گجت نیوز آخرین اخبار تکنولوژی، علم و خودرو 
با توجه به تاثیرات جاذبه صفر روی پدیده‌های مختلف، تاکنون آزمایش های فضایی عجیب و غریبی برای بررسی این تاثیر انجام شده‌اند که در ادامه 7 مورد از آن‌ها را بررسی می‌کنیم.
آزمایش های فضایی که در ادامه به بررسی آن‌ها می‌پردازیم، جزو عجیب‌ترین تحقیقاتی بوده‌اند که در تاریخ دانش بشری، در محیط جاذبه صفر انجام شده‌اند. با ما همراه باشید.
حدودا 50 سال بوده که پای بشر به فضای خارج از جو زمین باز شده و در حالی که هم‌اکنون، ما تصورات نسبتا درستی در مورد عملکرد پدیده‌های مختلف در صورت نبود نیروی جاذبه داریم، این تصورات در دهه‌های پیش وجود نداشتند؛ به بیان دیگر ما در آن زمان نمی‌دانستیم که به عنوان مثال، شعله‌های آتش در جاذبه صفر چگونه رفتار می‌کنند و یا کرم‌های درختی اگر جاذبه‌ای برای چسباندن خود به زمین نداشته باشند، چگونه به حیات خود ادامه می‌دهند.
آزمایش های فضایی عجیب
به همین دلیل بوده که از گذشته تاکنون رنج گسترده‌ای از آزمایش های فضایی توسط انسان‌ها انجام شده تا پایه‌ای‌ترین سوالات ما در مورد این پدیده‌ها و تاثیر نبود جاذبه روی آن‌ها به پاسخ برسند. برخی از این آزمایش‌ها شگفت‌انگیز بوده، برخی ناراحت کننده و حتی تعدادی از آن‌ها بیش از حد عجیب بوده‌اند. در ادامه به بررسی 7 مورد از جالب‌توجه‌ترین پژوهش‌های فضایی بشر خواهیم پرداخت.
1. لباس فضایی در مدار زمین
ویدیو مربوط به این آزمایش کمی ترسناک است و شاید کابوس بسیاری از ما باشد؛ در این کلیپ چیزی که به نظر یک فضانورد بوده را می‌بینیم که بدون هیچ بند یا طناب اتصالی، از ایستگاه فضایی بین‌المللی (ISS) رها شده و در فضای بیکران حرکت می‌کند. البته مایه خوشحالی بوده که بدانیم، هیچ انسانی درون لباس مورد نظر قرار نداشت و عملا هیچ کس در طی ساخت کلیپ آسیب ندید.
گفته شده که این لباس از نوع اورلان (Orlan) ساخت سازمان فضایی روسیه بوده و درون آن مقداری لباس‌های کهنه و یک فرستنده رادیویی قرار داده شد تا لباس کمی وزن بگیرد و شبیه به یک انسان به نظر برسد. ایده اصلی انجام این مورد از آزمایش های فضایی لیست، بررسی این ایده بود که آیا می‌توان لباس‌های قدیمی فضانوردان را به ماهواره تبدیل کرد یا خیر؟
ویدیویی که در بالا می‌بینیم مربوط به 3 فوریه سال 2006 بوده و نام لباس/ماهواره مشاهده شده هم “SuitSat-1” انتخاب شده است. گفته شده که این آزمایش تنها به صورت جزئی موفقیت‌هایی را به همراه داشت و گزارش‌های ناسا و آژانس فضایی روسیه با هم متناقض هستند؛ سازمان فضایی ایالات متحده می‌گویند که مدت کوتاهی پس از رها شدن لباس فضایی سیگنال آن قطع شد، اما روس‌ها ادعا کرده‌اند که حدودا تا دو هفته پس از رها شدن همچنان سیگنال‌هایی را از فرستنده رادیویی لباس دریافت می‌کردند.
با این حال دانشمندان می‌گویند که آخرین سیگنال رسمی دریافتی از SuitSat-1 پانزده روز پس از رها شدن آن دریافت شد. گفته شده که این لباس فضایی برای ماه‌ها در مدار زمین سرگردان بود و سرانجام در 7 سپتامبر 2006 وارد اتمسفر زمین شد و در نهایت به واسطه اصطکاک به وجود آمده در زمان عبور از جو، کاملا سوخت و نابود شد.
2. آزمایش های فضایی چکش و پر
در قرن شانزدهم میلادی گالیله با رها کردن دو گوی غیر همسان که وزن متفاوتی داشتند، از بالای برج کج پیزا، نشان داد که اجرام مختلف در مدت زمان یکسانی به زمین می‌رسند و سرعت طی شدن مسیر رها شدن تا اصابت به زمین به وزن اجسام بستگی ندارد. این موضوع تصورات قبلی دانشمندان در رابطه با شتاب جاذبه را تغییر داد و عملا به همگان ثابت شد که هر جرمی صرف نظر از وزن خود، شتاب جاذبه یکسانی را به هنگام رها شدن از ارتفاع خواهد داشت. حتی اگر اجسام مورد نظر چکش و پر باشند.
البته نکته جالب‌توجهی که مقایسه وضعیت سقوط پر و چکش را چالش‌برانگیز می‌کند، مقاومت هوایی بوده که به هنگام رها شدن، تا حدی از سرعت حرکت جسم کم می‌کند. به بیان دیگر می‌دانیم که مقاومت هوا تاثیرات بیشتری روی پر داشته و با اینکه وزن این جسم کوچک تاثیری در سرعت و شتاب سقوط آن ندارد، مطمئنا روی زمین چکش از پر سریع‌تر به زمین می‌رسد.
با این حال اگر چنین کاری جزو آزمایش های فضایی انجام شده توسط بشریت قرار بگیرد، می‌توان نتایج جالب‌توجه‌تری را نشان داد؛ حدودا 400 سال پس از تلاش‌های شگفت‌انگیز گالیله، یکی از فضانوردان ناسا در ماموریت آپولو 15، همین آزمایش را با چک و پر، روی سطح ماه انجام داد.
سقوط چکش و پر روی ماه
در 2 آگوست سال 1971، فضانورد دیوید اسکات (David Scott) روی قمر زمین یک چکش زمین شناسی را در دست راستش قرار داد و در دست دیگر، یک پر شاهین را گرفت. همان‌طور در ویدیو بالا دیدیم، به دلیل نبود هیچ نوع اتمسفری در ماه، کمی پس از رها شدن این دو جسم کاملا متفاوت، هردو به صورت هماهنگ به سطح رسیدند و پس از گذشت 400 قرن مجددا نشان دادند که شتاب جاذبه اجرام آسمانی به هنگام سقوط، به جرم اجسام مختلف بستگی ندارد.
چکش و پر استفاده شده برای این مورد از آزمایش های فضایی هنوز روی ماه قرار دارند.
3. گلوله‌ای از مایع رنگی
در محیط جاذبه صفر اگر مقداری آب را با آبپاش یا هر وسیله دیگری به بیرون بپاشید، مایع مورد نظر پخش نمی‌شود و به سمت پایین هم نمی‌رود. همان‌طور که انتظار می‌رود، این مقدار آب به شکل گلوله‌های کوچک و بزرگ در محیط باقی می‌ماند. چنین مسئله‌ای باعث انجام رنج گسترده‌ای از آزمایش فضایی شده که بیشتر از هر چیزی هیجان‌انگیز و جالب‌توجه هستند.
جالب است بدانید که برای شبیه‌سازی شرایط جاذبه صفر، هواپیماهایی هستند که به ارتفاع مشخصی از زمین می‌روند و از آنجا، به هنگام پایین آمدن به حدی شتاب می‌گیرند که عملا درون کابین جاذبه‌ای وجود نداشته باشد. تاکنون بادکنک‌های پر از آب بسیاری در این هواپیماها یا ایستگاه فضایی بین المللی ترکانده شده‌اند و نتیجه هم منظره‌ای شگفت‌انگیز از مقداری آب بوده که بدون هیچ جاذبه‌ای در محیط باقی می‌ماند.
به علاوه تکنولوژی‌های مدرن هم به کمک بشر آمده‌اند و حتی در یکی از عجیب‌ترین آزمایش‌ها، یک دوربین گوپرو درون حباب آب قرار داده شده تا وضعیت آن در جاذبه صفر، از درون فیلم‌برداری شود. در کنار این کار گلوله‌های مایع هم در جلوی اسپیکرها قرار داده شده‌اند تا تاثیر ارتعاشات صوتی موجود روی گلوله آب دیده شود.
آزمایش های فضایی با گلوله آب
با این حال ویدیویی که به این مورد از لیست ما مربوط می‌شود، در سال 2015 و توسط فضانورد معروف، اسکات کلی (Scott Kelly) تهیه شده است؛ کلی در آن زمان، سوار بر ISS در مدار زمین گردش می‌کرد و برای عملی کردن این مورد از آزمایش های فضایی عجیب ما، یک گلوله آب را در هوا رها کرد، مقداری رنگ خوراکی را به آب زد تا ظاهر آن در حالت شناوری تغییر کند و در نهایت یک قرص جوشان را به داخل گلوله انداخت.
همان‌طور که دیدیم، تاثیر این کار شگفت‌انگیز بود و عملا گلوله از درون در حال انفجار و جوشش بود. آزاد شدن گازهای ناشی از واکنش آب و قرص جوشان تصاویر دیدنی را به وجود آورد و گفته شده که برای ضبط ویدیو، از دوربین 4K جدید ایستگاه فضایی بین المللی استفاده شده بود.
4. آتش در فضا
همان‌طور که آب رفتار متفاوتی در جاذبه صفر دارد، انتظار می‌رود که وضعیت شعله‌های آتش هم در این محیط متفاوت باشد؛ جالب است بدانید که در سال 1997، آتش‌سوزی خطرناکی در ایستگاه فضایی میر (Space Station Mir)، در مدار زمین رخ داد و جان سرنشینان این آزمایشگاه معلق را به خطر انداخت. آتش‌سوزی میر اتفاقی بود که نمونه دیگری از آن رخ نداده، اما تلاش ما برای انجام آزمایش های فضایی به منظور بررسی رفتار آتش در صورت نبود جاذبه، متوقف نشده است.
در واقع بررسی چنین موضوعی می‌تواند کمک زیادی به دانش بشری در مورد واکنش‌های همراه با آتش در جاذبه صفر کرده و ما را برای ماموریت‌های سرنشین دار گوناگون آینده، مانند ارسال فضانوردان به سیاره مریخ آماده کند. از طرف دیگر به زودی فضانوردان آژانس فضایی ناسا روی ماه اقامتگاه‌های دائمی می‌سازند و برای چنین کاری حتما باید پروتکل‌های ایمنی به منظور مقابله با آتش‌سوزی‌های احتمالی تهیه شود. پروتکل‌هایی که حتی در مورد آتش‌های زمینی هم می‌توانند برای بشریت مفید باشند.
آزمایش های فضایی روی انواع سوخت‌ها
به همین دلیل، پروژه‌های زیادی به منظور بررسی شرایط شعله‌های آتش در این محیط‌ها انجام شده که تعدادی از آن‌ها هنوز هم ادامه دارند. به عنوان مثال در آزمایشی به نام «سوختن و خاموش کردن جامدات» در ایستگاه فضایی بین المللی که مدتی پیش انجام شد، ویژگی‌های شروع آتش و خفه شدن آن برای تعداد قابل توجهی از سوخت‌های مختلف در جاذبه صفر بررسی شد و داده‌های ارزشمندی از این طریق در اختیار دانشمندان قرار گرفت. تصویر بالا هم نحوه سوختن یکی از گوی‌های مورد آزمایش در این پژوهش‌ها را نشان می‌دهد.
در میان دیگر آزمایش های فضایی مرتبط با آتش می‌توان به بررسی‌های داخل فضاپیمای باربری سیگنوس (Cygnus) اشاره کرد که رفتار شعله‌ها در شرایط فضایی مختلف را مورد بررسی قرار دادند. ناسا هم تحقیقات گسترده‌ای را در این رابطه در جریان دارد. با این حال می‌توان با اطمینان گفت که صحنه‌های به وجود آمده با سوزاندن اجسام مختلف در فضا منحصر به فرد و خیره کننده بوده و فضانوردانی که این آزمایش‌ها را انجام می‌دهند، کاملا از کار خود لذت می‌برند.
5. عنکبوت‌ها در فضا
در سال 2011 دانشمندان به دنبال پیدا کردن پاسخ این سوال بودند که آیا عنکبوت‌ها می‌توانند به زندگی در فضا عادت کنند یا خیر؟ برای این کار، دو عنکبوت گردباف (orb spiders) طلایی را برای 45 روز به ایستگاه فضایی بین المللی فرستادند. محیط در نظر گرفته شده برای این بندپایان بسیار مناسب بود و دانشمندان از این مسئله اطمینان کسب کردند که عنکبوت‌های مورد نظر داخل آزمایشگاه معلق مورد نظر رها نشوند.
برای شبیه‌سازی نور شب و روز از چراغ‌هایی در محفظه عنکبوت‌ها استفاده می‌شد و به علاوه، تنظیم دمای محیط هم شبیه به محل زندگی اصلی بندپایان بود. همچنین مجموعه‌ای از مگس‌های میوه‌ای برای تامین تغذیه عنکبوت‌ها در نظر گرفته شده بود که همراه با کل تجهیزات این مورد از عجیب‌ترین آزمایش های فضایی لیست ما، به ISS فرستاده شده بود. هر دو عنکبوت به خوبی با محیط مورد نظر سازگاری پیدا کردند بدون مشکل خاصی به تنیدن تار و شکار پشه‌ها ادامه دادند.
آزمایش های فضایی با عنکبوت‌ها
این بندپایان در پایان روز تار خود را می‌خورند تا پروتئین مورد نیاز بدنشان را مجددا تامین کنند و در صبح روز بعد، تار دوباره تنیده می‌شود تا دام مورد نیاز برای شکار حشرات پهن شود. نکته جالب پژوهش مورد نظر این بود که برنامه تنیدن و جمع کردن تار همچنان در ایستگاه فضایی بین المللی ادامه پیدا کرد و عنکبوت‌ها بدون در نظر گرفتن نبود جاذبه، به کار خود درست سر موقع مقرر ادامه می‌دادند.
البته تغییراتی هم با نحوه زندگی این بندپایان در مقایسه با وضعیت آن‌ها روی زمین گزارش شد؛ گفته شده که تارهای عنکبوت‌ها در ISS تخت‌تر و گردتر تنیده می‌شد، در حالی که این تارها روی زمین ساختاری سه بعدی داشته و چندان هم متقارن نیستند. هر دو عنکبوت تمام طول ماموریت به زندگی سالم و قدرتمند خود ادامه دادند و با اینکه یکی از آن‌ها در مسیر بازگشت به زمین و پس از طی شدن طول عمر عادی خود، مرد، عنکبوت دیگر سالم به زمین برگشت و مدتی را هم روی سیاره محل زندگی‌اش به تنیدن تار و شکار سپری کرد.
6. لاک‌پشت‌ها در مدار ماه
در دهه 60 میلادی و قبل از رسیدن پای انسان به ماه، دانشمندان نمی‌دانستند که نزدیک شدن به جرم آسمانی مورد نظر دقیقا چه تاثیراتی روی بدن ما می‌گذارد. به همین دلیل در سال 1968 برنامه فضایی اتحاد جماهیر شوری دو لاک‌پشت روسی را برای گردش به دور ماه، عازم فضا کرد.
البته در کنار این لاک‌پشت‌ها تعدادی مگس، کرم، گیاه و جلبک و باکتری هم سوار بر فضاپیمای مورد نظر بودند و همچنین، آدمکی مجهز به سنسورها رادیواکتیو در سفر جانداران را همراهی می‌کرد، چرا که هیچ کدام از این موجودات زنده شباهتی به ساختار بدنی انسان نداشتند. طبق گزارشی که در سال 1969 منتشر شد، دلیل اصلی انتخاب لاک‌پشت برای این مورد از آزمایش های فضایی عجیب بشریت، سادگی بستن جانداران مورد نظر به داخل فضاپیما بود و نگرانی از بابت جابه‌جایی و نگهداری لاک‌پشت‌ها در محل تعبیه شده وجود نداشت.
دانشمندان روسی برای لاک‌پشت‌ها اسمی انتخاب نکرده بودند و از زمان قرار دادن آن‌ها درون فضاپیما در 2 سپتامبر 1968 تا پرتاب فضاپیما به سمت ماه در 15 همان سپتامبر، هیچ غذایی به این جانداران داده نشد. گفته شده که پس از چرخیدن به دور ماه در فضاپیمای زاند 5 (Zond-5)، جانداران سوار بر فضاپیما در تاریخ 21 سپتامبر 1968 به زمین بازگشته و حدودا 16 روز بعد به مسکو منتقل شدند.
آزمایش های فضایی متعدد با لاک‌پشت‌ها
سفر لاک‌پشت‌ها و سایر جانداران سوار زاند 5 شامل هفت روز پرواز در فضا، چند روز قرار گرفتن در آب و هوای استوایی و انتقال بقایای فضاپیما به روسیه می‌شد؛ پس از چرخش به دور ماه، تجهیزات و موجودات زنده این آزمایش که در اقیانوس هند فرود آمده بودند، برای چندین روز تا رسیدن روس‌ها برای جمع‌آوری بقایا، در آب شناور ماندند (تصویر پایین). در نهایت اعلام شد که کل موجودات برای 39 روز بدون آب و غذا بودند.
برای بررسی دقیق‌تر شرایط این مورد از آزمایش های فضایی لیست، لاک‌پشت‌های مشابهی روی زمین بدون غذا نگهداری شدند؛ گزارش‌های نهایی نشان دادند که اکثر تغییرات به وجود آمده در بدن این جانداران در مقایسه با لاک‌پشت‌هایی که روی زمین بودند، به دلیل محروم بودن از غذا رخ داده بود و تنها تاثیرات ناچیزی از تحلیل عضلانی ناشی از قرار گرفتن در فضا هم در این خزندگان مشاهده شد.
البته این تنها باری نبود که لاک‌پشت‌ها به فضا فرستاده شدند؛ در ماموریت فضاپیمای زاند 7 (Zond 7)، لاک‌پشت‌هایی در سال 1969 به فضا فرستاده شدند. در سال 1975 هم فضاپیمای سویوز 20 (Soyuz 20) شوروی لاک‌پشتی را برای مدت 90 روز در مدار زمین گرداند و یک سال پس از این اتفاق هم دو لاک‌پشت در ایستگاه فضایی سالیوت (Salyut-5) روسیه، در جاذبه صفر قرار گرفتند.
7. آزمایش های فضایی با درختان ماه
همان‌طور که تاثیرات جاذبه صفر روی بدن حیوانات در دهه‌های گذشته ناشناخته بود، دانشمندان قبل از ارسال گسترده فضانوردان به فضای خارج از جو زمین اطلاعاتی در مورد این تاثیر روی گیاهان نداشتند. به همین دلیل در ماموریت آپولو 14 که در ژانویه 1971 عملی شد، محموله عجیب قرار گرفته درون فضاپیمای آمریکایی به کار رفته، حاوی 500 عدد بذر درخت بود.
دلیل اصلی فرستادن این محموله غیر معمول به فضا، آزمایش های فضایی عجیب دانشمندان سازمان منابع طبیعی آمریکا بود و این محققان می‌خواستند بدانند که اگر جاذبه صفر و تشعشعات فضایی به بذر درختان اعمال شود، آیا این بذرها همانند دانه‌های مشابهی که هیچ وقت جاذبه زمین را ترک نکرده‌اند، رشد می‌کنند یا خیر؟
گفته شده که 5 نوع بذر مختلف درون فضاپیما به همراه فضانورد استوارت روزا (Stuart Roosa)، تعداد 34 مرتبه به دور ماه چرخیدند و سپس، صحیح و سالم به زمین بازگشتند. در ادامه هرکدام از بذرهای فضایی در کنار بذرهای زمینی کاشته شدند و در کمال تعجب، دیده شد که هیچ تفاوت قابل توجهی بین نهال‌های رشد کرده از بذرها وجود نداشت.
گفته شده که تاکنون تنها اطلاعات دقیقی در مورد وضعیت و موقعیت 57 عدد از این درختان در دست ما قرار دارد و بررسی‌ها نشان داده که هرکدام از آن‌ها هم‌اکنون به درختان بزرگ و تنومندی تبدیل شده‌اند. البته نهال‌های رشد کرده از بذرهای فضایی مورد نظر در سال 1975 به سراسر آمریکا منتقل شدند و هنوز کسی نمی‌داند که مابقی این درختان کجای ایالت‌های این کشور قرار گرفته‌اند.