دانش Biomimicry چیست؟

از«آلبرت اینشتین» نقل شده است که: به طبیعت با دقت نگاه کنید! آنگاه جواب پرسش های خود را خواهید یافت. کلمه Biomimicry از دو واژه Bio به معنی طبیعت و Mimicry به معنی الگوبرداری تشکیل شده است که معنای کلی آن الگو برداری از طبیعت و یا مهندسی الهام گرفته از طبیعت است. دانش Biomimicry یکی از علومی است که به طور روز افزون در حال پیشرفت است و در واقع به این امر می پردازد که چه چیز را می توان از طبیعت آموخت. این دانش اگر چه جدید نیست و از دیرباز پیشینیان همواره از طبیعت الهام گرفته اند، اما در عصر حاضر سعی این دانش بر این است تا آنچه طبیعت به ما می آموزد را برای حل مشکلات و معضلات موجود در کلیه شاخه های علمی و در همه سطوح آن به کار ببریم. یک ویژگی که در طبیعت وجود دارد این است که روش های آن از میلیاردها سال پیش آزمایش و اجرا شده اند و به جرأت می توان گفت همیشه راه حل هایی کامل و پایدار بوده اند.

کلاسی به بزرگی آفرینش

در این دانش قدیمی اما نو ظهور همواره طبیعت مورد سوال قرار می گیرد. در این راستا جهان آفرینش از سه طریق برای مشکلات و مسائل راه حل خود را ارائه می کند: روش اول طبیعت به عنوان یک راهنما (Mentor) در نظر گرفته می شود به این ترتیب مسیر دستیابی به هدف را روشن می سازد. در شیوه دوم طبیعت به عنوان مدل در نظر گرفته می شود و دقیقاً مورد الگوبرداری قرار می گیرد. در آخرین روش راه حل طبیعت به عنوان راه حل معیار (Measure) در نظر گرفته شده و از آن برای محک زدن راه های دیگر استفاده می شود. در اینجا به برخی نوآوری های متنوع، که همگی از طبیعت الهام گرفته شده اند، اشاره ای گذرا خواهیم داشت. شاید توربین های بادی را دیده باشید که پره های آنها لبه مواجی دارند. این تیغه ها با الهام گیری از بال وال ها طراحی و ساخته شده اند. برای تولید مه از روشی استفاده می شود که زنبورهای صحرایی از آن بهره می برند. برگ درختان نیز الهام بخش مهندسین برای تولید سلول های خورشیدی هست. بال پروانه ها نیز الهام بخش شیوه ای نوین در رنگ آمیزی شده است: رنگ آمیزی بدون استفاده از رنگ دانه. تولید لباسهای شنا با قابلیت کم کردن اصطکاک نیز از پوست کوسه الگوبرداری شده اند. شفاف کننده های عینک ها و عدسی ها از نوعی سوسک الگوبرداری شده اند و صدها مثال ریز و درشت دیگر مانند چسبندگی بدون استفاده از چسب! و شیشه های خود ترمیم شونده که از اسفنج دریایی الهام گرفته شده است.

دانش Biomimicry و علوم هوافضا

اولین و مهم ترین جرقه های این دانش در صنعت هوایی را می توان در دست نوشته های «لئوناردو داوینچی» نابغه قرن 16 میلادی و سال های اولیه پرواز در ایده های «برادران رایت» جستجو کرد. داوینچی پی برده بود که مرکز نیروهای آیرودینامیکی و مرکز جرم در پرندگان هم مرکز نیستند و برادران رایت نیز در سال 1903 به این نتیجه رسیدند که با استفاده از ایجاد تغییر شکل در بال ها می توانند جهت پرواز را کنترل کنند، درست مانند آنچه پرندگان در شکل بال های خود اعمال می کردند. یکی از مهم ترین دستاوردهای بزرگ در طراحی هواپیما به کارگیری بالک در انتهای بال هواپیما است این مهم نیز با الگوبرداری از بال پرندگان در حال پرواز میسر شد و سیر تحولی آن از بالکهای سر بال یا Wingtip Fence منجر به تولید winglet و در نهایت sharklet شد. اثر این بالک حذف جریان های گردابی ایجاد شده در انتهای بال و متعاقب آن کاهش نیروی پسا و در نتیجه کاهش مصرف سوخت هواپیما است. لازم به ذکر است که سیر تحولی این عضو از بال نیز در سالیان متمادی متاثر از پیشرفت علوم آیرودینامیک و همچنین پیشرفت های صورت گرفته در روشهای ساخت و تولید مواد مختلف از جمله کامپوزیت ها بوده است.

پرواز خاموش

شاید شما نیز شنیده باشید که جغدها، پروازی آرام و بی سرو صدا دارند. جغد گوش دراز، شکارچی واقعاً خاموش است. بیش از 20 میلیون سال، جغدها با پرهای دندانه دار و بال و پرهای کرک دار روی پاهای خود، تکامل یافته اند. این نوع پرها سر و صدای آیرودینامیکی را به حداقل می رساند. این ویژگی باعث شده است تا برای الگوبرداری برای تولید هواپیماهایی با سروصدای آیرودینامیکی کمتر جغدها مورد مطالعه قرار بگیرند. در هواپیماهای بزرگ یکی از مهم ترین منابع تولید آلودگی صوتی و آیرودینامیکی ارابه های فرود هواپیما هستند که هنگام نشست و برخاست گردابه هایی را تولید می کنند. در هواپیمای ارباس A340 با بهره گیری از فناوری هایی از قبیل شبیه سازی پرهای جغد و اتصال آنها به ارابه فرود و یا استفاده از روکش های ویژه مخملی شکل که از پاهای جغد الگوبرداری شده، سعی در کاهش این آلودگی صوتی دارند. از دیگر ایده ها می توان به بکارگیری قلم مو مانند جمع شونده در انتهای بال را ذکر کرد.

کنترل جریان

بال های یک هواپیما از سطوح متحرک مختلفی تشکیل شده که برای کنترل جریان روی بال مورد استفاده قرار می گیرند. همانطور که پرنده ها از پرهای مختلفی برای تصحیح و تغییر جهت مسیر پرواز استفاده می کنند، در هواپیما نیز سطوح کنترل مختلفی از جمله فلپ ها و الرون ها(شهپرها) برای این منظور استفاده می شوند. نکته جالب دیگر توانایی پرندگان برای برخورد با بادهای ناگهانی است به طوری که پرهای آنها متناسب با باد روبرو تغییر شکل یافته و خود را برای مقابله با شرایط سخت آماده می سازند. در آخرین و جدیدترین محصول ایرباس هواپیمای ارباس 350A نیز با قرار دادن سنجه هایی در جلوی دماغه هواپیما امکان پیش بینی باد روبرو یا تند بادهای ناگهانی فراهم آمده و بدین ترتیب بال های هواپیما خود را برای مقابله با شرایط آماده می کنند که این امر موجب بهبود بازدهی و عملکرد آیرودینامیکی هواپیما می شود که در نهایت کاهش مصرف سوخت و تولید تشعشعات را در پی دارد.

گل لوتوس

اثر لوتوس یک خاصیت موجود در برگ های این گیاه است که برگ های این گیاه در اثر تماس با آب یا بارش باران خود به خود تمیز می شوند و در محیط های مرطوب مانند جنگل های استوایی همواره تمیزو خشک هستند. با مطالعه و بررسی این اثر دانشمندان موفق به تولید پوشش هایی شده اند که در ساخت سرویس های بهداشتی هواپیما به کار می رود و موجب می شود تا محیط هایی که در آنها آب جریان دارد همواره تمیز و پاکیزه باشند و همزمان نیاز به آب کمتری داشته باشد که به نوبه خود موجب کاهش مصرف سوخت و در نهایت تولید دی اکسید کربن و سایر آلاینده ها می شود.

روش شبکه عصبی

شبکه های عصبی مغز انسان نیز الهام بخش تولید دانشی نو پا بوده اند. این دانش به همین نام شبکه عصبی مشهور است و اساس آن مشابه عملکرد مغز انسان است. این روش برای تجزیه و تحلیل اطلاعات در سیستم های هوشمند و سیستم های کنترل کننده به کار می رود. به عنوان مثال برای اینکه مغز انسان درک کند که خودرو چیست نیاز ندارد تا همه خودروهای موجود در دنیا را ببیند بلکه به تجزیه و با دیدن چند مدل و سپس فرآیند استنتاج قادر به تشخیص و تمیز خودروها خواهد بود. این شیوه به نام «الگوریتم آموزش» در دانش شبکه عصبی معروف است. کاربرد عمده این الگوبرداری در پردازش داده است. شاید یک مثال واضح استاده از این الگو جهت طراحی سامانه های راداری است که از طریق این الگوریتم ها موفق به کشف اهداف می شوند.

الگوریتم ژنتیک

دانش و علم وراثت یا همان ژنتیک نیز منبع دیگری برای الهام بخشی بوده است همچنانکه در هر مولودی ویژگی هایی را از والد خود به ارث می برد و این چرخه از گذشته تا آینده وجود داشته و خواهد داشت. هم اکنون با دانش شبیه سازی نیز می توان موجوداتی با ویژگی های از پیش تعریف شده را به وجود آورد. به کارگیری الگوریتم ژنتیک در شاخه طراحی مفهومی هواپیما نیز چند سالی است که مرسوم شده است. با این دانش یک طرح مفهومی از مراحل مختلفی عبور می کند تا در نهایت به یک طرح بهینه و کارآمد برسد در حقیقت طرح نهایی ویژگی هایی از هر کدام از طرح های اولیه را به ارث برده است.

پرواز جمعی، الگویی از همکاری در طبیعت

پرواز و مهاجرت دسته جمعی پرندگان شاید یکی از بهترین الگوهای همکاری در طبیعت باشد و همگان نیز حداقل برای یکبار از این تصویر و مشاهده آن لذت برده اند. از مزایای بارز آن می توان به افزایش مسافت پرواز پرندگان و همچنین به وجود آمدن یک سپر دفاعی برای حفاظت در برابر مهاجمان نام برد. آیا همچنانکه پرواز پرندگان انگیزه بخش پرواز بشر بوده است حال پس از گذشت بیش از یک قرن از آغاز تاریخ صنعت هوانوردی می توان از مزایای پرواز جمعی در صنعت حمل و نقل هوایی استفاده کرد؟ سه شکل از پرواز جمعی در طبیعت وجود دارد که در تصویر نمایش داده شده اند. در ذیل به بررسی علمی این شیوه به زبان ساده خواهیم پرداخت. با پرواز پرنده و تولید نیروی بار توسط بال ها که حاصل اختلاف فشار بین سطح رویی و زیرین بال است. در انتهای بال آن جریان های گردابی ایجاد می شود که در راستای عمود بر حرکت یک جریان بالا رونده را ایجاد می کنند. حال اگر پرنده دیگری در پشت این جریان قرار بگیرد برای دستیابی به نیروی «برا»ی مورد نیاز احتیاج به زاویه حمل (زاویه بین خط افق و راستای قرار گیری بال) کمتری دارد و لذا پسای کمتری تولید می کند و موجب صرفه جویی چشمگیری در مصرف انرژی پرنده می شود که به نوبه خود مسافتی که به طور معمول یک پرنده می تواند طی کند را تا 70 درصد افزایش می دهد. به بیان دیگر مسافتی که پرنده ها به صورت دسته جمعی پرواز می کنند تا 70 درصد بیشتر از حالتی است که به تنهایی پرواز کنند.
اگر بنا بود تا پرنده ای که درراس گروه پرواز می کند ثابت بماند نامگذاری همکاری برای این نوع پرواز بیهوده بود، چرا که پرنده ای که در راس است به طور وحشتناکی خسته می شود و آخرین پرنده نیز تقریباً از همگی آسوده تر است اما واقعیت آن است که پرنده ها به صورت بسیار هوشمندانه جای خود را در دسته عوض می کنند تا همگی یکبار در راس قرار بگیرند و بدین ترتیب فرصت استراحت به پرنده جلویی خود می دهند. در آزمایشی که در سال 2001 روی دسته پروازی از پلیکان های انجام شده دیده شد که پرنده هایی که در انتهای دسته قرار می گیرند ریتم ضربان قلبشان نیز کم می شود.

نحوه تغییر مکان پرنده ها در پرواز جمع

این ایده اینجا مطرح می شود که روزانه در حدود 300 پرواز از اروپا به آمریکا شمالی انجام می شود و به نوعی مانند مهاجرت پرندگان است. حال اگر بتوان مشابه آنچه پرندگان انجام می دهند را در این پروازها به کار برد مزایای زیر بدست خواهد آمد: کاهش اثرات زیست محیطی، افزایش حجم فضای عبور و مرور پروازها، کاهش هزینه های عملیاتی و اما چالش های مهمی پیش روی این ایده قرار دارد. چگونگی دستیابی به مزیت های آیرودینامیکی، موقعیت یابی و انجام مانورها، ارتباط بین هواپیماهایی که در حال پرواز هستند، برنامه ریزی و زمان بندی پروازها و مقبولیت طرح برای مسافران هوایی.
بر طبق اطلاعات موجود هنگام پرواز پرنده ها فاصله عرضی بین هر دو پرنده در حدود دو یا سه برابر دهنه بال است. تحقیقات اولیه روی امکان پذیری این طرح صورت گرفته است و در مسابقه ای که در سال 2009 توسط ارباس برگزار شد دو طرح از طرف دانشجویان دانشگاه استانفورد ارائه شد. طرح اول بر مبنای گسترش دادن فاصله طولی بین هواپیماها استوار است و تحت عنوان Extended Formation یا پرواز جمع توسعه یافته یا گسترده از آن یاد می شود. در طرح دوم با الگوگیری از شکل پرواز دسته جمعی V شکل نوع جدیدی به نام V معکوس ارائه شد که در تصویر مشاهده می شود.
در پایان باید اذعان کرد که طبیعت گنجینه ای از راه حل های متنوع برای چالش های پیش روی بشر دارد و منبعی است برای الهام بخشی برای طرح های بکر و نوآورانه گستره وسیع و روز افزون فناوری های نوین علوم هوافضا برگرفته از موجودات زنده و ساختارهای موجود در طبیعت است.. سازه هایی که بارها آزمایش خود را پس داده اند. این الهام بخشی از زمان «لئوناردو داوینچی» تاکنون در این صنعت وجود داشته است و امروزه نیز از طریق دانش biomimicry می توان به شکل گیری دنیایی مقرون به صرفه کمک کرد.
منبع: ماهنامه نوآور شماره 88

« پیامی برای نیروی هوایی؛ مأموریت با موفقیت انجام شد. در موقعیت (...) فرود آمدم. حالم خوب است.
ضرب دیدگی و شکستگی هم ندارم. گاگارین.» این پیام تلفنی در یک صبح بهاری و از جایی در جنوب اتحاد جماهیر شوروی سابق فرستاده شد تا دنیا وارد مرحله جدیدی شود. با همین پیام تلفنی بود که یوری گاگارین نخستین فضانورد جهان نام گرفت؛ کسی که برای نخستین بار موفق شد، زمین را از جایی که مانند دایره دیده می شود، ببیند.
در نهم مارس 1934، یک زوج کشاورز روسی که در منطقه کلوشینو واقع در حوالی مسکو روی یک زمین اشتراکی کشاورزی می کردند، صاحب پسر بچه ای شدند که او را یوری نامیدند. یوری الکسویچ گاگارین سومین فرزند این خانواده بود که بعدها فرزند چهارمی نیز به آنها اضافه شد.

معلم یوری خوب به خاطر داشت که وی دانش آموز باهوش و سختکوشی بود و البته بسیار شیطنت می کرد. زمانی که معلم ریاضی یوری به نیروی هوایی ارتش سرخ پیوست، آرزویی عمیق در قلب این جوان ماجراجو ریشه دواند که بعدها منشأ اثرات زیادی شد. یوری که مجبور بود زود به کار مشغول شود، آهنگری را برگزید و اندکی بعد او برای ادامه تحصیل در مدرسه عالی تکنولوژی انتخاب شد. در همان زمان یوری به عضویت کلوپ هوایی درآمد و پرواز با هواپیمای سبک را آموخت. علاقه شدید وی به خلبانی باعث شد که پس از پایان تحصیلات وارد مدرسه آموزش خلبانی شود.
در سال 1960 جست و جوی وسیعی برای انتخاب 20 نامزد جهت حضور در برنامه فضایی اتحاد شوروی آغاز شد. یوری هم با اشتیاق نامه درخواستی فرستاد. یک هفته بعد نامه ای به دستش رسید که نشان می داد او یکی از 20 منتخب خوش شانسی است که باید تمرینات سخت و جدید فضانوردی را پشت سر بگذارد. در نهایت پس از آزمایشات فراوان پزشکی و انجام تمرینات سخت فضانوردی، این یوری گاگارین بود که از بین 20 نفر افتخار سوار شدن بروستوک - 1 را به دست آورد. حدس زده می شود دلایل انتخاب یوری گاگارین به عنوان اولین فضانورد دنیا، علاوه بر توانایی های بدنی و روحی و توانایی های وی برای سفر به فضا، اخلاق و روحیات او نیز وابسته بوده باشد. یوری مرد بسیار متواضع و خوش مشربی بود که با وجود قد کوتاهش در جلسات و میهمانی ها به چشم می آمد. علاوه بر این کوچک بودن جثه گاگارین بسیاری از دغدغه های کمبود جا در اولین آزمایش ناو فضایی وستوک را برطرف می کرد.
روز 8 آوریل (20 فروردین) یعنی تنها چند روز پیش از پرواز فضایی، یوری گاگارین به عنوان نامزد اصلی پرواز گزینش شد. گرمان تیتوف به عنوان فضانورد ذخیره تعیین شد تا در صورت بروز هر گونه مشکلی برای گاگارین، بتواند به جای او پرواز کند. پس از مشخص شدن دو نامزد اصلی پرواز، سرگئی کارولوف، سر طراح و مغز متفکر برنامه های فضایی اتحاد جماهیر شوروی ضمن دیدار با گاگارین و تیتوف به آنها اطلاع داد که فضاپیما در تاریخ 8 آوریل آماده خواهد بود و پرواز برای روزهای 10 تا 12 آوریل برنامه ریزی شده است. جاسوس های روس به این نتیجه رسیده بودند که آمریکایی ها قرار است برنامه پرواز نخستین فضانوردشان را در 20 آوریل عملی کنند و روس ها باید زودتر از آنها به فضا می رفتند. تا پیش از پرواز یوری گاگارین، هیچ انسانی به فضا نرفته بود و خارج از جو زمین و در شرایط بی وزنی برای مدت طولانی قرار نگرفته بود. پزشکان و روان شناسان نگران این بودند که فضانورد با ورود به مدار زمین و قرار گرفتن در بی وزنی از یک سو و مشاهده عظمت فضای بیکران و کره زمین از سوی دیگر، تعادل روانی خود را از دست داده و دست به اقدامات غیر قابل پیش بینی بزند. به همین دلیل فضاپیمای وستوک - 1 به گونه ای ساخته شده بود که تمام پرواز به طور خودکار انجام دهد. تنها راه از کار انداختن سامانه خودکار و به دست گرفتن کنترل ناوبری فضاپیما، وارد کردن شماره رمز ویژه ای بود. این شماره رمز عدد «25» روی کاعذی نوشته شده و در پاکتی سربسته در داخل فضاپیما قرار داده شده بود. کنترل دستی فضاپیما تنها در حالتی امکان داشت که فضانورد در حالت روانی مناسب قرار داشته، توان باز کردن پاکت، خواندن شماره رمز، و وارد کردن آن شماره به سامانه ناوبری را داشته باشد!
یوری گاگارین در ساعت شش و هفت دقیقه صبح روز چهارشنبه 12 آوریل 1961 به وقت مسکو، از پایگاه فضایی بایکونور با فضاپیمای وستوک- 1 و با رمز پرواز «درخت سرو» به عنوان نخستین فضانورد جهان به مدار زمین پرواز کرد. متخصصان در مرکز کنترل پرواز، به وسیله سه کانال رادیویی و یک کانال تلویزیونی با گاگارین در مدار زمین ارتباط داشتند. نخستین جمله هایی که گاگارین به زمین مخابره کرد این بود: « پرواز به خوبی ادامه دارد. دید خوبی دارم. من زمین را می بینم. خیلی زیباست.» مشهور است که گاگارین در حال اوج گرفتن به مدار زمین، آهنگ یک سود میهن پرستانه روسی را زمزمه می کرده از «مام میهن می شنود» نام دارد.

دردسر در فضا

فضاپیمای وستوک- 1 پس از طی بخش بزرگی از مسیر پرواز، بر فراز قاره آفریقا رسیده بود که سیستم ناوبری، موتورهای جت ترمزی را به کار انداختند. قرار بر این بود که حدود 10 تا 12 ثانیه پس از اتمام کار موتور ترمزی، بخش سرویس فضاپیما از کپسول فضایی گاگارین جدا و مرحله بازگشت به زمین آغاز شود. اما به علت گیر کردن کابل های اتصال دهنده این دو بخش، بخش سرویس در حالت نیمه متصل به کپسول حامل گاگارین باقی ماند. کپسول گاگارین در این لحظه در حال ورود به جو زمین بود و این مشکل باعث شد که دچار دوران های شدید و غیر قابل کنترلی شود. یوری گاگارین خود در مورد این حادثه می گوید: « به محض اینکه کار موتور ترمز پایان یافت، فضاپیما تکان شدیدی خورد و شروع کرد به چرخش با سرعت بالا دور محور خودش. سرعت چرخش حدود 30 درجه در ثانیه بود. همه چیز می چرخید. این رویداد بر فراز قاره آفریقا رخ داد. از پنجره یک لحظه قاره آفریقا ، یک لحظه افق زمین و لحظه دیگر آسمان را می دیدم. اصلا وقت نداشتم خودم را در برابر نور شدید آفتاب محافظت کنم که کور نشوم. پاهایم را به سمت پنجره پایینی بردم که جلوی نور را بگیرد. اما پنجره را نبستم چون می خواستم موقعیت خودم را بدانم و ببینم اوضاع از چه قرار است.»
با ورود به لایه های ضخیم تر جو زمین، فضاپیما دچار دوران و تکان های شدیدتری شد. با این وجود، گاگارین اعتماد به نفس خود را از دست نداد و باور داشت که هنوز فضاپیما شانس فرود عادی را از دست نداده: «من به کنترل زمین اطلاع دادم که مرحله جداسازی بر اساس برنامه روی نداده. اما هنوز به نظرم موقعیت اضطراری نبود و من روی صفحه کنترل کد 4 VN را به زمین مخابره کردم (معنی کد این است: همه چیز به خوبی پیش می رود).»
این حالت حدود 10 دقیقه ادامه داشت تا اینکه کابل ها در اثر حرارت شدید ناشی از اصطکاک با جو زمین سوختند و بالاخره کپسول گاگارین آزاد شد. گاگارین اعتقاد داشت که در بدترین لحظات این حادثه، شتاب ترمزی در حدود 10 جی (هر یک جی ( g) معادل شتاب جاذبه زمین است) به او وارد می شده است. با این حساب گاگارین در لحظاتی از سفر 108 دقیقه ای خود، وزنی معادل 10 برابر وزن عادی اش را تحمل می کرده است: «در یک لحظه، برای حدود دو- سه ثانیه، داده های روی صفحه کنترل محو شدند و جلوی چشمانم تیره شد. خودم را محکم گرفتم و تلاش کردم در برابر فشار مقاومت کنم، تا بالاخره همه چیز تقریبا به حالت عادی برگشت.»

سرانجام و در حالی که بخش بازگشت ناو کیهان پیمای وستوک- 1 مراحل سخت فرود را پشت سر گذاشته بود و با سرعت به زمین نزدیک می شد و در ارتفاعی حدود هشت کیلومتر از سطح زمین، طبق برنامه خودکاری که به سیستم هدایت و کنترل سفینه فضایی داده شده بود، دریچه فلزی بالای سر یوری گاگارین با صدای مهیبی کنده شد و موتورهای جت صندلی نجات داخل کپسول را به صورت خودکار روشن شده و یوری گاگارین را به بیرون پرتاب کردند. اما چتر نجات کپسول فضایی وستوک-1 در ارتفاع دو و نیم کیلومتری باز شد و به همین خاطر بود که یوری گاگارین 10 دقیقه بعد از کپسول فضایی اش به زمین نشست.
گاگارین پس از 108 دقیقه پرواز و یک دور گردش کامل به دور زمین، در 26 کیلومتری جنوب غربی شهر انگلس در منطقه ساراتوف فرود آمد. این نقطه از منطقه، پیش بینی شده برای فرود فاصله زیادی داشت و کسی برای استقبال از او حاضر نبود. آنا آکیموونا تاتارووا، همسر جنگلبان محلی و نوه شش ساله اش اولین کسانی بودند که گاگارین را پس از فرود دیدند. یوری گاگارین ماجرا را این گونه تعریف می کند: «آنها وقتی مرا با لباس و کلاه فضایی و چتر نجاتم دیدند، ترسیدند و عقب رفتند. من به آنها گفتم نگران نباشید من هم مثل شما شهروندی شوروی هستم. همین الان از فضا برگشتم و دنبال تلفن می گردم که به مسکو زنگ بزنم.» گاگارین پس از تماس تلفنی با دفتر نیروی هوایی، پیامی به این مضمون فرستاد: «پیامی برای نیروی هوایی! ماموریت با موفقیت انجام شد. در این موقعیت (....) فرود آمدم. حالم خوب است. ضرب دیدگی و شکستگی هم ندارم. گاگارین.»
در سال 1962،یوری گاگارین به سمت معاونت شورای عالی اتحاد جماهیر شوروی منصوب شد، اما پس از مدتی به مرکز فضانوردی شوروی در « شهرک ستاره ها» بازگشت به مدت هفت سال در گروهی کار کرد که هدفشان طراحی فضا پیماهایی با قابلیت استفاده مجدد بود. وی پس از مدتی به سمت معاون مدیریت شهرک ستاره ها انتخاب شد و همزمان به تمریناتش به عنوان خلبان هواپیمای جنگنده ادامه داد. سرانجام در روز 27 مارس سال 1968، هواپیمای میگ- 15 یوری گاگارین و مربی پروازش طی یک پرواز تمرینی دچار سانحه شد و سقوط کرد و هر دو سرنشین آن کشته شدند.

شایعات درباره مرگ گاگارین

در مورد چگونگی مرگ گاگارین البته تشکیک های شده و شایعاتی در این خصوص مطرح می شود. یکی از شایعات احتمال می دهد که او پیش از یک پرواز آزمایشی به طور سهوی، برخی از اطلاعات و اسرار را بازگو کرده و به همین دلیل قربانی توطئه و دسیسه KGB شده است. همچنین در این مورد گفته می شود که هواپیمای کوچک او در میان گردباد ناشی از حرکت موتور یک هواپیمای غول پیکر گیر افتاده و در نتیجه باعث مرگ او و معلم پروازش شده است. برای مثال کتابی که اخیرا در مورد گاگارین منتشر شده ادعا می کند مقامات اتحاد جماهیر شوروی درباره سفر تاریخی یوری گاگارین به فضا در سال 1961، موقعیت دقیق فرود آمدن وی و نحوه فرودش دروغ گفته اند. در کتاب جدیدی که خبرنگار روسی «آنتونی پرووشین» در نزدیکی پنجاهمین سالگرد پرواز مشهور گاگارین نوشته و چاپ کرده است، آشکار شده که دانشمندان موقعیت دقیق فرود گاگارین را دوبار به اشتباه محاسبه کرده اند و به این دلیل زمانی که وی در فاصله 800 مایلی جنوب مسکو به زمین فرود آمد، کسی در آنجا حضور نداشت تا به استقبالش برود. بر اساس کتاب «108 دقیقه ای که جهان را تغییر داد» مقامات روسی برای سال ها ادعا می کردند که گاگارین و کپسول «وستوک» دقیقا در موقعیتی تعیین شده فرود آمده اند، اما این اطلاعات حقیقت نداشته زیرا برنامه ریزان این ماموریت انتظار داشته اند که گاگارین در 400 کیلومتری جنوب مسکو به زمین بنشیند؛ از این رو زمانی که وی در مکانی دیگر به زمین رسید، کسی برای استقبال و کمک آنجا حضور نداشت. بر اساس مدعیات نویسنده این کتاب، مقامات روسی درباره نحوه فرود گاگارین نیز دروغ گفته اند. به گفته مقامات، گاگارین زمانی که فرود آمد درون کپسولش قرار داشته اما حقیقت این است که کپسول به تنهایی و گاگارین نیز به تنهایی و با کمک یک چتر نجات فرود آمده اند. دلیل دروغ هایی که مقامات روسی در آن زمان عنوان کردند جلوگیری از محدودیت هایی بوده که می توانسته آنها را از ثبت رسمی این پرواز فضایی به عنوان رکوردی جهانی باز دارد. در عین حال در این کتاب نامه ای تکان دهنده از گاگارین منتشر شده که وی در این برنامه به خانواده اش گفته درباره احتمال نابودی و مرگش اندیشیده و از همسر خود خواسته است در صورتی که هرگز از این سفر فضایی بازنگشت خود را در غم و اندوه غرق نکند. وی در ادامه نوشته امیدوار است خانواده اش هرگز مجبور به خواندن این نامه نشوند. گاگارین در بخشی از نامه خود نوشته است: «... اما گاهی پیش می آید که آدم ها در اثر زمین خوردن جان خود را از دست می دهند، شاید حادثه ای هم در آنجا (فضا) رخ دهد. در صورتی که چنین حادثه ای رخ داد از تو خواهش می کنم خود را در غم و اندوه غرق نکن. در نهایت، زندگی همین است و هیچ تضمینی وجود ندارد که فردا یک خودرو به زندگی کسی پایان ندهد.»
منبع: دانستنیها-ش27

این روزها ناسا نامی فراتر از یک اسم ساده برای یک سازمان فضایی جهانی است. ناسا به نماد و نشانه ای از پیشرف علمی بشر تبدیل شده است. جمعی از بهترین نیروهای علمی، فنی، مهندسی و مدیریتی جهان در سازمانی به نام ناسا گرد آمده اند تا برنامه های پیشرفت انسان در بیرون از خانه را سامان دهند و در عین حال زندگی بهتری برای ما این جا، روی زمین، به وجود آورند. با شنیدن نام ناسا بسیاری یاد فضانوردانی می افتند که در مدار زمین یا فراسوی آن مشغول فعالیت اند یا گروه هایی از دانشمندان که ردپای حیات را در دیگر نقاط سیاره ما جست و جو می کنند.
البته منتقدان هم همیشه حضور دارند. برخی ناسا را سازمان عظیمی می دانند که بی سبب پول هنگفتی را می بلعد که می توان آن را صرف بهداشت و درمان و آموزش کرد. برخی دیگر بیان می کنند ناسا زیر پوسته فعالیت های مدنی اش نهادی نظامی است و برخی دیگر آن را سازمانی منقلب می دانند که وظیفه اصلی اش پنهان کردن و سرپوش گذاشتن بر مدارک موجود درباره ملاقات ما با فضایی هاست! البته همه این انتقادها فارغ از محتوای خودش نشان دهنده یک چیز بیشتر نیست و آن این که ناسا حتی برای مخالفانش چیزی بیشتر از یک سازمان ساده علمی است. اما ناسا در حقیقت چیست؟ چگونه به وجود آمد و مأموریت و وظیفه اش چیست؟
همه چیز از جنگ جهانی دوم آغاز شد. در پایان جنگ زمانی که نیروهای متفقین آلمان را به زانو در آوردند غنیمت بزرگی وجود داشت که هم شوروی و هم آمریکا بیش از هر چیز به دنبال آن بودند. فناوری موشکی آلمان نازی به رهبری پیشوا، چنان پیشرفت کرده بود که اگر جنگ در آن ایام تمام نمی شد شاید سرنوشت امروز ما با آغاز فعالیت گسترده موشک های دوربرد آلمان ها تغییر می کرد. زمانی که شوروی ها پس از سقوط آلمان در اردیبهشت 1324/ می 1945 پنه مونده را اشغال کردند متوجه شدند چیز زیادی نصیب شان نشده است آمریکایی ها پیش از آن بخش بزرگی از موشک های وی- 2 که در ان منطقه ساخته می شد و مهندسان و نقشه ها را از آلمان خارج کرده بودند. در حقیقت از چند ماه پیش از آن آمریکایی ها برنامه ای به نام گیره کاغذ را آغاز کرده بودند که درصدد جذب دانشمندان آلمانی بود و زمانی که فون براون و همکاران موشکی او خود را داوطلبانه تسلیم آمریکایی ها کردند گویی شانس به آمریکایی ها روی آورده بود.
برنامه های فضایی از پیش از این تاریخ و در حد مطالعاتی آغاز شده بود اما پس از جنگ جهانی و آغاز جنگ سرد بود که ارتش آمریکا برنامه های متنوعی را برای ساخت موشک های دوربرد و قرار دادن ماهواره در مدار زمین آغاز کرد و طبیعتاً فون براون رهبری بخش بزرگی از این برنامه را برعهده داشت.
در حالی که در ماه های بعد از آن شوروی ها زیر سکوت سنگین ناشی از سیاست پرده آهنین به فعالیت های خود مشغول بودند، آمریکایی ها درگیر رقابت هایی بودند که میان نیروی زمینی و نیروی دریایی ارتش در گرفته بود و امکان همکاری بین این بخش ها را برای دسترسی سریع به اهداف فضایی شان نمی داد. همین درگیری ها بود که یکی از بزرگ ترین شکست های آمریکا را در رقابت با ابرر قدرت دیگر جهان به بار آورد و باعث شد شوروی ها نخستین ماهواره را به فضا بفرستند. در حقیقت در 29 شهریور 20/1335 سپتامبر 1956، یعنی یک سال پیش از آن که اسپوتنیک در مدار زمین قرار بگیرد، موشکی از کیپ کاناورال در ایالت فلوریدا به آسمان برخاست که با طی کردن قوسی بر فراز اقیانوس اطلس به سرعت 21 هزار کیلومتر بر ساعت رسید و فقط با افزایش 8 هزار کیلومتر بر ساعت به سرعتش می توانست در مدار قرار بگیرد. علت این که این موشک ماهواره ای در مدار قرار نداد این بود که وزارت دفاع که حدس می زد نیروی زمینی قصد دارد با این موشک ماهواره ای را در مدار قرار دهد و بدین ترتیب توافق انجام شده درباره عدم تمرکز این نیرو بر فضا را زیر پا بگذارد از فون بروان تعهد گرفته بود که طبقه آخر موشک باید خالی باشد. زمانی که اسپوتنیک 1 در مدار قرار گرفت بیش از هر کس فون بروان ناراحت بود. زمانی که به نیروی زمینی دستور داده شد تا فعالیت های فضایی خود را متوقف کند سیاستی مبنی بر نافرمانی سازنده در دستور کار قرار گرفت. بر مبنای این سیاست تحقیقات فضایی این نیرو به شکل محرمانه ادامه می یافت. بدین ترتیب وقتی پروژه ونگارد در آزمون پرتاب خود که دو هفته پیش از پرتاب اسپوتنیک 2 به مدار بود با فاجعه مواجه شد و موشک به طور کامل منفجر شد و دوسال پس از آن که گروه فون بروان از فعالیت های فضایی باز داشته شده بودند، دستوری به وی ابلاغ شد که در کمترین زمان ممکن موشکی را در مدار قرار دهد. او قول داد ظرف 90 روز این کار را انجام دهد و این جا بود که سیاست نافرمانی سازنده خود را نشان داد و فون براون توانست ظرفت 84 روز اکسپلورر 1 را در مدار قرار دهد. با سفر اکسپلورر 1 به مدار زمین بود که رقابت های فضایی آغاز شد. کماکان شوروی بود که صاحب عنوان نخستین ها می شد و آمریکا اگرچه از نظر تعداد مأموریت ها بر شوروی پیشی می گرفت، در کسب رکوردهایی که سخت به آن نیاز داشت عقب بود. بدین ترتیب و در این شرایط بود که ضرورت اجتماع تمام فعالیت های فضایی غیر نظامی زیر نظر یک سازمان واحد بیش از هر زمانی احساس می شد وبدین ترتیب یکی از مهم ترین نقاط عطف تاریخ فضانوردی در سال 1337/ 1958 اتفاق افتاد. در سال 1915 میلادی کمیسیونی در ایالات متحده تأسیس شده بود که وظیفه اش نظارت و هدایت مطالعات علمی مسائل پرواز با توجه به راه حل های عملی بود. این کمیسیون، که به کمیسیون ملی مشورتی هوانوردی یا NACA معروف بود، در سال 1337/1958 از سوی «کنش ملی هوا و فضانوردی ایالات متحده» (National Aeronautics and Space Act) که بعد از پرتاب اسپوتنیک 1تأسیس شده بود، به سازمان ملی هوا و فضا نوردی آمریکا یا NASA تغییرساختار داد و دکتر تی کیت گلنن به عنوان نخستین رییس این سازمان انتخاب شد و بدین ترتیب ناسا به دنیا آمد و تمام میراث کمیسیون را که شامل 8 هزار کارمند، 100 میلیون دلار بودجه، 3 آزمایشگاه بزرگ و 2 پایگاه آزمایشی کوچک بود از آن خود کرد.
ناسا بلافاصله مأموریت مهمی را به مدیریت فنی معاون ارشد این سازمان، دکتر هیو درایدن، آغاز کرد و آن پروژه مرکوری برای اعزام انسان به فضا بود. بدین ترتیب ناسا وارد رقابت های فضایی شد و به سرعت به پای ثابت و اصلی اکتشافات فضایی تبدیل شد.
در طی سال های بعد ناسا به سرعت توسعه پیدا کرد و کارهای بزرگی را انجام داد. ساخت ایستگاه های فضایی اسکای لب و ایستگاه بین المللی فضایی، پروژه شاتل ها، اعزام انسان به ماه، توسعه اکتشافات روباتیک، توسعه بخش علوم زمین و توسعه فناوری های پزشکی همه و همه باعث شده است تا این سازمان به یکی از مهم ترین سازمان های علمی جهان تبدیل شود. بسیاری از پروژه های این سازمان نتایج فوری در زندگی امروز به بار آورده است و برخی دیگر هنوز تا وارد شدن به زندگی روزمره فاصله دارند. امروز ناسا شعار اصلی و مأمورت خود را در سه جمله تعریف کرده است: «بهبود زندگی در این جا، توسعه زندگی به بیرون و یافتن حیات در فراسوی زمین».
اما برای تأمین این اهداف ناسا نیازمند مدیریتی دقیق و دست و پنجه نرم کردن با مسایل اقتصادی و سیاسی مختلف است. سازمانی که برای تمرکز کردن برنامه های فضایی آمریکا ایجاد شده بود، اینک حدود 18 هزار نیروی متخصص و 40 هزار پیمانکار و بودجه 18 میلیارد دلار در اختیار دارد در زیر نام ناسا به فعالیت مشغول است. مدیریت ناسا براساس چارت به ظاهر ساده ی اداری تنظیم شده است. این نمودار کلیت بخش های ناسا و مدیریت آن را نشان می دهد.
سیاست گذاری های کلی و راهبردی و نظارت بر مسایل مختلف سازمان بر عهده دفتر ریاست است. دفتری که امروز یکی از فضانوردان با سابقه، یعنی چارلز بولدون، مسئولیت آن را برعهده دارد و با همکاری معاونان خود آن را اداره می کند تمامی بخش های دیگر پاسخگو به این دفترند. بخش های اصلی مأموریت های ناسا که شامل تحقیقات هوانوردی، سامانه های کاوش، علوم و عملیات فضایی اند دفاتر اصلی طراحی مأموریت های ناسا را برعهده دارند. همچنین بخش ها و مراکز اصلی ناسا نیز که بازوهای عملیاتی این سازمان به شمار می روند در زیر مجموعه مراکز ناسا پاسخگوی مدیریت مرکزی در واشینگتن هستند.

مراکز اصلی ناسا

- مرکز تحقیقاتی ایمز (Ames Research Center): این مرکز که در ایالت فلوریدای آمریاک واقع است در سال 1318/1939 و به عنوان دومین آزمایشگاه NACA تأسیس شد و در سال 1338/ 1959 به ناسا پیوست. این مرکز به افتخار جوزف سوئت من ایمز، که بنیان گذار NACA بود، به این نام نامیده شده است. این مرکز در سیلیکون ولی و در مجاورت قطب پیشرو فناوری جهان تأسیس شده است. هدف اصلی تأسیس این مرکز آزمایش های تونل باد برای هواپیماها بود اما حوزه فعالیت آن به تحقیقات ساخت فضاپیما، ابرپردازش گرها، سامانه های هوشمند و حوزه های دیگر فناوری فضایی نیز وارد شده است. بودجه سالانه این مرکز حدود 600 میلون دلار است که هزینه آزمایش ها و طرح های 2300 محقق مشغول به کار در آن می شود.
- مرکز تحقیقات پروازِ دریدن (Dryden Flight Research Center): این مرکز داخل پایگاه نیروی هوایی ادواردز در کالیفرنیا مستقر است و به افتخار پیشگام مهندسی هوایی، هیو دریدن، به این نام خوانده می شود. این مرکز قلب اصلی تحقیقات ناسا برای ساخت پیشرفته ترین هواپیماهای جهان است که از جمله آنها می توان به هواپیمای شاتل بر 747 معروف ناسا اشاره کرد.
- مرکز تحقیقاتی گلن (Glenn Research Center): این مرکز که در کلیولند اوهایو قرار دارد در سال 1320/1942 تأسیس شد و اکنون به افتخار جان گلن به این نام خوانده می شود. تجهیزاتی همچون تونل یخ، تجهیزات تجربه گرانش صفر، مرکز تحقیقاتی پیشرانه های فضایی و تجهیزات آزمون موتور موشک در این مجموعه قرار دارد.
- مرکز پروازهای فضایی گادرد (Goddard Spacer Flight Center): یکی از اصیلی ترین آزمایشگاه های تحقیقاتی ناسا است که در سال 1959/1338 تأسیس شد. بیش از 10 هزار کارمند در این مجموعه، که در گرین بلت ایالت مریلند قرار دارد، مشغول به کارند. در این مرکز تحقیقات گسترده ای درباره زمین، منظومه شمسی وکیهان صورت می گیرد و در همین حال یکی از اصلی ترین مراکزی است که طراحی و توسعه فضاپیماهای بدون سرنشین را بر عهده دارد.برخی از طرح های این مرکز جوایزی دریافت کرده اند. از جمله پروژه کوبی (COBE) که در سال 1385/2006 جایزه نوبل فیزیک را برای دانشمند این مرکز، جان متر، به همراه آورد. طرح رصدخانه های فضایی بزرگ ناسا، پروژه نظارت زمین و بسیاری دیگر از فضاپیماهای روباتیک و مأموریت های فضایی این گونه با مشارکت این مرکز طراحی شده اند.
- آزمایشگاه کاوش های روباتیک ناسا (آزمایشگاه جت پیشرانJet Propulsion Laboratory): که به اختصار JPL نامیده می شود در دره سن گابریل در حاشیه شهر لس آنجلس در ایالت کالیفرنیا قرار دارد. این مرکز با هماهنگی موسسه فناوری کالیفرنیا (Caltech) اداره می شود. این مرکز طراحی و مدیریت اکتشافات بی سرنشین میان سیاره ای و همچنین کاوش هایی را برعهده دارد که از مدار زمین برای بررسی جهان صورت می گیرد. در عین حال مدیریت شبکه ارتباطی اعماق آسمان (Deep space Netwrork) بر عهده این آزمایشگاه است. این مرکز همان جایی است که موفق ترین پروژه های کاوش منظومه شمسی، نظیر مأمرویت های روباتیک به مقصد سیاره سرخ، مأموریت های کاوشکر زحل و مشتری و امثال آن، در آن جا صورت گرفته است. مأموریت هایی که از سوی این مرکز طراحی و میدریت شده اند بیشترین تولیدات علمی را برای افزایش درک ما از جهان به همراه داشته اند. حدود 5 هزار نفر کارمند تمام وقت و چند هزار نفر کارمند قراردادی و موقت در این مرکز به فعالیت مشغول اند.
- مرکز فضایی لیندون جانسون (Johnson Space Center Lyndon B.) که در هیوستون تگزاس قرار دارد مرکز اصلی مدیریت و هدایت پروازهای فضایی سرنشین دار آمریکا است. این مرکز که به مرکز پروازهای سرنشین دار نیز معروف است در سال 1337/1985 توسط سناتور لیندون جانسون و برای تحقق برنامه فضایی رئیس جمهور کندی، که سفر به ماه را مطرح کرده بود، تأسیس شد. این مرکز شامل تجهیزات و امکانات مربوط به هدایت مأموریت های فضایی سرنشین دار (آپولو، ایستگاه فضایی، شاتل های فضایی و..) و همچنین آزمایشگاه های آزمون مأموریت های فضایی و شبیه سازی شرایط مأموریت ها و استخرهای تمرینی فضانوردان است.
- مرکز فضایی کندی ( Kennedy Space center): یکی از بزرگ ترین ایستگاه های پرتاب های فضایی است. پرتاب های شاتل های فضایی، پرتاب انسان به سوی ماه و بسیاری از مأموریت های سرنشین دار و بی سرنشین از مجموعه سکوهای این مجموعه فضایی صورت می گیرد. این مرکز در جزیره مریت در حاشیه اقیانوس و در ایالت فلوریدا قرار دارد. غیر از سکوهای پرتاب متنوع این مرکز ساختمان عظیمی که سوار کردن شاتل های فضایی درون آن صورت می گیرد و همچنین سکوی متحرک غول پیکری که شاتل ها و دیگر فضاپیماها را از ساختمان مونتاژ به سکو منتقل می کنند بخشی از فناوری های پیش رو بودند که برای نخستین بار در این مرکز به کار گرفته شدند.
- مرکز پروازهای فضایی مارشال (Space Flight Center Marshall): این مرکز که در ایالت آلاباما قرار دارد یکی از مراکز غیر نظامی تحقیق، ساخت و آزمون پیشرانه های سفینه های فضایی و موشکی است. در حال حاضر تمرکز اصلی این مرکز بر روی پیشران شاتل ها و تمرین دادن خدمه ایستگاه فضایی است.
- مرکز تحقیقات لانگلی (Langley Research Center): این مرکز یکی از مراکز قدیمی ناسا است که در سال 1917 تأسیس شده و در ایالت ویرجینیا قرار دارد. در این مرکز تحقیقات گسترده یا بر روی فضاپیماها، امنیت پیرواز، سازه های مورد نیاز در بدنه فضاپیماها، برنامه های سفر به ماه، مریخ و همچنین علوم زمین صورت می گیرد.
- مرکز فضایی استنیس (Stennis Space Center): بزرگ ترین تجهیزات آزمون موتورهای موشکی ناسا است. این مرکز در سال 1340/1961 در مرز ایالت می سی سی پی و لوییزیانا تأسیس شد و بسیاری از پیشران های معروف ناسا در آن مورد آزمون قرار گرفته اند.
هریک از مراکز ذکر شده سازمان عظیمی را تشکیل می دهند که بخش های متعددی در زیر مجموعه خود دارند. تحقیقات هریک از این بخش های اصلی حوزههای بسیار وسیع تری از آنچه فهرست وار در بالا به آن اشاره شد را در بر می گیرند و در کنار آنها مراکز دیگری چون موسسه علوم فضایی گادرد به تحقیق بر روی علوم جوّی و زمین می پردازند. بخش هایی چون سلامت و بهداشت فضانوردان، مسائل تغییرات اقلیم، علم مواد و مهندسی و الکترونیک و از همه مهم تر علوم زیستی حیات و تقریباً هرچه که فکر کنید در مجموعه عظیمی به نام ناسا جای گرفته است و به همین سبب شما تقریباً همه نوع تخصصی را در بین کارمندان پر شمار ناسا پیدا می کنید.
شاخه های ناسا اینک به تمام حوزه های دانش و فناوری وارد شده است و در حال توسعه دانش های مختلف در مرزهای آن است. بدین ترتیب است که ناسا فراتر از یک سازمان ملی به نمادی از علاقه انسان به درک ناشناخته ها بدل شده است. اگرچه در پشت این ظاهر زیبا و دوست داشتنی جنگ های همیشگی مدیریتی و مذاکرات طاقت فرسای سیاسی و اقتصادی در جریان است و گاه رویکرد چنین سازمان بزرگی به تصمیمی سیاسی وابسته می شود، با همه این حرف ها ناسا هنوز و احتمالاً تا مدت های طولانی بازیگر اصلی اکتشافات فضایی جهان باقی خواهد ماند.
منبع: ماهنامه نجوم، شماره 196