورمک استفاده شده است. معادلات انتقال حرارت و جرم در دو بعد در بدنه و عایق مورد نظر در نظر گرفته شده است. برای حل این معادلات از روش حجم محدود و از روش ضمنی برای وابستگی زمانی استفاده شده است. همچنین معادله تجزیه که به فرم آرنیوس نوشته شده با استفاده از رانگ-کوتای مرتبه 4 حل شده و چگالی و شار جرمی گاز تولیدی در هر گام زمانی بدست آمده است. سپس در ادامه به بررسی فناشوندگی در یک نازل همگرا-واگرای مخروطی در دو حالت متفاوت با و بدون فناشودگی زغال پرداخته شده و نتایج با همدیگر مقایسه شده و برای حل مش غیر­متعامد در  نازل همگرا-واگرا از روش Over-Relaxed استفاده شده است. در نهایت با در نظر گرفتن پروفیل نازل رائو برای یک موتور واقعی توزیع دما و چگالی بدست آمده است. نتایج شبیه­ سازی مورد نظر با تست تجربی انجام شده مقایسه شده است. که نتایج حاصله نشان از دقت قابل قبول کد نوشته شده در عایق کربن اپوکسی می­باشد.

آگاهی از روند تغییرات تراکمی عرصه های جنگلی نیازمند مدلی کارآ برای طبقه بندی تاج پوشش جنگل است. چالش مقدماتی تفکیک تاج پوشش جنگل از سایر پوشش های گیاهی غیرجنگلی نظیر بوته زارها، نیزارها و بیشه های متراکم است. در ادامه تلاش های قبلی برای بهبود عملکرد مدل FCD در این پژوهش با افزودن شاخص FCCI توأم با اعمال کرنل میانگین عملکرد مدل FCD ارتقاء یافت. طبقه بندی تاج پوشش تراکمی جنگل های هیرکانی مبتنی بر تصاویر سال 1396 سنجنده لندست 8 به منظور پیاده سازی، ارزیابی، صحت سنجی و تحلیل نتایج برگزیده شد. افزایش دقت مدل و حصول نتایج بهتر کاملا ملموس بوده و حتی از تفسیر چشمی نتایج نیز قابل تأیید است. تحلیل آماری نتایج نیز از افزایش 10% و 24% دقت کلی و ضریب کاپا مدل بهبودیافته نسبت به مدل اولیه حکایت دارد که البته در دو کلاس متراکم و بدون جنگل بارزتر می نمود. بصورت مشخص دقت کلاسی این دو منطقه در نتایج حاصل از مدل بهبودیافته به ترتیب حدود 13% و 7% افزایش نشان می دهد

در مرحله طراحی موتورهای پیشران فضایی، استفاده از نرم افزارهایی با هزینه ی محاسباتی کم، از اهمیت فوق العاده ای برخوردار است. در این مقاله یک نرم افزار مدل سازی محفظه رانش موتورهای فضایی دومؤلفه ای در مقیاس کوچک توسعه داده می شود. با استفاده از مدل های پاشش و تبخیر، فرآیندهای تزریق پیشرانه و توزیع تبخیر محاسبه می گردد. حلگر احتراقی با استفاده از سینتیک شیمیایی، فرآیند احتراق درون محفظه را به صورت یک بعدی در راستای محور محفظه رانش محاسبه می کند. حلگر خنک کاری، میزان انتقال حرارت از گازهای داغ به فیلم های خنک کاری و محیط بیرون را پیش بینی می کند. اعتبارسنجی مدل ها نشان می دهد که خطای آن ها در شبیه سازی فرآیندها قابل قبول است. با استفاده از ابزار توسعه داده شده، عملکرد تراستر دومؤلفه ای شرکت آستریوم با سوخت منومتیل هیدرازین و تتراکسید نیتروژن و سینتیک احتراقی گسترده، مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که دمای گازهای درون محفظه یکنواخت نبوده و دارای پیک است. همچنین فرآیند تبخیر قطرات سوخت و اکسنده تا گلوگاه نازل ادامه دارد.

در این مقاله رویکرد مکان یابی یک ربات پرنده در یک فضای محدود توسط دوربین هایی با دید وسیع ارائه می شود. در ابتدا شبیه سازی دینامیکی 6 درجه آزادی وسیله در محیط Simulink انجام شده و حرکت آن در یک محیط مجازی در 3DsMAX پیاده سازی می شود. در این محیط تعدادی دوربین چشم ماهی در چند نقطه مستقر شده و تصاویر دریافتی آنها از پرواز ربات پرنده به صورت برونخط توسط کتابخانه هایOpenCV تجزیه و تحلیل می گردند. سپس به منظور کالیبراسیو ن بُرونی دوربینها از الگویی مشخص شامل تعدادی نقطه روشن که مختصات معلوم دارند تصویربرداری شده و با کمک روشی مبتنی بر نقاط پرسپکتیو، جهت و مکان خود دوربین ها بدست می آید. نتایج تحقیق حاکی از این است که با دقتی در حدود 4 سانتیمتر می توان موقعیت وسیله را تخمین زد. شایان ذکر است که از روش پیشنهادی می توان در ناوبری رباتهای فضایی و مریخ نورد نیز بهره برد.

حسگرمغناطیسی یکی از پرکاربردترین حسگرها به دلیل سبکی و مصرف توان پایین در میکرو ماهواره ها می باشد. یکی از معایب بزرگ این حسگرها این است که داده های خروجی تحت تأثیر میدان های مغناطیسی حاصل از تجهیزات خراب شده و غیرقابل اعتماد می گردد. بنابراین باید اندازه میدان مغناطیسی در محل جانمایی حسگرمغناطیسی به کمتر از مشخصه های پاکیزگی مغناطیسی تعریف شده متناسب با مأموریت ماهواره برسد. در این مقاله ابتدا یک تابع هزینه براساس اندازه میدان مغناطیسی حاصل از تجهیزات در محل حسگرمغناطیسی تعریف شده و با استفاده از الگوریتم هوشمند بهینه سازی ازدحام ذرات (PSO) سعی می شود تابع هزینه با جانمایی بهینه تجهیزات به حداقل ممکن برسد. در این راستا به کمک الگوریتم، وضعیت تجهیزات متناسب با مقدار آزادی که دارند در محل جانمایی چنان تعیین می شود که میدان مغناطیسی تجهیزات در محل حسگرمغناطیسی به حداقل ممکن برسد. در انتها با شبیه سازی تجهیزات یک ماهواره، عملکرد صحیح الگوریتم در رسیدن به پاکیزگی مغناطیسی نشان داده می شود.

در این مقاله، هدف طراحی لایه های حفاظت تشعشعی برای محیط های الکترونی و پروتونی می باشد که برای همه ی شرایط فضایی و تمامی مدارها قابل استفاده باشند. بعد از انجام طراحی و انتخاب تعداد لایه ها، حفاظ مدنظر با کمک نرم افزارهای متلب و MCNPX، تحلیل و بهینه سازی شده است. بهینه سازی، از طریق نرم افزار متلب و الگوریتم ژنتیک به گونه ای انجام شده است که با لینک شدن نرم افزار متلب و MCNPX، تمامی حالات ممکن در نظر گرفته شده و بهترین حالت از طریق الگوریتم ژنتیک انتخاب شده است. در حفاظ های بهینه طراحی شده، دز کل یونیزاسیون رسیده به قطعه الکترونیکی برای محیط های پروتونی و الکترونی به ترتیب 3/53 و 72 درصد در مقایسه با حفاظ آلومینیمی با ضخامت مشابه کاهش یافته است.

روش کنترل تطبیقی به دلیل غلبه بر مشکل وجود عدم قطعیت ها در مأموریت های فضایی مورد توجه قرار می گیرد. در این مقاله یک روش کنترل تطبیقی مستقیم بهینه نوین که بر اساس پارامترهای مارکوف طراحی می گردد جهت کنترل وضعیت ماهواره ارائه می شود، و مسئله کنترل وضعیت ماهواره با استفاده از این روش کنترلی و عملگر تراستر غیرخطی در حضور نامعینی های ممان اینرسی بررسی می گردد. در روش کنترلی ارائه شده عملکرد سیستم بر اساس ماتریس های دوران بیان می شود، و این روش مشکل سینگولاریتی ندارد. جهت مقایسه روش معرفی شده با سایر روش های کنترلی، کنترل وضعیت ماهواره با استفاده از کنترلر فازی شبیه سازی می گردد، و در نهایت برتری روش کنترلی فازی نسبت به روش کنترل تطبیقی بیان شده با در نظر گرفتن زمان صعود و نشست سیستم نشان داده می شود. همچنین نتایج حاصل از شبیه سازی ها نشان می-دهند که روش کنترل تطبیقی ارائه شده با استفاده از عملگر تراستر روشن-خاموش نسبت به عدم قطعیت در اینرسی مقاوم است.

بسیاری از کاربردهای فضایی که قبلاً با استفاده از ماهواره های بزرگ امکان پذیر بودند، اکنون به دلیل توسعه فناوری، توسط ماهواره های بسیارکوچک انجام می شوند. مقررات بین المللی فضایی که بر بهره برداری ماهواره های بزرگ با فناوری پیشرفته حاکم هستند، همچنین بر مسئولیت دولت ها برای تنظیم و کنترل ماهواره های کوچک قابلیت اعمال دارند. با وجود این، اولا در سال های اخیر، فعالیت بخش خصوصی در فضایی با بهره برداری از ماهواره های کوچک بدون رعایت مقررات مربوطه افزایش یافته است و ثانیا برخی موضوعات مثل فعالیت بخش خصوصی و یا انتقال مالکیت ماهواره ها در معاهدات بین المللی مسکوت است. لذا، مسئولیت دولتها به چالش کشیده شده است. این مقاله با بررسی مسئولیت دولتها برای بهره برداری از ماهواره های کوچک، به دو چالش جدی مرتبط یعنی فعالیت بخش خصوصی و انتقال مالکیت ماهواره های کوچک در مدار می پردازد و نهایتا راه حل هایی برای رفع این چالش ها ارائه می شود.

در این مقاله الگوریتم جدیدی جهت تعیین چگالی داده های پراکنده بر روی سطح کره ارائه و سپس از الگوریتم پیشنهادی به همراه روش خوشه بندی Geodesic Weighted K-Means و مثلث بندی دلونی جهت تولید کاتالوگ ستارگان یکنواخت استفاده شده است. مقایسه نتایج با نتایج حاصل از سایر مقالات مرتبط نشان داد که الگوریتم پیشنهادی منجر به کاهش قابل توجه در احتمال مشاهده تعداد زیاد ستاره ها در تمام میدان دیدهای شبیه سازی شده حس گر ستاره شده است. این بهبود، نتیجه افزایش یکنواختی کاتالوگ ستاره علی الخصوص در قطبین کره سماوی ناشی از الگوریتم تعیین چگالی پیشنهادی است. از سوی دیگر، استفاده از الگوریتم تعیین چگالی داده مناسب، منجر به افزایش احتمال مشاهده چند ستاره (مانند 3 یا 5) در همه میدان های دید مورد استفاده در شبیه سازی مونت کارلو شده است.