علوم و اکتشافات فضایی
ابراهیم امیری؛ معصومه خانی چمنی؛ مهدی جعفری ندوشن؛ سجاد غضنفری نیا؛ مسعود خوش سیما
مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 25 آذر 1402
چکیده
مدل اقتصادی به طور کلی بیانگر مکانیزم‌های مورد استفاده در کسب درآمد از یک تجارت است و در صورت عدم درآمدزایی، شکست آن قطعی خواهد بود. بنابراین تصمیم بر انجام یک مأموریت تنها بر اساس مشخصات فنی نبوده و در کنار آن سوددهی اقتصادی جز دیگری از تصمیم‌گیری است و یکی از عوامل اصلی برای سرمایه‌گذاری‌های تجاری خواهد بود. پروژه‌های فضایی و ...
بیشتر
مدل اقتصادی به طور کلی بیانگر مکانیزم‌های مورد استفاده در کسب درآمد از یک تجارت است و در صورت عدم درآمدزایی، شکست آن قطعی خواهد بود. بنابراین تصمیم بر انجام یک مأموریت تنها بر اساس مشخصات فنی نبوده و در کنار آن سوددهی اقتصادی جز دیگری از تصمیم‌گیری است و یکی از عوامل اصلی برای سرمایه‌گذاری‌های تجاری خواهد بود. پروژه‌های فضایی و همچنین پروژه معدنکاوی ماه نیز از این قاعده مستثنی نیست و نیاز به رویکردی همهجانبه جهت مقایسه میان امکان مالی و فنی دارد. انجام تجزیه و تحلیل امکانپذیری اقتصادی هر پروژه میتواند به ارزیابی مدل اقتصادی آن خلاصه شود. در این راستا مدلی جهت مقایسه و رتبهبندی و تعیین گزینههای موجود مورد نیاز است که به لحاظ اقتصادی توجیه داشته باشد. با توجه به این در مقاله حاضر به ارزیابی اقتصادی معدنکاوی ماه بر اساس مواد موجود در ماه و ارسال آن به زمین پرداخته شده است. مواد با اولویت اقتصادی در یک ارزیابی فازی دستهبندی و انتخاب شده و با استفاده از مدل اقتصادی مناسب برای معدنکاوی فضایی، ارزیابی اقتصادی جهت تجارت فروش مواد بر روی سطح زمین انجام شده و با توجه به صرفه اقتصادی، نوع ماده و همچنین مشخصات سطح بالای پروژه استخراج شده است.
طراحی زیرمجموعه‌های فضایی: (هدایت، کنترل، سازه و...)
مهدی جعفری ندوشن؛ کوثر آرام‌خواه
دوره 14، شماره 1 ، فروردین 1400، ، صفحه 1-13
چکیده
در این مقاله از مدل دمبلی برای میدان گرانشی سیارک 216 کلوپاترا استفاده شده است. با استفاده از این مدل، معادلات حاکم بر حرکت فضاپیما حول سیارک به فرم معادلات حرکت فضاپیما در مسئله سه جسم محدود دایروی در خواهند آمد. بر این اساس نقاط تعادل و نواحی ژاکوبی حول این سیارک محاسبه شده و با بهرهگیری از روش‌های جستوجوی شبکهای و پرتابی ...
بیشتر
در این مقاله از مدل دمبلی برای میدان گرانشی سیارک 216 کلوپاترا استفاده شده است. با استفاده از این مدل، معادلات حاکم بر حرکت فضاپیما حول سیارک به فرم معادلات حرکت فضاپیما در مسئله سه جسم محدود دایروی در خواهند آمد. بر این اساس نقاط تعادل و نواحی ژاکوبی حول این سیارک محاسبه شده و با بهرهگیری از روش‌های جستوجوی شبکهای و پرتابی مدارهای تناوبی متقارن محاسبه شدهاند. این تقارن نسبت به صفحه xz در نظر گرفته شده است. پس از استخراج مدارها، پایداری مدارهای تناوبی با تئوری فلوکه مورد ارزیابی قرار گرفته که بیانگر ناپایداری مدارها است. با اضافه کردن فشار تشعشع خورشیدی به معادلات حاکم، مجددا مدارهای تناوبی متقارن استخراج و شاخص پایداری آنها محاسبه شده است. نتایج حاکی از آن است که فشار تشعشع خورشیدی هر چند مقادیر شاخص پایداری را تغییر میدهد ولی تغییری در پایداری یا ناپایداری آن ایجاد نمیکند. بنابراین پایدارسازی فضاپیما بر روی این مدارهای ناپایدار مستلزم اعمال کنترل بر روی فضاپیما است.
طراحی زیرمجموعه‌های فضایی: (هدایت، کنترل، سازه و...)
مازیار شفائی روشن؛ مهدی قبادی؛ مهدی جعفری ندوشن
دوره 13، شماره 1 ، فروردین 1399، ، صفحه 71-82
چکیده
در این مقاله استفاده از روش برنامه‌ریزی خطی در تخصیص‌گر کنترلی جهت استفاده در زیرسیستم کنترل وضعیت فضاپیما با تراسترهای افزونه مورد مطالعه قرار گرفته است. از الگوریتم سیمپلکس به عنوان حل‌کننده برتر و از دو رویکرد حفظ راستا و حفظ راستای اصلاحی بودسون به عنوان رویکردهای برگزیده در مواجهه با جواب‌های غیرقابل دستیابی استفاده شده ...
بیشتر
در این مقاله استفاده از روش برنامه‌ریزی خطی در تخصیص‌گر کنترلی جهت استفاده در زیرسیستم کنترل وضعیت فضاپیما با تراسترهای افزونه مورد مطالعه قرار گرفته است. از الگوریتم سیمپلکس به عنوان حل‌کننده برتر و از دو رویکرد حفظ راستا و حفظ راستای اصلاحی بودسون به عنوان رویکردهای برگزیده در مواجهه با جواب‌های 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 بهعنوان قانون کنترلی فضاپیما استفاده شده و شبیهسازی برای تعداد و چیدمان تراستر مشخص صورت پذیرفته است.
حسن ناصح؛ مهران میرشمس؛ الیاس فداکار؛ مهدی جعفری ندوشن
دوره 11، شماره 2 ، شهریور 1397، ، صفحه 47-53
چکیده
هدف اصلی مقاله، معرفی روش طراحی مأموریت اکتشافی به ماه براساس فناوری موجود در کشور است. طراحی مأموریت اکتشافی ماه شامل مدار انتقالی بهینه و حامل فضایی میشود. مدار انتقالی بهینه براساس مسئله سه جسم محدود دایروی (CRTBP) برای مدل‌سازی حرکت یک فضاپیما در سیستم زمین/ ماه طراحی شده است. برای این منظور، مدار انتقالی بهینه روش CRTBP را به عنوان ...
بیشتر
هدف اصلی مقاله، معرفی روش طراحی مأموریت اکتشافی به ماه براساس فناوری موجود در کشور است. طراحی مأموریت اکتشافی ماه شامل مدار انتقالی بهینه و حامل فضایی میشود. مدار انتقالی بهینه براساس مسئله سه جسم محدود دایروی (CRTBP) برای مدل‌سازی حرکت یک فضاپیما در سیستم زمین/ ماه طراحی شده است. برای این منظور، مدار انتقالی بهینه روش CRTBP را به عنوان مدل دینامیکی اتخاذ نمودهو مسیر انتقالی سه بعدی زمین به ماه را با هزینه پایین به دست میدهد. این روش بدلیل هزینه و قابلیت دسترسی به شیبهای مداری مختلف در عزیمت از زمین و تقرب به ماه، دارای ارجحیت و انعطاف بیشتر نسبت به روش انتقال هاهمن است. روندنمای بهینه طراحی مفهومی حامل فضایی (LVCD) بر مبنای بهینهسازی پارامترهای اصلی طراحیاست. روندنمای مذکور (LVCD) در بستر نرمافزاری به منظور ایجاد امکان برای جستجوی فضای طراحی و همچنین کاهش زمان و هزینه برای فاز طراحی مفهومی کدنویسی شده است. فرآیند بهینهسازی نسبت به تابع هدف و قیود طراحی در یک حلقه تکرار صورت گرفته است. در نهایت، قابلیت حامل فضایی طراحی شده برای ارضا الزامات ماموریتی مورد ارزیابی قرار گرفته است.
مهدی جعفری‌ندوشن؛ علیرضا نوین‌زاده
دوره 6، شماره 3 ، مهر 1392، ، صفحه 49-54
چکیده
در این مقاله به طراحی مسیر رفت از مدار پارک زمینی به مدار هاله‌ای حول نقطة لاگرانژی سیستم زمین- ماه و مسیر بازگشتی آن از مدار هاله‌ای به زمین پرداخته شده است. از نکات مهم در طراحی مسیر در مسئله سه جسم، برآورده شده قیدها و شرایط مرزی در ابتدا و انتهای مسیر است، لذا با یک مسئله با شروط مرزی مواجه هستیم. قیدهای درنظر گرفته شده در این مقاله، ...
بیشتر
در این مقاله به طراحی مسیر رفت از مدار پارک زمینی به مدار هاله‌ای حول نقطة لاگرانژی سیستم زمین- ماه و مسیر بازگشتی آن از مدار هاله‌ای به زمین پرداخته شده است. از نکات مهم در طراحی مسیر در مسئله سه جسم، برآورده شده قیدها و شرایط مرزی در ابتدا و انتهای مسیر است، لذا با یک مسئله با شروط مرزی مواجه هستیم. قیدهای درنظر گرفته شده در این مقاله، شامل ارتفاع، عمود بودن بردار موقعیت بر بردار سرعت به منظور کاهش تغییر سرعت مورد نیاز جهت انتقال مداری و زاویة مسیر پرواز مشخصی است.به واسطة دینامیک پیچیدة مسئله سه جسم و نیز به جهت ارضای این قیود و طراحی مسیر مناسب، از روش پرتابهای چندگانه مبتنی بر تصحیح دیفرانسیلی استفاده شده است.
مهدی جعفری‌ندوشن؛ محسن تیوای
دوره 3، شماره 2 ، دی 1389، ، صفحه 53-58
چکیده
در این مقاله تأثیر منظم‌سازی در سرعت حل مسئلة دو جسم در مقایسه با روش‌های معمول دیگر بررسی شده است. هدف از به‌کارگیری این روش، کاهش حجم محاسبات و دستیابی به دقت کافی در کم‌ترین زمان ممکن است. در واقع با خطی‌سازی معادلة حرکت و تغییر متغیر مستقل از زمان به زاویة آنومالی حقیقی، در عین امکان افزایش دقت، زمان اجرای برنامه به میزان چشم‌گیری ...
بیشتر
در این مقاله تأثیر منظم‌سازی در سرعت حل مسئلة دو جسم در مقایسه با روش‌های معمول دیگر بررسی شده است. هدف از به‌کارگیری این روش، کاهش حجم محاسبات و دستیابی به دقت کافی در کم‌ترین زمان ممکن است. در واقع با خطی‌سازی معادلة حرکت و تغییر متغیر مستقل از زمان به زاویة آنومالی حقیقی، در عین امکان افزایش دقت، زمان اجرای برنامه به میزان چشم‌گیری کاهش مییابد. نتایج حاصل از شبیهسازی بیانگر این موضوع هستند که استفاده از این روش چه در محاسبات آنبرد (On-board)و چه در شبیهسازیهای طولانی Long Term))مناسبتر و با کارآیی بالاتر از سایر روش‌های مرسوم چه در روش اختلالات ویژه و چه در روش اختلالات عمومی است.
مهدی جعفری ندوشن؛ سید حسین پورتاکدوست
دوره 3، شماره 1 ، تیر 1389، ، صفحه 75-80
چکیده
در این مقاله، تولید مدارهای هاله‌ای و منیفلدهای پایدار و ناپایدار آن در مسئلة سه جسم محدود دایروی مورد توجه قرارگرفته است. مدارهای هاله‌ای در طراحی مأموریت‌های فضایی پیچیده نقش اساسی دارند. مدارهای هاله‌ای در واقع حل تناوبی مسئلة سه جسم محدود دایروی هستند که با اعمال شرایط اولیة خاص حاصل می‌شوند. در این مقاله از خاصیت تقارن معادلات ...
بیشتر
در این مقاله، تولید مدارهای هاله‌ای و منیفلدهای پایدار و ناپایدار آن در مسئلة سه جسم محدود دایروی مورد توجه قرارگرفته است. مدارهای هاله‌ای در طراحی مأموریت‌های فضایی پیچیده نقش اساسی دارند. مدارهای هاله‌ای در واقع حل تناوبی مسئلة سه جسم محدود دایروی هستند که با اعمال شرایط اولیة خاص حاصل می‌شوند. در این مقاله از خاصیت تقارن معادلات مسئلة سه جسم محدود دایروی که معادلات دیفرانسیل عادی غیرخطی مرتبة دوم هستند، بهره گرفته شده است تا این شرایط اولیه مطلوب بهدست آید و حل آسان شود. برای حل تناوبی مسئله از روش تصحیح دیفرانسیلی و ماتریس انتقال حالت استفاده شده است. روش تصحیح دیفرانسیلی، روشی کارا و مبتنی بر روش نیوتن است که در حل مسائل با شرایط مرزی استفاده میشود. بهمنظور تولید منیفلدهای پایدار و ناپایدار در حل تناوبی در راستای بردارهای ویژه اختلال ایجاد کردهاست و با تحصیل شرط اولیة مناسب، از معادلات انتگرالگیری میشود.
