Will future spacecraft fit in our pockets? - Dhonam Pemba

دونام پم با - آیا فضا پیماهای آینده در جیب ما جا می شوند؟

Translator: Farhan Tamy Reviewer: Farnaz Saghafi

When you picture a spaceship, you probably think of something like this,

وقتی یک فضاپیمای را تصور می کنید، شاید چیزی مثل این، به فکرتان برسد

or this, or maybe this.

یا این، یا شاید این

What do they all have in common?

همه آنها چه وجه مشترکی دارند؟

Among other things, they're huge because they have to carry people, fuel,

بین تشابه های موجود، همه خیلی بزرگند زیرا برای حمل افراد، سوخت

and all sorts of supplies, scientific instruments,

انواع لوازم، ابزارهای علمی و

and, in rare cases, planet-killing lasers.

در موارد نادر، سلاحهای لیزری مخرب سیاره استفاده می شوند

But the next real-world generation of spacecraft may be much, much smaller.

با این وجود، فضاپیمای واقعی نسل بعدی شاید بسیار، بسیار کوچکتر باشند

We're talking fit-inside-your-pocket tiny.

منظور از کوچک به اندازه ای است که در جیب جا شود

Imagine sending a swarm of these microspacecraft out into the galaxy.

ارسال انبوهی از این فضاپیماهای بسیار کوچک به کهکشان را تصور کنید

They could explore distant stars and planets

می توانند ستاره ها و سیارات دوردست را کشف کنند

by carrying sophisticated electronic sensors

با حمل سنسورهای الکترونیکی پیچیده که

that would measure everything from temperature to cosmic rays.

همه چیز را اندازه گیری می کند از درجه حرارت گرفته تا پرتوهای کیهانی

You could deploy thousands of them

هزار تا از آنها را می توان بکار گرفت

for the cost of a single space shuttle mission,

با هزینه فقط یک ماموریت شاتل فضایی

exponentially increasing the amount of data

می توانیم موجب افزایش تصاعدی داده های جمع آوری شده

we could collect about the universe.

درمورد جهان هستی بشویم

And they're individually expendable,

همچنین هریک جداگانه قابل استفاده است یعنی

meaning that we could send them into environments

می توان آنها را به محیط هایی فرستاد که

that are too risky for a billion dollar rocket or probe.

برای یک موشک یا کاوشگر میلیارد دلاری خطرناک است

Several hundred small spacecraft are already orbiting the Earth,

چند صد فضاپیمای کوچک همینک در مدار زمین

taking pictures of outer space,

درحال عکس گرفتن از فضا و

and collecting data on things,

جمع آوری داده های مربوط به چیزهایی مانند

like the behavior of bacteria in the Earth's atmosphere

رفتار باکتری ها در جو زمین

and magnetic signals that could help predict earthquakes.

و سیگنال های مغناطیسی که می تواند به پیش بینی زلزله کمک کند هستند

But imagine how much more we could learn if they could fly beyond Earth's orbit.

اگر آنها بتوانند فراتر از مدار زمین پرواز کنند، تصور کنید که چقدر بیشتر می توانیم یاد بگیریم

That's exactly what organizations, like NASA, want to do:

این دقیقا همان کاری است که سازمانهایی مانند ناسا، می خواهند انجام دهند یعنی

send microspacecraft to scout habitable planets

ارسال فضاپیماهای بسیار کوچک برای دیده بانی سیاره های قابل سکونت و

and describe astronomical phenomena we can't study from Earth.

توصیف پدیده های نجومی که نمی توانیم از زمین مطالعه کنیم

But something so small can't carry a large engine or tons of fuel,

اما چنین اشیای کوچکی، موتور بزرگ یا تن ها سوخت را نمی تواند حمل کند

so how would such a vessel propel itself?

پس چگونه چنین وسیله ای خود را حرکت بدهد؟

For microspacecraft, it turns out, you need micropropulsion.

معلوم است که یک فضاپیما کوچک، نیاز به نیروی رانش خرد دارد

On really small scales,

در مقیاس های خیلی کوچک

some of the familiar rules of physics don't apply,

برخی قوانین آشنای فیزیک نیوتنی صدق نمی کند

in particular, everyday Newtonian mechanics break down,

به ویژه هر روز مکانیک نیوتنی بیشتر می شکند و

and forces that are normally negligible become powerful.

نیروهای که معمولا قابل اغماض اند، قدرتمند و نمایان می شوند

Those forces include surface tension and capillary action,

چنین نیروهایی شامل کشش سطحی و عمل مویرگی نیز می شود

the phenomena that govern other small things.

این پدیده، حاکم بر اشیای کوچک است

Micropropulsion systems can harness these forces to power spacecraft.

سیستم های رانش خرد، این نیروها را مهار و به فضاپیما قدرت حرکت می دهند

One example of how this might work

یک نمونه عملی از آنها

is called microfluidic electrospray propulsion.

رانش الکترو اسپری میکروسیال نام دارد

It's a type of ion thruster,

این نوعی پیشرانه یونی است که

which means that it shoots out charged particles to generate momentum.

به معنی پرتاب ذرات باردار برای تولید حرکت است

One model being developed at NASA's jet propulsion laboratory

یک نمونه از آن در آزمایشگاه رانش جت ناسا ساخته شده که

is only a couple centimeters on each side.

ابعادش فقط چند سانتی متر است

Here's how it works.

کارکردش به این ترتیب است که

That postage-stamp sized metal plate is studded with a hundred skinny needles

صفحه ای فلزی که اندازه تمبراست و رویش صد سوزن نازک قراردارد با

and coated with a metal that has a low melting point, like indium.

یک فلز که دارای نقطه ذوب پایین است مثل ایندیم، روکش شده

A metal grid sits above the needles,

یک توری فلزی روی سوزنها قرار می گیرد و

and an electric field is set up between the grid and the plate.

یک میدان الکتریکی بین توری و صفحه برقرار می شود

When the plate is heated, the indium melts

هنگامی که صفحه گرم است، ایندیم ذوب شده و

and capillary action draws the liquid metal up the needles.

عمل مویرگی فلز مذاب را از سوزنها بالا می کشد

The electric field tugs the molten metal upwards,

نیروی میدان الکتریکی فلز مذاب را به سمت بالا می کشد اما

while surface tension pulls it back,

کشش سطحی آن را باز می گرداند در نتیجه

causing the indium to deform into a cone.

ایندیم روی سوزن ها شکل مخروطی پیدا می کند

The small radius of the tips of the needles

شعاع کوچک نوک سوزن به

makes it possible for the electric field to overcome the surface tension,

میدان الکتریکی امکان میدهد که بر کشش سطحی غلبه کند

and when that happens,

هنگامی که این اتفاق می افتد

positively charged ions shoot off at speeds of tens of kilometers per second.

یون های مثبت با سرعت ده ها کیلومتر در ثانیه، پرتاپ می شوند

That stream of ions propels the spacecraft in the opposite direction,

آن جریان یون، به لطف قانون سوم نیوتن

thanks to Newton's third law.

فضاپیما را در جهت مخالف می راند

And while each ion is an extremely small particle,

هر یون، ذره ای بسیار کوچک است اما

the combined force of so many of them pushing away from the craft

فشار حاصل از خروج تعداد زیادی از آنها برای

is enough to generate significant acceleration.

ایجاد شتاب قابل توجه، کافی است

And unlike the exhaust that pours out of a rocket engine,

بر خلاف گاز اگزوز که از موتور موشک برون می آید

this stream is much smaller and far more fuel efficient,

این جریان بسیار کوچکتر و از نظر مصرف سوخت، بسیارکارآمد است که

which makes it better suited for long deep-space missions.

باعث می شود برای ماموریت های به اعماق ژرف فضا، مناسب تر باشد

These micropropulsion systems haven't been fully tested yet,

این سیستم های رانش خرد هنوز کاملا مورد آزمایش قرار نگرفته است

but some scientists think that they will provide enough thrust

اما برخی از دانشمندان فکر می کنند که آنها به اندازه کافی قابل اطمینان می شوند تا

to break small craft out of Earth's orbit.

در ترابری کوچک، خارج از مدار زمین، تحول ایجاد کنند

In fact, they're predicting that thousands of microspacecraft

در واقع، آنها پیش بینی می کنند که در ده سال آینده هزاران عدد از

will be launched in the next ten years

فضاپیماهای بسیار کوچک به فضا پرتاب می شوند تا

to gather data that today we can only dream about.

اطلاعاتی جمع آوری کنند که امروز ما فقط می توانید، خواب آنرا ببنیم

And that is micro-rocket science.

این کلیت علم میکرو راکت است