ارتعاش جي

صورة فوتوغرافية تُظهر مسار النجوم مع تسليط الضوء على الحركة الدورانية لمحطة الفضاء الدولية.

يشير مصطلح G-jitter إلى أشكال التسارع المتبقي الدوري [ 1 ] أو شبه الثابت الذي يتم مواجهته في مركبة فضائية تطفو عبر حدود الجاذبية الصغرى للفضاء.

تُغيّر هذه الاختلافات بشكل طفيف اتجاه وقوة الجسم في بيئة اختبار منخفضة الجاذبية، [ 2 ] مما قد يؤثر بشكل طفيف أو كبير على نتائج التجارب التي تعتمد بشكل كبير على الدقة والتي تُجرى على متن محطة فضائية . [ 3 ] غالبًا ما تكون هذه التسارعات ناتجة عن أنشطة الطاقم الروتينية وتشغيل المعدات، بالإضافة إلى القوى الديناميكية الهوائية والميكانيكية الهوائية المؤثرة على المركبة الفضائية نفسها. [ 2 ]

باستخدام الأساليب النظرية الحالية والبيانات التجريبية التي تم جمعها سابقًا، من المستحيل التنبؤ بالسلوك الدقيق لتسارع الارتعاش، ولكن مع البيانات المذكورة أعلاه، من الممكن ملاحظة وتفسير الاتجاهات النوعية التي تنطبق على معظم السيناريوهات المتعلقة باختبار علوم المواد على متن محطة فضائية . [ 2 ]

مصادر اضطراب التسارع (G-jitter)

قوى شبه مستقرة

يمكن للقوى الثابتة التي تستمر لأكثر من 10 دقائق وتتغير دوريًا بتردد واحد أن تُحدث انحرافًا ملحوظًا في قراءات التسارع، وأن تُحوّل بيئة الاختبار عن حالة انعدام الجاذبية "الحقيقية". وتؤدي هذه القوى الأقوى إلى تسارعات مدية غير مهملة ، وإلى مقاومة ديناميكية هوائية متغيرة لمحطة الفضاء، والتي تتذبذب خلال مدارها نتيجة لتغيرات زاوية رؤية المحطة، ودورتها اليومية ، ونشاطها الشمسي المتغير . [ 4 ] في بعض الحالات النادرة، يجب أخذ تسارعات أويلر في الحسبان لأنها تؤثر على نقل البخار الفيزيائي عند الضغط المنخفض. كما يمكن رصد تسارعات كوريوليس وضغط الإشعاع الشمسي ، ولكنها عادةً ما تكون ضئيلة مقارنةً بتأثيرات القوى شبه الثابتة الأخرى. [ 2 ]

الاضطرابات التذبذبية

بشكل عام، إذا أمكن محاكاة اضطراب ما بتعديل جيبي ، يُعتبر مكونًا تذبذبيًا من اهتزاز الجاذبية. ومن أبرز هذه الاضطرابات أنشطة الطاقم الروتينية والاهتزازات الهيكلية، والتي قد تُسبب رنينًا هيكليًا في جميع أنحاء المركبة الفضائية. ورغم أن متوسط ​​تردد الاهتزاز الهيكلي لمحطة فضائية أقل من تردد مكوك فضائي ، إلا أن نطاق التردد قد يتراوح بين 0.1 و1  هرتز. [ 2 ]

اضطرابات عابرة

من المرجح أن تكون أكبر الاضطرابات من حيث الحجم ناتجة عن تشغيل المحركات النفاثة، أو التحام المكوك الفضائي ، أو عمليات نقل الكتلة . يمكن التحكم في بعض الاضطرابات وتوقيتها بحيث لا تؤثر على الاختبارات في الموقع، مثل تشغيل المحركات النفاثة والتحام المكوك الفضائي. تُضاف الأنشطة الروتينية غير الضارة نسبيًا التي يقوم بها رواد الفضاء في محطة الفضاء، والتي تتراوح بين الصيانة أو التنقل بحرية في أرجاء المحطة، إلى فئة من الاضطرابات غير الدائمة الأكثر عفوية وغير قابلة للتنبؤ، والتي يصعب حسابها. [ 2 ]

منع اهتزازات الجاذبية

نظراً لتزايد الوعي بآثار اهتزاز الجاذبية، بدأ دمج مقاييس التسارع القادرة على التكيف مع بيئة الجاذبية المنخفضة المضطربة في المركبات الفضائية. وقد شكلت التجارب السابقة التي أُجريت في بيئة مكوك الفضاء أساساً لربط تأثيرات اهتزاز الجاذبية باختبارات علم المواد، ولنمذجة التسارع المتبقي عددياً للمساعدة في تصميم تجارب محددة لبيئة معينة. [ 2 ] تتوفر طرق تحليل قراءات التسارع بسهولة، ولكن يمكن تسهيل مهمة فرز جميع البيانات الأولية الصعبة من خلال الاحتفاظ بجدول زمني للأحداث المسجلة وربطها بالتسارع المتبقي المقابل. [ 5 ]

مراجع

  1. واديه، م.؛ رو، ب. (1986-01-01). "الحمل الحراري الطبيعي في ظروف فوق الحرجة في بيئة انعدام الجاذبية المتذبذبة (g-jitter)". Advances in Space Research . 6 (5): 45–50 . Bibcode : 1986AdSpR...6...45W . doi : 10.1016/0273-1177(86)90182-1 .
  2. 1 2 3 4 5 6 7 نيلسون، إميلي س. "دراسة الارتعاش المتوقع في محطة الفضاء وتأثيراته على عمليات المواد." (1994). https://ntrs.nasa.gov/search.jsp?R=19950006290
  3. ن. أمين (سبتمبر 1988). "تأثير اهتزاز الجاذبية على انتقال الحرارة". وقائع الجمعية الملكية في لندن أ: العلوم الرياضية والفيزيائية والهندسية . 419 (1856): 151-172 . رمز Bibcode : 1988RSPSA.419..151A . doi : 10.1098/rspa.1988.0101 عبر الجمعية الملكية.
  4. ألكسندر، جيه آي دي ولوندكويست، سي إيه "الحركة في السوائل الناتجة عن التسارع الجاذبي الصغير وتعديلها عن طريق الدوران النسبي." AIAA J 26:34-39 (1988).
  5. روغرز، إم جيه بي وألكسندر، جيه آي دي "استراتيجية لتقليل بيانات التسارع المتبقي ونشرها - من مختبرات الفضاء المدارية". التقدم في أبحاث الفضاء 11:5-8 (1991أ).