17 مرداد ما 1388 (مطلب شماره 220)
ایروبریکینگ، تکنیکی مرتبط با هدایت فضاپیماهاست که در مأموریت های فضایی بین سیاره ای استفاده می شود. اساس کار این روش، اصطکاک ایجاد شده توسط جو سیارات، برای کاستن از سرعت فضاپیما و قرار دادن آن در مداری پایدار به دور سیاره است. همانطور که می دانید، هر چه فضاپیما سریعتر حرکت کند، مدارش به دور مرکز ثقل بزرگتر خواهد بود و این همان چیزی است که اقمار طبیعی سیارات از جمله ماه و نیز قمر های مصنوعی را در مدار قرار داده است. 

تصویری خیالی از انجام مانور ایروبریکینگ توسط کاوشگر MRO که در مارس 2006 و بر فراز جو سیاره مریخ انجام گردید

معمولاً فضاپیماهای بین سیاره ای، وقتی که به مقصدشان می رسند، سرعت بالایی دارند. جهت جلوگیری از برخورد فضاپیما با سیاره مورد نظر و بدین ترتیب از بین رفتن میلیون ها دلار هزینه، فضاپیما بایستی به اندازه کافی از سرعتش بکاهد تا وارد مداری به دور سیاره مربوطه بشود. این امر در خصوص ماهواره هایی همچون کاسینی و ویجر ضروری بود. اما ایروبریکینگ را چگونه می توان به کار بست؟ اساس کار آن، مشابه با بازگشت دوباره به جو زمین است با این تفاوت که به جای ورود کامل به اتمسفر، فضاپیما قسمت فوقانی جو سیاره را لمس می کند و نوعی اصطکاک هواییکه اصطلاحاً Drag نامیده می شود، ایجاد می گردد.. با چنین روشی، می توان سرعت فضاپیما را کاهش داده و بدینوسیله تأثیر گرانش سیاره مورد نظر را بیشتر کرد تا فضاپیما در مداری کشیده، بیضوی و با ارتفاعی کمتر به دور سیاره به گردش در آید. 

تصویر بالا، مراتب تنزل مداری کاوشگر MRO را در حین عملیت ایروبریکینگ و از مارس تا اکتبر سال 2006 به مدت 8 ماه نشان می دهد. فضاپیما با هر بار عبور از فراز قطب جنوب مریخ، جو این سیاره را به آرامی لمس می کرد، سرعتش کمتر می شد و به دنبال آن ارتفاع مدار آن تقلیل می یافت؛ تا اینکه پس از اتمام 8 ماه، فضاپیما در مدار تعیین شده قرار گرفت

اما چرا مانور ایروبریکینگ را به کار می بندند؟ مگر نمی شود موشک های کوچکی را به فضاپیما وصل کنیم تا سرعتش را کاهش دهند؟ امروزه، ما همچنان به موشک های سوخت مایع وابسته ایم. یک فضاپیمای بین سیاره ای، با سرعت چندین برابر هواپیمایی که با سوخت کار می کند حرکت می کند و چون در فضا اصطکاکی وجود ندارد، فضاپیما با همان سرعتی که در هنگام پرتاب گرفته است در فضا به پیش می رود؛ بدون آنکه به موتور پیشرانی نیاز داشته باشد.
همانطور که در مکانیک نیوتونی آموخته ایم، یک جسم متحرک، تمایل به ابقای در حرکتش را دارد. برای ترمز کردن فضاپیما، مقادیر زیادی سوخت نیاز است؛ که این دو مشکل را ایجاد می کند: اول اینکه مقدار سوختی که فضاپیما با خود حمل می کند، مقدار مشخصی است و اگر چنانچه در حین عملیات استقرار در مدار مشکلی پیش بیاید و سوخت نیز به اتمام رسیده باشد، آنگاه هیچ راه دیگری برای کنترل فضاپیما وجود ندارد؛ و دوم آنکه در اینصورت بیشتر جرم فضاپیما را سوختش در بر خواهد گرفت و در نهایت؛ این راه حل هزینه بر خواهد بود. بدین ترتیب ایروبریکینگ، به صرفه ترین و مطمئن ترین روش جهت ترمز کردن فضاپیما و قرار دادن آن در مدار است. هر چند این روش نیز در نوع خود ریسک هایی را دارد. همانطور که ورود به جو گرمای زیادی را ایجاد می کند، لمس کردن جو نیز خود مولد مقادیری گرماست. به همین دلیل ساختار فضاپیما طوری بایستی طراحی شود که در عین مستحکم بودن، گرمای ایجاد شده را نیز تحمل کند. 

منبع : Universetoday

***