فهرست مطالب

علوم و فناوری فضایی - سال نهم شماره 4 (پیاپی 29، زمستان 1395)
  • سال نهم شماره 4 (پیاپی 29، زمستان 1395)
  • تاریخ انتشار: 1395/12/17
  • تعداد عناوین: 6
|
  • حسن ناصح* صفحات 1-12
    هدف از این مقاله، ارائه مدل توسعه فناوری خانواده حامل فضایی از منظر سامانه پیشرانش است. بنابراین در این مقاله، مدل تخمین و محاسبه هزینه توسعه دو نوع فناوری سامانه پیشرانش سرمازا و نیمه سرمازا با استفاده از پردازش آماری توسعه داده شده و با یکدیگر مقایسه می شوند. این مدل، دارای پنج گام اصلی است که عبارتند از، محاسبات جرمی انرژتیک سامانه پیشرانش خانواده حامل فضایی؛ تحلیل و آنالیز هزینه؛ آنالیز حساسیت حجم مخزن پیشران؛ آنالیز حساسیت کارآیی سامانه پیشرانش نسبت به هزینه؛ محاسبات جرمی- انرژتیک و هزینه ای سامانه های پیشرانش سرمازا و نیمه سرمازا. در نهایت ارزیابی نتایج حاصل از اجرای مدل با استفاده از مقادیر یک نمونه سامانه پیشرانش موجود صورت پذیرفته است.
    کلیدواژگان: توسعه فناوری، سامانه پیشرانش، سرمازا، نیمه سرمازا، رویکرد هزینه
  • مجتبی علوی پور *، امیر علی نیکخواه، جعفر روشنی یان صفحات 13-25
    در این تحقیق، مسئله طراحی مسیر بهینه یک بلوک انتقال مداری جهت تزریق ماهواره به مدار زمین آهنگ در فضای سه بعدی مورد نظر می باشد. مسیر بهینه چند سوزشی براساس تئوری اویلر-لاگرانژ با معیار حداقل مصرف سوخت به دست می آید. جهت تعیین زمان های روشن و خاموشی موتور، به جای استفاده از تابع سوییچ که سبب پیچیدگی محاسبات می شود، از یک روش ساده و بهینه استفاده شده تا زمان های سویچ از فاز های فعال به غیر فعال و بالعکس تعیین شوند. برای حل مسئله شرط مرزی در چند نقطه از یک روش پرتابی غیرمستقیم بهبود یافته با کارایی بالا استفاده شده است که علاوه بر تامین دقت بالا، با سرعت بسیار خوبی نیز به شرایط مرزی مورد نظر همگرا می شود.
    کلیدواژگان: مسیر بهینه، بلوک انتقال مداری، مدار زمین آهنگ، سوزش چندگانه
  • حمید کاظمی*، علی اکبر گلرو صفحات 27-37
    تعهد دولت ها در اجرای تعهدات بین المللی متضمن اعمال حاکمیت بر بخش های دولتی و خصوصی متبوع خود است. بر مبنای معاهده فضای ماورای جو، دولت ها باید بر اشخاص حقیقی و حقوقی متبوع خود که در فعالیت های فضایی شرکت می کنند، نظارت داشته باشند. نحوه اعمال حاکمیت دولت ها بر فعالیت های فضایی براساس تدوین مقررات لازم برای صدور مجوز فعالیت های فضایی و ایجاد مقام صالح است. بررسی تطبیقی برخی قوانین ملی کشور ها نشان می دهد ساز و کار دولت ها بر اساس نظام های حقوقی حاکم بر آن ها متفاوت است لکن وجوه مشترکی در ایجاد مقررات و ایجاد مقام صالح برای اعمال حاکمیت بر فعالیت های فضایی وجود دارد. این مقاله، علاوه بر تبیین تعهد دولت ها از منظر حقوق بین الملل فضایی به بررسی تطبیقی برخی فعالیت های فضایی توجه می کند که دولت ها حاکمیت خود را در چارچوب تعیین مقام صالح و صدور مجوز های لازم بر آن ها اعمال می کنند که برای قانونگذار ملی در نحوه تدوین مقررات لازم مفید است.
    کلیدواژگان: مسئولیت، نظارت، جبران خسارت، مجوز، فعالیت های فضایی
  • رضا یاوری، ایمان محمدزمان*، محمدرضا عاروان صفحات 39-50
    در این مقاله، طراحی هدایت و کنترل یکپارچه با ترکیب روش های کنترل مد لغزشی و گام به عقب صورت گرفته است. این روش برخلاف روش های سنتی موجود با تلفیق معادلات سینماتیکی و دینامیکی و استخراج یک فضای حالت یکه به صورت مدل سازی یکپارچه، با مسئله طراحی هدایت-کنترل به صورت یک تک حلقه برخورد می کند. روش فوق در مقابل نامعینی های ناشی از مدل دینامیکی رهگیر و شتاب هدف مقاوم است. نتایج شبیه سازی در سه بعد با در نظر گرفتن دینامیک شش درجه آزادی نشان می دهد که طراحی هدایت و کنترل یکپارچه با هم افزایی زیر سیستم های هدایت و کنترل منجر به برخورد مناسب با هدف مانوردار می شود.
    کلیدواژگان: هدایت و کنترل یکپارچه، رهگیری دونقطه ای آشیانهاب، کنترل مد لغزشی و گام به عقب
  • جواد سالم *، حسین پیلارام، سید محمد علوی صفحات 51-63
    از میان روش های مختلف شناسایی و ردگیری ماهواره های مدار پایین زمین (LEO)، روش ردگیری راداری مناسب تر است. ازآنجاکه فیلترهای خطی مرسوم، قادر به تخمین موقعیت و ردگیری دقیق سیستم های با دینامیک غیرخطی مثل ماهواره ها نیستند، باید از فیلترهای غیرخطی استفاده کرد. در این مقاله، ابتدا مسیر حرکت ماهواره به دور زمین با استفاده از معادلات حرکتی ماهواره (معادلات کاول) و به تبع آن مشاهدات رادار شبیه سازی شده و جهت تخمین موقعیت و ردگیری به فیلترهای غیرخطی کالمن توسعه یافته (EKF) و کالمن نمونه بردار (UKF) اعمال می شوند. در مرحله بعد برای کاهش خطای تخمین، از دیتای تولیدی در نرم افزار STK استفاده کرده و در نهایت به بررسی خطای RMS موقعیت و سرعت و همچنین خطای تخمین هر یک از فیلترها در دو روش می پردازیم. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که به دلیل دقت بیشتر مسیر حرکت تولیدی در STK، فیلترها، در این روش تخمین بهتری زده و حداکثر خطای RMS موقعیت در حدود 40 درصد کاهش می یابد.
    کلیدواژگان: ماهواره های LEO، فیلتر کالمن توسعه یافته (EKF)، فیلتر کالمن نمونه بردار (UKF)، معادلات کاول، نرم افزار STK
  • وحید نیکبخت، علی کاظمی*، زهرا حاج ابراهیمی، ندا خالدی، محمد اسدی گلزار صفحات 63-68
    قرارگیری طولانی مدت در شرایط بی وزنی بر سیستم های مختلف بدن از جمله سیستم قلبی- عروقی تاثیرگذار است. سلول های اتدوتلیال موجود در لایه داخلی دیواره عروق نیز در این شرایط پاسخ های متفاوتی از خود نشان می دهند که بررسی آن به درک بهتر بیماری های قلبی- عروقی هم در فضانوردان و هم بر روی زمین کمک می کند. هدف از انجام این پژوهش، بررسی تاثیر شرایط بی وزنی بر سطح سرمی فاکتور رشد اندوتلیال عروقی به عنوان محرک فرآیند آنژیوژنز و واسکلوژنز است. تعداد 20 موش نر نژاد ویستار به طور تصادفی در دو گروه کنترل و بی وزنی تقسیم شدند. برای شبیه سازی بی وزنی بر روی زمین، از مدل تعلیق پاهای عقبی به مدت شش هفته استفاده شد. پس از خون گیری از بطن چپ، سرم جدا و میزان فاکتور رشد اندوتلیال عروقی یا VEGF با روش الایزا اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که میزان VEGF در شرایط شبیه سازی شده بی وزنی افزایش داشته اما این افزایش در مقایسه با نمونه های گروه کنترل معنادار (p>0.05) نبود. به نظر می رسد که بی وزنی مدل تعلیق پاهای عقبی جوندگان تاثیری بر میزان فاکتور رشد اندوتلیال عروق در سطح سرم در موش های صحرایی نر نژاد ویستار نمی گذارد. این مسئله می تواند ناشی از پاسخ سازشی بدن بعد از شش هفته یا عدم نقش فاکتور VEGF برای تغییرات قلبی- عروقی در بی وزنی و وجود نقش احتمالی برای سایر فاکتورها باشد. مطالعه تغییرات سایر فاکتورهای عروقی یا تغییرات روزانه فاکتور VEGF در شرایط بی وزنی، می تواند به درک بهتر این موضوع کمک کند.
    کلیدواژگان: بی وزنی، فاکتور رشد اندوتلیال عروقی، موش صحرایی، آنژیوژنز
|
  • Hsan Naseh * Pages 1-12
    The major purpose of this paper is to present Space Launch System (SLS) family technology development from propulsion system aspect. Thus, the models of cost estimation for two types of propulsion systems (cryogenic and semi-cryogenic) are derived based on the statistical method and are then compared with each other. The SLS family modernization model includes five main steps:(1) SLS family propulsion system mass and energetic calculations; (2) Cost estimation and analysis; (3) Sensitivity analysis of propellant volume tanks; (4) Sensitivity analysis of propulsion system performance based on cost; (5) mass, energetic and cost calculations of cryogenic and semi-cryogenic propulsion systems. Finally, the results of the modernization methodology execution are verified by an existing propulsion system.
    Keywords: Technology Development, Propulsion System, Cryogenic, Semi-cryogenic, Cost Approach
  • Mojtaba Alavi Pour *, Jafar Roshanian, Amirali Nik Khah Pages 13-25
    In this research, the problem of optimal trajectory design of an upper stage is considered for satellite injection into Geostationary orbit in 3-Dimensional space. The optimal multi-burn trajectory is obtained based on Euler-Lagrange theory with minimum fuel consumption criteria. Instead of using switch function for obtaining the switching times, which complicates the numerical solution of the optimal control problem, the presented algorithm uses a simple and optimal process to find the burn and coast times. To solve the tow point boundary value problem, an improved indirect shooting method with high performance is used which in addition to having higher precision, converges very fast to the desired condition.
  • H. Kazemi *, Ali Akbar Golro Pages 27-37
    International regulations consist of rights and obligations of states in relation to space. States should respect the international obligations with all of their public and private sectors. Based on the 1967 outer space treaty, states should control and monitor natural and legal persons involved in space activity. They usually approve the required laws and regulations in their national law according to the international responsibilities in order to monitor their respective institutions. Monitoring space activities are on the basis of international law within the sovereignty of a country based on the regulatory environment for licensing space activities and establishing appropriate authority. Every state has its own mechanism for issuing the required licenses. However, there are common procedures to monitor space activities, such as launching in the international law, analyses monitoring space activities in national laws and regulations of some countries in comparative laws.
    Keywords: Outer space, Sovereignty, Responsibility, Monitor, Space activities
  • Reza Yavari, Iman Mohammadzaman *, Mohammad Reza Arvan Pages 39-50
    In this paper, a novel integrated guidance and control (IGC) approach is designed using the combination of backstepping and sliding mode control methods. In contrast to the traditional methods combining the kinematic and dynamic equations and deriving a state space model as an integrated unit model, the proposed method designs the guidance and control problem in a single loop. This algorithm is robust with respect to the uncertainties in the target acceleration and missile dynamic model. Simulation results using six-degrees-of-freedom simulation aerodynamic model (6DOF) and three-dimension (3-D) engagement show that the proposed IGC design, with guidance and control dynamic synergism, eventuates interception with the maneuvering target.
    Keywords: Integrated guidance, autopilot, Ttwo point homing interception, Sliding mode control, Backstepping control
  • Javad Salem *, Hossein Pilaram, Seyyed Mohammad Alavi Pages 51-63
    For the detection of and tracking thelow earth orbit Satellites (LEO), there are different methods such as optic, laser and radar tracking, among which radar tracking is the best. Since the common linear tracking filters deployed in available radars are not able to estimate the position of the non-linear dynamic satellites, it is advisable to use non-linear filters. In this paper, firstly, the satellite motion path around the earth as well as radar observations are produced by the STK software. Accordingly, the samples are fed to non-linear Extended Kalman Filter (EKF) and Unscented Kalman Filter (UKF). Finally, the performance of the aforementioned filters is studied through evaluation of RMS position and estimation errors. Simulation results demonstrate that the Unscented Kalman filter has a better performance in terms of accuracy with respect to the Extended Kalman filter. In addition, using this method, theerror of observations decreases 50% along the range and 70% along the azimuth and elevation.
    Keywords: LEO satellites, Radar observation, Extended kalman Filter (EKF), Unscented kalman Filter (UKF), STK software
  • Vahid Nikbakht, Ali Kazemi *, Zahra Hajebrahimi, Neda Khaledi, Mohammad Asadi Golzar Pages 63-68
    Endothelial cells differently respond to microgravity condition. The evolution of these responses leads to a more clear understanding of cardiovascular diseases in both gravity and micro-gravity conditions. The aim of this study was to investigate the effects of microgravity condition on serum levels of vascular endothelial growth factor as a motivator for angiogenesis and vasculogenesis processes. A total of 20 rats were randomly divided into two groups including control group and suspension group. The results showed that the VEGF levels of suspension group were higher than control group but it was not significant (P> 0.05). It seems that the hindlimb suspension model used for stimulating microgravity condition does not affect the VEGF in serum levels in male Wistar rats. This may be the result of the body's adaptive response after six weeks. Another probable reason is that VEGF does not play an effective role in cardiovascular changes in microgravity condition. Also the influences of other factor may affect the results.
    Keywords: Classical microgravity, VEGF, Rat, Angiogenesis