فهرست مطالب

علوم و فناوری فضایی - سال سیزدهم شماره 1 (پیاپی 42، بهار 1399)
  • سال سیزدهم شماره 1 (پیاپی 42، بهار 1399)
  • تاریخ انتشار: 1399/05/01
  • تعداد عناوین: 8
|
  • فتح الله امی*، دومان پوررجب صوفیانی، داوود دومیری گنجی، سید حسین موسوی صفحات 1-11
    در این تحقیق سعی شده با توجه به مشخصات جریان بالادست و بدون نیاز به اندازه گیری تجربی، توزیع قطر و سرعت تعیین -گردد. در ابتدا با استفاده از نرم افزار فلوینت، جریان توربولانس داخل نازل به وسیله مدل دو معادله ای k-ε شبیه سازی شده و انرژی توربولانس نازل در خروجی نازل تعیین می گردد، سپس با استفاده از تحلیل رشد غیرخطی اغتشاشات طول شکست افشانه و فرکانس حداکثر ناپایداری تعیین گشته و در نتیجه آن قطر میانگین شکست اولیه تعیین می گردد. همچنین مدل ماکزیمم انتروپی چهارمعادله ای با توجه به ورودی جریان بالادست توسعه یافته و در ادامه ترم های چشمه ممنتوم و انرژی مدل ماکزیمم انتروپی با استفاده ازنتایج شبیه سازی جریان توربولانس نازل و تحلیل ناپایداری تعیین می گردد. در ادامه نتایج مدل ماکزیمم انتروپی ابتدا با ورودی های تجربی ارزیابی شده و سپس نتایج مدل با ورودی جریان بالادست تعیین می گردد. این نتایج نیز با نتایج تجربی مقایسه گردیده که همخوانی مناسبی را نشان می دهد
    کلیدواژگان: شبیه سازی دو معادله ای، توزیع قطر، تحلیل غیرخطی ناپایداری، ماکزیمم انتروپی
  • میثم محمدی امین*، نیما کریمی، محمدعلی فارسی صفحات 13-23

    در مقاله حاضر، فرآیند طراحی سامانه لغو پرتاب یک فضاپیمای سرنشیندار در ماموریت زیرمداری ارایه شده است. به همین منظور با مطالعه آماری سامانه لغو پرتاب سایر فضاپیماهای سرنشیندار، تعدادی پارامتر بدون بعد برای سامانه لغو پرتاب و فضاپیما تولید شده است. با استفاده از این پارامترها، با توجه به داشتن مشخصات جرمی و ابعادی فضاپیما، مشخصات جرمی، هندسی- ابعادی، تراست موتور فرار و شتاب سامانه لغو پرتاب تخمین زده شده است. برای استخراج پیکره بندی بیرونی از تحلیل آیرودینامیکی عددی استفاده شده و نتایج تحلیل در کنار سایر پارامترهای موثر در طراحی، یک چارچوب طراحی را ایجاد نموده است. برای انتخاب پیکره بندی بهینه از یک تحلیل سلسه مراتبی استفاده شده است و به منظور اطلاع از صحت طراحی، یک مدل تحلیلی بر پایه معادله مومنتوم برای طراحی موتور فرار به کار گرفته شده که مقایسه نتایج حاصل از این مدل و طراحی آماری صورت گرفته حاکی از صحت داده های تولید شده میباشد.

    کلیدواژگان: سامانه لغو پرتاب، برج فرار اضطراری، فضاپیمای سرنشین دار، ماموریت زیرمداری
  • سید هادی محمودی، روح الله رهامی، حمید حیدری* صفحات 25-38

    با درج مقرراتی در اسناد حقوق فضا، دریچه ای برای فعالیت های فضایی تجاری مفتوح گردید. از عصر معاهدات فضا، همواره استفاده های تجاری از فضا بواسطه تزاید بازیگران و توسعه ی فناوری های نوین فضاپایه سرعت بیشتری گرفته اند. هر چند چارچوب کنونی در همگامی با مسایل حقوقی ناشی از این فرایند سریع و مستمر تکافو نمی کند، لکن مقررات همین اسناد تاکنون مبنای عمل دولت ها و نهادهای غیردولتی در انجام فعالیت های فضایی تجاری بوده است. این نوشتار با مفروض گرفتن نیاز به توسعه ی بیشتر حقوق فضا با لحاظ بعد تجاری آن، لکن در نظر دارد از ظرفیت های چارچوب موجود، امکان یا امتناع فعالیت های تجاری را مورد بررسی قرار دهد و اینکه چه اندازه توسعه ی حقوق نرم از طریق همکاری های بین المللی و توسعه ی قوانین فضایی ملی به هنجارگرایی نسبی فضا و پر کردن کاستی های نظام معاهده ای کمک کرده است. بررسی اولیه حاکی از تجویز این فعالیت ها علی رغم توقف هنجارسازی قراردادی و وجود محدودیت های منبعث از اصولی همچون منع تصاحب، میراث مشترک بشریت و تسهیم عادلانه است.

    کلیدواژگان: تجاری سازی، بازیگران فضایی، عدم قطعیت حقوقی، هنجارگرایی نسبی، منع تصاحب، میراث مشترک بشریت، تسهیم عادلانه، استخراج منابع طبیعی، حقوق نرم، قانون فضایی ملی
  • محمدامین اسکندری، حسن کریمی*، داود رمش، محمدرضا علی خانی صفحات 39-48

    موتورهای انبساطی، موتورهایی هستند که از نظر دینامیکی رفتار بسیار پیچیده و حساسی دارند. در این موتورها برخلاف سایر موتورها، از دبی مولفه سوخت برای به تولید توان مورد نیاز پمپ ها بهره برده می شود. همین امر فرآیند راه اندازی را در این نوع موتورها را بسیار دشوار و پیچیده نموده است. عملکرد شیرآلات کنترلی فرآیند دینامیکی پیچیده ای است و پیش بینی اثر آن با اجرای آزمون های تجربی بسیار پیچیده و هزینه بر خواهد بود از این رو مدل سازی دینامیکی در توسعه این نوع موتورها از اهمیت بالایی برخوردار است و می تواند از بسیاری از هزینه های آتی جلوگیری کند. در این مقاله اقدام به مدل سازی غیر خطی موتور سوخت مایع RL-10  پرداخته می شود. هدف این پژوهش بررسی رفتار دینامیکی موتور انبساطی با استفاده از مدل های ریاضی غیر خطی است. نتایج شبیه سازی نشان داد که مدل غیر خطی ارایه شده برای این موتور از اعتبار کافی برخوردار است.

    کلیدواژگان: RL-10، شبیه سازی، موتور سوخت مایع، تحلیل دینامیکی
  • مهران نصرت الهی*، احمد سلیمانی صفحات 49-60

    در تحقیق حاضر، عملکرد عملگرهای مومنتوم سیالی در مدیریت دمایی ماهواره براساس دو چیدمان پیشنهادی هرمی و سه محوره مورد بررسی قرار گرفته است. به این منظور دمای دیواره های ماهواره با حضور عملگرها و بدون عملگرها در یک دور چرخش مداری ماهواره مورد بررسی قرار گرفته و نتایج با یکدیگر مقایسه شده اند. برای عملگرهای مومنتوم سیالی که به صورت یک حلقه بسته هستند از قاب مرجع چرخان استفاده شده و جریان سیال در داخل عملگرها آرام در نظر گرفته شده است. میزان تاثیر سرعت دورانی سیال در داخل عملگرها بر دمای دیواره های ماهواره تحت دو سرعت دورانی مختلف بررسی و شار گرمایی وابسته به زمان بر دیواره ها استخراج شده است. نتایج بیانگر این است که در چیدمان هرمی، کاهش دمای سطوح دیواره ماهواره متاثر از دو پارامتر سرعت دورانی سیال و میزان چرخش مداری ماهواره بوده، اما در شرایط بحرانی، چیدمان سه محوره سریعتر می تواند این مدیریت دمایی را انجام دهد.

    کلیدواژگان: عملگر مومنتوم سیالی، شبیه سازی عددی، چیدمان هرمی و سه محوره، مدیریت دمایی، سرعت دورانی سیال، روش SIMPLE
  • آزاده حکمت*، بهار حاجتی، زهرا حاج ابراهیمی صفحات 61-70
    بسیاری از اکتشافات فضایی جهت بررسی تغییرات در ساختارهای زیستی و عملکردی موجودات در شرایط ریزجاذبه انجام شده است. امروزه بررسی شرایط ریزجاذبه از دیدگاه نانو مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. نانوذرات نقره یکی از پرکاربردترین مواد نانویی می باشد. در این پژوهش تاثیر ریزجاذبه بر ساختار DNA مورد بررسی قرار گرفت. همچنین اتصال نانوذرات نقره به DNA در گرانش زمین و ریزجاذبه شبیه سازی شده توسط دستگاه های مختلف طیف سنجی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد ریزجاذبه موجب تغییر در ساختار DNA می گردد و نانوذرات نقره در شرایط ریزجاذبه بیشتر به DNA اتصال می یابد. ریزجاذبه موجب تغییر در اندازه و بار سطحی DNA می گردد و موجب تغییر ساختار DNA از فرم B به فرم C می شود. بنابراین براساس نتایج حاضر، ریزجاذبه به نحوی ساختار DNA را تغییر می دهد که میزان تمایل نانوذرات نقره به آن افزایش می یابد. این مطالعه می تواند افق جدیدی را در پژوهش های بیولوژی و بیوفیزیک باز نماید.
    کلیدواژگان: نانوذرات نقره، DNA، ریزجاذبه (میکروگراویته)، طیف سنجی، پتانسیل زتا، پراکندگی نور پویا (DLS)
  • مهدی قبادی*، مازیار شفائی روشن، مهدی جعفری ندوشن صفحات 71-82

    در این مقاله استفاده از روش برنامه ریزی خطی در تخصیص گر کنترلی جهت استفاده در زیرسیستم کنترل وضعیت فضاپیما با تراسترهای افزونه مورد مطالعه قرار گرفته است. از الگوریتم سیمپلکس به عنوان حل کننده برتر و از دو رویکرد حفظ راستا و حفظ راستای اصلاحی بودسون به عنوان رویکردهای برگزیده در مواجهه با جواب های غیرقابل دستیابی استفاده شده است. همچنین کارکرد مناسب این رویکردها با پدیده خرابی تراسترها نیز مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج بیانگر آن هستند که رویکرد حفظ راستا دارای زمان پردازش و مصرف سوخت کمتر است؛ اما روش حفظ راستای اصلاحی بودسون زمان پردازش و مصرف سوخت بیشتر داشته و البته دارای خطای ردگیری سه محوره کمتری است. لازم به ذکر است کنترلر PD به عنوان قانون کنترلی فضاپیما استفاده شده و شبیه سازی برای تعداد و چیدمان تراستر مشخص صورت پذیرفته است.

    کلیدواژگان: تراستر، افزونگی، تخصیص کنترلی، برنامه ریزی خطی، الگوریتم سیمپلکس، رویکرد حفظ راستا، رویکرد بودسون
  • مقداد پایان*، حنیف کازرونی صفحات 83-98

    نیاز به حضور در فضا و استفاده از مزایای آن سبب شده است تا کشور ما نیز گامهای خود را در استفاده از فناوری ماهواره بردارد. در این راستا، ساخت یک پایگاه پیشرفته پرتاب ماهواره با کلیه امکانات مدرن موردنیاز از جمله مسایل اساسی میباشد. پایگاه فضایی حضرت امام خمینی (ره)، نخستین پایگاه سکوی ثابت جمهوری اسلامی ایران به شمار میرود. در سال 1389 اعلام شد که بنابر محدودیتهای جغرافیایی موجود، تحقیقاتی برای ساخت دومین مرکز فضایی در شهر چابهار صورت گرفته است. در این مقاله، با استفاده از مطالعات پیشین روی کلیه زیرساختهای پایگاه های پرتاب پیشرفته در سراسر دنیا و روش های مختلف شبیه سازی، یک طراحی مفهومی برای پایگاه پرتاب چابهار ارایه میگردد. در این راستا، به توصیف کاملی از سکوهای پرتاب، مجتمع پردازش، تجهیزات آماده سازی و مونتاژ ماهواره ها و... پرداخته میشود. طراحی و ساخت پایگاه فضایی چابهار با امکانات تشریح شده، گام بلندی در توسعه صنعت فضایی جمهوری اسلامی ایران خواهد بود.

    کلیدواژگان: پایگاه پرتاب چابهار، سکوی پرتاب، صنعت فضایی، ماهواره و ماهواره بر، مجتمع پردازش
|
  • Fathollah Ommi *, Dooman Poorrajab Sufinai, Davood Doomiri Ganji, Seyed Hossein Moosavi Pages 1-11
  • Meysam Mohammadi Amin *, Nima Karimi, MohammadAli Farsi Pages 13-23
  • S. Hadi Mahmoudi, Rohollah Rohami, Hamid Heidaree * Pages 25-38

    By incorporating provisions in Space Law documents, gateway for commercial space activities was opened. From the era of space treaties, commercial uses always are getting faster Due to the increasing of players and development of new technologies. Although the current framework does not comply with the legal issues arising from rapid and ongoing process, the provisions of these instruments have so far been the basis for action by governments & Non-governmental Orgs. in carrying such activities. This paper assuming the need to further development of space law in terms of its commercial dimension, but intends to consider the possibility or refusal of commercial activities and the status of soft law through international cooperation and development of national space legislation to relative normality of space. An initial review indicates the prescription of these activities, despite the cessation of contractual normalization and existence of constraints derived from principles such as the prohibition of appropriation, the common heritage of mankind & equitable sharing.

    Keywords: Commercialization, Space Actors, legal uncertainty, relative normality, Non-Appropriation, common heritage of mankind, Equitable sharing, mining of cultural resources, Soft Law, National regulation
  • MohammadAmin Eskandari, Hasan Karimi *, MohammdReza Alikhani Pages 39-48

    Expansion cycle rocket engines have unintelligible and sensitive dynamic behavior. Contrary to other types of rocket engine which have gas generator, Expansion cycle rocket engines utilizes mass flow of fuel propellant to provide power for rotating turbo pump. Which contributes to a complicated and difficult ignitions process in these engines. Priority and delay process in opening of control valves is important to prevent aforementioned phenomena. As opening and closing of control valves cause dynamic process in rocket engine, whose effects are expensive and difficult to predict by experimental tests. Therefore, dynamic modelling plays a key role in development of expansion cycle rocket engines and may decrees future expenses. In this article RL-10 rocket engine with sufficient data for validation has been chosen. The main goal of this article is dynamic modelling of expansion cycle rocket engine using mathematical non-linear models. Modelling results yield that the presented non-linear model is valid.

    Keywords: RL-10, Dynamic analysis, Liquid Rocket Engine
  • MEHRAN NOSRATOLLAHI *, Ahmad Soleimani Pages 49-60

    In this paper, the performance of fluid momentum controller (FMC) actuators in satellite temperature management is investigated based on two pyramidal and 3-axis proposed configurations. In this regard, the temperature of different satellite surfaces with fluid actuators and without actuators in an orbital period of satellite is investigated and the results are compared to each other. For FMC actuators that are closed as a loop, a Moving Reference Frame (MRF) is used and the flow inside the actuators is laminar. The effect of fluid angular velocity of actuators on the temperature of satellite surfaces with two different angular velocity has been investigated and time-dependent heat flux is applied to the satellite surfaces. The results indicate that in the pyramidal configuration, the decrease in the temperature of the satellite wall surfaces is influenced by two parameters: fluid angular velocity and orbital period of satellite, but in the critical conditions, the 3-axis configuration can carry out this temperature management more quickly.

    Keywords: FMC Actuator, numerical simulation, Pyramidal, 3-Axis Configuration, Temperature Management, Fluid Angular Velocity, SIMPLE Method
  • Azadeh Hekmat *, Bahar Hajati, Zahra Hajebrahimi Pages 61-70
  • Mahdi Ghobadi *, Maziar Shefaee Roshan, Mahdi Jafari Nadoushan Pages 71-82

    Using linear programming method in control allocation for attitude control subsystem of spacecraft with redundant thrusters is studied in this paper. The simplex algorithm is utilized as a solver and the Direction Preserving and Bodson’s Reduced size Direction preserving approaches are used as optimal approaches to deal with non admissible solutions. Also, proper functioning of these approaches against thrusters fault phenomenon is evaluated. The results show that the Direction Preserving approache has less computational time and less fuel consuming. However, the Bodson’s Reduced size Direction preserving approache has more computational time and more fuel consuming but less tri-axis tracking error. It should be noted that the PD controller has been used as a spacecraft control rule, and simulations have been made for the number and configuration of the specific thrusters.

    Keywords: Thruster, redundancy, Control Allocation, Linear Programing, Simplex Algorithm, Direction-Preserving Approach, Bodson Approach
  • Meghdad Payan *, Hanif Kazerooni Pages 83-98

    The need to stay in space and use its advantage in different perspectives, has led our country to take steps to use satellite technology. In this regard, constructing an advanced satellite launch site with all the modern facilities is one of the key issues. Imam Khomeini Space Center is the first permanent launch platform of the Islamic Republic of Iran. In 1389, it was announced that due to existing geographic constraints, research was conducted to build the second space center in Chabahar. In this paper, using several performed studies on the infrastructure of the advanced space centers around the world as well as various simulation methods, a conceptual design for the Chabahar launch site is presented. Full descriptions of the launch platforms, processing complex, assembling of satellites, etc. are illustrated. The design and construction of the Chabahar launch site will be a major step forward in the development of the space industry of Islamic Republic of Iran.

    Keywords: Chabahar launch site, Launch pad, Space industry, Satellite, launcher, Processing complex