تبیان، دستیار زندگی

وقتی که خوابی نیمه شب ترا نگاه می کنم

 

زیبائیت را با بهار گاه اشتباه می کنم

 

از شرم سرانگشت من پیشانیت تر می شود

 

عطر تنت می پیچد و دنیا معطر می شود

 

گیسوت تابی می خورد می لغزد از بازوی تو

 

از شانه جاری می شود چون آبشاری موی تو

 

چون برگ گل در بسترم می گسترانی بوی خود

 

من را نوازش می کنی بر مهربان زانوی خود

 

آسیمه می خیزم ز خواب تو نیستی اما دگر

 

ای عشق من بی من کجا تنها نرو من را ببر

 

من بی تو می میرم نرو من بی تو می میرم بمان

 

با من بمان زین پس دگر هرچه تو می گویی همان

 

در خواب آخر عشق من در برگ گل پیچیدمت

 

می خوابم ای زیباترین در خواب شاید دیدمت

 

 

سالهاست که فرومغناطیس به صورت گسترده ای مورد مطالعه قرار گرفته است. در اینجا به طور خلاصه به این پدیده می پردازیم:

 

الف) منبع مغناطش، اسپین الکترون در پوسته های اتمی ناکامل هستند، مانند پوسته های d و f اتمهای گذار فلزاتی همچون آهن نیکل و کبالت. هر اسپین الکترون به اندازه یک مگنتون بوهر از ممان مغناطیسی را حمل می کند. ممانهای مداری زاویه ای در مغناطش سهمی ندارند.

 ب) اسپین های الکترون به دلیل "اثر تعویض" وقتی انرژی کمتری را دارند که موازی باشند. این اثر، نتیجه ترکیبی از قانون دفع کولون  بین الکترونها و اصل طرد پائولی می باشد. در واقع اصل طرد پائولی، الکترونهای موازی را از یکدیگر دور نگه می دارد و انرژی کولون را کاهش می دهد.

البته اثرهای پیچیده دیگری نیز که ناشی از ساختار اتمی و کریستالی مواد هستند نیز وجود دارد. برای مثال، شاید اسپینها تمایل داشته باشند که در امتداد یک محور کریستالی یا یک صفحه¬ی خاص قرار گیرند. این دو را به ترتیب، فرومغناطیس های "هم محور " یا "صفحه ای " می نامند. اگر جهت خاصی وجود نداشته باشد آنها را " همسانگرد" می نامند. در هر حالت، انرژی وقتی کمترین مقدار را دارد که اسپینهای بیشتری در یک جهت قرار گرفته باشند

.در دمای صفر، انرژی کمترین مقدار را دارد و تمام اسپینها در یک جهت قرار گرفته اند. اما این جهت یکتا و منحصر بفرد نیست. انتخابهای گوناگونی وجود دارد. مثلا در مورد فرومغناطیس همسانگرد، تا وقتی که همه ی اسپینها موافق هستند، هر جهتی ممکن است. بنابراین مغناطش متناهی است. ماده فرومغناطیس است. اما وقتی که دما بالا می رود، اختلال  گرمایی، اسپینها را به هم می ریزد. اگر دما خیلی هم بالا نباشد، کسری از اسپینها هستند که در یک جهت قرار گرفته اند. همانطور که دما بالا می رود این کسر کم می گردد.وقتی که دما به دمای بحرانی می رسد، این کسر از الکترونهای موافق الجهت نیز صفر می شوند. به این گذارها گذارهای مرتبه دو گفته می شود. در دماهای نزدیک به دمای بحرانی، گرایش به نظم (هم جهت شدن اسپینها به همراه از دست دادن انرژی) و بی نظمی (در هم ریختگی اسپین ها توسط اختلال گرمایی) با یکدیگر در تعادل هستند. بالاتر از دمای بحرانی نظم غالب می شود و به این حالت فرومغناطیسی فاز منظم  می گویند. در حالیکه برای دماهای کمتر از دمای بحرانی بی نظمی غالب می شود و این حالت فاز بی نظم نامیده می شود.

امکان دارد که برای دماهای کمی بالاتر از دمای بحرانی، حوزه ی بزرگی (خیلی بزرگتر از یاخته یکه) باشد که در آن کسر خالصی از اسپین ها هم جهت گردند. این بدان دلیل است که گرایش به نظم تا حدی، و نه کاملا، می تواند پیروز گردد. در واقع نظم در حوزه ی بزرگی  ایجاد می شود، اما کسری از این حوزه ها نمی تواند با هم موافق الجهت گردند. به عبارت دیگر، هر حوزه به جهتی اشاره می کند.

 

وقتی که اندازه این حوزه ها بزرگتر می گردد، زمان لازم برای نظم یافتن یا نامنظم شدن، بسیار طولانی می گردد. اثر تعویض، که مکانیزم نظم دادن است، بر روی اسپین های همسایه عمل می کند.اختلال گرمایی اسپینها را بدون نظم در زمان و مکان در هم می¬ریزد. بنابراین برای اینکه این اثرهای کوتاه برد تکه اسپینهای موافق الجهت را خلق کنند، از بین ببرند و یا در هم ریزند، زمان زیادی طول می کشد. بنابراین زمان واِهلش ، یعنی زمان لازم برای رسیدن به تعادل گرمایی بعد از یک آشفتگی و در نزدیکی دمای بحرانی، بسیار طولانی خواهد بود. بنابراین کار تجربی بسیار مشکل خواهد شد و آزمایشگران باید مدت زیادی صبر کنند.

 

ققنوس(Phoenix)  مریخ نشینی (Lander) بود كه تحت برنامه­ی Scout برای كاوش فضایی به مریخ فرستاده شد.این مریخ­نشین در 25 می 2008 بر روی سطح مریخ فرود آمد. دانشمندان برای تحقیق در مورد محیطهای مناسب برای زندگی میكروبی بر روی مریخ و جستجوی آب بر روی آن از ابزارهایی كه بر روی عرشه­ی این فضاپیما نصب شده بود،استفاده كردند. در راس این برنامه آزمایشگاه قمر و سیاره­شناسی دانشگاه آریزونا بود كه تحت هدایت آزمایشگاه Jet propulsion ناسا قرار داشت.این برنامه با همكاری دانشگاههای ایالات متحده، كانادا، سوئیس، دانمارك، آلمان، انگلستان و همچنین آژانس فضایی كانادا، موسسه­ی هواشناسی فنلاند، سیستم­های فضایی Lockheed Martin و دیگر شركتهای فضایی صورت پذیرفت.این اولین باری بود كه در ناسا  ماموریتی توسط یك دانشگاه دولتی رهبری می­شد.این ماموریت توانست به خوبی ارزش پروژه­هایی كه توسط دانشگاهها رهبری می­شود را نشان دهد.این ماموریت مستقیما از محوطه دانشگاه آریزونا در Tucson اداره شد.توسعه­ی پروژه بر عهده Lockheed Martin در كلرادو بود.

 

 

 

 

 

ققنوس از بین 7 تلاش ناسا، ششمین فرود موفقیت­آمیز بود.ناسا با فرستادن ققنوس اولین فرود موفقیت آمیز بشر بر روی قطبهای مریخ را تجربه كرد.ماموریت این مریخ­نورد در نوامبر 2008 در حالیكه مهندسین، دیگر قادر به برقراری ارتباط با آن نبودند، پایان پذیرفت.آخرین ارتباط با ققنوس در آگوست 2008 برقرار شد.نگاهی اجمالی به برنامهاین ماموریت 2 هدف داشت.یكی مطالعه پیشینه زمین­شناسی آب-آب كلیدی قاطع برای گشودن رازهای نهفته در تغییرات اقلیم آب و هوایی مریخ است و دیگری سنجش قابلیت حیات در گذشته و یا آینده، مخصوصا در ناحیه­ی قطب مریخ.ابزار ققنوس برای به دست آوردن اطلاعاتی پیرامون پیشینه­ی زمین­شناسی یا بیولوژیكی قطبهای مریخ ساخته شده بودند.ققنوس اولین ماموریتی بود كه اطلاعاتی از قطبهای مریخ فرستاد و كمك بزرگی برای رسیدن ناسا به هدف اصلی­اش از ماموریتهای مریخی كرد و این هدف اینست: " به دنبال آب بگرد".        

  

ابتدا ماموریت برای 90 ثُل (روز مریخی)-بیش از 92 روز زمین-پیش­بینی شده بود.با این حال عمر فضاپیما 2 ماه از عمر پیش­بینی شده بیشتر بود تا اینكه سرمای سخت زمستان مریخ آن را از پای درآورد.محققان امیدوار بودند كه ققنوس تا زمستان دوام بیاورد تا بتواند در این مدت از نحوه­ی تشكیل یخ­های قطبی شواهدی بدست آورد-شاید در این مدت به ارتفاع 1 متر یخ در اطرافش  پدیدار  می­شد.

حتی با اینكه مقداری از زمستان را نیز دوام آورد اما سرمای شدید به او اجازه نداد تا تمام مدت زمستان را به سلامت به سر بَرد.ماموریت­های مریخ یا با مریخ­نوردها (Rovers) و یا با مریخ­نشین­ها انجام می­گیرد.اما اینكه ققنوس به صورت مریخ­نشین ثابت، طراحی شده بود سه دلیل عمده داشت:1- هزینه های طرح به خاطر استفاده از لوازم قدیمی بسیار كاسته می­شد.2- ناحیه­ای كه قرار بود ققنوس در آنجا بنشیند، تقریبا یكنواخت بود و متحرك بودن آن فایده­ای در بر نداشت.

3- وزنی كه قرار بود ابزار حركتی اشغال كنند به ابزارهای علمی­تر و به-روز-تر اختصاص می­یافت.

پیشینه­ی ماموریت:

در حالیكه پیشنهادیه­ی ققنوس نوشته می­شد،مدارگرد Odyssey با استفاده از طیف­سنج اشعه گاما علائم متمایزی  از وجود هیدروژن در بعضی از نواحی سطح مریخ را پیدا كرد.یكی از منابع ممكن هیدروژن بر روی مریخ،آبهایی هستند كه به شكل یخ در زیر سطح آن ذخیره شده­اند.با این توقع كه ققنوس می­تواند یخ حاصل از آب را در قطبهای مریخ پیدا كند.سرمایه گذاری بر این طرح شروع شد.در آگوست 2002 ناسا ماموریت ققنوس دانشگاه آریزونا را برای پرتاب در سال 2007 انتخاب كرد. ققنوس اولین فضاپیما از سری فضاپیماهای كوچك و كم­هزینه­ی برنامه­ی Scout در قسمت ماموریتهای مریخی بود.این انتخاب نتیجه­ی 2 سال رقابت شدید بین پیشنهادیه­هایی بود كه از طرف تعداد زیادی از موسسات فضایی به ناسا رسیده بود.سپرده­ی 325 میلیون دلاری ناسا،6 برابر بیشتر از هر كمك­هزینه­ی تحقیقاتی دیگری بود كه تا به حال به دانشگاه آریزونا داده شده بود.رهبری این ماموریت به دست Peter H.Smith و 24 همكار دیگرش بود.نام این ماموریت از روی نام پرنده­ی اسطوره­ای كه بعد از هر مرگ،از خاكستر خویش متولد می­شود انتخاب شده است.مریخ­نشینی كه برای ماموریت 2007-2008 استفاده شد، اصلاح شده­ی مریخ نشین Mars Surveyor 2001 (كه درسال 2000 لغو گردید)به علاوه­ی ابزارهایی از مریخ­نشین ناموفق Mars Polar Lander بود.Lockheed Martin كه مریخ­نشین را ساخت، تمام قطعات Mars Surveyor 2001  را از سال 2001 در یك محیط كاملا تمیز و كنترل­شده نگهداری كرده بود تا اینكه ناسا برای آن و از طریق برنامه­ی Scout بودجه تعیین كرد.لیست دانشگاهها و آژانس­هایی كه در این پروژه همكاری كردند: 

 

NASA"s Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, CaliforniaCanadian Space Agency, Lockheed Martin Space Systems, Denver, ColoradoMalin Space Science Systems (California), Max Planck Institute for Solar System Research (Germany), NASA Ames Research Center (California), NASA Johnson Space Center (Texas), MDA (Canada), Optech Incorporated (Canada), SETI Institute,Texas A&M University, Tufts University, University of Colorado, University of Copenhagen (Denmark),University of Michigan, University of Neuchâtel (Switzerland), University of Texas at Dallas, University of Washington, Washington University in St. Louis, and York University (Canada)

 

 مشخصات فضا پیما:

جرم: 350 كیلو­گرم

ابعاد: حدود 5/5 متر طول با احتساب قاب خورشیدی جلوی آن. به تنهایی قطری حدود 5/1 متر دارد.ارتفاع آن از زمین تا MET 2/2 متر .

ارتباطات:

 X-Band در طی فاز گشت و فاز اولیه ماموریت بعد از جدا شدن از قسمت سوم ماشین پرتاب           

ارتباط UHF در مرحله قرار گرفتن در مدار مریخ ،پائین آمدن و فرود آمدن بر سطح و شروع كار بر روی مریخ

توان:

توان این فضاپیما در طی سفر به مریخ ، از طریق قابهای خورشیدی گالیوم آرسناید 1/3 متر مربعی  و از طریق دو قاب خورشیدی گالیوم آرسناید 9/2 مترمربعی هنگام تماس با سطح مریخ تولید می­شد.

همچنین از سیستم كامپیوتری RAD6000 برای فرمان دادن به فضاپیما و كنترل كردن داده­ها استفاده می­شد.قسمتهای دیگر فضاپیما از سیستمهای الكتریكی برای هدایت فضاپیما و باتریهای خورشیدی  و سیستمهای مكانیكی برای گرم نگه داشتن فضاپیما تشكیل شده بودند.

پرتاب:

ققنوس در ساعت 5:26:34 صبح روز 4 آگوست 2007 پرتاب شد.كه برای پرتاب آن از Delta 7925  كه عهده دار پرتاب تاریخی "روح"(spirit) و "فرصت"(opportunity) نیز بود، استفاده گردید.بعد از پرتاب آن ابر درخشانی توسط گاز اگزوز راكت Delta 7925 تولید شد.رنگهای این ابر ناشی از اثر منشورگونه­ی ذرات یخی موجود در اگزوز خروجی بودند. 

فرود:

Jet Propulsion Laboratory تنظیماتی در مدار ماهواره­هایی كه حول مریخ می­گشتند، انجام داد تا در 25 می 2008 برای مشاهده ققنوس در هنگام ورود به جو و فرود آن، آماده باشند.این اطلاعات به طراحی مریخ­نشین­های بعدی كمك می­كند.منطقه تصویربرداری شده برای فرود، بیضی 100 km در 20 km متشكل از تخته سنگهای عظیمی بود.در زبان عامیانه به آن منطقه "دره­ی سبز" گفته می­شود و گمان می­رود كه بیشترین مقدار یخ حاصل از آب را در خود جای داده باشد. ققنوس با سرعت 21000 كیلومتر در ساعت وارد جو مریخ شد و در مدت­زمان 7 دقیقه و قبل از تماس با سطح زمین، سرعت خود را به 8 كیلومتر در ساعت كاهش داد.تاییدیه ورود به جو، در ساعت 4:46 بعدازظهر دریافت شد.سیگنال­های رادیویی كه در 4:53:44 دریافت شد، تایید كرد كه ققنوس در كاهش ارتفاع و فرود بر سطح مریخ موفق بوده و سفر 680 میلیون كیلومتری خود از زمین را به اتمام رسانده است.به خاطر دلایل نا معلومی چتر نجات 7 ثانیه دیرتر از زمان مورد انتظار باز شد كه باعث گردید موقعیت فرود، 25 تا 28 كیلومتر به شرق و نزدیك مرز بیضی فوق­الذكر انتقال یابد.دوربین مدارگرد(MRO) Mars Reconnaissance Orbiter معروف به HiRISE از ققنوس و در حالیكه از چترش معلق بود و به سطح مریخ می­آمد، عكاسی كرد.این اولین باری بود كه یك فضاپیما از فضاپیمای دیگری در حال فرود عكس می­گرفت.همان دوربین با چنان وضوحی از ققنوس عكس گرفت كه دو سلول خورشیدی آن قابل تشخیص­اند.كنترل­كننده­هایی كه بر روی زمین فعالیت می­كردند، توانستند توسط داده­های ردیابی Doppler كه از Odyssey و Mars Reconnaissance Orbiter به دست آمده بود برای تعیین موقعیت دقیق مریخ نشین استفاده كردند.

ققنوس در 25 می 2008 در دره سبز Vastitas Borealis  و در اواخر بهار نیمكره شمالی مریخ فرود آمد.در آنجا خورشید تمام روز مریخی می­تابید.وقتی تابستان نیمكره شمالی فرارسید (25 ژوئن 2008) خورشید در بالاترین ارتفاع و در زاویه 47 درجه بود.ققنوس اولین بار با شروع  سپتامبر 2008 غروب خورشید در مریخ را تجربه كرد.

فرود بر روی یك سطح تخت صورت پذیرفت.ققنوس تنها نوسان 3/0 درجه­ای را گزارش كرد.ققنوس درست قبل از فرود از موتورهای نیروی محركه­ی خود برای قرار دادن محور قاب سلولهای خورشیدی ، در سمت شرق به غرب استفاده كرد تا از ماكزیمم انرژی خورشیدی استفاده كند.قنوس 15 دقیقه در انتظار بود تا گرد و خاك از روی سلولهای خورشیدی كنار رود تا بتواند آنها را باز كند.اولین تصاویر از ققنوس در ساعت 7 بعدازظهر به دست آمد.تصاویر سطح پوشیده شده از سنگریزه­ها كه توسط سنگ­آبه ها به شكل چند ضلعیهایی با اضلاع 5 متری وبه  ارتفاع 10 سانتی­متری بریده شده­اند را نشان می­دهند.البته تحقیقاتی به وسیله Nilton Renno و دانشجویانش در دانشگاه واشنگتن برای محاسبه میزان گرد و خاك ناشی از فرود و تحقیقات دیگری نیز توسط محققان دانشگاه Tufts در مورد سنجش میزان آلودگی آمونیای ناشی از سوخت نیروی محركه و اثر ان بر قسمت شیمیایی آزمایشها انجام گرفت.ماموریت بر روی سطح مریخ:

ارتباطات:

اولین حركت دست روبوت با یك روز تاخیر انجام شد چرا كه در 27 می فرمانی از زمین به ققنوس نرسید.فرمان­ها همانطور كه طرح شده بود به MRO رسید ولی سیستم رادیویی Electra UHF آن به طور موقت قطع بود و نتوانست فرمانها را برای انجام به ققنوس مخابره كند.با اینكه فرمان جدیدی وجود نداشت،یك سری از فرمانهایی را كه در روز 26 می برای آن فرستاده شده بود را انجام داد.در 27 می MRO تصاویر و اطلاعات به دست آمده در آن روز را به زمین فرستاد.